(57)【要約】  画像化システムを使用して対象の画像データを得るためのシステムおよび方法が提供される。システムは、対象の少なくとも一部を完全に環状に取り囲むガントリーと、ガントリー内に配置されたソースとを含むことができる。ソースは、信号に応答して少なくとも１つのパルスを出力することができる。システムは、ガントリー内に配置された多列検出器を含むことができる。多列検出器は、ソースと整列させることができ、かつ、検出された少なくとも１つの信号に基づいて多列検出器データを設定することができる。システムは、ガントリー内に配置されたフラットパネル検出器を含むことができる。フラットパネル検出器は、ソースと整列させることができ、かつ、検出された少なくとも１つの信号に基づいてフラットパネル検出器データを設定することができる。システムは、多列検出器およびフラットパネル検出器のうちのどちらを使用するかを決定する画像収集制御モジュールを含むことができる。【選択図】図４Ａ
2014516759.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像化システムを使用して対象の画像データを得るためのシステムであって、
前記対象の少なくとも一部を完全に環状に取り囲むガントリーと、
前記ガントリー内に、前記ガントリーに対して移動可能に配置されたソースであって、信号に応答して少なくとも１つのパルスを出力するソースと、
前記ガントリー内に、前記ガントリーに対して移動可能に配置された多列検出器であって、前記ソースと整列して配置することができ、それにより前記ソースによって放出される前記少なくとも１つのパルスを検出し、かつ、前記検出された少なくとも１つの信号に基づいて多列検出器データを設定する多列検出器と、
前記ガントリー内に、前記ガントリーに対して移動可能に配置されたフラットパネル検出器であって、前記ソースと整列して配置することができ、それにより前記ソースによって放出される前記少なくとも１つのパルスを検出し、かつ、前記検出された少なくとも１つの信号に基づいてフラットパネル検出器データを設定するフラットパネル検出器と、
前記ソースのための前記信号を設定し、かつ、前記多列検出器および前記フラットパネル検出器のうち、前記ソースによって放出される前記少なくとも１つのパルスを検出するために使用する検出器を決定する画像収集制御モジュールと
を備えるシステム。
【請求項２】
前記画像収集制御モジュールが、
前記ソースのための前記信号を設定し、かつ、前記多列検出器データおよびフラットパネル検出器データを受け取る画像制御モジュールであって、前記多列検出器データおよびフラットパネル検出器データに基づいて画像データを復元するように動作可能な画像制御モジュール
をさらに備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記画像制御モジュールがユーザ入力データを受け取り、かつ、前記ユーザ入力データに基づいて前記多列検出器および前記フラットパネル検出器のうち、どちらの検出器を使用するかを決定する、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記ユーザ入力データが、画像を収集するための患者の領域、または画像を収集するために使用する検出器のタイプをさらに含む、請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記画像収集制御モジュールが、
前記多列検出器または前記フラットパネル検出器のうちの前記決定された方に基づいて、前記多列検出器または前記フラットパネル検出器を前記ソースと整列する位置へ移動させるための移動信号を設定する移動制御モジュール
をさらに備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記フラットパネル検出器を前記多列検出器に対して移動可能である、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記フラットパネル検出器を前記多列検出器の上方を移動可能である、それにより前記フラットパネル検出器を前記ソースと整列する位置に配置することができる、請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
ディスプレイをさらに備え、前記画像収集制御モジュールが表示のために前記復元された画像データを出力する、請求項３に記載のシステム。
【請求項９】
前記ガントリー、ソース、多列検出器およびフラットパネル検出器が移動カートの上に取り付けられる、請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
前記ソース、多列検出器およびフラットパネル検出器が、前記ガントリー内に、前記ガントリーに対して移動可能に配置されたロータに結合される、請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
前記画像化システムの一部に結合された少なくとも１つの追跡デバイスと、
前記追跡デバイスを追跡し、前記画像化システムの前記部分の位置を決定する操縦システムと
をさらに備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項１２】
画像化システムを使用して対象の画像データを得るための方法であって、
前記対象の少なくとも一部を完全に環状に取り囲むように動作可能なガントリーを提供するステップであって、前記画像化システムが、前記ガントリー内に配置され、かつ、前記ガントリーに対して移動可能であるロータに結合されたソース、多列検出器およびフラットパネル検出器を含むステップと、
前記対象の一部の画像データを得るための要求を提供する少なくとも１つのユーザ入力を受け取るステップと、
前記ユーザ入力に基づいて、前記多列検出器および前記フラットパネル検出器のうち、前記画像データを得るために使用する検出器を決定するステップと、
前記多列検出器およびフラットパネル検出器のうちの選択された方を前記ソースと整列する位置へ移動させるステップと、
前記ソースを使用して少なくとも１つのパルスを出力するステップと、
前記多列検出器および前記フラットパネル検出器のうちの前記選択された方を使用して前記少なくとも１つのパルスを受け取るステップと、
前記検出器が受け取った前記少なくとも１つのパルスに基づいて前記対象の画像を出力するステップと
を含む方法。
【請求項１３】
前記対象の前記画像を出力するステップが、
前記対象の前記画像をディスプレイ上に表示するステップ
をさらに含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記対象の前記画像を出力するステップが、
前記検出器が受け取った前記少なくとも１つのパルスに基づいて前記対象の画像を復元するステップと、
前記対象の前記復元された画像をディスプレイ上に表示するステップと
をさらに含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記多列検出器およびフラットパネル検出器のうちの前記選択された方を前記ソースと整列する位置へ移動させるステップが、
前記多列検出器および前記フラットパネル検出器のうちの一方を前記多列検出器および前記フラットパネル検出器のうちのもう一方に対して移動させるステップ
をさらに含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１６】
前記多列検出器およびフラットパネル検出器のうちの前記選択された方を前記ソースと整列する位置へ移動させるステップが、
前記フラットパネル検出器が選択されると、前記フラットパネル検出器を前記多列検出器の上方を移動させるステップ
をさらに含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１７】
前記ユーザ入力に基づいて、前記多列検出器および前記フラットパネル検出器のうち、前記画像データを得るために使用する検出器を決定するステップが、
前記対象のローコントラスト領域の画像データを得るために前記多列検出器を使用することを決定するステップと、
前記対象のハイコントラスト領域の画像データを得るために前記フラットパネル検出器を使用することを決定するステップと
をさらに含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１８】
画像化システムを使用して対象の画像データを得るための方法であって、
前記対象の少なくとも一部を完全に環状に取り囲むように動作可能なガントリーを提供するステップであって、前記画像化システムが、前記ガントリー内に配置され、かつ、前記ガントリーに対して移動可能であるロータに結合されたソース、多列検出器およびフラットパネル検出器を含むステップと、
前記対象の一部の画像データを得るための要求を提供する少なくとも１つのユーザ入力を受け取るステップと、
前記ユーザ入力に基づいて、ハイコントラスト画像収集を使用して前記画像データを得るか、あるいはローコントラスト画像収集を使用して前記画像データを得るかどうかを決定するステップと、
前記ローコントラスト画像収集を実施するために、前記多列検出器を前記ソースと整列する位置へ移動させるステップと、
