(57)【要約】ターゲットシステムの実施形態は貫通ビームエミッタと、貫通ビームレシーバと、ターゲットアセンブリとを備えている。このターゲットアセンブリは調整可能である。ターゲットアセンブリはエミッタにより与えられる貫通ビームの通路にターゲットマーカーを有する。このターゲットマーカーはエミッタにより放射された貫通ビームに少なくとも部分的に不透明であり、ターゲットマーカーはターゲット軸上ターゲット点を指示する。ターゲットアセンブリはさらにターゲット軸に沿ってターゲットビームを与えることのできるターゲットビーム装置を含んでいる。さらに、本発明はターゲットシステムの較正方法および関心のある区域をターゲットとする方法を含んでいる。
2004524897.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
貫通ビームエミッタおよび貫通ビームレシーバを有する装置を設け、
エミッタの貫通ビームの通路中にターゲットマーカーを含む調整可能なターゲットアセンブリを設け、ターゲットマーカーはエミッタにより放射された貫通ビームに対して少なくとも部分的に不透明であり、ターゲットマーカーはターゲット軸上のターゲット点を示し、ターゲットアセンブリはさらにターゲッティングビーム装置を含み、そのターゲッティングビーム装置はターゲット軸に沿ってターゲッティングビームを供給することが可能であり、
貫通ビームの通路中の第１の位置において第１の較正点を指示する第１の較正ターゲットを設け、その第１の較正ターゲットは少なくとも部分的に不透明であり、
貫通ビームをレシーバに向けて送り、
レシーバにおいて貫通ビームを受取り、
ターゲット軸に沿ってターゲッティングビームを供給し、
ターゲットアセンブリを調整してターゲッティングビームを第１の位置で第１の較正点に入射させ、それによりレシーバにより与えられるイメージが第１の位置における第１の較正点と一致したターゲット点を示し、
第１の較正点としてターゲット軸の位置に対応する情報を記録し、
貫通ビームの通路中の第２の位置における第２の較正点を指示する第２の較正ターゲットを提供し、この第２の較正ターゲットは少なくとも部分的に貫通ビームに対して不透明であり、
ターゲットアセンブリを調整してターゲッティングビームを第２の位置で第２の較正点に入射させ、それによりレシーバにより与えられるイメージが第２の位置における第２の較正点と一致したターゲット点を示し、
第２の較正点としてターゲット軸の位置に対応する情報を記録するターゲットシステムの動作方法。
【請求項２】
ターゲッティングビームはレーザビームである請求項１記載の方法。
【請求項３】
貫通ビームはＸ線ビームである請求項１記載の方法。
【請求項４】
ターゲットマーカーは第１のワイヤと、この第１のワイヤに実質上垂直な第２のワイヤとを含んでいる請求項１記載の方法。
【請求項５】
ターゲットアセンブリを調整してそれによりレシーバにより与えられるイメージがターゲットアセンブリの少なくとも一部の変移を含む較正点の１つと一致するターゲット点を指示する請求項１記載の方法。
【請求項６】
ターゲットアセンブリを調整してそれによりレシーバがターゲットアセンブリの少なくとも一部の回転を含む較正点の１つと一致するターゲット点を指示する請求項１記載の方法。
【請求項７】
ターゲットアセンブリを調整してそれによりターゲッティングビームをターゲットアセンブリの少なくとも一部の回転を含む較正点の１つと一致するターゲット点に入射させる請求項１記載の方法。
【請求項８】
ターゲットアセンブリを調整してそれによりターゲッティングビームをターゲットアセンブリの少なくとも一部の変移を含む較正点の１つと一致するターゲット点に入射させる請求項１記載の方法。
【請求項９】
ターゲッティングビーム装置は、第２の軸上に配置されたレーザと、ターゲット軸および第２の軸上に配置されたミラーとを備えている請求項１記載の方法。
【請求項１０】
ミラーは少なくとも部分的に貫通ビームに対して半透明である請求項９記載の方法。
【請求項１１】
ターゲット点はターゲットアセンブリの回転軸上にある請求項１記載の方法。
【請求項１２】
ターゲット点はターゲットアセンブリの変移軸上にある請求項１記載の方法。
【請求項１３】
記録された第１の較正位置の少なくとも一部と記録された第２の較正位置の少なくとも一部とを使用して貫通ビームの放射中心を決定する請求項１記載の方法。
【請求項１４】
貫通ビームエミッタおよび貫通ビームレシーバを有する装置を設け、
エミッタの貫通ビームの通路中にターゲットマーカーを含む調整可能なターゲットアセンブリを設け、ターゲットマーカーはエミッタにより放射された貫通ビームに対して少なくとも部分的に不透明であり、ターゲットマーカーはターゲット軸上のターゲット点を示し、ターゲットアセンブリはさらにターゲット軸に沿ってターゲッティングビームを供給することが可能なターゲッティングビーム装置を含み、、
貫通ビームの通路中にオブジェクトを設け、そのオブジェクトは貫通ビームの通路中に位置した関心のある関連した区域を有し、関心のある区域とオブジェクトは、貫通ビームが関心のある区域に向けて送られてレシーバにより受取られたときレシーバにより与えられたイメージ中の関心のある区域を作業員が認識できるように貫通ビームに対して不透明であり、
貫通ビームをオブジェクトおよび関心のある区域に向けて送り、
レシーバにおいて貫通ビームを受取り、
レシーバにより与えられたイメージが関心のある区域と一致するターゲット点を示すようにターゲットアセンブリを調整し、
ターゲット点の位置を決定し、
ターゲット軸の所望の位置を決定し、
ターゲット軸が所望の位置にあるようにターゲットアセンブリを調整し、
ターゲット軸に沿ってターゲッティングビームを供給するターゲッティングシステムの動作方法。
【請求項１５】
ターゲッティングビームはレーザビームである請求項１４記載の方法。
【請求項１６】
貫通ビームはＸ線ビームである請求項１４記載の方法。
【請求項１７】
ターゲットマーカーは第１のワイヤと、この第１のワイヤにほぼ垂直な第２のワイヤとを含んでいる請求項１４記載の方法。
【請求項１８】
