【手続補正書】
【提出日】平成28年4月20日(2016.4.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
患者の位置とターゲットオブジェクトをマッチングするための厳密な変換を決定するようにコンピュータで実施される方法であって、前記ターゲットオブジェクトは、三角形状の３次元ワイヤーメッシュに係る一式の頂点の３次元位置と頂点間の接続を示す接続性とを特定するデータを含んでいるターゲットモデルによって表されており、前記方法は：
患者の立体画像を取得するステップと；
画像化された患者の表面上の複数のポイントに係る３次元位置を特定するために、コンピュータを利用して前記立体画像を処理するステップと；
３次元空間におけるポイントの標準グリッドについて、グリッドポイントに最も近いターゲットモデルの頂点を特定する最も近い頂点アレイを：
ａ）前記ターゲットモデルにおけるそれぞれの頂点に対して、前記頂点の場所を含む立方体の角に対応する標準３次元グリッドのグリッド部分を特定するために、前記ターゲットモデルの頂点に関連付けされた前記３次元座標を使用すること；前記頂点と前記特定されたグリッドポイントに対応する位置との間の距離を決定すること；および、前記特定されたグリッドポイントが、前記ターゲットモデルにおける別の頂点により近いことを示すデータに関連付けされてるか否かを判断すること、かつ、該当しない場合は、前記グリッドポイントを前記頂点および前記頂点と前記グリッドポイントとの間の距離を特定するデータと関連付けること；および、
ｂ）前記標準３次元グリッドの軸に対応しているそれぞれの方向において、前記標準３次元グリッドを横切ることによって、前記グリッドの至る所で頂点および距離データをプロパゲーションすること；現在のグリッドポイントに対して、前記グリッドを横切るときに、横切る方向におけるグリッド上の近隣のグリッドポイントと関連付けされた頂点が、現在のグリッドポイントに関連付けされた位置に対して、以前に前記現在のグリッドポイントに関連付けされた何れの頂点よりも近いか否かを判断すること、かつ、該当する場合は、前記現在のグリッドポイントを前記近隣のグリッドポイントと関連付けされた頂点を特定しているデータと関連付けること；
によって生成するステップと；
画像化された患者の表面上のそれぞれのポイントに対して、画像化された患者の前記表面上のポイントに最も近い前記標準３次元グリッドのグリッドポイントを８個まで特定するステップと；
画像化された患者の前記表面上の前記それぞれのポイントに最も近い前記ターゲットモデル表面における三角形を特定するために、前記最も近い頂点アレイを使用することによって前記特定されたグリッドポイントに関連付けされた前記頂点を利用するステップと；
前記画像化された患者の前記表面上でポイントとして特定された一式の３次元位置を選択するために前記コンピュータを利用するステップであり、前記ポイントは、前記特定された３次元位置と前記位置に最も近いものとして特定された前記ターゲットモデルの頂点との間の決定された距離に基づいて、患者の前記位置をターゲットオブジェクトの前記位置にマッチングするための厳密な変換を決定するために利用されるべきポイントである、ステップと；
前記特定された３次元位置と前記ポイントに最も近いものとして特定された前記ターゲットモデル表面の三角形を含んでいる平面との間のポイントから平面への距離を最小化する厳密な変換を算出するために前記コンピュータを利用するステップと、
を含む、コンピュータで実施される方法。
【請求項２】
前記画像化された患者の表面上で特定された一式の３次元位置を選択すること、および、前記特定された一式の３次元位置と前記ポイントに最も近いものとして特定された前記ターゲットモデル表面の三角形を含んでいる前記平面との間のポイントから平面への距離を最小化する厳密な変換を算出することは、多くの反復を含んでおり：
現在の反復に対して利用されるべき閾値を決定するステップと；
前記特定された３次元位置と前記閾値を用いて前記位置に最も近いものとして特定された前記ターゲットモデルの頂点との間の距離の比較に基づいて、前記患者の前記位置を前記ターゲットオブジェクトの前記位置にマッチングするための厳密な変換を決定するために利用されるべきポイントとして、前記画像化された患者の前記表面上の特定された一式の３次元位置を選択するステップと；
前記特定された３次元位置と前記ポイントに最も近いものとして特定された前記ターゲットモデル表面の三角形を含んでいる平面との間のポイントから平面への距離を最小化する厳密な変換を算出するステップと、が反復され、
