(57)【要約】  様々な撮像幾何学的配置となることが可能であるＸ線撮像装置ＩＡの動作を支援するシステムである。システムは、物体内へと少なくとも部分的に延在する経路の仕様を受信する入力インターフェースＩＮを含む。カメラサンプラＣＳが、Ｘ線撮像装置ＩＭの複数の非電離放射線ベースのカメラＯＣについて、経路に沿った物体の平面図を達成する対応する撮像幾何学的配置を計算する。
2019508167.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
様々な撮像幾何学的配置になることが可能であるＸ線撮像装置の動作を支援するシステムであって、
物体内へと少なくとも部分的に延在する経路の仕様を受信する入力インターフェースと、
前記Ｘ線撮像装置の複数の非電離放射線ベースのカメラの少なくとも１つのカメラについて、当該非電離放射線ベースのカメラが前記物体の平面図を達成する前記Ｘ線撮像装置の対応する撮像幾何学的配置を計算するカメラサンプラと、
を含み、
前記非電離放射線ベースのカメラの光学軸は、前記平面図における前記経路と位置合わせされる、システム。
【請求項２】
計算された前記撮像幾何学的配置の対応する表示を含むグラフィックス表示を表示デバイス上に表示させるグラフィックス表示マネジャを含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記撮像幾何学的配置のうちの少なくとも１つの撮像幾何学的配置に対する選択イベントを受信するイベントハンドラと、
選択された前記撮像幾何学的配置を実現するために、前記Ｘ線撮像装置の現在の撮像幾何学的配置を変更することを要求する撮像幾何学的配置制御コンポーネントと、
を含む、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
表示された前記グラフィックス表示は、前記選択イベントが受信された前記少なくとも１つの撮像幾何学的配置の前記表示をマークアップする少なくとも１つのマークアップを含む、請求項２又は３に記載のシステム。
【請求項５】
前記グラフィックス表示マネジャは、前記Ｘ線撮像装置が選択された前記撮像幾何学的配置になるまで、前記マークアップを前記グラフィックス表示内に維持する、請求項２乃至４の何れか一項に記載のシステム。
【請求項６】
前記選択イベントは、タッチスクリーンイベント又はポインタツール信号から生じるイベントのいずれかである、請求項３乃至５の何れか一項に記載のシステム。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れか一項に記載のシステムと、
前記複数の非電離放射線ベースのカメラを有する前記Ｘ線撮像装置と、
を含む、撮像構成体。
【請求項８】
前記複数の非電離放射線ベースのカメラは、前記Ｘ線撮像装置のＸ線検出器ユニットの様々な場所に取り付けられる、請求項７に記載の撮像構成体。
【請求項９】
様々な撮像幾何学的配置になることが可能であるＸ線撮像装置の動作を支援する方法であって、
物体内へと少なくとも部分的に延在する経路の仕様を受信するステップと、
前記Ｘ線撮像装置の複数の非電離放射線ベースのカメラの少なくとも１つのカメラについて、前記経路に沿った前記物体に対する非電離放射線ベースのカメラの平面図を達成する前記Ｘ線撮像装置の対応する撮像幾何学的配置を計算するステップと、
を含み、
前記非電離放射線ベースのカメラの光学軸は、前記平面図における前記経路と位置合わせされる、方法。
【請求項１０】
計算された前記撮像幾何学的配置の対応する表示を含むグラフィックス表示を表示デバイス上に表示するステップを含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記撮像幾何学的配置のうちの少なくとも１つの撮像幾何学的配置に対する選択イベントを受信するステップと、
選択された前記撮像幾何学的配置を実現するために、前記Ｘ線撮像装置の現在の撮像幾何学的配置を変更するステップと、
を含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
請求項７又は８に記載の撮像構成体に、請求項９乃至１１の何れか一項に記載の方法のステップを行わせる命令を含む、コンピュータプログラム。
【請求項１３】
請求項１２に記載のコンピュータプログラムを格納した、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、Ｘ線撮像装置の動作を支援するシステム、撮像構成体、Ｘ線撮像装置の動作を支援する方法、コンピュータプログラム要素及びコンピュータ可読媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｃアームシステム又は他の回転式システムといったＸ線撮像装置は、特に医療分野において、診断のために又は画像ベースの支援を提供するように介入中に使用される。後者は、医療器具又は機器を所望の位置に安全に届けることができる。
【０００３】
一部のＸ線装置は、光学カメラ等といった追加の非電離撮像デバイスを含む。これらの光学カメラは、介入中に（Ｘ線誘導に加えて）光学誘導を提供することができる。しかし、Ｘ線撮像のコンテキストにおける当該追加の撮像デバイスの使用は、時に、外科医がその作業を安全に行うことを妨げる不都合な撮像幾何学的配置が必要となることが報告されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