ターゲットアセンブリを調整してそれによりレシーバにより与えられるイメージがターゲットアセンブリの少なくとも一部の変移を含む関心のある区域と一致するターゲット点を指示する請求項１４記載の方法。
【請求項１９】
ターゲットアセンブリを調整してそれによりレシーバにより与えられるイメージがターゲットアセンブリの少なくとも一部の回転を含む関心のある区域と一致するターゲット点を指示する請求項１４記載の方法。
【請求項２０】
ターゲッティングビーム装置は、第２の軸上に配置されたレーザと、ターゲット軸および第２の軸上に配置されたミラーとを備えている請求項１４記載の方法。
【請求項２１】
ミラーは少なくとも部分的に貫通ビームに対し半透明である請求項２０記載の方法。
【請求項２２】
ターゲット点はターゲットアセンブリの回転軸上にある請求項１４記載の方法。
【請求項２３】
ターゲット点はターゲットアセンブリの変移軸上にある請求項１４記載の方法。
【請求項２４】
ターゲットアセンブリを調整してそれによりターゲット軸がターゲットアセンブリの少なくとも一部の回転を含む所望の位置に位置させる請求項１４記載の方法。
【請求項２５】
ターゲットアセンブリを調整してそれによりターゲット軸がターゲットアセンブリの少なくとも一部の変移を含む所望の位置に位置させる請求項１４記載の方法。
【請求項２６】
貫通ビームエミッタおよび貫通ビームレシーバを有する装置を設け、
エミッタの貫通ビームの通路中にターゲットマーカーを含む調整可能なターゲットアセンブリを設け、ターゲットマーカーはエミッタにより放射された貫通ビームに対して少なくとも部分的に不透明であり、ターゲットマーカーはターゲット軸上のターゲット点を示し、ターゲットアセンブリはさらにターゲット軸に沿ってターゲッティングビームを供給することが可能なターゲッティングビーム装置を含み、、
貫通ビームの通路中の第１の位置に較正点を示す較正ターゲットを設け、その較正ターゲットは貫通ビームに対して少くとも部分的に不透明であり、
貫通ビームをレシーバに向けて送り、
レシーバにおいて貫通ビームを受取り、
ターゲット軸に沿ってターゲッティングビームを供給し、
ターゲッティングビームを第１の位置で較正点に入射させてそれによりレシーバにより与えられるイメージが第１の位置における較正点と一致したターゲット点を示すようにターゲットアセンブリを調整し、
第１の較正位置としてターゲット軸の位置に対応する情報を記録し、
貫通ビームの通路中の第２の位置に較正ターゲットを移動させ、
ターゲッティングビームを第２の位置で較正点に入射させ、それによりレシーバにより与えられるイメージが第２の位置における較正点と一致したターゲット点を示すようにターゲットアセンブリを調整し、
第２の較正位置としてターゲット軸の位置に対応する情報を記録するターゲッティングシステムの動作方法。
【請求項２７】
ターゲッティングビームはレーザビームである請求項２６記載の方法。
【請求項２８】
貫通ビームはＸ線ビームである請求項２６記載の方法。
【請求項２９】
ターゲットマーカーは第１のワイヤと、この第１のワイヤに実質上垂直な第２のワイヤとを含んでいる請求項２６記載の方法。
【請求項３０】
ターゲットアセンブリを調整してそれによりレシーバにより与えられるイメージがターゲットアセンブリの少なくとも一部の変移を含む較正点と一致するターゲット点を指示する請求項２６記載の方法。
【請求項３１】
ターゲットアセンブリを調整してそれによりレシーバがターゲットアセンブリの少なくとも一部の回転を含む較正点の１つと一致するターゲット点を指示する請求項２６記載の方法。
【請求項３２】
ターゲットアセンブリを調整してそれによりターゲッティングビームをターゲットアセンブリの少なくとも一部の回転を含む較正点に入射させる請求項２６記載の方法。
【請求項３３】
ターゲットアセンブリを調整してそれによりターゲッティングビームをターゲットアセンブリの少なくとも一部の変移を含む較正点に入射させる請求項２６記載の方法。
【請求項３４】
ターゲッティングビーム装置は、第２の軸上に配置されたレーザと、ターゲット軸および第２の軸上に配置されたミラーとを備えている請求項２６記載の方法。
【請求項３５】
ミラーは少なくとも部分的に貫通ビームに半透明である請求項３４記載の方法。
【請求項３６】
ターゲット点はターゲットアセンブリの回転軸上にある請求項２６記載の方法。
【請求項３７】
ターゲット点はターゲットアセンブリの変移軸上にある請求項２６記載の方法。
【請求項３８】
さらに、記録された第１の較正位置の少なくとも一部と記録された第２の較正位置の少なくとも一部とを使用して貫通ビームの放射中心を決定する請求項２６記載の方法。
【請求項３９】
貫通ビームエミッタと、
貫通ビームレシーバと、
エミッタにより与えられた貫通ビームの通路中に位置し、エミッタにより放射された貫通ビームに対して少なくとも部分的に不透明であり、ターゲット軸上のターゲット点を指示するターゲットマーカーを含み、ターゲット軸に沿ってターゲッティングビームを与えることができるターゲッティングビーム装置を備えている調節可能なターゲットアセンブリと、
貫通ビームに対して少なくとも部分的に不透明であり、貫通ビームの通路中に位置する較正点を指示する第１の較正ターゲットと、
ターゲット軸の少なくとも２つの較正位置に対応する情報を記録することのできる位置記録装置とを具備しているターゲットシステム。
【請求項４０】
さらに、貫通ビームの通路に位置する第２の較正点を指示する第２の較正ターゲットを含み、この第２の較正ターゲットは少なくとも部分的に貫通ビームに対して不透明である請求項３９記載のシステム。
【請求項４１】
ターゲッティングビームはレーザビームである請求項３９記載のシステム。
【請求項４２】
貫通ビームはＸ線ビームである請求項３９記載のシステム。
【請求項４３】
ターゲットマーカーは第１のワイヤと、この第１のワイヤに実質上垂直な第２のワイヤとを含んでいる請求項３９記載のシステム。
【請求項４４】
位置記録装置はコンピュータと、このコンピュータにおいて動作するソフトウエアとを含んでいる請求項３９記載のシステム。
【請求項４５】
ターゲッティングビーム装置は第２の軸上に位置するレーザと、ターゲット軸および第２の軸上に位置すミラーとを含んでいる請求項３９記載のシステム。
