(57)【要約】  デジタル二次元放射線撮影空間の上にある投影三次元空間内の既知の物体集合の実際の位置と姿勢をデジタル的に決定するステップを含む方法が開示される。本方法は、二次元放射線撮影空間の上にある投影三次元空間内の既知の物体集合を示す第１のデジタル放射線画像をデジタル入力するステップを含む。本方法はまた、第１のデジタル放射線画像における二次元放射線撮影空間内の既知の物体集合の描写を利用して、二次元放射線撮影空間上にある投影三次元空間内の既知の物体集合の実際の位置と姿勢を決定するステップを含む。
2021530326.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
方法であって、
デジタル二次元放射線撮影空間の上にある投影三次元空間内の既知の物体集合の実際の位置と姿勢をデジタル的に決定するステップであって、
前記二次元放射線撮影空間の上にある前記投影三次元空間内の前記既知の物体集合を示す第１のデジタル放射線画像をデジタル入力することと、
前記二次元放射線撮影空間の上にある前記投影三次元空間内の前記既知の物体集合の前記実際の位置と姿勢を決定するために、前記第１のデジタル放射線画像における二次元放射線撮影空間内の前記既知の物体集合の描写を利用することとを
含むステップを含む、方法。
【請求項２】
前記投影三次元空間内の前記既知の物体集合の前記実際の位置と姿勢の三次元モデルを構築するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記既知の物体集合の前記実際の位置と姿勢を決定するために、前記第１のデジタル放射線画像における前記二次元放射線撮影空間内の前記既知の物体集合の描写を利用する前記ステップは、前記投影三次元空間を再構築するための前記第１のデジタル放射線画像内の前記物体の描写の相対的な倍率をデジタル的に決定するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記第１のデジタル放射線画像に示された前記既知の物体集合と共通の物体の比較を介して、前記第１のデジタル放射線画像間の関係を決定するステップをさらに含む、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記第１のデジタル放射線画像は、前記既知の物体集合に結合された少なくとも１つの解剖学的構造の描写をさらに含み、前記投影三次元空間内の前記少なくとも１つの解剖学的構造の前記実際の位置と姿勢の三次元モデルを構築するステップをさらに含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記既知の物体集合が整形外科用固定装置の基準マーカーを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記二次元放射線撮影空間の上にある前記投影三次元空間内の前記既知の物体集合の前記実際の位置と姿勢を決定するステップは、前記第１のデジタル放射線画像に対する前記既知の物体集合の前記位置と姿勢を定義する座標変換行列を構築するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
コンピュータプログラム製品であって、
デジタル二次元放射線撮影空間の上にある投影三次元空間内の既知の物体集合の実際の位置と姿勢をデジタル的に決定する方法を実行するために、１つ以上の処理回路によって読取り可能であり、１つ以上のプロセッサによって実行するための命令を格納するコンピュータ可読記憶媒体であって、
前記二次元放射線撮影空間の上にある前記投影三次元空間内の前記既知の物体集合を示す第１のデジタル放射線画像をデジタル入力するステップと、
前記二次元放射線撮影空間の上にある前記投影三次元空間内の前記既知の物体集合の前記実際の位置と姿勢を決定するために、前記第１のデジタル放射線画像内の前記二次元放射線撮影空間内の前記既知の物体集合の描写を利用するステップと
を含むコンピュータ可読記憶媒体を備える、製品。
【請求項７】
前記投影三次元空間内の前記既知の物体集合の前記実際の位置と姿勢の三次元モデルを構築するステップをさらに含む、請求項６に記載の製品。
【請求項８】
前記既知の物体集合の前記実際の位置と姿勢を決定するために、前記第１のデジタル放射線画像における前記二次元放射線撮影空間内の前記既知の物体集合の描写を利用する前記ステップは、前記投影三次元空間を再構築するための前記第１のデジタル放射線画像内の前記物体の描写の相対的な倍率をデジタル的に決定するステップを含む、請求項６に記載の製品。
【請求項９】
前記第１のデジタル放射線画像に示された前記既知の物体集合と共通の物体の比較を介して、前記第１のデジタル放射線画像間の関係を決定するステップをさらに含む、請求項８に記載の製品。
【請求項１０】
前記第１のデジタル放射線画像は、前記既知の物体集合に結合された少なくとも１つの解剖学的構造の描写をさらに含み、前記投影三次元空間内の前記少なくとも１つの解剖学的構造の前記実際の位置と姿勢の三次元モデルを構築するステップをさらに含む、請求項９に記載の製品。
【請求項１１】
前記既知の物体集合が整形外科用固定装置の基準マーカーを備える、請求項６に記載の製品。
【請求項１２】
前記二次元放射線撮影空間の上にある前記投影三次元空間内の前記既知の物体集合の前記実際の位置と姿勢を決定するステップは、前記第１のデジタル放射線画像に対する前記既知の物体集合の前記位置と姿勢を定義する座標変換行列を構築するステップを含む、請求項の製品。
【請求項１３】
システムであって、
メモリと、
メモリと通信する少なくとも１つのプロセッサと、
デジタル二次元放射線撮影空間の上にある投影三次元空間内の既知の物体集合の実際の位置と姿勢をデジタル的に決定する方法を実行するために、前記メモリを介して１つ以上のプロセッサによって実行可能なプログラム命令であって、
前記二次元放射線撮影空間の上にある前記投影三次元空間内の前記既知の物体集合を示す第１のデジタル放射線画像をデジタル入力するステップと、
前記二次元放射線撮影空間の上にある前記投影三次元空間内の前記既知の物体集合の前記実際の位置と姿勢を決定するために、前記第１のデジタル放射線画像内の前記二次元放射線撮影空間内の前記既知の物体集合の描写を利用するステップと
を含むプログラム命令と
を備える、システム。
【請求項１４】
前記投影三次元撮影空間内の前記既知の物体集合の前記実際の位置と姿勢の三次元モデルを構築することをさらに含む、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１５】
前記既知の物体集合の前記実際の位置と姿勢を決定するために、前記第１のデジタル放射線画像における前記二次元放射線撮影空間内の前記既知の物体集合の描写を利用する前記ステップは、前記投影三次元空間を再構築するための前記第１のデジタル放射線画像内の前記物体の描写の相対的な倍率をデジタル的に決定するステップを含む、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１６】
前記第１のデジタル放射線画像に示された前記既知の物体集合と共通の物体の比較を介して、前記第１のデジタル放射線画像間の関係を決定するステップをさらに含む、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１７】
前記第１のデジタル放射線画像は、前記既知の物体集合に結合された少なくとも１つの解剖学的構造の描写をさらに含み、前記投影三次元空間内の前記少なくとも１つの解剖学的構造の前記実際の位置と姿勢の三次元モデルを構築するステップをさらに含む、請求項１６に記載の製品。
【請求項１８】
前記既知の物体集合は整形外科用固定装置の基準マーカーを含む、請求項１７に記載の製品。
【請求項１９】
前記二次元放射線撮影空間の上にある前記投影三次元空間内の前記既知の物体集合の前記実際の位置と姿勢を決定するステップは、前記第１のデジタル放射線画像に対する前記既知の物体集合の前記位置と姿勢を定義する座標変換行列を構築するステップを含む、請求項１３に記載の製品。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
