(57)【要約】本発明は、電離放射線を使用することなく、体形をマッピングし、体形マップに関して電離放射線の画像化検出器の位置を同時に追跡することにより、患者の放射性トレーサーの分布が体形マップと融合し、従って患者内の放射性トレーサーの分布における解剖的リファレンスを提供することができる装置及び方法に関する。三次元面を画像化可能な深度カメラが既知の両者間の相対的な位置で電離放射線の画像化検出器に接続される。
2016510410.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置であって、
三次元構造物から放射されているガンマ放射線の分布の画像を収集するように構成される移動可能なガンマ検出器と、
前記三次元構造物の外見を描画する深度カメラと、
前記深度カメラに関して前記ガンマ検出器の前記位置及び角度を決定する手段と、
前記ガンマ検出器によって収集される前記三次元構造物から放射されているガンマ放射線の分布の画像を、前記外見に位置合わせする基準として、前記三次元構造物の前記外見の描画を使用する計算デバイスと、
前記位置合わせされた画像を表示するように構成されるディスプレイと
を備えることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記移動可能なガンマ放射線検出器及び前記深度カメラは、前記深度カメラによって生成される前記体形マップへ放射されている前記ガンマ放射線の前記位置を相関するためにユニバーサル変換が適用されうるように、互いに対して固定されることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記移動可能なガンマ放射線検出器及び前記深度カメラは、互いに対して移動可能であり、
前記装置は、前記移動可能なガンマ放射線検出器と前記深度カメラとの間の前記関係を決定するように構成される追跡部を含み、
前記計算デバイスは、前記追跡部と通信を行い、前記ガンマ放射線検出器の画像を前記深度カメラによって生成される前記体形マップに位置合わせするように構成されることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記追跡部は、光学的、機械的、又は電磁的なセンサーに基づくことを特徴とする請求項３に記載の装置。
【請求項５】
装置であって、
三次元構造物から受信される光信号の分布の画像を収集する移動可能な検出器と、
前記三次元構造物の外見を描画する深度カメラと、
前記深度カメラに関して前記検出器の前記位置及び角度を決定する手段と、
前記検出器によって収集される前記三次元構造物から受信される光信号の前記分布の前記画像を、前記外見に位置合わせする基準として、前記三次元構造物の前記外見の描画を使用する計算デバイスと、
前記位置合わせされた画像を表示するディスプレイと
を備えることを特徴とする装置。
【請求項６】
前記検出器は、前記三次元構造物から放射される蛍光の前記分布の画像を収集するように構成されることを特徴とする請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記計算デバイスは、検出器によって収集される前記三次元面から放射される蛍光の前記分布の前記画像を前記外見に位置合わせすることを特徴とする請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記検出器は、前記三次元構造物の可視光反射の前記分布の画像を収集するように構成されることを特徴とする請求項５に記載の装置。
【請求項９】
前記計算デバイスは、検出器によって収集される前記三次元面の可視光反射の前記分布の前記画像を前記外見に位置合わせすることを特徴とする請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記移動可能な検出器及び前記深度カメラは、前記深度カメラによって生成される前記体形マップへ受信されている前記光信号の前記位置を相関するためにユニバーサル変換が適用されうるように、互いに対して固定されることを特徴とする請求項５に記載の装置。
【請求項１１】
前記移動可能な検出器及び前記深度カメラは、互いに対して移動可能であり、
前記装置は、前記移動可能な検出器と前記深度カメラとの間の前記関係を決定するように構成される追跡部を含み、
前記計算デバイスは、前記追跡部と通信を行い、前記検出器の画像を前記深度カメラによって生成される前記体形マップに位置合わせするように構成されることを特徴とする請求項５に記載の装置。
【請求項１２】
前記追跡部は、光学的、機械的、又は電磁的なセンサーに基づくことを特徴とする請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
画像化する方法であって、
移動可能なガンマ検出器を介して、三次元構造物から放射されているガンマ放射線の前記分布の画像を収集する工程と、
深度カメラを介して、前記三次元構造物の前記外見を描画する工程と、
前記深度カメラに関して前記ガンマ検出器の前記位置及び角度を決定する工程と、
計算デバイスを介して、前記三次元構造物の前記外見の前記描画を基準として用いて、前記ガンマ検出器によって収集される三次元構造物から放射されているガンマ放射線の前記分布の前記画像を前記外見へ位置合わせする工程と、
