(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像収集システムと、
少なくとも１つのマーカと、
マーカ検出システムと、
を有するＸ線撮像システムであって、
前記画像収集システムはＸ線源と検査領域をまたいで該Ｘ線源の反対側のＸ線検出器とを有し、前記Ｘ線源は、放射線を、前記検査領域を通過した後に前記Ｘ線検出器において信号として検出可能なＸ線ビームの形態で放出し、前記画像収集システムの視野は前記Ｘ線ビームにより照射可能なボリュームにより画定され、画像収集の間において前記視野内にサンプルが存在する場合、前記信号は該サンプルの画像に変換可能であり、
前記少なくとも１つのマーカは、領域に関連して空間的に配置されると共に、１以上の画像取得命令をエンコードし、
前記マーカ検出システムは、前記少なくとも１つのマーカのうちの少なくとも１つを検出し、これによりｉ）前記領域が少なくとも部分的に前記視野内にある又はii）前記領域が前記視野から予め定められた距離内にあることを検出した場合に、前記領域に関して前記Ｘ線撮像システムに制御信号を送出し、
前記制御信号は、前記少なくとも１つのマーカのうちの前記検出された少なくとも１つに関する前記１以上の画像取得命令に対応する、
Ｘ線撮像システム。
【請求項２】
前記少なくとも１つのマーカは前記サンプルの一部上に配置され、前記領域は該サンプル上のものである、請求項１に記載のＸ線撮像システム。
【請求項３】
前記少なくとも１つのマーカは前記Ｘ線撮像システムの操作者の身体部分上に配置され、前記領域が該身体部分上のものである、請求項１又は請求項２に記載のＸ線撮像システム。
【請求項４】
前記身体部分が前記操作者の手である、請求項３に記載のＸ線撮像システム。
【請求項５】
前記少なくとも１つのマーカが、画像取得動作がどの様に実行されるべきか及び／又は何のタイプの画像取得動作が実行されるべきかをエンコードする、請求項１ないし４の何れか一項に記載のＸ線撮像システム。
【請求項６】
前記少なくとも１つのマーカが、ｉ）Ｘ線可視マーカ、ii）視覚的マーカ及びiii）赤外線マーカのうちの少なくとも１つである、請求項１ないし５の何れか一項に記載のＸ線撮像システム。
【請求項７】
前記マーカ検出システムは前記少なくとも１つのマーカを前記検査領域の少なくとも一部のＸ線画像において検出するように動作し、及び／又は前記マーカ検出システムは前記少なくとも１つのマーカを該少なくとも１つのマーカから反射された非イオン化放射線に基づいて検出するように動作する、請求項１ないし６の何れか一項に記載のＸ線撮像システム。
【請求項８】
前記制御信号が、
ｉ）前記撮像システムのシャッタ装置を前記領域が前よりも少ない放射線に暴露されるように調整する、
ii）前記Ｘ線源の動作モードを変更する、及び
iii）前記マーカと前記Ｘ線源との間の相対運動を生じさせる、
のうちの少なくとも１つを含む、前記領域における放射線線量の低減を促す画像取得動作を生じさせる、請求項１ないし７の何れか一項に記載のＸ線撮像システム。
【請求項９】
前記動作モードを変更する動作が、前記Ｘ線源の動作電圧を減少させることにより及び／又はパルスレートを低下させることにより達成される前記Ｘ線ビームの強度を減少させる動作を含む、請求項８に記載のＸ線撮像システム。
【請求項１０】
前記制御信号が、前記サンプル及び／又は領域に対する少なくとも前記Ｘ線源の動きを決定する、請求項１ないし９の何れか一項に記載のＸ線撮像システム。
【請求項１１】
Ｘ線源からＸ線検出器において検出可能なＸ線ビームの形態で放射線を放出することによりサンプルの画像を取得するＸ線撮像システムを作動させる方法であって、画像収集システムの視野が前記Ｘ線ビームにより照射可能なボリュームにより画定され、当該方法が、
１以上の画像取得命令をエンコードした少なくとも１つのマーカを、領域に関連して空間的に配置するステップと、
前記少なくとも１つのマーカを使用して、前記領域が少なくとも部分的に前記視野内にあるかを検出するか、又は前記領域が前記視野から予め定められた距離内にあるかを少なくとも検出するステップと、
前記少なくとも１つのマーカがそうであると検出された場合に、該検出された少なくとも１つのマーカにエンコードされた前記画像取得命令に対応する制御信号を前記領域に関して前記Ｘ線撮像システムに送出するステップと、
を有する、方法。
【請求項１２】
前記少なくとも１つのマーカが前記サンプルの一部上に配置され、且つ、前記領域が該サンプル上のものであるか、又は前記少なくとも１つのマーカが前記Ｘ線撮像システムの操作者の身体部分上に配置され、且つ、前記領域が該身体部分上のものである、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
請求項１ないし１０に記載のシステムを制御するコンピュータプログラムであって、処理ユニットにより実行された場合に、請求項１１又は請求項１２に記載の方法の少なくとも前記検出するステップ及び／又は前記信号を送出するステップを実行するコンピュータプログラム。
【請求項１４】
請求項１３に記載のコンピュータプログラムを記憶したコンピュータ読取可能な媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線撮像システム、Ｘ線撮像システムを動作させる方法、１以上の画像取得命令をエンコードするための少なくとも１つのマーカ、１以上の画像取得命令をエンコードする少なくとも１つのマーカを含むウェアラブル物品、コンピュータプログラム製品及びコンピュータ読取可能な媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線撮像は、患者の内部構造に関する手掛かりを知るための最新医術の集積における主要なツールのうちの１つを依然として形成している。Ｘ線を用いて患者を調べることができる利益は、依然として、高い放射線量の危険性に対してバランスがとられねばならない。例えば、介入的Ｘ線手法（手術）は、患者の画像を多数利用する。介入的Ｘ線手術においては、患者が撮像されている間に医療器具（カテーテル等）が患者内に導入される。１つの問題は、介入的Ｘ線手術の間において、介入者は、時には、直のＸ線ビーム内に手を入れるということである。このことは、緊急時に又は臨床作業を必要とする場合に発生し得る。例えば、装置をナビゲートする、最適な患者位置を調整／強制する、及びその他の場合に施術者は更に血管を触手確認したいものであることも分かっている。このような形での自発的又は非自発的な“手の照射”によりスタッフ（職員）が被る線量は１つの介入（インターベンション）自体に対しては小さいかも知れないが、斯かる線量は或るスタッフにとっては時間の経過にわたって心配なレベルにまで急速に累積し得る。
【０００３】
今日、スタッフの“手の照射問題”は主に教育により又はスタッフに鉛で裏打ちされた手袋及び／又は指輪型線量計を装着することを奨励することにより取り組まれているが、これらは現実的には余り装着されることはなく、これら対策は実際に照射を防止していることはない。
【０００４】
１つの解決策が出願人の米国特許第6,435,717号公報に開示されており、該文献において、例えば介入者の手が照射ゾーン内にある場合に“動き検出器”により警告信号が出力される。しかしながら、この方法は、時折、信頼性がないことが分かる。Ｘ線撮像に関する他の問題は、不必要な患者の照射である。患者の身体の各部は、時には、撮像したい関心領域に関係がない領域で線量を受ける。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従って、Ｘ線撮像の分野では、特に一層ロバスト又は信頼性のある制御手段を備えた代替となるＸ線撮像システムに対する需要が存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の上記目的は独立請求項の主題により解決され、更なる実施態様は従属請求項に含まれている。本発明の以下に説明される態様は、Ｘ線撮像システムを動作させる方法、コンピュータプログラム要素及びコンピュータ読取可能な媒体にも等しく当てはまることに注意されたい。
【０００７】
本発明の第１態様によれば、
画像収集（取得）システムと、
少なくとも１つのマーカと、
マーカ検出システムと、
を有するＸ線撮像システムが提供される。
【０００８】
前記Ｘ線画像収集システムはＸ線源と検査領域をまたいで該Ｘ線源の反対側にＸ線検出器とを有する。前記Ｘ線源は、放射線を、前記検査領域を通過した後に前記Ｘ線検出器において信号として検出可能なＸ線ビームの形態で放出するように構成される。前記検査領域において前記ビームにより照射可能なボリュームは、前記画像収集システムの視野（ＦｏＶ）を画定する。画像収集の間において前記視野（ＦｏＶ）内にサンプルが存在する場合、前記検出器の信号は該サンプルの画像に変換可能である。
【０００９】
前記少なくとも１つのマーカは領域に関連して空間的に配置され、前記マーカ検出システムは、該マーカ検出システムが前記少なくとも１つのマーカのうちの少なくとも１つを介して、ｉ）前記領域が少なくとも部分的に前記視野（ＦｏＶ）内にある又はii）前記領域が前記ＦｏＶから予め定められた距離内にあることを検出した場合に、前記領域に関して前記Ｘ線撮像システムに制御信号を送出するように構成される。好ましくは、前記制御信号は、検出された前記少なくとも１つマーカにエンコードされた画像取得命令に対応する。