本出願は、２０１８年７月２４日に出願された「複数の非直交放射線写真を使用した変形分析」と題された米国仮特許出願第６２／７０２，３７８号の利益を完全にし、主張し、その全体は参照により本明細書に明示的に組み込まれる。
【技術分野】
【０００２】
本開示は、概して、変形および／または整形外科的分析および／または矯正用の固定装置（例えば、創外固定装置）の二次元画像（例えば、放射線画像）および三次元モデルの登録のためのシステムおよび方法に関する。本システムおよび方法は、関心のある解剖学的構造（例えば、２つ以上の骨部分）の画像および関心のある解剖学的構造に固定された既知の固定装置（例えば、ヘキサポッドなどの創外固定装置）の固定装置に対する相対的位置および方向／姿勢を決定する。いくつかの実施形態では、本システムおよび方法は、画像の焦点を決定し、画像の射影歪みを考慮し、座標変換行列を作成する。
【０００３】
本開示の方法およびシステムは、骨部分の三次元コンピュータモデルおよび固定装置を介した所望の位置への骨部分の移動を計画するための固定装置（例えば、創外固定装置）の生成を可能にする。例えば、モデル上での操作により、そのような所望の配置を達成するための骨部分の所望の位置と方向／姿勢、および固定装置の調節を、固定装置の初期構成にかかわらず、迅速かつ正確に決定することができる。次に、骨部分の所望の位置および方向／姿勢を作成するために必要な操作を、対応する固定装置および骨部分に実施して、所望の位置および方向／姿勢を達成してもよい。しかしながら、創外固定装置以外の他の装置を本システムおよび方法とともに利用してもよい。
【背景技術】
【０００４】
整形外科の変形の矯正には、通常、少なくとも一対のＸ線放射線写真が含まれる。一般的には、患者のこれらの放射線写真は、体の前から後（ＡＰ）の方向および内側から外側（ＭＬ）の方向という従来のラインに沿って、または他の直交するまたは既知の有利な地点（または有利な地点間の既知の差）に沿って撮影されるように試みられている。慣例に従って、ＡＰおよびＭＬの放射線写真は、患者空間内で互いに直交するように撮影または仮定される（患者空間は、Ｘ軸が右から左へ、Ｙ軸が前から後へ、Ｚ軸が下から上へ揃っていると定義される）。測定が行われ、一対の放射線写真内で変形軸と点に注釈が付けられる。次に、一対の放射線写真内のこれらの測定値および注釈を比較するか、さもなければ、変形を何らかの手段で操作して状態を修正できるように、変形の三次元表現を再構築するために使用する。
【０００５】
しかしながら、一対の放射線写真の有利な地点における不正確さ、およびそれらの相互の空間的関係により、画像に含まれる患者およびそれに結合された物体（即ち、画像に示されるアーチファクト）の表現が不正確になる。放射線写真や他の患者撮影技術は、それらの画像に含まれるアーチファクトの完全な画像を生成しない。画像に表示されるアーチファクトと撮影される実際の物体との関係は、遠近法の１つであり、画像の近くにある物体は、遠くにある物体よりも倍率が小さくなる。さらに、撮影装置の焦点に対する患者の配置は手動操作であるため、画像の有利な地点は従来のライン／有利な地点と完全に整列していない（したがって、一対の画像は真に直交していない）。画像のこれらの側面／不正確さを考慮しないことによって、画像に含まれる患者および／またはそれに結合された物体の３Ｄ再構成はその真の表現とはならない。
【０００６】
その結果、患者の一部とそれに結合された物体の画像の不確かさ／不正確さを説明し、その真の３Ｄモデルを構築するシステムおよび方法が必要である。さらに、物体に対して患者の一部およびそれに結合された物体の画像の位置と姿勢／方向を、画像ごとに決定するシステムおよび方法が必要である。
【０００７】
出願人の発明の開示を容易にするために従来の技術の特定の側面が議論されてきたが、出願人はこれらの技術的側面を決して否定せず、それらの発明は１つ以上の従来の技術的側面を包含し得ると考えられる。
【０００８】
本明細書では、文書、行為、または知識項目が参照または議論されている場合、この参照または議論は、文書、行為、または知識項目、またはそれらの任意の組合せが、優先日に、公に利用可能であった、公知であった、一般的な知識の一部であった、またはその他の方法で適用される法定規定に基づいて先行技術を構成していたことを、あるいは、本明細書が関係する任意の問題を解決する試みに関連することが知られていることを認めるものではない。
【発明の概要】
【０００９】
本発明は、上記で論じた当技術分野の１つ以上の問題および欠陥に対処することができる。しかしながら、本発明は、多くの技術分野における他の問題および欠陥に対処する際に有用であると証明できると考えられている。したがって、請求された発明は、本明細書で論じられた特定の問題または欠陥のいずれかに対処することに限定されると必ずしも解釈すべきではない。
【００１０】
いくつかの実施形態では、患者の一部およびそれに結合された物体の放射線画像または他の画像には、撮影したとき、その画像（例えば、放射線画像のフィルム）の上／下に姿勢を取って位置づけられた／配置された三次元物体の影が含まれる。その影を落としている画像に関する画像ソース（例えば、Ｘ線源）の見かけの線源の位置と方向は不明である。
【００１１】
理想的な世界では、撮影装置の焦点は、画像自体の上かつ中心にある無限の距離に配置されたポイントソースである。理想的な表現では、画像内の影が実際の三次元物体の真の二次元投影になる。このような２つの理想的な画像／表現が得られ、該画像／表現が共通の軸を中心に互いに直交していることがわかっている場合、２セットの二次元データを直接利用して、物体の三次元モデルと空間内でのその位置と姿勢を正確に再構築できる。
【００１２】
しかしながら、これは、上記のように、患者の画像における現在の最先端技術（例えば、単純フィルムの放射線写真を含む放射線技術）が射影歪みをもたらすことを考えると、一般的には不可能である。さらに、画像（例えば、放射線写真）が両方の画像ソースの軌跡と正確に直交し、かつ共通の軸を中心に互いに直交して撮影される可能性は、例えば、実際の患者が所定の方法で横になる／ポーズを取るように指示されている場合、実際の撮影装置（例えば、Ｘ線装置）でこれらの画像を取得することに関係する全ての変数を考慮すると、ほとんどあり得ない。
【００１３】
本開示のシステムおよび方法は、２つの主要な誤差原因、即ち焦点位置と姿勢、および患者の向きを利用して、画像の実際の遠近法／有利な地点を最終的に修正／説明するための多くの結論を引き出し、画像内の物体（および場合によっては画像自体）の真の三次元モデルを構築する。
【００１４】
コンピュータベースのシステムおよび方法は、患者に結合された物体の部分（例えば、放射線不透過性の部分）を決定することによって射影歪みを考慮してもよく、ここで当該の部分は特定の形状および潜在的なサイズ（例えば、球形要素）があり、単一の画像（例えば、単一の放射線画像）（または画像ごと）に投影される影である。例えば、本システムおよび方法は、画像内の物体の多数の既知の部分、画像内にアーチファクトとして存在する当該部分の影、および当該部分の既知の相対的な形状およびサイズ、および当該部分の互いに対する関係を利用して、画像ソース（例えば、放射線画像用のＸ線源）の見かけの焦点位置と姿勢を決定してもよい。
【００１５】
本システムおよび方法は、影の中心と、影を落とす実際の部分の中心と、撮影装置の焦点位置とを通る複数の閉じたベクトルループを使用して、画像空間内の物体の既知の部分の三次元集合の位置と姿勢を決定してもよい。複数の閉じたベクトルループが決定されると、本システムおよび方法は、影画像空間内の物体の既知の三次元部分の集合のための座標変換行列を構築することができる（即ち、行次元、列次元、および高さ次元）。
【００１６】
第１の態様では、本開示は、既知の物体集合を利用する方法およびシステムを提供し、該物体の影は、二次元Ｘ線放射線空間に投影され、二次元放射線空間の上にある、投影され、コンピュータモデル化された三次元空間内の既知の物体集合の実際の位置と姿勢を決定する。
【００１７】
いくつかの実施形態では、本方法およびシステムは、射影歪みを利用して、相対的な倍率を決定して、三次元投影空間の再構成を支援することができる。いくつかの実施形態では、本方法およびシステムは、修正された相対空間配置で実際の三次元条件付きのモデルを再構築することができる。