【請求項４６】
ミラーは少なくとも部分的に貫通ビームに対して不透明である請求項４５記載のシステム。
【請求項４７】
ターゲット点はターゲットアセンブリの回転軸上にある請求項３９記載のシステム。
【請求項４８】
ターゲット点はターゲットアセンブリの変移軸上にある請求項３９記載のシステム。
【請求項４９】
貫通ビームエミッタと、
貫通ビームレシーバと、
エミッタにより放射された貫通ビームの通路中に位置し、エミッタにより放射された貫通ビームに対して少なくとも部分的に不透明であり、ターゲット軸上のターゲット点を指示するターゲットマーカーを含み、ターゲット軸に沿ってターゲッティングビームを与えることができるターゲッティングビーム装置を備えている調節可能なターゲットアセンブリと、
第１の自由度でターゲット軸の所望の位置を決定し、第２の自由度でターゲット点の位置を与えることにより貫通ビームの発生中心の位置を決定するのに十分な情報を与えられる計算装置とを具備しているターゲットシステム。
【請求項５０】
計算装置はコンピュータと、このコンピュータにおいて動作するソフトウエアとを含んでいる請求項４９記載のシステム。
【請求項５１】
ターゲッティングビームはレーザビームである請求項４９記載のシステム。
【請求項５２】
貫通ビームはＸ線ビームである請求項４９記載のシステム。
【請求項５３】
ターゲットマーカーは第１のワイヤと、この第１のワイヤに実質上垂直な第２のワイヤとを含んでいる請求項４９記載のシステム。
【請求項５４】
ターゲッティングビーム装置は第２の軸上に位置するレーザと、ターゲット軸および第２の軸上に位置すミラーとを含んでいる請求項４９記載のシステム。
【請求項５５】
ミラーは少なくとも部分的に貫通ビームに半透明である請求項５４記載のシステム。
【請求項５６】
ターゲット点はターゲットアセンブリの回転軸上にある請求項４９記載のシステム。
【請求項５７】
ターゲット点はターゲットアセンブリの変移軸上にある請求項４９記載のシステム。
【請求項５８】
貫通ビームエミッタおよび貫通ビームレシーバを有する装置を設け、
４以上の自由度を有し、エミッタにより与えられる貫通ビームの通路中にターゲットマーカー含む調整可能なターゲットアセンブリを設け、ターゲットマーカーはエミッタにより放射された貫通ビームに対して少なくとも部分的に不透明であり、ターゲットマーカーはターゲット軸上のターゲット点を示し、ターゲットアセンブリはさらにターゲット軸に沿ってターゲッティングビームを供給することが可能なターゲッティングビーム装置を含み、
第１の位置における第１の較正点を示す第１の較正ターゲットと、第２の位置における第２の較正点を示す第２の較正ターゲットとを設け、第１および第２の較正点はエミッタにより放射された貫通ビームの通路中に位置し、第１および第２の較正ターゲットは貫通ビームに対して少くとも部分的に不透明であり、
貫通ビームをレシーバに向けて送り、
レシーバにおいて貫通ビームを受取り、
ターゲット軸に沿ってターゲッティングビームを供給し、
ターゲッティングビームを第１の位置で第１の較正点に入射させ、それによりレシーバにより与えられるイメージが第１の位置における第１の較正点と一致したターゲット点を示すようにターゲットアセンブリを少くとも１つの自由度で調整し、
第１の較正位置としてターゲット軸の位置に対応する情報を記録し、
ターゲッティングビームを第２の位置で第２の較正点に入射させ、それによりレシーバにより与えられるイメージが第２の位置における第２の較正点と一致したターゲット点を示すようにターゲットアセンブリを少くとも１つの自由度で調整し、
第２の較正位置としてターゲット軸の位置に対応する情報を記録するターゲッティングシステムの動作方法。
【請求項５９】
ターゲッティングビームはレーザビームである請求項５８記載の方法。
【請求項６０】
貫通ビームはＸ線ビームである請求項５８記載の方法。
【請求項６１】
ターゲットマーカーは第１のワイヤと、この第１のワイヤに実質上垂直な第２のワイヤとを含んでいる請求項５８記載の方法。
【請求項６２】
ターゲットアセンブリを調整してそれによりレシーバにより与えられるイメージがターゲットアセンブリの少なくとも一部の変移を含む較正点の任意の１つと一致するターゲット点を指示する請求項５８記載の方法。
【請求項６３】
ターゲットアセンブリを調整してそれによりレシーバにより与えられるイメージがターゲットアセンブリの少なくとも一部の回転を含む較正点の任意の１つと一致するターゲット点を指示する請求項５８記載の方法。
【請求項６４】
ターゲットアセンブリを調整してそれによりターゲッティングビームがターゲットアセンブリの少なくとも一部の回転を含む較正点の任意の１つに入射する請求項５８記載の方法。
【請求項６５】
ターゲットアセンブリを調整してそれによりターゲッティングビームがターゲットアセンブリの少なくとも一部の変移を含む較正点の任意の１つに入射する請求項５８記載の方法。
【請求項６６】
ターゲッティングビーム装置は第２の軸上に位置するレーザと、ターゲット軸および第２の軸上に位置すミラーとを含んでいる請求項５８記載の方法。
【請求項６７】
ミラーは少なくとも部分的に貫通ビームに不透明である請求項６６記載の方法。
【請求項６８】
ターゲット点はターゲットアセンブリの回転軸上にある請求項５８記載の方法。
【請求項６９】
ターゲット点はターゲットアセンブリの変移軸上にある請求項５８記載の方法。
【請求項７０】
さらに、記録された第１の較正位置の少なくとも一部と、記録された第２の較正位置の少なくとも一部とを使用して貫通ビームの放射中心を決定する請求項５８記載の方法。
【請求項７１】
貫通ビームエミッタおよび貫通ビームレシーバを有する装置を設け、
４以上の自由度を有し、エミッタにより与えられる貫通ビームの通路中にターゲットマーカー含む調整可能なターゲットアセンブリを設け、ターゲットマーカーはエミッタにより放射された貫通ビームに対して少なくとも部分的に不透明であり、ターゲットマーカーはターゲット軸上のターゲット点を示し、ターゲットアセンブリはさらにターゲット軸に沿ってターゲッティングビームを供給することが可能なターゲッティングビーム装置を含み、
