JP2022526445A - 高性能かつ万能な分子画像のための方法およびシステム - Google Patents

高性能かつ万能な分子画像のための方法およびシステム Download PDF

Info

Publication number
JP2022526445A
JP2022526445A JP2021560574A JP2021560574A JP2022526445A JP 2022526445 A JP2022526445 A JP 2022526445A JP 2021560574 A JP2021560574 A JP 2021560574A JP 2021560574 A JP2021560574 A JP 2021560574A JP 2022526445 A JP2022526445 A JP 2022526445A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gamma
image
sensor
patient
mask
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2021560574A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2020210532A5 (ja
Inventor
ルーシャン ミハイレスク，
アンドレイ クラウディウ コスマ，
マイケル クインラン，
Original Assignee
ジティオ， インコーポレイテッド
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ジティオ， インコーポレイテッド filed Critical ジティオ， インコーポレイテッド
Publication of JP2022526445A publication Critical patent/JP2022526445A/ja
Publication of JPWO2020210532A5 publication Critical patent/JPWO2020210532A5/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/02—Devices for diagnosis sequentially in different planes; Stereoscopic radiation diagnosis
    • A61B6/03—Computerised tomographs
    • A61B6/037—Emission tomography
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/05—Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves 
    • A61B5/055—Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves  involving electronic [EMR] or nuclear [NMR] magnetic resonance, e.g. magnetic resonance imaging
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/02—Devices for diagnosis sequentially in different planes; Stereoscopic radiation diagnosis
    • A61B6/03—Computerised tomographs
    • A61B6/032—Transmission computed tomography [CT]
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/12—Devices for detecting or locating foreign bodies
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/42—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment with arrangements for detecting radiation specially adapted for radiation diagnosis
    • A61B6/4208—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment with arrangements for detecting radiation specially adapted for radiation diagnosis characterised by using a particular type of detector
    • A61B6/4258—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment with arrangements for detecting radiation specially adapted for radiation diagnosis characterised by using a particular type of detector for detecting non x-ray radiation, e.g. gamma radiation
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/42—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment with arrangements for detecting radiation specially adapted for radiation diagnosis
    • A61B6/4266—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment with arrangements for detecting radiation specially adapted for radiation diagnosis characterised by using a plurality of detector units
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/44—Constructional features of apparatus for radiation diagnosis
    • A61B6/4405—Constructional features of apparatus for radiation diagnosis the apparatus being movable or portable, e.g. handheld or mounted on a trolley
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/44—Constructional features of apparatus for radiation diagnosis
    • A61B6/4417—Constructional features of apparatus for radiation diagnosis related to combined acquisition of different diagnostic modalities
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/52—Devices using data or image processing specially adapted for radiation diagnosis
    • A61B6/5211—Devices using data or image processing specially adapted for radiation diagnosis involving processing of medical diagnostic data
    • A61B6/5229—Devices using data or image processing specially adapted for radiation diagnosis involving processing of medical diagnostic data combining image data of a patient, e.g. combining a functional image with an anatomical image
    • A61B6/5235—Devices using data or image processing specially adapted for radiation diagnosis involving processing of medical diagnostic data combining image data of a patient, e.g. combining a functional image with an anatomical image combining images from the same or different ionising radiation imaging techniques, e.g. PET and CT
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/52—Devices using data or image processing specially adapted for radiation diagnosis
    • A61B6/5211—Devices using data or image processing specially adapted for radiation diagnosis involving processing of medical diagnostic data
    • A61B6/5229—Devices using data or image processing specially adapted for radiation diagnosis involving processing of medical diagnostic data combining image data of a patient, e.g. combining a functional image with an anatomical image
    • A61B6/5247—Devices using data or image processing specially adapted for radiation diagnosis involving processing of medical diagnostic data combining image data of a patient, e.g. combining a functional image with an anatomical image combining images from an ionising-radiation diagnostic technique and a non-ionising radiation diagnostic technique, e.g. X-ray and ultrasound
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/44—Constructional features of the ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic device
    • A61B8/4416—Constructional features of the ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic device related to combined acquisition of different diagnostic modalities, e.g. combination of ultrasound and X-ray acquisitions
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/44—Constructional features of the ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic device
