(57)【要約】本発明は、可動関節（１）の３Ｄ画像を生成するシステム及び方法に係る。回転Ｘ線装置（１０）は、異なる方向から関節の投影を生成し、関節（１）の同時周期的運動は、監視装置（２０）によって記録される。生成されたＸ線投影は続いて、それが属する関節運動のフェーズに従って分類され、３Ｄ画像は、各クラスのＸ線投影から再構成される。故に、関節運動の３Ｄ動画は、作られ、モニタ上に示され得る。監視装置（２０）は特に、関節（１）の強制運動がＸ線投影の生成と同期するようにし得る器具によって実現され得る。
2008512166.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
関節の３Ｄ画像をその動作の異なる段階において生成するシステムであって、
ａ）  前記関節が動いている間に、異なる方向から前記関節の一連の投影を生成するよう適合される回転Ｘ線装置と、
ｂ）  前記関節の運動中に前記関節の現在の動作フェーズに関して情報を与えるよう適合される監視装置と、
ｃ）  前記一連の投影を前記関節の異なる動作フェーズに対応するクラスへと再分割し、各クラスの前記投影から３Ｄ画像を再構成する画像処理装置と、
を有するシステム。
【請求項２】
前記監視装置は、前記関節の異なる部分上に少なくとも２つのマーカーの空間位置及び／又は向きを定めるよう適合される、位置測定システムを有する、ことを特徴とする、
請求項１記載のシステム。
【請求項３】
前記監視装置は、前記関節に対して取り付けられ得る角度計を有する、ことを特徴とする、
請求項１記載のシステム。
【請求項４】
前記監視装置は、前記関節の画像を生成する撮像装置と、前記画像から前記動作フェーズを導き出す評価ユニットとを有する、ことを特徴とする、
請求項１記載のシステム。
【請求項５】
前記監視装置は、前記関節上に外部からの所定の運動を強制する器具を有する、ことを特徴とする、
請求項１記載のシステム。
【請求項６】
前記関節の前記運動は、前記Ｘ線装置によって投影の生成と同期化される、ことを特徴とする、
請求項１記載のシステム。
【請求項７】
望ましくはフィルムシーケンスを有する再構成された３Ｄ画像を表示するディスプレイユニットを有する、ことを特徴とする、
請求項１記載のシステム。
【請求項８】
関節の３Ｄ画像をその動作の異なるフェーズにおいて生成する方法であって：
ａ）  前記関節を動かす段階と；
ｂ）  前記関節の運動中、異なる方向から前記関節の一連のＸ線投影を生成する段階と；
ｃ）  段階ｂ）中に前記関節動作の現在のフェーズを定める段階と；
ｄ）  前記一連の投影を前記関節動作の異なる定められたフェーズに対応するクラスに分類し、３Ｄ画像を各クラスに対する前記投影から再構成する段階と、
を有する、
方法。
【請求項９】
前記関節は、Ｘ線投影の前記生成と同期して活発に動かされる、ことを特徴とする、
請求項８記載の方法。
【請求項１０】
前記関節動作の前記現在のフェーズは、前記Ｘ線投影から導き出される、ことを特徴とする、
請求項８記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、関節の三次元画像をその動作の異なるフェーズにおいて生成するシステム方法に係る。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線画像は、身体の関節の機能（機能不良）の分析及び診断に対する重要なツールである。膝の運動の検査に対しては、まずコンピュータトモグラフィ（ＣＴ）によって関節の三次元（３Ｄ）モデルを生成し、続いて２つの異なる方向から同時に撮られるＸ線投影によって関節運動を記録することが文字通り提案された。（Ｂ．  Ｙｏｕ，  Ｐ．  Ｓｉｙ，  Ｗ．  Ａｎｄｅｒｓｔ，  Ｓ．  