したがって、特にマルチモーダルＸ線撮像装置のより効率的な動作を可能にする代替システム及び／又は方法が必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の目的は、独立請求項の主題によって解決され、更なる実施形態は、従属請求項に組み込まれる。本発明の以下に説明される態様は、撮像構成体、Ｘ線撮像装置の動作を支援する方法、コンピュータプログラム要素及びコンピュータ可読媒体にも同等に適用されることに留意されたい。
【０００６】
本発明の第１の態様によれば、様々な撮像幾何学的配置になることが可能であるＸ線撮像装置の動作を支援するシステムが提供される。当該システムは、
物体内へと（少なくとも部分的に）延在する経路の仕様を受信する入力インターフェースと、
Ｘ線撮像装置の複数の非電離放射線ベースのカメラの少なくとも１つのカメラについて、カメラが物体の平面図を達成する対応する撮像幾何学的配置を計算するカメラサンプラとを含む。具体的には、当該平面図において、対応する非電離放射線ベースのカメラの光学軸が、経路と位置合わせされる。
【０００７】
一実施形態では、システムは、
計算された撮像幾何学的配置の対応する表示を含むグラフィックス表示を表示デバイス上に表示させるグラフィックス表示マネジャを含む。
【０００８】
一実施形態では、システムは、
撮像幾何学的配置のうちの少なくとも１つの撮像幾何学的配置に対する選択イベントを受信するイベントハンドラと、
選択された撮像幾何学的配置を実現するために、Ｘ線撮像装置の現在の撮像幾何学的配置を変更することを要求する撮像幾何学的配置制御コンポーネントとを含む。
【０００９】
例えば光学カメラの軸は、物体内へと延在する経路と実質的に一致する。このタイプのビューは「ブルズアイビュー」と呼ばれる。更により具体的には、また、一実施形態では、システムは、ブルズアイビューのために使用されるカメラをユーザが選択することを可能にする。ユーザは、可能なＣアーム、従って、Ｘ線検出器位置（各光学カメラに対して１つの位置）のプレビューが提示されるので、ユーザの作業位置を最適化することができる。
【００１０】
システムの一実施形態によれば、グラフィックス表示は、選択イベントがそれに対して受信される上記少なくとも１つの撮像幾何学的配置の表示をマークアップする少なくとも１つのマークアップを含む。
【００１１】
一実施形態によれば、グラフィックス表示マネジャは、Ｘ線撮像装置が選択された撮像幾何学的配置になるまで、マークアップをグラフィックス表示内に維持する。
【００１２】
一実施形態によれば、選択イベントは、タッチスクリーンイベント又はポインタツール信号から生じるイベントのいずれかである。
【００１３】
光学的又は非電離誘導手順に役立つように追加の撮像モダリティを含むマルチモーダルＸ線イメージャにおいて、撮像幾何学的配置の変更は「二重機能」を果たす。第一に、当然ながら、撮像幾何学的配置の変更は、関連のＸ線画像を取得するために必要である。第二に、撮像幾何学的配置は、誘導目的で追加のカメラ手段を配置するために変更される。本出願人によって、これらのタイプの撮像システムにおいて、所与の撮像幾何学的配置が、誘導作業には適しているが、ユーザのワークフローには最適ではないというコンフリクトが生じることが報告されている。具体的には、撮像幾何学的配置がユーザの視野を妨げるか、又は、物体と検出器又はイメージャハードウェアの他の部分との間に十分な空間がなく、ユーザの作業を妨げる場合がある。提案されるシステムは、患者の健康を守るために、空間又は患者、機器又は同僚の妨げられないビューに対するユーザのニーズと、特にツールが正確に配置されなければならない介入中の正確な誘導のニーズとのバランスを好都合に取るか又は調整するために、ユーザに選択手段を提供することによって上記ニーズに対処する。
【００１４】
別の態様によれば、
上記実施形態の何れか１つによるシステムと、
複数の非電離放射線ベースのカメラを有するＸ線撮像装置と、
を含む撮像構成体が提供される。
【００１５】
一実施形態によれば、カメラは、Ｘ線撮像装置のＸ線検出器ユニットの様々な場所に取り付けられる。
【００１６】
更に別の態様によれば、撮像装置の動作を支援する方法が提供される。当該方法は、
物体内に部分的に延在する経路の仕様を受信するステップと、
Ｘ線撮像装置の複数の非電離放射線ベースのカメラの少なくとも１つのカメラについて、経路に沿った物体に対するカメラの平面図を達成する対応する撮像幾何学的配置を計算するステップとを含む。ここでも、当該平面図において、カメラの光学軸は、経路と位置合わせされる。
【００１７】
一実施形態によれば、上記方法は、
計算された撮像幾何学的配置の対応する表示を含むグラフィックス表示を表示デバイス上に表示するステップを含む。
【００１８】
一実施形態によれば、上記方法は、
撮像幾何学的配置のうちの少なくとも１つの撮像幾何学的配置に対する選択イベントを受信するステップと、
選択された撮像幾何学的配置を実現するために、Ｘ線撮像装置の現在の撮像幾何学的配置を変更するステップとを含む。
【００１９】