前記位置合わせされた画像を表示する工程と
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１４】
前記移動可能なガンマ放射線検出器及び前記深度カメラは、前記深度カメラによって生成される前記体形マップへ放射されている前記ガンマ放射線の前記位置を相関するためにユニバーサル変換が適用されうるように、互いに対して固定されることを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記移動可能なガンマ放射線検出器及び前記深度カメラは、互いに対して移動可能であり、
前記装置は、前記移動可能なガンマ放射線検出器と前記深度カメラとの間の前記関係を決定するように構成される追跡部を含み、
前記計算デバイスは、前記追跡部と通信を行い、前記ガンマ放射線検出器の画像を前記深度カメラによって生成される前記体形マップに位置合わせするように構成されることを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
前記追跡部は、光学的、機械的、又は電磁的なセンサーに基づくことを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、一般に、無線ガイド付きの治療介入の分野に関連する。より詳細には、本発明は、手術中の腫瘍の画像化に関し、センチネルリンパ節生検における外科ガイダンスを提供し、放射線トレーサーを用いて潜在するがん性の病変を特定する手段及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
解剖的な位置合わせによる対象の病変の手術中における可視化は外科手術の時間と侵襲性を低減することができ、コストを抑え、外科手術の複雑性を低減することができる。現在、利用可能なガンマ放射線での外科ガイダンスツールは、ガンマ放射線感度の非画像化の”プローブ”を含む。そのような非画像化のガンマ放射線プローブは、外観は古典的なガイガーカウンタに類似している。より現代的な非画像化ガンマ放射線感度プローブは方向応答性が強化される（ガイガーカウンタに似ていない）ことにより、外科医は、着目の構造へポイントすることができ、クリックの代わりに特殊な音響を生成するユーザインタフェースを特徴づけることができる。
【０００３】
ガンマ放射線プローブは、手術前に患者に放射線基質（放射線トレーサー）が投与される外科手術で利用される。放射線トレーサーは、手術のゴールが治療の機会を増大させるがん細胞の隠れた温床を検出して取り除く場合に、腫瘍探索放射線トレーサーのように、全身に注入されうる。ガンマ放射線外科ガイダンスは、いくつかの腫瘍種別に対して試みられる。例えば、磁気共鳴映像法（”ＭＲＩ”）やコンピュータ断層撮影法（”ＣＴ”）によるスキャンで初期にはもれていたとしても、神経内分泌腫瘍が非画像化プローブで手術中に検出されている。大腸がんの沈着物についても非画像化プローブでの手術中に検出されている。
【０００４】
放射線トレーサーはまた、センチネルリンパ節生検の手術のように、リンパ排液の輪郭を描くために、局所的に注入されうる。原発がんの部位が特定されるとすぐに、そのリンパ排液パターンが患者の疾患を段階分けするために使用されうる。本出願において、放射線トレーサーが既知の原発がんの部位の周辺に注入されることにより、局所リンパ節への排液が決定されうる。”センチネルリンパ節”のセオリーによれば、単一節はより遠隔の部位への通路にいるセンチネルリンパ節が腫瘍細胞を含むかどうかを判定することにより、医師は、腫瘍が遠隔の位置に広がっている可能性があるかどうかを予期することができる。センチネルリンパ節のサンプリングは、後述の節除去の複雑性のレベルを低減するために、複数の節のブロック全体を取り除く従来の外科手術のプラクティスにはより好ましいものである。
【０００５】
リンパ節の外科手術の前に、核医学の部門の手術室の外部で核医学画像が頻繁に用いられている。当該画像は、局所的に注入した放射線トレーサーがリンパ系へ流れている確証を外科医へ提供し、通常、リンパ節の放射線トレーサーの濃度が描かれる。核医学画像化において、放射線トレーサーの分布が、ガンマ放射線への感度のみを有するガンマカメラを用いて画像化され、従って放射線トレーサーの摂取のみが画像化される。解剖的な位置合わせが必要であれば、画像化された節を位置づけるための解剖的なリファレンスを外科医に提供することが望まれる。解剖的なレファレンスは、外部の体表又は輪郭（体形）であってもよい。
【０００６】
解剖的な位置合わせを提供するために、患者が核と結合したＣＴシステム（ＳＰＥＣＴ）画像化システムで画像化されうる。しかしながら、ＣＴスキャンを実行する追加の費用に加えて、体形のみが適切な解剖的位置合わせを提供するために必要とされうる場合に、患者はＣＴで必要となる（体内解剖的情報を生成することができる）過度の放射線に耐えなければならない。
【０００７】
