(57)【要約】調整可能な光学集合体を提供し、貫通ビーム源、貫通ビーム受光器を有する結像系と用いるためのターゲット捕捉システム。この光学集合体は、ターゲット捕捉標識を線源により放射される貫通ビームの経路上に有している。このターゲット捕捉標識は、この線源により放射される貫通ビームに対して少なくとも部分的に不透明であり、このターゲット捕捉標識は、ターゲット軸上のターゲット捕捉点を示している。光学集合体は、ターゲット軸と同軸で一致している検知可能なターゲット捕捉ビームを発生させることができる検知可能なターゲット捕捉ビーム装置をさらに有する。加えて、上述のようなターゲット捕捉システムをアラインメントする方法と、関心領域をターゲット捕捉する方法とが与えられている。このシステムと方法との１つの有利な点は、これが２点アラインメントのみを必要としていることである。
2007515201.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線源からの貫通ビームの経路内のターゲット捕捉標識と、ターゲット軸と同軸で一致している検知可能なターゲット捕捉ビームを発生させることができる検知可能なターゲット捕捉ビーム装置とを有する調整可能な光学集合体を設けることと、
前記貫通ビームの経路内の第１の位置に第１のアラインメント点を示している第１のアラインメントターゲットを設けることとを具備し、
前記ターゲット捕捉標識は、前記放射線源により放射される貫通ビームに対して少なくとも部分的に不透明であり、前記ターゲット軸上のターゲット捕捉点を示し、前記第１のアラインメントターゲットは、前記貫通ビームに対して少なくとも部分的に不透明であり、
前記ターゲット軸と同軸で一致している前記検知可能なターゲット捕捉ビームを与えることと、
前記光学集合体を、前記検知可能なターゲット捕捉ビームが、前記第１のアラインメント点に前記第１の位置で当たり、受光器により発生された像が、前記ターゲット捕捉点が、前記第１のアラインメント点と前記第１の位置で一致することを示すように、調節することと、
第１のアラインメント位置としての前記ターゲット軸の位置に対応する情報を記録することと、
前記貫通ビームの経路内の第２の位置で第２のアラインメント点を示している第２のアラインメントターゲットを設けることと、
前記光学集合体を、前記検知可能なターゲット捕捉ビームが、前記第２の位置で前記第２のアラインメント点に当たり、前記受光器により発生された像が、前記ターゲット捕捉点が、前記第２のアラインメント点と前記第２の位置で一致することを示すように、調節することと、
第２のアラインメント位置としての前記ターゲット軸の位置に対応する情報を記録することとを更に具備し、
前記第２のアラインメントターゲットは、前記貫通ビームに対して少なくとも部分的に不透明である、ターゲット捕捉システムを操作する方法。
【請求項２】
前記検知可能なターゲット捕捉ビームは、レーザビームである請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記貫通ビームは、Ｘ線ビームである請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記ターゲット捕捉標識は、第１のワイヤと、この第１のワイヤにほぼ直交する第２のワイヤとを有する請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記光学集合体を、前記受光器により発生された前記像が、前記ターゲット捕捉点が、前記アラインメント点のいずれか１つと一致していることを示すように、調整することは、前記光学集合体の少なくとも一部分を並進させることを有する請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記光学集合体を、前記受光器が、前記ターゲット捕捉点が、前記アラインメント点のいずれか１つのと一致していることを示すように、調整することは、前記光学集合体の少なくとも一部分を回転させることを有する請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記光学集合体を、前記検知可能なターゲット捕捉ビームが、前記アラインメント点のいずかの１つに当たるように、調整することは、前記光学集合体の少なくとも一部分を回転させることを有する請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記光学集合体を、前記検知可能なターゲット捕捉ビームが、前記アラインメント点のいずれか１つに当たるように、調整することは、前記光学集合体の少なくとも一部分を並進させることを有する請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記検知可能なターゲット捕捉ビーム装置は、第２の軸上に位置しているレーザビームと、前記ターゲット軸とこの第２の軸とに位置しているミラーとを有する請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記ミラーは、前記貫通ビームに対して、少なくとも部分的に半透明である請