本目的の「撮像幾何学的配置」とは、Ｃアームといったイメージャのガントリの特定のアンギュレーション、回転及び／又は並進に相当する。撮像幾何学的配置は、治療中心といった基準点における基準座標系に対するＸ線検出器及び／又はＸ線源の相対的空間的配置を規定する。対応して、可動ガントリを有する実施形態では、撮像幾何学的配置の変更は、Ｃアームの動き（アンギュレーション、回転及び／又は並進）である。同時に、本明細書において検討されるマルチモーダルＸ線イメージャにおいて、撮像幾何学的配置は、基準点に対する追加のカメラの空間的配置も規定する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
本発明の例示的な実施形態について、次の図面を参照して以下に説明する。
【００２１】
【図１】図１は、撮像構成体を示す。
【図２】図２は、撮像装置の様々な撮像幾何学的配置を表すグラフィックス表示を示す。
【図３】図３は、撮像装置を動作させる方法を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図１は、撮像構成体ＩＭＡの模式図を示す。撮像構成体ＩＭＡは、回転式Ｘ線装置（「イメージャ」）ＩＡと、イメージャＩＡの動作を支援するシステムＳＩＡとを含む。
【００２３】
最初にイメージャＩＡを参照する。イメージャＩＡは、１つ以上の撮像コンポーネントＩＣを含む。撮像コンポーネントには、Ｘ線源ＸＲ及びＸ線感応検出器Ｄが含まれる。一実施形態では、回転式Ｘ線イメージャは、Ｃアーム又はＵアーム型である。組み合わせられた撮像コンポーネントが、Ｘ線源及び検出器が剛性Ｃアーム又はＵアーム構造体内で接続されるこれらのタイプのイメージャ内で規定される。ＣアームＣＡは、クレードル構造体ＣＳ内で回転可能に支持される。
【００２４】
名が示す通り、これらのタイプのイメージャにおいて、Ｃアーム又はＵアームは、文字「Ｃ」（又は「Ｕ」）を反転した形状を有するガントリである。Ｘ線源ＸＲ及び検出器Ｄは、それぞれ、Ｃアームの対応する端に接続される。このようにして、ガントリＣＡは、撮像領域を少なくとも部分的に包囲し、撮像領域を挟んで向かい合う関係で配置されるＸ線源及び検出器を有する。
【００２５】
撮像構成体ＩＡは更に、一実施形態において、患者台ＴＢといった物体支持体を含む。物体支持体は、撮像手順中に撮像される物体を支持する。必ずしもすべての実施形態ではないが、一実施形態では、「物体」が患者ＰＡＴ又は少なくとも患者の生体構造の少なくとも一部である医学的コンテキストが想定される。本明細書では、人間又は動物の患者が想定される。しかし、物体は、スクリーニング応用における手荷物といった無生物であっても、又は、非破壊的応用における試料等であってもよい。以下では、主に医学的コンテキストに言及するが、これは、これらの（及び他の）非医学的コンテキストを排除するものではない。
【００２６】
図１における画像装置ＩＡは、可動式ドリー構造体ＤＬに取り付けられるクレードル構造体を有する移動型ソリューションを示す。しかし、Ｃアームが回転可能に天井、床又は壁に取り付けられるか又は撮像場所（検査室等）の用地ＧＲに固定して接続されるクレードルに取り付けられる固定型ソリューションも想定されるので、これは例示的である。
【００２７】
撮像装置は、ユーザ（「ユーザ」とは、イメージャを操作する人を指す）が最適な撮像結果を得ることを助けるために、幾つかの異なる機械的自由度を享受する。例えば、また、図１に示されるように、組み合わせられた撮像コンポーネント（つまり、Ｘ線源ＸＲ及び検出器Ｄがその中で接続されているＣアーム）は、単一軸だけでなく、２つ以上の回転軸の周りを回転可能である。しかし、本明細書では単一の回転自由度を有する実施形態も排除しない。
【００２８】
図１において、１つの回転軸が破線として示される。当該回転軸は、基本的に、患者台ＴＢに横たわった際の患者の縦軸の周りの回転を可能にする。この第１の回転は、図では、Ｃ２によって示される。
【００２９】
本明細書では、以下において「アンギュレーション」と呼ぶ別の回転も想定される。この回転は、図１の図平面の奥へと垂直に延在する軸の周りの回転である。つまり、アンギュレーションの軸は、患者の縦軸と垂直である。アンギュレーションはＣ１と示される。クレードル構造体は、１つ以上の回転軸があることに加えて、グランドＧＲに対して高さを調節することができる。
【００３０】
他の並進オプションも、他の実施形態において含まれ、想定される。必ずしもすべての実施形態ではないが、一実施形態では、患者台ＴＢの高さも調節可能であるか、又は、代わりに、患者台ＴＢの高さが調節可能である。図１に、調節可能な患者台の高さはＨ２と示される。
【００３１】
対応する並進又は回転（具体的にはアンギュレーション）は、適切に配置され、オペレータコンソールＣＯＮから制御されるステッパーモータ又はサーボモータといった適切なアクチュエータ（図示せず）によってもたらされる。コンソールＣＯＮは、ジョイスティック、フットペダル等といった１つ以上のユーザ制御インターフェースを含む。介入放射線科医といったユーザが、コンソールのユーザインターフェースを操作すると、一連のコマンドが出される。これらのコマンドは、電気制御信号に変換される。当該信号によって、様々なアクチュエータが制御及び調節される。