【００１０】
前記少なくとも１つのマーカは、前記制御信号に対応する１以上の画像取得命令をエンコードするように構成される。
【００１１】
本発明の範囲内において、“エンコードする（符号化する）”とは、検出を介して画像取得命令を導出することができるような固有の情報を有する又は１以上の特徴（特質）若しくは配置（構成、設定）を持つことを意味すると理解されるべきである。例えば、形状、カラー、吸収又は反射の程度等の特質の区別可能な値は、検出すると共に対応する命令に変換することができる。代わりに又は加えて、マーカには固有の命令に対応する特定のパターンを設けることもできる。このようなパターンは、例えば、バーコード又はＱＲコード（登録商標）等を含むことができる。
【００１２】
言い換えると、前記少なくとも１つのマーカは１以上の固有で明確なフィーチャを備え、これらの検出は当該撮像システムに対する固有の画像取得命令が導出されることを可能にする。
【００１３】
好ましくは、当該マーカは前記領域に対する“マスク”を形成する。当該領域は当該画像取得命令が関係する領域とすることができ、例えば、或る領域は全く線量を受けるべきでない又は少なくとも周囲の領域よりも少ない線量しか受けるべきでないと示すことができる。逆に、当該領域は照射線を受けるべきものであり、外側の領域は受けるべきでないとすることもできる。マーカは、リング、特別なパッチ（消耗品）、図、（除去可能な）タトゥー及びその他のものとすることができる。言い換えると、一実施態様において、マーカ（又は複数のマーカ）は（付加的な）物体であり、当該領域に対して該領域の検出を一層ロバストにさせるように特別に配置される。
【００１４】
当該物体が認識又は検出された後、画像取得命令が導出され、該命令は一例示的実施態様では制御信号により実施される線量低減動作である。一実施態様において、上記制御信号は、当該領域が視野に接近しているが未だＦｏＶ内にはない場合に既に送出される。このことは、それに応じて反応する一層多くの時間をユーザに提供するので、不必要な放射線線量に対して一層良好に保護するための更なる“安全レイヤ”を付加することになる。
【００１５】
“サンプル”とは、ここでは、内部構造を撮像したい被写体（物体）に関するものである。サンプルは、特に（必ずしもではないが）、臓器、又は人若しくは動物の患者又は患者の一部等の生体被検物を含むことができる。
【００１６】
一実施態様によれば、前記少なくとも１つのマーカはサンプルの一部上に配置され、前記領域は該サンプル上のものである。例えば、当該サンプルが人の患者の一部である場合、このマーカ配置は、病院又は一般医設備において子供をＸ線検査する場合に有効であり得る仮想の“鉛製エプロン”又は“鉛製患者保護カバー”を画定することを可能にする。良く知られているように、特に子供は、病院においてそのように治療される場合に、非常にストレスを受ける。Ｘ線画像が必要であり、子供がＸ線照射線から身体部分を保護するために不格好で重い鉛製ベストを装着させられる場合、状況は悪化される。本発明は、このようなベストの使用を過去のものにする助けとなる。ベストを使用する代わりに、放射線を受けるべき関心領域を画定すると共に、同様のやり方で照射線から保護されるべき領域を画定するために、前記１以上のマーカが子供の身体に単に付着される。斯かるマーカは、動物又はコミック漫画若しくは映画のキャラクタのステッカ等の愉快な標識として選択することができる。斯様な一般的に愉快な標識は、余りストレスのない病院の体験に役立ち得る。ステッカ、パッチ又は（一時的な）タトゥーの形態のマーカは、放射線から保護されるべき領域を画定するために付着される。一実施態様において、マーカ検出システムは、斯かるマーカを検出した場合、当該領域の周辺での自動的コリメーションを実施する。マーカは、例えば当該領域を画定するために、例えばＸ線可視インク等の特別なインクによりループを描く等のように、図の形態で適用することもできる。
【００１７】
一実施態様によれば、前記少なくとも１つのマーカは当該Ｘ線撮像システムの操作者の身体部分上に配置され、前記領域は該身体部分上のものである。一実施態様によれば、上記身体部分は操作者の手である。このことは、介入手術の間において介入者の手又は他の身体部分（例えば、足）の望ましくない被爆に対処することを可能にする。
【００１８】
ここで使用される“マーカを患者又は操作者上に配置する”なる表現は、マーカを患者の若しくは操作者の身体部分上に直接配置する（操作者若しくは患者の皮膚に接触するように）ことを含み、又は例えば患者若しくは操作者により装着され得る衣類（例えば、医療手袋若しくはガウン等）等の装着可能な物品上に間接的に配置することもできる。
【００１９】
一実施態様によれば、前記少なくとも１つのマーカは、どの様に画像取得動作が実行されるべきか、及び／又は何のタイプの画像取得動作が実行されるべきかをエンコードするよう構成される。別の言い方をすると、この実施態様において、画像取得命令の性質がマーカにエンコードされる。例えば、当該マーカの形状又は配置（設定）は、線量低減のための明示的方向を、例えば当該検査領域／画像の何の部分がコリメートされるべきかを示すことができる。言い換えると、一実施態様によれば、マーカの物理的特徴（特性）及び／又はそれらの配置（設定）は、Ｘ線フィルタ処理の所望の方向（即ち、当該画像の何の部分がフィルタ除去されるべきか、又は何の部分が当該ＦｏＶ内に維持されるべきか）を示すことができる。例えば、一実施態様において、光学マーカは矢印成分等の方向を示すことができる成分を含み、又はマーカ自体が矢印のように成形される。言い換えると、マーカ検出システムは、検出されたマーカの１以上の固有のフィーチャ（特徴）から何を行うべきか及びどの様に行うべきかを“読み出す”ことができる。例えば、上記矢印成分は“何を”（例えば、コリメーションを）エンコードしたか、矢印の方向は“どの様に”（１以上の矢印により指された領域における放射を保護又は低減するように）エンコードしたかを読み出す。カラー、吸収度、反射率、特定のパターンの存在等による他の符号化方式も考えられ、上記“矢印”の実施態様は例示的な実施態様に過ぎない。一実施態様によれば、前記マーカは、ｉ）Ｘ線可視マーカ、ii）視覚的マーカ及びiii）赤外線マーカのうちの少なくとも１つである。言い換えると、前記マーカ検出システムは、マーカを検出するフィーチャ抽出アルゴリズムを実行し、これにより、関心領域又は“懸念領域”（例えば、医師の手）を認識する。上記マーカ及びフィーチャの抽出は、限定するものではないが、以下の技術の何れか単一のもの又は組み合わせに基づくものとすることができる：
−  生のＸ線画像に対するフィーチャ抽出により認識されるＸ線可視マーカ；
−  “光学”画像に対するフィーチャ抽出により認識される物体上の視覚的マーカ；及び
−  赤外線画像に対するフィーチャ抽出により認識される物体上のＩＲマーカ。
【００２０】
このリストは、網羅的ではなく、ここでは奥行き感知等の他の好適な技術も考えられる。
【００２１】
一実施態様によれば、前記マーカ検出システムは前記少なくとも１つのマーカを前記検査領域の少なくとも一部のＸ線画像において検出するように動作し、及び／又は前記マーカ検出システムは前記少なくとも１つのマーカを該少なくとも１つのマーカから反射された非イオン化放射線に基づいて検出するように動作する。ＩＲ又は可視光を使用することは、上記マーカ検出の（初期の）Ｘ線被爆さえ伴わない動作を可能にする。
【００２２】
一実施態様によれば、前記制御信号は、
ｉ）前記撮像システムのシャッタ装置を前記領域が前よりも少ない放射線に暴露されるように調整する、
ii）前記Ｘ線源の動作モードを変更する、及び
iii）前記マーカ／サンプルと前記Ｘ線源との間の相対運動を生じさせる、
のうちの少なくとも１つを含む、前記領域における放射線線量の低減を促す画像取得動作を生じさせる。例えば、上記iii）によれば、サンプルをＸ線源に対して、電動検査テーブルを制御することにより及び／又はＣアーム又はガントリ（Ｘ線源を保持する）をサンプル又は手に対して移動させることにより移動させることができる。このようにして、当該領域をＦｏＶ又はＸ線ビームの外部へ移動させることにより被曝量を減少させることができる。
【００２３】
一実施態様によれば、前記制御信号は適切なトランスジューサに視覚的又は音響的警告信号を、前記画像取得動作ｉ）〜iii）との組み合わせで、又は前記画像取得動作ｉ）〜iii）の代わりに送出させる。
【００２４】
一実施態様によれば、前記動作モードを変更する動作は、特に前記Ｘ線源の動作電圧を減少させることにより及び／又はパルスレートを低下させることにより達成される前記Ｘ線ビームの強度を減少させる動作を含む。
【００２５】
前記シャッタ装置（例えば、コリメータ）を調整する動作は、照射フィルタを自動的に適用する動作を含むことができる。ユーザに対する独特の警告信号は、例えば、ユーザにペダルから（短時間）足を外すことを促す、即ち照射を中止する処置を取るのに有効である。
【００２６】
Ｘ線源に対してサンプルを移動させることは、電動検査テーブル（検査の間にサンプルが存在する）を制御することにより実施することができる。この目的のために、適切な衝突検出システムが想定される。
【００２７】
