(57)【要約】  本発明は、Ｘ線画像化システムを動作させるガイド情報の提供に関する。ポジショニング距離制御を改善してワークフローを促進するために、Ｘ線画像化システム（１０）は、可動Ｘ線源（１２）及び／または可動Ｘ線検出器（１４）を有する。本システムは、さらに、複数の対象面検出センサ（１６）と、ポジショニング検出装置（１８）と、処理部（２０）と、表示部（２２）とを有する。センサは、Ｘ線源とＸ線検出器との間に配置された対象の対象データを検出するように構成されている。ポジショニング検出装置は、Ｘ線源及び／またはＸ線検出器の現在位置と、センサの位置とを検出するように設けられている。処理部は、センサにより提供される対象データと現在位置とに基づき、Ｘ線源とＸ線検出器との間の現在の空間的状況の状況マップ（２６）を計算するように構成され、状況マップは少なくとも空のスペースと剛性物体により占められたスペースとの間を弁別するものである。状況マップは、空間的状況に関して、Ｘ線源とＸ線検出器の表現（２５）を含む。さらに、表示部は、Ｘ線画像化システムを操作するユーザに状況マップを表示するように構成されている。
2014534886.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線画像化システムであって、
可動Ｘ線源及び／または可動Ｘ線検出器と、
複数の対象表面検出センサと、
ポジショニング検出装置と、
処理部と、
表示部とを有し、
前記センサは、前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出器との間に配置された対象の対象データを検出するように構成され、
前記ポジショニング検出装置は、前記Ｘ線源及び／または前記Ｘ線検出器の現在位置と、前記センサの位置とを検出するように設けられ、
前記処理部は、前記センサにより提供される対象データと前記現在位置とに基づき、前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出器との間の現在の空間的状況の状況マップを計算するように構成され、前記状況マップは少なくとも空のスペースと剛性物体により占められたスペースとの間を弁別し、
前記状況マップは、前記空間的状況に関して、前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出器の表現を含み、
前記表示部は、前記Ｘ線画像化システムを操作するユーザに前記状況マップを表示するように構成されている、Ｘ線画像化システム。
【請求項２】
前記対象面検出センサは超音波センサとして設けられている、
請求項１に記載のＸ線画像化システム。
【請求項３】
前記センサは複数の空間的セグメントの表面データを提供し、
前記処理部は前記空間的セグメントの表面データを合成して、前記現在の空間的状況のトポグラムを構成するように構成されている、
請求項１または２に記載のＸ線画像化システム。
【請求項４】
前記状況マップは、前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出器の現在の位置における視覚的表現を含む、
請求項１ないし３いずれか一項に記載のＸ線画像化システム。
【請求項５】
前記状況マップ中の現在の空間的状況は空間的参照フレームに対して提供される、
請求項１ないし４いずれか一項に記載のＸ線画像化システム。
【請求項６】
前記処理部は、前記状況マップに、前記Ｘ線源から前記Ｘ線検出器に放射されるＸ線ビームの幾何学的形態を示すように構成され、
前記状況マップは前記Ｘ線画像化システムのオペレータに対するポジショニングガイドである、
請求項１ないし５いずれか一項に記載のＸ線画像化システム。
【請求項７】
前記Ｘ線画像化システムはＣアーム構造を有するＣアーム画像化システムであり、前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出器とはＣアームの対向端に取り付けられ、
前記センサは前記Ｃアーム構造に、弧の内側に沿って分散して取り付けられ、
前記ポジショニング検出装置は、前記Ｃアームの動きに関する情報を提供する角度検出器を有する、
請求項１ないし６いずれか一項に記載のＸ線画像化システム。
【請求項８】
前記処理部は、前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出器との少なくとも１つの動きのシミュレーションを計算するように構成され、
前記表示部は、得られた少なくとも１つのシミュレーションされた空間的状況を表示するように構成されている、
請求項１ないし７いずれか一項に記載のＸ線画像化システム。
【請求項９】
前記Ｃアームシステムはポータブルシステムであり、前記Ｃアームが可動であるサポートに取り付けられ、前記サポートが可動ベースに取り付けられている、
請求項７または８に記載のＸ線画像化システム。