【００３２】
制御信号は、特定の撮像幾何学的配置のリクエストに対応する。「撮像幾何学的配置」との用語は、撮像コンポーネントと患者との間の特定の空間的配置を意味する。撮像幾何学的配置は、１つ以上の軸の周りでＣアームを回転させることによって、具体的にはアンギュレーションによって、及び／又は、用地に対する画像コンポーネントの高さＨ１を変更することによって変更することができる。
【００３３】
広義には、撮像手順中、ユーザは、コンソールを操作することによって、特定の撮像幾何学的配置を要求し、対応するアクチュエータに制御信号を出す。これに応えて、具体的にはＣアームのアンギュレーション及び／又は高さが調節されて、関心の生体構造の考えられる最良のビューが達成される。所望の撮像幾何学的配置になると、つまり、Ｃアームが適切な位置に動かされると、Ｘ線源が操作され、関心の生体構造を通るＸ線放射ビームが放出される。Ｘ線ビームは、生体構造内の物質と相互作用する。相互作用するＸ線は、患者の（Ｘ線源に対して）向こう側に出現し、検出器Ｄ内のＸ線感応面に衝突する。当該面は、検出器ピクセルで構成される。検出器ピクセルは、空間的に対応する画像信号を生成することによって衝突する放射線に応える。画像信号は、特にアナログ−デジタル変換器段を含むデータ取得回路によって捕捉され、１つ又は２つのモニタＭＴ上で確認できる画像が生成される。
【００３４】
イメージャＩＡによって取得可能である画像には、投影画像、又は、様々な投影角度において物体の周りの回転で取得される一連の投影画像から適切な再構成アルゴリズムによって再構成可能である３Ｄ回転３Ｄボリューム画像が含まれる。
【００３５】
Ｘ線撮像装置ＩＡは更に、ＣＣＤ（電荷結合素子）といった適切なセンサ技術を用いて可視スペクトルにおける光を捕捉する光学カメラＯＣといった非電離放射線ベースのカメラを複数含む。好適には、高速撮像を可能とするために、低遅延の読み出し（約６０ｍｓ）を有する工業グレードデジタルカメラが使用される。赤外線カメラ又は奥行き検知カメラといった他の技術に基づく他のカメラタイプも幾つかの実施形態では想定される。
【００３６】
例えば図１に示されるように、光学カメラＯＣは、撮像装置ＩＡの検出器ユニットＤに固定して且つ動かないように取り付けられる。図１Ａの差込図に示されるイメージャＩＡ内のビューは、検出器ユニットＤの近位面の平面図を提供するように、Ｘ線源ＸＲから検出器Ｄに向かう方向においてＸ線検出器Ｄの光学軸に沿って取られたものである。
【００３７】
図１Ａの実施形態では、検出器Ｄの視野（ＦＯＶ）を中心にして検出器ユニットの各隅に配置された４つの光学カメラがある。より具体的には、カメラＯＣは、検出器ユニットＤの進入窓（図示せず）を中心にして配置される。当該進入窓を放射Ｘ線が検出器ユニットＤの放射線感応面に向かう途中で通過する。カメラＯＣは更に、図示されるようにＦＯＶの隅ではなく、ＦＯＶの縁（例えば縁の中心点）に沿って配置されてもよい。ハウジングは、図１Ａに示される正方形又は長方形プロファイルではなく、円形プロファイルでもよい。円形ハウジングについては、カメラは、視野の丸い外縁に沿って一定距離間隔で配置されてよい。
【００３８】
図１Ａでは、光学カメラＯＣは、検出器のハウジングに組み込まれている。他の実施形態では、カメラＯＣは、ハウジングから（Ｘ線源ＸＲに向かって）下方向に吊り下がるように、適切な接続金具によって外側からハウジングに取り付けられる。
【００３９】
カメラの数は、図１Ａに示される４つとは異なっていてもよい。他の実施形態では、２つ、３つ又は５つ以上のカメラがある。一般に、カメラの数は、３Ｄ位置を測定するのに適しているような数である。
【００４０】
代替実施形態では、光学カメラは、Ｃアーム自体の適切な位置といったイメージャＩＡハードウェアの他の部分に取り付けられるか、又は、検出器ユニットの他の部分に取り付けられる。
【００４１】
上記実施形態では、カメラＯＣは、動かないようにＸ線イメージャに結合されるので、イメージャＩＡハードウェアの残りの部分、具体的には、Ｘ線検出器Ｄに対する機械的自由度はない。カメラの位置及び向きは、検出器Ｄの動きによってのみ変更することができ、好適な実施形態では、当該動きは、Ｃアームの動きによって実現される。
【００４２】
検出器Ｄに対する少なくとも１つ又はすべてのカメラの光学軸が変更できる他の代替実施形態も想定される。例えばカメラは、検出器Ｄに対して平行移動できる。検出器ハウジングは、カメラがそれに沿って平行移動できるトラックを含んでよい。更に、又は、或いは、幾つかのカメラは、検出器Ｄに対するカメラの向き（即ち、その光学軸）を変更できるように、スイベル機構内に配置されてもよい。検出器Ｄに対するカメラの位置又は向きが変更可能である場合、これは、好適には、Ｃアームのユーザ制御部にごく近接して人間工学的に配置される適切なカメラ制御ユーザインターフェースを介してユーザによって操作可能である適切な電子機械的アクチュエータを用いて達成可能である。
【００４３】