    • A61B8/4477—Constructional features of the ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic device using several separate ultrasound transducers or probes
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • A61B90/50—Supports for surgical instruments, e.g. articulated arms
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/16—Measuring radiation intensity
    • G01T1/1603—Measuring radiation intensity with a combination of at least two different types of detector
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/16—Measuring radiation intensity
    • G01T1/161—Applications in the field of nuclear medicine, e.g. in vivo counting
    • G01T1/164—Scintigraphy
    • G01T1/1641—Static instruments for imaging the distribution of radioactivity in one or two dimensions using one or several scintillating elements; Radio-isotope cameras
    • G01T1/1644—Static instruments for imaging the distribution of radioactivity in one or two dimensions using one or several scintillating elements; Radio-isotope cameras using an array of optically separate scintillation elements permitting direct location of scintillations
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/29—Measurement performed on radiation beams, e.g. position or section of the beam; Measurement of spatial distribution of radiation
    • G01T1/2914—Measurement of spatial distribution of radiation
    • G01T1/2921—Static instruments for imaging the distribution of radioactivity in one or two dimensions; Radio-isotope cameras
    • G01T1/295—Static instruments for imaging the distribution of radioactivity in one or two dimensions; Radio-isotope cameras using coded aperture devices, e.g. Fresnel zone plates
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/20—Surgical navigation systems; Devices for tracking or guiding surgical instruments, e.g. for frameless stereotaxis
    • A61B2034/2046—Tracking techniques
    • A61B2034/2063—Acoustic tracking systems, e.g. using ultrasound
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • A61B90/06—Measuring instruments not otherwise provided for
    • A61B2090/064—Measuring instruments not otherwise provided for for measuring force, pressure or mechanical tension
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/42—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment with arrangements for detecting radiation specially adapted for radiation diagnosis
    • A61B6/4291—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment with arrangements for detecting radiation specially adapted for radiation diagnosis the detector being combined with a grid or grating
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/44—Constructional features of apparatus for radiation diagnosis
    • A61B6/4429—Constructional features of apparatus for radiation diagnosis related to the mounting of source units and detector units
    • A61B6/4458—Constructional features of apparatus for radiation diagnosis related to the mounting of source units and detector units the source unit or the detector unit being attached to robotic arms
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/48—Diagnostic techniques
    • A61B6/486—Diagnostic techniques involving generating temporal series of image data
    • A61B6/487—Diagnostic techniques involving generating temporal series of image data involving fluoroscopy
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/50—Clinical applications
    • A61B6/502—Clinical applications involving diagnosis of breast, i.e. mammography
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/54—Control of apparatus or devices for radiation diagnosis
    • A61B6/547—Control of apparatus or devices for radiation diagnosis involving tracking of position of the device or parts of the device
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/42—Details of probe positioning or probe attachment to the patient
    • A61B8/4209—Details of probe positioning or probe attachment to the patient by using holders, e.g. positioning frames
    • A61B8/4218—Details of probe positioning or probe attachment to the patient by using holders, e.g. positioning frames characterised by articulated arms
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/42—Details of probe positioning or probe attachment to the patient
    • A61B8/4209—Details of probe positioning or probe attachment to the patient by using holders, e.g. positioning frames
    • A61B8/4227—Details of probe positioning or probe attachment to the patient by using holders, e.g. positioning frames characterised by straps, belts, cuffs or braces
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/42—Details of probe positioning or probe attachment to the patient
    • A61B8/4245—Details of probe positioning or probe attachment to the patient involving determining the position of the probe, e.g. with respect to an external reference frame or to the patient
    • A61B8/4254—Details of probe positioning or probe attachment to the patient involving determining the position of the probe, e.g. with respect to an external reference frame or to the patient using sensors mounted on the probe
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/48—Diagnostic techniques
    • A61B8/485—Diagnostic techniques involving measuring strain or elastic properties

Abstract

改良された画像デバイスおよび方法。ポータブルＳＰＥＣＴ画像デバイスが、超音波等の画像診断法と共位置合わせし得る。ガンマカメラセンサを含む、ガンマカメラパネルが、機械的アームに接続され得る。符号化開口マスクが、ガンマ線光子センサの前に設置され、患者の周囲の方向の低減した範囲から患者を走査することによって、かつ本患者に近接近して設置される放射線センサを用いて発生され得る、患者の内側の放射性同位体分布の高分解能３次元マップを構築するために使用され得る。増加した画像感度および分解能が、提供される。ＳＰＥＣＴ画像デバイスは、生検およびアブレーション療法等の医学的介入を誘導するために使用されることができ、また、外科手術を誘導するために使用されることもできる。

Description

（関連出願の相互参照）