貫通ビームの通路中にオブジェクトを設け、そのオブジェクトは貫通ビームの通路中に位置する関心のある関連した区域を有し、関心のある区域とオブジェクトは貫通ビームが関心のある区域に向けて送られてレシーバにより受取られたときレシーバにより与えられたイメージ中の関心のある区域を作業員が識別することができるように貫通ビームに対して不透明であり、
貫通ビームをオブジェクトおよび関心のある区域に向けて送り、
レシーバにおいて貫通ビームを受取り、
レシーバにより与えられたイメージが関心のある区域と一致するターゲット点を示すように少くとも１つの自由度でターゲットアセンブリを調整し、
少くとも１つの自由度でターゲット点の位置を決定し、
少くとも１つの自由度でターゲット軸の所望の位置を決定し、
ターゲット軸が所望の位置にあるようにターゲットアセンブリを調整し、
ターゲット軸に沿ってターゲッティングビームを供給するターゲッティングシステムの動作方法。
【請求項７２】
ターゲッティングビームはレーザビームである請求項７１記載の方法。
【請求項７３】
貫通ビームはＸ線ビームである請求項７１記載の方法。
【請求項７４】
ターゲットマーカーは第１のワイヤと、この第１のワイヤに実質上垂直な第２のワイヤとを含んでいる請求項７１記載の方法。
【請求項７５】
ターゲッティングビーム装置は第２の軸上に位置するレーザと、ターゲット軸および第２の軸上に位置すミラーとを含んでいる請求項７１記載の方法。
【請求項７６】
ミラーは少なくとも部分的に貫通ビームに対して半透明である請求項７５記載の方法。
【請求項７７】
ターゲット点はターゲットアセンブリの回転軸上にある請求項７１記載の方法。
【請求項７８】
ターゲット点はターゲットアセンブリの変移軸上にある請求項７１記載の方法。
【請求項７９】
ターゲットアセンブリを調整してそれによりレシーバにより与えられるイメージがターゲットアセンブリの少なくとも一部の変移を含む関心のある区域と一致するターゲット点を指示する請求項７１記載の方法。
【請求項８０】
ターゲットアセンブリを調整してそれによりレシーバにより与えられるイメージがターゲットアセンブリの少なくとも一部の回転を含む関心のある区域と一致するターゲット点を指示する請求項７１記載の方法。
【請求項８１】
少くとも１つの自由度におけるターゲット点の位置の決定は、ターゲット点の変移位置の決定を含んでいる請求項７１記載の方法。
【請求項８２】
少くとも１つの自由度におけるターゲット点の位置の決定は、ターゲット点の回転位置の決定を含んでいる請求項７１記載の方法。
【請求項８３】
ターゲット軸がターゲットアセンブリの少なくとも一部の回転を含む所望の位置であるようにターゲットアセンブリを調整する請求項７１記載の方法。
【請求項８４】
ターゲット軸がターゲットアセンブリの少なくとも一部の変移を含む所望の位置であるようにターゲットアセンブリを調整する請求項７１記載の方法。
【請求項８５】
貫通ビームエミッタと、
貫通ビームレシーバと、
エミッタにより与えられた貫通ビームの通路中に位置するエミッタにより放射された貫通ビームに対して少なくとも部分的に不透明でターゲット軸上のターゲット点を指示するターゲットマーカーを含み、ターゲット軸に沿ってターゲッティングビームを与えることができる４以上の自由度を有するターゲッティングビーム装置を備えている調節可能なターゲットアセンブリとを具備しているターゲットシステム。
【請求項８６】
さらに、エミッタにより与えられた貫通ビームの通路中に位置し、貫通ビームに対して少なくとも部分的に不透明である較正ターゲットと、
ターゲット軸の２以上の較正位置に対応する情報を記録することのできる位置記録装置とを具備している請求項８５記載のシステム。
【請求項８７】
位置記録装置はコンピュータと、このコンピュータにおいて動作するソフトウエアとを含んでいる請求項８６記載のシステム。
【請求項８８】
ターゲッティングビームはレーザビームである請求項８５記載のシステム。
【請求項８９】
貫通ビームはＸ線ビームである請求項８５記載のシステム。
【請求項９０】
ターゲットマーカーは第１のワイヤと、この第１のワイヤに実質上垂直な第２のワイヤとを含んでいる請求項８５記載のシステム。
【請求項９１】
ターゲッティングビーム装置は第２の軸上に位置するレーザと、ターゲット軸および第２の軸上に位置すミラーとを含んでいる請求項８５記載のシステム。
【請求項９２】
前記ミラーは貫通ビームに対して少くとも部分的に半透明である請求項９１記載のシステム。
【請求項９３】
さらに、第１の自由度で所望の位置を決定し、第２の自由度でターゲット点の位置を与え、貫通ビームの放射の中心の位置を決定するために充分な情報を与える計算装置を具備している請求項８５記載のシステム。
【請求項９４】
計算装置はコンピュータと、このコンピュータにおいて動作するソフトウエアとを含んでいる請求項９３記載のシステム。
【請求項９５】
ターゲット点はターゲットアセンブリの回転軸上にある請求項８５記載のシステム。
【請求項９６】
ターゲット点はターゲットアセンブリの変移軸上にある請求項８５記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ターゲッティングシステムおよびターゲッティング方法に関する。例えば、本発明は表面の背後に位置するターゲット区域に対して使用されることができる。
【背景技術】
【０００２】
従来の技術において特許文献１および２には、針と結合されるべき腫瘍を有するＸ線により検出された試料に対して位置を検出し、検査針をその位置へ導く方法および装置が開示されている。交差するレーザビームが腫瘍の位置をマークし、垂直な経路で検査針を導くために使用されている。レーザビームソースは直交する通路で移動可能であり、補償手段がビーム方向を調節してターゲット区域内に維持し、視差を除去する。すなわち、レーザ光ビームの角度位置は異なった座標位置で異なった角度に調節されて傷害部を通ってＸ線の点放射源からＸ線フィルムへの直線路の一部に沿って針を追従させる。したがって、針の先端は傷害部の側方に変位されてはならない。
【特許文献１】
米国特許第５，３２０，１１１号明細書