【００１８】
現在開示されているシステムおよび方法の特定の実施形態は、いくつかの特徴を含んでもよく、それら特徴のうちの１つがそれらの望ましい属性に対して単独で責任を負ことはない。本システムおよび方法の範囲を制限することなく、それらのより顕著な特徴について簡単に説明する。この議論を検討した後、特に、本明細書の「発明を実施するための形態」と題されたセクションを読んだ後、本明細書に開示された様々な実施形態の特徴が現在の最先端技術に対して多くの利点をどのように提供するかを理解するであろう。
【００１９】
本発明のこれらおよび他の特徴および利点は、添付の特許請求の範囲および添付の図面と併せて取られる本発明の様々な態様の以下の詳細な説明から明らかになるであろう。
【００２０】
以下、本開示について以下の図面図と併せて説明するが、これらは理解を容易にするために必ずしも一定の縮尺で描かれているわけではなく、同一の参照番号は様々な図面全体にわたって同一または同様の要素または態様について、その名称と意味を保持している。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】例示的な骨部分に結合された例示的な創外固定装置の斜視図である。
【図２】例示的な骨部分に結合された例示的な創外固定装置を示す二次元放射線画像の正面図である。
【図３】放射線画像の決定された焦点に対して正しい相対的な位置と姿勢でモデル内に表現された創外固定装置のデジタル二次元放射線画像とデジタル三次元モデルとを含む、構築されたデジタル三次元モデルの斜視図である。
【図４】放射線画像をデジタル登録する例示的な方法の流れ図と、放射線画像に示された創外固定装置の三次元モデルである。
【図５】放射線画像に示された創外固定装置の三次元モデルに対する放射線画像の位置と姿勢を識別する座標変換行列をデジタル的に構築するための例示的な方法を示す。
【図６】本開示の態様を実行するために利用することができる例示的なコンピュータシステムを示す。
【図７】本開示を組み込むことができるコンピュータプログラム製品の実施形態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明の態様および特定の特徴、利点、およびその詳細は、添付の図面に示される非限定的な実施形態を参照して、以下でより完全に説明される。本発明を不必要に詳細に曖昧にしないために、周知の材料、製造ツール、処理技術などの説明は省略されている。しかしながら、詳細な説明および特定の例は、本発明の実施形態を示しているが、例示としてのみ与えられており、限定するものではないことを理解すべきである。基礎となる本発明の概念の精神および／または範囲内の様々な置換、修正、追加、および／または配置は、本開示から当業者には明らかであろう。
【００２３】
最初に図１を参照すると、身体組織、例えば第１および第２の骨部分１０２、１０４は、身体組織間の結合または他の治癒を促進するように整列および／または配向することができる。身体組織の整列および／または方向は、身体組織を整形外科用創外固定装置または固定器１００などの調節可能な固定装置に接続することによって実現することができる。固定装置は、患者の身体の外部に留まるが、例えば、低侵襲性の取付け部材を用いてそれぞれの目立たない身体組織に取り付けられる複数の別個の固定具プラットフォームまたは部材を備えることができる。プラットフォームの互いに対する空間的配置を調節することにより、それに取り付けられたそれぞれの身体組織は、例えば、治癒過程中に身体組織間の結合を促進するために、再配向および／またはそうでなければ互いに整列させることができる。本明細書に記載の画像分析および配置技術と組み合わせた創外固定装置の使用は有利であり得る。
【００２４】
固定部材は、調節支柱または部材を介して互いに接続することができ、調節支柱は、プラットフォームの互いに対する空間的再配置を容易にするように構成されている。例えば、図１に示される図示の実施形態では、創外固定装置１００は、少なくとも１つの上部リングプラットフォーム１０６および下部リングプラットフォーム１０８の形態で一対のプラットフォームまたは固定部材を備える。プラットフォームリング１０６、１０８は、同じまたは異なる方法で構成することができる。例えば、プラットフォームリング１０６、１０８は、同じまたは異なる直径を有することができる。同様に、プラットフォームリング１０６、１０８は、様々な断面直径、厚さなどで構築することができる。固定装置１００の固定部材は、図示された上部および下部プラットフォームリング１０６、１０８に限定されず、固定装置１００を代替的に構築することができることを理解すべきである。例えば、追加の固定リングを提供し、上部リングプラットフォーム１０６および／または下部リングプラットフォーム１０８と相互接続することができる。プラットフォームの形状はリングに限定されず、プラットフォームのいずれかまたは全てなどの少なくとも１つは、他の適切な形状を使用して代替的に構築することができることをさらに理解すべきである。
【００２５】
第１および第２の骨部分１０２、１０４は、プラットフォームリング１０６、１０８に取り付けおよび／または結合することができる取付け部材（図示せず）を用いて、それぞれ上部および下部プラットフォームリング１０６、１０８にしっかりと取り付けることができる。例えば、創外固定装置は、上部および下部プラットフォーム１０６、１０８におよび、それぞれ、第１および第２の骨部分１０２、１０４に（例えば、直接またはクランプまたは他の任意の取付け機構構成を介して）固定または結合される取付けロッドおよび／または取付けワイヤ（図示せず）を含んでもよい。
【００２６】
取付け部材は、例えば、プラットフォーム１０６、１０８によって画定される開口部にこれらを結合することによって、プラットフォームリング１０６、１０８の周辺に沿った所定の点でプラットフォームリング１０６、１０８に取り外し可能に取り付けることができる。各プラットフォーム１０６、１０８に関して、取付け部材および／またはそれと結合された取付け機構または部材は、プラットフォームの上面、プラットフォームの下面、またはそれらの任意の組合せに取り付けることができる。取付け部材の構成は、上記の構成に限定されないことを理解すべきである。例えば、任意の数量のピン、ワイヤなどの任意の数量の取付け部材を使用して、必要に応じて、骨部分１０２、１０６およびそれぞれのプラットフォーム１０６、１０８に固定することができる。さらに、１つ以上の取付け部材は、中間または追加の取付け機構を利用せずに、プラットフォーム１０６、１０８に直接的に取り付けまたは結合するように構成することができ、または、取付け機構を介して、若しくは取付け機構の補助または支援を受けて、プラットフォーム１０６、１０８に間接的に取り付けるように構成してもよいことを理解すべきである。
【００２７】
図１に示すように、創外固定装置１００の上部および下部プラットフォーム１０６、１０８は、複数の調節支柱または部材１１０によって互いに接続されている。調節支柱のうちの少なくとも１つ、例えば全てを、プラットフォーム１０６、１０８の空間的配置および姿勢を互いに対して調節されるように調節するように構成することができる。例えば、図示の実施形態では、上部および下部プラットフォームリング１０６、１０８は、それらの間に（少なくとも部分的に）延びる６つの円周方向に間隔を置いた長さ調節可能な支柱１１０で互いに接続されている。それにより、創外固定装置１００は、ヘキサポッドまたはスチュワートプラットフォームを備えることができる。しかしながら、固定装置１００の構造は、図示の実施形態の６つの支柱１１０に限定されず、必要に応じて、より多くのまたはより少ない支柱１１０を利用できることを理解すべきである。
【００２８】
図１に示すように、１つ以上の長さ調節可能な支柱１１０は、ジョイント１１６を介して第１および第２のプラットフォーム１０６、１０８の１つに回転可能に結合された軸方向に細長いねじ付きロッド部分１１２、および別のジョイント１１６を介して第１および第２のプラットフォーム１０６、１０８の他方に回転可能に結合された軸方向に細長いバレル部分１１４を備えることができる。支柱１１０は、ねじ付きロッド部分１１２が、伸縮方式でバレル部分１１４の少なくとも一部内に／貫通して延びるように構成される。図１に示されるように、いくつかの実施形態では、支柱１１０は、第１または第２のプラットフォーム１０６、１０８の同じ部分に結合された反対向きの支柱１１０の対で配置されてもよい。