前記ハイコントラスト画像収集を実施するために、前記フラットパネル検出器を前記ソースと整列する位置へ移動させるステップと、
前記ソースを使用して少なくとも１つのパルスを出力するステップと、
前記多列検出器および前記フラットパネル検出器のうちの選択された方を使用して前記少なくとも１つのパルスを受け取るステップと、
前記検出器が受け取った前記少なくとも１つのパルスに基づいて前記対象の画像を復元するステップと、
前記対象の前記復元された画像をディスプレイ上に表示するステップと
を含む方法。
【請求項１９】
前記ガントリーを提供するステップが、
前記対象の少なくとも前記部分を完全に環状に取り囲むただ１つのガントリーを提供するステップであって、前記ソース、前記多列検出器および前記フラットパネル検出器が前記ガントリー内に配置され、前記多列検出器およびフラットパネル検出器を前記ソースと整列する位置へ互いに対して移動可能であるステップ
をさらに含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記ハイコントラスト画像収集を実施するために、前記フラットパネル検出器を前記ソースと整列する位置へ移動させるステップが、
前記フラットパネル検出器を前記ソースと整列する位置に置くために、前記フラットパネル検出器を前記多列検出器の上方を移動させるステップ
をさらに含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２１】
前記ユーザ入力に基づいて、ハイコントラスト画像収集を使用して前記画像データを得るか、あるいはローコントラスト画像収集を使用して前記画像データを得るかどうかを決定するステップが、
画像を収集するための前記対象の領域に基づいて、ハイコントラスト画像収集またはローコントラスト画像収集を使用することを決定するステップか、あるいは、
前記ユーザ入力データの中でユーザによって選択された検出器のタイプに基づいて、ハイコントラスト画像収集またはローコントラスト画像収集を使用することを決定するステップ
をさらに含む、請求項１８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[0001]本開示は対象の画像化に関し、詳細には多列検出器およびフラットパネル検出器を有する画像化システムを使用した対象の画像の生成に関する。
【背景技術】
【０００２】
[0002]この節では、必ずしも従来技術ではない本開示に関連する背景情報を提供する。
[0003]人間の患者などの対象は、患者の解剖学的構造を矯正または促進するため外科的手順を選択することができ、あるいは患者の解剖学的構造を矯正または促進するため外科的手順を施さなければならないことがある。解剖学的構造の促進は、骨の運動または促進、埋込み可能なデバイスの挿入または他の適切な手順などの様々な手順を含むことができる。外科医は、磁気共鳴画像法（ＭＲＩ）システム、コンピュータ断層撮影法（ＣＴ）システム、蛍光透視法（例えばＣ−Ａｒｍ画像化システム）または他の適切な画像化システムなどの画像化システムを使用して得ることができる患者の画像を使用して、対象に対する手順を実施することができる。
【０００３】
[0004]患者の画像は、外科医による、手順の計画立案および手順の実施を始めとする手順の実施を補助することができる。外科医は、患者の二次元画像表現または三次元画像表現を選択することができる。画像は、手順を実施する際に、上に重なっている組織（真皮組織および筋組織を含む）を除去することなく、外科医による患者の解剖学的構造の観察を可能にすることにより、外科医による、侵襲性が少ない技法を使用した手順の実施を補助することができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
[0005]この節では本開示の一般的な概要を提供し、本開示のすべての範囲または本開示のすべての特徴の包括的な開示ではない。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
[0006]様々な実施形態によれば、画像化システムを使用して対象の画像データを得るためのシステムが提供される。システムは、対象の少なくとも一部を完全に環状に取り囲むガントリーと、ガントリー内に、ガントリーに対して移動可能に配置されたソースとを含むことができる。ソースは、信号に応答して少なくとも１つのパルスを出力することができる。システムは、ガントリー内に、ガントリーに対して移動可能に配置された多列検出器を含むことができる。多列検出器は、ソースと整列して配置することができ、それによりソースによって放出される少なくとも１つのパルスを検出し、かつ、検出された少なくとも１つの信号に基づいて多列検出器データを設定することができる。システムは、ガントリー内に、ガントリーに対して移動可能に配置されたフラットパネル検出器を含むことができる。フラットパネル検出器は、ソースと整列して配置することができ、それによりソースによって放出される少なくとも１つのパルスを検出し、かつ、検出された少なくとも１つの信号に基づいてフラットパネル検出器データを設定することができる。システムは、ソースのための信号を設定し、かつ、多列検出器およびフラットパネル検出器のうち、ソースによって放出される少なくとも１つのパルスを検出するために使用する検出器を決定する画像収集制御モジュールを含むことができる。
【０００６】
[0007]さらに、画像化システムを使用して対象の画像データを得るための方法が提供される。この方法は、対象の少なくとも一部を完全に環状に取り囲むように動作可能なガントリーを提供するステップを含むことができ、画像化システムは、ガントリー内に配置され、かつ、ガントリーに対して移動可能であるロータに結合されたソース、多列検出器およびフラットパネル検出器を含む。上記方法は、対象の一部の画像データを得るための要求を提供する少なくとも１つのユーザ入力を受け取るステップと、ユーザ入力に基づいて、多列検出器およびフラットパネル検出器のうち、画像データを得るために使用する検出器を決定するステップとを含むことができる。また、上記方法は、多列検出器およびフラットパネル検出器のうちの選択された方をソースと整列する位置へ移動させるステップと、ソースを使用して少なくとも１つのパルスを出力するステップとを含むことができる。上記方法は、多列検出器およびフラットパネル検出器のうちの選択された方を使用して少なくとも１つのパルスを受け取るステップと、検出器が受け取った少なくとも１つのパルスに基づいて対象の画像を出力するステップとを含むことができる。
【０００７】
[0008]また、画像化システムを使用して対象の画像データを得るための方法が同じく提供される。この方法は、対象の少なくとも一部を完全に環状に取り囲むように動作可能なガントリーを提供するステップを含むことができ、画像化システムは、ガントリー内に配置され、かつ、ガントリーに対して移動可能であるロータに結合されたソース、多列検出器およびフラットパネル検出器を含む。上記方法は、対象の一部の画像データを得るための要求を提供する少なくとも１つのユーザ入力を受け取るステップと、ユーザ入力に基づいて、ハイコントラスト画像収集を使用して画像データを得るか、あるいはローコントラスト画像収集を使用して画像データを得るかどうかを決定するステップとを含むことができる。また、上記方法は、ローコントラスト画像収集を実施するために、多列検出器をソースと整列する位置へ移動させるステップと、ハイコントラスト画像収集を実施するために、フラットパネル検出器をソースと整列する位置へ移動させるステップとを含むことができる。上記方法は、ソースを使用して少なくとも１つのパルスを出力するステップと、多列検出器およびフラットパネル検出器のうちの選択された方を使用して少なくとも１つのパルスを受け取るステップとを含むことができる。また、上記方法は、検出器が受け取った少なくとも１つのパルスに基づいて対象の画像を復元するステップと、対象の復元された画像をディスプレイ上に表示するステップとを含むことができる。
【０００８】
[0009]適用可能性の他の領域は、本明細書において提供される説明から明らかになるであろう。この概要における説明および特定の例は、単に実例による説明を意図したものにすぎず、本開示の範囲を制限することは意図されていない。
【０００９】
[0010]本明細書において説明される図面は、可能なすべての実施態様ではなく、選択された実施形態についての実例による説明を目的としたものにすぎず、本開示の範囲を制限することは意図されていない。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】[0011]様々な実施形態による多列検出器およびフラットパネル検出器を含んだ、手術教室における一例示的画像化システムの環境図である。
【図２】[0012]図１の画像化システムと共に使用するための一例示的計算システムの略図である。
【図３Ａ】[0013]第１の例示的構成による多列検出器およびフラットパネル検出器を含んだ、図１の画像化システムのガントリーの略図である。
【図３Ｂ】[0014]第２の例示的構成による多列検出器およびフラットパネル検出器を含んだ、図１の画像化システムのガントリーの略図である。
【図４Ａ】[0015]多列検出器と整列した図１の画像化システムのソースの略図である。