患者の前記位置をターゲットオブジェクトの前記位置にマッチングするための前記厳密な変換は、それぞれの反復において決定さえた前記変換の合計を含んでいる、
請求項１に記載のコンピュータで実施される方法。
【請求項３】
現在の反復に対して利用されるべき閾値を決定するステップは：
最初の反復に対する最初の閾値を設定する段階と；
前記特定された３次元位置と前記位置に最も近いものとして特定された前記ターゲットモデルの頂点との間の平均距離に基づいて、後続の反復において使用するための閾値を決定する段階と、
を含む、請求項２に記載のコンピュータで実施される方法。
【請求項４】
前記患者の前記位置を前記ターゲットオブジェクトの前記位置にマッチングするための厳密な変換を決定するために利用されるべきポイントとして、画像化された患者の前記表面上の特定された一式の３次元位置を選択することは、さらに：
ポイントにおける前記患者の相対的な方向とポイントに最も近いものであるとして特定された前記ターゲットモデル表面における三角形の方法とに基づいて、厳密な変換を算出するために利用されるべき前記画像化された患者の前記表面上の選択された一式の特定された３次元位置をフィルタリングすること、を含み、
前記ポイントにおける前記患者の前記方向は、前記患者のモデルを生成すること、および、前記ポイントを含む前記生成されたモデルにおける三角形の平均法線ベクトルを計算すること、によって決定される、
請求項２に記載のコンピュータで実施される方法。
【請求項５】
患者の前記位置をターゲットオブジェクトの前記位置にマッチングするための厳密な変換を決定するために利用されるべきポイントとして、画像化された患者の前記表面上の特定された一式の３次元位置を選択することは、さらに：
厳密な変換を算出する以前に同一の場所の投射するように判断されたあらゆるポイントを除去するために、厳密な変換を算出するために利用されるべき前記画像化された患者の前記表面上の前記選択され特定された３次元位置をフィルタリングすること、を含み、
厳密な変換は、フィルタリングされた前記特定された一式の３次元位置と、前記ポイントに最も近いものとして特定された前記ターゲットモデル表面の前記三角形を含んでいる平面との間の、ポイントから平面への距離を最小化する、
請求項４に記載のコンピュータで実施される方法。
【請求項６】
前記画像化された患者の前記表面上の前記特定されたポイントと、前記ポイントに最も近いものとして特定された前記ターゲットモデル表面の前記三角形を含んでいる平面との間の、ポイントから平面への距離を最小化する厳密な変換を算出することは：
前記ポイントのそれぞれに対して、前記ポイントに最も近いものとして特定された前記ターゲットモデル表面の前記三角形を含んでいる前記平面への前記ポイントの投射を決定すること；
患者の前記表面上の場所であるものとして特定されたポイントの重心を、前記ポイントに最も近いものとして特定された前記ターゲットモデル表面の前記三角形を含んでいる特定された平面への前記ポイントの投射の重心と揃える移動を決定すること；
前記移動が適用された後で、前記画像化された患者の前記表面上の前記特定されたポイントと、前記ポイントに最も近いものとして特定された前記ターゲットモデル表面の前記三角形を含んでいる前記平面との間の、ポイントから平面への距離を最小化する回転を決定すること、
を含む、請求項１に記載のコンピュータで実施される方法。
【請求項７】
前記画像化された患者の前記表面上のそれぞれのポイントに最も近い前記ターゲットモデル表面における三角形を特定するために、前記最も近い頂点アレイを使用することによって３次元グリッドの前記特定されたグリッドポイントに関連付けされた前記頂点を利用することは：
現在処理されている患者の前記表面上の前記ポイントに最も近い前記モデル表面の頂点であり、前記３次元グリッドの前記特定されたグリッドポイントに関連付けされた頂点を決定すること；
前記決定された最も近い頂点に直接的に接続された何れかの頂点が、現在処理されている前記画像化された患者の前記表面上の前記ポイントの前記３次元座標に、より近いかを判断すること、
前記直接的に接続された何れかの頂点が、現在処理されている前記画像化された患者の前記表面上の前記ポイントの前記３次元座標に、より近いと判断された場合、前記頂点に接続された何れかの頂点が、現在処理されている前記画像化された患者の前記表面上の前記ポイントの前記３次元座標に、より近いか否かを特定すること；