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記ターゲット捕捉点は、前記光学集合体の回転軸上にある請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記ターゲット捕捉点は、前記光学集合体の並進軸上にある請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記貫通レーザの放射中心を、記録された前記第１のアラインメント位置の少なくとも一部分と、記録された前記第２のアラインメント位置の少なくとも一部分とを用いて、決定することをさらに具備する請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
線源からの貫通ビームの経路内のターゲット捕捉標識と、ターゲット軸と同軸で一致している検知可能なターゲット捕捉ビームを発生することができる検知可能なターゲット捕捉ビーム装置とを有する調整可能な光学集合体を設けることと、
前記貫通ビームの経路内に物体を設けることとを具備し、
前記ターゲット捕捉標識は、前記線源により放射される貫通ビームに対して少なくとも部分的に不透明であり、このターゲット捕捉標識は、前記ターゲット軸上のターゲット捕捉点を示しており、前記物体は、前記貫通ビームの経路内に位置している、関連付けられた関心領域を有し、この関心領域と物体とは、前記貫通ビームに対して不透明性を有し、この不透明性により、前記貫通ビームが前記関心領域に向けて送られ受光器により受光される場合に、この受光器により発生された像の中で前記関心領域を人が識別することができ、
前記光学集合体を、前記受光器により発生された像が、前記ターゲット捕捉点が前記関心領域と一致していることを示すように、調整することと、
前記ターゲット捕捉点の位置を決定することと、
前記ターゲット軸の所望の位置を決定することと、
前記光学集合体を、前記ターゲット軸が、前記所望の位置にあるように、調整することと、
前記ターゲット軸と同心で一致している前記検知可能なターゲット捕捉ビームを与えることとをさらに具備する、ターゲット捕捉システムを操作する方法。
【請求項１５】
前記検知可能なターゲット捕捉ビームは、レーザビームである請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記貫通ビームは、Ｘ線ビームである請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
前記ターゲット捕捉標識は、前記貫通ビームに対して少なくとも部分的に不透明な、第１のワイヤ状の部材と、この第１のワイヤ状の部材にほぼ垂直な同様の第２のワイヤ状の部材とを有する請求項１４に記載の方法。
【請求項１８】
前記光学集合体を、前記受光器により発生された像が、前記ターゲット捕捉点が前記関心領域と一致していることを示すように、調整することは、前記光学集合体の少なくとも一部分を並進させることを有する請求項１４に記載の方法。
【請求項１９】
前記光学集合体を、前記受光器により発生された像が、前記ターゲット捕捉点が前記関心領域と一致していることを示すように、調整することは、前記光学集合体の少なくとも一部分を回転させることを有する請求項１４に記載の方法。
【請求項２０】
前記検知可能なターゲット捕捉ビーム装置は、第２の軸上に位置しているレーザビームと、前記ターゲット軸と第２の軸とに位置しているミラーとを有する請求項１４に記載の方法。
【請求項２１】
前記ミラーは、前記貫通ビームに対して少なくとも部分的に半透明である請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記ターゲット捕捉点は、前記光学集合体の回転軸上にある請求項１４に記載の方法。
【請求項２３】
前記ターゲット捕捉点は、前記光学集合体の並進軸上にある請求項１４に記載の方法。
【請求項２４】
前記光学集合体を、前記ターゲット軸が、前記所望の位置にあるように、調整することは、前記光学集合体の少なくとも一部分を回転させることを有する請求項１４に記載の方法。
【請求項２５】
前記光学集合体を、前記ターゲット軸が、前記所望の位置にあるように、調整することは、前記光学集合体の少なくとも一部分を並進させることを有する請求項１４に記載の方法。
【請求項２６】
線源からの貫通ビームの経路内のターゲット捕捉標識と、ターゲット軸と同軸で一致している検知可能なターゲット捕捉ビームを発生させることができる検知可能なターゲット捕捉ビーム装置とを有する調整可能な光学集合体を設けることと、
前記貫通ビームの経路内の第１の位置にアラインメント点を示しているアラインメントターゲットを設けることとを具備し、
前記ターゲット捕捉標識は、前記線源により放射される貫通ビームに対して少なくとも部分的に不透明であり、このターゲット捕捉標識は、前記ターゲット軸上のターゲット捕捉点を示し、前記アラインメントターゲットは、前記貫通ビームに対して少なくとも部分的に不透明であり、
前記ターゲット軸と同軸で一致している前記検知可能なターゲット捕捉ビームを与えることと、