【請求項１０】
Ｘ線画像化システムを動作させるガイド情報を提供する方法であって、
ａ）  可動Ｘ線源と可動Ｘ線検出器間にある対象の対象データを、複数の対象面検出センサで検出するステップと、
ｂ）  前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出器の現在位置と、前記センサの位置とを、ポジショニング検出装置で検出するステップと、
ｃ）  前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出器との間の現在の空間的状況を示す状況マップを、前記対象データと前記現在位置とに基づいて計算するステップと、
ｄ）  前記Ｘ線画像化システムを操作しているユーザに対してディスプレイ上に前記状況マップを表示するステップとを有し、
前記状況マップは、少なくとも空のスペースと剛性物体により占められたスペースとを弁別し、
前記状況マップは、前記空間的状況に関して、前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出器の表現を含む、
方法。
【請求項１１】
ステップｄ）において、前記Ｘ線源から前記Ｘ線検出器に放射されるＸ線ビームの幾何学的形態が、前記状況マップに、前記Ｘ線画像化システムのオペレータに対するポジショニングガイドとして表示される、
請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出器との少なくとも１つの動きのシミュレーションが前記計算された状況マップに基づいて計算され、
結果として得られるシミュレーションされた少なくとも１つの空間的状況が、状況シミュレーションマップとして表示される、
請求項１０または１１に記載の方法。
【請求項１３】
請求項１ないし９いずれか一項に記載の装置を制御するコンピュータプログラム要素であって、
処理部により実行されると、請求項１０ないし１２いずれか一項に記載の方法ステップを実行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１４】
請求項１３に記載のプログラム要素を記憶したコンピュータ読み取り可能媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線画像化システム、Ｘ画像化システムを操作するガイディング情報の提供方法、コンピュータプログラム要素、及びコンピュータ読み取り可能媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線画像化では、Ｘ線源とＸ線検出器は患者との関連で配置されなければならない。例えば、可動Ｘ線システムの場合、画質とハンドリングに関してポジショニングは重要な問題である。ポジショニングする場合、他の機器や患者との衝突は避けなければならない。例えば、特許文献１は、患者テーブルとＸ線画像化システムとの間の衝突を防止する、可動Ｃアームの形式の装置を記載している。しかし、最適なビューを推定して評価するには、時間とＸ線量（X-ray  dose）がかかる。衝突の回避が重要なプロセスであるが、時間がかかり、プロジェクションが変化することが多いことをさらに示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第４，５７８，７５７号
【発明の概要】
【０００４】
このように、ワークフローを促進するポジショニング距離制御の改善を提供する必要がある。
本発明の目的は、独立請求項の主題により達成され、さらに別の実施形態は従属請求項に記載されている。
【０００５】
留意点として、本発明の下記の態様は、Ｘ線画像化システム、Ｘ線画像化システムを動作させるガイド情報を提供する方法、コンピュータプログラム要素、及びコンピュータ読み取り可能媒体にも当てはまる。
本発明の第１の態様では、可動Ｘ線源及び／または可動Ｘ線検出器を有するＸ線画像化システムが提供される。Ｘ線画像化システムは、さらに、複数の対象面検出センサと、ポジショニング検出装置と、処理部と、表示部とを有する。センサは、Ｘ線源とＸ線検出器との間に配置された対象の対象データを検出するように構成されている。ポジショニング検出装置は、Ｘ線源及び／またはＸ線検出器の現在位置と、センサの位置とを検出するように設けられている。処理部は、センサにより提供される対象データと、現在位置とに基づき、Ｘ線源とＸ線検出器との間の現在の空間的状況の状況マップを計算するように構成されている。状況マップは、少なくとも空のスペースと剛性物体（rigid  objects）により占められたスペースとを弁別する。状況マップは、空間的状況に関して、Ｘ線源とＸ線検出器の表現を含む。表示部は、Ｘ線画像化システムを操作するユーザに状況マップを表示するように構成されている。
【０００６】