【図４Ｂ】[0016]フラットパネル検出器と整列した図１の画像化システムのソースの略図である。
【図５】[0017]様々な実施形態による画像収集制御モジュールを実施するためのシステムを示す簡易ブロック図である。
【図６】[0018]図５の画像収集制御モジュールによって実施される一例示的制御システムを示すデータフロー線図である。
【図７】[0019]画像収集制御モジュールによって実施される一例示的方法を示す流れ図である。
【図８】[0020]多パネル検出器と整列した第１のソース、およびフラットパネル検出器と整列した第２のソースを含んだ一例示的画像化システムを示す略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
[0021]以下の説明は、その性質において単に例示的なものにすぎない。すべての図面を通して、対応する参照数表示は、同様または対応する部品および特徴を示していることを理解されたい。上で示したように、本教示は、Ｌｏｕｉｓｖｉｌｌｅ，ＣＯ，ＵＳＡに事業所を有するＭｅｄｔｒｏｎｉｃ  Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ，Ｉｎｃ．が販売しているＯ−Ａｒｍ（登録商標）画像化システムなどの画像化デバイスを対象としている。しかしながら、本教示は、Ｃ−ａｒｍ画像化デバイスなどの任意の適切な画像化デバイスに適用することができることに留意されたい。さらに、本明細書において使用されているように、「モジュール」という用語は、計算デバイスによるアクセスが可能なコンピュータ可読媒体、専用集積回路（ＡＳＩＣ）、電子回路、１つまたは複数のソフトウェアプログラムまたはファームウェアプログラムを実行するプロセッサ（共有、専用またはグループ）およびメモリ、組合せ論理回路、および／または説明されている機能を提供する他の適切なソフトウェアプログラムまたはソフトウェアコンポーネント、ファームウェアプログラムまたはファームウェアコンポーネントを意味することができる。
【００１２】
[0022]図１を参照すると、手術教室または手術室１０で、ユーザ１２などのユーザは、患者１４に対して手順を実行することができる。手順の実施に際しては、ユーザ１２は、手順を実施するために、画像化システム１６を使用して患者１４の画像データを得ることができる。得られる患者１４の画像データは、本明細書において開示されているシステムを始めとするＸ線画像化システムを使用して得られる二次元（２Ｄ）投影を含むことができる。しかしながら、同じく本明細書において開示されているように、体積モデルの２Ｄ前方投影を生成することも可能であることは理解されよう。
【００１３】
[0023]一例では、得られた画像データを使用してモデルを生成することができる。このモデルは、同じく本明細書においてさらに開示されているように、代数反復技法を始めとする様々な技法を使用して得られる画像データに基づいて生成される三次元（３Ｄ）体積モデルであってもよい。表示される画像データ１８は、表示デバイス２０に表示することができ、また、本明細書においてさらに詳細に説明されるように、画像化計算システム３２に結合された表示デバイス３２ａにさらに表示することも可能である。表示される画像データ１８は、２Ｄ画像であっても、３Ｄ画像であっても、あるいは時間変化四次元画像であってもよい。また、表示される画像データ１８は、得られた画像データ、生成された画像データ、それらの両方、または両方のタイプの画像データの組合せを含むことも可能である。
【００１４】
[0024]得られる患者１４の画像データは、例えばＸ線画像化システムを使用して２Ｄ投影として得ることができることは理解されよう。次に、この２Ｄ投影を使用して患者１４の３Ｄ体積画像データを復元することができる。また、３Ｄ体積画像データから理論投影すなわち前方２Ｄ投影を生成することも可能である。したがって画像データは、２Ｄ投影または３Ｄ体積モデルのいずれか、あるいはそれらの両方であってもよいことは理解されよう。
【００１５】
[0025]表示デバイス２０は、計算システム２２の一部であってもよい。計算システム２２は、様々なコンピュータ可読媒体を含むことができる。コンピュータ可読媒体は、計算システム２２によるアクセスが可能な任意の入手可能媒体であってもよく、揮発性媒体および不揮発性媒体の両方、ならびに取外し可能媒体および非取外し可能媒体を含むことができる。非制限の一例として、コンピュータ可読媒体は、コンピュータ記憶媒体および通信媒体を備えることができる。記憶媒体は、それらに限定されないが、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリまたは他のメモリ技術、ＣＤ−ＲＯＭ、ディジタル汎用ディスク（ＤＶＤ）または他の光ディスク記憶装置、磁気カセット、磁気テープ、磁気ディスク記憶装置または他の磁気記憶装置、あるいはコンピュータ可読命令、ソフトウェア、データ構造、プログラムモジュールおよび他のデータを記憶するために使用することができ、かつ、計算システム２２によるアクセスが可能な任意の他の媒体を含む。コンピュータ可読媒体は、直接アクセスすることができ、あるいはインターネットなどのネットワークを介してアクセスすることも可能である。
【００１６】
[0026]一例では、計算システム２２は、キーボードなどの入力デバイス２４、および計算システム２２に組み込むことができる１つまたは複数のプロセッサ２６（１つまたは複数のプロセッサは、多重処理コアプロセッサ、マイクロプロセッサ、等々を含むことができる）を含むことができる。入力デバイス２４は、ユーザによる計算システム２２とのインタフェースを可能にするための、タッチパッド、タッチペン、タッチスクリーン、キーボード、マウス、ジョイスティック、トラックボール、無線マウス、可聴制御またはそれらの組合せなどの任意の適切なデバイスを備えることができる。さらに、計算システム２２は、本明細書においては、表示デバイス２０とは別々の入力デバイス２４を備えているものとして説明され、かつ、図に示されているが、計算システム２２は、タッチパッドまたはタブレット計算デバイスを備えることも可能であり、さらに、計算システム２２は、画像化システム１６に結合された画像化計算システム３２に統合することも可能であり、あるいは計算システム２２は、この画像化計算システム３２の一部であってもよい。計算システム２２と表示デバイス２０の間にデータ通信のための接続２８を提供することができ、それにより表示デバイス２０を駆動して画像データ１８を表示することができる。
【００１７】
[0027]画像化システム１６は、Ｌｏｕｉｓｖｉｌｌｅ，ＣＯ，ＵＳＡに事業所を有するＭｅｄｔｒｏｎｉｃ  Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ，Ｉｎｃ．が販売しているＯ−Ａｒｍ（登録商標）画像化システムを含むことができる。選択された手順の実施中における、Ｏ−Ａｒｍ（登録商標）画像化システムまたは他の適切な画像化システムを含んだ画像化システム１６の使用については、２００９年５月１３日に出願した、「Ｓｙｓｔｅｍ  Ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄ  Ｆｏｒ  Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｒｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎ  Ｂｅｔｗｅｅｎ  Ａｎ  Ｉｍａｇｅ  Ａｎｄ  Ａ  Ｓｕｂｊｅｃｔ」という名称の米国特許出願第１２／４６５２０６号、参照により本明細書に組み込まれている米国公開第２０１０−０２９０６９０号にも記載されている。Ｏ−Ａｒｍ画像化システムまたは他の適切な画像化システムに関する追加説明については、米国特許第７１８８９９８号、第７１０８４２１号、第７１０６８２５号、第７００１０４５号および第６９４０９４１号に見出すことができ、これらの米国特許の各々は、参照により本明細書に組み込まれている。
【００１８】
[0028]Ｏ−Ａｒｍ（登録商標）画像化システム１６は、画像化計算システム３２を含んだ移動カート３０、およびソース３６、コリメータ３７、多列検出器３８、フラットパネル検出器４０およびロータ４２が配置されている画像化ガントリー３４を含むことができる。図１を参照すると、移動カート３０は、ある手術教室または手術室から他の手術教室または手術室へ移動させることができ、また、ガントリー３４は、本明細書においてさらに説明されているように、移動カート３０に対して移動可能である。したがって画像化システム１６を移動可能であるため、固定画像化システムに対して資本支出または専用空間を必要とすることなく、複数の場所で、かつ、複数の手順で画像化システム１６を使用することができる。
【００１９】
[0029]引き続いて図１を参照すると、ガントリー３４は、画像化システム１６の等角点を画定することができる。この点に関して、ガントリー３４を通る中心線Ｃ１は、画像化システム１６の等角点すなわち中心を画定することができる。通常、患者１４は、ガントリー３４の中心線Ｃ１に沿って配置することができ、したがって患者１４の縦軸と画像化システム１６の等角点を整列させることができる。
【００２０】