前記光学集合体を、前記検知可能なターゲット捕捉ビームが、前記アラインメント点に前記第１の位置で当たり、受光器により発生された像が、前記ターゲット捕捉点が、前記アラインメント点と前記第１の位置で一致することを示すように、調節することと、
第１のアラインメント位置としての前記ターゲット軸の位置に対応する情報を記録することと、
前記アラインメントターゲットを前記貫通ビームの経路内の第２の位置に移動させることと、
前記光学集合体を、前記検知可能なターゲット捕捉ビームが、前記第２の位置で前記アラインメント点に当たり、前記受光器により発生された像が、前記ターゲット捕捉点が、前記アラインメント点と前記第２の位置で一致することを示すように、調節することと、
第２のアラインメント位置としての前記ターゲット軸の位置に対応する情報を記録することとを更に具備する、ターゲット捕捉システムを操作する方法。
【請求項２７】
前記検知可能なターゲット捕捉ビームは、レーザビームである請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記貫通ビームは、Ｘ線ビームである請求項２６に記載の方法。
【請求項２９】
前記ターゲット捕捉標識は、前記貫通ビームに対して少なくとも部分的に不透明な第１のワイヤ状の部材と、この第１のワイヤ状の部材にほぼ垂直な第２のワイヤ状の部材とを有する請求項２６に記載の方法。
【請求項３０】
前記光学集合体を、前記受光器により発生された前記像が、前記ターゲット捕捉点が、前記アラインメント点と一致していることを示すように、調整することは、前記光学集合体の少なくとも一部分を並進させることを有する請求項２６に記載の方法。
【請求項３１】
前記光学集合体を、前記受光器により発生された前記像が、前記ターゲット捕捉点が、前記アラインメント点と一致していることを示すように、調整することは、前記光学集合体の少なくとも一部分を回転させることを有する請求項２６に記載の方法。
【請求項３２】
前記光学集合体を、前記検知可能なターゲット捕捉ビームが、前記アラインメント点にあたるように、調整することは、前記光学集合体の少なくとも一部分を回転させることを有する請求項２６に記載の方法。
【請求項３３】
前記光学集合体を、前記検知可能なターゲット捕捉ビームが、前記アラインメント点にあたるように、調整することは、前記光学集合体の少なくとも一部分を並進させることを有する請求項２６に記載の方法。
【請求項３４】
前記検知可能なターゲット捕捉ビーム装置は、第２の軸上に位置しているレーザビームと、前記ターゲット軸と第２の軸とに位置しているミラーとを有する請求項２６に記載の方法。
【請求項３５】
前記ミラーは、前記貫通ビームに対して少なくとも部分的に半透明である請求項３４に記載の方法。
【請求項３６】
前記ターゲット捕捉点は、前記光学集合体の回転軸上にある請求項２６に記載の方法。
【請求項３７】
前記ターゲット捕捉点は、前記光学集合体の並進軸上にある請求項２６に記載の方法。
【請求項３８】
前記貫通ビームの放射中心を、記録された第１のアラインメント点の少なくとも一部分と記録された第２のアラインメント点の少なくとも一部分とを用いて、決定することをさらに具備する請求項２６に記載の方法。
【請求項３９】
線源により発生された貫通ビームの経路内のターゲット捕捉標識と、ターゲット軸と同心で一致している検知可能なターゲット捕捉ビームを発生することができるターゲット捕捉ビーム装置とを有する光学集合体と、
前記貫通ビームの経路内に位置しているアラインメント点を示している第１のアラインメントターゲットとを具備し、
前記ターゲット捕捉標識は、前記線源により放射される前記貫通ビームに対して少なくとも部分的に不透明であり、前記ターゲット捕捉標識は、前記ターゲット軸上のターゲット捕捉点を示し、
前記貫通ビームの経路内に位置しているアラインメント点を示している第１のアラインメントターゲットと、
前記ターゲット軸の少なくとも２つのアラインメント位置に対応している情報を記録することができる位置レコーダとをさらに具備し、
前記第１のアラインメントターゲットは、前記貫通ビームに対して少なくとも部分的に不透明である、ターゲット捕捉システム。
【請求項４０】
前記貫通ビームの経路内に位置している第２のアラインメント点を示している第２のアラインメントターゲットをさらに具備し、
この第２のアラインメントターゲットは、前記貫通ビームに対して少なくとも部分的に不透明である、請求項３９に記載のシステム。
【請求項４１】
前記検知可能なターゲット捕捉ビームは、レーザビームである請求項３９に記載の装置。
【請求項４２】
前記貫通ビームは、Ｘ線ビームである請求項３９に記載のシステム。
【請求項４３】
前記ターゲット捕捉標識は、前記貫通ビームに対して少なくとも部分的に不透明な第１のワイヤ状の部材と、この第１のワイヤ状の部材に対してほぼ垂直な同様な第２のワイヤ状の部材とを有している請求項３９に記載のシステム。
【請求項４４】
前記位置レコーダは、コンピュータとこのコンピュータ上で実行されるためのソフトウェアとを有している請求項３９に記載のシステム。
【請求項４５】
前記検知可能なターゲット捕捉ビーム装置は、第２の軸上に位置しているレーザビームと、前記ターゲット軸と第２の軸に位置しているミラーとを有している請求項３９に記載のシステム。