本発明では、「剛性物体（rigid  objects）」とは、患者テーブル、患者、介入機器などの対象に関する。「介入」とは、「外科」にも係わり、例えば介入機器は外科機器も含む。
【０００７】
センサは、衣服のドレーピングなど柔軟なドレーピング（draping）の背後の対象を検出するように構成されている。
【０００８】
センサは、フレキシブルドレーピングの表面を検出するように構成されていてもよい。センサには適応可能な感度、すなわち複数の異なる感度を設けてもよい。
【０００９】
状況マップにはカラーコーディングを設け、異なる色が異なるタイプのスペース、例えば空のスペース、剛性物体により占められたスペース、及び柔軟なドレーピングにより占められたスペースなどを表すようにしてもよい。例えば、ディスプレイ上の色は、対象に対しＸ線画像化システムの異なる距離領域を示し、例えば、赤は衝突または接近を示し、黄色は危険を示し、緑は安全を示す。
【００１０】
一実施形態では、対象面検出センサは超音波センサとして設けられる。
【００１１】
対象面検出センサは、容量宣せや誘導センサとして設けてもよい。
【００１２】
一実施形態では、センサは複数の空間セグメントの表面データを提供する。処理部は空間セグメントの表面データを合成して、現在の空間的状況のトポグラムを構成するように構成されている。
【００１３】
例えば、トポグラムは、例えば断面画像を示すポジションダイヤグラムである。センサにより提供される表面データは、トポグラフィック情報を含み、処理部はそのトポグラフィック情報を加えてトポグラムを構成するように構成されている。
【００１４】
例えば、ポジショニング検出装置は、エンコーダ機能を提供し、コンテクストすなわち固定された参照フレーム中に状況マップを示す。
【００１５】
一実施形態では、状況マップは、Ｘ線源とＸ線検出器の現在の位置における視覚的表現を含む。
【００１６】
一実施形態では、状況マップ中の現在の空間的状況は空間的参照フレームに対して提供される。
【００１７】
一実施形態では、処理部は、状況マップに、Ｘ線源からＸ線検出器に放射されるＸ線ビームの幾何学的形態を示すように構成されている。状況マップは、Ｘ線画像化システムのオペレータに対するポジショニングガイドである。
【００１８】
Ｘ線ビームは、Ｘ線源とＸ線検出器の現在位置に対して示される。処理部は、弧状の軌跡に沿った複数の位置からのＸ線を取得して再構成するエリアを示すように構成されてもよい。
【００１９】
一実施形態では、Ｘ線画像化システムは、Ｃアーム構造を有するＣアーム画像化システムであり、Ｘ線源とＸ線検出器とはＣアームの対向端に取り付けられる。センサは、Ｃアーム構造に、弧の内側に沿って分散して取り付けられている。ポジショニング検出装置は、Ｃアームの動きに関する情報を提供する角度検出器を有する。
【００２０】
例えば、センサはＣアームの動きの場と一致し、例えば、センサは検出器またはＸ線源のハウジングに取り付けられる。
【００２１】
一実施形態では、処理部は、Ｘ線源とＸ線検出器の少なくとも１つの動きのシミュレーションを計算するように構成され、表示部はその結果えられたシミュレーションされた少なくとも１つの空間的状況を表示するように構成されている。
【００２２】
本発明の第２の態様では、Ｘ線画像化システムを動作させるガイド情報を提供する方法が提供される。該方法は、
ａ）  可動Ｘ線源と可動Ｘ線検出器間にある対象の対象データを、複数の対象面検出センサで検出するステップと、
ｂ）  前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出器の現在位置と、前記センサの位置とを、ポジショニング検出装置で検出するステップと、
ｃ）  前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出器との間の現在の空間的状況を示す状況マップを、前記対象データと前記現在位置とに基づいて計算するステップと、
ｄ）  前記Ｘ線画像化システムを操作しているユーザに対してディスプレイ上に前記状況マップを表示するステップと、を有する。
【００２３】
状況マップは、少なくとも空のスペースと剛性物体により占められたスペースとを弁別する。状況マップは、空間的状況に関して、Ｘ線源とＸ線検出器の表現を含む。
【００２４】
本発明の一態様では、ＣアームシステムなどのＸ線画像化システムのオペレータにはトポグラムが提供される。トポグラムは、超音波センサなどの複数のセンサからの信号を加算することにより生成され、空間的状況に関する情報をリアルタイムで提供する。ドレーピングを「透視」できる超音波センサを設けることにより、ドレーピングの後ろに隠されていて、ユーザには見えず、さもなければ利用されないであろう動きの余地を検出できる。別の一オプションとして、状況マップと組み合わせてＸ線ビーム形状のシミュレーションも提供し、Ｘ線画像化システムのオペレータをガイドとポジショニングにより支援する。
【００２５】