Ｔａｓｈｍａｎ著、「Ｉｎ  Ｖｉｖｏ  Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  ｏｆ  ３−Ｄ  Ｓｋｅｌｅｔａｌ  Ｋｉｎｅｍａｔｉｃｓ  ｆｒｏｍ  Ｓｅｑｕｅｎｃｅｓ  ｏｆ  Ｂｉｐｌａｎｅ  Ｒａｄｉｏｇｒａｐｈｓ：  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  ｔｏ  Ｋｎｅｅ  Ｋｉｎｅｍａｔｉｃｓ」、ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ  ｏｎ  Ｍｅｄｉｃａｌ  Ｉｍａｇｉｎｇ，  ｐ．５１４−５２５、（２００１年））（非特許文献１）前出のＸ線投影から導き出されるパラメータは、このアプローチにおいては３Ｄ動画の生成に対する３Ｄ関節モデルに対する入力として使用される。しかしながら、実際の関節運動は、かかる動画とは実質的に異なり得る。それは、後者が複数の仮定に依存するため、また、位置エラーが３Ｄ表示を有する２Ｄ投影のレジストレーションによってもたらされるため、である。
【非特許文献１】「Ｉｎ  Ｖｉｖｏ  Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  ｏｆ  ３−Ｄ  Ｓｋｅｌｅｔａｌ  Ｋｉｎｅｍａｔｉｃｓ  ｆｒｏｍ  Ｓｅｑｕｅｎｃｅｓ  ｏｆ  Ｂｉｐｌａｎｅ  Ｒａｄｉｏｇｒａｐｈｓ：  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  ｔｏ  Ｋｎｅｅ  Ｋｉｎｅｍａｔｉｃｓ」、ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ  ｏｎ  Ｍｅｄｉｃａｌ  Ｉｍａｇｉｎｇ，  ｐ．５１４−５２５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
かかる状況に基づき、本発明は、関節運動の正確且つ非常に有益な分析に対する手段を与える、ことを目的とした。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
当該目的は、請求項１に従ったシステム及び請求項８に従った方法によって達成される。望ましい実施例は、従属請求項において開示される。
【０００５】
第１の態様によれば、本発明は、関節の三次元（３Ｄ）画像をその動作の異なるフェーズにおいて生成するシステムに係る。本願中、「関節」という語は、膝、手首、ひじ、又は肩等の身体の関節、並びに、脊柱等の可動構成部分（特には骨）を有する身体構造全般を有するべきである。更には、「関節の動作」という語は、関節の内部運動のみ、即ちその構成部分（骨、軟骨等）の互いに対する運動（回転、移動、変形）を指すべきであり、関節全体の移動を指すものではない。最も単純な場合においては、「関節動作」は、屈曲／伸張の片角（ｓｉｎｇｌｅ  ａｎｇｌｅ）によって説明され得る。該システムは、ａ）回転Ｘ線装置、ｂ）監視装置、ｃ）画像処理装置である主な構成部品を有する。ａ）回転Ｘ線装置は、異なる方向から関節の一連の投影を生成するよう本質的に適合される。更には、該Ｘ線装置は、関節が定期的に屈曲又は伸張される等して動いている間に、前出の投影を生成するよう適合されるべきである。回転Ｘ線装置は、特には所謂Ｃアームシステムであり得、Ｘ線源及びＸ線検出器は、中心軸又は点の周囲に回転され得る半円の弓形のものの異なる端部において固定される。関節の運動によって、生成された一連の投影は、関節運動の異なるフェーズをキャプチャする投影を有する。ｂ）監視装置は、関節の運動中及びＸ線投影の生成中に関節の現在の動作フェーズについて情報を与えるよう適合される。かかる動作フェーズは特に、関節の異なる骨の間に囲まれる１つ又はそれ以上の角度によって特徴付けられ得る。監視装置は、場合によって、関節の現在測定される動作フェーズを表すアナログ又はデジタル信号を生成する。あるいは監視装置は、関節に所定の運動をさせ、「開ループ」で現在の動作フェーズに関する情報を与え得る。ｃ）画像処理装置は、例えばデジタルコンピュータであり、上述の種類の一連の投影を異なるクラス又はセットの投影へと更に分割する。１つのクラスの投影は、関節の（略）同一の動作フェーズに対応し、前出の動作フェーズは、異なるクラスに対して異なる。更には、画像処理装置は、かかるクラスの各々に対して、該クラスにおいて有される投影から三次元画像を再構成するよう適合される。それ故に、前出の３Ｄ画像は、関節をその動作の異なるフェーズにおいて示す。