一実施態様によれば、前記制御信号は、前記サンプル及び／又は領域に対する少なくとも前記Ｘ線源の動きを決定する。このことは、作業の流れの改善を可能にする。例えば、特定のカラー、形状又はパターン等を有するマーカの位置は、回転的画像取得が指定された位置で開始／停止されるべきことを決定する。対応するマーカが検出されると、ＡＣＳはＸ線撮像システムの回転方向を変える。
【００２８】
検出試行及び／又は動作の開始は、当該領域を効果的に追跡するために実際の画像収集の開始前に又は画像収集を通して（恐らくは調整可能な）時間間隔（サンプルレート）で繰り返される。ここで使用されるＸ線撮像システムは、Ｃアームタイプ又はＵアームタイプ等の介入Ｘ線撮像システムであり得る。しかしながら、これは純粋に例示のためのみであり、ここではＣＴ撮像システム等の他の撮像システムも考えられる。
【００２９】
一実施態様において、前記マーカ検出システムはＸ線照射線による実際の暴露の間において、即ちＸ線源が駆動されている間に動作する。しかしながら、他の実施態様において、該システムは実際のＸ線被爆の前に動作することができる。この“予防的ケース”において、マーカが現在設定されているＦｏＶの内部に又は該ＦｏＶから予め定められた距離内にあると検出されたなら、Ｘ線源の駆動は阻止され、Ｘ線による暴露は、当該マーカ、全てのマーカ又は設定可能な数より多いマーカが当該視野から除去された場合、及び／又は例えば当該領域を遮断するためのコリメーションブレードの配置等の適切な予防的画像取得命令が実行された場合にのみ開始することが許可される。
【００３０】
提案されたシステムの１つの利点は、当該マーカにより、さもなければ複雑で、計算的に費用が掛かり、且つ、エラーを生じやすいＸ線画像に基づく領域（手又は他の身体部分等の）検出が、より処理し易く、ロバストで信頼性のあるものになることである。
【００３１】
他の利点は、一層良好で快適な患者被爆低減法であることである。例えば、患者の保護に関して、Ｘ線の視野は回転スキャンの間において関心領域よりも大きくなり得る（回転を可能にするために）。幾らかの“近接”領域は、十分な臨床的付加価値がないのに照射され得る（例えば、幾つかの頭部スキャンにおける首部の照射）。当該マーカは、幾つかの患者固有の領域を放射線から保護する一方、患者が脅迫感及び身体的不快さを生じさせる（鉛製）遮蔽ベスト又はエプロンを装着する必要性を回避することを可能にする。
【００３２】
上記から、提案されたシステムは、とりわけ、同一の基礎となる原理、即ちマーカ及び該マーカの検出を用いることにより、スタッフ及び患者の両方の問題に対処する助けとなることを可能にすることが分かる。
【００３３】
ここで使用される“画像取得命令”なる用語は、所与の画像取得において実際に使用される又は使用されるべき撮像ジオメトリを決定する当該撮像システムのパラメータ設定値に関係するものである。
【００３４】
要約すると、当該システムは、手等の懸念領域の検出作業を、専用のマーカをマーカ検出（サブ）システムと一緒に使用することによる検出精度の向上という付加的利点を伴って簡略化することができる。上記（特別な又は専用の）マーカは領域画定のために適用されて、該領域の認識を少ない計算的経費で且つロバストな態様で容易にさせる。該マーカの構成（配置）は、マーカ検出サブシステムに当該画像の何の部分においてフィルタ処理が生じなければならないかを明示的な形で示すことができる。言い換えると、ここに提案されたマーカによりガイドされる検出方式は、何処かで提案されていたような構造的特徴（“signature”）が時点毎に著しく相違し得る関心／懸念領域（患者の身体部分及び／又は介入者の手若しくはその一部等）自体のガイドされない自動検出に単に依存しないというものではない。検出失敗率は、提案されたマーカシステムによれば、“動き検出器スタイル”システムが実際に関心物体以外の物体がビーム内に入ると警告信号を既に発し得る、例えば米国特許第6,435,717号における解決策と比較して低減され得る。これらの“間違った肯定的”検出は、例えば介入者を不必要に惑わすことにより臨床作業の流れを妨害し得る。
【００３５】
同様の種類の構成を、幾つかの特定の患者の身体部分が被爆することを防止するために用いることができる。
【００３６】
他の態様によれば、上述した様な態様で、且つ、上述した様な目的で画像取得命令をエンコードする少なくとも１つのマーカが提供される。
【００３７】
一実施態様によれば、該マーカはウェアラブルな物品、即ち操作者又は撮像されるべき患者により装着可能な衣料物品に含まれる。該少なくとも１つのマーカはウェアラブルな物品に組み込まれ、斯かる物品上に配置され又はそれ以外で付着され、前記領域は斯かるウェアラブル物品が装着された場合に当該マーカにより画定される。好適なウェアラブル物品は、手袋又は靴（オーバーシューズ）等の手又は足のウエアである。特に、ここでは介入又は試験的手術のために使用される医療用手袋（例えば、ラテックス等のゴム、ネオプレン又は何らかの好適な材料から形成される）が考えられる。放射線からの保護は、当該マーカ及びマーカ検出システムが上述した様に当該撮像システムを制御するために作用し合う態様から生じるので、最も費用効果的で簡単な使い捨て手袋を、放射線保護裏地を含む一層高価な手袋の代わりに用いることができる（もっとも、当該マーカを斯かる手袋と共に使用することも、ここでは除外されない）。当該マーカは、操作者又は患者の例えば腕、肩、胸、脚上の領域を画定するために、シャツ、上着、医療ガウン又は他の胴部（又は脚部）衣服上に配列又は配置することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】図１は、一実施態様による撮像装置を示す。
【図２】図２は、図１の撮像システムのマーカ検出サブシステムを示す。
【図３】図３は、マーカの配置の種々の実施態様を示す。
【図４】図４は、画像取得命令の効果を示す。
【図５】図５は、Ｘ線撮像システムを動作させる方法のフローチャートを示す。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
以下、本発明の実施態様を、添付図面を参照して説明するが、本発明は種々の構成要素及び構成要素の配置並びに種々のステップ及びステップの配置の形態をとり得ると理解されるべきである。図面は好ましい実施態様を解説する目的だけのものであり、本発明を限定するものと見なされるべきではなく、また特に実寸通りではない。
【００４０】
図１を参照すると、Ｘ線撮像装置１０が図示されている。該撮像装置は、例えば放射線医師（以下、“ユーザ”又は“操作者”）による介入手術（interventional procedure）において該手術の画像に基づく支援（サポート）を提供するために使用することができる。撮像装置１０は、広くは、検査テーブル２２により検査領域内に支持されるサンプル（例えば、人又は動物の患者）１２の内部の１以上の画像を供給するように動作する。
【００４１】
撮像装置１０は、広くは、画像収集（サブ）システムＡＣＳ及びマーカ検出器（サブ）システムＭＤＳを含む。
【００４２】
画像収集サブシステムＡＣＳは、一実施態様において、剛性Ｃアーム２０を含む。該Ｃアーム２０の一端にはＸ線検出器１６が固定され、他端にはＸ線源１４が固定されている。アーム２０は上記Ｘ線源及び／又は検出器と共に、画像収集の間において被検体１２が存在する検査領域の回りに回転可能に配置される。該Ｃアーム２０は、図１に湾曲した矢印により概念的に示された１以上の軸の回りに回転可能である。
【００４３】
当該画像収集（画像取得）の全体的制御は、通信手段（例えば、前記収集システムＡＣＳとのデータバス）１１を介して通信的に結合されたコンピュータコンソール又はワークステーションＷＳを介して行われる。ペダル又は押ボタン等のユーザインターフェース手段も存在し、介入者がペダル又はボタンの操作により該ペダル又はボタンが作動されている間に前記Ｘ線源が駆動されて放射線を放出するように要求することができる。ユーザにＣアーム２０（Ｘ線源１４と共に）をサンプル１２に対して所望の位置／配置に移動させることを可能にするために、ジョイスティック制御部（又はユーザに感覚として方向性を付与することができる他の制御手段）を設けることもできる。
【００４４】
図１は天井取付型画像収集サブシステムＡＣＳを例示的に示しているが、これは純粋に例示的なものであり、以下に説明されるものを如何なる形でも限定するものではないと理解される。特に、該収集システムＡＣＳは屋根取付型ではなく、床取付型（スタンド上の）のものとすることができ、実際に移動型とすることもできる。また、前記通信手段又はデータバス１１は検査室の天井を沿うように示されているが、これも純粋に例示的理由によるものであり、該通信手段は床に這わせることもできる。通信は、無線又は有線とすることができる。非常に広く言うと、画像収集の間において１以上の画像が画像収集システムＡＣＳによりワークステーションＷＳへ通信チャンネル１１を介して供給される。次いで、これら画像は介入手術の間に介入者によりスクリーン又はモニタ３３上で見ることができる。モニタ３３は関節アーム（図示略）等の適切なスタンド上に取り付けられ、該モニタ３３が見るのに都合の良い位置へ容易に移動されることができるようにする。
【００４５】