【００２９】
ねじ付きロッド部分１１２とバレル部分１１４は、ねじ付きロッド部分１１２またはバレル部分１１４の少なくとも一部分が他の部分に対して回転することにより、それらの間の相対的な軸方向位置を調節し、支柱１１０の軸方向のオーバーオールな長さまたは全長を調節する（即ち、短くするまたは長くする）ように、ねじ留め可能に結合されている。このようにして、支柱１００を調節して、第１および第２のプラットフォーム１０６、１０８間の相対位置および／または姿勢／方向を変更または変化させることができる。いくつかの実施形態では、図１に示されるように、バレル部分１１４は、ねじ付きロッド部分１１２とバレル部分１１４の（整列された）軸の周りで回転可能であり（そして潜在的にそれに沿って並進可能であり）、支柱アセンブリ１１０の全長を調節する（即ち、ねじ付きロッド部分１１２およびバレル部分１１４の伸縮配置を調節する）ために、ねじ付きロッド部分１１２の少なくとも一部分または他の部分にねじ留め可能に結合されているバレル部分１１４を他の部分に対して回転するように構成された調節ノブを含んでもよい。しかしながら、ねじ付きロッド部分１１２およびバレル部分１１４は、ねじ付きロッド部分１１２およびバレル部分１１４の伸縮軸方向配置を調節して支柱アセンブリ１１０の全長を調節することができるような任意の構成または配置を含んでもよい。第１および第２のプラットフォーム１０６、１０８の位置を調節することは、長さ調節可能な支柱１１０の長さを調節することに限定されないことを、しかも第１および第２のプラットフォーム１０６、１０８の互いに対する配置は、例えば、代替的に、固定装置１００に接続された調節部材のタイプおよび／または数量に従って調節することができることをさらに理解すべきである。
【００３０】
したがって、各支柱アセンブリ１１０の軸方向の長さは、独立して調節することができる。調節可能な長さの支柱１１０およびそれらがプラットフォーム１０６、１０８に取り付けられるユニバーサルジョイント１１６は、固定装置１００がスチュワートプラットフォームのように、より具体的には、仮骨延長術リングシステム、ヘキサポッド、またはテイラー・スペーシャル・フレームのように機能することを可能にする。したがって、支柱１１０に長さ調節を行うことによって、プラットフォーム１０６、１０８の空間的配置、したがってそれに結合された骨部分１０２、１０４の空間的配置を変更することができる。例えば、１つの非限定的な実施形態では、骨部分１０２、１０４の長手方向軸が実質的に互いに整列するように（例えば、それらのそれぞれの端部が互いに隣接するように、例えば、治癒過程中に結合を促進するように）、１つ以上の支柱１１０の長さを変えることにより、上部および下部プラットフォーム１０６、１０８、したがってそれに結合された骨部分１０２、１０４の相対的位置と姿勢が変わり得る。
【００３１】
整形外科創外固定装置１００の第１および第２のプラットフォーム１０６、１０８の再配置を使用して、身体組織１０２、１０４の角形成、並進、回転、またはそれらの任意の組合せの変位を修正することができる。本明細書に記載の技術を用いて利用される固定装置１００は、複数のそのような変位欠陥を個別にまたは同時に修正することができる。
【００３２】
図１に示されるように、固定装置１００は、それに結合された複数の基準マーカー１１８を含んでもよい。基準マーカー１１８は、互いに固定された関係にある第１または第２のプラットフォーム１０６、１０８、プラットフォーム１０６、１０８、および支柱アセンブリ１１０の少なくとも一部分に結合されてもよい。例えば、基準マーカー１１８は、１つまたは一対の近接支柱アセンブリ１１０のジョイント１１６など、１つ以上の近接支柱アセンブリ１１０の少なくとも一部分に対して固定された三次元空間関係に配置してもよい。
【００３３】
基準マーカー１１８は、固定装置１００の他の構成要素のものとは異なる特定の形状およびサイズのものであってもよい。このようにして、基準マーカー１１８の形状およびサイズは、基準マーカー１１８に固有であってもよい。さらに、少なくとも１つの基準マーカー１１８’は、他の基準マーカー１１８とは異なる可能性がある。例えば、図１に示されるように、１つの基準マーカー１１８’は、他の基準マーカー１１８と比較して、より小さな球形であってもよい。これにより、固有の基準マーカー１１８’は、それが結合されている特定のプラットフォーム１０６、１０８を他のプラットフォーム１０６、１０８から識別または区別することができる。例えば、固有の基準マーカー１１８’は、第１の上部プラットフォーム１０６に結合されてもよく、それによって、（以下に説明するように）固定装置１００の画像などにおいて、第２の下部プラットフォーム１０８から第１の上部プラットフォーム１０６を識別または推定するために利用してもよい。
【００３４】
図１に示されるように、いくつかの実施形態では、基準マーカー１１８は、プラットフォーム１０６、１０８のうちの１つから延びる、および／または該プラットフォームの１つに近接または隣接して配置される球形部分を備えてもよい。いくつかの実施形態では、基準マーカー１１８は、プラットフォーム１０６、１０８の周りに円周方向または角度方向に間隔を置いて配置してもよい。例えば、各基準マーカー１１８は、一対の支柱１１０として、プラットフォーム１０６、１０８のうちの１つの同じ部分または一般的な領域に固定的に結合されてもよい。図１に示すように、固定装置１００は、それにより、第１の上部プラットフォーム１０６に結合された３つの基準マーカー１１８を含んでもよく、各基準マーカー１１８は、それぞれのジョイント１１６を介して第１の上部プラットフォーム１０６に結合された一対の支柱アセンブリ１１０の端部に近接して位置する。図１に示されるように、固定装置１００は、それにより、第２の下部プラットフォーム１０８に結合された３つの基準マーカー１１８も含んでもよく、各基準マーカー１１８は、それぞれのジョイント１１６を介して第２の上部プラットフォーム１０８に結合された一対の支柱アセンブリ１１０の端部に近接して位置する。
【００３５】
基準マーカー１１８は、固定装置１００がＸ線撮影など画像化されるときに見えるように構成される。例えば、基準マーカー１１８の少なくとも（球形の）外面部分は、放射線不透過性であってもよい。これにより、以下でさらに説明するように、基準マーカー１１８の所定のまたは既知の位置を使用して、固定装置１００の画像（例えば、放射線写真／Ｘ線写真）からプラットフォーム１０６、１０８、および／またはプラットフォーム１０６、１０８の位置と姿勢を識別または推定することができる。
【００３６】
基準マーカー１１８については、固定装置１００の画像化（例えば、その放射線画像化）の前に、固定装置の構成要素の特定の事前に識別されたまたは既知の位置に取り付けることができ、固定装置１００の構成要素内に埋め込む、またはそれらの任意の組合せとすることができる。マーカー要素は、固定装置１００の他の構成要素の視認性と比較した場合に、固定装置１００の画像の視認性を高めるように構成することができる。例えば、基準マーカー１１８は、放射線不透過性材料などの異なる材料で構築されても、または固定装置１００の放射線画像内において基準マーカー１１８の他の構成要素からそれらを容易に区別する形状で構築されてもよい。
【００３７】
ここで図２〜図４を参照すると、創外固定装置（およびそれに結合された骨部分または他の組織などの解剖学的構造）を示すデジタル放射線画像２０１および示された創外固定装置の三次元モデル３００をデジタル的に登録する例示的な方法が示されている。より特別には、解剖学的構造に結合された創外固定装置を有する患者のデジタル放射線画像２０１が図２に示されている。これにより、デジタル放射線画像２０１は、（患者の創外固定装置に対応する）創外固定装置２００と、創外固定装置２００のプラットフォーム２０６、２０８に結合された解剖学的構造（例えば、骨部分または他の組織部分）２０２、２０４の描写を含む。創外固定装置２００および患者の創外固定装置の三次元モデル３００を（したがって、図示された創外固定装置２００も）示す図２の放射線画像２０１をデジタル登録する方法４００の態様は、図４のフローチャートに示されている。さらに、図３は、デジタル放射線画像２０１のデジタル的に構築されたモデル３２５と、図４の方法４００を介して構築された三次元モデル化された創外固定装置３００に対する相対的な位置と姿勢／方向にある患者の創外固定装置のデジタル三次元モデル３００とを（したがって、放射線画像２０１の図示された創外固定装置２００も）示した。
