(57)【要約】  医療画像を処理して再置換術の計画又はガイド、再置換術で用いる移植の設計、又は対象者の骨構造の全体的な評価に役立つ情報を作成するためのシステムと方法を提供する。医療データは、例えばコンピュータ断層撮影（CT）システムで取得したX線画像、例えば磁気共鳴画像（MRI）システムで取得した磁気共鳴画像、又は例えば超音波画像システムで取得した超音波画像である。画像は互いに融合され、又は組み合わされて、組み合わされない画像と比較して対象者内の器具又は移植片の描写が向上した組み合わせ画像を生成する。【選択図】図１Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
医療画像システムによって取得した画像データに基づいて再置換術の計画又はガイドに関する情報を提供するレポートの作成方法において、
（ａ）医療画像システムによって取得した対象者の画像データをコンピュータシステムに提供し、
（ｂ）提供された前記画像データを前記コンピュータシステムが処理して、前記対象者の生体組織内に移植された少なくとも１つの目的物を識別し、
（ｃ）提供された前記画像データを前記コンピュータシステムが処理して、前記画像データから識別された少なくとも１つの前記目的物を除去し、
（ｄ）処理された前記画像データに基づいて、前記コンピュータシステムが前記レポートを作成する、作成方法であって、
前記レポートが前記対象者に特定した再置換術の計画に関する情報を提供することを特徴とする作成方法。
【請求項２】
前記医療画像システムがX線画像システムであって、前記画像データが前記X線画像システムで取得したデータ又は前記X線画像システムで取得したX線減衰データから再構築した画像の１つを備えることを特徴とする請求項１に記載の作成方法。
【請求項３】
前記医療画像システムが磁気共鳴画像（MRI）システムであって、前記画像データが前記MRIシステムで取得したデータ又は前記MRIシステムで取得したｋ空間データから再構築された画像の１つを備えることを特徴とする請求項１に記載の作成方法。
【請求項４】
前記画像データをコンピュータシステムに提供するステップが、データ記憶装置から先に取得した画像データを取り出すステップか、又は、前記医療画像システムによって前記画像データを取得するステップのうちの１つを備えることを特徴とする請求項１に記載の作成方法。
【請求項５】
前記医療画像システムによって前記画像データを取得するステップが、画像アーチファクトを低減するように最適化されたデータ取得法を用いて画像データを取得するステップを備えることを特徴とする請求項４に記載の作成方法。
【請求項６】
前記少なくとも１つの目的物が、X線を著しく減衰させる材料からなる移植片を備えることを特徴とする請求項１に記載の作成方法。
【請求項７】
前記材料が、金属、合金、セラミック、又はプラスチックの少なくとも１つを備えることを特徴とする請求項６に記載の作成方法。
【請求項８】
ステップ（ｄ）で作成された前記レポートが、前記対象者の少なくとも１つの骨のコンピュータ作成モデルを備え、
前記コンピュータ作成モデルは前記処理された前記画像データに基づいて計算することを特徴とする請求項１に記載の作成方法。
【請求項９】
ステップ（ｄ）で作成された前記レポートが、患者特有の器具又はガイドの少なくとも１つを備えることを特徴とする請求項１に記載の作成方法。
【請求項１０】
医療画像システムによって取得した画像データに基づいて再置換術で用いる移植片を設計するための情報を提供するレポートの作成方法において、
（ａ）医療画像システムによって取得した対象者の画像データをコンピュータシステムに提供し、
（ｂ）提供された前記画像データを前記コンピュータシステムが処理して、前記対象者の生体組織内に移植された少なくとも１つの目的物を識別し、
（ｃ）提供された前記画像データを前記コンピュータシステムが処理して、前記画像データから識別された少なくとも１つの前記目的物を除去し、
（ｄ）処理された前記画像データに基づいて、前記コンピュータシステムが前記レポートを作成する、作成方法であって、
前記レポートが、再置換術で用いる前記対象者特有の移植片を設計するための情報を提供することを特徴とする作成方法。
【請求項１１】
前記医療画像システムがX線画像システムであって、前記画像データが前記X線画像システムで取得したデータ又は前記X線画像システムで取得したX線減衰データから再構築した画像の１つを備えることを特徴とする請求項１０に記載の作成方法。
【請求項１２】
前記医療画像システムが磁気共鳴画像（MRI）システムであって、前記画像データが前記MRIシステムで取得したデータ又は前記MRIシステムで取得したｋ空間データから再構築された画像の１つを備えることを特徴とする請求項１０に記載の作成方法。
【請求項１３】
前記画像データをコンピュータシステムに提供するステップが、データ記憶装置から先に取得した画像データを取り出すステップか、又は、前記医療画像システムによって前記画像データを取得するステップのうちの１つを備えることを特徴とする請求項１０に記載の作成方法。
【請求項１４】
前記医療画像システムによって前記画像データを取得するステップが、画像アーチファクトを低減するように最適化されたデータ取得法を用いて画像データを取得するステップを備えることを特徴とする請求項１３に記載の作成方法。
【請求項１５】
前記少なくとも１つの目的物が、X線を著しく減衰させる材料からなる移植片を備えることを特徴とする請求項１０に記載の作成方法。
【請求項１６】
前記材料が、金属、合金、セラミック、又はプラスチックの少なくとも１つを備えることを特徴とする請求項１５に記載の作成方法。
【請求項１７】
ステップ（ｄ）で作成された前記レポートが、前記対象者固有の移植片のコンピュータ作成モデルを備え、
前記コンピュータ作成モデルは前記処理された前記画像データに基づいて計算することを特徴とする請求項１０に記載の作成方法。
【請求項１８】
医療画像システムによって取得した画像データに基づいて対象者の骨構造に関する情報を提供するレポートの作成方法において、
（ａ）医療画像システムによって取得した対象者の画像データをコンピュータシステムに提供し、
（ｂ）提供された前記画像データを前記コンピュータシステムが処理して、前記対象者の生体組織内に移植された少なくとも１つの目的物を識別し、
（ｃ）提供された前記画像データを前記コンピュータシステムが処理して、前記画像データから識別された少なくとも１つの前記目的物を除去し、
（ｄ）処理された前記画像データに基づいて、前記コンピュータシステムが前記レポートを作成する、作成方法であって、
前記レポートが、前記対象者の骨構造に関する情報を提供することを特徴とする作成方法。
【請求項１９】
前記医療画像システムがX線画像システムであって、前記画像データが前記X線画像システムで取得したデータ又は前記X線画像システムで取得したX線減衰データから再構築した画像の１つを備えることを特徴とする請求項１８に記載の作成方法。
【請求項２０】
前記医療画像システムが磁気共鳴画像（MRI）システムであって、前記画像データが前記MRIシステムで取得したデータ又は前記MRIシステムで取得したｋ空間データから再構築された画像の１つを備えることを特徴とする請求項１８に記載の作成方法。
【請求項２１】
前記画像データをコンピュータシステムに提供するステップが、データ記憶装置から先に取得した画像データを取り出すステップか、又は、前記医療画像システムによって前記画像データを取得するステップのうちの１つを備えることを特徴とする請求項１８に記載の作成方法。