撮像システム１０の基本的目的の１つは、例えばユーザが患者１２内の医療ツールをナビゲートすることを補助するための画像誘導ナビゲーションを提供するために画像を供給することである。このような介入手術の例は、カテーテルが人の心臓の血管内に導入され、狭窄等の病変まで進められることを要するＰＣＩ（経皮冠動脈インターベンション）である。時には、病変に安全に到達するために多くの血管分岐部を乗り越えなければならないので、信頼性のある画像が重要である。ＰＣＩアプリケーション（ここでは、純粋に解説目的のために選択され、本発明を如何なる形でも限定するものではない）において、適切な造影剤の投与の後、撮像システム１０は、１つのみのＸ線画像のみならず、実際にはＣアーム２０がＲＯＩの回りの実質的に連続した（適用可能な角度ステップ幅までの）弧を掃引するにつれて適切に定められたフレームレートでＸ線画像の時間系列又はシーケンスを取得するように動作する。斯かる画像ストリームは、次いで、ワークステーションＷＳ上で動作する画像処理ソフトウェアによりスクリーン３３上で見るためにレンダリングされる。従って、介入者はツールが患者の内部構造を介してどの様に移動されるかを“見る”ことができる。
【００４６】
サンプル１２の内部構造を明らかにするために、サンプル１２内での放射線吸収係数の不均一な分布を利用する。ここでは、画像（又は複数の画像）を形成するために、代わりに、局部的屈折率の分布が利用される位相コントラスト撮像法等の他の撮像技術も考えられる。異なる組織及び構造はＸ線を異なるように吸収し、これをワークステーションＷＳ上で動作する適切なＤＡＳ（デジタル取得）ソフトウェアにより画像を生成するために利用することができる。これら画像は、異なる投影方向に沿った投影ビューを提供する。これら方向は、Ｃアーム（従って、Ｘ線源）を患者に対して異なる方向に移動させることにより（又は適切に電動化された検査テーブルを患者１２に対して移動させることにより）選択される。異なるビューからの画像も、患者１２の関心領域ＲＯＩの３Ｄボリュームに再構築することができる。ここでも、本発明は、単一のオン／オフ画像しか必要とされない場合、又は幾つかの離散的に隔てられた画像だけが撮像され、例えばボリュームの再構築が必要とされない場合にも適用可能である。
【００４７】
Ｘ線ビームＸＢは、通常、円錐又は扇形の形状を有し、検査領域内に画像取得の間において一次放射線により照射されるボリュームを画定する。この照射されるボリュームは視野ＦｏＶを画定し、言い換えれば、該ボリューム又はＦｏＶ内に存在する（所要の密度を持つ）ものは、当該ビームが該ボリュームにみなぎる間に、投影画像に足跡を記録させる（幾らかのコントラストで）。一次放射線は散乱放射線とは、一次放射線の方向が一般的に図１に矢印ｐにより示されるようにＸ線源から検出器に向かうものである点で区別される。矢印ｐ（“投影方向”）はＸ線ビームの中心光線の方向を示す。
【００４８】
図１に示されるような現代の画像収集システムＡＣＳは、サンプル１２に対して複数の異なる空間的位置又は配置を呈することができる。該画像収集はワークステーション又はコンソール上に記憶された撮像プロトコルに従って自動的なものである。該プロトコルは、一連の事前に定められた画像取得命令又はコマンドを有している。代わりに、１以上の画像取得命令は、例えば管電圧を設定することにより、又はＸ線源を起動することを要求し（例えば、ペダルを操作することにより）若しくはＣアームをサンプル１２に対して所望の配置に移動させるようジョイスティックを操作することにより、ユーザによりコンソールＷＳから発せされるコマンドのストリームとして臨機応変にリクエストされる。上記撮像命令を処理することは、複数の制御信号が適切な信号処理要素及び回路によりコンソールから画像収集システムＡＣＳへ送出されるようにさせる。これらの信号に応答して、ドライバ／インターフェース及びアクチュエータ（ステッピングモータ又はその他）の信号処理連鎖部は、例えばＣアームを、異なる投影方向ｐから画像を取得するために少なくともＸ線源が当該検査領域の回りで１以上の円弧を描くように移動させる。サンプル１２に対するＸ線源の異なる位置及びボリューム又はビームの形状（断面）（ＦｏＶの範囲）は、ここでは、“撮像ジオメトリ”なる用語により記述される。言い換えると、撮像ジオメトリは、Ｘ線ビームの中心光線が検査領域の何処を通過している又は通過すべきかを定める。理想的には、サンプル１２は、関心領域が照射される（されるべき）ボリューム又はＦｏＶ内にあるビームＸＢ内に位置するように配置される。所望の撮像ジオメトリを記述及び指定するために重要な他のパラメータは、Ｘ線ビームの幅又は断面であり、これも一実施態様では変化させることができる。一実施態様において、ビーム断面はコリメータ等のシャッタ装置１７に対する画像取得命令により指定される。該シャッタ装置又はコリメータは、不所望な一次放射線を阻止するために１以上の可動で一般的に放射線不透過性の金属ブレード１８を有している。このようにして、ＦｏＶ（特に、放射線ビームの断面）はサンプル１２内のＲＯＩのみを照射するように制限される。このようにして、患者の線量被爆を最少化することができる。他の取得命令は、ＦｏＶに関係があるＳＩＤ（Ｘ線源-検出器間距離）及び倍率等の他のパラメータである。
【００４９】
シャッタ装置１７は、一般的に、ビームがＸ線管を出射するＸ線源の近傍に配置される。該シャッタ装置は、Ｘ線ビームの形状を形成するよう動作し、及び／又はビームの断面にまたがるＸ線の強度に影響を与えることができる。“楔（ウェッジ）”又は羽根（ブレード）等のシャッタエレメントは、Ｘ線ビーム内に配置されて、検査領域内で受けられる放射線強度をローカルに阻止し又は少なくとも暗くする（即ち、少なくする）ことができる。“ウェッジ”、ブレード又はその他のもの等の該シャッタエレメントの位置は、シャッタ制御装置により制御することができる。
【００５０】
一実施態様において、シャッタ制御装置１９（図２参照）は制御信号（画像取得命令に応答した）をシャッタ制御信号の形で入力する。この信号は前記シャッタエレメントのコリメータアクチュエータ（例えば、ステッパモータ）用の制御信号に変換され、特定の位置に適合させ、かくして、Ｘ線ビームの特定の形状を達成する。
【００５１】
Ｘ線ビームの形状は、Ｘ線源とＸ線検出器との間の仮想接続線と見ることができる投影方向ｐに対して垂直な面又は次元における幾何学的形状に関係する。言い換えると、該形状はＸ線ビームの断面形状に関係する。
【００５２】
一実施態様において、コリメータ１７は、上記Ｘ線放射線不透過性ブレードに加えて又は代えて、当該ビーム又はＦｏＶ内に滑り込ませることが可能な、真鍮板材又は他の放射線透過性（“透明”）材料からなる可動ウェッジ”（図示略）を含む。該ウェッジも同様にアクチュエータにより移動可能である。該ウェッジを介在させることは、ビームＸＢの一部が該ビームＸＢの残りの部分よりも小さな強度で患者１２に当たるようにさせる。斯かるウェッジが形成される各板材は、中心から縁部に向かって減少するような厚さ（Ｘ線ビームＸＢを横断する方向の）を有している。これらウェッジは本質的にフィルタエレメントである。該ウェッジを“滑り込ませる”ことは、コリメータの開口縁の周辺での放射線強度の低下を滑らかにすることを可能にするか、又は線質硬化現象（beam hardening effects）を補償するために当該ビームのスペクトルを変化させる。最後に、完全な阻止（透明ウェッジの代わりに前記ブレードを配備する場合のように）が望ましくない場合、これらウェッジは放射線強度をローカルに低減するために使用することができる。
【００５３】
図１の実施態様において患者１２は画像収集（又は“ラン”）の間において検査テーブル２２上に横たわるように図示されているが、これが全ての実施態様に対して必ずしもそうであるとは限らない。患者１２が検査の間に必ずしも検査テーブル２２上に平らに横たわるのではなく、患者が実際に検査室（例えば、指定された領域）内でＸ線検出器とＸ線源（該Ｘ線源は少なくとも収集の間に患者１２の回りを回転し得る）との間に上体を起こして座り又は立つような他のＡＣＳ実施態様もここでは考えられる。また、移動型撮像解決策において、放射線検出器１４はガントリ２０を介してＸ線源に物理的に接続されることはない。これらの移動型解決策においては、むしろ自立型（即ち、自由に移動可能な）検出器プレートが存在し、患者は該プレートとＸ線源との間に適切に位置され（横たわって又は立って）、該Ｘ線源は歯科Ｘ線撮像システム（本明細書では、これらも想定される）におけるのと同様に関節アーム（又は同様のもの）上に取り付けられる。
【００５４】
ＡＣＳの画像収集動作を効果的に制御するために、特にはビームの位置及び／又は幅若しくは断面等の撮像ジオメトリを適応的に変化させるために、ここで提案される装置１０はマーカ検出（サブ）システムＭＤＳを更に有する。画像収集に対して領域Ａを定義するために当該検査領域内に１以上のマーカ体ＭＫ（図１、図２には小さな×印として示されている）が配置されることが考えられる。この場合、撮像ジオメトリはＭＤＳシステムによる当該検査領域内の上記マーカ（又は複数のマーカ）ＭＫの位置の検出に基づいて調整される。
【００５５】