【０００６】
上述されたシステムは、関節の実際の画像に基づくため実際の運動に対して高い相関関係を有する関節運動の３Ｄフィルムシーケンスの生成を可能にする、という利点を有する。更には、かかる動画の生成は、多くの臨床ラボラトリにおいて標準的な機器として既に存在する回転Ｘ線装置を有して可能である。
【０００７】
現在の関節フェーズに関する情報を与える監視装置は、多くの異なる方途において実現され得る。第１の可能性によれば、監視装置は、少なくとも２つのマーカーの空間位置及び／又は向きを定めるよう適合される位置測定システムを有する。該マーカーは、関節の異なる部分上に置かれる。「マーカー」という語はまた、３つ又はそれ以上のＬＥＤの配置等の複数の構成部品を有するシステムを有する。この目的に対して適切である測定システムは、多くの形状において入手可能である。該システムは、例えば、電磁測定に基づき得、磁場センサは、関節上のマーカーとして使用され、一時的且つ空間的に不均質な磁場を測定する。位置測定システムはまた、光学システムであり得る。例えば、関節上の発光ＬＥＤの位置は、立体鏡の原理に従って空間の異なる位置におけるビデオカメラによって定められる。
【０００８】
他の実施例によれば、監視装置は、関節に対して取り付けられ且つ関節の２つの部分の間の角度等の角度を測定し得る、少なくとも１つの角度計を有する。観察されるべき関節の種類に依存して、角度計は、１つ又はそれ以上の自由度を有する角度を測定するよう適合され得る。角度計は典型的には、関節に対して取り付けられる可撓性のストリップの曲がり（引張）を測定し、その屈曲を追う。
【０００９】
監視装置は更に、関節の画像を生成する撮像装置によって、また、かかる画像から関節の動作フェーズを導き出す対応評価ユニットによって実現され得る。撮像装置は例えば、ビデオカメラであり得る。しかしながら望ましくは、撮像装置は、システムの回転Ｘ線装置と同一であり、この装置を有して生成された画像は、異なる方向からのＸ線投影である。これは、関節動作の現在のフェーズが、デジタル画像分析の適切なアルゴリズムによってＸ線投影自体から導き出される、ことを意味する。
【００１０】
上述された監視装置の実施例は、現在の関節動作フェーズに関する情報をそれを測定することによって与える。他の実施例によれば、監視装置は、関節上に外部から所定の運動を強制するよう適合される器具を有する。かかる器具は、例えば、リンクによって接続される固定及び可動の支持体を有し得る。該可動支持体は、何らかのモータ装置によって固定支持体に対して定期的にピボットされ得る。次に、上腕及び前腕等の関節の２つの部分が異なる支持体上に位置される場合、対応する関節は、（器具の力が十分に強いと仮定して）支持体の所定の運動を追う。この種類の監視装置は、関節の運動が、外部から指示され得、患者自身によっては生成され得ない、という利点を有する。これによって、選択可能なパラメータ（周波数（ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）等）を有する運動の高い正確性及び再現性が保証される。更には、患者が意識不明の場合、あるいは夫々の関節が麻痺している場合でも、検査は行われ得る。監視装置は、例えば規定の周波数を有する既知の運動が実行されることを保証することによって、自動的に（測定することなく）関節の現在の動作フェーズに関する情報を与える。