平面リンパシンチグラフィーの場合、５７−Ｃｏフラッドソースが通常、画像取得中に患者の後ろに位置することにより、平面画像には、患者内の放射線トレーサーの分布とともに、外科医によって後に使用される解剖的リファレンスを提供する患者の体形の”シャドウグラム（shadow-gram）”が含まれる。通常、３平面視がセンチネルリンパ節の位置特定を支援得るために撮られる。この方法には以下の欠点：１）リンパシンチグラム−シャドウグラムが、外科アクセス要件に起因した他に類を見ない、画像化中に外科手術における患者の位置を正確なものとする唯一のものであること、２）ガンマカメラ検出器の視野が、患者に最適かつ近接して位置づけられることから除外されるように、体形を覆うのに十分な広さでなければならいこと、３）フラッドソースからのバックグラウンド放射線が、リンパシンチグラムでかすかな節を検出することが非常に困難なものとなる、放射線トレーサーの分布のコントラストを低減しうること、がある。
【０００８】
最終的に、外科ガイダンスにおける手術室の外部に必要とされる核医学画像化を用いることのいくつかの問題を解決するために、研究者が手術室で小さいガンマカメラを使用している。画像取得時間を最小化するために、それらの画像は通常、平面画像である。手術室の追加の放射線ソースの懸念のため、シャドウグラムを生成するために患者の後ろに位置する５７−Ｃｏフラッドソースが受け入れられないかもしれない。
【０００９】
米国特許第７，８２６，８８９号、Ｄａｖｉｄは、位置追跡システムに備えられる放射線放射検出器と、医学システムでのその利用と医学手術におけるその利用に関連する。７，８２６，８８９号特許は、座標系の放射性放射ソースの位置を計算するシステムと、位置追跡システムによって座標系で追跡される放射性放射線検出器を開示している。当該システムは追跡される体形又は臓器とは独立した物理空間系の座標に依存する。したがって、７，８２６，８８９号特許のシステムは、複雑性や追跡エラーの一因となる追加の自由度を阻害する望ましくないものである。
【００１０】
したがって、電離放射線の使用なしに患者の体形をマッピングし、同時に、患者の体形マップに関して放射線画像化検出器の位置を追跡することが望まれ、これにより、患者の放射線トレーサーの分布が患者の体形マップと融合することができ、患者の放射線トレーサーの分布に対する解剖的リファレンスを提供することができる。この目的を達成するために、位置機能として深度をレポートすることにより三次元面を画像化することが可能な深度カメラが使用されうる（例えば、マイクロソフトのＫｉｎｅｃｔ、Ｘｉｏｎ  ｐｒｏ、ＰＭＤｎａｎｏ）。複雑性と追跡エラーの一因となる追加の自由度での分離空間の座標系が使用されないため、マッピングと、患者の体形に関して直接的に放射線画像化検出器の位置の追跡とが同時に行われることが理想である。
【００１１】
ガンマカメラが通常、患者から放射されるわずかなガンマ放射線を検出するために、皮膚の近くに位置する、近接撮像装置として動作することが当業者には理解されるべきである。いくつかのガンマカメラは、画像を取得するために１Ｏ秒〜１００秒掛かるかもしれない。その一方で、三次元深度のカメラは、全体三次元生体構造を捕捉するために、通常患者からある程度の距離ほど離れた位置に位置するリアルタイム撮像装置である。したがって、ガンマカメラと、三次元深度カメラとから取得された異なる画像を合成し、位置合わせする装置及び方法を提供することが望まれる。
【発明の概要】
【００１２】
一実施形態において、本開示は、三次元構造物から放射されているガンマ放射線の分布の画像を収集するように構成される移動可能なガンマ検出器と、前記三次元構造物の外見を描画する深度カメラと、前記深度カメラに関して前記ガンマ検出器の前記位置及び角度を決定する手段と、前記ガンマ検出器によって収集される前記三次元構造物から放射されているガンマ放射線の分布の画像を、前記外見に位置合わせする基準として、前記三次元構造物の前記外見の描画を使用する計算デバイスと、前記位置合わせされた画像を表示するように構成されるディスプレイとを備える画像化システムを提供することを考慮している。
【００１３】
好適な実施形態において、前記深度カメラに関して前記ガンマ検出器の前記位置及び角度が固定されうる。
【００１４】
他の実施形態において、前記三次元構造物は、人の体であり、前記外見の描画は、前記体形の着目対象の領域である。本発明の利点は、患者に対する放射線を増大させることなく、センチネルリンパ節又はがん病巣のガンマカメラによる検出可能性を低下させることの無いように、電離放射線を使用することなく解剖的リファレンス画像を生成することである。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
本発明の効果及び利点が、後述の詳細な説明及び添付の図面を参照することにより当業者には容易に明らかにされるであろう。
【図１】独創的な画像化システムの概要を示す。
【図２】移動を容易にする構台と独創的なシステムがどのように結合しうるかを示す。
【図３】操作者が独創的なシステムを使用する方法を示す。
【図４Ａ】、
【図４Ｂ】独創的なシステムによって生成される例示の画像を示す。
【図５Ａ】、
【図５Ｂ】独創的なシステムによって生成される例示の画像を示す。
【図６】本開示の原理を実行するための通常のシステムの概略を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１を参照すると、独創的な画像化システムの一実施形態において、着目対象の三次元構造物内のソース１０５によって放射される放射線１０６を感知する移動可能な検出器１０１が提供される。検出器１０１は、例えば、ガンマ放射線、光学蛍光放射及び可視光反射の少なくとも１つを検出するように構成されうる。