前記直接的に接続された頂点の何れも、現在処理されている前記画像化された患者の前記表面上の前記ポイントの前記３次元座標に、より近いと判断されない場合に、現在処理されている患者の前記表面上の前記ポイントに最も近い前記ターゲット表面における三角形を特定するために、最も近い前記頂点を含んでいる前記ターゲットモデルにおけるそれぞれの三角形に対して、前記三角形を含んでいる平面と前記画像化された患者の前記表面上のポイントの前記３次元位置との間の距離を決定すること、
を含む、請求項１に記載のコンピュータで実施される方法。
【請求項８】
患者モニタリングシステムであって：
画像化された患者の表面上の複数のポイントの３次元位置を特定するために、患者の立体画像を処理するように動作可能である、３次元位置決定モジュールと；
三角形状の３次元ワイヤーメッシュモデルに係る一式の頂点の３次元位置と頂点間の接続を示す接続性とを特定するデータを含むターゲットモデルを保管するように動作可能である、ターゲットモデルストアと；
前記ターゲットモデルストアの中に保管されたターゲットモデル表面において、前記３次元位置決定モジュールによって特定されたポイントに最も近い三角形を特定するように、かつ、選択された一式の特定されたポイントと、前記ポイントに最も近いものとして特定されたターゲットモデル表面に係る三角計を含んでいる平面との間の、ポイントから平面への距離を最小化する厳密な変換を算出するように動作可能である、マッチングモジュールであり、前記厳密な変換を決定するために利用される選択された一式のポイントは、前記特定された３次元位置と、前記位置に最も近いものとして特定されたターゲットモデルの頂点との間の決定された距離に基づいて選択される、マッチングモジュールと；
標準グリッド上のポイントについて、前記グリッドポイントに最も近い、前記ターゲットモデルストアに保管されたターゲットモデルの前記頂点を特定するデータを保管するように動作可能である、最も近い頂点アレイと、を含み、
前記マッチングモジュールは、３次元空間におけるポイントの標準グリッドについて、前記グリッドポイントに最も近いターゲットモデルの頂点を特定するデータを：
ａ）前記ターゲットモデルにおけるそれぞれの頂点に対して、前記頂点の場所を含む立方体の角に対応する標準３次元グリッドのグリッド部分を特定するために、前記ターゲットモデルの頂点に関連付けされた前記３次元座標を使用すること；前記頂点と前記特定されたグリッドポイントに対応する位置との間の距離を決定すること；および、前記特定されたグリッドポイントが、前記ターゲットモデルにおける別の頂点により近いことを示すデータに関連付けされてるか否かを判断すること、かつ、該当しない場合は、前記グリッドポイントを前記頂点および前記頂点と前記グリッドポイントとの間の距離を特定するデータと関連付けること；および、
ｂ）前記標準３次元グリッドの軸に対応しているそれぞれの方向において、前記標準３次元グリッドを横切ることによって、前記グリッドの至る所で頂点および距離データをプロパゲーションすること；現在のグリッドポイントに対して、前記グリッドを横切るときに、横切る方向におけるグリッド上の近隣のグリッドポイントと関連付けされた頂点が、現在のグリッドポイントに関連付けされた位置に対して、以前に前記現在のグリッドポイントに関連付けされた何れの頂点よりも近いか否かを判断すること、かつ、該当する場合は、前記現在のグリッドポイントを前記近隣のグリッドポイントと関連付けされた頂点を特定しているデータと関連付けること；
によって生成し、
前記マッチングモジュールは、前記３次元位置決定モジュールによって特定されたポイントに最も近い、前記ターゲットモデルストアに保管されたターゲットモデル表面における前記三角形を：
画像化された患者の表面上のそれぞれのポイントに対して、画像化された患者の前記表面上のポイントに最も近い前記標準３次元グリッドのグリッドポイントを８個まで特定すること；および
画像化された患者の前記表面上の前記それぞれのポイントに最も近い前記ターゲットモデル表面における三角形を特定するために、前記最も近い頂点アレイを使用することによって前記特定されたグリッドポイントに関連付けされた前記頂点を利用すること；
によって特定するように、動作可能である、
患者モニタリングシステム。
【請求項９】
前記マッチングモジュールは、厳密な変換を算出するために利用されるべき前記画像化された患者の前記表面上の特定された３次元位置を、
ポイントと、前記ポイントに最も近いものとして特定された前記ターゲットモデルの頂点との間の距離を決定すること、かつ、
厳密な変換を算出するために利用されるべきポイントとして、閾値より小さい距離と関連付けされたポイントを選択すること、
によって選択するように動作可能である、
請求項８に記載の患者モニタリングシステム。