【特許文献２】
米国特許第５，３１６，０１４号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
そのような従来技術のシステムおよび方法は欠点を有している。例えば、それらは正確で迅速に較正することが困難である。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、貫通ビームエミッタと、貫通ビームレシーバと、調節可能なターゲットアセンブリとを具備しているターゲッティングシステムを含んでいる。ターゲットアセンブリはエミッタにより放射される貫通ビームの通路中に位置するターゲットマーカーを含む。ターゲットマーカーはエミッタにより放射された貫通ビームに対して少なくとも部分的に不透明であり、ターゲットマーカーはターゲット軸上のターゲット点を指示する。ターゲットアセンブリはさらにターゲット軸に沿ってターゲッティングビームを与えることができるターゲッティングビーム装置を備えている。
【０００５】
さらに、本発明は、上記したシステムのようなターゲッティングシステムを較正する方法および関心のある区域にターゲットを定める方法を含んでいる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
図１および２には本発明によるシステムが示されている。図１および２に示されたシステムは貫通ビームエミッタ10、貫通ビームレシーバ13、およびターゲット構造16を有している。図３は図１および２に示されたシステムの概略説明図であり、簡明にするためにターゲット構造16はその一部分だけを示している。図４は本発明の１実施例によるターゲット構造16の別の部分を示している。
【０００７】
図１乃至３は貫通ビームエミッタ10から貫通ビームレシーバ13へ送られる貫通ビーム19の一部分を示している。貫通ビームエミッタ10は点放射源78と通常呼ばれている貫通ビーム19のソースを含んでいてもよい。貫通ビームエミッタ10は例えばＸ線を放射することができる。貫通ビームレシーバ13はイメージ増強装置でよい。Ｘ線放射装置とイメージ増強装置とを有する装置の１例は、ソルトレークシティのウタにあるＯＥＣメディカルシステムコーポレーションによって製造された形式番号9800のようなフロロコープである。
【０００８】
ターゲットアセンブリ16はターゲット軸24を４つの自由度で動かすことが可能である。例えば、ターゲットアセンブリの部品は図３に矢印によって示され、以下詳細に説明されるように２方向に変移可能であり、２つの軸を中心に回転可能である。変移方向は互いに垂直であることができる。回転軸は互いに垂直であってもよい。
【０００９】
ターゲットアセンブリ16は、貫通ビーム19の通路中にエミッタ10とレシーバ13との間にターゲットマーカー22を含んでいる。このターゲットマーカー22はエミッタ10により放射された貫通ビーム19に対して少なくとも部分的に不透明である。貫通ビームがＸ線である場合に、ターゲットマーカー22は例えば鉛のようなＸ線の不透過の材料の２つの垂直なワイヤであってもよい。ターゲットマーカー22はターゲット軸24上のターゲット点26を示す（図４および５参照）。例えば、ターゲットマーカー22が２つの垂直なワイヤで構成されるならば、ターゲット点26は垂直なワイヤの交差点である。本発明の１実施例では、ターゲット点26はターゲットアセンブリ19の１対の回転軸25A, 25Bおよび変移軸25C, 25D上にある（図３および４参照）。
【００１０】
ターゲットアセンブリ16はさらにターゲット軸24に沿ってターゲッティングビーム31を与えることのできるターゲッティングビーム装置28（図５）を備えている。ターゲッティングビーム31はレーザビームでもよく、ターゲッティングビーム装置28はニューヨークのアムハーストにあるレーザ・フォトニックステクノロジー社により製造されている形式番号ＥＩＬ-650-03-3Cのようなレーザ33を含んでいてもよい。図５に示された構造は図４に示された装置により使用されることができる。それらの組合わせは図３に部分的に示されている。ターゲッティングビーム31とターゲット軸24は図４に示されているが、ターゲッティングビーム装置28は図面を簡明にするために図４では省略されている。
【００１１】
図５に示されるようにターゲッティングビーム装置28の部分は第２の軸36上に配置されてもよく、さらにターゲッティングビーム装置28は第１、第２の軸24, 36上に位置するミラー39を備えることができる。このミラー39は第２の軸36に沿ってターゲッティングビーム31を受け、第１の軸24に沿ってターゲッティングビーム31を反射するように傾斜した角度で設けられている。ミラー39は少なくとも部分的に貫通ビーム19に対して透明であってもよい。ミラー39が少なくとも部分的に貫通ビーム19に対して透明でない場合には、ミラー39は比較的小型に作られて、ターゲット点26の位置の識別から貫通ビームレシーバを介して生成されるターゲットマーカーの像を観察することが妨害されないようにする。
【００１２】
図６に示されるように、本発明は較正点43を示す１以上の較正ターゲット42を含んでいる。本発明を較正するために、較正ターゲット42は貫通ビーム19の通路に位置している。例えば、較正ターゲット42はレシーバ13上に配置されてもよい。較正ターゲット42は貫通ビームに対して少くとも部分的に不透明である。第２、第３の較正ターゲット45, 48が貫通ビーム19の通路に、例えばエミッタ10とレシーバ13との間の第２、第３のに位置それぞれ配置されてもよい。第２、第３の較正ターゲット45, 48は貫通ビーム19に対して少くとも部分的に不透明であり、第２および第３の較正点46, 49をそれぞれ示す。図６は本願発明の１実施例を示しており、３つの較正ターゲット42，45, 48がパッド51上にあり、それはレシーバ13上に配置されている。
【００１３】