【００１７】
好適な実施形態において、検出器１０１は、背面板上のアパーチャ１０７、及び、入射ガンマ放射線からのエネルギーの沈着を検知するストライク部材を通じてカメラに入力する放射線の二次元画像を提供するガンマカメラであってもよい。
【００１８】
ガンマカメラへしっかりと装着されているのは、ガンマカメラに対して三次元構造物１０４の外見１０９の位置を記録するための深度カメラ１０２又はその他のデバイスである。上記外見に対するカメラの位置及び角度に関する情報と、検出した放射線とが、グラフィカルユーザインタフェースとして参照もされるディスプレイ１１２を有する電気的にコンピュータ１１０又は他の計算機デバイスへ送信される。
【００１９】
カメラ１０１は、アパーチャを通過する背面板上で検出される事象の数を低減するように遮蔽部材を含む。アパーチャは、単一の穴（即ち、”ピンホール”）若しくは複数のピンホール（即ち、”コード化されたアパーチャ”）、又は、グリッドの多くのピンホール（即ち、”平行コリメータ”）であってもよい。ピンホールグリッドパターンは、カバレッジ（”収束孔コリメータ”）、ディバレッジ（”分散孔コリメータ”）、又はスラント（傾斜孔コリメータ）であってもよい。
【００２０】
一実施形態において、ガンマカメラは、漏れの少ない電流シリコンフォトダイオードへ結合されるＣｓｌシンチレータから構成される半導体検出器を用いて組み立てられてもよい。本実施形態において、カメラは、２７０平方センチメートル、実質的に正方形又は長方形の視野を有する。或いは、ガンマカメラは、テルル化カドミウム亜鉛（ＣＺＴ）クリスタル又はその他の種々の固体を用いる固体検出器を用いて組み立てられてもよい。当該カメラはまた、実質的に正方形又は長方形の視野を有する。当該カメラヘッドは、鉛遮蔽の筐体及び平行孔リードコリメータ部品を有する。
【００２１】
カメラ筐体への実装されるのは、深度カメラである、一実施形態において、深度カメラは、Ｘｉｏｎによるものであり、深度センサーは、周辺光の条件下で３Ｄの動画データを捕捉する、赤外ＣＭＯＳセンサーと結合された赤外レーザープロジェクターを備える。画像化する対象の詳細な外見マップは、対象の複数の姿勢を撮影し、その後、それらの姿勢をより高品質の画像へ統合することによって達成される。
【００２２】
深度カメラの出力は、画像化されている対象物の外見を示す、深度カメラからの距離の二次元配列である場合、視野内の対象物の位相的にリッチな外見マップが、深度カメラの位置及び角度を記録する基準として使用されうる。KinectFusionと呼ばれるリサーチプログラムが、毎秒３０フレームのシーンマッピングと、マイクロソフトのKinect深度カメラ（Xitonで適用される同様のコア技術を有する）を用いて記録する位置とを実証している。適用されるアルゴリズムの詳細はマイクロソフトによって、"KinectFusion: Real-Time Dense Surface Mapping and Tracking"とのタイトルで公開されている。同様のアルゴリズムが本開示の独創的な画像化システムへ適用されてもよい。
【００２３】
図２を参照すると、ガンマカメラ１０１及び深度カメラ１０２が画像化システムの移動を容易にするために構台システム２０１へ接続されうる様子が示されている。特有の実施形態において、構台は、結合されたガンマカメラ１０１と深度カメラ１０２と保持し、アーム２０４の結合部へ接続されるヨーク２０３と、基台２０６へ固定された支柱２０５を含む複数の部品から組み立てられる。３つの部品間の全ての接続は、結合されたガンマカメラ１０１と深度カメラ１０２とが水平及び垂直方向にパンされ、傾けられ、平行移動されることを可能とする回転ジョイント２０２で行われる。基台２０６は床に固定され、又は、構台２０１全体を移動させて回転させるように設けられる。そのような可動性は、外科手術の設定においてシステムの使用を容易にするであろう。
【００２４】
図３は、三次元構造物内の放射線ソースのガンマカメラ画像と、画像空間で位置合わせされる三次元構造物の画像空間での外見の描画を生成する画像化システムを用いる方法の各ステップの詳細を示す。そのような位置合わせされた画像は、外見描画された画像の位相的特徴と、三次元構造物の実際の物理的外見の移動的特徴とをマッチングすることによって、三次元構造物内の実空間で放射線ソースを位置付ける手段として、操作者によって使用されることができる。
【００２５】
ステップ３０１において、操作者は、深度カメラが放射線ソースを内包する三次元構造物の姿勢を見るように画像化システムを位置付ける。ステップ３０２において、操作者は、放射線ソースを内包する三次元構造物の新たな姿勢が見れるように画像化システムを移動させる。通常、深度カメラは、毎秒３０フレームで画像を取得することが可能であり、操作者は姿勢間で画像化システムを効果的に継続して移動させることができる。各姿勢で、深度カメラは、コンピュータ１１０によって収集される深度情報を取得する。上述した同様のアルゴリズムを用いて、コンピュータ１１０は、画像化システムの位置をマッピングし、放射線ソースを内包する三次元構造物の外見の描画を生成するために異なる姿勢からのデータを合成する。ステップ３０２において、操作者は、外見マップが三次元構造物内の放射線ソースの十分な範囲を提供する領域をカバーしているかどうかと、外見の描画の忠実性が画像と実空間との間の位相的な整合を提供するために十分な視覚的情報を提供するかどうかとを判定するためにコンピュータ１１０のディスプレイを閲覧する。外見の描画された画像が必要な領域をカバーし、受け入れ可能な忠実性であれば、操作者は本方法において次のステップへ進むことができる。