【請求項２２】
前記医療画像システムによって前記画像データを取得するステップが、画像アーチファクトを低減するように最適化されたデータ取得法を用いて画像データを取得するステップを備えることを特徴とする請求項２１に記載の作成方法。
【請求項２３】
前記少なくとも１つの目的物が、X線を著しく減衰させる材料からなる移植片を備えることを特徴とする請求項１８に記載の作成方法。
【請求項２４】
前記材料が、金属、合金、セラミック、又はプラスチックの少なくとも１つを備えることを特徴とする請求項２３に記載の作成方法。
【請求項２５】
前記提供された画像データが、二重エネルギー画像データを備えることを特徴とする請求項１８に記載の作成方法。
【請求項２６】
ステップ（ｄ）が、前記コンピュータシステムによって前記処理された画像データ上での材料分解を実行して前記対象者の骨組織を識別するステップを備えることを特徴とする請求項１８に記載の作成方法。
【請求項２７】
前記作成されたレポートが、対象者の骨密度と骨量の少なくとも１つを備えることを特徴とする請求項２６に記載の作成方法。
【請求項２８】
医療画像システムによって取得した画像データに基づいて再置換術の計画、再置換術のガイド、再置換術で用いる対象者特有の移植、又は対象者の骨構造に関する情報を提供するレポートの作成方法において、
（ａ）少なくとも１つの医療画像システムによって取得した対象者の画像データをコンピュータシステムに提供し、
（ｂ）前記コンピュータシステムで前記画像データを組み合わせて画像融合データを作成し、それによって前記画像融合データが前記画像データに関する前記対象者の生体組織内に移植された少なくとも１つの目的物の描写を向上させ、
（ｃ）前記画像融合データに基づいて、前記コンピュータシステムが前記レポートを作成する、作成方法であって、
前記レポートが前記対象者に特定した再置換術の計画、再置換術で用いる対象者特有の移植の設計、又は対象者の骨構造の少なくとも１つに関する情報を提供することを特徴とする作成方法。
【請求項２９】
前記少なくとも１つの医療画像システムが、X線画像システム、磁気共鳴画像（MRI）システム、又は超音波画像システムの少なくとも１つを備えることを特徴とする請求項２８に記載の作成方法。
【請求項３０】
前記画像データが、前記X線画像システムで取得したデータ又は前記X線画像システムで取得したX線減衰データから再構築した画像、前記MRIシステムで取得したデータ又は前記MRIシステムで取得したｋ空間データから再構築された画像、又は前記超音波画像システムで取得した画像の少なくとも１つを備えることを特徴とする請求項２９に記載の作成方法。
【請求項３１】
前記画像データが少なくとも２つの異なる画像診断法と関係する画像データを備えることを特徴とする請求項２８に記載の作成方法。
【請求項３２】
前記画像データが異なって処理された単一の画像診断法と関係する画像データを備えることを特徴とする請求項２８に記載の作成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本願は２０１５年９月４日出願の題名「医療移植片を有する患者の改善した画像と治療のためのシステムと方法」である米国仮特許出願第６２／２１４，３９９号と、２０１６年３月１８日出願の題名「再置換術計画で用いる医療移植片を有する患者の医療画像のためのシステムと方法」である米国仮特許出願第６２／３１０，３０５号の利益を主張する。これらのすべてが、参照することによってここに組み込まれる。
【０００２】
本発明の分野は、医療画像に関し、より具体的には再置換術（revision surgeries）計画又はそこで用いる移植片設計に用いる、例えばX線画像又は磁気共鳴画像（MRI）のような医療画像に関する。
【背景技術】
【０００３】
米国単独で、７１９，０００件の人工膝関節全置換術と３３２，０００件の人工股関節置換手術が２０１４年に実施された。２０３０年までに、主な人工股関節全置換術の要請は５７２，０００件まで増加すると見積もられ、主な人工膝関節全置換術の要請は３百万４８００件まで増加すると予測される。主な手術がより若い患者に実施されることと、加速的にその後の障害に至る肥満の増加によって、股関節と膝関節の置換手術の要請も、著しく増加することが予測される。整形外科の追加の分野では、数量の著しい増加がみられる。肩関節形成術の比率は股関節と膝関節の形成術より５倍に成長し、米国内で年に１００，０００件を超える手術が実施された。脊髄再置換術と同様に、器具を使用した脊髄手術の比率も劇的増加があった。発展途上国で利用可能な医療財源が増加すると、世界中で再置換術の負担に著しい成長がある。
【０００４】
現在、再置換術を正確に計画する能力が欠けている。例えば、整形外科置換手術の外科医が直面している中心的課題の１つは、残存する骨のストックと骨構造の量を数値化することである。この情報は、適切なコンポーネントを計画するのと同様に、外科手術を推進するかどうかの判断に決定的に重要である。しかし、外科医はしばしば再置換術を実施するのに十分な骨が残っているか不確かな状態になり、適切なコンポーネントの為に計画する能力が限られている。これは、再置換術を計画することがしばしば限られた診断画像に悩まされるからである。事実、専門の筋骨格の放射線科医がいない幾つかの機関では、画像が本質的に診断する価値を有さないくらい画質が悪くて、臨床医に最良の推量解析を利用することを強いている。
【０００５】
金属製、プラスチック製、そして他の移植された材料が、再置換術のためのＣＴ検査を受診する対象者に一般的に提供されて、線条、影、及び歪みの形をとって深刻な画像アーチファクトを生成し、従って内在する生体組織の正確な識別を阻んでいる。画像アーチファクトは一般的に、再構築アルゴリズムによって推測される理想的なモデルと、金属又は他の大きく減衰させる材料によって汚染された実際のＣＴ信号との間のデータ不一致によって発生する。Ｘ線は、金属や他の材料によって大きく減衰し、次にデータ不一致に導く要因を増幅し、結果的に例えばノイズ、ビーム硬化、散乱、及び非線形部分容積効果のような画像アーチファクトに帰結する。このように、小さな画像領域しか占めない小さな移植された物体が、画像全体に影響するアーチファクトを生成し、解剖学的構造を不明瞭にする。
【０００６】
加えて、個人用デバイスが一次関節形成や他の手術に対し次第にポピュラーになってきた。このような患者特有の装置は、外科手術で用いる正しいコンポーネンツを立案するのと同様に、コンポーネンツを正しい位置に置く能力を向上させるのに役立つ。しかし、現在の画像技術は患者特有のガイドを再置換術の場合に用いる能力において著しく制限される。再置換術設定時のカスタムガイドとして用いてＣＴスキャンで散乱のあった事例が報告されている。しかし、現在のところ再置換術のための患者特有の装置を提供する整形外科用の大手メーカーは存在しない。現在のＣＴスキャンは、そのようなガイドを正確に立案できないほど大きなアーチファクトを有する。外科医が患者特有のガイドを作成しようと考えた場合には、大きな前提を設ける必要があり、そのプロセスは極端に労働集約的である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