【請求項４６】
前記ミラーは、前記貫通レーザに対して少なくとも部分的に半透明である請求項４５に記載のシステム。
【請求項４７】
前記ターゲット捕捉点は、前記光学集合体の回転軸上にある請求項３９に記載のシステム。
【請求項４８】
前記ターゲット捕捉点は、前記光学集合体の併進軸上にある請求項３９に記載のシステム。
【請求項４９】
調整可能な光学集合体を具備し、
この光学集合体は、線源により放射される貫通ビームの経路内にターゲット捕捉標識を有し、このターゲット捕捉標識は、前記線源により放射される前記貫通ビームに対して少なくとも部分的に不透明であり、このターゲット捕捉標識は、ターゲット軸上のターゲット捕捉点を示し、前記光学集合体は、前記ターゲット軸と同軸で一致している検知可能なターゲット捕捉ビームを発生することができるターゲット捕捉ビーム装置をさらに有し、
第２の自由度の中に前記ターゲット捕捉点の位置を与えられて、第１の自由度の中に前記ターゲット軸の所望の位置を決定することができ、前記貫通ビームの放射中心の位置を決定するために十分な所定の情報を決定することができる計算機をさらに具備するターゲット捕捉システム。
【請求項５０】
前記計算機は、コンピュータと、このコンピュータ上で実行されるためのソフトウェアとを有する請求項４９に記載のシステム。
【請求項５１】
前記検知可能なターゲット捕捉ビームは、レーザビームである請求項４９に記載のシステム。
【請求項５２】
前記貫通ビームは、Ｘ線ビームである請求項４９に記載のシステム。
【請求項５３】
前記ターゲット捕捉標識は、第１のワイヤと、この第１のワイヤにほぼ直交している第２のワイヤとを有する請求項４９に記載のシステム。
【請求項５４】
前記検知可能なターゲット捕捉ビーム装置は、第２の軸上に位置しているレーザビームと、前記ターゲット軸と第２の軸上に位置しているミラーとを有する請求項４９に記載のシステム。
【請求項５５】
前記ミラーは、前記貫通レーザに対して少なくとも部分的に半透明である請求項５４に記載のシステム。
【請求項５６】
前記ターゲット捕捉点は、前記光学集合体の回転軸上にある請求項４９に記載のシステム。
【請求項５７】
前記ターゲット捕捉点は、前記光学集合体の並進軸上にある請求項４９に記載のシステム。
【請求項５８】
少なくとも４つの自由度を有する調整可能な光学集合体を設けることと、
第１のアラインメント点を第１の位置で示している第１のアラインメントターゲット及び第２のアラインメント点を第２の位置で示している第２のアラインメントターゲットを設けることとを具備し、
前記光学集合体は、線源により発生される貫通ビームの経路内にターゲット捕捉標識を有し、このターゲット捕捉標識は、前記線源により放射される前記貫通ビームに対して少なくとも部分的に不透明であり、このターゲット捕捉標識は、ターゲット軸上でターゲット捕捉点を示し、前記光学集合体は、前記ターゲット軸と同軸で一致している検知可能なターゲット捕捉ビームを発生することができる検知可能なターゲット捕捉ビーム装置を更に有し、前記第１及び第２のアラインメント点は、前記線源により発生される前記貫通ビームの経路内に位置しており、前記第１及び第２のアラインメントターゲットは、前記貫通ビームに対して少なくとも部分的に不透明であり、
前記ターゲット軸と同軸で一致している前記検知可能なターゲット捕捉ビームを発生することと、
前記光学集合体を、前記自由度の少なくとも１つで、前記検知可能なターゲット捕捉ビームが、前記第１のアラインメント点に前記第１の位置であたり、受光器により発生される像が、前記ターゲット捕捉点が、前記第１の位置で前記第１のアラインメント点と一致していることを示すように、調整することと、
第１のアラインメント位置としての前記ターゲット軸の位置に対応する情報を記録することと、
前記光学集合体を、前記自由度の少なくとも１つで、前記検知可能なターゲット捕捉ビームが、前記第２のアラインメント点に前記第２の位置であたり、受光器により発生されるどんな像も、前記ターゲット捕捉点が、前記第２の位置で前記第２のアラインメント点と一致していることを示すように、調整することと、
第２のアラインメント位置としての前記ターゲット軸の位置に対応する情報を記録することとをさらに具備するターゲット捕捉システムを操作する方法。
【請求項５９】
前記検知可能なターゲット捕捉ビームは、レーザビームである請求項５８に記載の方法。
【請求項６０】
前記貫通ビームは、Ｘ線ビームである請求項５８に記載の方法。
【請求項６１】
前記ターゲット捕捉標識は、前記貫通ビームに対して少なくとも部分的に不透明な第１のワイヤ状の部材と、この第１のワイヤ状の部材にほぼ垂直な同様な第２のワイヤ状の部材とを有する請求項５８に記載の方法。
【請求項６２】
前記光学集合体を、前記受光器により発生された前記像が、前記ターゲット捕捉点が前記アラインメント点のいずれかと一致していることを示しているように、調整することは、この光学集合体の少なくとも一部分を並進させることを有する請求項５８に記載の方法。
【請求項６３】