[0030]図２を参照すると、画像化計算システム３２の一例示的実施形態を示す線図が提供されており、画像化計算システム３２の構成要素のうちのいくつか、またはすべては、本開示の教示に関連して使用することができる。画像化計算システム３２は、様々なコンピュータ可読媒体を含むことができる。コンピュータ可読媒体は、画像化計算システム３２によるアクセスが可能な任意の入手可能媒体であってもよく、揮発性媒体および不揮発性媒体の両方、ならびに取外し可能媒体および非取外し可能媒体を含むことができる。非制限の一例として、コンピュータ可読媒体は、コンピュータ記憶媒体および通信媒体を備えることができる。記憶媒体は、それらに限定されないが、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリまたは他のメモリ技術、ＣＤ−ＲＯＭ、ディジタル汎用ディスク（ＤＶＤ）または他の光ディスク記憶装置、磁気カセット、磁気テープ、磁気ディスク記憶装置または他の磁気記憶装置、あるいはコンピュータ可読命令、ソフトウェア、データ構造、プログラムモジュールおよび他のデータを記憶するために使用することができ、かつ、画像化計算システム３２によるアクセスが可能な任意の他の媒体を含む。コンピュータ可読媒体は、直接アクセスすることができ、あるいはインターネットなどのネットワークを介してアクセスすることも可能である。
【００２１】
[0031]一例では、画像化計算システム３２は、表示デバイス３２ａおよびシステムユニット３２ｂを備えている。図に示されているように、表示デバイス３２ａは、コンピュータ・ビデオ・スクリーンすなわちモニタを備えることができる。また、画像化計算システム３２は、少なくとも１つの入力デバイス３２ｃを含むことも可能である。システムユニット３２ｂは、１００の分解図で示されているように、プロセッサ１０２およびメモリ１０４を含み、メモリ１０４は、ソフトウェア１０６およびデータ１０８を含むことができる。
【００２２】
[0032]この例では、少なくとも１つの入力デバイス３２ｃは、キーボードを備えている。しかしながら、少なくとも１つの入力デバイス３２ｃは、ユーザによる画像化計算システム３２とのインタフェースを可能にするための、タッチパッド、タッチペン、タッチスクリーン、キーボード、マウス、ジョイスティック、トラックボール、無線マウス、可聴制御またはそれらの組合せなどの任意の適切なデバイスを備えることができることを理解されたい。さらに、画像化計算システム３２は、本明細書においては表示デバイス３２ａを備えたシステムユニット３２ｂを備えているものとして説明され、かつ、図に示されているが、画像化計算システム３２は、タッチパッドまたはタブレット計算デバイスを備えることも可能であり、あるいは表示デバイス２０を使用することも可能である。
【００２３】
[0033]図５〜７に関連して説明されるように、画像化計算システム３２は、多列検出器３８、フラットパネル検出器４０およびロータ４２の運動、位置決めおよび調整を独立して制御することができ、それにより画像収集制御モジュール１１０を介して画像データを収集することができ、この画像データはメモリ１０４にそれぞれ記憶することができ、プロセッサ１０２によってアクセスされる。プロセッサ１０２と表示デバイス３２ａの間にデータ通信のための接続を提供することができ、それにより表示デバイス３２ａを駆動して画像データ１８を表示することができる。
【００２４】
[0034]簡潔には、図１および３〜４Ｂを参照すると、ソース３６は、多列検出器３８またはフラットパネル検出器４０によって検出されるＸ線を者患１４を介して放出することができる。当業者には理解されるように、ソース３６によって放出されるＸ線は、コリメータ３７によって整形し、かつ、放出することができ、それにより多列検出器３８（図４Ａ）またはフラットパネル検出器４０（図４Ｂ）によって検出される。広く知られているように、コリメータ３７は、ソース３６によって放出されるＸ線を整形することができる。コリメータ３７は、Ｗｈｅａｔ  Ｒｉｄｇｅ，ＣＯ，ＵＳＡのＣｏｌｌｉｍａｒｅ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇが販売しているＣｏｍｐａｃｔ  Ｓｑｕａｒｅ  Ｆｉｅｌｄ  Ｃｏｌｌｉｍａｔｏｒとして商用的に入手することができ、また、Ｌｏｕｉｓｖｉｌｌｅ，ＣＯ，ＵＳＡのＭｅｄｔｒｏｎｉｃ  Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ，Ｉｎｃ．が販売しているＯ−Ａｒｍ（登録商標）画像化システムと共に含まれているため、コリメータ３７については、本明細書においてはその極めて詳細な説明は省略する。しかしながら、簡潔には、コリメータ３７は、ソース３６によって放出されるＸ線を整形するために制御することができる１つまたは複数のリーフを含むことができる。以下で説明されるように、コリメータ３７を使用してソース３６によって放出されるＸ線を整形し、多列検出器３８およびフラットパネル検出器４０のうちの選択された方の形状に対応するビームにすることができる。多列検出器３８は、軟組織の領域などの解剖学的構造のローコントラスト領域の画像データを得るために選択することができる。フラットパネル検出器４０は、骨などの解剖学的構造のハイコントラスト領域の画像データを得るために選択することができる。ソース３６、コリメータ３７、多列検出器３８およびフラットパネル検出器４０は、それぞれロータ４２に結合することができる。
【００２５】
[0035]通常、多列検出器３８およびフラットパネル検出器４０は、ガントリー３４内のソース３６およびコリメータ３７から直径方向に反対側に位置するようにロータ４２に結合することができ、また、所望の画像化手順を実施するために、ソース３６およびコリメータ３７と整列する位置へ互いに独立して移動可能である。一例では、多列検出器３８は、フラットパネル検出器４０を多列検出器３８に隣接させることができるように配置することができる（図３Ａ）。一代替例では、フラットパネル検出器４０は、フラットパネル検出器４０を使用して画像を得ることが望ましい場合、ソース３６と整列する位置へ多列検出器３８の上方を移動可能である。他の例では、多列検出器３８は、フラットパネル検出器４０の上に配置することができる（図３Ｂ）。他の代替として、多列検出器３８およびフラットパネル検出器４０は、それぞれ個別に移動させることができ、したがって所望の画像化手順のために、選択された方の多列検出器３８またはフラットパネル検出器４０をソース３６およびコリメータ３７と整列させることができる。通常、多列検出器３８およびフラットパネル検出器４０のうちの選択された方がソース３６およびコリメータ３７に対して実質的に反対側、つまりソース３６およびコリメータ３７から約１８０°離れて位置している場合、多列検出器３８およびフラットパネル検出器４０のうちの選択された方をソース３６およびコリメータ３７と整列させることができる。
【００２６】
[0036]図１を参照すると、ソース３６、コリメータ３７、多列検出器３８およびフラットパネル検出器４０はロータ４２に結合されているため、ソース３６、コリメータ３７、多列検出器３８およびフラットパネル検出器４０は、患者１４の周りをガントリー３４内で移動可能である。したがって多列検出器３８およびフラットパネル検出器４０は、患者１４の周りを概ね矢印３９の方向に３６０°運動で回転移動させることができ、また、ソース３６およびコリメータ３７は、ソース３６およびコリメータ３７が多列検出器３８およびフラットパネル検出器４０のうちの少なくとも一方から概ね１８０°離れた位置を維持して反対側になるよう、多列検出器３８およびフラットパネル検出器４０のうちの少なくとも一方と共同して移動可能である。
【００２７】
[0037]ガントリー３４は、患者サポートすなわち台１５の上に置くことができる患者１４に対して概ね矢印４１の方向に等角で動揺させる、つまり振り動かすことができる（本明細書においては等角動揺とも呼ばれている）。また、ガントリー３４は、矢印４３で示されているように患者１４に対して傾斜させ、患者１４に対して線４４に沿って縦方向に移動させることも可能であり、また、移動カート３０は、移動カート３０に対して概ね線４６に沿って上下に、また、患者１４に対して横方向に移動させることができ、かつ、概ね矢印４８の方向に患者１４に対して直角に移動させることができ、それによりソース３６、コリメータ３７、多列検出器３８およびフラットパネル検出器４０を患者１４に対して位置決めすることができる。
【００２８】
[0038]Ｏ−Ａｒｍ（登録商標）画像化システム１６は、ソース３６、コリメータ３７、多列検出器３８およびフラットパネル検出器４０を患者１４に対して移動させるために画像化計算システム３２によって正確に制御することができ、それにより患者１４の正確な画像データを生成することができる。さらに、画像化システム１６は、有線接続または無線接続あるいは画像化システム１６からプロセッサ２６への物理媒体転送を含むことができる接続５０を介してプロセッサ２６に接続することができる。したがって画像化システム１６を使用して収集された画像データは、操縦、表示、復元、等々のために画像化計算システム３２から計算システム２２へ転送することも可能である。
【００２９】