図４に示されているように、本発明はまたターゲット軸24上の少くとも２つの較正位置に対応する情報を記憶することのできる位置記録装置54を備えている。位置記録装置54はまた貫通ビーム19の放射の中心78の関連位置のような他の情報を記憶することもできる。位置記録装置54はコンピュータを含んでいてもよい。位置記録装置54はまたターゲット軸24の位置を記述するパラメータの値を位置記録装置54に通知する位置センサ57に伝送ライン56により結合されてもよい。伝送ライン56の位置において、位置センサ57は、赤外線、無線周波数を含む無線手段により、またはその他の送信信号により位置記録装置54にターゲット軸24の位置についての情報を通報することができる。
【００１４】
位置センサ57はステップモータでもよい。ステップモータが使用されるとき、ターゲットアセンブリ16は既知の位置に最初にセットされる。ステップモータがターゲットアセンブリ16を動かすとき、位置記録装置54は、ステップモータが最初の位置にあったときから生成された特定の方向における実際のステップ数を記録する。実際のステップ数はターゲット軸24の位置に相関している。
【００１５】
本発明はまた、位置記録装置54および位置センサ57と通信する計算装置60（図４参照）を含んでいる。この計算装置60は少くとも１つの自由度に関してターゲット軸24の所望の位置を決定することができ、少くとも１つの他の自由度に関してターゲット点26の位置を与え、貫通ビーム19の放射の中心78の相対的位置についての情報を与えることができる。例えば変移可能な他１つの自由度においてターゲット点26の位置を与え、貫通ビーム19の放射の中心78の相対的位置についての情報を与え、計算装置60は回転自由度でターゲット軸24の所望の位置を決定することができる。ターゲット軸24の所望の位置はターゲット点26を通過する貫通ビーム19と整列している位置である。後述するように、ターゲット軸24の貫通ビーム19との整列の効果はターゲッティングビーム31と関心のある区域をターゲットとすることである。
【００１６】
計算装置60はソフトウエアで動作するコンピュータであってもよい。ソフトウエアは、基準フレーム（座標）に関する貫通ビーム19の放射の中心78である点の位置を有効に決定するために位置記録装置54中に記録されている少くとも２つの較正位置に対応する情報を使用することができる。その代わりに、放射の中心78の相対的位置は他の手段によって決定されて位置記録装置54中に記録され、或いは計算装置に利用されることができる。
【００１７】
少なくとも１つの自由度で貫通ビーム19の放射の中心78の位置およびターゲット点26の相対位置（それはターゲット軸24上にある）を知ることにより、少なくとも１つの他の自由度でターゲット軸24の所望の位置が計算されることができ、その計算にはターゲット点26と貫通ビーム19の放射の中心78との間の幾何学的関係を表す数学式が使用される。
【００１８】
図７乃至１０に示されている本発明の１実施例について説明する。共通の原点72で交差している３つの直交軸63, 66, 69を有するターゲットアセンブリ16に対する基準座標フレームを想定する。直交軸の中の２つ63, 66は基準平面75を規定する。基準平面75に関する貫通ビーム19の放射の中心78の位置は３つの直交軸63, 66, 69に対応する１組の座標により表されることができる。例えば、３つの軸はｘ軸63、ｙ軸66、ｚ軸69と呼ばれることができ、貫通ビーム19の放射の中心78の位置はｘ座標、ｙ座標、ｚ座標で表されることができる。
【００１９】
本発明をさらに説明するために、さらに実施例について説明する。それにおいて、ターゲット点26は基準平面75にあり（図８乃至１０参照）、すなわち、ターゲット点26は基準平面75とターゲット軸24が交差する位置である。ターゲットアセンブリ16の自由度はターゲット軸24が基準平面75の任意の位置で、基準平面75に関して傾斜して交差することを許容する。本発明のこの実施例では、ターゲッティングビーム31が導かれるターゲット軸24の位置を充分に記述するために４つの記述パラメータが使用され、その中の２つは変移であり、２つは回転である、２つの移動パラメータは、ここでＱおよびＰと呼ばれており、ターゲット点26のｘ座標とｙ座標に対応している。ターゲット軸24は、基準平面75に位置し、ｙ軸66に平行な、ターゲット軸24と回転軸84とによって規定された平面（ここではビーム平面と呼ばれる）に位置していると考える。回転パラメータの１つはビーム平面角度αであり、それはビーム平面81と基準平面75との間の角度である。第２の回転パラメータはターゲット軸角度βであり、これはビーム平面81内のターゲット軸24と回転軸84との間の角度である。ターゲット軸24の任意の所定の位置に対して、基準平面75に関するターゲット軸24の位置の充分な説明はＱ、Ｐおよびα、βによって与えられる。センサ57および位置記録装置54は、ターゲット軸24の位置を記述するパラメータの値、例えば２つの変移自由度（Ｑ、Ｐ）および２つの回転自由度（α、β）に対応するパラメータの値を決定し、記録することができる。
【００２０】
本発明によるターゲットアセンブリ16の一部分は図４に示されている。そのようなターゲットアセンブリ16は、ベース85と、第１のスライダーブロック87と、第２のスライダーブロック90と、回転ヨーク93と、回転シリンダー96とを備えている。ベース85は基準平面75に関して固定されている。回転シリンダー96の全体は図３に示されており、図４にはその一部分だけが示されている。基準平面75は図４には示されておらず、ベース85に平行に位置され、ターゲット点26と交差するものと想定される。
【００２１】
位置センサ57はブロック87, 90の変移位置と、回転ヨーク93と回転シリンダー96の角度位置に対応する信号を生成する。位置センサ57によって生成された信号は位置記録装置54および計算装置60によって、例えば、伝送ライン56を介して検出される。ブロック87, 90の位置を検出するために使用されることのできるそのような１つの位置センサ57は、コネチカット州のウォーターバリーのヘイドン・スイッチアンド・インスツルメント社によって製造された形式番号36343-12のようなステップモータ線形アクチュエータである。回転ヨーク93と回転シリンダー96により使用される別のセンサは、コネチカット州のウォーターバリーのヘイドン・スイッチアンド・インスツルメント社によって製造された形式番号26GH1912-44 のようなステップモータである。