前記光学集合体を、前記受光器により発生された前記像が、前記ターゲット捕捉点が前記アラインメント点のいずれかと一致していることを示しているように、調整することは、この光学集合体の少なくとも一部分を回転させることを有する請求項５８に記載の方法。
【請求項６４】
前記光学集合体を、前記検知可能なターゲット捕捉ビームが、前記アラインメント点のいずれかにあたるように、調整することは、前記光学集合体の少なくとも一部分を回転させることを有する請求項５８に記載の方法。
【請求項６５】
前記光学集合体を、前記検知可能なターゲット捕捉ビームが、前記アラインメント点のいずれかにあたるように、調整することは、前記光学集合体の少なくとも一部分を並進させることを有する請求項５８に記載の方法。
【請求項６６】
前記検知可能なターゲット捕捉ビーム装置は、第２の軸上に位置しているレーザビームと、前記ターゲット軸と第２の軸上に位置しているミラーとを有している請求項５８に記載の方法。
【請求項８０】
前記光学集合体を、前記受光器により発生された像が、前記ターゲット捕捉点が前記関心領域と一致していることを示しているように、調整することは、前記光学集合体の少なくとも一部分を回転させることを有する請求項７１に記載の方法。
【請求項８１】
前記ターゲット捕捉点の位置を前記自由度の少なくとも１つにおいて決定することは、前記ターゲット捕捉点の並進位置を決定することを有する請求項７１に記載の方法。
【請求項８２】
前記ターゲット捕捉点の位置を前記自由度の少なくとも１つにおいて決定することは、前記ターゲット捕捉点の回転位置を決定することを有する請求項７１に記載の方法。
【請求項８３】
前記光学集合体を、前記ターゲット軸が前記所望の位置にあるように、調整することは、前記光学集合体の少なくとも一部分を回転させることを有する請求項７１に記載の方法。
【請求項８４】
前記光学集合体を、前記ターゲット軸が前記所望の位置にあるように、調整することは、前記光学集合体の少なくとも一部分を並進させることを有する請求項７１に記載の方法。
【請求項８５】
少なくとも４つの自由度を有する光学集合体を具備し、
この光学集合体は、線源により発生された貫通ビームの経路上にターゲット捕捉標識を有し、このターゲット捕捉標識は、前記線源により放射される前記貫通ビームに対して少なくとも部分的に不透明であり、このターゲット捕捉標識は、ターゲット軸上のターゲット捕捉点を示し、前記光学集合体は、前記ターゲット軸と同軸で一致している検知可能なターゲット捕捉ビームを発生させることができる検知可能なターゲット捕捉ビーム装置をさらに有する、ターゲット捕捉システム。
【請求項８６】
前記線源により発生される前記貫通ビームの経路上に位置しているアラインメントターゲットと、
前記ターゲット軸の少なくとも２つのアラインメント位置に対応する情報を記録することができる位置レコーダとをさらに具備し、
前記アラインメントターゲットは、アラインメント点を示し、前記貫通ビームに対して少なくとも部分的に不透明である請求項８５に記載のシステム。
【請求項８７】
前記位置レコーダは、コンピュータと、このコンピュータ上で実行されるためのソフトウェアとを有する請求項８６に記載のシステム。
【請求項８８】
前記検知可能なターゲット捕捉ビームは、レーザビームである請求項８５に記載のシステム。
【請求項８９】
前記貫通ビームは、Ｘ線ビームである請求項８５に記載のシステム。
【請求項９０】
前記ターゲット捕捉標識は、前記貫通ビームに対して少なくとも部分的に不透明な、第１のワイヤ状の部材と、この第１のワイヤ状の部材に対してほぼ垂直な同様の第２のワイヤ状の部材とを有する請求項８５に記載のシステム。
【請求項９１】
前記検知可能なターゲット捕捉ビーム装置は、第２の軸上に位置しているレーザビームと、前記ターゲット軸と第２の軸上に位置しているミラーとを有する請求項８５に記載のシステム。
【請求項９２】
前記ミラーは、前記貫通ビームに対して少なくとも部分的に半透明である請求項９１に記載のシステム。
【請求項９３】
第２の自由度の中に前記ターゲット捕捉点の位置を与えられて、第１の自由度の中に前記ターゲット軸の所望の位置を決定することができ、前記貫通ビームの放射中心の位置を決定するために十分な所定の情報を決定することができる計算機をさらに具備する請求項８５に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、ターゲット捕捉(targeting)のシステムと方法とに関する。例えば、本発明は、面の背後にある領域をターゲット捕捉するために用いることができる。
【０００２】
出願人たちは、２００３年１０月３１日に出願され、“Ｔａｒｇｅｔｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ  Ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｏｆ  Ｔａｒｇｅｔｉｎｇ”と題され、その開示が、参照により組み込まれている、米国仮特許出願ｎｏ．  ６０／５１６，０３９に基づいた優先権を主張している。
【背景技術】
【０００３】