本発明の一態様では、状況マップの形式で、オペレータに直接的見ることができるフィードバックを提供する。このように、オペレータは、Ｃアームがドレーピング中に「消えている」間に「見えなくても」作業することができる。しかし、本発明は、画像化システムの容易化された正確なポジショニングに必要な情報を提供し、衝突を回避する。
【００２６】
さらに別の一態様では、Ｃアークの角形成を任意の種類の電子的センサで追跡する。検出器が通常のドレーピングを透視する必要がある内側をマッピングするため、Ｃアークの内側は、圧電検出器などの複数の超音波検出器でカバーされる。視覚的表示は、角形成と、Ｃアークの内側のマップとを両方とも表示する。好ましくは、色を用いて空のスペース、患者に占められたスペース、Ｃアークが患者または患者のベッドの輪郭にぶつかるまたはほぼ重なるエリアを区別する。
【００２７】
本発明のこれらの態様等は、以下に説明する実施形態から明らかであり、これらの実施形態を参照して説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
次の図面を参照して、本発明の実施形態を以下に説明する。
【図１】本発明によるＸ線画像化システムの一実施形態例を示す図である。
【図２Ａ】本発明によるディスプレイ上に表示される状況マップの例を示す図である。
【図２Ｂ】本発明によるディスプレイ上に表示される状況マップの例を示す図である。
【図２Ｃ】本発明によるディスプレイ上に表示される状況マップの例を示す図である。
【図３】本発明によるポジショニングガイドの一実施形態例を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態による方法の基本的なステップを示す図である。
【図５】本発明による方法の別の例を示す図である。
【図６】本発明による方法のさらに別の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
図１は、可動Ｘ線源１２と可動Ｘ線検出器１４とを有するＸ線画像化システム１０を示す。さらに、複数の対象表面検出センサ１６が設けられる。さらに、ポジショニング検出装置１８、処理部２０、及びディスプレイ部２２が設けられる。
【００３０】
センサ１６は、Ｘ線源とＸ線検出器との間に配置された対象の対象データを検出するように構成されている。ポジショニング検出装置１８が設けられ、Ｘ線源１２とＸ線検出器１４の現在位置と、センサ１６の位置とを検出する。
【００３１】
処理部２０は、センサ１６により提供される対象データと、現在位置とに基づき、Ｘ線源とＸ線検出器との間の現在の空間的状況の状況マップ２４を計算するように構成されている。状況マップ２４は、少なくとも空のスペースと剛性物体により占められたスペースとを弁別する。図２Ａないし図２Ｃを参照して状況マップ２４をさらに説明する。状況マップ２４は、空間的状況に関して、Ｘ線源１２とＸ線検出器１４の表現２５を含む。表示部２２は、Ｘ線画像化システムを操作するユーザに状況マップ２４を表示するように構成されている。
【００３２】
Ｘ線画像化システム１０は、Ｃアーム（C-arm）画像化システム２６として図示され、Ｃアーム構造２８を有する。Ｘ線源１２とＸ線検出器１４とはＣアーム３２の対向端３０に取り付けられている。センサ１６は、Ｃアーム構造２８に、弧の内側に沿って分散して取り付けられている。ポジショニング検出装置１８は、Ｃアームの動きに関する情報を提供する角度検出器を有する。
【００３３】
対象面検出センサ１６は超音波センサとして設けられている。例えば、センサはフレキシブルドレーピング（flexible  draping）の後ろの対象を検出するように構成されている。センサは、フレキシブルドレーピングの表面を検出するように構成されていてもよい。別のオプションとして、センサは適応的感度を有するものとしてもよい。センサはＣアームの動きの場と一致し、例えば、別の例では、センサは検出器またはＸ線源のハウジングに取り付けられる。
【００３４】
可動範囲が十分にカバーされるように、複数のセンサ１６が設けられる。例えば、センサの視野角が少なくとも部分的に重なるように、複数のセンサ１６が設けられる。これは、図１において、複数のセンサ１６の視野角３４で示した。
【００３５】
また、図１は、患者３６と患者テーブル３８とを模式的に示す。
【００３６】
留意すべき点として、本発明は、Ｘ線源及び／または検出器が可動である他のＸ線画像化システム、例えば、Ｃアームではなくロボティックアームを有し、それにＸ線源とＸ線検出器が取り付けられたＸ線システムにも適用できる。
【００３７】
さらに留意点として、図１のＣアーム画像化システム２６はポータブルシステムであり、Ｃアームが可動であるサポートに取り付けられ、サポートが可動ベース３９に取り付けられている。
【００３８】