【００３８】
画像化される患者の創外固定装置、したがって画像２０１に示された創外固定装置２００および三次元モデル３２５の三次元モデル化された創外固定装置３００は、図１に関して上記で説明した創外固定装置１００と同じまたは類似した創外固定装置であってもよい。例えば、画像化される患者の創外固定装置、したがって画像２０１に示される創外固定装置２００および三次元モデル３２５の三次元モデル化された創外固定装置３００は、図１の創外固定装置１００と比較して、１つ以上の同様の構成要素、態様、機能、プロセスおよび／または機能を含んでもよい。したがって、画像２０１に示される創外固定装置２００に関して「２」で始まる同様の参照番号、および三次元的にモデル化された創外固定装置３００に関して「３」で始まる同様の参照番号は、図１の創外固定装置１００の同様の構成要素、態様、機能、プロセスおよび／または機能を示すために使用され、それに向けられた上記の説明は等しく適用され、簡潔さおよび明確さのために繰り返すことはしない。例えば、患者の解剖学的構造に結合されて画像化され、それによって画像２０１に示される創外固定装置２００およびモデル化された創外固定装置３００は（デジタル的にモデル化または識別された画像２０１の焦点Ｏに対して真のまたは補正された相対位置と姿勢で画像２０１とともに三次元モデル３２５に示されている）、それぞれ少なくとも２つの骨または組織部分に結合された少なくとも一対の第１の上部および第２の下部プラットフォームと、プラットフォーム間に延びる６つの長さ調節可能な支柱と、各プラットフォーム上の支柱対の端部に近接した球形の基準マーカー（と、特定のプラットフォームを識別し、それによって各プラットフォームを識別するただ１つの基準マーカーと）を含むヘキサポッドとして構成されてもよい。
【００３９】
図４に示されるように、方法４００は、態様４０２で、第１の二次元デジタル放射線画像、例えば、図２に示されるように、第１および第２の骨または組織部分２０２、２０４に結合された創外固定装置２００を示す患者の画像２０１を入力することを含んでもよい。図２に示されるように、画像２０１は、創外固定装置描写２００（基準マーカー描写２１８を含む）および第１および第２の骨または組織部分描写２０２、２０４を含んでもよい。画像２０１は、デジタル放射線画像、または射影歪みと、未知の、不正確な、または誤認された視点／焦点を含む任意の他の二次元画像であってもよい。固定装置２００および第１および第２の骨または組織部分２０２、２０４の描写は、実際の固定装置と骨または組織部分が画像検出面と焦点との間に配置されている場合、フィルムまたは他の画像検出面上に投げ掛けられた実際の固定装置および画像化された骨または組織部分の影と同等または類似する場合があることに留意すべである。したがって、画像２０１は、固有の投影歪みを含む。
【００４０】
画像２０１は、ユーザによってデジタル入力されてもよいし、または画像２０１は、撮影装置（図示せず）から取得されてもよい。例えば、デジタル画像２０１は、Ｘ線画像、コンピュータ断層撮影、磁気共鳴画像、超音波、赤外線画像、写真、蛍光透視法、視覚スペクトル画像、またはそれらの任意の組合せを使用して取得することができる。画像２０１は、実際の固定装置および骨または組織部分に対して任意の位置および／または方向からキャプチャすることができる。
【００４１】
方法４００は、実際の固定装置および骨または組織部分の複数の画像を入力することを含んでもよく、それにより、異なる視点や焦点から取られた創外固定装置描写２００（基準マーカー描写２１８を含む）および第１および第２の骨または組織部分描写２０２、２０４を含む。方法４００は、画像を互いに比較したり、対照したり、または他の方法で分析したりするのではなく、各画像を別々にまたは個々に画像ごとに処理してもよい。
【００４２】
図２に示されるように、例示的なデジタル入力画像２０１は、少なくとも２つの骨または組織部分２０２、２０４にそれぞれ結合された第１の上部および第２の下部プラットフォーム２０６、２０８、およびプラットフォーム２０６、２０８と各プラットフォーム上の支柱対の端部に近接する球形の基準マーカー２１８との間に延びる６つの長さ調節可能な支柱１１０（および特定のプラットフォーム、したがって各プラットフォームを識別する１つの固有の基準マーカー２１８）を示すことができる。
【００４３】
図４に示すように、４０４で、実際の創外装置のデジタル寸法をデジタル入力してもよい。例えば、ユーザは、デジタル寸法であるか、またはそれに対応する実際の創外装置の１つ以上の寸法を入力してもよい。例えば、実際の基準マーカーの直径、各プラットフォーム上での実際の基準マーカー間のコード距離、および実際の支柱の軸方向の長さに対応するデジタル寸法をデジタル入力してもよい。方法４００は、距離と実際の支柱の軸方向長さとの間の既知の関係を介して、各支柱の両端にある対応する基準マーカー間の距離を計算してもよい。
【００４４】
図３を参照すると、方法４００は、画像２０１および任意の焦点Ｏに関連して、実際の創外固定装置に対応する三次元モデル化された創外固定装置３００を用いて三次元モデル３２５をデジタルモデル化するか、または作成してもよい。三次元モデル化された創外固定装置３００については、（入力デジタル寸法を介して）既知のＡＢ、ＢＣ、ＣＡおよびＤＥ、ＥＦ、およびＦＤのコード距離を有し、（入力デジタル寸法を介して）既知の形状Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆとして機能する６つの放射線不透過性の球形基準マーカー３１８を取り付けて、空間配置されたプラットフォーム３０６、３０８で構成してもよい。また、基準マーカー形状Ａ、Ｂ、およびＣは、基準マーカー形状Ｄ、Ｅ、およびＦから（入力されたデジタル寸法を介して）既知の長さで間隔が空けられている。したがって、図３は、３×３の基準マーカー構成を示しており、これは、第１および第２のプラットフォーム３０６、３０８のそれぞれ上にある３つの一致する基準マーカーを指す。この例では、Ａで示される一意の基準マーカー３１８’は、（全て同じサイズの）残りの基準マーカー３１８よりも小さい。一意の基準マーカー３１８’Ａは、第１のプラットフォーム３０６を第２のプラットフォーム３０８と区別し、画像空間における第１のプラットフォーム３０６の回転を区別する。
【００４５】
図１に示すように、実際の創外固定装置の基準マーカーが球形である場合、画像２０１内の基準マーカー描写２１８は、図２に示すように、基準マーカーに対する画像２０１の焦点Ｏおよび画像化平面の位置関係に起因して、球形である。画像２０１内の楕円形の基準マーカー描写２１８は、図２に示すように、比較的鋭い外縁を含む可能性がある。方法４０００は、４０６で、図４に示すように、画像２０１内の楕円形の基準マーカー描写２１８をデジタル的に配置することができる。方法４００は、楕円形の基準マーカー描写２１８の形状エッジを利用してもよく、基準マーカー描写２１８のソースであったそれぞれの基準マーカーは、実際には、影／描写２１８の上のどこかに位置し、配置された点であると結論付けてもよい。方法４００はまた、図３に示すように、実際の各基準マーカーが、各楕円形基準マーカー描写２１８の中心と画像２０１のソースの焦点との間の線を記述するベクトル上にあると結論付けることができる。
【００４６】