従来技術において、米国特許Ｎｏ．５，３２０，１１１と米国特許Ｎｏ．５，３１６，０１４とは、生検針により係合される腫瘍を有するＸ線照射されている試料に対して、この生検針を位置付け、案内するための方法と装置とを開示している。交差する複数のレーザビームが、この腫瘍の位置を印付け、生検針を垂直な経路で案内するために用いられている。レーザビーム源は、複数の直角な経路上を可動であり、一方、補償手段が、ビームを目標領域の中に維持するために、又は、どんな視差も消去するために、ビームの向きを変えている。即ち、レーザ光ビームの角度位置は、Ｘ線点源から病巣を通ってＸ線フィルムへの直線の経路の一部に沿って、針を従わせるように、様々な座標位置で様々な角度に調整されている。したがって、この針の先端は、小さな病巣の一方の側に移動されるべきではない。
【０００４】
このような従来技術のシステムと方法とは、複数の不利な点を有している。例えば、それらは、正確で迅速に較正することが困難である。改良されたターゲット捕捉システムとターゲット捕捉の方法とは、２００１年２月２２日に出願され、“Ｔａｒｇｅｔｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ  Ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄ  Ｏｆ  Ｔａｒｇｅｔｉｎｇ”と題されている、出願中の米国特許出願ｎｏ．０９／７９２，１９１に開示され、本発明の譲受人に譲渡されている。この出願の開示は、ここで、参照により組み込まれている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
調整可能な光学集合体を与え、貫通ビーム源、貫通ビーム受光器を有する結像系と用いるためのターゲット捕捉システムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、貫通ビーム源(penetrating beam source)と貫通ビーム受光器(penetrating beam receiver)とを有する結像系と使用するための調整可能な光学集合体を提供するターゲット捕捉システムを有する。この光学集合体は、線源により放射される貫通ビームの経路中にターゲット捕捉標識(targeting marker)を有する。このターゲット捕捉標識は、線源により放射される貫通ビームに対して、少なくとも部分的に不透明であり、このターゲット捕捉標識は、ターゲット軸上のターゲット捕捉点(targeting point)を示している。この光学集合体は、検知可能なターゲット捕捉ビーム装置(sensible targeting beam device)をさらに有し、この装置は、ターゲット軸と同軸で共線な検知可能なターゲット捕捉ビームを与えることができる。
【０００７】
加えて、本発明は、上述のシステムのようなターゲット捕捉システムを整列する方法と、関心領域をターゲット捕捉する方法とを有する。
【０００８】
本発明のシステムと方法との１つの有利な点は、これが、２点アラインメント(two point alignment)だけを必要としていることである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の特色と目的とをより完全に理解するために、添付されている図面と関連して書かれている以下の詳細な説明を参照されたい。
【００１０】
ターゲット捕捉システムが、リアルタイム結像システムと協働して用いられている。この結像システムは、Ｘ線透視装置のＸ線結像システム、フィルム（又は、同等な記憶媒体の）Ｘ線結像システム、ＮＭＲ（ＭＲＩとしても知られている核磁気共鳴）結像システム、ＣＡＴ（ＣＴとしても知られているコンピュータ断層撮影法）結像システムであり得る。これら前述の結像システムの全ては、貫通電磁放射ビーム源と、結果として生じる貫通放射画像を受けて解釈する装置とを有する。ターゲット捕捉システムは、超音波放射のような他の形態の貫通放射を用いているシステムと共に用いることもできる。ターゲット捕捉システムは、現存する結像システムに取着可能な実施の形態又はこの結像システムの中へと含ませることができる実施形態の中にあり得る。
【００１１】
背景として、上で参照された出願ｎｏ．０９／７９２，１９１の図４を参照することができる。この図は、ターゲット捕捉システムに含まれているターゲット捕捉集合体の一部の概略的な斜視図である。このターゲット捕捉集合体は、円錐状のＸ線ビームの形状をマッピングするための応用に示されているＣ字形状のアームと共に用いるための３点アラインメントシステムである。このターゲット捕捉集合体は、出願ｎｏ．０９／７９２，１９１の図４に示されている軸２５Ｃの回りでの回動運動、軸２５Ａに沿った往復運動及び軸２５Ａの回りでの回動運動を特色としている。
【００１２】