しかし、Ｃアームシステムは、ステーショナリーシステムであり、Ｃアームが可動であるサポートに取り付けられ、そのサポートが建物の構造物に固定的に取り付けられていてもよい。
【００３９】
図２Ａないし図２Ｃは、表示部２２上に示された状況マップ２４の別の例を示す。
【００４０】
上記の通り、センサ１６は、複数の空間要素の表面データを提供する。表面データを結合して現在の空間的状況のトポグラムを構成する。例えば、トポグラムは、例えば断面画像を示すポジションダイヤグラムである。
【００４１】
図２Ａにおいて、Ｃアームが第１ポジションにある状況図２４が示されている。対象４０、例えば患者テーブル上に配置された患者は、第１のグラフィカルコーディング、例えばカラーコーディングで示されている。このように、対象４０は固定された構造を表す。空のスペース４２が、第２のグラフィカルパターンで、固定構造の周りに示されている。さらに、Ｃアーム構造４４とともに、Ｘ線源１２とＸ線検出器１４が示されている。
【００４２】
図２Ｂは、状況マップ２４の別の一例を示し、Ｃアームが反時計回りに回転されている。それぞれの位置において、Ｘ線源とＸ線検出器１２、１４のクリティカルな状況が判定され、そのクリティカルな状況は第１のハッシュパターン４６で示されている。
【００４３】
図２Ｃは、状況マップ２４のさらに別の一例を示し、Ｃアームがさらに反時計回りに回転されている。各位置の衝突が判定され、第２のダッシュパターン４８で示されている。
【００４４】
一実施形態では、図２Ｂと図２Ｃの状況マップ２４は、Ｘ線源１２とＸ線検出器１４の少なくとも１つの動きの計算されたシミュレーションから得られる。このように、表示部２２は、得られた少なくとも１つのシミュレーションされた空間的状況を表示する。
【００４５】
例えば、図２Ａないし図２Ｃの状況マップ２４をその次に表示するか、単一のモニタまたはディスプレイ装置上に組み合わせて表示することができる。例えば、現在の状況は図２Ａに示され、一方図２Ｂと図２Ｃのシミュレーションされた状況は現在の状況の横に小さいスケールで表示される。
【００４６】
このように、図２Ｂの状況マップ２４と図２Ｃの状況マップ２４は、予測状況マップである。
【００４７】
状況マップは、潜在的な衝突状況の表示を含む。
【００４８】
本発明の一実施例では、ポジショニング検出装置１８は、コンテクスト中に、すなわち固定した参照フレーム中に状況マップ２４を表示するエンコーダ機能を提供する。
【００４９】
これも図２Ａないし図２Ｃを参照して説明できる。しかし、以下では、図２Ａないし図２Ｃは３つの異なる回転状態を示し、上記のようにシミュレーションされた状況ではないと仮定する。Ｃアームの動きを検出することにより、センサがどう動いたか検出することになる。このように、固定された参照フレームを提供することにより、センサは、図２Ａと図２Ｂのポジションと比べて異なるポジションから検出することになるが、こうして得られた信号を組み合わせて、同じ参照フレームに配置された、すなわちオペレーションルームなどに対して同じ空間的方向で配置された、空間的状況の表示を構成することができる。
【００５０】
別の実施例では、処理部は、図３に示すように、Ｘ線源１２からＸ線検出器１４に放射されるＸ線ビーム５２の幾何学的形式を状況マップ２４に示すように構成される。状況マップは、Ｘ線画像化システムのオペレータに対するポジショニングガイド５４である。
【００５１】
このように、ユーザは、所望の画像取得手順を実行できるようにＸ線源をポジショニングする役に立つ情報を簡単に得られる。
【００５２】
図４は、Ｘ線画像化システムを操作するガイド情報を提供する方法１００を示す図である。最初の検出ステップ１１０において、可動Ｘ線源と可動Ｘ線検出器間にある対象の対象データを、複数の対象面検出センサで検出する。第２の検出ステップ１１２において、Ｘ線源とＸ線検出器の現在の位置と、センサの位置とを、ポジショニング検出装置で検出する。次に、計算ステップ１１４において、Ｘ線源とＸ線検出器との間の現在の空間的状況を示す状況マップ１１６を、対象データと現在位置とに基づいて計算する。さらに、表示ステップ１１８において、Ｘ線画像化システムを操作するユーザに対して、状況マップをディスプレイ上に表示する。状況マップは、少なくとも空のスペースと剛性物体により占められたスペースとを弁別する。さらに、状況マップは、空間的状況に関して、Ｘ線源とＸ線検出器の表現を含む。
【００５３】
最初の検出ステップ１１０はステップａ）とも呼び、第２の検出ステップ１１２はステップｂ）とも呼び、計算するステップ１１４はステップｃ）とも呼び、表示するステップ１１８はステップｄ）とも呼ぶ。
【００５４】
図５に示すように、別の実施形態では、ステップｄ）において、Ｘ線源からＸ線検出器に放射されるＸ線ビームの幾何学的形態１２０が、表示ステップ１２２において、状況マップに、Ｘ線画像化システムのオペレータに対するポジショニングガイドとして表示される。
【００５５】