【００１１】
本発明の望ましい一実施例では、システムは、関節の動作がＸ線装置による投影の生成と同期化されるよう、適合される。特には、Ｘ線投影の生成の周波数は、定期的な関節運動の周波数の整数倍であり得る。かかる同期化は、複数のＸ線投影が関節運動の同一の相対フェーズに対して生成される、ことを保証する。続いて、かかるフェーズに対する３Ｄ画像の再構成は、高い正確性を有して可能である。関節運動の同期化及び画像生成は、例えば、関節の一定の動作フェーズがパスされる度にＸ線投影を促すことによって達成され得る。更には同期化は、関節の強制された外的運動に対する上述された種類の器具が使用される場合に、容易に達成され得る。
【００１２】
システムは、場合によっては、再構成される３Ｄ画像を表示するよう、モニタ等のディスプレイユニットを有し得る。かかるディスプレイは特に、選択可能なタイムスケール（例えば、スローモーション）上の関節運動のフィルムシーケンスを表示するよう適合され得る。診察において、有益な情報は、静止Ｘ線画像からのみでは入手可能ではないかかる運動シーケンスから得られ得る。
【００１３】
本発明は更に、関節の３Ｄ画像をその動作の異なるフェーズにおいて生成する方法に係る。当該方法は、
ａ）  関節を動かす段階（スウィープ一回、定期的、等）、
ｂ）  関節の運動中に、異なる方向から撮られる関節の一連のＸ線投影を生成する段階、
ｃ）  段階ｂ）におけるＸ線投影の生成中に、関節動作の現在のフェーズを定める段階、及び、
ｄ）  一連の投影を関節の異なる定められた動作フェーズに対応するクラスへと分類し、各クラスの投影から３Ｄ画像を再構成する段階、
を有する。
【００１４】
該方法は、一般的な形態において、上述された種類のシステムを有して実行され得る段階を有する。それ故に、該方法の詳細、有利点、及び改善に関する更なる情報に関しては、前述された説明が参照される。
【００１５】
該方法の望ましい一実施例によれば、関節は、Ｘ線投影の生成と同期して活発に動かされる。関節の活発な運動は、その運動の高い正確性及び再現性を保証し、関節運動及びＸ線投影の同期化は、関節運動の同一のフェーズの反復される撮像を保証する。
【００１６】
該方法の他の実施例では、関節動作の現在のフェーズは、３Ｄ画像の再構成に対して使用されるＸ線投影からもたらされる。この場合、関節動作の確定に対する更なる装置は、必要とされない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明は、以下に説明される実施例を参照して明らかに且つ説明される。
【００１８】
以下において本発明は、添付の図面を用いて例証として説明される。
【００１９】
手関節の適切な機能は、パーソナルケア行動からコンピュータ関連のタスクまでにわたる手動のタスクを実行するにあたり不可欠である。手首の機能不良の場合、患者及び医師にとって、早い段階において手首の問題を認識し且つ適切に診断することは、非常に重要である。手首の機能を判断するためには、手関節の手根骨の運動の３Ｄパターンの分析が極めて重大である。現在の３Ｄ撮像方法は、手根骨の位置及び向きの静的検出を可能にする。手の複数のポーズにおける３Ｄ手根骨位置及び向きに関する最新の検出は、動画の運動パターンのみを与え得る。しかしながら、２ＤビデオＸ線写真の観察からは、手根骨の位置及び向きにおいて臨床上有意な急変が発生し得る、ことが分かる。かかる急変は、３Ｄ静止撮像方法を有して達成され得る限られた数のポーズからは検出され得ない。更には、手根骨のリアルタイムの動的運動パターンは、神経筋制御及び手首における靱帯及び軟骨の動的特性により、動画の対応物（ａｎｉｍａｔｅｄ  ｃｏｕｎｔｅｒｐａｒｔ）から逸脱し得る。
【００２０】