概して、マーカ検出サブシステムＭＤＳは、一実施態様では、１以上のカメラ２３、該カメラ２３に通信可能に結合された信号処理モジュール２５並びに該モジュールに及び最終的にＡＣＳシステムに対して適切な制御信号２８（図２参照）を送出するコンソールＷＳを有する。他の実施態様において、信号処理モジュール２５の通信は、上述した様にコンソールＷＳを介してのものではなく、幾つかの動作だけを列挙すると例えばコリメータブレード、フィルタ又はＣアーム位置を調整するための当該収集サブシステム内の関連するアクチュエータ部品との直接的通信を介してのものである。一実施態様によれば、ＭＤＳにより送出される制御信号は、画像取得命令を実行に移す。例えば、一実施態様において、ＡＣＳは上記命令に対して、マーカＭＫにより画定された又は区切られた領域Ａで受ける放射線線量を防止又は少なくとも減少させるような動作（コリメーション操作等であるが、これは例示に過ぎない）を実行することにより応答する。該領域Ａは、介入者の身体部分、特に手とすることができる。このことは、介入者は画像収集の間に患者に接近して留まることをしばしば必要とされると共に、事態を一層悪化させることに、ここで提案されるＭＤＳの線量低減動作のためのものでなかった場合には収集の間に介入者の手をビームＸＢに被爆させることになる故に有益である。しかしながら、マーカ検出の際に当該ＭＤＳにより影響を受ける画像取得命令は線量低減動作に限定されるものではなく、更に詳細に後述されるように、ここではテーブル又はＣアームの移動等の他の画像取得命令も同様に想定される。
【００５６】
以下、マーカ検出サブシステムＭＤＳの動作を、図２を参照して更に詳細に説明する。信号マーカＭＫ又は複数のマーカＭＫが、ユーザの身体部分（例えば、ユーザの手）に被着されるか、患者１２自体の身体部分に被着されるか、患者及びユーザの両方の身体部分に被着される。次いで、１以上のカメラ２３が非イオン化放射線（例えば、赤外線又は可視光）を送出して、上記マーカの現在位置、従って検査領域内の関連する領域Ａの現在位置をキャプチャする。
【００５７】
現在の撮像ジオメトリは当該システムにより分かっており（即ち、当該画像収集システムは“撮像ジオメトリ認識的”であると仮定され）、且つ、カメラ２３と当該画像収集システムＡＣＳ（特には、Ｘ線源及び／又はＸ線検出器１６）との間の相対位置も同様に分かっているので、当該マーカから受ける反射された非イオン化放射線は、上記１以上のマーカと当該Ｘ線ビーム又は視野の現在の幅及び／又は位置との間の相対位置に関する空間情報に分解することができる（例えば、三角測量法又は同様の技術により）。言い換えると、プロセッサ２５は、実際の照射が未だ開始されていない場合、上記マーカの少なくとも１つ又はそれ以上が確かに当該ビーム内にある若しくは該ビームからユーザが調整可能な距離未満内にある（一実施態様において）、又は少なくとも現在のところ当該視野内にある（若しくは該視野から所定距離内にある）か、を判断することができる。マーカ-ビーム間距離は安全余裕を定める。該距離は、中心光線の仮想線に最も近いマーカの位置を用いると共に関連するビーム幅を用いて確定することができる。これらの量は、現在の撮像ジオメトリ設定値から算出することができる。
【００５８】
カメラ要素２３を示す該実施態様は一実施態様によるだけのものであることに注意されたい。代替実施態様では、余分なカメラ要素は存在せず、当該マーカ検出システムは代わりに当該画像収集システムＡＣＳのＸ線検出器１６において取得されるＸ線画像自体に基づいて動作する。勿論、ここでは、これら代替例の組み合わせも考えられる。
【００５９】
信号の形態の画像取得命令が、信号処理モジュール２５により、マーカ検出に応答し且つ依存して当該画像収集に影響を及ぼすために送出される。１つの斯様な画像取得命令は、当該マーカにより定められる領域における線量の低減を達成する（又は少なくとも該線量低減を促進する）ためのものであり得る。例えば、１つの斯様な命令は、適切なインターフェース１９及び／又はアクチュエータを介してコリメータ１７を駆動し、例えば操作者の手が実質的に常にビームＸＢの外側にあることを保証することにより、領域Ａの放射線被曝を防止、保護又は少なくとも減少させることである。ワークステーションＷＳにより制御信号２８が受信されると、適切なインターフェースモジュールは該信号を、これに応じて当該画像収集サブシステムを駆動するために使用される低レベルの制御信号２４又は２６に分解する。例えば、信号２６は、コリメータ１７における前記ブレードの位置を調整して、ユーザの手３２における線量の低減を達成し、及び／又はマーカにより指定された患者領域が放射線から保護されるようにするために使用することができる。線量を防止又は低減するための他の画像命令も、Ｘ線管１４に対して動作電圧を低減し及び／又はパルスレートを低減するために信号２６の形で送出することができる。
【００６０】
しかしながら、ここで想定される画像取得命令は、放射線線量に限定されると見なされるべきではなく、Ｃアームで増強された少なくともＸ線管１４を当該患者の回りで移動させるために使用することもできる。言い換えると、マーカ検出サブシステムの前記制御信号に応答して当該収集システムに送出される制御信号は、それに応じてＣアームのモータを駆動するために使用することができる。このようにして、画像収集の間に辿られるべき円弧を制御することができる。これらマーカは、上記領域のロバストで計算的に余り費用の掛からない検出を提供する。
【００６１】
マーカ自体は、収集の前にユーザの手に取り付けられるか、又は自動接着パッド（例えば、ＥＣＧパッドと同様の）により患者の身体に配置されるか若しくはそれ以外のやり方で固定される。実際に、ＥＣＧがとられる場合、パッドは、例えば患者の胸部を保護されるべき領域として区分するためにＥＣＧ電極の貼り付け及び本目的の両方のために使用されるべき特別なパターン又はカラーコードを含むことができ、又は逆に特別なＥＣＧマーカＭＫが当該システムＡＣＳに放射線を受けるべきは胸部のみであることを示すために使用される。マーカはプラスチックディスクから形成することができ、又は他の適切な材料から形成することができる。好適な形状は、図３を参照して後述するように、球形、三角形又は一層複雑な形状である。
【００６２】
カメラ要素２３（存在するなら）は、カメラセンサの動作により受光された放射線から形成される検査領域（マーカが配置された）の各画像を供給する。画像のタイプは使用される技術に依存するので、ＩＲ画像、光学画像であり得る。次いで、プロセッサ２５は該画像（又は、一連の画像が供給される場合は別々のフレーム）を読み込む。プロセッサ２５は、一実施態様においては、供給される画像の性質に依存してマーカの特徴（形状、カラー等）に基づき当該画像（又は複数の画像）を区分する（即ち、フィーチャを抽出する）区分器として動作する。当該プロセッサは区分されるべきマーカ特徴を知っているので、専用のマーカが使用されず、検出が例えばユーザ毎に変化する手の画像のフットプリントのみに基づくものであるアプローチと比較して、高精度の検出を達成することができる。マーカは、区分器２５が今や何を区分すべきかが正確に“分かる”ので、区分をガイドするための安定で正確に定まったテンプレートを提供する。関連する事前に分かっているマーカの特徴、即ち該マーカの“署名”（カラー、形状等）によりモデルパラメータが決定されるような、任意の適切なモデルに基づく区分技術も想定される。区分器２５は異なる投影の下でマーカがどの様に見えるかが分かるので、該マーカに基づく区分はマーカの異なる空間的向きに対しても高度にロバストである。このことは、形状を区分する際に非対称性のマーカを使用することを可能にする。もっとも、この場合、小さなボール又は球等の高い対称性の形状を持つマーカを使用することが有利に思われる。斯かる区分は、部分的に見える（例えば、５つの手のマーカのうちの３つだけがＸ線撮像視野内にある）被写体を扱うのに役立つ。複数のマーカＭＫの場合、ＭＤＳの区分器モジュール２５は、領域Ａの一切の部分がＦｏＶ／ビーム内にないことを保証するために、全てのマーカの位置を検出するように動作する。しかしながら、対応する画像取得命令及び各マーカ検出の実行は交互に行うことができる。即ち、或る１つのマーカに対する対応する画像命令は、該マーカがビーム／ＦｏＶ内にあることが確定された直後に実行することができる。この実施態様において、上記“悪い”マーカＭＫに対する画像取得命令は、全ての残りのマーカの位置が確定される前に実行される。言い換えると、そして、解説目的で、当該画像取得命令がコリメーションである場合、個々のマーカのためのシャッタエレメントを、区分器２５がマーカの位置を計算する間の異なる時点で異なるマーカに関して個別に定位置に滑り込ませるために観察することができる。しかしながら、全てのマーカ位置がＭＤＳ区分器２５により最初に確定され、その後にのみ対応する画像取得命令が実行されるような状況も存在し得るので、前記交互動作が全ての実施態様において用いられるということを言うものではない。
【００６３】
検出（フィーチャの抽出）自体は、Ｘ線撮像、光学撮像、赤外線撮像等の下記の技術の何れか１つ（単一）又は組み合わせに基づくものとすることができる。ここで、非Ｘ線撮像は、照射を必要とせずに対象を検出することができ、従って一層高い被爆抑圧が得られると期待される利点を有している。
【００６４】
光学、ＩＲ又は奥行き感知的撮像法が用いられる実施態様では、前記１以上のカメラは検出器（平面パネル検出器であり得る）のカバー内に組み込むことができるか、当該カメラ（又は複数のカメラ）はＸ線源１４のハウジング内に組み込むことができる。
【００６５】