図６に示すように、別の実施例では、計算された状況マップに基づき、計算ステップ１２６において、Ｘ線源とＸ線検出器の少なくとも１つの動きのシミュレーション１２４を計算する。さらに別の実施例では、この計算ステップ１２６は少なくともステップａ）とｂ）とに基づく。結果として得られるシミュレーションされた少なくとも１つの空間的状況を、表示ステップ１２８において、状況シミュレーションマップ１３０として表示する。
【００５６】
図６にも示したように、ステップｃ）で求めた状況マップ１１６は、点線の矢印１３２で示したように、別の表示ステップ１１８’において表示され得る。
【００５７】
さらに別の実施例では、リアルタイムでトポグラム（topogram）を提供し、例えばドレーピングの背後のスペースの検出も可能とする。本発明による超音波センサは、ドレーピング（draping）を通して見る感度を有していてもよいからである。例えば、対象面検出センサには、有効な感度を設定できる。エンコーダ機能を有するＣアームを設けることにより、Ｃアームが回転しても、ディスプレイ上でトポグラムは回転せず、固定された参照フレームに、例えばオペレーションルームの参照フレームに対して同じ空間的関係を維持するようなコンテクストを提供する。センサ１６のＣアームへの取り付けは、特にモバイルＣアームにおいて利用できる。この場合、モバイルＣアーム構成は自分自身の参照フレームを有するので、介入ルームの参照フレームに対する較正は必要ない。
【００５８】
例えば、Ｃアークの角度センサは、視覚的表示の入力としてある精度でＣアークの角度を追跡するように提供される。これは、角形成が手順中でＣアークの最も実行される動きなので、有利である。さらに、Ｃアークの角度は、患者の人体構造に対するＣアークの重要なファクタである。超音波検出された（患者とテーブルの）面に関してこの情報を提供し、エンコーディング機能を持たせることにより、状況マップが直感的な方法で表示される。可動Ｃアーム角形成では動きが偏心的であるため、ポジショニングが困難であるという点で、さらに利点がある。しかし、本発明による状況マップに基づき、可動Ｃアームのポジショニングが容易になる。角形成は、例えば加速度計や電位差計など多くの方法で追跡できる。
【００５９】
さらに別の実施例では、ＣアークのＣ部分内のエリアをカバーするようにＣアーク上に取り付けられた超音波エコーセンサは、可動Ｃアームシステムに特に適したソリューションを提供する。複数の超音波エコーセンサは異なる感度で動作できるので、ドレープを透視することができる。センサの取り付けにより、周知の形状に固定でき、Ｃアーク内のエリアのハイデフィニション画像を得られる。
【００６０】
凸形状において、複数のセンサの視野角がオーバーラップし、リーチ、キャリブレーション等内の構造をよりよく確定する。固形物と（例えばＥＣＧの）ワイヤその他の小さいが高密度の物体とを弁別するために、オーバーラップさせている。
【００６１】
本発明による状況マップによりユーザに素早く視覚的なフィードバックができる。さらに、Ｘ線ビームの上記のシミュレーションを提供することにより、余分なＸ線量を必要とせずに、最終的なポジショニングを提供できる。むしろ、患者または患者テーブルに対するポジショニングを、Ｘ線をまったく必要とせずに提供する。
【００６２】
さらに別のオプションとして、ディスプレイを用いて、多軸運動をさせ、アイソセントリック角形成をまねる。例えば、ユーザは、Ｃアークの内側のマップを示す表示画像上の一点を選択し、Ｃアークは、横方向及び縦方向に同時に動くことにより、その点の周りにアイソセントリック（iso-centrically）に動く。このように、かかる複雑な回転運動の場合でも、例えば、他の形式に軌道の場合であっても、Ｘ線放射を用いずに、複数のセンサにより提供されるデータのみに依って、ポジショニングを調整できる。
【００６３】
本発明の他の一実施形態では、適切なシステムにおいて、上記の実施形態の一つによる方法の方法ステップを実行するように較正されたことを特徴とするコンピュータプログラムまたはコンピュータプログラム要素が提供される。
【００６４】
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もよい。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もよい。このコンピューティングユニットは、上記の方法のステップを実行するまたは実行を誘起するように構成され得る。さらに、上記の装置のコンポーネントを動作させるように構成されていてもよい。コンピューティングユニットは、自動的に動作し、及び／またはユーザの命令を実行するように構成されている。コンピュータプログラムはデータプロセッサのワーキングメモリにロードされる。データプロセッサは、本発明の方法を実行するように構成されている。
【００６５】