【００２６】
特定の実施例において、操作者は外科医であるかもしれないし、三次元構造物は、乳がんの分類におけるセンチネルリンパ節生検手術を受ける患者の体であるかもしれない。体内の放射線ソースは、放射線トレーサーが手術前に注入される局所的な部位や、放射線トレーサーが流れ込むリンパ節の位置であろう。図４Ａは、操作者（外科医）がステップ３０４へ進む前に、ディスプレイ１１２にどのように外見の描画４０１が示めされるかの一例を示す。
【００２７】
特有の外科例を継続すると、ステップ３０４で、外科医は、乳房の領域を流れるリンパ管の位置である、患者の腋窩上にガンマカメラを位置づけ、ガンマカメラ画像を取得する。図４Ｂは、放射線トレーサーの注入部位４０２及びセンチネルリンパ節４０３のガンマカメラ画像が外見の描画４０１と位置合わせされ、ディスプレイ１１２にどのように表示されるかを示す。従って、本システムは追加の放射線を使用することなく、外科医における解剖的リファレンスを提供する体形（外見マップ）の画像を作成することができる。
【００２８】
代替の実施形態において、操作者は外科医であるかも知れないし、三次元構造物は乳がんの手術を受ける患者の体かもしれない。体内の放射線ソースは、放射線トレーサー（テクネチウム９９ｍセスタミビなど）が手術前に注入される静脈内投与部位や乳がん節の位置であってもよい。図５Ａは、操作者（外科医）がステップ３０４へ進む前にディスプレイ１１２に見られる外見の描画の例示を示す。
【００２９】
特有の外科例を継続すると、ステップ３０４で、外科医は患者の乳房上にガンマカメラを位置づけ、ガンマカメラ画像を取得する。図５Ｂは、ディスプレイ１１２に表示される、外見の描画５０１と位置合わせされた、乳がん節５０２における放射線トレーサーのガンマカメラ画像の例示を示す。
【００３０】
なお、デバイスの機能が画像化の順序又は回数に依存することはなく、深度画像及びガンマカメラ画像のいずれかが捕捉され、手術の前後及び手術中に両方の種別の繰り返される画像化手続きが可能である。
【００３１】
深度カメラが操作者の範囲内で操作される限りは、深度カメラの外見マップの描画への固定されたガンマカメラ画像の位置合わせが達成される。最大深度カメラの範囲は、通常、描画される物理的な外見から数十メートル単位である。これは、通常、ガンマカメラが放射線ソースを画像化できる距離をはるかに超えている。ガンマカメラにおける乳房画像のコントラスト及び空間分解能は、通常、放射線ソースから１０ｃｍよりも短いものである。したがって、ガンマカメラは、通常、接触するような位置か、又は、画像化すべき放射線ソース内に含まれる三次元構造物の外見から１ｃｍより短いものである。図４Ｂのガンマカメラ画像４０２及び４０３は、描画される外見の１ｃｍの範囲まで操作する深度カメラの使用を予測している。
【００３２】
多くの深度カメラは、描画される外見から４０ｃｍの動作の最小範囲を有する。４０ｃｍより近くでの操作は、ガンマカメラが深度カメラの最小操作範囲内で移動する場合、マッピングと、深度カメラからデータを取得することとがガンマカメラの位置を追跡するために使用されるものではないことを意味する。
【００３３】
深度カメラの範囲の制限は、結合されたガンマカメラ及び深度カメラへ接続される第２の追跡システムにおける基準として、深度カメラによって作成される外見マップを用いて克服されうる。図２は、どのように構台２０１が機械的手段を用いて第２の追跡システムなどを作成するために修正されうるかを示す。光追跡などの他の方法が使用されてもよい。
【００３４】
図２において、軸角エンコーダ２０１が構台２０１の各回転ジョイント２０２に配置される。軸角情報は、構台からコンピュータ１１０及びディスプレイ１１２へ電気的に送信される。構台２０１のアーム２０４及び支柱２０５の既知の長さと軸角情報とを用いて、既知の変換方程式を用いるコンピュータ１１０は、結合したガンマカメラ１０１と深度カメラ１０２の、深度によって作成される外見の描画に対する平行移動や回転移動を追跡する。
【００３５】
図６を参照すると、本開示の原理を実施するために使用される一般的なシステム６００の全て又は一部を示す。図６に関して、例示のコンピュータシステム及び計算デバイス６００の少なくとも１つは、処理ユニット（例えば、中央処理ユニット（ＣＰＵ）又はプロセッサ）６２０と、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）６４０及びランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）６５０などのシステムメモリ６３０を含む種々のシステム部品をプロセッサ６２０へ結合するシステムバス６１０とを含む。システム６００は、プロセッサに近接して直接接続されるか、又は、プロセッサ６２０の一部として実装される高速メモリのキャッシュ６２２を含むことができる。