カメラＯＣは、効率的な経路計画を提供する。より詳細には、本明細書では、光学カメラは、介入の計画された経路のライブ誘導に使用される。カメラＯＣが使用される例示的な医療介入は、脊椎固定手術における誘導である。脊椎固定手術にいて、１つ以上の椎弓根ネジが、外側から軟組織を通り患者内へ、脊柱の対応する椎骨に入れられ、２つの隣接する椎骨が互いに対して動かないようにされる。これは、例えば痛みを軽減することを目的として行われる。好適な実施形態において、カメラＯＣは、検出器Ｄに対して動かないように取り付けられているので、自然な（剛体）画像レジストレーションがあり、Ｘ線検出器によって取得されたＸ線画像は、光学カメラによって取得された光学画像に重ね合わされ、これは、高精度で行われることが可能である。臓器のこのように重ね合わされた画像の対応する像特徴は、正確に位置合わせされ、光学画像は、Ｘ線画像に示される下層の内部生体構造（例えば椎骨）の外側生体構造（例えば皮膚）を示す。検出器Ｄに対する光学カメラの位置又は向きが変更可能である場合、追加の画像レジストレーション処理が適用されなければならない。
【００４４】
手順中、ユーザは、（例えば関連の脊椎骨の）取得された３Ｄボリュームを使用して、入れる器具（例えば椎弓根ネジ）の位置／向きを計画する。この「仮想」計画手順において、当該器具のグラフィカル表現が、３Ｄボリューム内に示される／描かれる。３Ｄボリュームは、Ｘ線撮像装置の共通座標系に対して正しく位置合わせされている。３Ｄボリュームは、撮像装置ＩＡによって前にえられた物体の投影画像から再構成されている。器具の計画位置／向きは、光学画像にもグラフィカル表現として重ね合わされる。ユーザは、次に、光学画像上で、器具（つまり、そのグラフィカル表現）を、計画位置／向きと仮想空間で位置合わせし、器具を配置する際の高精度を達成することができる。器具の位置合わせ中、Ｃアームは、カメラのうちの１つが、計画された経路のちょうど上にあるように配置される。このようにすると、経路は、平面図において、点又は円として可視となり、その直径は経路の厚さに対応する。このビューは、「ブルズアイビュー」と呼ばれる。このようにして、患者の皮膚の器具の侵入点が簡単に見つかる。
【００４５】
より具体的には、ブルズアイビュー（ＢＥＶ）において、カメラのうちの所与の１つのカメラの単一の光学軸が、計画された経路と位置合わせされる。好適には、計画された経路の方向に基本的に一致するように位置合わせされる。一度に１つのカメラしか同じＢＥＶについて位置合わせできない。上記されたように、（患者の関心生体構造に対して又は撮像システムの治療中心に対して測定される）カメラのうちの何れか１つのカメラの向き及び位置は、撮像システムの撮像幾何学的配置を変更することによって変更することができる。より具体的には、Ｃアームのアンギュレーション及び回転を変更することによって、及び／又は、Ｃアームを平行移動させることによって、物体に対するカメラの光学軸の対応する再方向付け及び／又はシフトが達成される。このようにして、各カメラが、所与のＢＥＶについて、正確に１つの撮像幾何学的配置に明確に関連付けられ、また、カメラはイメージャＩＡに様々な位置で取り付けられているので、これらの撮像幾何学的配置は、各カメラについて異なる。以下において、複数のカメラのうちの正確に１つのカメラについて、ブルズアイビューを提供する対応する撮像幾何学的配置は、本明細書において時に「ブルズアイビュー撮像幾何学的配置」、又は、より明白には、上記頭文字を使用して「ＢＥＶ撮像幾何学的配置」と呼ぶ。
【００４６】
カメラＯＣは、Ｘ線検出器の様々な位置、又は、イメージャＩＡハードウェアの他のどこかにあるので、ＢＥＶ撮像幾何学的配置は、上記されたように様々であり、これらのうちの幾つかは、より適しており、また、ユーザに物体のより良いビューを提供するか、又は、検出器と物体との間により広い空間を可能にする。
【００４７】
次に、Ｘ線撮像装置の動作を、ユーザにとってより効率的であるようにするために、本明細書において、複数のカメラＯＣからブルズアイビューを取得するために使用するカメラをユーザが選択することを可能にするシステムが提案される。
【００４８】
提案されるシステムは、イメージャＩＡに関連付けられるワークステーションといった単一の計算又はデータ処理ユニットＰＵ上でソフトウェアアプリケーションとして動作する複数のコンポーネントを含む。或いは、当該コンポーネントは、計算デバイスの無線又は有線（又は両者のハイブリッド）ネットワーク全体に分配されてもよい。他の実施形態では、Ｘ線装置の効率的動作を支援するように提案されるシステムは、プログラミングされたＦＰＧＡ（フィールドプログラマブルゲートアレイ）といった専用ハードウェア機器又はＸ線撮像装置に組み込まれる配線ＩＣ又は他のマイクロコントローラとして実現されてもよい。
【００４９】
提案されるシステムの動作は次の通りである。入力ポートＩＮにおいて、計画された経路の幾何学的仕様が受信される。当該仕様は、一般に、イメージャＩＡの治療中心にある座標系に関連する座標形式にある。当該仕様は、具体的には、侵入点の場所、計画された経路の長さ及び方向、並びに、場合によっては、その厚さ又は直径を含む。
【００５０】
経路の仕様を所与として、カメラサンプラＣＳが、複数のカメラそれぞれについて、対応するカメラを介して経路上の同じブルズアイビューを提供する要求撮像幾何学的配置を計算する。イメージャＩＡハードウェアに対するカメラの場所及び向きは分かっているので、要求撮像幾何学的配置はすぐに計算することができる。これは、上記されたように、カメラが検出器Ｄ又はイメージャハードウェアの他の部分に動かないように取り付けられている場合に特に事実である。カメラサンプラＣＳによって計算されたＢＥＶ撮像幾何学的配置は、次に、座標のセットとして出力される。一実施形態では、これらの座標それぞれは、対応するカメラｉについて、ブルズアイビューを達成するために必要である必要Ｃアームアンギュレーション／回転／並進を規定する。