[0039]簡潔には、引き続いて図１を参照すると、様々な実施形態によれば、画像化システム１６は、非操縦手順また操縦手順と共に使用することができる。操縦手順では、光ローカライザ６０および電磁ローカライザ６２のいずれかまたは両方を含むローカライザを使用して、患者１４に対する操縦領域内に場を生成し、あるいは操縦領域内で信号を受け取り、あるいは信号を送ることができる。必要に応じて、操縦手順の実施に関連する構成要素を画像化システム１６内に統合することができる。患者１４に対する操縦空間または操縦領域は画像データ１８に登録することができ、それにより操縦領域内に画定される操縦空間、および画像データ１８によって画定される画像空間を登録することができる。患者トラッカーすなわち動的基準フレーム６４は患者１４に接続することができ、それにより患者１４を画像データ１８に動的に登録することができ、また、画像データ１８への患者１４の登録を維持することができる。
【００３０】
[0040]次に器具６６を患者１４に対して追跡することができ、それにより操縦手順を実施することができる。器具６６は、光追跡デバイス６８および／または電磁追跡デバイス７０を含むことができ、それにより光ローカライザ６０または電磁ローカライザ６２のいずれかまたは両方を使用して器具６６を追跡することができる。器具６６は、電磁ローカライザ６２および／または光ローカライザ６０と通信することができる操縦インタフェースデバイス７４との通信線路７２を含むことができる。それぞれ通信線路７２、７８を使用して、操縦インタフェースデバイス７４は、次に、通信線路８０を使用してプロセッサ２６と通信することができる。接続または通信線路２８、５０、７６、７８または８０は、いずれも有線、無線、物理媒体伝送または移動、あるいは任意の他の適切な通信であってもよいことは理解されよう。しかしながら適切な通信システムは、個々のローカライザを備えることができ、それにより患者１４に対して器具６６を追跡することができ、延いては手順を実施するために、画像データ１８に対する器具６６の追跡位置を示すことができる。
【００３１】
[0041]器具６６は、介入器具および／またはインプラントであってもよいことは理解されよう。インプラントは、室ステントまたは脈管ステント、脊柱インプラント、神経学的ステント、等々を含むことができる。器具６６は、深部脳刺激器または神経学的刺激器、剥離デバイスまたは他の適切な器具などの介入器具であってもよい。器具６６を追跡することにより、登録された画像データ１８を使用して、患者１４の中の器具６６を直接観察することなく、患者１４に対する器具６６の位置を観察することができる。例えば器具６６は、画像データ１８上に重畳したアイコンとして図式的に示すことができる。
【００３２】
[0042]さらに、画像化システム１６は、個々の光ローカライザ６０または電磁ローカライザ６２を使用して追跡される光追跡デバイス８２または電磁追跡デバイス８４などの追跡デバイスを含むことができる。追跡デバイス８２、８４は、ソース３６、多列検出器３８、フラットパネル検出器４０、ロータ４２、ガントリー３４または画像化システム１６の他の適切な部分に直接結合することができ、それにより選択された基準フレームに対するソース３６、多列検出器３８、フラットパネル検出器４０、ロータ４２および／またはガントリー３４の位置を決定することができる。図に示されているように、追跡デバイス８２、８４は、ガントリー３４のハウジングの外部に配置することができる。したがって画像化システム１６は、器具６６と同様、患者１４に対して追跡することができ、それにより画像データ１８に対する患者１４の初期登録、自動登録または連続登録を実施することができる。登録および操縦手順については、本明細書に組み込まれている、２００９年５月１３日に出願した上記米国特許出願第１２／４６５２０６号の中で説明されている。
【００３３】
[0043]図５を参照すると、簡易ブロック図は、様々な実施形態による画像収集制御モジュール１１０を実施するための一例示的システム１１４を概略的に示している。一例では、画像収集制御モジュール１１０は、画像化システム１６の画像化計算システム３２によって実施することができる。画像収集制御モジュール１１０は、画像制御モジュール１１６および移動制御モジュール１１８を含むことができる。
【００３４】
[0044]画像制御モジュール１１６は、入力デバイス３２ｃからユーザ入力データ１２０を受け取ることができ、また、画像データ１８を表示デバイス３２ａに出力することができる。表示デバイスは、本明細書においては表示デバイス３２ａを備えているものとして図に示され、かつ、説明されているが、画像化計算システム３２は、画像データ１８を表示デバイス２０に出力することができることに留意されたい。ユーザ入力データ１２０は、本明細書において以下で説明されるように、患者１４の画像データを得る要求を含むことができる。画像制御モジュール１１６は、ユーザ入力データ１２０に基づいて、移動制御モジュール１１８に対する検出器信号１２２および運動信号１２４を設定することができる。検出器信号１２２は、画像を収集するための選択された検出器を含むことができ、また、運動信号１２４は、画像データを得るために移動させるためのロータ４２に対する運動プロファイルを含むことができる。また、画像制御モジュール１１６は、ソース信号１２６をソース３６に送ることも可能である。ソース信号１２６は、ソース３６に少なくとも１つまたはそれ以上のＸ線パルス１２８を出力させる、つまり放出させるための信号を含むことができる。また、画像制御モジュール１１６は、コリメータ信号１２３をコリメータ３７に送ることも可能である。コリメータ信号１２３は、１つまたは複数の平行化Ｘ線パルス１２９の選択された形状を示す信号を含むことができる。平行化Ｘ線パルス１２９の選択された形状は、多列検出器３８およびフラットパネル検出器４０のうちの選択された方に対応させることができる。この点に関して、多列検出器３８が選択されると、平行化Ｘ線パルス１２９をコリメータ３７によって整形し、多列検出器３８の形状に整合させることができる。フラットパネル検出器４０が選択されると、平行化Ｘ線パルス１２９をコリメータ３７によって整形し、フラットパネル検出器４０の形状に整合させることができる。
【００３５】
[0045]また、画像制御モジュール１１６は、多列検出器３８によって検出される１つまたは複数の平行化Ｘ線パルス１２９を含むことができる多列検出器信号１３０を入力として受け取ることも可能である。画像制御モジュール１１６は、フラットパネル検出器４０によって検出される１つまたは複数の平行化Ｘ線パルス１２９を含むことができるフラットパネル検出器信号１３２を入力として受け取ることができる。画像制御モジュール１１６は、受け取った平行化Ｘ線パルス１２９に基づいて画像データ１８を生成することができる。
【００３６】
[0046]一例では、画像データ１８は単一の２Ｄ画像を含むことができる。他の例では、画像制御モジュール１１６は、患者１４の重要な領域の初期三次元モデルの自動復元を実施することができる。三次元モデルの復元は、最適化のための代数技法の使用などの任意の適切な方法で実施することができる。適切な代数技法には、Ｅｘｐｅｃｔａｔｉｏｎ  ｍａｘｉｍｉｚａｔｉｏｎ（ＥＭ）、Ｏｒｄｅｒｅｄ  Ｓｕｂｓｅｔｓ  ＥＭ（ＯＳ−ＥＭ）、Ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓ  Ａｌｇｅｂｒａｉｃ  Ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ  Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ（ＳＡＲＴ）および全変動最小化がある。２Ｄ投影に基づいて３Ｄ体積復元を実施する応用により、有効で、かつ、完全な体積復元を実施することができる。
【００３７】
[0047]一般に、代数技法は、患者１４の復元を実施して画像データ１８として表示するための反復プロセスを含むことができる。例えば「理論的」患者の図譜モデルまたは様式化モデルに基づくもの、あるいはこれらのモデルから生成されるものなどの純粋な画像データ投影または理論画像データ投影を、理論投影画像が患者１４の得られた２Ｄ投影画像データと整合するまで繰返し変化させることができる。次に、様式化モデルを選択された患者１４の得られた２Ｄ投影画像データの３Ｄ体積復元モデルとして適切に変更することができ、また、操縦、診断または計画立案などの外科的介入に使用することができる。この点に関して、様式化モデルは、患者１４の解剖学的構造に関する追加詳細を提供することができ、それによりユーザは、外科的介入の計画をはるかに効果的に立案することができる。理論モデルと理論画像データを結合し、それにより理論モデルを構築することができる。この方法によれば、画像化システム１６を使用して得られた患者１４の画像データに基づいてモデルまたは画像データ１８を構築することができる。画像制御モジュール１１６は、画像データ１８を表示デバイス３２ａに出力することができる。
【００３８】