【００３６】
システム６００は、プロセッサ６２０による短時間のアクセスでメモリ６３０及びストレージデバイス６６０の少なくとも一方からキャッシュ６２２へデータをコピーする。この方法で、キャッシュは、プロセッサ６２０がデータに関する待機における遅延を避けるような性能の向上を提供する。それら及び他のモジュールは、プロセッサ６２０が種々の操作や動作を実行するように制御するか又は制御するように構成されうる。他のシステムメモリ６３０は、同様に使用可能である。メモリ６３０は、異なる性能の特徴を有する複数の異なるタイプのメモリを含むことができる。本開示が１つのプロセッサ６２０よりも計算デバイス６００上での動作、又は、より大きな処理能力を提供するとともにネットワーク接続された計算デバイスのグループ又はクラスタ上であってもよいこと理解されうるであろう。
【００３７】
プロセッサ６２０は、任意の一般用途のプロセッサと、プロセッサ６２０だけでなくソフトウェア命令がプロセッサへ組み込まれる特定用途のプロセッサを制御するように構成されるとともに、ストレージデバイス６６０に格納されるモジュール１  ６６２、モジュール２  ６６４、及びモジュール３  ６６６などのハードウェアモジュール又はソフトウェアモジュールとを含むことができる。プロセッサ６２０は、マルチコアプロセッサ、バス、メモリコントローラ、キャッシュなどを含む内蔵型計算システムであってもよい。マルチコアプロセッサは、対称又は非対称であってもよい。プロセッサ６２０は、異なるソケットで複数の物理的に区分されたプロセッサを含むシステム又は単一の物理チップ上の複数のプロセッサコアを含むシステムなどのマルチプロセッサを含むことができる。
【００３８】
同様に、プロセッサ６２０は、複数の区分された計算デバイスに位置する複数の分散したプロセッサに含まれることができるが、通信ネットワークを介するなどにより協働して動作することができる。複数のプロセッサ又はプロセッサコアは、メモリ６３０又はキャッシュ６２２などのリソースを共有することができ、或いは、独立したリソースを用いて動作することができる。プロセッサ６２０は、１以上の状態機械、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、又はフィールドＰＧＡを含むプログラマブルゲートアレイ（ＰＧＡ）を含むことができる。
【００３９】
システムバス６１０は、メモリバス又はメモリコントローラ、周辺バス、及び種々のバスアーキテクチャのいずれかを用いるローカルバスを含む数種類のタイプのバス構造のいずれかであってもよい。ＲＯＭ６４０に格納されたベーシック入力／出力（ＢＩＯＳ）等は、起動中などに、計算デバイス６００内の複数の要素間での情報の転送を助ける基本ルーチンを提供することができる。計算デバイス６００は、ハードディスクドライブなどのストレージデバイス６６０若しくはコンピュータで読み取り可能な記憶媒体、磁気ディスクドライブ、光学ディスクドライブ、テープドライブ、固定素子ドライブ、ＲＡＭドライブ、リムーバブルストレージデバイス、冗長アレイの安価ディスク（ＲＡＩＤ）、ハイブリッドストレージデバイスなどをさらに含むことができる。ストレージデバイス６６０は、プロセッサ６２０を制御する、ソフトウェアモジュール６６２、６６４、６６６を含むことができる。システム６００は、他のハードウェア又はソフトウェアモジュールを含むことができる。ストレージデバイス６６０は、ドライブインタフェースによってシステムバス６１０へ接続されうる。ドライブ及び関連するコンピュータで読み取り可能なストレージデバイスは、コンピュータで読み取り可能な命令、データ構造、プログラムモジュール、及び計算デバイス６００における他のデータの不揮発性ストレージを提供することができる。一態様において、特定の機能を実行するハードウェアモジュールは、プロセッサ６２０、バス６１０、ディスプレイ６７０、及び特定の機能を実行する同等のものなどの必要なハードウェア部品と接続する、有形のコンピュータで読み取り可能なストレージデバイスに格納されるソフトウェア部品を含むことができる。他の態様において、システムは、プロセッサと、プロセッサによって実行されるとプロセッサに操作、方法又は他の特定の動作を実行させる命令を格納するコンピュータで読み取り可能なストレージデバイスとを使用することができる。基本部品及び適切なバリエーションは、デバイス６００が小さいか、ハンドヘルド型若しくは携帯型の計算デバイスかどうか、デスクトップコンピュータであるかどうか、コンピュータサーバであるかどうかなど、デバイスのタイプに依存して変更することができる。プロセッサ６２０は、”操作”を実行するために命令を実行する場合、プロセッサ６２０は、直接的及び／又は容易に操作を実行するか、操作を実行するために他のデバイス又は部品を直接実行するか、又は、操作を実行するために他のデバイス又は部品と協働して実行することができる。
【００４０】