【００５１】
このＢＥＶ情報は、次に、ユーザが好都合に利用することができる数値又はグラフィカル形式で表される。例えば一実施形態では、システムは、グラフィックス表示マネジャＧＤＭを含む。グラフィックス表示マネジャＧＤＭは、複数のグラフィカルウィジェットを組み合わせて、１つ以上のモニタＭＴ上に表示可能であるグラフィックス表示ＧＵＩを形成する。より具体的には、グラフィック表示マネジャは、対応するカメラによってブルズアイビューが取得可能である各撮像幾何学的配置用の複数の表示ＩＧ１〜ＩＧ４を含むグラフィックス表示ＧＵＩを生成する。
【００５２】
好適には、これらの表示は、患者に対するユーザの現在の位置に最適で、最大作業空間及び／又は患者、機器若しくは近くにいる同僚の妨げられていないビューを提供する撮像幾何学的配置をユーザがすばやく選択できるように、インタラクティブグラフィカルウィジェットである。
【００５３】
図２は、当該グラフィックス表示ＧＵＩの例示的な実施形態を示す。グラフィックス表示は、好適にはインタラクティブであり、タッチスクリーン上に実現される。グラフィックス表示ＧＵＩは、複数のカメラＯＣそれぞれに対して１つで、４つのペインを含み、各ペインにおいて、対応するカメラに関連付けられる対応するＢＥＶ撮像幾何学的配置の表現ＩＧ１〜ＩＧ４がレンダリングされている。
【００５４】
一実施形態において、幾つか又はすべてのペインは、回転及びアンギュレーション角度に関して、ＢＥＶ撮像幾何学的配置を規定する数値情報を含む。表示ＩＧ１〜ＩＧ４は、数値情報に加えて又は代えて、ユーザの現在の位置を所与として、提案される撮像幾何学的配置が患者又は他の周囲機器等へのユーザの視野に影響を及ぼすかどうか、また、どのように影響を及ぼすかを、ユーザがよりうまく視覚化することができるように、撮像幾何学的配置を表すミニチュア表示といったグラフィカルアイコンを含む。一実施形態では、各ＢＥＶ撮像幾何学的配置のグラフィカル表示ＩＧ１〜ＩＧ４は、現在のユーザ位置を表すシンボルと隣り合わせにされる。例えば象徴的な「足跡」アイコン等が、表示ＩＧ１〜ＩＧ４に表されるＢＥＶ撮像幾何学的配置との正しい空間的関係で表示される。現在のユーザ位置は、イメージャＩＡの周辺に配置される適切なセンサ回路によって収集される。例えば床に誘導ループのパターンが敷かれてよい。誘導ループは、ユーザが立っている場所に依存する位置測定値で応える。測定値は、グラフィックス表示マネジャＧＤＭによって、ＢＥＶウィジェットＩＧ１〜ＩＧ４内の正しい場所にユーザ位置ウィジェット（例えば上記足跡アイコン等）を含めることによって、表示用にレンダリングされる。任意選択的に、システムは更に、位置測定値がユーザの存在によってもたらされているのか、又は、測定値が看護士等といった他の人によってもたらされているのかを区別するために、検証（サブ）システムを含む。一実施形態では、検証システムは、適切に配置されたＲＦＩＤリーダ等を含み、ユーザは、特定のコードでコード化されたＲＦＩＤタグを着用する。ループが生成する位置測定値は、リーダによってコードの存在が検出されて初めてグラフィックス表示マネジャＧＤＭによって処理される。そうでなければ、位置測定値は無視される。しかし、近接センサベースのシステム等といった検証システムの他の実施形態も想定される。
【００５５】
一実施形態では、表示は静的ではなく動的である。例えばミニチュア表示は単に静的なシンボルではなく、現在の撮像幾何学的配置からＢＥＶを提供する撮像幾何学的配置に変更することに伴う動きを表すアニメーションである。各ペインにおける各アニメーションは、同時に同期して動作するか、又は、順に動作してもよい。アニメーションは、１回だけ動作しても、繰り返し動作してもよい。ユーザは、アニメーションを停止することもできるし、又は、特定の１つ若しくはすべてのアニメーションを再動作させるように要求することもできる。
【００５６】
グラフィックス表示ＧＵＩは更に、グラフィックス表示に表示される撮像幾何学的配置のうちの現在選択されている撮像幾何学的配置を示すマークアップウィジェットＭＵを含む。図２の例では、ハイライトされた境界線によって示されるように、右上にある撮像幾何学的配置が現在選択されている。他のウィジェットを使用して現在の選択を示してもよい。例えば境界領域をハイライトするのではなく、対応するペインの背景自体を、周囲の背景から浮かび上がるように違う色又はパターンに変更してもよい。いずれの場合でも、また、より一般的には、選択マークアップＭＵは、色、テクスチャ／パターン、グレイ色調等によってハイライトすることによって視覚化される。
【００５７】
一実施形態では、ＢＥＶ撮像幾何学的配置のデフォルト選択がある。一実施形態では、このデフォルト選択は、所与の現在の撮像幾何学的配置から最も移動が少ないＢＥＶ撮像幾何学的配置に対してである。
【００５８】