本発明のターゲット捕捉システムの実施の形態は、光学集合体と、これに結合されている複数のモーションアクチュエータと、これに結合されている電子要素と、赤外ベースのリモートコントローラのような、しかし、これに限定はされない他の結合されている操作コントロール装置とを有している。前記光学集合体は、調整可能である。この光学集合体は、放射線源により与えられる貫通ビームの経路にターゲット捕捉標識を有している。このターゲット捕捉標識は、前記放射線源により放射される貫通ビームに対して少なくとも部分的に不透明であり、このターゲット捕捉標識は、ターゲット軸上のターゲット捕捉点を示している。前記光学集合体は、このターゲット軸と同軸で一致している検出可能なターゲット捕捉ビームを与えることができる検出可能なターゲット捕捉ビーム装置をさらに有している。加えて、本発明は、特定の結像システムとターゲット捕捉システムを整列させる方法と、関心領域をターゲット捕捉する方法とを有している。本発明の光学集合体の１つの有利な点は、これが、２点アラインメントだけを必要としていることである。
【００１３】
ここで図１を参照すると、本発明のターゲット捕捉システムは、Ｃ字形状のアーム１２と、貫通ビーム又はＸ線の線源１４と、貫通ビーム受光器すなわち画像増倍管１６とを有するＸ線透視装置のＸ線結像システム１０と共に示されている。
【００１４】
図２は、線源１４から集合体２０に向かって見る、ターゲット捕捉集合体２０の平面図である。図６は、受光器１６から集合体２０に向かって見る、ターゲット捕捉集合体２０の平面図である。このターゲット捕捉集合体２０は、枠構造３２に支持されている光学集合体３０と、説明されるように集合体の複数の構成要素を様々な方向に動かすための様々な駆動部とを有している。枠３２は、システム１０の中の固定された位置に取り付けられている第１の構成要素３４と、この構成要素３４により支持され同様に光学集合体３０を支持している第２の構成要素３６とを有している。
【００１５】
光学集合体３０は、シャフト４２に取着されているターゲット捕捉ビームステアリングミラー４０などを有し、このミラーは、同様に枠構成成分３６に回転可能に取着されているリム構成成分４４に回転可能に取着されている。貫通ビーム、即ちＸ線、の透過を可能とする材料で成っているディスク４６は、リム４４の中に位置している。ターゲット捕捉ビーム５０、この図ではレーザビーム、は、ターゲット捕捉ビーム源５２により与えられ、コーナリングミラー５４により、リム４４の開口部を通して、ステアリングミラー４０へと向けられる。ターゲット捕捉標識即ちレチクル６０が、光学集合体３０の中に設けられ、これは、ディスク４６の平面に平行な平面内のリム４４を横断して延びているＸ線に対して不透明な材料の２本の垂直即ち直角なワイヤであることができる。
【００１６】
光学集合体３０は、図１の中でＸ軸方向の並進と指定され、図２、５、６、７の中で矢印７０により指示されているもの(what)の中の第１の直線の経路に沿って動かされる。この移動は、図２、６の中で７２と指定されているリニアアクチュエータなどによりもたらされている。光学集合体３０は、図１の中でＹ軸方向の並進と指定され、図２、３、５、６、７、９の中で矢印７６により指示されているものの中を第２の直線の経路に沿って動かされる。この移動は、図２、３、５、６、７、９の中で７８と指示されているリニアアクチュエータなどによりもたらされている。光学集合体は、１つの軸の回りを回転され、これは(what)、図１の中でベータ回転と指定され、図２、５、６、７の中で矢印８２により指示されている。この動きは、図２、５の中で８４と指定されている駆動装置によりもたらされ、この駆動装置は、例えば、ステッピングモータと歯車との装置を有することができる。ステアリングミラー４０が取着されている構成要素４２は、１つの軸の回りに回転され、これは(what)、図１の中でアルファ回転と指定され、図６、７の中で矢印８６により指示されている。この動きは、図６、７の中で８８と指定されている駆動装置によりもたらされている。
【００１７】
本発明は、以下の操作に関わる幾何学と較正との記述により示されている。以下の記述の目的のために、距離ｈが、図１の中で規定され、レーザ・ミラーの入射光点は、ステアリングミラー４０にあり、レチクルは、ターゲット捕捉標識６０であり、ミラー−十字形−レーザのセット(the mirror-cross-laser set)は、ミラー４０、レチクル６０及びレーザのセットである。
【００１８】
既知のｈ’でのセイバーソース（Saber Source）のための幾何学（２点較正(2 point calibration)）
１．操作に関わる幾何学
２．較正
【表１】
2007515201.tif 000003
【００１９】
１．操作に関わる幾何学
レーザ・ミラー入射光点とレチクルとの間の距離を考える。
【００２０】
レチクル（ｘ，ｙ）の並進と、ミラー（α，β）の回転との間の関係は、以下のようである。
【数１】
2007515201.tif 000004
【００２１】
ここで、ｈは、Ｘ線源とレチクルとの間の垂直距離である。
【００２２】
Ｈは、レチクルから画像増倍管への高さを、ｄは、レーザ・ミラー入射光点とレチクルとの間の距離を意味する。
【００２３】
導出：
１．３つのミラー−十字形−レーザの設置位置を伴うシステムの光学的経路。
【表２】
2007515201.tif 000005
【００２４】
２．単一のミラー−十字形−レーザの位置。
【表３】
2007515201.tif 000006
【００２５】
ＭＮは、ミラーの法線を表している。ＭＮの回転は、αとβとして表現されている。
【００２６】