努力にもかかわらず、画像アーチファクトは様々な診断や介入手術、特に再置換術のための外来診療所において深刻な問題を提起し続けている。従って、移植や器具の使用に先立って患者の画像を取得するための改善されたシステムと方法に対するニーズが残っている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示は、移植片や患者の生体組織内に存在する器具と共に患者を画像化する改善されたシステムと方法を提供することによって、上述の欠点を解消する。幾つかの態様では、移植された物体又は器具は識別されて画像データから除去され、例えば残存する骨構造のような内在する組織の明確な識別を可能にする。これは、改善された患者特有の移植の設計と加工及び再置換術のガイドと同様に、より正確な臨床診断を容易にする。
【０００９】
X線画像システム、磁気共鳴画像（MRI）システム等の医療画像システムによって取得された画像データに基づいて再置換術の計画又はガイドに関する情報を提供するレポートの作成方法を提供することは、本発明の一態様である。医療画像システムによって取得された対象者の画像データはコンピュータシステムに提供される。提供された画像データをコンピュータシステムが処理して、対象者の生体組織内に移植された少なくとも１つの目的物を識別し、画像データから識別された少なくとも１つの目的物を除去する。次に、レポートがコンピュータシステムによって作成される。処理された画像データに基づいてレポートが作成され、対象者に特定した再置換術の計画に関する情報を提供する。
【００１０】
X線画像システム、磁気共鳴画像（MRI）システム等の医療画像システムによって取得した画像データに基づいて再置換術で用いる移植片を設計するための情報を提供するレポートの作成方法を提供することは、本発明の別の態様である。医療画像システムによって取得した対象者の画像データはコンピュータシステムに提供される。提供された画像データをコンピュータシステムが処理して、画像データから識別された少なくとも１つの目的物を除去する。次に、処理された画像データに基づいて、コンピュータシステムがレポートを作成する。このレポートが処理された画像データに基づいて、再置換術で用いる対象者特有の移植片を設計するための情報を提供する。
【００１１】
X線画像システム、磁気共鳴画像（MRI）システム等の医療画像システムによって取得した画像データに基づいて対象者の骨構造に関する情報を提供するレポートの作成方法を提供することは、本発明のまた別の態様である。医療画像システムによって取得した対象者の画像データをコンピュータシステムに提供する。提供された画像データをコンピュータシステムが処理して、対象者の生体組織内に移植された少なくとも１つの目的物を識別し、画像データから識別された少なくとも１つの目的物を除去する。次に、コンピュータシステムがレポートを作成する。このレポートは処理された画像に基づき、対象者の骨構造に関する情報を提供する。
【００１２】
１つ以上の医療画像システムによって取得した画像データに基づいて再置換術の計画、再置換術のガイド、再置換術で用いる対象者特有の移植、又は対象者の骨構造に関する情報を提供するレポートの作成方法を提供することは、本発明のまた別の態様である。この方法は、少なくとも１つの医療画像システムによって取得した対象者の画像データをコンピュータシステムに提供する。コンピュータシステムで画像データを組み合わせて画像融合データを作成し、それによって画像融合データが画像データに関する対象者の生体組織内に移植された少なくとも１つの目的物の描写を向上させる。次に、画像融合データに基づいて、コンピュータシステムがレポートを作成する。このレポートが対象者に特定した再置換術の計画、再置換術で用いる対象者特有の移植の設計、又は対象者の骨構造の少なくとも１つに関する情報を提供する。
【００１３】
本発明の上述の及び他の態様及び長所は、以下の詳細な説明から明らかになる。詳細な説明では、説明の一部を形成する添付図面が参照され、そこでは図示によって本発明の好ましい実施例が示される。このような実施例は、必ずしも本発明の全範囲を現わしておらず、請求項が本発明の範囲を解釈するために用いられる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１Ａ】CT画像システムの例を示した図である。
【図１Ｂ】CT画像システムの例のブロック図である。
【図２】磁気共鳴画像（MRI）システムの例のブロック図である。
【図３】再置換術計画又は移植設計に用いる医療画像データに基づいてレポートを作成する方法の例の各ステップを説明するフローチャートである。
【図４】再置換術計画又は移植設計に用いる融合した又は組み合わせた医療画像データに基づいてレポートを作成する方法の例の各ステップを説明するフローチャートである。
【図５】ここに記載の方法を実施することのできるコンピュータシステムの例である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
ここに説明するのは、医療画像を処理して、再置換術の計画やガイド、再置換術で用いる移植設計、又は対象者の骨構造の一般的な評価に役立つ情報を作成するシステムと方法である。幾つかの態様では、医療画像は、例えばコンピュータ断層撮影（CT）システム、Cアーム X線画像システム、平面（plane）X線画像システム等で取得したX線画像である。幾つかの他の態様では、医療画像は、磁気共鳴画像（MRI）システムで取得した磁気共鳴画像である。また別の態様では、医療画像は超音波システムで取得した超音波画像である。
【００１６】
先行設備の設定における再置換術又は移植は、最も挑戦的で高価な手術例の１つである。手術（cases）が正確に計画された基本的な設定とは違って、外科医はしばしば最小情報の下で再置換術を行う。場合によっては、外科医は特定の再置換術にどの種類のコンポーネントが必要か推測を任され、又は新しいコンポーネントを設置するための十分な骨があるかどうかの質問を委ねられる。現在のところ、これらの患者の間で潜在的な骨構造の理解を必要とする未着手の市場がある。
【００１７】
米国内で毎年CTスキャンされる対象者の約２０％に、金属インプラントが入っている。従って、特に再置換術の実行に関連して、元からある移植片（implant）や器具を身に着けた患者の画像を改善する医療的要求が急速に増加している。ここに記載のシステムや方法は、置換術中に外科医や他の臨床医が患者に残存する骨ストックを見積もるのを助けるために、様々な臨床用CTスキャナに対し広範囲に用いることができる。ここに記載のシステムや方法の用途は、従って整形外科、神経外科、耳鼻咽喉科、歯科など、様々な領域に及ぶ。
【００１８】
ここに記載のシステムや方法は、移植片や器具を身に着けた患者を画像化する改善された手順の作成を容易にする。様々な施行には、X線画像から移植片又は器具と関連する画像アーチファクトを除去するための画像システムやソフトウエアソリューションが含まれ、それによって内在する骨や他の組織のより正確な視覚化を可能にする。例えば、ここに記載のシステムや方法は、金属、セラミック、又はプラスチックインプラント（セメント有り、又は無し）の自動的なサブトラクションとセグメンテーションを実行するように設計できる。人工関節再置換術の費用は５万ドルから１０万ドル以上まで及ぶので、外科手術前に骨構造に関する情報を得ることは、極端に高くつく。
【００１９】