ここで説明した例示の実施形態がハードディスク６６０を採用したが、磁気カセット、フラッシュメモリカード、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）、カートリッジ、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）６５０、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）６４０、ビットストリームを含むケーブルなどの、コンピュータによってアクセス可能なデータを格納することができるコンピュータで読み取り可能な他のタイプのストレージデバイスが例示の動作環境で使用されうる。有形のコンピュータで読み取り可能な記憶媒体、コンピュータで読み取り可能なストレージデバイス、又はコンピュータで読み取り可能なメモリデバイスは、明確に、一時的な電波、エネルギー、搬送波信号、電磁波、及び信号そのものなどの媒体を排除する。
【００４１】
ユーザが計算デバイス６００と情報をやり取りすることを可能とするために、入力デバイス６９０は、音声用のマイクロフォン、ジェスチャ又はグラフィカル入力用のタッチ感知式のスクリーン、キーボード、マウス、モーション入力、音声入力などの任意の数の入力機構を表す。出力デバイス６７０はまた、当業者に既知の多くの出力機構の１つ以上であってもよい。いくつかの例において、多様なシステムが計算デバイス６００と通信するために複数のタイプの入力をユーザに提供することを可能とする。通信インタフェース６８０は、一般的には、ユーザ入力及びシステム出力を統制し、管理する。任意の特定のハードウェア構成上での動作に制限はなく、従って、図示された基本的なハードウェアは、それらが開発された場合に改善されたハードウェア又はファームウェアに容易に代用することができる。
【００４２】
説明を明確にするために、例示のシステムの実施形態が、”プロセッサ”と記載される、即ち、プロセッサ６２０の機能ブロックを含む個々の機能ブロックを含むものとして提示される。それらの機能ブロックの表現は、限定はしないが、一般用途プロセッサ上で実行する同等のものとして動作する専用のプロセッサ６２０などの、ソフトウェア及びハードウェアを実行可能なハードウェアを含む共有又は専用のハードウェアのいずれかの使用を通じて提供されうる。例えば、図４に提示される１つ以上のプロセッサの機能が単一の共有プロセッサ又はマルチプロセッサによって提供されうる。（用語”プロセッサ”の使用は、ソフトウェアを実行することが可能なハードウェアへ排他的に参照するように解釈されるべきではない。）図示した実施形態はマイクロプロセッサ及びデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）ハードウェア、以下で説明する動作を実行するソフトウェアを格納する読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）６４０、及び結果を格納するランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）６５０を含むことができる。超大規模集積回路（ＶＬＳＩ）ハードウェアの実施形態と同様に、一般用途のＤＳＰ回路と組み合わせられるカスタムＶＬＳＩ回路も提供されうる。
【００４３】
種々の実施形態の論理的な動作が、（１）一般用途のコンピュータ内のプログラマブル回路上で実行するステップ、動作、又は手続き；（２）特定用途のプログラマブル回路上で実行する、ステップ、動作、又は手続きを実行するコンピュータのシーケンス；及び／又は（３）プログラマブル回路内の相互接続された機械モジュール又はプログラムエンジンとして実行されうる。図４に示されるシステム６００は、記載した方法の全て又は一部を実施することができ、記載したシステムの一部であってもよく、及び／又は、記載した有形のコンピュータで読み取り可能なストレージデバイスの命令に従って動作することができる。そのような論理的な動作はモジュールのプログラミングに従って特定の機能を実行するためにプロセッサ６２０を制御するように構成されたモジュールとして実行されうる。例えば、図４は、プロセッサ６２０を制御するように構成されたモジュールである３つのモジュールＭｏｄ１  ６６２、Ｍｏｄ２  ６６４、及びＭｏｄ３  ６６６を示す。３つのモジュールは、ストレージデバイス６６０に格納され、実行時にＲＡＭ６５０又はメモリ６３０へロードされてもよく、或いは、他のコンピュータで読み取り可能なメモリ位置に格納されてもよい。
【００４４】
計算デバイス６００の全体までの、及び、計算デバイス６００の全体を含む、例示の計算デバイス６００の１つ以上の部分が仮想化されうる。例えば、仮想プロセッサは、仮想プロセッサとして同タイプの物理プロセッサが利用可能でない場合であっても、特定の命令セットに従って実行するソフトウェアオブジェクトであってもよい。仮想化レイヤ又は仮想”ホスト”は、仮想化された動作を実際の動作へ変換することによって、１つ以上の異なる計算デバイス又はデバイスタイプの仮想化された部品を可能とする。しかし、最終的には、全てのタイプの仮想化されたハードウェアは、いくつかの下層の物理ハードウェアによって実現されうるか、又は、実行されうる。したがって、仮想化計算レイヤは、物理計算レイヤのトップで動作することができる。仮想化計算レイヤは、仮想マシン、オーバレイネットワーク、ハイパーバイザ、仮想スイッチング、及び任意の他の仮想化アプリケーションの１つ以上を含むことができる。
【００４５】