本願は、その内容が、あらゆる目的のためにそれらの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、２０１９年４月９日に出願され、「Ｍｅｔｈｏｄｓ Ａｎｄ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｆｏｒ Ｈｉｇｈ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｓｐｅｃｔ Ｉｍａｇｉｎｇ」と題された、米国出願第６２／８３１，５０４号、および２０１９年４月１９日に出願され、「Ｍｅｔｈｏｄｓ Ａｎｄ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｆｏｒ Ｐｏｒｔａｂｌｅ Ｓｐｅｃｔ Ａｎｄ Ｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ Ｉｍａｇｉｎｇ」と題された、米国出願第６２／８３６，５１４号の利益ならびに優先権を主張する。
本発明は、画像診断、経皮的生検およびアブレーション療法等の医学的介入の誘導のため、ならびに外科的誘導のために、新しい高性能かつ万能な画像システムを可能にするための超音波システム等の他の共位置合わせされた医療画像診断法に沿ったガンマカメラのアーキテクチャおよびそれらの使用に関する。
単一光子放出型コンピュータ断層撮影（ＳＰＥＣＴ）は、単独で、またはコンピュータ断層撮影（ＣＴ）と組み合わせて（ＳＰＥＣＴ／ＣＴ）、医療画像診断のために使用される主要な分子画像診断法である。最も一般的には、ＳＰＥＣＴ画像デバイスは、患者の身体を囲繞するか、または患者の周囲を周回するかのいずれかである、ガンマ線センサのアレイを備える。画像走査の間に、患者は、最も一般的には、台の上に横たわり、いくつかの心臓画像システムに関しては、特注の椅子の上に着席し得る。平行孔コリメータが、位置感受性センサと相互作用する前にガンマ線光子がとり得る方向を制約するために、検出器アレイの前で一般的に使用される。これは、患者の内側でガンマ線放出同位体の分布の平行投影を生成する。コンピュータプログラムが、分析または反復画像再構築アルゴリズムを使用することによって、本分布を３Ｄで再構築するために使用される。
実施形態は、ＳＰＥＣＴ画像のための改良された方法およびシステムを提供する。
実施形態は、単一光子放出型コンピュータ断層撮影（ＳＰＥＣＴ）画像のためのシステムおよび方法に関する。
いくつかの実施形態は、患者を走査するためのポータブル単一光子放出型コンピュータ断層撮影（ＳＰＥＣＴ）画像システムを提供する。本システムは、ＳＰＥＣＴコントローラユニットを備え、コントローラユニットは、コンピュータを含む。本システムはさらに、コントローラユニットに接続される、機械的継合アームを備える。継合アームは、直接力を印加することを通してユーザによって所望の場所に位置付けられることができる。本システムはさらに、継合アームに接続される、少なくとも１つのガンマカメラパネルを備える。ガンマカメラパネルは、位置およびエネルギー感知分解能を伴うガンマカメラセンサを備える。ガンマカメラパネルは、１５度よりも広い画像視野を提供し得る。本システムはさらに、患者の全体的面積を観察するような方法で搭載される、カメラを備える。本システムはさらに、少なくとも１つのプロセッサと、少なくとも１つのプロセッサ、カメラ、およびガンマカメラセンサと動作可能に結合される、メモリとを備える。メモリは、少なくとも１つのプロセッサに、ガンマカメラセンサから受信される、第１のガンマ線光子感知事象を読み取らせる、少なくとも１つのプロセッサによる実行のための命令を有する。プロセッサはさらに、患者の身体に対するガンマカメラパネルの第１の位置および配向を提供する。プロセッサはさらに、第１の位置および配向を使用して、第１のガンマ線光子感知事象を患者の身体に共位置合わせする。プロセッサはさらに、ガンマセンサから受信される、第２のガンマ線光子感知事象を読み取る。プロセッサはさらに、患者の身体に対するガンマカメラパネルの第２の位置および配向を提供する。プロセッサはさらに、第２の位置および配向を使用して、第２のガンマ線光子感知事象を患者の身体に共位置合わせする。そして、プロセッサは、第１および第２の共位置合わせされた感知事象を使用することによって、患者の内側でガンマ線放出放射性同位体の３Ｄ分布を再構築する。
いくつかの実施形態は、患者を走査するためのリアルタイムマルチモダリティポータブル単一光子放出型コンピュータ断層撮影（ＳＰＥＣＴ）画像システムを提供する。本システムは、ＳＰＥＣＴコントローラユニットを備え、ユニットは、コンピュータを備える。本システムはさらに、コントローラユニットに接続される、機械的継合アームを備え、継合アームは、直接力を印加することを通してユーザによって所望の場所に位置付けられることができる。本システムはさらに、継合アームに接続される、少なくとも１つのガンマカメラパネルを備える。ガンマカメラパネルは、位置およびエネルギー感知分解能を伴うガンマカメラセンサを備える。本システムはさらに、ガンマカメラ視野と少なくとも部分的に重複する視野を有するような方法で位置付け可能である、超音波プローブを備える。本システムはさらに、ガンマカメラに対する超音波トランスデューサの相対位置についての情報を提供することが可能である、追跡システムを備える。本システムはさらに、可視化デバイスを備える。本システムはさらに、少なくとも１つのプロセッサと、ガンマカメラセンサ、超音波プローブ、追跡システム、および可視化デバイスと動作可能に結合される、メモリとを備える。メモリは、少なくとも１つのプロセッサに、ガンマセンサから受信される、第１のガンマ線光子感知事象を読み取らせる、少なくとも１つのプロセッサによる実行のための命令を有する。プロセッサはさらに、命令を実行し、ガンマセンサから受信される、第２のガンマ線光子感知事象を読み取る。プロセッサはさらに、命令を実行し、第１および第２の感知事象を使用することによって、患者の内側でガンマ線放出放射性同位体の３Ｄ分布を再構築する。プロセッサはさらに、命令を実行し、追跡情報を使用して、超音波トランスデューサとガンマセンサとの間の共位置合わせを決定する。プロセッサはさらに、命令を実行し、超音波トランスデューサとガンマセンサとの間の共位置合わせを使用して、ガンマ線放出放射性同位体の３Ｄ分布と超音波走査との間の共位置合わせを決定する。プロセッサはさらに、命令を実行し、ガンマ線放出放射性同位体の３Ｄ分布と超音波走査との間の共位置合わせを使用することによって、超音波走査上へのガンマ線放出放射性同位体の３Ｄ分布の増強を備える、画像を可視化デバイスに送達する。
いくつかの実施形態は、患者の身体部分を走査するためのポータブル単一光子放出型コンピュータ断層撮影（ＳＰＥＣＴ）画像システムを提供する。本システムは、ＳＰＥＣＴコントローラユニットを備え、ユニットは、コンピュータを備える。本システムはさらに、コントローラユニットに接続される、機械的継合アームを備える。いくつかの実施形態では、継合アームは、コントローラユニット上に搭載される代わりに、床、天井、壁、レール、および他の固定された物体上等の他の物体上に搭載されることができる。本システムはさらに、継合アームに接続される、少なくともガンマカメラパネルを備え、ガンマカメラパネルは、位置およびエネルギー感知分解能を伴うガンマカメラセンサを備える。ガンマカメラパネルは、１５度よりも広い画像視野を提供する。画像視野は、ガンマカメラが最大画像感度を有する方向に対する角度の範囲として画定されることができ、そこからガンマ光子が、最大画像感度の１００分の１よりも大きい感度を伴うガンマカメラパネルから成るガンマセンサによって、検出および撮像されることができる。本システムはさらに、パネル上に搭載される、触圧センサを備える。触圧センサは、少なくとも１つのプロセッサおよびメモリに動作可能に結合される。患者に対するパネルの移動は、触圧センサによって取得される触圧センサデータに応じて修正される。
いくつかの実施形態では、ポータブルＳＰＥＣＴシステムは、外部コンピュータ断層撮影装置（ＣＴ）または別の医療画像スキャナ（磁気共鳴映像法等）からのデータを使用し、減衰補正を適用することによって、送達された分子画像品質を改良する。いくつかの実施形態では、ＣＴ画像は、分子画像と共位置合わせされることができ、それらの組み合わせのレンダリングが、ユーザ解釈のために可視化デバイスに送信されてもよい。いくつかの実施形態では、ＣＴ画像とＳＰＥＣＴ画像との間の共位置合わせは、患者の３Ｄ輪郭を合致させることによって行われてもよい。共位置合わせされた超音波画像が、共位置合わせに役立つために使用されてもよい。いくつかの他の実施形態では、タグが、共位置合わせのために使用されてもよい。
いくつかの実施形態では、ポータブルＳＰＥＣＴシステムは、生検、アブレーション、または外科手術等の医学的介入を誘導するように、内視鏡、腹腔鏡等の医療光学画像デバイスと、または蛍光透視鏡等のＸ線デバイスと共位置合わせされてもよい。
例示的実施形態では、システムは、エネルギーおよび位置分解能感知能力を伴うガンマ線光子センサを備える。ガンマ線光子センサは、光子相互作用の位置を提供することができる。本システムはさらに、光子センサの前に設置される、符号化開口マスクを備える。マスクは、双錐台として成形される、光子減衰マスクピクセル要素を備えることができ、共通縁を有する双錐台マスクピクセル要素の間の物理的空間が、材料によって部分的または完全に占有される。マスクは、センサの前に画像視野を生成することができる。本システムはさらに、少なくとも１つのプロセッサと、センサおよびプロセッサと動作可能に結合される、メモリとを備える。メモリは、プロセッサに、基準面上に第１の光子相互作用の位置を投影させ、第１の投影された相互作用点を生成させる、少なくとも１つのプロセッサによる実行のための命令を記憶することができる。プロセッサはまた、画像視野に向かった方向に関する第１の投影された相互作用点に関してメモリ内に記憶された光子減衰係数を読み出すこともできる。プロセッサはまた、基準面上に第２の光子相互作用の位置を投影させ、第２の投影された相互作用点を生成することもできる。プロセッサはまた、画像視野に向かった方向に関する第２の投影された相互作用点に関してメモリ内に記憶された光子減衰係数を読み出すこともできる。プロセッサはまた、第１および第２の光子相互作用に関する読み出された減衰係数を使用して、ガンマ線源の画像を再構築することもできる。
いくつかの実施形態では、センサは、３つ全ての次元で４ミリメートル（ｍｍ）よりも良好な分解能を用いて光子相互作用の位置を提供する。いくつかの実施形態では、符号化開口マスクは、１０グラム／立方センチメートル（ｇ／ｃｃ）よりも高い密度の材料から作製される。いくつかの実施形態では、マスクピクセル要素は、双錐台基部上の法線に対して３度よりも大きい角度を成す、少なくとも側面を有する、双錐台として成形される。いくつかの実施形態では、マスクピクセル要素は、双錐台基部上の法線に対して５度よりも大きい角度を成す、少なくとも側面を有する、双錐台として成形される。いくつかの実施形態では、双錐台マスクピクセル要素の間の材料は、１０ｇ／ｃｃよりも高い密度である。いくつかの実施形態では、双錐台マスクピクセル要素は、長方形基部、三角形基部、六角形基部を含有する群から選択される、基部を有する。いくつかの実施形態では、双錐台マスクピクセル要素の形状は、曲線状側面を伴うマスクピクセル要素によって近似される。いくつかの実施形態では、符号化開口マスクは、複数の平面を横断して拡張する。いくつかの実施形態では、本システムはさらに、符号化開口マスクによって被覆されない、センサの周囲の方向における光子減衰遮蔽体を備える。いくつかの実施形態では、符号化開口マスクは、０．１％～７０％に及ぶようにマスクの総面積に対する非減衰マスク面積の面積の割合として定義される、開放割合を有する。いくつかの実施形態では、符号化開口マスクは、自立式である。いくつかの実施形態では、符号化開口マスクは、マスクピクセルの双錐台成形に近似するようにともにスタックされる、複数の層から構築される。
別の例示的実施形態では、方法は、第１の基準面上にガンマ線光子センサによって検出される第１の光子相互作用の位置を投影し、第１の投影された相互作用点を生成するステップを含む。本実施形態では、ガンマ線光子センサは、エネルギーおよび位置分解能感知能力を有する。ガンマ線光子センサは、光子相互作用の位置を提供する。本実施形態では、符号化開口マスクが、光子センサの前に設置される。マスクは、双錐台として成形される、光子減衰マスクピクセル要素を備える。マスクでは、共通縁を有する双錐台マスクピクセル要素の間の物理的空間が、材料によって部分的または完全に占有される。マスクは、センサの前に画像視野を生成する。本方法はさらに、画像視野に向かった方向に関する第１の投影された相互作用点に関してメモリ内に記憶された光子減衰係数を読み出すステップを含む。本方法はさらに、第２の基準面上にガンマ線光子センサによって検出される第２の光子相互作用の位置を投影し、第２の投影された相互作用点を生成するステップを含む。本方法はさらに、画像視野に向かった方向に関する第２の投影された相互作用点に関してメモリ内に記憶された光子減衰係数を読み出すステップを含む。本方法はさらに、第１および第２の光子相互作用に関する読み出された減衰係数を使用して、ガンマ線源の画像を再構築するステップを含む。