ここに記載のシステムや方法は、再置換術の患者特有のガイドを提供する。再置換術の失敗率は、しばしば基本的な（primary）外科手術より高い。先の外科手術からの深刻な傷や歪んだ生体構造のために、適切な合わせ位置（alignment）を決定することが再置換術において非常に困難な場合がある。（例えば骨構造のような）内在する解剖学的構造の正確な描写に基づいた個別のガイドが、再置換術の成功率を劇的に向上させるのに役立つ。事実、患者特有のガイドの最大の恩恵は、しばしば最初の（primary）医療処置による骨の損失や歪んだ生体構造がある場合に得られることを研究が示している。
【００２０】
３次元プリントは、コンポーネンツやカスタムな患者特有の移植片を正確な位置に載置するために、患者特有の解剖学的モデルや器具の形成を可能にすることで、基本的な外科的処置を計画するためのパワフルな技術として発達してきた。しかし、器具又は移植片を適所に有する患者では、金属アーチファクトが完全な画像分割（image segmentation）を許容せず、従って補間（interpolation）がしばしば必要になる。しかしこの補間は、内在する骨が本当はどこに位置するのかを推測することに帰結し、モデル設計、器具設計、及び移植片設計におけるエラーの大きな可能性を導く。
【００２１】
従って、上述の用途に加えて、ここに記載のシステムと方法は、再置換術のための移植片の設計と製造の向上した精度も提供する。具体的には、向上した術前の画像は、再置換術時にどの移植片が必要か、又はカスタムの移植片を作ることが必要かの決定を可能にすることで、再置換術を容易にする。後者の場合、向上した設計の個別の移植片が、向上した画質によって得ることができる。必要とされる特定の寸法や形状を備えた再置換術で用いるための移植片の開発にフォーカスするために、規模を拡大したより高い品質の画像を用いることができる。
【００２２】
次に特に図１A、図１Bを参照して、X線コンピュータ断層撮影（CT）画像システム１００の例を示す。このCTシステムは、少なくとも１つのX線源１０４が結合したガントリー１０２を備える。X線源１０４は扇ビーム又は円錐ビームからなるX線ビーム１０６を、ガントリー１０２の反対側にある検出器アレイ１０８に向かって投射する。検出器アレイ１０８は多数のX線検出器エレメント１１０を備える。一体となったX線検出器エレメント１１０は、CTシステム１００内に位置する例えば医療患者又は試験段階である目的物を通過した、投射されたX線１０６を検知する。各X線検出器エレメント１１０は、衝突X線ビームの強度、即ち対象者１１２を通過したビームの減衰を表した電気信号を生成する。幾つかの構成では、各X線検出器エレメント１１０は、X線検出器エレメント１１０に衝突したX線フォトン数をカウントすることができる。X線投射データを取得するためのスキャン中、ガントリー１０２とそこに搭載されたコンポーネントは、CTシステム１００内に位置する回転中心１１４周りに回転する。
【００２３】
CTシステム１００は、一般的にディスプレイ１１８と、例えばキーボードとマウスのような１つ以上の入力装置１２０と、コンピュータ・プロセッサ１２２とを備えたオペレータ・ワークステーション１１６も備える。コンピュータ・プロセッサ１２２は、商業的に利用可能なオペレーティング・システムを走らせる商業的に利用可能なプログラマブル・マシンを備える。オペレータ・ワークステーション１１６は、スキャン制御パラメータをCTシステム１００に入力可能なオペレータ・インタフェースを提供する。一般的に、オペレータ・ワークステーション１１６は、データ記憶サーバ１２４及び画像再構築システム１２６と通信している。例としては、オペレータ・ワークステーション１１６、データ記憶サーバ１２４及び画像再構築システム１２６はコミュニケーション・システム１２８を介して接続され、このコミュニケーション・システム１２８は有線、無線、又はこれらの組み合わせによる任意の適切なネットワーク接続を備える。例として、コミュニケーション・システム１２８は例えばインターネットのようなオープン・ネットワークはもちろん専用ネットワークも備える。
【００２４】
オペレータ・ワークステーション１１６は、CTシステム１００の動作を制御する制御システム１３０とも通信する。この制御システム１３０は、一般的にX線制御装置１３２と、テーブル制御装置１３４と、ガントリー制御装置１３６と、データ取得システム１３８を備える。X線制御装置１３２は、X線源１０４に電力とタイミング信号を供給し、ガントリー制御装置１３６はガントリー１０２の回転速度と位置を制御する。テーブル制御装置１３４はテーブル１４０を制御してCTシステム１００のガントリー１０２内に対象者１１２を位置付ける。
【００２５】
DAS（データ取得システム）１３８は検出器エレメント１１０からデータをサンプリングして、次の処理のためにこのデータをデジタル信号に変換する。例えば、デジタル化されたX線データはDAS１３８からデータ記憶サーバ１２４に通信される。次に画像再構築システム１２６がデータ記憶サーバ１２４からX線データを読み出して、そこから画像を再構築する。画像再構築システム１２６は商業的に利用可能なコンピュータ・プロセッサ又は、例えば多重コア・プロセッサと大規模並列高密度コンピュータ・デバイスを備えたシステムのような高度並列コンピュータ・アーキテクチャを備える。必要に応じて、画像再構築はオペレータ・ワークステーション１１６のプロセッサ１２２上でも実行できる。次に再構築画像は保管のためにデータ記憶サーバ１２４に戻されるか、オペレータ・ワークステーション１１６に戻されてオペレータ又は臨床医のために表示される。
【００２６】
CTシステム１００は、１つ以上のネットワーク・ワークステーション１４２も備える。例えば、ネットワーク・ワークステーション１４２はディスプレイ１４４と、例えばキーボードとマウスのような１つ以上の入力装置１４６と、コンピュータ・プロセッサ１４８とを備える。ネットワーク・ワークステーション１４２は、オペレータ・ワークステーション１１６と同じ施設内に設けられるか、又は、例えば異なる健康管理施設又はクリニックのような異なる施設に設けられる。
【００２７】
オペレータ・ワークステーション１１６と同じ施設内であっても異なる施設内であっても、ネットワーク・ワークステーション１４２はコミュニケーション・システム１２８を介してデータ記憶サーバ１２４及び／又は画像再構築システム１２６にリモート・アクセスを行う。従って、複数のネットワーク・ワークステーション１４２がデータ記憶サーバ１２４及び／又は画像再構築システム１２６にアクセスできる。このように、X線データ、再構築画像、又は他のデータは、データ記憶サーバ１２４、画像再構築システム１２６、及びネットワーク・ワークステーション１４２の間で交換可能なので、データ又は画像はネットワーク・ワークステーション１４２によって遠隔処理できる。このデータは、例えば通信制御プロトコル（TCP）、インターネット・プロトコル（IP）、又は他の既知の適切なプロトコルに従う任意の適切なフォーマットに交換できる。
【００２８】