方法４００は、４０８で、図４に示すように、各楕円形基準マーカー描写２１８の拡大係数を介して、各楕円形基準マーカー描写２１８と実際のそれぞれの基準マーカーとの間の相対距離、および各楕円形基準マーカー描写２１８と画像ソースまたは焦点Ｏとの間の距離をさらに決定または関連付ける（または定義する）ことができる。いくつかの実施形態では、方法４００は、画像２０１内の楕円形基準マーカー描写２１８のサイズおよび位置を特定し、評価した。いくつかの実施形態では、方法４００は、楕円形の基準マーカー描写２１８のデジタル入力された実際の直径に関連して、デジタル決定された基準マーカー描写２１８の短軸寸法を利用してもよく、これは、画像２０１と焦点Ｏとの間の相対距離、および実際の基準マーカーが存在する場所の間に延びるベクトルに沿った高さに関連していてもよい。いくつかの実施形態では、方法４００は、画像解像度を利用して、デジタル入力された実際のサイズに対する基準マーカー描写２１８の初期画像スケールおよび相対的なサイズを決定することができる。
【００４７】
例えば、方法４００は、各楕円形基準マーカー描写２１８の直径をデジタル的に識別または測定し（例えば、各楕円形基準マーカー描写２１８の短径または平均直径を識別または測定する）、各楕円形基準マーカー描写２１８の直径を、対応する実際の基準マーカーの実際の直径と比較して、各楕円形基準マーカー描写２１８の拡大係数をデジタル的に決定し、該拡大係数を利用して、画像２０１内の基準マーカー描写２１８と実際の基準マーカーとの間の相対距離および基準マーカー描写２１８と画像ソースまたは焦点Ｏとの間の距離を関連付けまたは記述してもよい。それにより、方法４００は、各楕円形基準マーカー描写２１８のデジタル的に決定された直径、および実際の固定装置のそれぞれの基準マーカーのデジタル入力された実際の直径を利用し、基準マーカー描写２１８と画像ソースまたは焦点Ｏとの間の距離の関数として、楕円形の基準マーカー描写２１８と実際の基準マーカーとの間の相対距離を決定または説明してもよい。それにより、本方法は、各実際の基準マーカーについて、画像２０１からの距離（例えば、画像２０１から垂直に延びるＺ軸に沿った距離）の方程式、式、または関係を決定してもよい。
【００４８】
各楕円形基準マーカー描写２１８と実際のそれぞれの基準マーカーとの間の距離は、それ自体では、画像ソースまたは焦点Ｏの位置と姿勢を示さない。方法４００は、画像ソースまたは焦点Ｏの見かけの焦点位置と姿勢を決定するための実際の基準マーカー間の距離に関連する入力寸法を利用してもよい。
【００４９】
本システムおよび方法は、図３に示すように、画像２０１および任意の焦点Ｏに対する実際の創外固定装置に対応する三次元モデル化された創外固定装置３００を用いてデジタルモデル化または作成された三次元モデル３２５を介して、放射線画像２０１内に示された創外固定装置２００に対応する実際の創外固定装置の位置と姿勢を決定してもよい。図３に示すように、焦点Ｏは、画像２１０の上の空間に浮かぶ任意の点として定義される。
【００５０】
方法４００は、４１０で、図３および図４に示すように、それぞれが画像２０１の基準マーカー描写２１８の中心、三次元モデル化された創外固定装置３００のモデル化された基準マーカー３１８の中心、および任意に選択された焦点位置Ｏのうちの少なくとも２つを通って延びるまたは通過する複数の閉じたベクトルループを構築することによって、複数の制約を定義してもよい。非限定的な例として、方法４００は、図３に示すように、Ｐ１Ａ−Ｏ−Ｐ２Ａ−Ｐ１Ａの第１の閉ベクトルループ３３０、Ｂ２Ａ−Ｃ−Ｅ−Ｐ１Ａ−Ｂ２Ａの第２の閉ベクトルループ３３２、および／またはＢ０Ａ−Ａ−Ｂ−Ｂ１Ａ−ＢＯＡの第３の閉ベクトルループ３３４を構築することができる。
【００５１】
方法４００は、４１２で、図４に示すように、複数の閉じたベクトルループを解いて（例えば、それらがそれ自体で崩壊するように、および／またはゼロに等しくなるように）、創外固定器の実際の基準マーカーの（例えば、画像２０１のＸ座標とＹ座標およびＺ座標における）それぞれのノード位置Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、および画像２０１の実際の、真の、または補正された（例えば、画像２０１のＸ座標とＹ座標およびＺ座標における）焦点Ｏの位置を決定することができる。創外固定器の実際の基準マーカーのそれぞれのノード位置Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆおよび画像２０１の実際の焦点Ｏの位置を、限定された数のこのような閉じたベクトルループを利用して決定することができることに留意すべきである。ただし、比較的多くのこのような閉じたベクトルループを使用して、結果を統計的に改善できる。
【００５２】
画像空間におけるノード位置Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、およびＯの全てを決定した後、４１４で、方法４００は、図４に示すように、画像２０１に対する（入力寸法を介して）既知の（少なくとも部分的に球形基準マーカーの集合によって示される）実際の創外固定装置に適した第１の座標変換行列（または座標変換）を構築することができる。次に、方法４００は、４１４で、座標変換行列の逆行列を得て、図４に示すように、実際の創外固定装置に対する画像２０１の位置（例えば、Ｘ、Ｙ、およびＺ位置）と姿勢（即ち、Ｘ、ＹおよびＺにおける方向）を定義または記述する第２の座標変換行列を決定することができる。
【００５３】
いくつかの実施形態では、方法４００は、原点が共通のノードに存在する２つの適切なベクトルの法線ベクトルを決定するために、共通プラットフォームのノード間の一対の適切なベクトルの外積を決定することによって適切な第１の座標変換を構築してもよい。例えば、方法４００は、ＡＢｘＡＣの外積を取り、それにより、原点がＡにあるＡＢおよびＡＣの両方に垂直なベクトルを決定することができる。次に、方法４００は、結果として得られるベクトルを以前の適切なベクトルの１つと交差させて、この場合、（上記の例ではＡＢＣによって定義されているような、選択されたそれぞれのノードによって定義される）画像空間内のプラットフォームを示すまたは記述する直交座標系（即ち、座標変換行列）を決定することができる。複数の閉じたベクトルループが決定されると、方法４００は、それによって、影画像空間における既知の実際の基準マーカーの集合のための座標変換を定義してもよい（即ち、行次元、列次元、および高さ次元を決定する）。
【００５４】
方法４００は、第２の座標変換行列を利用して、実際の創外固定の三次元モデル３００のデジタル三次元モデル３２５と、画像焦点Ｏの視点またはカメラ視野で、三次元モデル化された創外固定装置３００に対する相対位置と姿勢／方向にある画像２０１とを作成することができる。本方法は、三次元モデル３００をレンダリングして、三次元モデル３００をユーザに表示することができるため、ユーザは、三次元モデル３００を定性的に検査またはレビューして、方法４００を介して構築された三次元モデル３００が画像２０１に対して正しい位置と姿勢にあることを確実にすることができる。
【００５５】
デジタルモデル化された創外固定器３００および図３の画像２０１について、第２の座標変換行列、および結果として得られる座標変換行列を構築する例が、図５に示されている。
【００５６】
決定された座標系を用いて、方法４００は、各画像における一貫したアプローチを使用して、複数の放射線画像のそれぞれにおける既知の三次元物体の集合を利用して、複数の画像内における任意の対の画像間の座標変換を決定することができる。本システムおよび方法は、三次元物体の真の三次元位置と姿勢を構築するときに、非直交または他の方法で回転した画像のペアを補正し、したがって、放射線画像内で行われる他のどのような注釈や測定も正確に記述することができる。
【００５７】
本方法およびシステムは、画像ごとに複数の画像２０１のそれぞれに対して方法４００を使用して、より大きな患者空間内の同じ既知の基準マーカー（創外固定装置）を全て記述する複数の座標系を決定することができる。
【００５８】
当業者に明らかであるように、本開示の発明は、ヘキサポッドおよび骨部分モデリングの分野を含め、創外固定装置および解剖学的構造コンピュータモデリングの分野において重要な改善を提供する。さらに、本開示の発明は、放射線画像の歪み補正の分野を含め、放射線画像の分野において重要な改善を提供する。本開示の発明はまた、ヘキサポッド調節処方の分野を含め、創外固定装置調節処方規定の分野において重要な改善を提供する。
【００５９】