Ｃアームがなく、検出器及び／又はＸ線源が天井又は壁に取り付けられた対応するアームに独立して取り付けられている他の実施形態では、ＢＥＶ撮像幾何学的配置の対応するグラフィカル表示は、それに合わせて適応される必要がある。
【００５９】
上記されたように、個々の幾何学的配置は、ユーザが対応するブルズアイ撮像幾何学的配置ウィジェットＩＧ１〜ＩＧ４をタッチすることによるタッチスクリーンイベントによって、又は、スタイラス、コンピュータマウス等といったポインタツールＰＴを使用することによって選択される。或いは、選択は、キーボードのストロークによって要求されてもよい。
【００６０】
ユーザ又はプロトコルが選択動作（例えばタッチスクリーン動作）を行うと、イベントハンドラＥＨによって捕捉される選択イベント／信号が生成される。イベントハンドラＥＨは、現在の撮像幾何学的配置を、選択された撮像幾何学的配置に変更するリクエストを生成し、このコマンドは、撮像幾何学的配置制御ＩＧＣコンポーネントに転送される。撮像幾何学的配置制御ＩＧＣコンポーネントは、要求されたＢＥＶ撮像幾何学的配置座標を対応するより低いレベルのリクエスト（Ｃ１、Ｃ２）に変換することができるインターフェースであり、当該リクエストは、撮像装置ＩＡ内の１つ以上のアクチュエータ回路に伝えられる。アクチュエータは、要求されたＢＥＶ撮像幾何学的配置を、例えばＣアームを再方向付け及び／又は平行移動させることによって実現する。
【００６１】
安全対策として、生成されたグラフィックス表示ＧＵＩは、要求されたＸ線撮像幾何学的配置となるまで表示されたままであり、当該配置となって初めてモニタ上に表示されなくなる。ユーザは、実際に要求されたＢＥＶ撮像幾何学的配置になった際の視覚的リアルタイム情報を受信するので、動作の安全性が高められる。これは、ユーザが、撮像幾何学的配置の変更を活発に制御しなくてはならない状況において有益である。例えば幾つかのシステムでは、Ｃアームは、起動ボタンが押されている間にしか動かない。より具体的には、ユーザは、いわゆる「承認」ボタンを押すことによって、Ｃアームの要求された位置までの移動を可能にする。４つの異なる位置ＩＧ１〜ＩＧ４との提示されるダイアログＧＵＩは、システムが、当該システムは選択された位置に移動していることを検出すると自動的に消える。
【００６２】
当然ながら、Ｘ線撮像動作又はハンドリングを支援するために提案されるシステムは、光学誘導に基づき、電極、ニードル、カテーテル等といったツール又は器具が所定のやり方で患者に挿入される必要のある他の介入手順にも使用することができる。
【００６３】
更に当然ながら、提案される撮像支援システムの応用は、医療分野に限られず、非破壊的材料検査等といったあらゆる種類の検査におけるプローブ挿入といった他の分野においても、恩恵を受けて使用することが可能である。
【００６４】
一実施形態によれば、計算されたＢＥＶ撮像幾何学的配置の座標は純粋に数値形式で供給されるので、グラフィックスモジュールマネジャがない。
【００６５】
次に図３を参照する。図３は、光学カメラ等といった追加の非電離撮像デバイスを含むＸ線撮像装置の動作を支援するためのフローチャートを示す。
【００６６】
ステップＳ３１０において、物体内へと部分的に延在する経路の仕様が受信される。当該仕様は、具体的には、経路の長さ、侵入点及び向き、また、任意選択的に厚さを規定する。本明細書では、経路は直線であると仮定するが、提案される方法は、少なくとも少し湾曲した経路に使用することもできる。しかし、湾曲経路の場合、経路全体の誘導は保証できず、経路の最初のセグメントにおいてのみ誘導が提供される。
【００６７】
ステップＳ３２０において、複数のカメラそれぞれ（又はユーザによって指定される予め選択されたカメラ）について、対応する撮像幾何学的配置が計算される。各撮像幾何学的配置は、同じ経路のブルズアイビューが得られるように複数のカメラそれぞれを位置合わせすることを可能にする。
【００６８】
対応する撮像幾何学的配置は、カメラが、検出器ユニットといったイメージャハードウェアＩＡに動かないように固定される図１Ａに示されるようなハードウェア実施形態について容易に計算される。この構成又は同様の構成では、カメラ位置／向きと残りのイメージャハードウェアとの間に既知で一定の剛体レジストレーション関係があるので、レジストレーションは不要である。幾つか又はすべてのカメラが独立して移動可能である場合、ＢＥＶ撮像幾何学的配置を計算するためには、追加のレジストレーションステップが必要である。
【００６９】
ステップＳ３３０において、（タブレット、スマートホン又はスタンドアロンコンピュータモニタといった）表示デバイス上での表示のためのグラフィックス表示が生成される。生成されたグラフィックス表示は、各撮像幾何学的配置を示す各グラフィカル表示を含む。
【００７０】
ステップＳ３４０において、ステップＳ３３０において生成されたグラフィックス表示における各表示によって表される撮像幾何学的配置のうちの少なくとも１つに対する、例えばユーザ又はプロトコルによって生成される選択イベントが受信される。
【００７１】
ステップＳ３５０において、選択されたブルズアイ撮像幾何学的配置が、適切なアクチュエータを操作することによって、現在の撮像幾何学的配置を要求された撮像幾何学的配置に変更することによって実現される。
【００７２】