いくつかの実施形態では、入射ガンマ線光子を符号化するためにセンサの前で使用されるマスクは、調節可能な幾何学形状を有する。調節は、命令をアクチュエータに送信するコンピュータによって、誘発されることができる。調節は、マスクが広いおよび狭い視野の両方を提供することを可能にする。これは、必要とされるときに、着目構造上の広視野走査および狭い集束を可能にする。さらに、調節は、マスクと検出器との間の距離を変化させ得る。さらに、調節は、マスクの開放割合を変化させ得る。いくつかの実施形態では、マスクは、部分的または完全に重複する開口部を伴う重複平行板から作製されることができる。ある実施形態では、マスクは、３つの重複層から作製されるが、任意の数の層が、想定されることができる。ある実施形態では、層は、集束能力またはコリメーションを増加させるように、相互から離れるように移動する。いくつかの実装では、コンピュータは、画像タスクに応じて、またはユーザ入力に応じて、マスク要素の配列を制御する。
いくつかの実施形態では、ポータブルＳＰＥＣＴシステムは、より拡張されたＳＰＥＣＴ画像データセットを生成するための走査モード、および実用的画像を生成するためのリアルタイム画像モードの両方で、使用されてもよい。調節可能なマスクが、走査のために特に有用な広視野画像、および具体的構造のリアルタイム画像のために特に有用な狭い視野の両方を可能にすることによって、これらの画像モードを最適化するために使用されてもよい。
実施形態の本質および利点のさらなる理解が、以下の発明を実施するための形態および付随する図面を参照して獲得され得る。
図１は、継合アームによって作動されるポータブルＳＰＥＣＴ画像システムの図を示す。
図２Ａ－２Ｄは、２つの構成で２つのガンマカメラパネルシステムの図を示す。
図３は、視覚カメラを使用することによって、パネルの間に設置される超音波プローブと共位置合わせされる、ポータブルＳＰＥＣＴカメラシステムの描写を示す。
図４は、視覚カメラを使用することによって、パネルの側面上に設置される超音波プローブと共位置合わせされる、ポータブルＳＰＥＣＴカメラシステムの描写を示す。
図５は、継合された機械的アームを使用することによって、パネルの間に設置される超音波プローブと共位置合わせされる、ポータブルＳＰＥＣＴカメラシステムの描写を示す。
図６は、電磁場トラッカを使用することによって、パネルの間に設置される超音波プローブと共位置合わせされる、ポータブルＳＰＥＣＴカメラシステムの描写を示す。
図７は、経皮的医学的介入を誘導する超音波プローブと共位置合わせされる、ポータブルＳＰＥＣＴカメラシステムの描写を示す。
図８は、ＳＰＥＣＴ画像形成において組織変形を補正するために使用される超音波プローブと共位置合わせされる、ポータブルＳＰＥＣＴカメラシステムの描写を示す。
図９は、患者の具体的身体部分を走査するための構成で設置される、ポータブルＳＰＥＣＴカメラシステムの描写を示す。
図１０は、ポータブルカートが、関節運動型アーム上に搭載されるＳＰＥＣＴガンマカメラおよび医療超音波システムを統合する、実施形態の描写を示す。
図１１は、ＳＰＥＣＴガンマカメラと、医療超音波システムとを備える、ポータブル画像システムの構成要素の間の動作接続の描写を示す。
図１２は、超音波トランスデューサのアレイが、相互に、かつ組み合わせて患者を走査または治療するために使用されるガンマカメラパネルに位置合わせされる、実施形態を示す。
図１３は、ＣＴスキャナ等の別個の医療画像システムと組み合わせて使用される、ポータブルＳＰＥＣＴシステムの描写を示す。
図１４は、ポータブルＳＰＥＣＴシステムと別の医療画像スキャナとの間の共位置合わせを提供するために使用される、基準の描写を示す。
図１５は、光学ベースのコンピュータビジョン追跡およびマッピングプロセスを補助するために患者によって使用され得る、身体にフィットした衣類の描写を示す。
図１６は、マルチモダリティ画像融合を実現するため、かつＳＰＥＣＴ再構築を改良するために、他の画像データセットをインポートする処理ワークフローを示す。
図１７は、広視野符号化開口画像システムの断面側面図を示す。
図１８は、広視野符号化開口マスクの正面図を示す。
図１９は、マスク要素の外形図を示す。
図２０は、複数の平面にわたって延在する符号化開口マスクを示す、広視野符号化開口画像システムの断面側面図を示す。
図２１は、検出された事象が、基準面を使用して、画像再構築のために画像空間の中に逆投影される様子を示す、広視野符号化開口画像システムの断面側面図を示す。
図２２は、検出された事象が、マスク面と一致する基準面を使用して、画像再構築のために画像空間の中に逆投影される様子を示す、広視野符号化開口画像システムの断面側面図を示す。
図２３は、検出された事象が、複数の基準面を使用して、画像再構築のために画像空間の中に逆投影される様子を示す、広視野符号化開口画像システムの断面側面図を示す。
図２４は、この場合、ともにスタックされる複数の層から作製されている、その組成のうちの１つを示す、広視野符号化開口マスクの斜視図を示す。
図２５は、センサ上に当射するガンマ線光子入射角の範囲を最小限にするために、異なる平面内に配列されるセンサを採用する、広視野符号化開口画像システムの断面側面図を示す。
図２６は、センサ上に当射するガンマ線光子入射角の範囲を最小限にするために異なる平面内に位置付けられる、４つのセンサパネルの配列の上面図を示す。
図２７は、ここでは広視野構成で調節可能な３層マスクを伴う符号化開口画像システムの断面側面図を示す。
図２８は、ここではコリメートされた（中心窩）視野構成で調節可能な３層マスクを伴う符号化開口画像システムの断面側面図を示す。
図２９Ａおよび２９Ｂは、２つの構成、すなわち、広視野およびコリメートされた視野で３つの層に配列される９つのパネルから作製される、符号化開口マスクの概略上面図を示す。
図３０Ａおよび３０Ｂは、２つの構成、すなわち、広視野およびコリメートされた視野で３つの層に配列される１９枚のパネルから作製される、符号化開口マスクの概略上面図を示す。
図３１は、２２％開放割合の擬似ランダムパターンを有する、調節可能なマスク内の中間層の上面図描写を示す。
図３２は、種々の曲率の曲線状スリットを備える、符号化開口マスクの上面図描写を示す。
図３３は、広視野符号化開口マスクおよびセンサの場所を示す、ハンドヘルドＳＰＥＣＴカメラの実施形態を示す。
図３４は、広視野符号化開口マスクおよびセンサの場所を示す、ハンドヘルドＳＰＥＣＴカメラの実施形態の上面図を示す。
図３５は、患者の周囲の角度の低減した範囲から患者の身体を走査し、画像空間の十分な角度サンプリングを同時に提供する、広視野符号化開口を伴うハンドヘルドＳＰＥＣＴカメラの実施形態の図面を示す。
図３６は、ポータブル分子画像システムによって可能にされる、いくつかのシステムおよび方法を要約する、フローチャートを示す。
単一光子放出型コンピュータ断層撮影（ＳＰＥＣＴ）は、単独で、またはコンピュータ断層撮影（ＣＴ）と組み合わせて（ＳＰＥＣＴ／ＣＴ）、医療画像診断のために使用される主要な分子画像診断法である。最も一般的には、ＳＰＥＣＴ画像デバイスは、患者の身体を囲繞するか、または患者の周囲を周回するかのいずれかである、ガンマ線センサのアレイを備える。画像走査の間に、患者は、最も一般的には、台の上に横たわり、いくつかの心臓画像システムに関しては、特注の椅子の上に着席し得る。平行孔コリメータが、位置感受性センサと相互作用する前にガンマ線光子がとり得る方向を制約するために、検出器アレイの前で一般的に使用される。これは、患者の内側でガンマ線放出同位体の分布の平行投影を生成する。コンピュータプログラムが、分析または反復画像再構築アルゴリズムを使用することによって、本分布を３Ｄで再構築するために使用される。
センサおよび関連付けられるコリメータは、種々のサイズの患者が適応され得るように、患者から比較的に長い距離に設置されてもよい。ＳＰＥＣＴ画像センサは、有限角度分解能によって特徴付けられるため、該センサと放射性同位体でタグ付けされた分子との間のこのより大きいスタンドオフ距離は、より低い画像分解能および感度に変換され得る。短縮されたスタンドオフ距離は、増加した感度および分解能へとつながるであろう。あるＳＰＥＣＴ画像システムは、身体までのスタンドオフ距離を短縮するように作動され得る、センサを備える。そのようなシステムは、方向を変化させ、種々の角度において投影を捕捉する、平行孔コリメータを使用してもよい。したがって、患者の身体とセンサとの間のスタンドオフ距離は、短縮されてもよく、これは、性能を改良し得る。
コンピュータ断層撮影（ＣＴ）が、ＳＰＥＣＴによって提供される分子画像に３Ｄ形態学的コンテキストを提供するために、ＳＰＥＣＴ画像と併せて使用されてもよい。２つの３Ｄマップの共位置合わせによって、放射線科医は、増加したＸ線造影剤が摂取を増加させている、器官を識別することができる。さらに、ＣＴマップは、ＳＰＥＣＴ画像再構築アルゴリズムが、画像ボクセルとＳＰＥＣＴ画像センサとの間の光子減衰を考慮することを可能にする、光子減衰マップを提供することによって、ＳＰＥＣＴマップのより正確な再構築を達成することができる。
実施形態は、ポータブルであり、超音波との共位置合わせを可能にする、改良されたＳＰＥＣＴ画像デバイスを備える。本明細書に説明されるＳＰＥＣＴ画像デバイスは、生検およびアブレーション療法等の医学的介入を誘導するために使用されることができ、また、外科手術を誘導するために使用されることもできる。本改良されたＳＰＥＣＴ画像デバイスはまた、Ｘ線、ＣＴ、および種々の光学画像診断法等の他の医療画像診断法との共位置合わせも提供する。
いくつかある側面の中でも特に、本明細書に説明されるＳＰＥＣＴ画像デバイスは、ＳＰＥＣＴ放射性同位体で標識された分子作用物質を使用して、ポータブルな高画像性能の分子画像を提供する。本明細書に説明されるＳＰＥＣＴ画像デバイスは、ＳＰＥＣＴ画像を超音波画像および他の医療画像診断法と組み合わせ、画像診断、生検誘導、アブレーション療法誘導、および外科的誘導等の複数の医学的使用を可能にする、新しいマルチモダリティ画像システムおよび対応する方法を提供する。
１つまたはそれを上回る側面のこれらおよび他の利点は、次に続く説明および付随する図面の考慮から明白となるであろう。
ポータブルＳＰＥＣＴ画像システムおよび関連付けられる方法は、継合された機械的アーム上に搭載される、少なくとも具体的に設計されたガンマカメラパネルを採用することによって、高分解能および感度で、患者の身体の内側の放射性トレーサ分布の画像を提供することができる。いくつかの実施形態では、ガンマカメラパネルは、ガンマカメラが本質的に静的な場所から患者を走査するときでさえも、ガンマカメラからガンマ放射性トレーサ場所までの距離を提供する、ガンマ光子画像診断法を利用する。いくつかの実施形態では、継合された機械的アームは、６軸ロボットアームである。いくつかの実施形態では、継合された機械的アームは、直接力を印加することによって、またはコンピュータの使用を通してのいずれかで、ユーザによって作動される。いくつかの実施形態では、ロボットアームは、全身走査、頭部走査、頸部走査、心臓走査、胴体走査等の患者の自動具体的検査を実施するように、コンピュータによって作動されることができる。ナビゲーション目的のために、コンピュータビジョンシステムが、患者の場所および位置に関する情報を提供し、患者身体の３Ｄモデルを生成し、具体的身体部分を識別するために、使用されることができる。追跡システムが、相互に対する、かつ患者に対するＳＰＥＣＴシステム構成要素の位置を決定するために、使用されてもよい。患者の３Ｄモデルは、ＳＰＥＣＴ走査を誘導するように、追跡情報と組み合わせられることができる。いくつかの実施形態では、ＳＰＥＣＴシステムは、電動式車輪上に設置されてもよく、これらの車輪は、患者の周囲にガンマカメラパネルの到達範囲を延在させるように、走査の間に作動されてもよい。
実施形態はさらに、ポータブルＳＰＥＣＴ画像システムを他の画像診断法と共位置合わせする、マルチモダリティ画像システムおよび方法を含む。実施形態では、超音波プローブおよび対応する超音波画像が、医学的介入の超音波画像誘導と組み合わせられる分子画像、組織変形の補正を伴う分子画像、および分子画像誘導超音波検査を可能にするように、追跡システムを使用して、ポータブルＳＰＥＣＴ画像システムと共位置合わせされる。実施形態では、ポータブルＳＰＥＣＴ画像システムは、それらの間に空間を残すように、かつ相互に対して種々の角度で配向されるように作動され得る、２つの物理的に分離されたガンマカメラパネルを備える。さらに別の実施形態では、超音波プローブ等の別の画像プローブが、本質的に２つのガンマカメラパネルの間に設置され、少なくともガンマカメラパネルおよび他の医療撮像装置の画像視野が、重複する。本実施形態は、ユーザが、リアルタイムで超音波画像に共位置合わせされるＳＰＥＣＴ画像を可視化することを可能にする。他の医療器具が、２つのパネルの間の空間内に設置されてもよい。そのような医療器具の実施例は、経皮的生検デバイスおよびアブレーション療法デバイスである。これらの器具の使用は、ＳＰＥＣＴおよび／または超音波画像によって誘導されてもよい。