当業者は、本発明の態様が、システム、方法、および／またはコンピュータプログラム製品に具体化され得ることを認識するであろう。いくつかの実施形態では、本発明の態様は、完全にハードウェアで、完全にソフトウェアで（例えば、ファームウェア、常駐ソフトウェア、マイクロコードなどで）、またはソフトウェアとハードウェアの態様の組合せで具体化することができ、これらは全て、本明細書では一般的に「システム」と呼ばれ、回路および／またはモジュールを含む。
【００６０】
図６は、本発明の１つ以上の態様を組み込んで使用するためのコンピュータシステムの一例を示す。コンピュータシステム５００は、物品を付加的に製造するために使用されるコンピュータシステムなどの物品製造および／または修理施設のコンピュータシステム、および／または物品を製造するためにＡＭ装置またはデバイスが使用するデータを生成するためのコンピュータシステムであってもよい。図６のコンピュータシステム５００は、上記のプロセスを実行するためのプログラムコードなどのプログラムコードを格納および／または実行するのに適しており、バス５２０を介してメモリ５０５に直接または間接的に結合された少なくとも１つのプロセッサ５０２を含む。動作中、プロセッサ５０２は、メモリ５０５から、プロセッサによる実行のための命令を取得することができる。メモリ５０５は、プログラムコードの実際の実行中に使用されるローカルメモリ、バルクストレージ、およびプログラムコード実行中にバルクストレージからコードを検索しなければならない回数を減らすために少なくともいくつかのプログラムコードの一時的ストレージを提供するキャッシュメモリを含んでもよい。メモリ５０５の例の非限定的なリストは、ハードディスク、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読取り専用メモリ（ＲＯＭ）、消去可能でプログラム可能な読取り専用メモリ（ＥＰＲＯＭまたはフラッシュメモリ）、光ファイバ、携帯型コンパクトディスク読取り専用メモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）、光記憶装置、磁気記憶装置、または前述の任意の適切な組合せを含む。メモリ５０５は、オペレーティングシステム５０５と、回路設計のデジタルレイアウトへの調節を効果的に行うなど、本明細書に記載の態様を実行するための１つ以上の実行プログラムなど、１つ以上のコンピュータプログラム５０６とを含んでもよい。
【００６１】
入出力（Ｉ／Ｏ）デバイス５１２、５１５（周辺デバイスなど）は、直接またはＩ／Ｏコントローラ５１０を介してシステムに結合してもよい。ネットワークアダプタ５０８はまた、システムに結合されて、コンピュータシステムが、介在するプライベートまたはパブリックネットワークを介して、他のコンピュータシステムに結合されるようにすることができる。モデム、ケーブルモデム、およびイーサネットカードは、現在利用可能なタイプのネットワークアダプタ５０８のほんの一部である。一例では、ネットワークアダプタ５０８は、本発明の態様を容易にするために、リモートソースからのデータの取得を容易にする。
【００６２】
コンピュータシステム５００は、１つ以上のデータベースを有するストレージ５１６（例えば、磁気ディスクドライブ、光ディスクドライブ、テープドライブなどの不揮発性ストレージ領域）に結合してもよい。ストレージ５１６は、内部ストレージデバイス、または接続ストレージ、またはネットワークアクセス可能ストレージを含んでもよい。ストレージ５１６内のコンピュータプログラムは、メモリ５０５にロードされ、プロセッサ５０２によって実行され得る。
【００６３】
コンピュータシステム５００は、図示よりも少ない構成要素、本明細書に図示されていない追加の構成要素、または図示された構成要素と追加の構成要素とのいくつかの組合せを含んでもよい。コンピュータシステム５００は、メインフレーム、サーバ、パーソナルコンピュータ、ワークステーション、ラップトップ、ハンドヘルドコンピュータ、スマートフォン、テーブル、または他のモバイルデバイス、テレフォニーデバイス、ネットワークアプライアンス、仮想化デバイス、ストレージコントローラなどの任意のコンピューティングデバイスを含んでもよい。
【００６４】
さらに、上記のプロセスは、コンピューティング環境の一部として協調して動作する複数のコンピュータシステム５００によって実行されてもよい。
【００６５】
いくつかの実施形態では、本発明の態様は、コンピュータ可読媒体に具体化されたコンピュータプログラム製品の形をとってもよい。コンピュータ可読媒体は、その上にコンピュータ可読プログラムコードを統合している可能性がある。様々なコンピュータ可読媒体またはそれらの組合せを利用してもよい。例えば、コンピュータ可読媒体は、コンピュータ可読記憶媒体を含んでもよく、その例は、１つ以上の電子、磁気、光学、または半導体システム、装置、またはデバイス、または前述の任意の適切な組合せを含んでもよい（が、これらに限定されない）。コンピュータ可読記憶媒体の例には、例えば、１つ以上のワイヤを有する電気接続、携帯型コンピュータディスケット、ハードディスクまたは大容量記憶装置、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読取り専用メモリ（ＲＯＭ）、および／またはＥＰＲＯＭまたはフラッシュメモリなどの消去可能でプログラム可能な読取り専用メモリ、光ファイバ、ポータブルコンパクトディスク読取り専用メモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）、光記憶装置、磁気記憶装置（テープデバイスを含む）、または上記の任意の適切な組合せが含まれる。コンピュータ可読記憶媒体は、命令実行システム、装置、またはプロセッサなどのデバイスによって、またはそれらに関連して使用するためのプログラムコードを含むまたは格納することができる有形媒体を含むように定義される。したがって、コンピュータ可読媒体内に格納されたプログラムコードは、プログラムコードを含む製品（「コンピュータプログラム製品」など）を生成する。
【００６６】
ここで図７を参照すると、一例では、コンピュータプログラム製品６００は、例えば、本発明の１つ以上の態様を提供および促進するために、コンピュータ可読プログラムコード手段またはロジック６０４をその上に格納する１つ以上のコンピュータ可読媒体６０２を含む。
【００６７】
コンピュータ可読媒体に含まれる、またはコンピュータ可読媒体上に格納されるプログラムコードは、コンピュータシステム（コンピュータ、コンピュータシステムなどで、その構成要素も含む）および／または他のデバイスによって取得および実行され、コンピュータシステム、その構成要素、および／または他のデバイスを特定の方法で動作／機能させることができる。プログラムコードは、無線、有線、光ファイバ、および／または無線周波数を含む（がこれらに限定されない）任意の適切な媒体を使用して送信することができる。本発明の態様を実行、達成、または促進するための操作を実行するためのプログラムコードは、１つ以上のプログラミング言語で書く場合がある。いくつかの実施形態では、プログラミング言語は、Ｃ、Ｃ＋＋、Ｃ＃、Ｊａｖａなどのオブジェクト指向型および／または手続き型プログラミング言語を含む。プログラムコードは、完全にユーザのコンピュータ上で、完全にユーザのコンピュータから離れて、または部分的にユーザのコンピュータ上で、部分的にリモートコンピュータ上で実行してもよい。いくつかの実施形態では、ユーザのコンピュータとリモートコンピュータは、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）またはワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）などのネットワークを介して、および／または外部コンピュータを介して（例えば、インターネットサービスプロバイダを使用してインターネットを介して）通信している。
【００６８】
一例では、プログラムコードは、１つ以上のプロセッサによる実行のために取得された１つ以上のプログラム命令を含む。コンピュータプログラム命令は、機械を製造するために、例えば、１つ以上のコンピュータシステムの１つ以上のプロセッサに提供されてもよく、そのようなプログラム命令は、１つ以上のプロセッサによって実行されたときに、本発明の側面、例えば、本明細書に記載されたフローチャートおよび／またはブロック図に記載された動作または機能を実行し、達成し、または促進する。したがって、本明細書に示され、説明されるフローチャート図および／またはブロック図の各ブロック、またはブロックの組合せについては、いくつかの実施形態では、コンピュータプログラム命令によって実施することができる。