【請求項１０】
前記閾値は、前記特定された３次元位置と、前記ターゲットモデルにおいて特定された最も近い頂点との決定された距離の平均に基づいて、決定された閾値を含んでいる、
請求項９に記載の患者モニタリングシステム。
【請求項１１】
前記マッチングモジュールは、厳密な変換を算出するために利用されるべき前記画像化された患者の前記表面上の選択された一式の特定された３次元位置をフィルタリングするように動作可能であり、
厳密な変換は、ポイントにおける患者の相対的な方向と、前記ポイントに最も近いものとして特定された前記ターゲットモデルにおける三角形の方向とに基づいて、ポイントから平面への距離を最小化し、
前記ポイントにおける前記患者の前記方向は、前記患者のモデルを生成すること、および、前記ポイントを含む前記生成されたモデルにおける三角形の平均法線ベクトルを計算すること、によって決定される、
請求項９に記載の患者モニタリングシステム。
【請求項１２】
前記マッチングモジュールは、ポイントから平面への距離を最小化する厳密な変換を算出するために利用されるべき前記画像化された患者の前記表面上の前記選択され特定された３次元位置をフィルタリングするように動作可能であり、
前記フィルタリングされ特定された一式の３次元位置と、前記ポイントに最も近いものとして特定されたターゲットモデル表面に係る三角計を含んでいる平面との間の、ポイントから平面への距離を最小化する厳密な変換を算出する以前に、同一の場所の投射するように判断されたあらゆるポイントを除去する、
請求項１１に記載の患者モニタリングシステム。
【請求項１３】
前記マッチングモジュールは、ポイントから平面への距離を最小化する厳密な変換を、
ポイントに対して、前記ポイントに最も近いものとして特定された前記ターゲットモデル表面の前記三角形を含んでいる前記平面への前記ポイントの投射を決定すること；
患者の前記表面上の場所であるものとして特定されたポイントの重心を、前記ポイントに最も近いものとして特定された前記ターゲットモデル表面の前記三角形を含んでいる特定された平面への前記ポイントの投射の重心と揃える移動を決定すること；かつ、
前記移動が適用された後で、前記画像化された患者の前記表面上の前記特定されたポイントと、前記ポイントに最も近いものとして特定された前記ターゲットモデル表面の前記三角形を含んでいる前記平面との間の、ポイントから平面への距離を最小化する回転を決定すること、
によって算出するように動作可能である、
請求項８に記載の患者モニタリングシステム。
【請求項１４】
前記マッチングモジュールは、前記画像化された患者の前記表面上のそれぞれのポイントに最も近い前記ターゲットモデル表面における三角形を特定するために、
現在処理されている患者の前記表面上の前記ポイントに最も近い前記モデル表面の頂点であり、前記最も近い頂点アレイにおけるデータによって前記３次元グリッドの前記特定されたグリッドポイントに関連付けされた頂点を決定すること；
前記決定された最も近い頂点に直接的に接続された何れかの頂点が、現在処理されている前記画像化された患者の前記表面上の前記ポイントの前記３次元座標に、より近いかを判断すること、
前記直接的に接続された何れかの頂点が、現在処理されている前記画像化された患者の前記表面上の前記ポイントの前記３次元座標に、より近いと判断された場合、前記頂点に接続された何れかの頂点が、現在処理されている画像化された患者の前記表面上の前記ポイントの前記３次元座標に、より近いか否かを特定すること；
前記直接的に接続された頂点の何れも、現在処理されている前記画像化された患者の前記表面上の前記ポイントの前記３次元座標に、より近いと判断されない場合に、現在処理されている前記患者の前記表面上の前記ポイントに最も近い前記ターゲットモデル表面における三角形を特定するために、最も近い前記頂点を含んでいる前記ターゲットモデルにおけるそれぞれの三角形に対して、前記三角形を含んでいる平面と前記画像化された患者の前記表面上のポイントの前記３次元位置との間の距離を決定すること、
によって、前記最も近い頂点アレイを使用することによって３次元グリッドの前記特定されたグリッドポイントに関連付けされた前記頂点を利用するように動作可能である、
請求項８に記載の患者モニタリングシステム。
【請求項１５】
前記患者モニタリングシステムは、さらに：
患者の立体画像を取得するように動作可能である立体視カメラ、を含み、
前記３次元位置決定モジュールは、前記立体視カメラによって取得された立体画像を処理するように構成されている、
請求項８に記載の患者モニタリングシステム。
【請求項１６】