次に特に図２を参照して、磁気共鳴画像（MRI）システム２００の例を示す。MRIシステム２００は、一般的にディスプレイ２０４と、例えばキーボードとマウスのような１つ以上の入力装置２０６と、コンピュータ・プロセッサ２０８とを備えたオペレータ・ワークステーション２０２を備える。プロセッサ２０８は、商業的に利用可能なオペレーティング・システムを走らせる商業的に利用可能なプログラマブル・マシンを備える。オペレータ・ワークステーション２０２は、スキャン処方箋（prescription）をMRIシステム２００に入力可能なオペレータ・インタフェースを提供する。一般的に、オペレータ・ワークステーション２０２は、パルスシーケンスサーバ２１０、データ取得サーバ２１２、データ処理サーバ２１４、及びデータ記憶サーバ２１６の４つのサーバと接続される。オペレータ・ワークステーション２０２と各サーバ２１０，２１２，２１４、及び２１６とは、互いに通信できるように接続される。例えば、サーバ２１０，２１２，２１４、及び２１６は、有線、無線、又はこれらの組み合わせによる任意の適切なネットワーク接続を備えたコミュニケーション・システム２４０を介して接続される。例として、コミュニケーション・システム２４０は例えばインターネットのようなオープン・ネットワークはもちろん専用ネットワークも備える。
【００２９】
パルスシーケンスサーバ２１０は、オペレータ・ワークステーション２０２からダウンロードした指令に応じて、勾配システム２１８と無線周波数（RF）システム２２０を動作させるように機能する。所定のスキャンを実行するために必要な勾配波形が生成されて、勾配システム２１８に加えられ、アセンブリ２２２内の勾配コイルを励起して、位置エンコード磁気共鳴信号として用いる磁場勾配Gx、Gｙ、及びGｚを生成する。勾配コイルアセンブリ２２２は、分極磁石２２６と全身RFコイル２２８を備えた磁石アセンブリ２２４の一部を形成する。
【００３０】
所定の磁気共鳴パルスシーケンスを実行するために、RF波形がRFシステム２２０によってRFコイル２２８又は個別の局所コイル（図２に図示せず）に加えられる。RFコイル２２８又は個別の局所コイル（図２に図示せず）が検出した応答磁気共鳴信号は、RFシステム２２０で受け取られ、パルスシーケンスサーバ２１０が生成した指令の下で、そこで増幅され、復調され、フィルタ処理され、そしてデジタル化される。RFシステム２２０は、MRIパルスシーケンスで用いる多種多様なRFパルスを生成するためのRFトランスミッタを備える。RFトランスミッタは、スキャン処方箋とパルスシーケンスサーバ２１０からの指令に応答して、所望の周波数、位相、及びパルス振幅の波形のRFパルスを生成する。生成されたRFパルスは全身RFコイル２２８又は１つ以上の局所コイル又はコイルアレイ（図２に図示せず）に加えられる。
【００３１】
RFシステム２２０は１つ以上のRFレシーバチャネルも備える。各RFレシーバチャネルは、コイル２２８が受け取った磁気共鳴信号を増幅するRFアンプと、受け取った磁気共鳴信号のIとQ直角分（quadrature component）を検出してデジタル化する検出器とを備える。従って、受け取った磁気共鳴信号の大きさ（magnitude）は、IとQ成分の２乗の合計の平方根によって、任意のサンプル点で求められる。
【数１】
2018532454.tif 000003
【００３２】
そして受け取った磁気共鳴信号の位相も、以下の関係に従って求められる。
【数２】
2018532454.tif 000004
【００３３】
パルスシーケンスサーバ２１０は、必要に応じて生理的取得制御装置２３０からの患者のデータも受け取る。例えば、生理的取得制御装置２３０は、電極からの心電計（ECG）信号や、呼吸器のベローズ又は他の呼吸モニタ装置からの呼吸信号などの、患者に接続された多数の様々なセンサからの信号を受け取る。このような信号は、一般的にパルスシーケンスサーバ２１０によって用いられて、スキャンの実行を対象者の心拍又は呼吸と同期させる。
【００３４】
パルスシーケンスサーバ２１０は、患者と磁気システムの状態と関係した様々なセンサからの信号を受け取るスキャン室インタフェース２３２とも接続される。患者位置決めシステム２３４がスキャン中に所望の位置に患者を動かすための命令を受け取るのも、スキャン室インタフェース２３２を介して行われる。
【００３５】
RFシステム２２０によって生成されたデジタル化磁気共鳴信号サンプルは、データ取得サーバ２１２が受け取る。データ取得サーバ２１２は、オペレータ・ワークステーション２０２からダウンロードした指令に応じて、リアルタイムの磁気共鳴データを受け取り、データオーバーランで１つのデータも消失しないようにバッファ記憶装置を提供するように動作する。幾つかのスキャンでは、データ取得サーバ２１２は取得した磁気共鳴データをデータ処理サーバ２１４に渡す以上のことをほとんどしない。しかし、スキャンの追加的な性能を制御するために、取得した磁気共鳴データ由来の情報が必要なスキャンでは、データ取得サーバ２１２はそのような情報を生成してパルスシーケンスサーバ２１０に伝達するようにプログラムされている。例えば、プレスキャンの間、磁気共鳴データが取得され、パルスシーケンスサーバ２１０が実行するパルスシーケンスを較正するために用いられる。別の例では、ナビゲータ信号が取得されて、RFシステム２２０又は勾配システム２１８の動作パラメータを調整するため、又は、ｋ空間がサンプリングされる表示順序（view order）を制御するために用いられる。また別の例では、データ取得サーバ２１２は磁気共鳴血管造影（MRA）スキャンにおける造影剤の到着を検出するために用いられる磁気共鳴信号を処理するためにも用いられる。例として、データ取得サーバ２１２は磁気共鳴データを取得し、リアルタイム処理して、スキャンを制御するために用いられる情報を生成する。
【００３６】
データ処理サーバ２１４はデータ取得サーバ２１２から磁気共鳴データを受け取り、オペレータ・ワークステーション２０２からダウンロードした指示に従って処理する。例えば、このような処理は以下の１つ以上を含む：生のｋ空間データのフーリエ変換を実行して、２次元又は３次元画像を再構築し；例えば反復再構築アルゴリズムや逆投影再構築アルゴリズムのような、他の画像再構築アルゴリズムを実行し；生のｋ空間データ又は再構築画像にフィルタを加え；機能的磁気共鳴画像を生成し；動画像又は血流画像（flow image）を算出するなど。
【００３７】
データ処理サーバ２１４が再構築した画像はオペレータ・ワークステーション２０２に戻され、そこで保管される。リアルタイム画像はデータベースのメモリキャッシュ（図２に図示せず）に保管され、そこからオペレータ・ディスプレイ２０４又は担当医が用いるための磁石アセンブリ２２４近傍に設けられたディスプレイ２３６に出力される。バッチモード画像又は選択したリアルタイム画像はディスク記憶装置２３８のホストデータベースに保管される。このような画像が再構築され記憶装置に移動されると、データ処理サーバ２１４はオペレータ・ワークステーション２０２上のデータ記憶サーバ２１６に通知する。オペレータ・ワークステーション２０２は、オペレータによって用いられて、画像をアーカイブし、フィルムを生成し、又は画像をネットワークを介して他の施設に送る。
【００３８】
MRIシステム２００は１つ以上のネットワーク・ワークステーション２４２を備えることもできる。例えば、ネットワーク・ワークステーション２４２は、ディスプレイ２４４と、例えばキーボードとマウスのような１つ以上の入力装置２４６と、プロセッサ２４８とを備える。ネットワーク・ワークステーション２４２は、オペレータ・ワークステーション２０２と同じ施設内に設けられるか、又は、例えば異なる健康管理施設又はクリニックのような異なる施設に設けられる。
【００３９】