【００６９】
図を参照して示され、説明されたフローチャートおよびブロック図は、本発明の態様によるシステム、方法、および／またはコンピュータプログラム製品の可能な実施形態のアーキテクチャ、機能、および動作を示す。したがって、これらのフローチャート図および／またはブロック図は、本発明の態様による方法、装置（システム）、および／またはコンピュータプログラム製品であり得る。
【００７０】
いくつかの実施形態では、上記のように、フローチャートまたはブロック図の各ブロックは、モジュール、部分、またはコードの一部分を表すことができ、ブロックの指定された動作および／または論理機能を実施するための１つ以上の実行可能命令を含む。当業者は、ブロックによって指定または実行される動作／機能が、図示および／または説明とは異なる順序で発生するか、または１つ以上の他のブロックと同時に、または部分的／完全に同時に発生する可能性があることを理解するであろう。実際、連続して表示される２つのブロックは、実質的に同時に実行される場合もあれば、逆の順序で実行される場合もある。さらに、ブロック図および／またはフローチャート図の各ブロック、並びにブロック図および／またはフローチャート図のブロックの組合せは、ブロックまたはブロック図またはフローチャート全体で指定された動作／機能を実行する専用のハードウェアベースのシステムによって、またはコンピュータ命令と組み合わせて完全に実施することができる。
【００７１】
上記の説明は例示を意図したものであり、限定を意図したものではないことを理解すべきである。当業者は、以下の特許請求の範囲およびその同等物によって定義される本発明の一般的な精神および範囲から逸脱することなく、本明細書において多数の変更および修正を行ってもよい。例えば、上記の実施形態（および／またはその態様）は、互いに組み合わせて使用してもよい。さらに、特定の状況または材料を、それらの範囲から逸脱することなく、様々な実施形態の教示に適合させるために、多くの修正を行ってもよい。本明細書に記載の材料の寸法およびタイプは、様々な実施形態のパラメータを定義することを意図しているが、それらは決して限定するものではなく、単なる例示である。上記の説明を検討すると、他の多くの実施形態が当業者には明らかであろう。したがって、様々な実施形態の範囲は、添付の特許請求の範囲を参照して、そのような請求項が権利を与えられる同等物の全範囲とともに決定されるべきである。
【００７２】
本明細書で使用される用語は、特定の実施形態を説明することのみを目的としており、本発明を限定することを意図するものではない。本明細書で使用される場合、単数形「ａ」、「ａｎ」および「ｔｈｅ」は、文脈が明らかに他のことを示さない限り、複数形も含むことを意図している。さらに、「含む、備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」（および「ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ」や「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ」などの任意の形の「ｃｏｍｐｒｉｓｅ」）、「有する（ｈａｖｅ）」（および「ｈａｓ」や「ｈａｖｉｎｇ」などの任意の形の「ｈａｖｅ」）、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅ）」（および「ｉｎｃｌｕｄｅｓ」や「ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ」などの任意の形の「ｉｎｃｌｕｄｅ」）、「含む（ｃｏｎｔａｉｎ）」（および「ｃｏｎｔａｉｎｓ」や「ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ」などの任意の形の「ｃｏｎｔａｉｎ」）、およびその他の文法上の変形という用語は、終わりのない連結動詞であることが理解されよう。結果として、１つ以上のステップまたは要素を「含む、備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」、「有する（ｈａｓ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓ）」または「含む（ｃｏｎｔａｉｎｓ）」方法または物品は、それらの１つ以上のステップまたは要素を所有するが、それらの１つ以上のステップまたは要素のみを所有することに限定されない。同様に、１つ以上の特徴を「含む、備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」、「有する（ｈａｓ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓ）」または「含む（ｃｏｎｔａｉｎｓ）」方法または物品の要素のステップは、それらの１つ以上の特徴を所有するが、それらの１つ以上の特徴のみを所有することに限定されない。
【００７３】
本明細書で使用される場合、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「有する（ｈａｓ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「含む（ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ）」、およびそれらの他の文法的変形という用語は、「からなる（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ  ｏｆ）」および「本質的にからなる（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ  ｅｓｓｅｎｔｉａｌｌｙ  ｏｆ）」という用語を包含する。
【００７４】
本明細書で使用される場合の「本質的に〜からなる（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ  ｅｓｓｅｎｔｉａｌｌｙ  ｏｆ）」という句またはその文法的変形は、記載された特徴、整数、ステップまたは構成要素を指定するものと解釈されるべきであるが、１つ以上の追加の特徴、整数、ステップ、構成要素またはそれらの群の追加を排除しないが、追加の特徴、整数、ステップ、構成要素、またはそれらの群が、請求項に係る組成物または方法の基本的かつ新規な特性を実質的に変更しない場合に限る。
【００７５】
本明細書で引用される全ての刊行物は、あたかも個々の出版物が、完全に説明されているかのように、参照により本明細書に組み込まれることが具体的かつ個別に示されているかのように、参照により本明細書に組み込まれる。
【００７６】
参照により組み込まれる主題は、特に明記されていない限り、任意の請求項制限の代替とは見なされない。
【００７７】
本明細書全体で１つ以上の範囲が参照される場合、各範囲は、情報を提示するための省略形であることが意図され、その範囲は、同じことが本明細書に完全に記載されているかのように、範囲内の各離散点を包含すると理解される。
【００７８】
本発明のいくつかの態様および実施形態が本明細書に説明および図示されているが、代替の態様および実施形態は、同じ目的を達成するために当業者によって影響を受ける可能性がある。したがって、本開示および添付の特許請求の範囲は、本発明の真の精神および範囲内にあるような全てのそのようなさらなる代替の態様および実施形態を網羅することを意図している。
【図１】
2021530326.tif 000003
【図２】
2021530326.tif 000004
【図３】
2021530326.tif 000005
【図４】
2021530326.tif 000006
【図５】
2021530326.tif 000007
【図６】
2021530326.tif 000008
【図７】
2021530326.tif 000009
【国際調査報告】
2021530326.tif 000010