提示されたポータブルマルチモダリティ画像ＳＰＥＣＴおよび超音波システムならびに方法は、以前のマルチモダリティＳＰＥＣＴ／ＣＴおよびＰＥＴ／ＣＴシステムに優るいくつかの利点、その中でも、超音波送達される共位置合わせされた解剖学的情報を提供することによる、ＣＴと関連付けられる放射線量の排除、はるかに小型のロボットＳＰＥＣＴおよび超音波システムによって与えられるポータブル性、患者の身体のはるかに近くに設置されるガンマカメラパネルを用いて画像走査を実施することによる、分子画像分解能および感度の増加、医学的介入の精密かつ簡単な誘導、外科手術を誘導するための手術室内の採用、リアルタイム超音波を使用し、超音波トランスデューサによって捕捉される組織変形および器官移動を考慮する分子画像補正を誘導することによる、分子画像品質の改良を提供することができる。
いくつかある側面の中でも特に、該ポータブルＳＰＥＣＴ画像システムおよび関連付けられる方法の実施形態はまた、画像性能の損失を伴わずに、患者の周囲の角度の限定された範囲から患者の走査を可能にする。以前のシステムに優る本利点は、ガンマカメラパネルが、本質的に静的な場所からガンマカメラパネルの面上に法線の方向に画像分解能を提供する、実施形態によって提供される。本利点はまた、ガンマカメラパネルが、１５度よりも大きい、好ましくは、４５度に近い、画像視野を提供する、実施形態によって提供される。画像視野は、そこからガンマ光子がガンマカメラパネルから成るガンマセンサによって検出され、撮像され得る、少なくともガンマカメラパネルの法線から外れた１つの方向への角度の範囲として画定される。角度の限定された範囲からの患者の走査は、通常は好ましくないが、短縮された走査時間、患者の周囲の画像センサパネルの限定された物理的アクセス、または画像アーチファクトの増加に寄与し得る患者の周囲のいくつかの方向における放射線の減衰もしくは減衰不均一性の増加のための要件等の種々の動作および具体的画像タスク制約を課せられ得る。
該ポータブルＳＰＥＣＴシステム、他の医療画像診断法、および医療器具の間の画像共位置合わせは、相互に対する、かつ患者の身体に対する、ガンマセンサ、超音波トランスデューサ等の他の医療画像センサ、および医療器具の相対位置を捕捉する、位置追跡システムを使用することによって、達成されることができる。位置追跡システムの範囲は、単独で、または組み合わせて、使用されることができる。そのような位置追跡システムは、慣性測定ユニット（ＩＭＵ）、ＲＧＢカメラ、深度画像センサ、赤外線カメラ、立体光学システム等の光学システム、電気機械継合アーム、電磁場トラッカ、超音波トラッカ、サーボモータ、または好適な精度で着目構成要素の位置および配向を提供するために好適な任意の他のデバイスを使用することができる。
いくつかの実施形態では、ガンマカメラパネルは、位置感受性ガンマ線センサの前に設置される、ガンマ光子減衰画像構成要素を備える。光子減衰画像構成要素は、符号化開口マスク、直線状および／または傾斜平行孔コリメータ、ピンホールコリメータ、もしくは多重ピンホールコリメータを含有する群から選択されることができる。好ましい実装では、ガンマ線センサは、３つ全ての次元で２ミリメートル（ｍｍ）よりも良好な分解能を用いてガンマ光子相互作用の場所を提供する。いくつかの実施形態では、光子減衰画像構成要素は、２０度よりも広い視野を伴う符号化開口マスクである。好ましくは、符号化開口マスクのパターンは、器具の自己相関関数においてサイドローブを最小限にする（例えば、Ｆｅｎｉｍｏｒｅ， Ｅｄｗａｒｄ Ｅ．およびＴｈｏｍａｓ Ｍ． Ｃａｎｎｏｎ． “Ｃｏｄｅｄ ａｐｅｒｔｕｒｅ ｉｍａｇｉｎｇ ｗｉｔｈ ｕｎｉｆｏｒｍｌｙ ｒｅｄｕｎｄａｎｔ ａｒｒａｙｓ．” Ａｐｐｌｉｅｄ ｏｐｔｉｃｓ １７．３ （１９７８）： ３３７－３４７参照）。回転または反射を伴わずに異なる平行移動において繰り返すパターンは、着目倍率のための自己相関関数のサイドローブにピークを生成し、再構築アーチファクトにつながり得るため、勧められない。同様に、本質的にマスク幅と同程度に長い、またはマスク幅の有意な部分と同程度に長くあり得る、直線状の長いスリットを生成する開口部、特に、相互と平行な複数の直線状の長いスリットを生成する開口部が、本用途に関して画像アーチファクトを生成し得る。符号化開口パターンは、０％近く～１００％近くに及ぶ、ピクセルの総数に対する空のマスクピクセルの比として定義される、開放割合を有することができる。いくつかの実施形態では、開放割合は、０．１％～約８０％に及んでもよい。いくつかの実施形態では、開放割合は、５％～３０％に及んでもよい。そのような開放割合は、ヒトにおける分子ＳＰＥＣＴ作用物質のある分布に関して、画像信号対雑音比を最大限にし得る。いくつかの実施形態では、調節可能なマスクが、マスク要素を調節することによって、５％～７０％等の開放割合の範囲を実現し得る。例えば、重複または部分的重複開口部（孔）を伴う重複層を備える、マスクが、層を相互に対して側方に移動させることによって、そのような調節可能性を実現することができる。マスク要素の他のアセンブリも、同一の効果を生成し得る。
いくつかのＳＰＥＣＴ画像システムでは、センサおよび関連付けられるコリメータは、種々のサイズの患者が適応され得るように、患者から比較的に長い距離に設置されてもよい。ＳＰＥＣＴ画像センサは、有限角度分解能によって特徴付けられるため、該センサと放射性同位体でタグ付けされた分子との間のこのより大きいスタンドオフ距離は、より低い画像分解能および感度に変換され得る。短縮されたスタンドオフ距離は、増加した感度および分解能へとつながり得る。あるＳＰＥＣＴ画像システムは、身体までのスタンドオフ距離を短縮するように作動され得る、センサを備える。そのようなシステムはまた、方向を変化させ、種々の角度において投影を捕捉する、平行孔コリメータを備えてもよい。したがって、患者の身体の間のスタンドオフ距離は、短縮され、センサ性能は、改良される。
実施形態は、３Ｄにおいてさらに高い画像感度および分解能を提供するために、画像空間を適切にサンプリングしながら、画像センサアセンブリが患者の身体にさらに近接近することを可能にする、代替画像および感知モダリティを含む。これらの技法は、患者の周囲の角度の低減した（断層撮影）範囲から複数の投影角度の効率的なサンプリングを可能にすることによって、患者の周囲で一様にセンサデータを取り込む必要性を排除する。
いくつかある側面の中でも特に、実施形態は、患者の周囲の方向の低減した範囲から該患者を走査することによって、かつ本患者に近接近して設置される放射線センサを用いて、患者の内側の放射性同位体分布の高分解能３次元マップの構築を可能にする。これは、画像感度および分解能の増加につながる。したがって、１つまたはそれを上回る側面のいくつかの利点は、ポータブル、もしくはさらにハンドヘルドにされ得る、コンパクトなＳＰＥＣＴ画像センサおよびシステムの採用を通して、高分解能および高効率でＳＰＥＣＴ画像を可能にすることである。
いくつかある側面の中でも特に、実施形態は、患者に近接近する場所から、かつ患者の周囲の角度の限定された範囲のみを網羅し得る方向から、患者を走査するセンサアセンブリを使用することによって、３次元（３Ｄ）において高分解能および感度で患者の身体の内側の放射性トレーサ分布の画像を可能にする、画像システムおよび関連付けられる方法を含む。患者へのセンサ近接性は、より良好な画像分解能、および現在のアプローチ等のいくつかの事例では、より良好な画像感度を可能にし得るため、使用されてもよい。角度の限定された範囲からの患者の走査は、通常は好ましくないが、限定された走査時間、患者の周囲の画像センサの限定された物理的アクセス、または画像アーチファクトの増加に寄与し得る患者の周囲のいくつかの方向における放射線の減衰もしくは減衰不均一性の増加等の種々の動作制約を課せられ得る。
そのような感知画像システムの主要な必要条件は、方向の限定された範囲からの患者の走査を克服するための広い画像視野である。同時に、以前は狭い視野を要求した、本画像システムが、高画像分解能および高感度を提供することが重要である。
実施形態は、広い画像視野および高画像分解能ならびに感度の両方を提供する、画像センサを用いて、ＳＰＥＣＴ画像を可能にする。本画像センサは、放射線位置感受性センサの前に設置される、カスタム設計された広視野放射線減衰マスクと、優れた画像分解能、信号対雑音比（ＳＮＲ）、および感度の再構築された画像をもたらす、効率的かつ効果的である画像再構築技法を可能にする、処理ユニットとを備える。ガンマ線光子を撮像するために、減衰マスクは、タングステン、タングステン合金等の高密度の高原子番号Ｚ材料から作製されてもよい。
いくつかの実施形態では、マスクは、広視野画像を可能にするような方法で成形される符号化要素を伴う符号化開口マスクであり得る。符号化開口パターンは、放射線減衰ピクセルおよび空の非減衰ピクセルの組み合わせを含有する。本説明では、減衰ピクセルは、マスクピクセルと称され、非減衰ピクセルは、空のマスクピクセルと称されるであろう。マスクで使用され得る符号化開口パターンの実施例は、一様に冗長なアレイ、修正された一様に冗長なアレイ、擬似ランダムアレイ、ランダムアレイ、または任意の他のパターンである。いくつかの実施形態では、符号化開口パターンは、器具の応答関数においてサイドローブを最小限にする。符号化開口パターンは、０％近く～１００％近くに及ぶ、ピクセルの総数に対する空のマスクピクセルの比として定義される、開放割合を有することができる。しかしながら、最も有用な開放割合は、１％～約５０％の割合に及び得る。
多くのＳＰＥＣＴ同位体の具体的ガンマ線に対応する、１２０ｋｅＶ～１７０ｋｅＶのガンマ線光子を適切に減衰させるために、減衰マスクは、マスク要素のサイズよりも大きくないとしても同一の範囲内である、厚さを有する必要があり得る。例えば、タングステン合金からマスクを製造すると、約２ｍｍのマスク厚さが、マスクピクセル要素のサイズと同一の範囲内であり得る、１４０ｋｅＶ光子を減衰させるために使用されてもよい。
長方形の平行６面体として成形される、すなわち、マスク面内のデカルト方向毎に直線状側縁および単一平面的側面を伴う、マスクピクセル要素を使用することは、不良な性能を提供し、適切な符号化コントラストは、単一面マスクおよび正方形のマスクピクセルを仮定するときに、マスク面上の法線から最大１０～２０度の低い入射角の光子に関してのみ、達成されることができる。長方形の平行６面体マスクピクセルの本限定により、実施形態は、マスクピクセル要素のカスタマイズされた成形を提供する。
いくつかの実施形態では、ピクセル要素の辺は、カスタマイズされた幾何学形状を使用して、設計される。これらのカスタマイズされた幾何学形状は、従来的マスクではマスク面に直交する２つのデカルト方向毎に非直線状側縁および複数の平面的側面を含む。曲線状側面もまた、複数の平面的側面の代わりに使用されることができる。
上記に説明される辺は、正方形、三角形、および六角形ピクセル等のマスクピクセル要素の種々の幾何学形状と組み合わせられることができ、三角または六角柱の側面はそれぞれ、複数の平面または曲線状側面を含有することができる。これらの幾何学形状は、マスク面の法線に対する入射角の広い範囲内の放射線光子に関して高いコントラストで画像符号化を提供し得る。例えば、そのような入射角は、少なくともマスク面に対する法線から５０度に到達することができる。したがって、単一のマスク内のマスク要素のカスタマイズされた成形は、種々の幾何学形状および配向の縁、隆起、ならびに曲率を組み合わせてもよい。
いくつかの特定の実施形態では、マスクアレイ内の正方形または長方形マスクピクセル要素は、例えば、正方形または長方形基部を伴う双錐台（もしくは双角錐）から構築されることができる。双錐台は、長方形基部の中心に対して対称であり得る、長方形基面に対して対称であり得る、またはそのような対称性を有していなくてもよい。双錐台マスク要素の形状は、マスクを横断して変化し得る。２つのマスクピクセルが、共通縁を有するとき、２つの隣接する双錐台の間の空間は、減衰材料で充填されてもよい。平面的側面の代わりに、曲線状側面が、双錐台の形状に近似するために使用されることができる。同様に、マスクの複数の薄い層が、双錐台マスク要素および隣接する双錐台の間の充填材料の形状に近似するように、ともにスタックされることができる。
三角形または六角形基部を伴う双錐台は、それぞれ、三角形または六角形である、マスクピクセル要素のために使用されることができる。双錐台は、三角形または六角形基部の中心に対して対称であり得る、三角形または六角形基面に対して対称であり得る、もしくはそのような対称性を有していなくてもよい。双錐台マスク要素の形状は、マスクを横断して変化し得る。充填減衰材料が、共通縁を共有するマスク要素の間で、この場合も使用されることができる。