ネットワーク・ワークステーション２４２は、オペレータ・ワークステーション２０２と同じ施設内にあろうと異なる施設にあろうと、コミュニケーション・システム２４０を介してデータ処理サーバ２１４又はデータ記憶サーバ２１６にリモート・アクセスを行う。従って、複数のネットワーク・ワークステーション２４２がデータ処理サーバ２１４又はデータ記憶サーバ２１６にアクセスできる。このように、磁気共鳴データ、再構築画像、又は他のデータは、データ処理サーバ２１４、データ記憶サーバ２１６、及びネットワーク・ワークステーション２４２の間で交換可能なので、データ又は画像はネットワーク・ワークステーション２４２によって遠隔処理できる。このデータは、例えば通信制御プロトコル（TCP）、インターネット・プロトコル（IP）、又は他の既知の適切なプロトコルに従う任意の適切なフォーマットに交換できる。
【００４０】
次に図３を参照して、医療画像データに基づいたレポートの作成方法の例の各ステップを実行するフローチャートを図示するが、そのレポートは切除外科に有用な情報を提供する。この方法は、ステップ３０２に示すように、医療画像システムで取得した再構築画像又は関連データを含む画像データをコンピュータ・プロセッサに提供するステップを備える。医療画像システムはX線画像システム又はMRIシステムとすることができる。１つの例では、X線画像システムは図１Aと１Bに示すようなCT画像システムとすることができる。幾つかの例では、CT画像システムは二重エネルギーCT画像システムとすることができ、その場合、提供された画像は２つの異なるX線エネルギーを代表する。他の例では、X線画像システムはCアーム X線画像システム、デジタルX線撮影システム等である。関連データは、例えばX線画像システムで取得したX線減衰（attenuation）データ、又はMRIシステムで取得した生のｋ空間データである。
【００４１】
幾つかの態様では、画像データを提供するステップは、先に取得した画像又はメモリ又は他の記憶装置からのデータを取り出すステップを備える。しかし他の態様では、画像データを提供するステップは、医療画像システムで画像又はデータを取得するステップを備える。
【００４２】
好ましくは、画像データは画像アーチファクトを最小化する取得技術を用いて取得されるか、又は取得された画像が画像アーチファクトを最小化するように、又は画質を向上させるように処理される。幾つかの例では、取得された画像は、画像再構築の前又はその間に、アーチファクトを除去、又は、信号対雑音比（SNR）を向上させるように処理される。他の幾つかの例では、既に再構築された画像がアーチファクトを除去するように、又はSNRを向上させるように処理される。
【００４３】
１つの例では、様々な投射画像を用いて取得したデータは、米国特許第８，９６５，０７８号明細書に記載のように、画像再構築の前に局所的に適応される双方向フィルタを用いてノイズ除去され、この文献全体は参照されることで本明細書に組み込まれる。別の例では、米国特許第９，０３６，７７１号明細書に記載のように、画像はノイズレベルの局所変化に適用する改良された非局所手段（NLM）アルゴリズムを用いてノイズ除去され、この文献全体は参照されることで本明細書に組み込まれる。
【００４４】
MRIシステムが画像取得のために用いられる時の例として、金属製の移植片によるアーチファクトを最小化する画像取得法を用いることができる。例えば、感受性誘発アーチファクトを最小化するパルスシーケンスを実行することができる。別の例では、例えば多重取得可変共鳴画像組み合わせ（MAVRIC）又は金属アーチファクト補正のためのスライス・エンコーディングのような画像化技術を用いることができる。
【００４５】
次に再び図３を参照して、ステップ３０４に示すように、目的物が提供した画像データ内で識別される。このような目的物は、金属製移植片、プラスチック製移植片、又は他の移植片、又は、X線を著しく減衰させる材料又は磁気共鳴画像を混乱させる材料からなる器具を備える。幾つかの用途では、このような目的物を識別するステップは、目的物を含む画像データ内の関心領域（ROIs）を識別するステップを備える。幾つかの態様では、様々な材料分解技術が、再構築前のデータに基づいて目的物又は移植片を識別する。幾つかの他の用途では、このような目的物の識別ステップは、画像分割アルゴリズムを実行するステップを備える。
【００４６】
１つの例としては、画像化された目的物全体を通して密度分布及び構成材料濃度を測定する方法が、画像内の目的物を識別するために用いられる。このような方法は、例えば米国特許第７，８８５，３７３号明細書に記載され、全体として参照することによって本明細書に組み込まれる。このアプローチは一般的に、二重エネルギー画像データを各エネルギー・レベルと関係した減衰係数に変換するステップと、１つのエネルギー・レベルの減衰係数と別のエネルギー・レベルの減衰係数の比を計算するステップと、算出した比を相互に関連付けて画像化された目的物内の構成材料の濃度を示すステップとを備える。２つ以上の構成材料の材料分解も、米国特許第８，２９０，２３２号明細書に記載のように実行され、この内容全体は参照することによって本明細書に組み込まれる。この後者のアプローチでは、各エネルギー・レベルに関係した質量減衰係数が、測定された実効密度の積として表され、各構成材料の濃度によって重み付けされた構成材料の質量減衰係数の合計として表される。
【００４７】
このようにして、金属又はプラスチック製の移植片又は器具を含む目的物が識別できる。識別された目的物に関係する情報を用いて、次に提供された画像データがステップ３０６で処理されて、診断又は処置目的で画像又は適切な情報を生成するために、識別された目的物が引き算されるか又は除去される。例えば、既知の多数のセグメンテーション技術を用いて、再構築画像から識別された目的物が除去される。
【００４８】
例えば、識別された目的物が除去された画像が、米国特許第８，２８０，１３５号明細書に記載の方法を用いて生成され、この文献は全体として参照することによって本明細書に組み込まれる。この例としての技術では、共通の投射角で取得されたデータを用いて、再フォーマットされた投影画像が生成され、次に、金属、合金、及びプラスチックや他の大きく減衰させる材料からなる目的物に対応した領域の検出と細分化処理を行う。例えば金属移植片と関連した細分化された領域は、次に再フォーマットされた投影画像から除去され、補間情報と置き換えられて、識別された目的物が除去された再構築画像での使用のために補正された投影画像を生成する。
【００４９】
一般的に処理ブロック３０８で示すように、識別された目的物が除去された画像データに基づいて、1つ以上のレポートがコンピュータシステムによって作成される。ステップ３１０で示すように、幾つかの態様では、作成されたレポートは再置換術の計画又はガイドのための情報を提供する。例えば、レポートは、画像、データ、及びそれらに由来するもののような情報を備え、再置換術の計画又はガイドのために用いられる。例としては、作成されたレポートは患者特有の再置換術ガイドを備え、それは、先の外科手術を受けた骨構造や、存在する移植片又は対象者内にある器具を含む対象者の生体組織に基づいた特定の対象者に対し再置換術を実施するための最適な計画を示す。別の例としては、レポートは対象者の骨、周囲の生体組織、又はその両方のコンピュータ生成モデルを備える。
【００５０】