[0048]移動制御モジュール１１８は、検出器信号１２２および運動信号１２４を入力として画像制御モジュール１１６から受け取ることができる。移動制御モジュール１１８は、画像制御モジュール１１６からの検出器信号１２２に基づいて、多列検出器３８またはフラットパネル検出器４０のうちの選択された方をソース３６およびコリメータ３７と整列する位置へ移動させるための移動信号１３４を設定することができる。また、移動制御モジュール１１８は、運動信号１２４に基づいて、ロータ４２をガントリー３４内で患者１４に対して移動すなわち回転させるための移動信号１３６をロータ４２に対して設定することができる。通常、ロータ４２は、ソース３６、コリメータ３７、多列検出器３８およびフラットパネル検出器４０をガントリー３４内の患者１４の縦軸の周りに約３６０°移動可能である。患者１４の周りのソース３６、コリメータ３７、多列検出器３８およびフラットパネル検出器４０の運動を最適化することができ、それにより画像化システム１６は、選択された複数の位置および患者１４に対する配向で画像データを得ることができる。
【００３９】
[0049]この点に関して、２Ｄ投影画像データは、患者１４の周りのソース３６、多列検出器３８およびフラットパネル検出器４０の実質的に環状の運動、すなわち３６０°配向運動によって得ることができる。また、ガントリー３４の運動のため、ソース３６、多列検出器３８およびフラットパネル検出器４０を純粋な円で移動させる必要は全くなく、その代わりに患者１４の周りに、あるいは患者１４に対して螺旋へリックスで移動させることができ、あるいは他の回転運動で移動可能である。これにより放射への患者の露出を少なくすることができる。
【００４０】
[0050]また、経路は、ガントリー３４などの画像化システム１６の運動に基づいて実質的に非対称および／または非線形にすることも可能である。言い換えると、ガントリー３４を停止させ、ガントリー３４が最適経路に沿って到達した現在の位置から、その方向に後戻りさせる（例えば揺らす）ことができる、等々の点で、経路を連続経路にする必要はない。したがって、ガントリー３４は、傾斜させるか、あるいは移動させることができ、また、ソース３６、コリメータ３７、多列検出器３８およびフラットパネル検出器４０は、停止させ、かつ、既に辿ってきた方向に後戻りさせることができるため、ソース３６、コリメータ３７、多列検出器３８およびフラットパネル検出器４０を患者１４の周りに全３６０°にわたって移動させる必要は全くない。
【００４１】
[0051]図６を参照すると、データフロー線図は、画像収集制御モジュール１１０の中に埋め込むことができる画像制御システムの様々な構成要素を示している。画像収集制御モジュール１１０は、画像化システム１６を制御して、表示デバイス３２ａおよび／または表示デバイス２０に表示するための画像データ１８を生成することができる。本開示による画像収集制御システムの様々な実施形態は、画像収集制御モジュール１１０の中に埋め込まれた任意の数のサブモジュールを含むことができる。図に示されているサブモジュールは、結合および／またはさらなる分割が可能であり、それにより同様に画像データ１８を生成することができる。さらに、画像収集制御モジュール１１０は、プロセッサ１０２上で走る非一時的機械可読コードの中に具体化された１つまたは複数のソフトウェアモジュールを備えることができる。システムへの入力は、入力デバイス３２ｃ、入力デバイス２４から受け取ることができ、さらには計算システム２２または画像化計算システム３２内の他の制御モジュール（図示せず）から受け取ることができ、および／または画像収集制御モジュール１１０（図示せず）内の他のサブモジュール（図示せず）によって決定することができる。
【００４２】
[0052]引き続いて図６を参照すると、画像収集制御モジュール１１０は、画像制御モジュール１１６、移動制御モジュール１１８、ソース制御モジュール１４０、コリメータ制御モジュール１４１、多列制御モジュール１４２、フラットパネル制御モジュール１４４およびロータ制御モジュール１４５を含むことができる。画像制御モジュール１１６は、ユーザ入力データ１２０を入力として受け取ることができる。ユーザ入力データ１２０は、入力デバイス３２ｃまたは入力デバイス２４から受け取った入力を含むことができる。ユーザ入力データ１２０は、患者１４の画像データを得るための画像化システム１６に対する要求を含むことができ、また、患者１４の重要な領域がハイコントラスト領域（例えば骨組織）であるか、あるいはローコントラスト領域（例えば軟組織）であるかどうかに関する情報を含むことができる。一例では、ユーザ入力データ１２０は、解剖学的構造の重要な領域を含むことができ、また、画像制御モジュール１１６は、重要な領域に基づいて、使用する多列検出器３８またはフラットパネル検出器４０を自動的に決定することができる。例えばユーザは、多列検出器３８を使用して軟組織の画像を得ることができ、また、フラットパネル検出器４０を使用して骨組織の画像を得ることができる。
【００４３】
[0053]画像制御モジュール１１６は、ユーザ入力データ１２０に基づいてソース制御モジュール１４０のためのソースデータ１４８を設定することができ、また、移動制御モジュール１１８のための検出器タイプデータ１５０を設定することができる。また、画像制御モジュール１１６は、移動制御モジュール１１８のための運動プロファイルデータ１５２、およびコリメータ制御モジュール１４１のためのコリメータデータ１５３を設定することも可能である。ソースデータ１４８は、Ｘ線パルス１２８を出力させるための信号、または画像化システム１６をパワーダウンさせるための信号を含むことができる。検出器タイプデータ１５０は、多列検出器３８およびフラットパネル検出器４０のうちの画像データを得るために選択された方を含むことができる。運動プロファイルデータ１５２は、ガントリー３４内におけるロータ４２の運動のための所望のプロファイルを含むことができる。コリメータデータ１５３は、Ｘ線パルス１２８を平行化Ｘ線パルス１２９に整形し、多列検出器３８およびフラットパネル検出器４０のうちの選択された方に整合させるための信号を含むことができる。
【００４４】
[0054]また、画像制御モジュール１１６は、多列検出器データ１５４およびフラットパネル検出器データ１５６を入力として受け取ることも可能である。多列検出器データ１５４は、多列検出器３８が受け取った平行化Ｘ線パルス１２９からのエネルギーを含むことができる。フラットパネル検出器データ１５６は、フラットパネル検出器４０が受け取った平行化Ｘ線パルス１２９からのエネルギーを含むことができる。画像制御モジュール１１６は、多列検出器データ１５４およびフラットパネル検出器データ１５６に基づいて画像データ１８を生成することができ、また、この画像データ１８を表示デバイス３２ａまたは表示デバイス２０に出力することができる。
【００４５】
[0055]移動制御モジュール１１８は、検出器タイプデータ１５０および運動プロファイルデータ１５２を入力として受け取ることができる。移動制御モジュール１１８は、検出器タイプデータ１５０に基づいてフラットパネル移動データ１５８または多列移動データ１６０を設定することができる。フラットパネル移動データ１５８は、フラットパネル検出器３８を移動させてソース３６およびコリメータ３７と整列させるための所望の位置を含むことができる。多列移動データ１６０は、多列検出器３８を移動させてソース３６およびコリメータ３７と整列させるための所望の位置を含むことができる。このデータフローは、必要に応じて多列検出器３８およびフラットパネル検出器４０のうちの一方しか互いに対して移動させることができないため、単に例示的なものにすぎないことに留意されたい。
【００４６】
[0056]移動制御モジュール１１８は、運動プロファイルデータ１５２に基づいてロータ制御モジュール１４５のためのロータ移動データ１６２を設定することができる。ロータ移動データ１６２は、ロータ４２をガントリー３４内で移動させて画像データの収集を可能にするための所望の運動プロファイルを含むことができる。
【００４７】
[0057]引き続いて図６を参照すると、ソース制御モジュール１４０は、入力として画像制御モジュール１１６からソースデータ１４８を受け取ることができる。ソース３６は、ソースデータ１４８に基づいてコリメータ制御モジュール１４１のためのパルスデータ１４６を設定することができる。パルスデータ１４６は、少なくとも１つのＸ線パルス１２８を含むことができる。
【００４８】
[0058]コリメータ制御モジュール１４１は、入力として画像制御モジュール１１６からコリメータデータ１５３を受け取ることができ、また、ソース制御モジュール１４０からパルスデータ１４６を受け取ることができる。コリメータ３７は、コリメータデータ１５３に基づいてパルスデータ１４６を整形し、かつ、多列検出器３８およびフラットパネル検出器４０のうちの選択された方のための平行化パルスデータ１４９を出力することができる。平行化パルスデータ１４９は、少なくとも１つの平行化Ｘ線パルス１２９を含むことができる。
【００４９】
[0059]多列制御モジュール１４２は、多列移動データ１６０および平行化パルスデータ１４９を入力として受け取ることができる。多列検出器３８は、多列移動データ１６０に基づいてソース３６と整列する位置へ移動することができる。多列制御モジュール１４２は、受け取ったパルスデータ１４６に基づいて画像制御モジュール１１６のための多列検出器データ１５４を設定することができる。
【００５０】
[0060]フラットパネル制御モジュール１４４は、フラットパネル移動データ１５８および平行化パルスデータ１４９を入力として受け取ることができる。フラットパネル検出器４０は、フラットパネル移動データ１５８に基づいてソース３６と整列する位置へ移動することができる。フラットパネル制御モジュール１４４は、受け取ったパルスデータ１４６に基づいて画像制御モジュール１１６のためのフラットパネル検出器データ１５６を設定することができる。