マスクは、平面内に、または相互と平行である場合とそうではない場合がある複数の平面内に配列されることができる。遮蔽体が、符号化開口マスクによって被覆されていないセンサの周囲の空間の部分を被覆し、符号化開口によって被覆されていない他の角度からの光子の検出を限定するために使用されてもよい。
より良好な画像分解能を実現するために、位置感受性センサは、３つ全ての次元で１または２ｍｍよりも良好な分解能を用いて等、高分解能を用いてセンサの内側の放射線相互作用の３つ全ての座標を捕捉してもよい。さらに、これが、マスクおよびセンサに到達する前に散乱していない事象の優れた選択を可能にし得るため、センサは、高エネルギー分解能を用いて放射線検出を提供し得る。そのようなセンサは、シンチレータ、半導体、または放射線相互作用の位置を提供することが可能である他のタイプの放射線検出器であり得る。
放射性分子の３Ｄ分布を再構築するために、画像再構築分析パッケージが、センサデータを処理するように使用される。特定の実装では、減衰マップが、センサ場所を入射ガンマ線光子角度の分布と関連付けるように事前計算される。本分布は、符号化マスクをトラーバスしたこれらの光子の確率によって加重される。各マスクピクセルの辺の説明される詳細は、マスク符号化の情報帯域幅を増大させる。したがって、減衰マップは、複雑であり得、高分解能レイトレーシングおよび／またはモンテカルロシミュレーションを使用することによって、事前算出されることができる。特定の実装では、減衰マップが、少なくとも基準面と称される平面を横断して事前計算される。基準面内の点毎に、減衰マップは、所定のタイプの放射線に関して、かつ画像視野を横断する種々の角度に関して、減衰係数、またはマスク材料を通した経路長等の減衰係数を抽出するために使用され得る他の情報を備える。減衰マップの計算は、レイトレーシング方法、モンテカルロシミュレーション方法等のシミュレーション方法、またはこれらの組み合わせを使用し、視野を横断した種々の起点角度からの遮蔽およびマスクアセンブリを通した放射線経路を決定してもよい。具体的タイプの放射線に関して、減衰因数が、次いで、経路値から計算されることができる。
放射線センサによって検出される放射線毎に、相互作用の３Ｄ位置が、最初に、種々のサンプリング技法を使用して、基準面上に投影される。サンプリングは、符号化マスク視野に向かった方向に集束され、基準面上へのその投影された位置は、それらの方向に沿ってマスクを通して減衰係数を決定するために使用される。ある方向に沿った光子の経路が、センサまたは事前計算された減衰係数によって捕捉されない他の材料を通した区画を含むことができる場合、付加的減衰算出が、その方向に沿って逆投影の強度を適切にスケーリングするように追加されることができる。逆投影プロセスは、検出された事象に関して、またはビン内の検出された強度に関して、確率密度関数（ｐｄｆ）を決定することができる。少なくとも２つの検出された放射線事象に関するｐｄｆは、当技術分野で公知である任意の好適な反復または分析画像再構築アルゴリズムで使用されることができる。画像再構築分析は、リストモードで、またはビン化モードで実施されることができる。分析が、ビン化モードで実施される場合、ビニングが、複数の平面を横断して実施されてもよく、各検出された光子が、空間内で最も近い平面上に追加されることができる。
いくつかの実装では、減衰係数はまた、レイトレーシング方法等の高速経路推定器を使用することによって、オンザフライで画像再構築分析の間に計算され得る。しかしながら、これらの係数の事前算出は、最良の画像再構築処理速度性能を提供し得る。
図１は、ロボットアーム等の機械的継合アームを備える、ポータブルＳＰＥＣＴ画像システムの描写を示す。器具コントローラ（１００）が、機械的継合アーム（１０１）を通して少なくともガンマカメラパネルに接続される。描写される実施形態では、２つのガンマカメラパネル（１０２ａ）および（１０２ｂ）が、使用される。パネル（１０２ａ）および（１０２ｂ）は、相互に、かつ継合レバー（１０３）を通して継合アームに取り付けられてもよい。本継合レバーは、２つのパネルが、相互に対して、かつ継合アームに対して移動することを可能にし得るとともに、パネルが、それらの相対配向、特に、それらのロール、また、それらのピットおよびヨーも変化させることを可能にし得る。故に、パネルの間の相対角度が、修正されることができる。コンピュータビジョンカメラ（１０６）が、継合アーム（１０１）に、レバー（１０３）に、またはコネクタ（１０７）を通してポータブルＳＰＥＣＴシステムに接続される別の構成要素に取り付けられ得る。本コンピュータビジョンカメラ（１０６）は、ガンマカメラパネルが患者を走査している、全体的面積を監視するために使用されてもよい。本コンピュータビジョンカメラは、ＲＧＢカメラ、光学カメラ、赤外線カメラ、深度画像光学カメラ、構造化光カメラ、立体光学カメラ、飛行時間光学カメラ、テラヘルツエミッタ・センサアセンブリ、ライダスキャナ、超音波エミッタ・センサアセンブリ、別の追跡および／またはマッピングセンサ、もしくはそれらの組み合わせを備えてもよい。本カメラの目的は、ガンマカメラパネルの移動が患者の身体と衝突しないであろうように、患者の身体の範囲を決定することである。いくつかの実施形態では、テトラヘルツ画像スキャナ等の超音波スキャナまたは電磁スキャナが、加えて、もしくは光学カメラの代わりに、患者の身体の輪郭を走査するために、使用され得る。
そのようなポータブルＳＰＥＣＴ画像システムを使用して、患者の走査は、コンピュータビジョンカメラデータを読み取って分析し、患者の身体の輪郭を決定し、かつ患者の身体に対するコンピュータビジョンカメラ（１０６）の相対位置および配向を決定し、ガンマカメラパネル（１０２ａ）および（１０２ｂ）が患者の周囲の関連性がある場所において移動されるように、アーム（１０１）ならびにレバー（１０３）を関節運動させ、ガンマカメラ（１０２ａ）および（１０２ｂ）から成るセンサからデータを入手し、患者の身体に対してガンマセンサデータを空間的に位置合わせし、空間的に位置合わせされたセンサデータを使用し、患者の身体の内側の放射性トレーサ分布の３Ｄ画像を生成するように、ロボットアーム（１０１）、レバー（１０３）、ならびにガンマカメラ（１０２ａ）および（１０２ｂ）から成るガンマセンサ、およびコンピュータビジョンカメラ（１０６）等の作動される構成要素に動作可能に結合される、コンピュータのメモリ内に命令を有することによって、実施されることができる。ガンマセンサは、センサ内の位置および高分解能を用いたガンマ光子相互作用のエネルギーを提供する。好ましくは、ガンマセンサは、２ｍｍよりも良好な分解能を用いて、理想的には、０．５ｍｍよりも良好な分解能を用いて３Ｄでガンマ事象相互作用の位置を提供する。
いくつかの実施形態では、コントローラは、車輪（１０８ａ）および（１０８ｂ）を備えてもよい。そのような実施形態では、メモリは、車輪（１０８ａ）および（１０８ｂ）を作動させ、コントローラ（１００）を移動させる、少なくともモータに動作可能に結合されてもよい。これは、本システムが、別様に継合アーム（１０１）によって可能にされるであろうよりも長い距離にわたって、より広い面積を走査することを可能にすることができる。ナビゲーション目的のために、かつ障害物を回避するために、他のセンサ（１０９）も、システムの経路に障害物が存在しないことを保証するように、コントローラの一端または両端に設置されることができる。そのような実施形態では、メモリはまた、車輪（１０８ａ）および（１０８ｂ）の作動を誘導するように、センサ（１０９）に動作可能に結合されるであろう。センサ（１０９）は、光学センサ、ライダスキャナ、深度画像センサ、超音波センサ、または障害物を検出し得る任意の他のセンサであり得る。
いくつかの実施形態では、パネル（１０２ａ）および（１０２ｂ）は、パネルと患者の身体との間、またはパネルと他の物体との間の近接性についての情報を得るように、好ましくは、患者に面するパネル表面上に設置される、近接性センサ（１１０ａ）および（１１０ｂ）を備えてもよい。センサ（１１０ａ）および（１１０ｂ）は、コンピュータビジョンシステムの一部であってもよく、リアルタイムでセンサパネルの直下の患者の身体の３Ｄモデルを提供することが可能であり得る。本マップは、患者の身体を横断してスキャナの移動を調節するため、かつ画像再構築プロセスで使用される減衰マップの推定値を提供するために、コンピュータによって使用されてもよい。これらの近接性センサは、患者に対してパネルを移動させるアクチュエータにも接続される、コンピュータに動作可能に結合されてもよい。コンピュータは、パネルと患者または他の物体との間の距離を距離の所望の範囲内に保つために、走査プロセスを変更する、もしくは走査プロセスを停止させるプログラムを使用してもよい。近接性センサは、容量、誘導、磁気、超音波、光学、テラヘルツ、Ｘ線後方散乱、または物体までの距離を提供することが可能な任意の他のセンサであり得る。
いくつかの実施形態では、機械的継合アーム（１０１）は、ユーザによって作動されてもよい。そのような場合において、継合アームの目的は、ガンマカメラパネル（１０２ａ）および（１０２ｂ）の重量を支持し、潜在的に、コントローラ（１００）の本体に対するパネルの位置および配向を決定することである。さらに、いくつかの実施形態では、レバー（１０３）から成る関節運動は、ユーザによって所望される場所および配向にガンマカメラパネルを手動で位置付けるために、ユーザによって作動されてもよい。いくつかの実施形態では、ユーザは、直接力の印加を通してアーム（１０１）およびレバー（１０３）を作動させてもよい。いくつかの実施形態では、ユーザは、アーム（１０１）およびレバー（１０３）に機械的に接続される、電動式アクチュエータに動作可能に結合されるコンピュータを通して、アーム（１０１）およびレバー（１０３）を作動させてもよい。
少なくとも１つのプロセッサと、コンピュータビジョンカメラ（１０６）、およびガンマカメラパネル（１０２ａ）ならびに（１０２ｂ）から成るガンマカメラセンサと動作可能に結合される、メモリとを備える、コンピュータが、ガンマセンサデータおよびコンピュータビジョンカメラデータを読み取り、それぞれ、ガンマセンサから受信される、第１のガンマ線光子感知事象を読み取り、患者の身体（１０４）に対する第１の光子を感知するガンマカメラパネル（１０２ａ）または（１０２ｂ）の第１の位置および配向を提供し、第１の位置および配向を使用して、第１のガンマ線光子感知事象を患者の身体（１０４）に共位置合わせし、ガンマセンサから受信される、第２のガンマ線光子感知事象を読み取り、患者の身体（１０４）に対するガンマカメラパネルの第２の位置および配向を提供し、第２の位置および配向を使用して、第２のガンマ線光子感知事象を患者の身体（１０４）に共位置合わせし、第１および第２の共位置合わせされた感知事象を使用することによって、患者の内側でガンマ線放出放射性同位体の３Ｄ分布を再構築するために、使用されることができる。
患者の身体への感知事象の共位置合わせは、患者の身体に対するコンピュータビジョンカメラ（１０６）姿勢の姿勢推定値を決定するように、当技術分野で公知のコンピュータビジョン方法を用いてコンピュータビジョンカメラフレームを分析することによって、行われることができる。さらに、カメラとガンマカメラパネル（１０２ａ）または（１０２ｂ）との間の相対位置および配向は、カメラ（１０６）によるパネルの直接観察によって、もしくはレバー（１０３）および／または潜在的に継合アーム（１０１）内の継手に関して継手ステータス情報を得ることによってのいずれかで、達成されることができる。２つの相対姿勢（コンピュータビジョンカメラ・患者およびコンピュータビジョンカメラ・感知ガンマカメラパネル）の組み合わせが、患者の身体への感知事象の共位置合わせを取得するように、組み合わせられることができる。他の追跡および共位置合わせシステムならびに方法も、使用されてもよく、そのうちのいくつかが、本説明の他の場所に説明される。
コンピュータビジョンカメラフレームデータは、患者の身体の更新された３Ｄモデルを生成するように、コンピュータビジョンプログラムによるＳＰＥＣＴ走査の間に定期的に分析されてもよい。１つのフレームから別のフレームへの変化を監視することによって、身体姿勢および身体変形の変化を検出することが可能であろう。これらの検出は、そのような身体変化を考慮することによって、再構築されたＳＰＥＣＴ画像の品質を改良するために使用されてもよい、走査プロセスを停止させ、患者もしくは他のユーザとのＳＰＥＣＴ画像システムの任意の構成要素の間の衝突を回避するために使用されてもよい、またはＳＰＥＣＴ走査のリセットを要求し得る有意な身体変化をユーザに知らせてもよい。