幾つかの実施態様においては、カメラ（又は複数のカメラ）２３をシステム１０の他の部分に組み込む、又は斯かるカメラが代わりに当該検査室内に実際に撮像システム１０から離れて適切に設置され得ることも考えられる。例えば、当該１以上のカメラ２３はモニタ３３上に、例えば該モニタの上側若しくは下側縁部に又は該モニタ３３の側部に取り付けることもできる。
【００６６】
領域Ａに又は領域Ａ周辺に被着された場合にマーカが相当に上方への広がりを有する（即ち、２Ｄというより３Ｄのように“高さ”を有する）場合、これらマーカは領域Ａに関して凹凸のある表面の定義を定めており、この場合、１以上の奥行き関知性カメラ２３を用いることができる。奥行き関知性カメラの好適な選択は、アメリカ合衆国、ワシントン州、レッドモンドのマイクロソフト社によるKinect（登録商標）である。このようなカメラにより供給される出力は、上述した様に主にモジュール２５により処理される奥行き画像である。もっとも、この実施態様において、モジュール２５はＩＲプロファイル（ＩＲ可視マーカ）、吸収フットプリント（Ｘ線マーカ）又は（凹凸）パターン／カラー（可視マーカ）の代わりに当該マーカの凹凸フットプリントを区分する。Kinect（登録商標）による解決策と同様に、一実施態様において、現ＦｏＶ／ビームに対するマーカ位置を高い精度で決定すべく、光学及び赤外線検出器が三次元シーンを再構築するために組み合わされる。
【００６７】
もっと一般的には、上述した異なるマーカ検出技術は（従って、使用されるマーカのタイプも）、特定の実施態様では分離的に単独で使用することもできるが、２以上のマーカ検出技術が、Kienct装置におけるＩＲ＋光学のように、一緒に組み合わせて使用されるような組み合わせ実施態様も考えられる。ここでは、上述したマーカ検出技術の如何なる組み合わせも想定される。解説目的のためだけで１つに例示的実施態様をとりあげると、マーカＭＫはＸ線不透過性とすることができると共に、加えて視覚的にコード化（例えば、カラーコード化）することができる。この場合、プロセッサ２５は該マーカＭＫを２つの画像ストリームで、即ち１以上のＸ線画像及び１以上の光学画像において探査する。この場合、各ストリームからのマーカに関する位置は、当該マーカの決定的位置に到達するために組み合わせることができる。他の多重ストリームの例は、プロセッサ２５により組み合わせで処理される奥行き画像及び光学画像の両方を供給する奥行き関知性カメラである。
【００６８】
この冗長性は、結果の精度を向上させ得る。２つの結果には、プロセッサ２５が各ストリームに対して計算する点数等の信頼度重みにより重みを付すことができ、より高い信頼度点数を返すチャンネルには、より大きな重みを付す。他の例として、このような多重ストリームの実施態様において、維持されると共に、対応するマーカが現在のＦｏＶ／ビーム内に確かに位置してしまうかの判定のために使用されるものは、より高い点数を持つ位置のみとすることができる。この多重ストリームの実施態様においては、全く同じマーカＭＫが両方の検出手法に使用されるものと仮定されている。ここでも、このことは特定の実施態様に対してのみ当てはまる。というのは、他の実施態様では異なるマーカのタイプの組み合わせが用いられるからである。例えば、前記“Ｘ線＋光学”の実施態様に戻ると、領域Ａに対して２つのタイプの異なるマーカ、即ちＸ線不透過性のもの及び必ずしもＸ線不透過性でなく透明な有色又はパターン化されたもの、を配置することができる。この場合、プロセッサは、以前のように同じマーカＭＫの異なるマーカ特徴ではなく、２つのストリームにおいて異なるマーカを探査する。
【００６９】
一実施態様によれば、当該マーカ検出システムＭＤＳは、マーカの位置を検出するのみならず、或る期間内に取得される一連の画像にわたりマーカを追跡するための追跡モードで動作する。この場合、当該マーカ（又は複数のマーカ）がＦｏＶ内にあるか（又はＦｏＶから予め定められた距離内にあるか）についての幾何学的チェックは、２つの時点の間で撮像ジオメトリが変化した場合、又は２つの時点の間でマーカ位置が変化した場合に繰り返される。
【００７０】
この追跡動作は、ウェッジにより自動的にフィルタリングを行う場合に有効であろう。例えば、ＭＤＳはマーカＭＫの動き（従って、領域Ａの動き）に従ってフィルタウェッジの位置が調整されるように指令する（例えば、フィルタのウェッジは介入者の手又は患者１２の関連する部分の新たな位置をカバーするように配置される）。
【００７１】
非透過性コリメーションブレードが使用され、且つ、検出がＸ線撮像に基づくものである場合、当該追跡はフィルタを周期的に除去する（又は、代わりに半透過性フィルタを適用する）ことにより可能にされ得る。例えば、１秒に一度当該シャッタはウェッジにより置換される。このことは、相対的に短いＦｏＶ被爆により依然として適正な放射線防護を伴いながら完全なＦｏＶが用いられる故に、良好な追跡能力を組み合わせることを可能にする。
【００７２】
図３のＡ）〜図３のＦ）は、本発明の異なる実施態様によるマーカの複数の異なる配置を示す。
【００７３】
図３のＡ）は、介入者の手３２に複数のマーカが付着される好ましい実施態様による配置を示している。一般的に、マーカのタイプは、関心物体（例えば、人の手）、当該画像における該物体の機能（動態）並びに当該マーカ（従って領域の認識）の所望の精度に依存する。言い換えると、複数のマーカの配置は、示唆的態様では、手の幾何学構造をキャプチャするのみならず、該手の動態もキャプチャすることができるようなものとし、このことは、当該検出システムがマーカの位置を、従って当該手の位置を容易に検出することを可能にする。文献“Feature Selection for Grasp Recognition from Optical Markers”（Chang, Lillian Y.他,IEEE Intelligent Robots and Systems. pp. 2944-2950, 2007）には、５個のマーカのみの減少された組が３０個のマーカの完全な組で訓練された手の分類器の予測精度の少なくとも９２％を維持することを可能にしたと報告されている。
【００７４】
これらマーカは、例えば図３のＡ）のように手に付着されるか、又は例えば医療用手袋等の物体カバー上に組み込むことができる。簡単で使い捨て可能な手袋ＧＶを、放射線防護裏打ちなしで用いることができる。例えば、手の姿勢の処理のための低価格手袋ＧＶの最適化されたデザインを提案している文献“Synergy-based optimal design of hand pose sensing (Bianchi, M.他,“Intelligent Robots and Systems (IROS)”IEEE/RSJ International Conference, pp. 3929 - 3935, 2012)”を参照されたい。この文献におけるアプローチは、マーカを如何に及び何処に配置するかを決定するために、人が掴む動作において手をどの様に最も頻繁に使用するかの知見に基づいている。このBianchiのアプローチ及び類似のものが、一実施態様において手袋ＧＶ上にマーカを配置する態様のために想定される。同様にして、他の身体部分に対して画像収集を制御するために、マーカは適切な履物、シャツ、上着、エプロン又はズボン内若しくは上に配置することができる。
【００７５】
選択されるマーカタイプは、使用されるべき検出方法（例えば、Ｘ線、光学、赤外線等）に（又はこれらの組み合わせに）基づくものである。これらの主たる特質は、フィルタ抽出により容易に検出可能であるということである。例えば、Ｘ線に基づく検出が使用される場合、マーカＭＫのＸ線吸収性材料を用いることが好ましい。
【００７６】
図３のＢ）は、当該マーカがループの形状に形成された帯、リボン又はワイヤ等の単一の物体として形成される“連続した”マーカ配置を示している。図３のＢ）とは対照的に、図３のＡ）、図３のＣ）〜図３のＦ）による実施態様は、複数の個別のマーカが或る領域を画定するように配置される“離散型”マーカ配置と称することができる一方、図３のＢ）は単一のマーカが或る領域の輪郭を描く連続した構造として配置される連続型の実施態様と考えることができる。当該領域自体は、マーカの又は複数のマーカから形成される凸包絡（convex hull）の内部の領域であり得る。
【００７７】
しかしながら、画定したい領域を形成するものは、マーカにより形成される凸包絡による領域の“相補領域”とすることもできる。図３のＣ）は、マーカが操作者の手にではなく、患者の身体に付着される実施態様を示す。図３のＣ）においては、６個のマーカが例えば患者の胸部上に又は首領域の周辺に配置され、例えば放射線から保護されるべきものは、これら６個のマーカ（勿論、如何なる他の数のマーカでもよい）により囲まれた領域である。図３のＥ）及び図３のＦ）は図３のＣ）と同様の配置を示し、ここで、図３のＥ），図３のＦ）は互いに相補的又は逆のマーカ配置である。例えば、図３のＥ）において、画像収集が実行されるべき関連する領域Ａは、マーカにより囲まれた領域の相補領域である。しかしながら、図３のＦ）において、領域Ａはマーカにより囲まれた領域の内側である。更に特定的には、図３のＦ）において、保護されるべきものは図３のＡ）と同様にマーカの内側の領域である。しかしながら、外側の領域は、撮像されるべき、従って放射線を受けるべき関心領域である。図３のＥ）における状況は、図３のＦ）における状況と相補的である。図３のＥ）において、保護したいのはマーカにより囲まれた領域の外側であり、撮像は該マーカの内側の領域に限定されるべきである。言い換えると、図３のＥ）は、マーカにより配置された領域により形成される“孔”により仮想の“鉛製患者保護カバー”を実施するために使用することができる。