【００２２】
第１のスライダーブロック87に対応する位置センサ57からの信号はｙ座標Ｐに対応し、第２のスライダーブロック90に対応する信号はｘ座標Ｑに対応する。回転ヨーク93に対応する信号はビーム平面角度αに対応し、回転シリンダー96に対応する信号はターゲット軸角度βに対応する。図１０は較正中、すなわち較正位置におけるターゲット軸24によるターゲット軸24の１つの位置を示しており、それにおいてターゲット軸24は貫通ビーム19の放射の中心78および較正点43の両者と交差する。
【００２３】
［較正］
図１１ＡおよびＢは本発明による方法のステップを示している。この方法において、ターゲットシステムは少くとも２つの較正データのセットを決定するように動作し、各セットはターゲット軸の較正位置を記述する情報に対応している。例えば、較正データのセットはＱ、Ｐおよびα、βを含むことができる。２つの較正データのセットは基準平面75に関する貫通ビーム19の放射の中心78の位置を有効に決定するために使用される。当業者は、２つの完全な較正データのセットが得られる必要はなく、例えば１つの完全な較正データのセットと１つの部分的な較正データのセットが貫通ビーム19の放射の中心78の位置を有効に決定するのに充分であることを認識するであろう。その方法では、貫通ビームエミッタ10および貫通ビームレシーバ13を有する装置がステップ200 で提供される。上述したような調節可能なターゲットアセンブリがステップ203 で提供される。ターゲットアセンブリは少くとも４つの自由度で調節可能である。例えば、ターゲット点が基準平面内で移動可能であるように、ターゲットアセンブリは変移可能であってもよく、それにより、ターゲット点を通ってターゲット軸に沿って通過して導かれるターゲッティングビームは１つが基準平面内にある２つの回転軸を中心に回転することができる。
【００２４】
この方法は、例えばレシーバ上に貫通ビームの通路内の第１の位置に較正ターゲットを与えるることを含んでいる（ステップ206 ）。較正ターゲットは貫通ビームに少くとも部分的に不透明であり、ターゲット点を示す。貫通ビームはステップ209 で貫通ビームエミッタによりレシーバに送られてレシーバにより受取られる。必要な場合にはステップ212 に示されるように最初に調節されて、それによりターゲット点は例えばターゲット点を移動することにより１つの自由度で移動され、それによりレシーバにより与えられるイメージは第１の位置における較正点と一致したターゲット点を示す。これが一度行われると、ターゲット点はエミッタから較正点へ放射される貫通ビームに沿って位置される。ステップ215 において、ターゲッティングビームはターゲッティングビーム装置によりターゲット軸に沿って与えられ、第２の調節がステップ218 で、例えばターゲットアセンブリを回転させることによって少くとも１つの別の自由度でターゲットアセンブリに対して行われ、それによりターゲッティングビームは第１の位置で較正点に入射する。ステップ218 で第２の調節を行うとき、ターゲットアセンブリは、エミッタから放射された放射線のターゲット点を較正点に移動させることなく調節される。本発明の１実施形態において、ターゲット点は回転軸上にあり、それ故、ターゲット点の変移位置は回転によって影響されない。ターゲット軸の位置に対応する情報はステップ221 において第１の較正位置としてステップ221 で記録される。例えば、Ｑ、Ｐ、α、βに対する値は第１の較正位置として記録される。
【００２５】
その後、較正ターゲットはステップ222 で第２の位置例えばレシーバ上に与えられる。第１の位置で前に与えられた較正ターゲットは第２の位置に移動されることができるか、或いは異なった較正ターゲットが第２の位置に与えられてもよい。もしも異なった較正ターゲットが第２の位置に与えられた場合には、それは貫通ビームに対して少くとも部分的に不透明であり、較正点を示す。その後、ターゲットアセンブリはステップ224/212 において少くとも１つの自由度、例えばターゲット点を変移させることによって調節され、それによりレシーバにより与えられるイメージは第２の位置で較正点と一致するターゲット点を示す。ターゲッティングビームはステップ224/215 において与えられ、ターゲットアセンブリはステップ224/218 において少くとも１つの自由度で、例えばターゲットアセンブリを回転することによって調節され、それによってターゲッティングビームは第２の位置で較正点に入射する。上述したように、ターゲット点はエミッタから第２の位置の較正点まで延在する貫通ビーム上に残り、一方でターゲットアセンブリは調節される。ターゲット軸の位置に対応する情報はステップ224/221 において第２の較正位置として記録される。
【００２６】
検査として、または放射の中心の位置を計算するときのエラーを減少させるために、上記したのと類似する方法で第３の（またはそれ以上の）較正位置に対応する情報が記録されて付加的に正確度を与えるようにしてもよい。ステップ227 のように較正ターゲットは第３の位置で与えられる。第１または第２の位置で前に与えられた較正ターゲットの１つは第３の位置に移動されることができ、或いは異なった較正ターゲットが第３の位置で与えられてもよい。異なった較正ターゲットが第３の位置で与えられる場合には、それは貫通ビームに対して少くとも部分的に不透明であり、較正点を示す。その後、ターゲットアセンブリはステップ230/212 において少くとも１つの自由度で例えばターゲットアセンブリを移動させることによって調節され、それによりレシーバにより与えられるイメージは第３の位置で較正点と一致するターゲット点を示す。ターゲッティングビームはステップ230/215 において与えられ、ターゲットアセンブリはステップ230/218 において少くとも１つの自由度で、例えばターゲットアセンブリを回転することによって調節され、それによりターゲッティングビームは第３の位置で較正点に入射する。上述のように、ターゲット点はエミッタから第３の位置の較正点まで延在する貫通ビーム上に維持され、一方でターゲットアセンブリは調節される。ターゲット軸の位置に対応する情報はステップ230/221 において第３の較正位置として記録される。