したがって、カメラ（１０６）に接続されるコンピュータは、コンピュータビジョン方法を採用し、規則的間隔において患者の身体の３Ｄモデルを生成し、かつ身体の１つの３Ｄモデルから別の３Ｄモデルに起こる、身体変化および変形を検出してもよい。身体変化の振幅およびタイプを分析することによって、コンピュータは、身体修正の前および後に起こる検出された事象の間の共位置合わせが確実ではない場合があるため、ＳＰＥＣＴ走査のリセットを要求し得る有意な身体変化をユーザに知らせてもよい。
さらに、コンピュータはまた、ガンマカメラセンサに動作可能に結合されてもよく、第１の３Ｄ患者身体モデルを決定し、第１のセンサ検出事象に割り当て、第２の３Ｄ患者身体モデルを決定し、第２のセンサ検出事象に割り当て、第１の３Ｄ患者身体モデルから第２の３Ｄ患者身体モデルへの組織変形モデルを生成し、第１および第２の感知事象ならびに組織変形モデルを使用することによって、患者の内側でガンマ線放出放射性同位体の３Ｄ分布の再構築を実施してもよい。
そのような再構築の一実施例では、コンピュータは、画像空間再マッピング方法を使用し、身体変形の前および後の画像要素または画像ノードの間の対応を生成し、２つの検出されたガンマ事象に関して、再マッピングされた画像要素またはノードを考慮する逆投影演算子を使用する。当技術分野で公知のいくつかの再マッピングアルゴリズムが、使用され得る。コンピュータビジョンカメラに動作可能に接続されるコンピュータはまた、機械的アーム（１０１）、レバー（１０３）、および車輪（１０８ａ）ならびに（１０８ｂ）に給電する、アクチュエータに動作可能に接続され得る。コンピュータビジョンアルゴリズムが、衝突さえも示す患者の身体の有意な変化を検出するとき、コンピュータは、継合アームおよびガンマカメラパネルの移動を停止させ、患者の身体とのＳＰＥＣＴ画像システムの任意の構成要素の間の衝突を回避するようにプログラムされることができる。さらに、コンピュータビジョンサブシステムは、走査の間にガンマカメラパネルの投影された経路内の空間を監視し、他の物体または人々を検出し得る。そのような検出が起こるとき、コンピュータは、継合アームおよびガンマカメラパネルの移動を停止させ、他の物体または人々とのＳＰＥＣＴ画像システムの任意の構成要素の間の衝突を回避し得る。
いくつかの実施形態では、継合アーム（１０１）は、コントローラ（１００）の本体に直接添着される代わりに、別の物理的物体に添着されてもよい。そのような物体の実施例は、床、天井、壁、他のポータブルコントローラ、レールである。
ユーザが、継合アーム、レバーアーム、およびガンマカメラパネルアセンブリのうちの１つまたはそれを上回るものを作動させ、静的走査（例えば、ガンマカメラパネルが患者に対して移動しない）または動的走査（例えば、ガンマカメラパネルが患者に対して移動する患者）を実施する、いくつかの実施形態では、カメラ（１０６）および／または継合アームの外部の他の追跡モダリティは、使用されなくてもよい。そのような実施形態では、患者の身体への感知事象の共位置合わせは、継合レバー（１０３）、継合アーム（１０１）、および車輪（１０８ａ）ならびに（１０８ｂ）等の部屋内のガンマカメラパネルの移動に関与する任意の継手またはアクチュエータの位置データを読み取り、分析することによって、行われることができる。本共位置合わせモダリティは、患者の身体が、ガンマカメラパネルが走査を実施するように移動される部屋に対して静止したままであると仮定する。いくつかの実施形態では、患者が横たわる、または着席する、ベッド（１０５）もしくは椅子は、走査の間にパネルの有効到達範囲を増強するために、コントローラに対して移動してもよい。
いくつかの実施形態では、ガンマカメラパネル（１０２ａ）および（１０２ｂ）は、コンピュータ上で起動する画像再構築プログラムによって使用するための情報を含有する、センサデータを提供し、ガンマカメラパネルが本質的に患者に対して静的場所にあるときでさえも、いずれか一方のガンマカメラが最も敏感である方向に沿って有限分解能を用いて放射性トレーサ分布の画像を提供する、ガンマセンサを備える。いくつかの実施形態では、該有限分解能は、少なくとも５０ｍｍを網羅する距離の範囲に関して２０ｍｍ未満である。
いくつかの実施形態では、ガンマカメラパネル（１０２ａ）および（１０２ｂ）はそれぞれ、１５度よりも広い、好ましくは、４５度に近い、画像視野を提供する。いくつかの実施形態では、視野は、２０、２５、３０、３５、４０、または４５度よりも広くあり得る。画像視野は、ガンマカメラが最大画像感度を有する方向に対する角度の範囲として画定され、そこからガンマ光子が、最大画像感度の１００分の１よりも大きい感度を伴うガンマカメラパネルから成るガンマセンサによって、検出および撮像されることができる。そのような画像視野は、ガンマカメラセンサが、多数の方向から画像情報を捕捉することを可能にし、これは、静的場所からさえも、または患者の周囲の場所の低減した範囲から、画像投影角度のより良好な対象範囲を可能にする。
いくつかの実施形態では、ガンマカメラパネル（１０２ａ）および（１０２ｂ）はそれぞれ、位置感受性ガンマ線センサの前に設置される、ガンマ光子減衰画像構成要素を備える。光子減衰画像構成要素は、符号化開口マスク、直線状および／または傾斜平行孔コリメータ、ピンホールコリメータ、もしくは多重ピンホールコリメータを含有する群から選択されることができる。好ましい実装では、ガンマ線センサは、３つ全ての次元で２ｍｍよりも良好な分解能を用いてガンマ光子相互作用の場所を提供する。好ましい実施形態では、光子減衰画像構成要素は、３０度よりも広い視野を伴う符号化開口マスクである。好ましくは、符号化開口マスクのパターンは、器具の応答関数においてサイドローブを最小限にする。符号化開口パターンは、０％近く～１００％近くに及ぶ、ピクセルの総数に対する空のマスクピクセルの比として定義される、開放割合を有することができる。いくつかの実施形態では、開放割合は、１％～約５０％の割合に及び得る。
いくつかの実施形態では、ガンマカメラパネル（１０２ａ）および（１０２ｂ）から成るガンマセンサは、２００キロ電子ボルト（ｋｅＶ）を上回る、または５００ｋｅＶを上回るエネルギー等のより高いエネルギーのガンマ光子をより高い感度で検出するように選択される。この場合、いずれのガンマ光子減衰画像構成要素も使用されなくてもよく、代わりに、ガンマ線コンプトン散乱機構が、画像情報を提供するために使用されてもよい。ガンマセンサは、２ミリメートル（ｍｍ）よりも良好な分解能および４％よりも良好なエネルギー分解能を用いて３Ｄで位置分解能を提供するように選択されてもよい。この場合、ガンマセンサに動作可能に結合されるコンピュータが、センサシステム内のガンマ線相互作用の運動学を解決することによって、センサシステム内で少なくとも２倍相互作用するガンマ線の散乱方向の周囲の散乱角度を決定するであろう。散乱方向の周囲のこれらの散乱角度は、次いで、空間的に位置合わせされた円錐を生成するために使用されるであろう。ガンマ線源の３Ｄマップが、次いで、少なくとも２つの空間的に位置合わせされた円錐の交差を統計的に解決することによって、構築されることができる。本画像診断法は、陽電子放出放射性同位体を撮像するために使用されてもよい。
いくつかの実施形態では、継合された機械的アーム（１０１）は、６軸ロボットアームである。ロボットアームの内側のアクチュエータに動作可能に結合されるコンピュータが、継手を作動させ、患者の身体の周囲でパネルを移動させることによってＳＰＥＣＴ走査を実施することができる。コンピュータビジョンプロセスが、コンピュータ上で起動し、コンピュータビジョンカメラ（１０６）から、または別の患者３Ｄスキャナからの画像フレームを分析し、患者の３Ｄモデルを構築し、かつ個々の身体部分を識別してもよい。命令が、頭部走査、頸部走査、全身走査、心臓走査、胴体走査等の具体的タイプの画像走査を実施するような方法で、ロボットアームを作動させてパネルを位置付けるために、コンピュータビジョンプロセスの出力を使用するようにコンピュータ上に記憶されてもよい。
他の実施形態では、ポータブルＳＰＥＣＴ撮像装置は、継合された機械的アームに接続される、単一のガンマカメラパネルを備えてもよい。他の実施形態では、ポータブルＳＰＥＣＴ撮像装置は、直接、または図１のような類似レバーを通して、継合された機械的アームに接続される、３つ、４つ、またはそれを上回るガンマカメラパネルを備えてもよい。
いくつかの実施形態では、コンピュータビジョンカメラが、ガンマカメラパネル（１０２ａ）および（１０２ｂ）、レバー（１０３）、または他の物体上に搭載されることができる。コンピュータビジョンカメラ（１０６）と同様に、本カメラは、患者の身体の輪郭を決定するため、かつ相互に対する、または患者の身体に対する、種々のＳＰＥＣＴシステム構成要素の相対位置および配向を決定するために、コンピュータによって分析されるべきデータを提供することができる。
ガンマ線放出放射性同位体の３Ｄ分布を実現したＳＰＥＣＴ走査に続いて、超音波プローブまたは超音波トランスデューサに動作可能に接続される、コンピュータ、患者の身体に対して、もしくは固定基準点に対して超音波プローブを追跡するために採用される、追跡システム、患者に共位置合わせされるガンマ線放出放射性同位体の３Ｄ分布を記憶する、メモリ、および可視化デバイスが、患者に対して、または固定基準点に対して超音波システムを追跡するために使用されてもよい。コンピュータはさらに、超音波追跡情報を使用して、ガンマ線放出放射性同位体の３Ｄ分布と超音波走査との間の共位置合わせを決定し、超音波走査上へのガンマ線放出放射性同位体の３Ｄ分布の特徴の増強を備える、画像を可視化デバイスに送達してもよい。さらに、コンピュータは、ライブ超音波画像を分析し、第１の超音波フレームから第２の超音波フレームへの超音波画像内の具体的特徴を追跡することによって組織変形モデルを生成することができる。本変形モデルは、メモリ内に記憶されたオリジナルＳＰＥＣＴ画像を再マッピングし、モデル化された組織変形を統合する、修正されたＳＰＥＣＴ画像を生成するために使用されることができる。本修正されたＳＰＥＣＴ画像は、次いで、第２の超音波フレーム上に増強されることができる。
フレームベースの位置合わせアプローチ、および分布の重心等のガンマセンサデータ駆動型アプローチ（例えば、ある時間間隔にわたる分布トレースの重心の変化に基づいて、身体運動を検出すること）等の他の組織変形補正が、使用され得る。
いくつかの実施形態では、プラットフォーム（１０５）はまた、器具の転倒の潜在性に対処するために、継合アームが伸張するときにプラットフォームの本体から外に延在し得る、レバーアーム（１１０）を備えてもよい。そのようなアームは、遠位端に車輪（１１１）を備えることができる。
超音波プローブは、超音波トランスデューサを備える構造であることを理解されたいが、用語「超音波プローブ」および「超音波トランスデューサ」は、説明において同義的に使用されてもよい。
いくつかの実施形態では、ロボットアーム上に搭載されるガンマ線パネルを使用する代わりに、他のタイプのセンサも、使用され得る。例えば、一方または両方のパネル（１０２ａ）および（１０２ｂ）は、磁気センサもしくは磁気センサアレイを備えることができる。そのような磁気センサシステムは、組織の磁気的性質を反映する、磁気信号または磁気信号の変化を測定することが可能であり得る。いくつかの実装では、組織の磁気的性質は、患者の身体内に注入される分子作用物質によって定義される。いくつかの実装では、これらの分子作用物質は、磁性ナノ粒子で標識されてもよい。パネルは、患者の身体を横断して移動し、異なる場所から磁気信号を取り込んでもよい。作用物質の分布の３次元（３Ｄ）マップが、磁気センサアセンブリからの空間的に位置合わせされた磁気信号データを使用することによって、動作可能に接続されたコンピュータによって再構築されてもよい。磁気信号データは、コンピュータビジョンシステムから、またはロボットアーム運動学からの追跡データを使用することによって、コンピュータによって、空間的に位置合わせされてもよい。実施例は、分子画像および介入の分子画像誘導のためにガンマセンサを使用することを含むが、本明細書に説明される方法およびシステムは、分子画像のための磁気センサアセンブリを備える、センサパネルを使用することによって、想定され得ることを理解されたい。これらの磁気センサシステムは、患者の身体の内側に具体的磁気的性質を伴う分子作用物質を注入することと組み合わせて、使用されてもよい。
図２Ａ－２Ｄは、それぞれ、機械的アーム（２０２ａ）および（２０２ｂ）を通して機械的レバー（２０１）に接続される、ガンマカメラパネル（２００ａ）および（２００ｂ）を備える、ＳＰＥＣＴカメラヘッドの複数の図を示す。コンピュータビジョンカメラ（２０３）が、コネクタ（２０４）を通して機械的継合アーム（２０５）の遠位端の端部に接続されて見られる。
図２Ａは、接近構成で２つのパネル（２００ａ）および（２００ｂ）を示す。
図２Ｂは、パネルの間の相対距離が増加され、パネルのロールが変化した、分離構成で２つのパネル（２００ａ）および（２００ｂ）を示す。本分離構成は、他の画像プローブまたは医療器具が導入されるための２つのパネルの間の空間を提供するであろう。