プロセッサ６２０は、仮想プロセッサを含む、ここで開示される全てのタイプのプロセッサを含むことができる。しかしながら、仮想プロセッサとして参照する場合、プロセッサ６２０は、仮想化レイヤの仮想プロセッサ及び仮想化レイヤを実行するのに必要な下層のハードウェアを実行することに関連するソフトウェア部品を含むことができる。システム６００は、プロセッサ６２０に所定の動作を実行させる、コンピュータで読取可能なストレージデバイスに格納された命令を受信する物理又は仮想プロセッサ６２０を含むことができる。仮想プロセッサ６２０として参照する場合、システムはまた、仮想プロセッサ６２０を実行する下層の物理的ハードウェアを含むことができる。
【００４６】
本開示の範囲内での実施形態はまた、コンピュータで実行可能な命令を若しくはそれらを格納したデータ構造を実行するか、又は、有する、有形の及び／又は一時的でないコンピュータで読取可能なストレージデバイスを含むことができる。そのような有形のコンピュータで読取可能なストレージデバイスは、上述した特定用途のプロセッサの機能設計を含む一般用途又は特定用途のコンピュータによってアクセスされうる任意の利用可能なデバイスであってもよい。例として、限定はしないが、そのような有形のコンピュータで読取可能なデバイスは、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ若しくは他の光学ディスクストレージ、磁気ディスク若しくは他の磁気ストレージデバイス、又は、コンピュータで実行可能な命令、データ構造若しくはプロセッサチップ設計の形式での所望のプログラムコードを実行若しくは格納するために使用されうる任意の他のデバイスを含むことができる。情報又は命令が、コンピュータへのネットワーク又は他の通信接続（有線、無線、又はそれらの組み合わせの何れか）を介して提供される場合、コンピュータは、コンピュータで読取可能な媒体として接続を適切に見る。したがって、任意のそのような接続は適切な用語としてコンピュータで読取可能な媒体である。上述の組み合わせはまた、コンピュータで読取可能なストレージデバイスの範囲内で含むことができる。
【００４７】
コンピュータで実行可能な命令は、例えば、一般用途のコンピュータ、特定用途のコンピュータ、又は、特定用途の処理デバイスに、所定の機能又は機能のグループを実行させる命令及びデータを含む。コンピュータで実行可能な命令はまた、スタンドアロン又はネットワーク環境のコンピュータによって実行されるプログラムモジュールを含む。一般的には、プログラムモジュールは、ルーチン、プログラム、データ構造、オブジェクト、及び特定用途のプロセッサの設計における固有の機能、その他の特定のタスクを実行するか、特定の抽象データ型を実行する機能を含むことができる。コンピュータで実行可能な命令、関連するデータ構造、及びプログラムモジュールは、ここで開示される方法のステップを実行するプログラムコード手段の例示を表す。そのような実行可能な命令又は関連するデータ構造の特定のシーケンスは、そのようなステップで説明した機能を実行するための対応する動作の例示を表す。
【００４８】
本開示の他の実施形態は、パーソナルコンピュータ、ハンドヘルドデバイス、マルチプロセッサシステム、マイクロプロセッサベース若しくはプログラマブル家庭用電化製品、ネットワークＰＣ、ミニコンピュータ、メインフレームコンピュータなどを含む、コンピュータシステム構成の多くのタイプで、ネットワーク計算環境において実施されうる。複数の実施形態がまた、タスクがローカル処理デバイスと、通信ネットワークを介してリンク付けされた（有線リンク、無線リンク、又はそれらの組み合わせによるいずれかで）、リモート処理デバイスとによって実行される分散型の計算環境において実施されうる。分散型の計算環境において、プログラムモジュールは、ローカルメモリストレージデバイス及びリモートメモリストレージデバイスの両方に配置されてもよい。
【００４９】
上述したように、多数の変更及び変形が、本発明の新規の概念における真の精神及び範囲から逸脱することなく達成されうることに注意されるであろう。図示した特定の実施形態に関して限定されることを意図しておらず、或いは推測されるべきでないこと、が理解されるべきである。例えば、深度カメラは、体形のシンチグラフィーの位置合わせタスクを実行する開示の発明と同様に、体形への蛍光画像の位置合わせ、又は、任意の数の光学画像化の位置合わせタスクを実行するために使用されてもよい。本開示は、特許請求の範囲内で行われる全ての変更などを含む、添付の特許請求の範囲によってカバーされるように意図される。選択し説明した本実施形態は、発明の原理及びその実際の適用を説明しており、したがって、当業者にとって本発明の最上の実施形態や種々の実施形態を実施可能としている。
【図１】
2016510410.tif 000003
【図２】
2016510410.tif 000004
【図３】
2016510410.tif 000005
【図４Ａ】
2016510410.tif 000006
【図４Ｂ】
2016510410.tif 000007
【図５Ａ】
2016510410.tif 000008
【図５Ｂ】
2016510410.tif 000009
【図６】
2016510410.tif 000010
【国際調査報告】
2016510410.tif 000011
2016510410.tif 000012