安全特徴として、例えばマークアップである対応するグラフィカルインジケータが、現在の選択を視覚的に表すためにグラフィックス表示に組み込まれる。図２にこの一例が示される。
【００７３】
更なる安全特徴として、実際に要求された幾何学的配置になるまで、選択のマークアップ及び／又はグラフィックス表示の全体が表示されたままにされる。要求された幾何学的配置になると、システムによって対応する確認信号が生成される。当該信号は、次に、グラフィックス表示マネジャに、スクリーンからグラフィックス表示を取り除くように指示する。
【００７４】
任意選択的に、実際に選択されたＢＥＶ撮像幾何学的配置になってもユーザがそれに満足しない場合があるので、追加の選択イベントを捕捉するようにループするループ動作ステップＳ３６０がある。ユーザが新しい選択イベントを出すと、フローはステップＳ３４０に戻る。そうでなければ、方法フローは終了する。
【００７５】
本発明の別の例示的な実施形態では、上記実施形態のうちの１つによる方法のステップを適切なシステム上で実行するように適応されていることによって特徴付けられるコンピュータプログラム又はコンピュータプログラム要素が提供される。
【００７６】
したがって、コンピュータプログラム要素は、コンピュータユニットに記憶されていてもよい。当該コンピュータユニットも、本発明の一実施形態の一部であってよい。当該コンピュータユニットは、上記方法のステップを行うか又はステップの実行を誘導する。更に、コンピュータユニットは、上記装置のコンポーネントを動作させる。コンピュータユニットは、自動的に動作するか及び／又はユーザの命令を実行する。コンピュータプログラムが、データプロセッサの作業メモリにロードされてよい。したがって、データプロセッサは、本発明の方法を実行する能力を備えている。
【００７７】
本発明のこの例示的な実施形態は、最初から本発明を使用するコンピュータプログラムと、アップデートによって、既存のプログラムを、本発明を使用するプログラムに変えるコンピュータプログラムとの両方を対象とする。
【００７８】
更に、コンピュータプログラム要素は、上記方法の例示的な実施形態の手順を満たすすべての必要なステップを提供することができる。
【００７９】
本発明の更なる例示的な実施形態によれば、ＣＤ−ＲＯＭといったコンピュータ可読媒体が提示される。コンピュータ可読媒体に、コンピュータプログラム要素が記憶され、コンピュータプログラム要素は上記セクションに説明されている。
【００８０】
コンピュータプログラムは、他のハードウェアと共に又は他のハードウェアの一部として供給される光学記憶媒体又は固体媒体といった適切な媒体（具体的には、必ずしもそうである必要はないが、非一時的媒体）上に記憶される及び／又は分散配置されるが、インターネット又は他の有線若しくは無線通信システムを介した形態といった他の形態で分配されてもよい。
【００８１】
しかし、コンピュータプログラムは、ワールドワイドウェブといったネットワークを介して提示され、当該ネットワークからデータプロセッサの作業メモリにダウンロードされてもよい。本発明の更なる例示的な実施形態によれば、ダウンロード用にコンピュータプログラム要素を利用可能にする媒体が提供され、当該コンピュータプログラム要素は、本発明の上記実施形態のうちの１つによる方法を行うように構成される。
【００８２】
なお、本発明の実施形態は、様々な主題を参照して説明されている。具体的には、方法タイプのクレームを参照して説明される実施形態もあれば、デバイスタイプのクレームを参照して説明される実施形態もある。しかし、当業者であれば、上記及び下記の説明から、特に明記されない限り、１つの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、様々な主題に関連する特徴の任意の組み合わせも、本願によって開示されていると見なされると理解できるであろう。しかし、すべての特徴は、特徴の単なる足し合わせ以上の相乗効果を提供する限り、組み合わされることが可能である。
【００８３】
本発明は、図面及び上記説明において詳細に例示され、説明されたが、当該例示及び説明は、例示的に見なされるべきであり、限定的に見なされるべきではない。本発明は、開示される実施形態に限定されない。開示された実施形態の他の変形態様は、図面、開示内容及び従属請求項の検討から、請求項に係る発明を実施する当業者によって理解され、実施される。
【００８４】
請求項において、「含む」との用語は、他の要素又はステップを排除するものではなく、また、「ａ」又は「ａｎ」との不定冠詞も、複数形を排除するものではない。単一のプロセッサ又は他のユニットが、請求項に引用される幾つかのアイテムの機能を果たしてもよい。特定の手段が相互に異なる従属請求項に記載されることだけで、これらの手段の組み合わせを有利に使用することができないことを示すものではない。請求項における任意の参照符号は、範囲を限定するものと解釈されるべきではない。
【図１】
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【図１ａ】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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