以下には、修正された移動式Ｃアームシステムを有する手首の４Ｄ撮像に対する方法が説明される。３Ｄ回転Ｘ線が一連の時間分解された再構成を作るようよう使用されるため、当該方法は４次元回転Ｘ線（４Ｄ−ＲＸ）と称される。このため、周期可動の手首が撮像される。再構成に対して使用される投影及び手首の周期の同期化は、異なるフェーズにおいて手首動作の複数の体積再構成をもたらす。
【００２１】
図１は、３次元における関節運動の上述された撮像に対して使用され得る本発明に従ったシステムの主なスケッチを示す。該システムは、Ｘ線検出器１１及びＸ線源１３を有する回転Ｘ線装置１０を有する。該検出器１１及び源１３は、中心軸の周囲に回転され得るＣアーム１２の端部に対して取り付けられる。患者の関節１は、Ｘ線装置１０の中心に位置付けられ、Ｘ線装置の全スウィープ中に視野にあるようにされる。
【００２２】
更に、該システムは、関節１の現在の角度αを測定する監視装置２０を有する。図１中のシステムでは、かかる監視装置は、関節の屈曲を追うよう関節１の２つの部分に対して取り付けられる角度計２１によって実現される。角度計２１は、関節角度αに対応する信号を生成し且つコンピュータ又は医療用ワークステーション３１に対してこの信号を送る屈曲測定システム２２に対して接続される。
【００２３】
医療用ワークステーション３１は、画像処理装置３０の一部であり、またＸ線装置１０に対して接続される。コンピュータ３１は、ＣＰＵ、メモリ、Ｉ／Ｏインタフェース等の通常の構成部品を有する。更に、監視装置２０及びＸ線装置１０から受けるデータを評価する適切なソフトウェアを備えられる。画像処理装置３０は更に、関節１の再構成された３Ｄ画像及び／又は投影の表示に対してモニタ３２を有する。
【００２４】
以下において、図１中のシステムの適用を更に詳細に説明する。
【００２５】
従来の３Ｄ−ＲＸシステムにおいて、移動式Ｃアームは、半円の軌道にわたって複数のＸ線投影を作る。一定の周波数において得られるパルス化画像は、３Ｄ−ＲＸワークステーションに送られる。投影は、画像及び形状歪みに対して修正され、続いてＣＴと同様の３Ｄデータセットに再構成される（詳細は次の文献を参照のこと。Ｇｒａｓｓ  Ｍ．，  Ｋｏｐｐｅｒ  Ｒ．，  Ｋｌｏｔｚ  Ｅ．，  Ｐｒｏｋｓａ  Ｒ．，  Ｋｕｈｎ  Ｍ．Ｈ．，  Ａｅｒｔｓ  Ｈ．，  Ｏｐ  ｄｅ  Ｂｅｅｋ  Ｊ．，  Ｋｅｍｋｅｒｓ  Ｒ．著、「Ｔｈｒｅｅｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ  ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ  ｏｆ  ｈｉｇｈ  ｃｏｎｔｒａｓｔ  ｏｂｊｅｃｔｓ  ｕｓｉｎｇ  Ｃ−ａｒｍ  ｉｍａｇｅ  ｉｎｔｅｎｓｉｆｉｅｒ  ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ  ｄａｔａ」、Ｃｏｍｐｕｔ．Ｍｅｄ  Ｉｍａｇｉｎｇ  Ｇｒａｐｈ．２３（６）：３１１−２１、１９９９年）。
【００２６】
これより、移動式３Ｄ−ＲＸシステム１０を有して動的３Ｄ画像を作る方法が説明される。これを達成するため、移動式Ｃアーム１２は、周波数ｆｏｂｊを有して定期的に動く対象物（関節１）の周囲に回転される。回転の間、Ｘ線投影は、回転の中心において可動関節１を有して得られ得る。投影の獲得は、所定の周波数ｆＸ−ｒａｙを有して行われる。投影の総数は、関節動作の位置周期内のフェーズの数の整数倍でなければならない。それ故に、周期的な対象物動作の周波数ｘｏｂｊ（ｔ）及びＸ線システムの獲得周波数ｆＸ−ｒａｙは、同期化される。このことは、関節動作の時間経過ｘｏｂｊ（ｔ）（周波数ｆｏｂｊ＝１／Ｔｏｂｊ）、Ｃアーム１２の回転角度Φ、及び投影が生成される時点１００が生成されることを示す図３から分かり得る。再構成に対して使用可能なフェーズの数は、
【数１】
2008512166.tif 000003