【００７８】
本発明によれば、マーカＭＫは、これらマーカにより境界が定められる領域により画定される領域に対して実行されるべき画像命令を実際に自身に符号化（エンコード）するように形成される。マーカＭＫの一実施態様の一層詳細な図が図３のＤ）に示されている。特に、マーカのうちの１つが拡大図として示されている（図示のために、概念的な“拡大鏡”内に示されている）。図示された実施態様において、マーカをエンコードする“知的”マーカ又は画像命令は、本体部４２と、明確な方向成分４４、即ちＸ線フィルタ動作のための固有の方向をエンコードしている部分とを有している。
【００７９】
上記方向成分４４は、例えば矢印として形成することができる。他の実施態様において、該方向成分は、方向成分として成形又は配置された全体としてのマーカ自体とすることもできる。また、方向成分は本体部上のエンボス加工された構造として形成することもできる。加えて又は代わりに、該方向成分は本体部の表面上に、例えば本体部の背景及び／又は使用されるべき周囲に対して適切にコントラストを付けるパターン又はカラーで描かれ／塗装されたものとして適用することもできる。該方向成分は、当該マーカ検出システムＭＤＳにより適切なインタープリタ要素によって解釈することができるような画像取得命令を具現する。このようにして、ここでは、当該マーカを、関心領域を検出するための幾何学的手段としてのみならず、当該システムに対して何の画像取得命令が実行されるべきかを伝達するために使用することが提案される。例えば、マーカにエンコードされた関連する画像取得命令がコリメーションの１つである場合、方向成分４４は、当該システムに対して、複数のマーカにより描かれる仮想外周により定められる仮想線に対して当該関連領域が何の方向に位置するかを“告げる”。例えば、更に詳細には、図３のＤ）の実施態様において、方向成分４４は囲まれた領域の内側を指しているので、放射線から保護されるべきは、この領域の内側である。言い換えると、この構成は、方向成分４４により示される方向においてＸ線ビームが制限されるべきコリメーション命令（即ち、画像取得命令の特別なインスタンス）をエンコードする。方向成分４４に代えて又は加えて、当該マーカは、個々に又は組み合わせで画像取得命令をエンコードする、固有のカラー、パターン、反射若しくは吸収度及び／又はバーコード若しくは英数記号による暗示的記号４６、その他を含むこともできる。
【００８０】
例えば、マーカＭＫは、該知的マーカにより画定される領域に対して画像取得を実行する際に当該Ｘ線管により使用されるべき固有の電圧を、カラー又はパターンによりエンコードすることができる。
【００８１】
一実施態様において、マーカは当該マーカにより画定された領域に関して実行されるべき一群の全ての画像命令を含むことができる。マーカに含まれる命令は、トリガ命令とすることができるか、又は完全な命令セットとすることができる。マーカが完全な命令セットをエンコードする実施態様において、画像収集システムＡＣＳはマーカ検出システムＭＤＳにより直接命令され得る。命令インタープリタ要素が、検出された符号化情報を読み込み、対応する制御信号を形成する。言い換えると、この場合、上記収集サブシステムＡＣＳを制御するためにマーカ検出システムにより送出された制御信号は、単に該ＡＣＳにおけるインターフェースユニットに転送されて、一層低いレベルのコマンドへの翻訳を実行することができ、これらコマンドは次いで該ＡＣＳにおいて関連するアクチュエータを駆動し又はエンコードされた設定値（例えば、管電圧等）を適用することにより関連する動作を実行する。他の実施態様において、マーカは簡単なトリガコマンド／トークンのみをエンコードすることができる。即ち、マーカは構文的に又は意味的に完全な撮像命令は含まない。この実施態様において、マーカ検出システムＭＤＳは、符号化が実行される特定のフィーチャを単に検出する。この場合、このフィーチャが検出されたという事実は、信号としてワークステーション又は他の処理ユニットに転送される。ワークステーション又は他の処理ユニットは、検出された各フィーチャを対応する画像取得命令と照合するルックアップテーブルを保持することができる。この場合、合致する命令は、検出されたフィーチャに基づいて調べられ、次いで、画像収集システムＡＣＳは、それに応じて、適切な低レベル信号により命令される。
【００８２】
要約すると、上記実施態様の何れにおいても、命令（完全な命令セットにせよ、又は単なるトリガトークンにせよ）の実際の符号化は、マーカ若しくは該マーカの一部の１以上の幾何学的フィーチャ／形状によるものか、カラー若しくはパターン符号化によるものか、又はマーカに印刷された何らかの他の暗示的記号によるものである。使用される符号化原理は、使用される検出技術に依存する。上述した実施態様の何れかにおいても、マーカはプラスチック、アルミニウム又は使用されるべき検出技術に適合する何らかの他の好適な材料等の如何なる好適な材料から製造することもできる。
【００８３】
一実施態様において、方向成分４４はＣアーム運動のための命令をエンコードし、これにより、該Ｃアーム運動の開始及び終了点を定める。該Ｃアームは、ＦｏＶが常にマーカの間に（即ち、当該マーカの方向成分４４により指される領域内に）留まるように制御される。
【００８４】
また、幾つかの実施態様において、複数の異なる領域Ａｉを画定するために、異なるグループのマーカを配置することもできる。斯かる異なるグループに対する処理は、上述したものと同様である。例えば、介入者の手の領域を定めるためにマーカを使用することができ、同時に、他のマーカのグループは患者の身体上の領域を定める。
【００８５】
幾つかの実施態様において、マーカＭＫは関連する領域Ａの外側から若しくは内部からＸ線可視インク／染料等のインク若しくは染料により輪郭を描くことにより形成され、又はマーカはおもちゃ屋で販売されている子供用タトゥーと同様の紙から皮膚へ転写可能な除去できる“タトゥー”の形で付着させることができる。
【００８６】
以下においては、ここで用いられる線量低減目的の画像取得命令が要約される。
【００８７】
前述したように、１つの画像取得命令は、線量を低減するために照射フィルタを自動的に適用することを含む。該フィルタは、半透過性又は非透過性であり得る（例えば、コリメータのシャッタエレメント（ブレード））。ＦｏＶの少なくとも一部がフィルタされることは、前述したようにマーカの特徴（特質）及び／又は設定に基づいて決定される。しかしながら、斯かるマーカにエンコードされたフィルタ命令を使用することは、幾つかの実施態様において、人の手又は関連する患者の身体部分の構造的特徴等の他の手掛かりが付加的に使用されることを除外するものではない。例えば、マーカの幾つかの位置を知ることは、ＭＤＳに何処に残りのマーカが配置されている筈であるとの良い着想を既に与え得るものである。何故なら、一般論として、人の手の平均的寸法は分かり得るからである。言い換えると、ここでは、幾つかの実施態様において、マーカにより画定される領域の特定の幾何学的制約が、ＭＤＳプロセッサ２５により実行される検出計算に含まれることが除外されるものではない。このフィルタ処理は、マーカが当該ＦｏＶの以前にフィルタ又は遮断されていた部分から外部に移動した場合に停止される（即ち、当該シャッタエレメントはＦｏＶを拡大するために後退するよう指令される）。関心領域における画像品質は影響されることはない。
【００８８】
他の画像取得命令は、全体の画像に対して線量を自動的に減少させる（例えば、パルスレートを低下させる又は照射を中断さえもさせることにより）ことを含み得る。線量は、（全ての）マーカが当該画像の外部となった場合に回復される。この方法は、画像品質を低下させ得るが、それでも十分なレベルに維持することができる。画像品質に対する低い要求は、介入器具の抜き取り又は挿入の間に、即ち典型的に手が使用される場合に、期待することができる。
【００８９】
他の命令は、当該撮像システムに当該医師に対して、例えば介入者に手を使用する際にペダルから短時間足を外すことを思い出させる視覚又は可聴信号の形の明確な警告信号を供給するように指令することができる。非Ｘ線型検出技術（光学、ＩＲ、奥行き関知的等）が使用される場合、上記警告は、当該システムＡＣＳが放射線源から放射線を放出するように要求され、且つ、関連する領域（手又は患者の身体部分）に関するマーカＭＫが現在のＦｏＶ内にある場合に発せられ得る。
【００９０】
前述した様に、上記に要約した画像命令（警告信号を伴う又は伴わない）の如何なる組み合わせも、ここでは、同様に自動的なフィルタ処理及びパルス低減等のように考えられる。
【００９１】
図４は、画像取得命令の効果をコリメーション動作に関して更に詳細に例示している。
【００９２】