ＭＩは、反射光線を表している。ＭＩの回転は、α’とβ’として表現されている。
【００２７】
Ｒは、レチクルを表している。
【００２８】
記：
ＰＩＮは、レーザの入射光線と平行であり、ＭＮは、入射光線と反射光線との間の角を二分するため、ＮＩ＝ＭＩである。
【数２】
2007515201.tif 000007
【００２９】
ここで、
【数３】
2007515201.tif 000008
【００３０】
である。したがって、
【数４】
2007515201.tif 000009
【００３１】
である。
【００３２】
２．較正
既知事項(Given)：
一定の
【数５】
2007515201.tif 000010
【００３３】
と、レチクルのためのｘ−ｙ並進ステップ（ｎｘ，ｎｙ）及びミラーのための回転ステップ（ｎα，ｎβ）の１つの並進−回転セット。
【００３４】
仮定：
初期回転位置においてずれが存在しない。すなわち、α０＝０、β０＝４５°。
【００３５】
発見されたこと(Find)：
システムのずれ（ｘ０，ｙ０）。
【００３６】
結論：
【数６】
2007515201.tif 000011
【００３７】
記：
コンピュータの精度のために起こる平方根操作の下での負の数を避けるために、（ｙ軸から離れた）大きなｘ値を有する較正点を選択するように努めよ。
【００３８】
記：
複数点を平均することにより、較正の誤差を減少させることができる。
【００３９】
記：
レーザ入射光線が、近似的に画像増倍管と平行であることを確実にせよ。
【００４０】
レーザ入射光線を、レチクルのｘ方向の移動と平行にさせよ。
【００４１】
初期では、β０＝４５°となるように、ミラー面をβ回転の中途のところに下げるようにさせよ。
【００４２】
初期では、α０＝４５°となるように、β回転軸を入射レーザに直角にさせよ。
【００４３】
導出：
理想的な場合には、幾何学的関係は以下のようである。
【表４】
2007515201.tif 000012
【００４４】
ｈは、既知であり、
【数７】
2007515201.tif 000013
【００４５】
加えて、余弦の法則を三角形ＩＮＯ’に適用して、
【数８】
2007515201.tif 000014
【数９】
2007515201.tif 000015
【００４６】
ここで、ｘ＝ｘ０＋Δｘ＝０の下、
もし
【数１０】
2007515201.tif 000016
【００４７】
ならば、
【数１１】
2007515201.tif 000017
【００４８】
であり、
もし
【数１２】
2007515201.tif 000018
【００４９】
ならば、
【数１３】
2007515201.tif 000019
【００５０】
であるようなβ０を探す。
【数１４】
2007515201.tif 000020
【００５１】
レーザ・ミラー入射光点とレチクルとの間の距離を考えると、異なるｈを得る。これは、以下の図におけるように示される。
【表５】
2007515201.tif 000021
【００５２】
この図は、原点（ｘ０，ｙ０）が、依然として、理想的な場合と同じであることを示している。しかしながら、システムの高さｈは、理想的な場合におけるｈよりもわずかに低い。
【００５３】
新しいｈをｈ’と表す。加えて、レチクル平面のいかなる２つの較正点の間の距離もｌｉｊとして表し、画像増倍管での２つの対応する十字形の間の距離をＬｉｊとして表す。それから
【数１５】
2007515201.tif 000022
【００５４】
である。
【００５５】
本発明は、請求の範囲によりさらに規定されている。これら請求の範囲においては、アラインメントターゲット及びアラインメント点という用語は、画像増倍管１６と関連付けられている位置である。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明に係るターゲット捕捉システムを有する結像システムの概略的なダイアグラムである。
【図２】図１のシステムに含まれているターゲット捕捉集合体の平面図である。
【図３】図２のターゲット捕捉集合体の側面図である。
【図４】図２のターゲット捕捉集合体の端面図である。
【図５】図２のターゲット捕捉集合体の、サイズが縮小された、斜視図である。
【図６】図１のシステムに含まれているターゲット捕捉集合体の反対側の平面図である。
【図７】図６のターゲット捕捉集合体の斜視図である。
【図８】図６のターゲット捕捉集合体の端面図である。
【図９】図６のターゲット捕捉集合体の側面図である。
【図１】
2007515201.tif 000023
【図２】
2007515201.tif 000024
【図３】
2007515201.tif 000025
【図４】
2007515201.tif 000026
【図５】
2007515201.tif 000027
【図６】
2007515201.tif 000028
【図７】
2007515201.tif 000029
【図８】
2007515201.tif 000030
【図９】
2007515201.tif 000031
【国際調査報告】
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2007515201.tif 000033