本発明のこの実施形態は、初めから本発明を用いるコンピュータプログラムと、アップデートにより本発明を用いるプログラムになる既存のプログラムとの両方をカバーする。
【００６６】
さらに、コンピュータプログラム要素は、上記の方法の実施形態の手順を満たす必要なすべてのステップを提供できる。
【００６７】
本発明のさらに別の一実施形態によると、ＣＤ−ＲＯＭなどのコンピュータ読み取り可能媒体が提供され、そのコンピュータ読み取り可能媒体は、前のセクションで説明したコンピュータプログラム要素を記憶したものである。
【００６８】
コンピュータプログラムは、光記憶媒体や他のハードウェアとともに、またはその一部として供給される固体媒体などの適切な媒体に記憶及び／または配布することができ、インターネットや有線または無線の電気通信システムなどを介して他の形式で配信することもできる。
【００６９】
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等のネットワーク上で提供されてもよく、そのようなネットワークからデータプロセッサのワーキングメモリにダウンロードされてもよい。本発明のさらにべつの実施形態では、コンピュータプログラム要素をダウンロードできるようにする媒体が提供され、そのコンピュータプログラム要素は本発明の上記の実施形態の一つによる方法を実行するように構成されている。
【００７０】
留意すべき点として、本発明の実施形態を、異なる主題を参照して説明する。具体的に、一部の実施形態を方法の請求項を参照して説明し、他の一部の実施形態を装置の請求項を参照して説明する。しかし、本技術分野の当業者は、上記の説明と以下の説明から、特に断らないかぎり、一種類の主題に属する特徴の任意の組み合わせに加えて、異なる複数の主題に関係する特徴の間の任意の組み合わせも本出願で開示されていると考えられることが分かるであろう。しかし、すべての特徴は組み合わせて、特徴の単なる和以上のシナジー効果を提供することができる。
【００７１】
図面と上記の説明に詳しく示し本発明を説明したが、かかる例示と説明は例であり限定ではない。本発明は開示した実施形態には限定されない。請求項に記載した発明を実施する際、図面、本開示、及び従属項を研究して、開示した実施形態のその他のバリエーションを、当業者は理解して実施することができるであろう。
【００７２】
請求項において、「有する（comprising）」という用語は他の要素やステップを排除するものではなく、「１つの（"a"  or  "an"）」という表現は複数ある場合を排除するものではない。単一のプロセッサまたはその他のアイテムが請求項に記載した複数のユニットの機能を満たすこともできる。相異なる従属クレームに手段が記載されているからといって、その手段を組み合わせて有利に使用することができないということではない。請求項に含まれる参照符号は、その請求項の範囲を限定するものと解してはならない。
【図１】
2014534886.tif 000003
【図２ａ】
2014534886.tif 000004
【図２ｂ】
2014534886.tif 000005
【図２ｃ】
2014534886.tif 000006
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【手続補正書】
【提出日】平成26年5月15日(2014.5.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線画像化システムであって、
可動Ｘ線源及び／または可動Ｘ線検出器と、
複数の対象表面検出センサと、
ポジショニング検出装置と、
処理部と、
表示部とを有し、
前記センサは、前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出器との間に配置された対象の対象データを検出するように構成され、
前記ポジショニング検出装置は、前記Ｘ線源及び／または前記Ｘ線検出器の現在位置と、前記センサの位置とを検出するように設けられ、
前記処理部は、前記センサにより提供される対象データと前記現在位置とに基づき、前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出器との間の現在の空間的状況の状況マップを計算するように構成され、前記状況マップは少なくとも空のスペースと剛性物体により占められたスペースとの間を弁別し、
前記状況マップは、前記空間的状況に関して、前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出器の表現を含み、
前記表示部は、前記Ｘ線画像化システムを操作するユーザに前記状況マップを表示するように構成され、
前記Ｘ線画像化システムはＣアーム構造を有するＣアーム画像化システムであり、前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出器とはＣアームの対向端に取り付けられ、