【００５１】
[0061]ロータ制御モジュール１４５は、ロータ移動データ１６２を入力として受け取ることができる。ロータ４２は、画像データを得るために、ロータ移動データ１６２に基づいてガントリー３４内で所望の位置へ移動することができる。
【００５２】
[0062]次に図７を参照すると、流れ図は、画像収集制御モジュール１１０によって実施される一例示的方法を示している。画像化システム１６は、任意の所望の方法、つまりユーザが要求する方法で実施することができるため、本明細書において説明されている流れ図は、単なる例示的なものにすぎないことに留意されたい。引き続いて図７を参照すると、この方法は、決定ブロック２００で、開始要求信号が入力デバイス３２ｃを介して受け取られたかどうか決定する。受け取られていない場合、方法はループする。受け取られた場合、方法はブロック２０２へ進行する。
【００５３】
[0063]決定ブロック２０２で、方法は、画像を収集するための患者の領域が特定されたかどうか決定する。例えばユーザ入力データ１２０は、患者の棘の一部に関する画像データを収集する要求を含むことができる。他の例では、ユーザ入力データ１２０は、患者の心臓に関する画像データを収集する要求を含むことができる。患者の領域が特定されると、方法はブロック２０４へ進行する。患者の領域が特定されていない場合、方法は決定ブロック２０６へ進行する。ブロック２０４で、方法は、多列検出器３８およびフラットパネル検出器４０のうち、要求された画像データを得るために使用する検出器を決定することができる。例えば多列検出器３８を使用して軟組織の画像を得ることができ、また、フラットパネル検出器４０を使用して骨組織の画像を得ることができる。次に、方法はブロック２１０へ進行する。
【００５４】
[0064]決定ブロック２０６で、方法は、検出器のタイプが特定されたかどうか決定する。例えば、ユーザ入力データ１２０が、多列検出器３８またはフラットパネル検出器４０を使用する要求を含むかどうか、などである。検出器のタイプが特定されていない場合、方法は、ブロック２０８でエラーのフラグをたて、また、決定ブロック２０２をループして患者の領域を入力するようユーザに要求する。検出器のタイプが特定されると、方法はブロック２１０へ進行する。
【００５５】
[0065]ブロック２１０で、方法は、多列検出器３８およびフラットパネル検出器４０のうちの選択された方をソース３６およびコリメータ３７と整列させる。例えば多列検出器３８が選択されると、図４Ａに示されているように多列検出器３８がソース３６およびコリメータ３７の反対側に位置するよう、多列検出器３８をソース３６およびコリメータ３７と整列させることができる。フラットパネル検出器４０が選択される、図４Ｂに示されているようにフラットパネル検出器４０がソース３６およびコリメータ３７の反対側に位置するよう、フラットパネル検出器４０をソース３６およびコリメータ３７と整列させることができる。
【００５６】
[0066]図７に戻ると、ブロック２１１で、方法は、平行化Ｘ線パルス１２９を多列検出器３８およびフラットパネル検出器４０のうちの選択された方に整合させることができるよう、多列検出器３８およびフラットパネル検出器４０のうちの選択された方に基づいてコリメータ３７を調整することができる。次に、ブロック２１２で、方法は、画像データを収集するための運動プロファイルを決定することができる。運動プロファイルは、画像データを得るためにロータ４２をガントリー３４内で移動させるための経路すなわちパターンを含むことができる。例えば棘の画像を得るために、ガントリー３４を軸方向に脊柱に沿って移動させることができ、それにより３Ｄ復元のための棘の画像を得ることができる。ブロック２１４で、方法は、運動プロファイルに沿って画像データを得ることができる。ブロック２１６で、方法は、得られた画像データに基づいて３Ｄ体積画像データ１８を復元することができ、また、ブロック２１８で、画像データ１８を表示デバイス３２ａまたは表示デバイス２０に出力することができる。この方法は、必要に応じて、三次元画像を復元することなく、２Ｄ画像として画像データを表示デバイス３２ａまたは表示デバイス２０に単純に出力することができるため、ブロック２１６は単に例示的なものにすぎないことを理解されたい。
【００５７】
[0067]決定ブロック２２０で、方法は、追加画像が入力デバイス３２ｃを介してユーザ１２によって要求されているかどうか決定することができる。追加画像が要求されている場合、方法は決定ブロック２０２へ進行することができる。追加画像が要求されていない場合、方法は決定ブロック２２２へ進行する。決定ブロック２２２で、方法は、パワーダウン要求が入力デバイス３２ｃを介して受け取られたかどうか決定することができる。パワーダウン要求が受け取られると、方法を終了することができる。パワーダウン要求が受け取られない場合、方法は決定ブロック２２０をループすることができる。
【００５８】
[0068]したがって画像収集制御モジュール１１０を使用することにより、ユーザは、軟組織および硬組織すなわち骨組織の両方を含む患者の解剖学的構造の様々な部分の画像を得ることができる。多列検出器３８およびフラットパネル検出器４０の両方を画像化システム１６の単一のガントリー３４内で使用することにより、単一の携帯型デバイスを使用してこれらの様々な画像を得ることができる。コリメータ３７は、ソース３６によって放出されるＸ線の形状が多列検出器３８およびフラットパネル検出器４０のうちの選択された方に対応するように制御することができ、それにより画像収集を改善することができる。単一のデバイスにハイコントラスト画像化能力およびローコントラスト画像化能力の両方を使用することにより、異なる画像化デバイスの間で患者を移動させる必要がなく、また、単一の手順で画像化を実施することができる。
【００５９】
[0069]以上、特定の例について、本明細書において説明し、かつ、図面に示したが、本教示の範囲を逸脱することなく、様々な変更を加えることができ、また、本教示の要素を等価物に置き換えることができることは当業者には理解されよう。さらに、様々な例の間の特徴、要素および／または機能の混合および整合は、本明細書において明確に企図されており、したがって当業者には、本教示から、１つの例の特徴、要素および／または機能は、適切である場合、上で説明されていない限り、他の例に組み込むことが可能であることが理解されよう。さらに、本教示の本質的な範囲を逸脱することなく多くの修正を加え、それにより特定の状況または材料を本教示に適合させることも可能である。したがって、本教示は、図面に示され、かつ、本明細書において説明されている特定の例に限定されないこと、また、本教示の範囲は、以上の説明の範疇であるあらゆる実施形態を包含することが意図されている。
【００６０】
[0070]例えば画像化システム１６は、本明細書においては、多列検出器３８およびフラットパネル検出器４０とは直径方向に反対側に単一のソース３６を有するものとして説明されているが、本開示は、その最も広義の態様においては幾分か別様に構築することができることは当業者には理解されよう。この点に関して、図８を参照すると、画像化システムは、一方が多列検出器３８とは直径方向に反対側に配置され、もう一方がフラットパネル検出器４０とは直径方向に反対側に配置された２つのソース３６ａ、３６ｂを含むことができる。これらのソース３６ａ、３６ｂは、互いに約９０度隔てて配置することができ、また、多列検出器３８およびフラットパネル検出器４０も互いに約９０度隔てて配置することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【手続補正書】
【提出日】平成26年2月21日(2014.2.21)
【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】
画像化システムを使用して対象の画像データを得るためのシステムであって、
前記対象の少なくとも一部を完全に環状に取り囲むガントリーと、
前記ガントリー内に、前記ガントリーに対して移動可能に配置されたソースであって、信号に応答して少なくとも１つのパルスを出力するソースと、
前記ガントリー内に、前記ガントリーに対して移動可能に配置された多列検出器であって、前記ソースと整列して配置することができ、それにより前記ソースによって放出される前記少なくとも１つのパルスを検出し、かつ、前記検出された少なくとも１つの信号に基づいて多列検出器データを設定する多列検出器と、
前記ガントリー内に、前記ガントリーに対して移動可能に配置されたフラットパネル検出器であって、前記ソースと整列して配置することができ、それにより前記ソースによって放出される前記少なくとも１つのパルスを検出し、かつ、前記検出された少なくとも１つの信号に基づいてフラットパネル検出器データを設定するフラットパネル検出器と、
前記ソースのための前記信号を設定し、かつ、前記多列検出器および前記フラットパネル検出器のうち、前記ソースによって放出される前記少なくとも１つのパルスを検出するために使用する検出器を決定する画像収集制御モジュールと
を備えるシステム。
【請求項２】