【００２７】
少くとも２つの較正位置に対応する記録された情報は、ステップ233 において基準平面に関する貫通ビームの放射の中心の位置を決定するために使用される。前述した計算装置60は放射の中心の位置を決定するために使用されることができる。
【００２８】
［関心のある区域のターゲット］
図１２Ａおよび１２Ｂに示された方法では、貫通ビームエミッタと貫通ビームレシーバとを有する装置がステップ300 において提供され、ステップ303 で調節可能なターゲットアセンブリ（上述したような装置）が提供される。貫通ビームの放射の中心の相対的な位置がステップ306 で提供され（またはターゲット軸の２つの較正位置に対応する情報のような放射の中心の相対的な位置を決定するのに充分な情報）、オブジェクトがステップ309 で貫通ビームの通路中に設けられる。オブジェクトは貫通ビームの通路中に位置された関心のある区域を有している。オブジェクトと関心のある区域は、レシーバにより与えられるイメージ中の関心のある区域を識別することを可能にするために貫通ビームに対して不透明である。レシーバにより与えられ関心のある区域と対応しているイメージは、レシーバにより与えられるイメージを囲む部分よりも暗く、或いは明るく現れるようにしてもよい。これは例えば、関心のある区域がオブジェクトの材料とは異なった材料で作られるか、関心のある区域を異なった密度にするか、或いは関心のある区域をオブジェクトの空所とすることによって行われることができる。特に、関心のある区域は人体中の腫瘍のような不所望の構造であってもよい。関心のある区域はオブジェクトの内部にある必要はないことに注意すべきである。例えば、壁がオブジェクトであり、関心のある区域はパイプであり、壁の背後にあってもよい。
【００２９】
次に、ステップ312 で貫通ビームはオブジェクトに向けて送られ，レシーバにより受取られる。ターゲットアセンブリはステップ315 で調節され、それによりレシーバにより与えられたイメージは関心のある区域と一致するターゲット点を示す。この位置において、ターゲット点はエミッタから関心のある区域への貫通ビームの放射線に沿って位置する。少くとも１つの自由度の基準平面に関するターゲット点の位置はステップ318 で例えばセンサ57により決定される。少くとも１つの他の自由度に関するターゲット軸の対応する所望の位置はステップ321 で例えば前述のように計算装置60によって決定される。その後、ステップ324 でターゲット軸は例えばターゲットアセンブリを移動させることによって対応する所望の位置に配置させる。例えば、所望の決定された位置にターゲットアセンブリがターゲット軸を与えるように構成されたことをセンサ57が示すまでターゲットアセンブリ16はセンサ57を使用して調節される。ターゲットビームはステップ327 でターゲット軸に沿って与えられ、それによりターゲットビームは関心のある区域に指向される。
【００３０】
本発明による装置および方法は、所望の位置にターゲット点26を移動させ、それからターゲット軸24を適切な方位に向くようにターゲットアセンブリ16を調節し、ターゲットビーム31を適切な方位に向けることができる。しかしながら、本発明による装置および方法は、ターゲット点26を移動させ、それから所望の位置に対する通路に沿ったターゲット点26の各位置に対してターゲット軸24が適切な方位に向くように、すなわち貫通ビーム19の放射の中心78と交差するようにターゲットアセンブリ16を調節することもできる。
【００３１】
本発明は、貫通ビーム例えばｘ線がオフに切換えられているときに関心のある区域に器具、例えば針を正確に誘導する場合に特に有用である。ターゲットビーム31、例えばレーザが関心のある区域に器具を導くために使用される。このようにして作業者は人体に有害な貫通ビーム19にさらされることなく器具を関心のある区域に導くことができる。また、関心のある区域が貫通ビームに露出されることも減少しそれも利点である。
【００３２】
以上の本発明はここに開示されたいくつかの特定の実施形態に関連して説明されたが、当業者は本発明の技術的範囲を逸脱することなく別の実施形態が可能であることを認識するであろう。したがって、本発明は特許請求の範囲およびその合理的な解釈によってのみ限定されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明によるシステムの斜視図。
【図２】図１に示されたシステムの別の斜視図。
【図３】ターゲットアセンブリの部分を示す図１および２に示されたのシステムの概略的な斜視図。
【図４】本発明によるターゲットアセンブリの部分の概略的な斜視図。
【図５】ターゲットビーム装置の概略図。
【図６】３つの較正ターゲットを有するパッドの概略図。
【図７】本発明の概念の基礎を示す斜視図。
【図８】本発明の概念の基礎を示す斜視図。
【図９】本発明の概念の基礎を示す斜視図。
【図１０】本発明の概念の基礎を示す斜視図。
【図１１Ａ】本発明によるシステムを較正する方法のフロー図。
【図１１Ｂ】本発明によるシステムを較正する方法のフロー図。
【図１２Ａ】本発明によるシステムを使用する関心のある区域のターゲット方法のフロー図。
【図１２Ｂ】本発明によるシステムを使用する関心のある区域のターゲット方法のフロー図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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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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【図９】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
2004524897.tif 000080
2004524897.tif 000081
【国際調査報告】
2004524897.tif 000082