前記センサは前記Ｃアーム構造に、弧の内側に沿って分散して取り付けられ、
前記ポジショニング検出装置は、前記Ｃアームの動きに関する情報を提供する角度検出器を有する、
Ｘ線画像化システム。
【請求項２】
前記対象面検出センサは超音波センサとして設けられている、
請求項１に記載のＸ線画像化システム。
【請求項３】
前記センサは複数の空間的セグメントの表面データを提供し、
前記処理部は前記空間的セグメントの表面データを合成して、前記現在の空間的状況のトポグラムを構成するように構成されている、
請求項１または２に記載のＸ線画像化システム。
【請求項４】
前記状況マップは、前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出器の現在の位置における視覚的表現を含む、
請求項１ないし３いずれか一項に記載のＸ線画像化システム。
【請求項５】
前記状況マップ中の現在の空間的状況は空間的参照フレームに対して提供される、
請求項１ないし４いずれか一項に記載のＸ線画像化システム。
【請求項６】
前記処理部は、前記状況マップに、前記Ｘ線源から前記Ｘ線検出器に放射されるＸ線ビームの幾何学的形態を示すように構成され、
前記状況マップは前記Ｘ線画像化システムのオペレータに対するポジショニングガイドである、
請求項１ないし５いずれか一項に記載のＸ線画像化システム。
【請求項７】
前記処理部は、前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出器との少なくとも１つの動きのシミュレーションを計算するように構成され、
前記表示部は、得られた少なくとも１つのシミュレーションされた空間的状況を表示するように構成されている、
請求項１ないし６いずれか一項に記載のＸ線画像化システム。
【請求項８】
前記Ｃアームシステムはポータブルシステムであり、前記Ｃアームが可動であるサポートに取り付けられ、前記サポートが可動ベースに取り付けられている、
請求項１ないし７いずれか一項に記載のＸ線画像化システム。
【請求項９】
Ｘ線画像化システムを動作させるガイド情報を提供する方法であって、
ａ）  可動Ｘ線源と可動Ｘ線検出器間にある対象の対象データを、複数の対象面検出センサで検出するステップと、
ｂ）  前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出器の現在位置と、前記センサの位置とを、ポジショニング検出装置で検出するステップと、
ｃ）  前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出器との間の現在の空間的状況を示す状況マップを、前記対象データと前記現在位置とに基づいて計算するステップと、
ｄ）  前記Ｘ線画像化システムを操作しているユーザに対してディスプレイ上に前記状況マップを表示するステップとを有し、
前記Ｘ線画像化システムはＣアーム構造を有するＣアーム画像化システムであり、前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出器とはＣアームの対向端に取り付けられ、
前記センサは前記Ｃアーム構造に、弧の内側に沿って分散して取り付けられ、
前記ポジショニング検出装置は、前記Ｃアームの動きに関する情報を提供する角度検出器を有し、
前記状況マップは、少なくとも空のスペースと剛性物体により占められたスペースとを弁別し、
前記状況マップは、前記空間的状況に関して、前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出器の表現を含む、
方法。
【請求項１０】
ステップｄ）において、前記Ｘ線源から前記Ｘ線検出器に放射されるＸ線ビームの幾何学的形態が、前記状況マップに、前記Ｘ線画像化システムのオペレータに対するポジショニングガイドとして表示される、
請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出器との少なくとも１つの動きのシミュレーションが前記計算された状況マップに基づいて計算され、
結果として得られるシミュレーションされた少なくとも１つの空間的状況が、状況シミュレーションマップとして表示される、
請求項９または１０に記載の方法。
【請求項１２】
請求項１ないし８いずれか一項に記載の装置を制御するコンピュータプログラム要素であって、
処理部により実行されると、請求項９ないし１１いずれか一項に記載の方法ステップを実行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１３】
請求項１２に記載のプログラム要素を記憶したコンピュータ読み取り可能媒体。
【国際調査報告】
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