前記画像収集制御モジュールが、
前記ソースのための前記信号を設定し、かつ、前記多列検出器データおよびフラットパネル検出器データを受け取る画像制御モジュールであって、前記多列検出器データおよびフラットパネル検出器データに基づいて画像データを復元するように動作可能な画像制御モジュール
をさらに備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記画像制御モジュールがユーザ入力データを受け取り、かつ、前記ユーザ入力データに基づいて前記多列検出器および前記フラットパネル検出器のうちの使用する一つを決定する、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記ユーザ入力データが、画像を収集するための患者の領域、または画像を収集するために使用する検出器のタイプをさらに含む、請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記画像収集制御モジュールが、
前記多列検出器または前記フラットパネル検出器のうちの前記決定された方に基づいて、前記多列検出器または前記フラットパネル検出器を前記ソースと整列する位置へ移動させるための移動信号を設定する移動制御モジュール
をさらに備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記フラットパネル検出器を前記多列検出器に対して移動可能である、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記フラットパネル検出器を前記多列検出器の上方を移動可能である、それにより前記フラットパネル検出器を前記ソースと整列する位置に配置することができる、請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
ディスプレイをさらに備え、前記画像収集制御モジュールが表示のために前記復元された画像データを出力する、請求項３に記載のシステム。
【請求項９】
前記ガントリー、ソース、多列検出器およびフラットパネル検出器が移動カートの上に取り付けられる、請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
前記ソース、多列検出器およびフラットパネル検出器が、前記ガントリー内に、前記ガントリーに対して移動可能に配置されたロータに結合される、請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
前記画像化システムの一部に結合された少なくとも１つの追跡デバイスと、
前記追跡デバイスを追跡し、前記画像化システムの前記部分の位置を決定する操縦システムと
をさらに備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項１２】
画像化システムを使用して対象の画像データを得るための方法であって、
前記対象の少なくとも一部を完全に環状に取り囲むように動作可能なガントリーを提供するステップであって、前記画像化システムが、前記ガントリー内に配置され、かつ、前記ガントリーに対して移動可能であるロータに結合されたソース、多列検出器およびフラットパネル検出器を含むステップと、
前記対象の一部の画像データを得るための要求を提供する少なくとも１つのユーザ入力を受け取るステップと、
前記ユーザ入力に基づいて、前記多列検出器および前記フラットパネル検出器のうち、前記画像データを得るために使用する一つの検出器を決定するステップと、
前記多列検出器およびフラットパネル検出器のうちの決定された方を前記ソースと整列する位置へ移動させるステップと、
前記ソースを使用して少なくとも１つのパルスを出力するステップと、
前記多列検出器および前記フラットパネル検出器のうちの前記決定された方を使用して前記少なくとも１つのパルスを受け取るステップと、
前記検出器が受け取った前記少なくとも１つのパルスに基づいて前記対象の画像を出力するステップと
を含む方法。
【請求項１３】
前記対象の前記画像を出力するステップが、
前記対象の前記画像をディスプレイ上に表示するステップ
をさらに含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記対象の前記画像を出力するステップが、
前記検出器が受け取った前記少なくとも１つのパルスに基づいて前記対象の画像を復元するステップと、
前記対象の前記復元された画像をディスプレイ上に表示するステップと
をさらに含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記多列検出器およびフラットパネル検出器のうちの前記決定された方を前記ソースと整列する位置へ移動させるステップが、
前記多列検出器および前記フラットパネル検出器のうちの一方を前記多列検出器および前記フラットパネル検出器のうちのもう一方に対して移動させるステップ
をさらに含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１６】
前記多列検出器およびフラットパネル検出器のうちの前記選択された方を前記ソースと整列する位置へ移動させるステップが、
前記フラットパネル検出器が選択されると、前記フラットパネル検出器を前記多列検出器の上方を移動させるステップ
をさらに含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１７】
前記ユーザ入力に基づいて、前記多列検出器および前記フラットパネル検出器のうち、前記画像データを得るために使用する検出器を決定するステップが、
前記対象のローコントラスト領域の画像データを得るために前記多列検出器を使用することを決定するステップと、
前記対象のハイコントラスト領域の画像データを得るために前記フラットパネル検出器を使用することを決定するステップと
をさらに含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１８】
画像化システムを使用して対象の画像データを得るための方法であって、
前記対象の少なくとも一部を完全に環状に取り囲むように動作可能なガントリーを提供するステップであって、前記画像化システムが、前記ガントリー内に配置され、かつ、前記ガントリーに対して移動可能であるロータに結合されたソース、多列検出器およびフラットパネル検出器を含むステップと、
前記対象の一部の画像データを得るための要求を提供する少なくとも１つのユーザ入力を受け取るステップと、
前記ユーザ入力に基づいて、ハイコントラスト画像収集を使用して前記画像データを得るか、あるいはローコントラスト画像収集を使用して前記画像データを得るかどうかを決定するステップと、
前記ローコントラスト画像収集を実施するために、前記多列検出器を前記ソースと整列する位置へ移動させるステップと、
前記ハイコントラスト画像収集を実施するために、前記フラットパネル検出器を前記ソースと整列する位置へ移動させるステップと、
前記ソースを使用して少なくとも１つのパルスを出力するステップと、
前記多列検出器および前記フラットパネル検出器のうちの選択された方を使用して前記少なくとも１つのパルスを受け取るステップと、
前記検出器が受け取った前記少なくとも１つのパルスに基づいて前記対象の画像を復元するステップと、
前記対象の前記復元された画像をディスプレイ上に表示するステップと
を含む方法。
【請求項１９】
前記ガントリーを提供するステップが、
前記対象の少なくとも前記部分を完全に環状に取り囲むただ１つのガントリーを提供するステップであって、前記ソース、前記多列検出器および前記フラットパネル検出器が前記ガントリー内に配置され、前記多列検出器およびフラットパネル検出器を前記ソースと整列する位置へ互いに対して移動可能であるステップ
をさらに含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記ハイコントラスト画像収集を実施するために、前記フラットパネル検出器を前記ソースと整列する位置へ移動させるステップが、
前記フラットパネル検出器を前記ソースと整列する位置に置くために、前記フラットパネル検出器を前記多列検出器の上方を移動させるステップ
をさらに含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２１】
前記ユーザ入力に基づいて、ハイコントラスト画像収集を使用して前記画像データを得るか、あるいはローコントラスト画像収集を使用して前記画像データを得るかどうかを決定するステップが、
画像を収集するための前記対象の領域に基づいて、ハイコントラスト画像収集またはローコントラスト画像収集を使用することを決定するステップか、あるいは、
前記ユーザ入力データの中でユーザによって選択された検出器のタイプに基づいて、ハイコントラスト画像収集またはローコントラスト画像収集を使用することを決定するステップ
をさらに含む、請求項１８に記載の方法。
【国際調査報告】
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2014516759.tif 000014
2014516759.tif 000015
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