別の幾つかの態様では、ステップ３１２に示すように、作成されたレポートは再置換術で用いる移植片を設計するための情報を提供する。例えば、レポートは、画像、データ、及びそれらに由来するもののような情報を備え、それらは再置換術で使用するための患者特有の移植片を設計するために用いられる。このようなレポートは、先の外科手術を受けた骨構造を含む対象者の生体組織に関する情報を有利に提供し、それは次に対象者の生体組織に具体的に適合したカスタム移植片の設計に用いることができる。このように、１つの例として、レポートは対象者の骨のコンピュータ生成モデル又は対象者の生体組織のために具体的に設計された移植片のコンピュータ生成モデルを備える。幾つかの実施例では、移植片のコンピュータ生成モデルは、設計された移植片を機械加工又は他の方法で組み立てるために構成されたコンピュータ数値制御（CNC）システム、３次元プリンタ、又は他の適切なシステムに供給するためにフォーマットされたデータを備える。
【００５１】
また別の態様では、ステップ３１４に示すように、作成されたレポートは一般的に対象者の骨構造に関する情報を提供する。例えば、レポートは、画像、データ、及びそれらに由来するもののような情報を備え、骨密度又は骨量ばかりでなく他の組織に関する情報などの、対象者の骨構造を示す。このようなレポートは再置換術中の患者のために有益であって、残存する骨又は骨品質に関する情報が、再置換術を正確に計画し実行するために利用される。別の例として、レポートは対象者の骨、周囲の生体組織、又はそれらの両方のコンピュータ生成モデルを備える。
【００５２】
次に図４を参照して、医療画像データに基づいてレポートを作成するための方法の例の各ステップを実行するフローチャートを示し、このレポートは再置換術に有用な情報を提供する。しかし、再置換術に利益になるのに加えて、例えば皮質マージンの改善された視覚化などの画質の向上によって、ここに記載の方法は最初の患者（primary patient）にも利益がある。
【００５３】
ステップ４０２に示すように、この方法は1つ以上の医療画像システムで取得した再構築画像又は関連データを含む画像データをコンピュータ・プロセッサに提供するステップを備える。1つ以上の医療画像システムには、X線画像システム、MRIシステム、超音波画像システム、等が含まれる。1つの例では、X線画像システムは図１A、１Bに示すようなCT画像システムとすることができる。幾つかの例では、CT画像システムは二重エネルギーCT画像システムとすることができ、その場合、得られた画像は２つの異なるX線エネルギーを代表する。他の例では、X線画像システムはCアームX線画像システム、デジタルX線撮影システム等である。関連データは、例えばX線画像システムで取得したX線減衰データ、又はMRIシステムで取得した生のｋ空間データである。
【００５４】
幾つかの態様では、画像データを提供するステップは、先に取得した画像又はメモリ又は他の記憶装置からのデータを取り出すステップを備える。しかし他の態様では、画像データを提供するステップは、１つ以上の医療画像システムで画像又はデータを取得するステップを備える。  
【００５５】
好ましくは、画像データは画像アーチファクトを最小化する取得技術を用いて取得されるか、又は取得された画像が画像アーチファクトを最小化するように、又は画質を向上させるように処理される。幾つかの例では、取得された画像は、画像再構築の前又はその間に、アーチファクトを除去、又は、信号対雑音比（SNR）を向上させるように処理される。他の幾つかの例では、既に再構築された画像がアーチファクトを除去するように、又はSNRを向上させるように処理される。
【００５６】
ステップ４０４に示すように、１つ以上の医療画像システムからの画像データは融合され又は組み合わせられて、前からある器具又は移植片を備えた対象者のアーチファクトが取り除かれたか又は減じられた画像融合データを作成する。
【００５７】
幾つかの態様では、それぞれアーチファクトを持っているが似ていないアーチファクトを持っている異なる画像診断法（例えばCT、MRI、トモシンセシス（tomosynthesis）、単純X線写真、超音波）は互いに融合され又は組み合わされて、アーチファクトを取り除いたか又は著しく低減した結合画像データを作成する。１つの特定の例では、結合画像データは磁気共鳴画像とX線CT画像を融合又は組み合わせている。磁気共鳴画像は軟組織をX線CT画像より良く描写するのに対して、X線CT画像は骨を磁気共鳴画像より良く描写する。このように、画像融合アプローチは興味のある生体組織内の軟組織と骨の両方を最適に視覚化するために用いられる。
【００５８】
他の幾つかの態様では、画像融合データは複数の異なる画像診断法からは作成されず、同一の画像診断法からの画像データを融合又は組み合わせ、異なる方法で処理されて作成される。１つの例では、画像融合データは、X線CT画像を従来の方法で再構築した第１画像と、金属アーチファクト削減プロトコルを用いて再構築された第２画像を融合又は組み合わせている。このように、結果として得られる画像融合データは関心領域においてハウンズフィールド・ユニット（Hounsfield Units）を保存し、一般的にノイズ除去された外観を有する。補正は画像の狭い関心領域に限定（constrained）され（例えば金属アーチファクトが存在する場所に限定され）、一方で残りの画像空間は正常として処理される。
【００５９】
幾つかの態様では、画像データの結合は最適化できる。例として、金属アーチファクトや他のアーチファクトを削減するために、どのデータを結合し、どの撮像手段（modality）からデータを結合し、そのデータをどのように修正できるかは、理想的な画像融合ケースのデータベースとの比較を用い、又は結果としての結合に対する予想される画質の基準によって、最適化できる。加えて、機器や移植片を有する幻影（phantoms）から取得した画像又は他のデータは、最適化の一部として用いて、異なる撮像手段や特定のアルゴリズムをさらに改良できる。
【００６０】
結合する画像データは、取得中、再構築中、前処理中、後処理中、などの間に操作できる。例としては、CTデータは金属アーチファクトを削減するために設計された特別なプロトコルで取得しておき、この画像データを、アーチファクトを削減し組織のコントラストを増加させるための後処理がなされたMRデータと結合させる。
【００６１】
オプションで、目的物は提供された画像データ又は画像融合データ内に識別できる。このような目的物は金属製移植片、プラスチック製移植片、又はX線を著しく減衰させるか又は磁気共鳴画像を混乱させる材料からなる他の移植片又は器具を備える。幾つかの用途では、このような目的物の識別には、目的物を含む画像データ内のROIｓの識別が含まれる。幾つかの態様では、様々な材料分解技術が適用されて、再構築前のデータに基づいて、又は再構築された画像に基づいて、目的物又は移植片を識別する。他の幾つかの用途では、このような目的物の識別には、画像分割アルゴリズムの実行が含まれる。
【００６２】
このようにして、金属製又はプラスチック製移植片、又は器具を含む目的物が識別できる。識別された目的物に関連した情報を用いて、提供された画像データ又は画像融合データは次に診断又は治療の目的のための画像又は他の適切な情報を作成するために、識別された目的物を引き算するか又は取り除く処理を行う。例えば、識別された目的物は多数の既知の分割（segmentation）技術を用いて再構築画像から除去される。
【００６３】