図４のＡ），図４のＢ）は２つのＸ線画像のスクリーンショット（画面写真）を示し、ここで、図４のＡ）は操作者の手３２がＸ線ビーム内にある余り望ましくない状況を示している。符号５４は特定の関心解剖学的構造を示し、符号５２は当該画像の一部を遮断し又は当該領域に入るＸ線線量を少なくとも部分的に低減する配備されたコリメータ若しくはフィルタエレメントの陰を示している。図４のＢ）は、操作者の手３２の周辺のマーカが検出された後の効果を示している。ブレードが検出されたマーカの周辺の領域（即ち、操作者の手の周辺の、言い換えると、検出されたマーカの周辺の領域５６）を覆うように配備される自動コリメーション動作が発生している。検出されたマーカの周辺でコリメートされる部分が正確にどの程度広いかは、検出されるマーカ位置の周辺の“遮断余裕”を定める内部的な恐らくはユーザにより定義可能な設定値により決定される。これは、１以上のマーカにより画定される領域において放射線線量を低減することが目的である画像取得命令の一例である。符号５６は、検出されたマーカ位置ＭＫにおける医師の手３２の保護を行う位置に滑り込まされて配置されたコリメータブレードの陰を示している。図４のＣ），図４のＤ）は図4のスクリーンショットＡ）及びＢ）の図形的レンダリングである。
【００９３】
マーカ検出サブシステムＭＤＳの動作は、プロトコルの実行と並行して又はユーザが当該撮像システムを制御するのと並行してのものである。マーカ検出サブシステムＭＤＳが、マーカがＦｏＶ内にあるか又は十分に近いことを検出すると、上述した動作が、恐らくはユーザがリクエストした制御信号に加えて自動的に実行されるか、又は当該システムは例えば手３２の被爆保護を強制するためにユーザが要求した動作をオーバーライドする。例えば、ユーザがＣアーム２０を移動させるためにジョイスティックを操作している間において、当該検出システムＭＤＳは該Ｃアームが新たな位置に移動する間に該ユーザの（又は他のユーザの）手の周辺の領域Ａを遮断又はフィルタするための所要のコリメーション動作を自動的に実行する（必要ならば）。
【００９４】
図５を参照すると、Ｘ線画像収集システムを動作させる方法のフローチャートが示されている。該システムは、サンプル、特には臓器サンプル、更に詳細には人又は動物の患者（の一部）の１以上の画像を取得するのに適したものである。Ｘ線放射線がＸ線源から放出され、Ｘ線ビームを形成する。該ビームは当該システムのＸ線検出器において検出可能である。該検出器において検出された信号は、次いで、当該サンプルが２つの対向する部品（Ｘ線源及びＸ線検出器）の間の空間により形成される検査領域内にある場合に、該サンプルの画像に変換することができる。
【００９５】
準備ステップＳ５０５において、１以上のマーカＭＫがサンプル上又は撮像器操作ユーザの身体部分上に配置される。
【００９６】
ステップＳ５１０において、当該領域が少なくとも部分的にＸ線ビーム内にあるかを検出する試みがなされる。これに代えて又は加えて、当該領域がＸ線ビームから予め定められた距離内にあるかを検出する試みがなされる。当該関心領域は該領域との空間的関連で配置されたマーカにより画定される。
【００９７】
ステップＳ５１５において、上記マーカのうちの少なくとも１つが上記のように検出され、関連する制御信号が当該画像収集システムに対して送出される。
【００９８】
ステップＳ５２０において、上記制御信号が受信され、これに応答して、関連する画像取得動作が当該画像収集システムにより上記のマーカにより境界が画定された領域に関して実行される。一実施態様によれば、制御の流れは次いで前記検出試行ステップＳ５１０に戻る。この帰還ループにより、監視又は追跡機能が実施される。
【００９９】
検出ステップＳ５１０は、Ｘ線管が駆動される前に実行することができる。というのは、照射される（照射されるべき）ボリューム／最終的ＦｏＶは、次の画像取得のために使用されるべき現在の撮像ジオメトリ（設定パラメータ）から当該システムには既に分かっているからである。
【０１００】
一実施態様において、上記マーカ／斯様にして境界が画定された上記領域がＦｏＶ内にある（又は該ＦｏＶから予め定められた距離内にある）限り当該命令を動作又は有効状態に維持し、次いで、当該マーカがＦｏＶ外である又は上記予め決められた距離外であることが検出されると上記命令を破棄又は無効にすることが考えられる。
【０１０１】
以上は主に医療に関して説明されたが、提案された方法及びシステムは、荷物若しくは乗客スクリーニング又は非破壊的材料検査及びその他等の他のＸ線撮像状況においても良好に使用することができる。
【０１０２】
本発明の他の例示的実施態様においては、上述した実施態様の１つによる方法の方法ステップを適切なシステム上で実行するよう適合化されることを特徴とするコンピュータプログラム又はコンピュータプログラム要素が提供される。
【０１０３】
従って、上記コンピュータプログラム要素は、本発明の実施態様の一部でもあり得るコンピュータユニットに記憶することができる。このコンピュータユニット（計算ユニット）は、上述した方法のステップを実行し又は斯かるステップの実行を生じさせるように構成することができる。更に、前述した装置の構成要素を動作させるように構成することもできる。該コンピュータユニットは、自動的に動作し及び／又はユーザの指令を実行するように構成することができる。コンピュータプログラムはデータプロセッサの作業メモリ内にロードすることができる。このように、該データプロセッサは本発明の方法を実行するように装備することができる。
【０１０４】
この例示的実施態様は、最初から本発明を使用するコンピュータプログラム、及び更新により既存のプログラムを、本発明を使用するプログラムに変えるコンピュータプログラムの両方をカバーする。
【０１０５】
更に、上記コンピュータプログラム要素は、上述した方法の例示的実施態様の手順を満たす全ての必要なステップを提供することができる。
【０１０６】
本発明の更なる例示的実施態様によれば、ＣＤ−ＲＯＭ等のコンピュータ読取可能な媒体が提供され、該コンピュータ読取可能な媒体は、先の段落で記載されたコンピュータプログラム要素を記憶している。
【０１０７】
コンピュータプログラムは、光学記憶媒体又は他のハードウェアと共に若しくは該ハードウェアの一部として供給される固体媒体等の適切な媒体により記憶及び／又は分配することができるのみならず、インターネット又は他の有線若しくは無線通信システムを介して等のように他の形態で分配することもできる。
【０１０８】
しかしながら、コンピュータプログラムは、ワールドワイドウエブ等のネットワークを介して提供することもできると共に、斯様なネットワークからデータプロセッサの作業メモリにダウンロードすることもできる。本発明の更なる例示的実施態様によれば、本発明の前述した実施態様の１つによる方法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をダウンロードのために利用可能にさせる媒体も提供される。
【０１０９】
本発明の実施態様は異なる主題に関連して説明されていることに注意されたい。特に、幾つかの実施態様は方法のタイプの請求項に関連して説明される一方、他の実施態様は装置のタイプの請求項に関連して説明されている。しかしながら、当業者であれば、前記及び以下の説明から、そうでないと明記されない限り、１つのタイプの主題に関係するフィーチャ間の何らかの組み合わせに加えて、異なる主題に関係するフィーチャの間の如何なる組み合わせも、本出願により開示されていると考えられることが分かるであろう。しかしながら、フィーチャの単なる寄せ集め以上である相乗的効果をもたらすように全てのフィーチャを組み合わせることができるものである。
【０１１０】
以上、本発明を図面及び上記記載において詳細に図示及び説明したが、このような図示及び説明は解説的又は例示的なものであって限定するものではないと見なされるべきである。即ち、本発明は開示された実施態様に限定されるものではない。開示された実施態様の他の変形例は、当業者によれば、請求項に記載された本発明を実施するに際して図面、本開示及び従属請求項の精査から理解し実施することができる。
【０１１１】
尚、請求項において“有する”なる文言は他の構成要素又はステップを排除するものではなく、単数形は複数を排除するものではない。また、単一のプロセッサ又は他のユニットは、請求項に記載された幾つかの項目の機能を満たすことができる。また、特定の手段が相互に異なる従属請求項に記載されているという単なる事実は、これら手段の組み合わせを有利に使用することができないということを示すものではない。また、請求項における如何なる符号も当該範囲を限定するものと見なしてはならない。
【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３Ｃ）】
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【図３Ｄ）】
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【図３Ｅ）】
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【図３Ｆ）】
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【図４Ａ）−４Ｂ）】
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【図４Ｃ）】
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【図４Ｄ）】
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【図５】
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