である。同一の対象動作フェーズに属する投影は、分類される。各フェーズに対し、同数の投影ｎｐｒｏｊが（完全なＣアームのスウィープの持続時間であるｔＸ−ｒａｙを有して）得られ、
【数２】
2008512166.tif 000004
となる。
【００２７】
かかる投影から、３Ｄ−ＲＸ再構成の複数のｎｐｈａｓｅｓは得られる。分類された投影は、取得形状を知った上で且つ歪みを補正され、修正されたフィルタ逆投影フェルドカンプアルゴリズムを有する３Ｄ−ＲＸ再構成に対して使用される（Ｆｅｌｄｋａｍｐ  Ｌ．Ａ．，  Ｄａｖｉｓ  Ｌ．Ｃ．，  及びＫｒｅｓｓ  Ｊ．Ｗ．著、「Ｐｒａｃｔｉｃａｌ  ｃｏｎｅ−ｂｅａｍ  ａｌｇｏｒｉｔｈｍｓ」、Ｊ．Ｏｐｔ．Ｓｏｃ．Ａｍ．６、６１２−１９、１８９４年）。ｎｐｈａｓｅｓ再構成のセットは各々、動作周期において夫々のフェーズを有し、ともに動的３Ｄ画像を形成する。
【００２８】
可動関節の３Ｄ画像の生成に対する方法は、以下の通りに要約され得る。
【００２９】
データ取得段階は：
１．  患者が、患者台上に位置付けられ、撮像されるべき関節の屈曲を測定する装置２０は、関節に対して取り付けられる段階、
２．  患者が、周期的に関節を反復して動かす（あるいは、患者の関節は、図２の下方にある通り、何らかの装置によって受動的に動かされ得る）段階、
３．  Ｘ線システム１０が、関節の周囲にその回転を開始し、２Ｄ投影画像を撮り始める段階、
４．  画像が、使用可能である（約２５−３０Ｈｚ）際はいつでもワークステーション３１に対してＣアームの現在の位置と共に送られる段階、
５．  ワークステーションが、屈曲測定システムの対応する角度を即座に読み出す段階、及び、
６．  段階４及び段階５が、十分なデータが抽出されるまで反復される段階、
である。
【００３０】
後処理段階は：
１．  数百の画像のセットが、利用可能であり、各々が対応するＣアームの位置及び関節の屈曲を示すラベルが付けられる段階、
２．  かかる画像のセットが、画像のサブセットへと分けられ、かかるサブセットにおける各画像が、運動の同一のフェーズに属する段階、
３．  各サブセットに対して関節の三次元画像が再構成される段階、及び、
４．  工程の結果は一連の関節の３Ｄ画像であり、その各々が運動の異なるフェーズに対するものである段階、
である。かかる一連の画像は、動画として表示され得るか、医療用ワークステーションにおいて詳細に分析される。
【００３１】
関節運動の屈曲を割り出す監視装置は、複数の方途において実行され得る：
・  位置測定システム（電磁又は光学）は、前方リム及び上方リムに対して取り付けられる少なくとも２つのトラッカーの位置を割り出すよう使用され得る。
・  角度検出器（角度計）は、関節に対して取り付けられ得、関心対象の角度（肘関節に対する片角、手首に対する２つの角度、肩に対する３つの角度）を測定する。
・  Ｘ線装置は、角度を割り出すよう使用され得る。一定の条件下では、関連角度は、回転稼動のＸ線画像から割り出され得る。
・  リムは、外部装置に対して取り付けられ定期的に関節動作をアクティブに案内する。かかる装置は、Ｘ線システムと同期化され得、運動の定義付けられたフェーズにおいて投影画像を得るようにし得る。（以下の図２の説明を参照）
【００３２】
図１中のシステムの典型的な実現において、ＢＶ  Ｐｕｌｓｅｒａ（Ｐｈｉｌｉｐｓ  Ｍｅｄｉｃａｌ  ｓｙｓｔｅｍｓ、Ｂｅｓｔ、オランダ）は、画像取得に対して使用され得る。このシステムは、２００度の回転角度Φにわたって電動回転をするよう修正される。システムは、異なる取得速度（１−２５ｆｐｓ、最大画像総数３７５）及びパルス長（８−１３ｍｓ）を有するパルス化Ｘ線透視画像を作ることができる。画像は、修正された３Ｄ−ＲＸリリース３．２ワークステーションに送られる。撮像形状及び歪みの較正は、事前に行われる。ワークステーションは、全ての投影から１８・１８・１８ｃｍ３の体積における２５６・２５６・２５６ボクセルを有する３Ｄデータセットを再構成する。Ｘ線取得時間は、トローリー（ｔｒｏｌｌｅｙ）の映像出力を有して監視される。内部Ｘ線生成器は、取得が開始される際にパルスを映像と同期化する。