画像融合データに基づいて、プロセスブロック４０６に全体的に示すように、１つ以上のレポートがコンピュータシステムによって作成される。幾つかの態様では、ステップ４０８に示すように、作成されたレポートは再置換術の計画又はガイドのための情報を提供する。例えば、レポートは画像、データ、又はそれらから由来する情報のような、再置換術の計画又はガイドのために用いることのできる情報を備える。例として、作成されたレポートは、患者の内に存在する既存の移植片又は器具のみならず、先の外科手術を受けた骨構造を含む対象者の生体組織に基づいた、特定の対象者に対し再置換術を実行するための最適な計画を示す、患者特有の再置換術ガイドを提示する。別の例では、レポートは対象者の骨、それを囲む生体組織、又はその両方のコンピュータ生成モデルを備える。
【００６４】
別の態様では、ステップ４１０に示すように、作成されたレポートは再置換術で用いる移植片の設計のための情報を提供する。例えば、レポートは画像、データ、又はそれらから由来する情報のような、再置換術で用いる患者特有の移植片の設計に用いる情報を備える。このようなレポートは、先の外科手術を受けた骨構造を含む対象者の生体組織に関する情報を有利に提供し、次に対象者の生体組織に具体的に適合させたカスタム移植片の設計に用いられる。同様に、患者特有の生体組織モデルも設計できる。このように、１つの例として、レポートは対象者の骨のコンピュータ生成モデル、又は対象者の生体組織に対し具体的に設計された移植片のコンピュータ生成モデルを備える。幾つかの実施例では、移植片のコンピュータ生成モデルは、設計された移植片を機械加工又は組み立てるために構成された、コンピュータ数値制御（CNC）システム、３次元プリンタ、又は他の適切なシステムに提供するためにフォーマットされたデータを備える。
【００６５】
幾つかの例では、理想的な生体組織のデータベースからの身体の反対側の（contralateral）画像情報又は画像が、金属アーチファクト近傍の補間の必要性を補う又は低減するために用いられる。また、身体の反対側の情報は、正常な生体組織の復元のためのガイドとして用いられる。補間の必要性の低減は、カスタム移植片のより正確な製作を可能にすることに加えて、器具の精度を向上させる３次元モデル設計のためにエンジニアが必要な時間を低減する。患者の幅方向を横断して取得したこの正確な生体組織情報は、在庫があって利用可能な非カスタマイズの移植片の設計を容易にする可能性を有する。
【００６６】
また別の態様では、ステップ４１２に示すように、作成されたレポートは全体的に患者の骨構造に関する情報を提供する。例えば、レポートは、画像、データ、及びそれらに由来するもののような情報を備え、骨密度又は骨量ばかりでなく他の組織に関する情報などの、対象者の骨構造を示す。このようなレポートは再置換術中の患者のために有益であって、残存する骨又は骨品質に関する情報が、再置換術を正確に計画し実行するために利用される。別の例として、レポートは対象者の骨、周囲の生体組織、又はそれらの両方のコンピュータ生成モデルを備える。
【００６７】
図５を参照して、上述の方法に従ってレポートを作成するように構成された例示的なコンピュータシステム５００のブロック図を示す。処理される画像データは、X線画像システム又はMRIシステムのようなそれぞれの医療画像システムから、又はデータ記憶装置からコンピュータシステム５００に供給され、処理ユニット５０２が受け取る。
【００６８】
幾つかの実施例では、処理ユニット５０２は１つ以上のプロセッサを備える。例として、処理ユニット５０２はデジタル・シグナル・プロセッサ（DSP）５０４、マイクロプロセッサ・ユニット（MPU）５０６、及びグラフィックス・プロセッシング・ユニット（GPU）５０８の１つ以上を備える。処理ユニット５０２は、画像、ｋ空間データ、又はX線減衰データを含む、処理すべき画像を電気的に受け取るように構成された、データ取得ユニット５１０も備える。DSP５０４、MPU５０６、GPU５０８、及びデータ取得ユニット５１０は、すべてコミニュケーション・バス５１２に結合している。例として、コミニュケーション・バス５１２は、処理ユニット内の周辺機器又は任意のコンポーネントとの間でデータを切り替えるために用いられる一群の電線又はハードウエアである。
【００６９】
DSP５０４は、画像データを受け取り処理するように構成される。MPU５０６とGPU５０８も、DSP５０４と共に画像データを処理するように構成される。例として、MPU５０６は処理ユニット５０２内のコンポーネンツの動作を制御するように構成され、DSP５０４上で画像データの処理を実行するための命令を備える。また例として、GPU５０８はグラフィック画像（image graphics）を処理できる。
【００７０】
幾つかの実施例では、DSP５０４は、上述の方法に従って、処理ユニット５０２によって受け取られた画像データを処理するように構成される。このように、DSP５０４は画像データ内の目的物を識別し、画像データから目的物を除去し、処理した画像データに基づいてレポートを作成するように構成される。DSP５０４は、異なる撮像手段で取得された画像データ、又は同一の画像取得手段から取得され異なる処理をされた画像データを、互いに融合させるか、又は結合させて、画像融合データを生成するようにも構成される。同様に、DSP５０４は画像融合データ内の目的物を識別し、画像融合データから目的物を除去し、処理した又は未処理の画像融合データに基づいてレポートを作成するようにも構成される。
【００７１】
好ましくは、処理ユニット５０２は記憶装置５１６、ディスプレイ５１８、及び１つ以上の入力装置５２０を含む他の装置と電気的にコミュニケーションするためのコミュニケーション・ポート５１４を備える。入力装置５２０の例としては、限定するものではないが、ユーザーが介して入力できる、キーボード、マウス、及びタッチスクリーンを含む。
【００７２】
記憶装置５１６は、処理ユニット５０２によって提供されたものであれ処理されたものであれ、画像データを記憶するように構成される。ディスプレイ５１８は記憶装置５１６に記憶された画像のような画像データや他の情報を表示するために用いられる。このように、幾つかの実施例では、記憶装置５１６とディスプレイ５１８は処理前後の画像データの表示や、データプロット又は上述の方法に基づいて作成された他のレポートの出力のために用いられる。
【００７３】
処理ユニット５０２はネットワーク５２２とも電気的にコミュニケーションして、画像データ、作成したレポート、及び他の情報の送受信を行う。コミュニケーション・ポート５１４も例えばコミュニケーション・バス５１２のような切替え式中央供給源を介して処理ユニット５０２と結合する。
【００７４】
処理ユニット５０２は一時記憶装置５２４とディスプレイ・コントローラ５２６も備える。例として、一時記憶装置５２４は情報を一時的に記憶する。例えば、一時記憶装置５２４はランダム・アクセス・メモリとすることができる。
【００７５】
本発明は１つ以上の好ましい実施例の観点から説明してきたが、当然のことながら、明示的に記載されているものの他に多くの等価物、代替物、変形、変更が可能であり、本発明の範囲内である。
【図１Ａ】
2018532454.tif 000005
【図１Ｂ】
2018532454.tif 000006
【図２】
2018532454.tif 000007
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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