前記患者モニタリングシステムは、さらに：
メカニカル寝いす、を含み、
前記立体視カメラは前記寝いす上の患者の立体画像を取得するように動作可能であり、
前記マッチングモジュールは、画像化された患者の表面上の前記特定されたポイントと前記ポイントに最も近いものとして特定されたターゲットモデル表面に係る三角計を含んでいる平面との間のポイントから平面への距離を最小化する、算出された厳密な変換に基づいて、前記寝いすに画像化された患者を揃えさせるためにインストラクションを生成するように動作可能である、
請求項１５に記載の患者モニタリングシステム。
【請求項１７】
前記患者モニタリングシステムは、さらに：
治療装置、を含み、
前記治療装置は、画像化された患者の表面上の前記特定されたポイントと前記ポイントに最も近いものとして特定されたターゲットモデル表面の三角形を含んでいる前記平面との間のポイントから平面への距離を最小化する、算出された厳密な変換が、患者の位置が閾値量以上に外れた位置に居ることを示していると、前記マッチングモジュールが判断する場合に、動作を停止するように構成されている、
請求項８に記載の患者モニタリングシステム。
【請求項１８】
コンピュータで実施可能なインストラクションを保管しているコンピュータで読取り可能な媒体であって、プログラム可能なコンピュータによって実施されると、前記コンピュータに、患者の位置とターゲットオブジェクトをマッチングするための厳密な変換を決定させ、前記ターゲットオブジェクトは、三角形状の３次元ワイヤーメッシュに係る一式の頂点の３次元位置と頂点間の接続を示す接続性とを特定するデータを含んでいるターゲットモデルによって表されており、前記インストラクションは：
患者の立体画像を取得するステップと；
画像化された患者の表面上の複数のポイントに係る３次元位置を特定するために、コンピュータを利用して前記立体画像を処理するステップと；
３次元空間におけるポイントの標準グリッドについて、グリッドポイントに最も近いターゲットモデルの頂点を特定する最も近い頂点アレイを：
ａ）前記ターゲットモデルにおけるそれぞれの頂点に対して、前記頂点の場所を含む立方体の角に対応する標準３次元グリッドのグリッド部分を特定するために、前記ターゲットモデルの頂点に関連付けされた前記３次元座標を使用すること；前記頂点と前記特定されたグリッドポイントに対応する位置との間の距離を決定すること；および、前記特定されたグリッドポイントが、前記ターゲットモデルにおける別の頂点により近いことを示すデータに関連付けされてるか否かを判断すること、かつ、該当しない場合は、前記グリッドポイントを前記頂点および前記頂点と前記グリッドポイントとの間の距離を特定するデータと関連付けること；および、
ｂ）前記標準３次元グリッドの軸に対応しているそれぞれの方向において、前記標準３次元グリッドを横切ることによって、前記グリッドの至る所で頂点および距離データをプロパゲーションすること；現在のグリッドポイントに対して、前記グリッドを横切るときに、横切る方向におけるグリッド上の近隣のグリッドポイントと関連付けされた頂点が、現在のグリッドポイントに関連付けされた位置に対して、以前に前記現在のグリッドポイントに関連付けされた何れの頂点よりも近いか否かを判断すること、かつ、該当する場合は、前記現在のグリッドポイントを前記近隣のグリッドポイントと関連付けされた頂点を特定しているデータと関連付けること；
によって生成するステップと；
画像化された患者の表面上のそれぞれのポイントに対して、画像化された患者の前記表面上のポイントに最も近い前記標準３次元グリッドのグリッドポイントを８個まで特定するステップと；
画像化された患者の前記表面上の前記それぞれのポイントに最も近い前記ターゲットモデル表面における三角形を特定するために、前記最も近い頂点アレイを使用することによって前記特定されたグリッドポイントに関連付けされた前記頂点を利用するステップと；
前記画像化された患者の前記表面上でポイントとして特定された一式の３次元位置を選択するステップであり、前記ポイントは、前記特定された３次元位置と前記位置に最も近いものとして特定された前記ターゲットモデルの頂点との間の決定された距離に基づいて、患者の前記位置をターゲットオブジェクトの前記位置にマッチングするための厳密な変換を決定するために利用されるべきポイントである、ステップと；
前記特定された３次元位置と前記ポイントに最も近いものとして特定された前記ターゲットモデル表面の三角形を含んでいる平面との間のポイントから平面への距離を最小化する厳密な変換を算出するステップと、
を含む、コンピュータで読取り可能な媒体。