【００３３】
図２は、手関節２の上下に約４０度の強制運動を実行するよう適合される監視装置１２０の他の実現を概略的に示す。器具１２０は、患者の前腕が置かれ得るところの静止支持体１２３、及び患者の手が置かれ得るところの可動支持体１２６を有する。可動支持体１２６は、軸１２５の周囲にヒンジ留めされる。該軸の周囲の周期的振動ｘｏｂｊは、ドライバロッド１２４によって生成され得る。ロッド１２４は、ＤＣモータ１２１によって回転されるディスク１２２に対して偏心的に固定される。減速を有するＤＣモータは、一定の動作を確実なものとするよう負のフィードバックシステムを有して制御される。手の周期は、フラグセンサを有してトラックされ、該フラグは、例えばディスク１２２に対して固定される。かかるセンサによって生成されるフラグ信号は、３Ｄ−ＲＸシステムを有する同期化に対して使用される。映像同期化及びフラグ信号は、同期化に対するオシロスコープ上に表示される。同期化の後、投影の取得は開始される。次に投影は、分類され、上述の通り再構成される。
【００３４】
図２中の装置の右側部分は、Ｘ線の円錐形において位置されるため、低Ｘ線密度プラスチックにおいて加工される。
【００３５】
診察に対する手首及び他の関節の動的撮像は、機能障害の診断に非常に有用である。現在の撮像システムは、手首の動的３Ｄ撮像に対しては適切ではない。それ故に、４Ｄ−ＲＸと称される新しい方法は、最新の可動式回転Ｘ線システムを手首の同期化された周期運動に対して適切である装置と共に使用する。提示される方法は、２Ｄ映像透視方法より動的動作パターンにおいて更に優れた明察を与える。量的測定に対するポテンシャル及び三次元特徴は、それを手首の障害の診断に対する優れた検査装置とする。手根骨の最新の動画ＣＴ撮像は、真の臨床上動的状況を示すことに欠け、動作パターンの急変及びヒステリシスは明らかにされない。４Ｄ−ＲＸシステムは、手首の最大動的動作パターンを撮像することができる。
【００３６】
Ｘ線パルス長及び入力投影の数は、ブレット（ｂｕｌｌｅｔ）及びロッドのファントムを有して検査された。約４０の投影の数は、適切な再構成に対して必要である。現在のシステムでは、３Ｄ画像が再構成されるためのフェーズの数（即ち動作の時間分解）と画質との間に矛盾がある。増大するＸ線パルス長は、ノイズにおいて低減を示した。更には、全体的に動作がぼやけない。ノイズ及びサンプリングは次善であるが、解剖学的構造は、明らかに手首の実験において認識可能であった。装置の電気的同期化及びより多数の入力投影は、画質を向上し得る設定である。
【００３７】
最後に、本願中、「有する」という語は他の要素又は段階を除外するものではなく、単数形の語は複数を除外するものではなく、単一のプロセッサ又は他のユニットは複数の手段の機能を満たし得る、ことが指摘される。本発明は、全ての新しい特性及び全ての特性の組合せに属する。更には、請求項中の参照符号は、その範囲を制限するものとして解釈されるべきではない。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】関節動作の３Ｄ画像生成に対する本発明に従ったシステムを概略的に図示する。
【図２】手関節の強制運動に対する器具を概略的に図示する。
【図３】関節の角度、Ｘ線装置の回転角度、及びＸ線投影の生成の時間的経過を図示する。
【図１】
2008512166.tif 000005
【図２】
2008512166.tif 000006
【図３】
2008512166.tif 000007
【国際調査報告】
2008512166.tif 000008
2008512166.tif 000009
2008512166.tif 000010