図２Ｃおよび２Ｄは、２つの構成でＳＰＥＣＴカメラヘッドの側面図を示す。レバー（２０１）およびアーム（２０２ａ）ならびに（２０２ｂ）から作製されるアセンブリは、ガンマカメラパネル（２００ａ）および（２００ｂ）が、横に（相互から離れるように）、ならびに前から後に移動することを可能にし得る。
図２Ｃは、前方構成でガンマカメラパネルを描写する。
図２Ｄは、パネルの重力中心がレバー（２０１）と継合アーム（２０５）との間のコネクタのより近くに設置される、後方構成でガンマカメラパネルを描写する。図２Ｃの構成は、ガンマカメラパネルの上方および間に空の空間を提供することによって、他の画像プローブが２つのガンマカメラパネルの間に設置されることを可能にし得る一方、図２Ｄの構成は、他の画像プローブが２つのパネルの側面上に設置されることを可能にし得る。
ガンマカメラパネルの種々の構成および相対的設置は、他の医療器具または画像プローブがガンマカメラの視野内に導入されるために適応するためだけではなく、２つのパネルの間の画像視野の種々のレベルの重複を可能にするため、ならびに患者生体構造を密接に辿ることによって患者走査を可能にするためにも、使用されてもよい。
図３は、別の医療画像プローブと組み合わせて使用される、ＳＰＥＣＴカメラヘッドの描写を示す。２つのガンマカメラパネル（３００ａ）および（３００ｂ）が、レバー（３０１）によって機械的継合アーム（３０２）の遠位端に機械的に接続されて示される。本システムは、患者（３０３）を走査して示される。本実施形態では、超音波画像プローブ（３０４）が、２つのパネル（３００ａ）と（３００ｂ）との間の空間内に導入される。超音波画像プローブ（３０４）の画像視野は、いずれか一方または両方のパネル（３００ａ）および（３００ｂ）の画像視野上に部分的もしくは完全に重複し得る。
コンピュータビジョンカメラ（３０５）が、コネクタ（３０６）を通してレバー（３０１）および継合アームアセンブリ（３０２）に接続される。コンピュータビジョンカメラは、超音波プローブが患者を走査するために使用される、一般面積を網羅する観察視野を有してもよい。コンピュータビジョンカメラは、コンピュータビジョンカメラに動作可能に結合されるコンピュータのメモリ内に記憶された追跡プログラムによって要求されるデータを提供し、カメラに対する超音波プローブの場所および配向を提供する。基準マーカ（３０７）が、カメラ（３０５）に対する超音波プローブの場所および配向を決定することを補助するように、超音波プローブに取り付けられてもよい。同様に、コンピュータビジョンカメラは、該コンピュータのメモリ内に記憶された追跡プログラムによって要求されるデータを提供し、コンピュータビジョンカメラ（３０５）に対するガンマカメラパネル（３００ａ）および（３００ｂ）のそれぞれの場所ならびに配向を提供してもよい。基準マーカ（図示せず）が、カメラに対するパネルのそれぞれの場所および配向を決定することを補助するように、２つのガンマカメラパネルのそれぞれに取り付けられてもよい。コンピュータビジョンカメラに対するパネルおよび超音波プローブの相対場所は、次いで、相互に対するガンマカメラパネルおよび超音波プローブの相対位置を決定するように、組み合わせられることができる。これは、ガンマカメラおよび超音波プローブによって生成される画像の共位置合わせを可能にすることができる。さらに、メモリは、コンピュータビジョンカメラデータを使用し、患者の身体の輪郭を決定するためにプロセッサによる実行のための命令を有してもよい。これは、患者の身体に対するガンマカメラパネルおよび超音波プローブの相対位置をさらに決定するために、使用されることができる。
代替として、または加えて、コンピュータ（例えば、図１に示されるコントローラ（１００））は、レバー（３０１）の機械的構成要素の関節運動に関する位置情報を受信し、コンピュータビジョンカメラ（３０５）に対するガンマカメラパネル（３００ａ）および（３００ｂ）の位置ならびに場所を推論するように、レバー（３０１）に接続されるセンサに動作可能に結合されてもよい。
図４は、図３に示されるが、超音波プローブが２つのパネルの間の空間の外側に設置される、システムの説明図を示す。本モダリティは、心臓および肝臓等の胸郭の内側の器官を走査するために有用であり得る。ガンマカメラパネル（４００）のうちの１つが、レバー（４０１）によって機械的継合アーム（４０３）の遠位端に機械的に接続されて示される。本システムは、患者（４０４）を走査して示される。本実施形態では、超音波画像プローブ（４０５）が、ガンマカメラパネルに隣接するが、その外部の場所から、患者を走査するために使用される。超音波画像プローブ（４０５）の画像視野は、いずれか一方または両方のパネルの画像視野上に部分的もしくは完全に重複する場合とそうではない場合がある。コンピュータビジョンカメラ（４０６）が、コネクタ（４０７）を通して遠位端（４０２）に接続される。コンピュータビジョンカメラおよび追跡ならびに共位置合わせのためのデータの処理が、図３に説明されるような類似方法で起こり得る。基準物体（４０８）が、超音波プローブ追跡を補助するように、超音波プローブに取り付けられて示される。
別の実施形態では、継合された機械的アームが、ガンマカメラパネルに対する超音波センサの位置および配向を追跡するために、使用されることができる。図５は、座標測定能力を伴う継合アームの使用を通してガンマカメラパネルに共位置合わせされる、超音波プローブを描写する。２つのガンマカメラパネル（５００ａ）および（５００ｂ）が、患者（５０１）を走査して示される。これらのパネルは、レバー（５０２）によって機械的継合アーム（５０３）の遠位端に機械的に接続される。本実施形態では、超音波画像プローブ（５０４）が、２つのパネル（５００ａ）と（５００ｂ）との間の空間内に導入される。超音波画像プローブ（５０４）の画像視野は、いずれか一方または両方のパネル（５００ａ）および（５００ｂ）の画像視野上に部分的もしくは完全に重複し得る。座標測定能力を伴う継合アーム（５０５）が、継合アームアセンブリ（５０２）－（５０３）上に搭載されてもよい。本アーム（５０５）は、超音波プローブに堅く添着された、その遠位端を有してもよい。
補助アーム（５０５）に接続されるセンサに動作可能に結合される、コンピュータのメモリ内に記憶された追跡プログラムは、アーム（５０５）の機械的構成要素の関節運動に関する位置情報を受信し、レバー（５０２）に対する超音波プローブの位置および場所を推論するように構成されてもよい。加えて、コンピュータは、レバー（５０２）の機械的構成要素の関節運動に関する位置情報を受信し、レバー（５０２）に対するガンマカメラパネルの位置および場所を推論するように、レバー（５０２）に接続されるセンサに結合されてもよい。追跡プログラムは、超音波およびガンマカメラパネルに関する追跡情報を組み合わせ、それらの相対位置を決定してもよい。
継合された補助アーム（５０５）の使用は、図１のカメラ（１０６）に加えて使用され得る。したがって、コンピュータ上の追跡アルゴリズムは、種々の追跡モダリティを組み合わせ、相互に対するガンマカメラパネル、超音波プローブ、および患者身体の場所を決定してもよい。
さらに別の実施形態では、他の追跡センサが、ガンマカメラパネルに対する超音波センサの位置および配向を追跡するために、使用されることができる。実施例は、電磁場トラッカであり得る。図６は、磁気追跡システムの使用を通してガンマカメラパネルに共位置合わせされる、超音波プローブを描写する。２つのガンマカメラパネル（６００ａ）および（６００ｂ）が、患者（６０１）を走査して示される。これらのパネルは、レバー（６０２）によって機械的継合アーム（６０３）の遠位端に機械的に接続される。本実施形態では、超音波画像プローブ（６０４）が、２つのパネル（６００ａ）と（６００ｂ）との間の空間内に導入される。超音波画像プローブ（６０４）の画像視野は、いずれか一方または両方のパネル（６００ａ）および（６００ｂ）の画像視野上に部分的もしくは完全に重複し得る。電磁伝送機（６０５）が、超音波プローブに近接近して搭載されてもよく、この場合、これは、継合アームアセンブリ（６０２）－（６０３）上に搭載される。電磁受信機（６０６）が、超音波プローブ上に堅く添着されてもよい。伝送機（６０５）および受信機（６０６）に動作可能に結合される、コンピュータのメモリ内に記憶された追跡プログラムが、伝送機（６０５）に対する超音波プローブの位置および場所を推論するために、使用されてもよい。加えて、他の電磁受信機（図示せず）が、ガンマカメラパネル（６００ａ）および（６００ｂ）上に堅く添着されてもよく、コンピュータに動作可能に結合されてもよい。追跡プログラムは、受信機および伝送機からのデータを使用し、相互に対するガンマカメラパネルおよび超音波プローブの場所を決定してもよい。
いくつかの実施形態では、伝送機および受信機は、交換されてもよい。他の実施形態では、伝送機は、別の物体に添着されてもよく、構成要素（６０５）は、受信機であってもよい。さらに他の実施形態では、器具に添着される電磁ユニットは、伝送機および受信機の両方として作用してもよい。
ガンマカメラパネル上に受信機を添着することの代替として、またはそれに加えて、コンピュータは、レバー（６０２）の機械的構成要素の関節運動に関する位置情報を受信し、伝送機（６０５）に対するガンマカメラパネル（６００ａ）および（６００ｂ）の位置ならびに場所を推論するように、レバー（６０２）に接続されるセンサに動作可能に結合されてもよい。追跡プログラムは、超音波およびガンマカメラパネルに関する追跡情報を組み合わせ、それらの相対位置を決定してもよい。
電磁伝送機および受信機に基づく追跡システムが、図１のカメラ（１０６）に加えて使用され得る。したがって、コンピュータ上の追跡アルゴリズムは、種々の追跡モダリティを組み合わせ、相互に対するガンマカメラパネル、超音波、および患者身体の場所を決定してもよい。追跡システムの実施例は、追跡を要求する種々の構成要素上に一意のパターンで取り付けられる赤外線反射球体と組み合わせられる、外部赤外線立体トラッカを使用するものである。ここで提示される追跡および共位置合わせ技法の任意の組み合わせ、ならびに他の追跡システムが、使用され得る。例えば、追跡システムは、光学追跡システム、電気機械追跡システム、電磁追跡システム、超音波追跡システム、深度画像追跡システム、それらの組み合わせであってもよい。
図７は、それぞれ、患者（７０２）を観察するために使用される視野（７０１ａ）および（７０１ｂ）を伴う、ポータブルＳＰＥＣＴガンマカメラパネル（７００ａ）および（７００ｂ）の実施形態の描写を示す。視野（７０４）を伴う超音波プローブ（７０３）が、追跡システムの任意の組み合わせの使用を通して、パネル（７００ａ）および（７００ｂ）に共位置合わせされる。本描写では、磁場受信機等の追跡センサ（７０５）が、超音波プローブ（７０３）に取り付けられて示される。ガンマカメラから受信されるデータ上の画像再構築アルゴリズムの使用の結果として、放射性摂取を伴う２つのＳＰＥＣＴ画像特徴（７０６）および（７０７）が、３Ｄで患者の内側に再構築されてもよい。ＳＰＥＣＴ画像特徴（７０６）および（７０７）は、「リアルタイム」で、すなわち、理想的には、２～３秒にわたって１フレームよりも良好な有限フレームレートで、構築されてもよい、またはそれらは、静的位置から、もしくはそれらを患者の身体の周囲で移動させることによって動的にのいずれかで、患者を走査するガンマカメラパネルを用いて、より長い時間周期にわたってデータを入手することによって、構築されることができる。最新の場合では、特徴（７０６）および（７０７）は、組織変形、患者移動、または器官移動が存在した場合、患者の身体の内側のそれらの実際の場所に対応しない場合がある。
ＳＰＥＣＴ画像によって誘導され、共位置合わせされた超音波プローブ（７０３）は、その視野がＳＰＥＣＴ特徴（７０６）の一部に交差するために、ガンマカメラパネルに近接近させられてもよい。第１の段階では、超音波プローブに動作可能に接続されるコンピュータおよび可視化デバイスは、超音波プローブ（７０３）によって送達される超音波画像（７０８）を生成してもよく、超音波視野（７０４）内のＳＰＥＣＴ ３Ｄマップを通して一区分を表す、ＳＰＥＣＴ画像特徴（７０９）を用いてそれを増強させてもよい。第２の段階では、同一のコンピュータが、患者、家具、または他の運動源に起因する、ＳＰＥＣＴ画像と超音波画像との間の可能性として考えられる剛体変換を識別および補正してもよい。剛体変換は、超音波画像特徴の上のＳＰＥＣＴ画像特徴をスナップすることによって算出される。スナッピングプロセスは、（１）両方の画像内の視覚特徴を自動的に識別するステップと、（２）ＳＰＥＣＴ画像特徴を超音波特徴に合致させるステップと、（３）合致した特徴に基づいて、剛体変換（投影）を算出するステップとから成る。換言すると、本システムは、第１の超音波フレームから第２の超音波フレームまでの超音波画像内の特徴の移動のモデルを生成し、超音波画像内の特徴の移動のモデルに基づいて、変更されたＳＰＥＣＴ画像を生成してもよい。結果として生じる増強された画像は、ユーザが、ＣＴ走査がＳＰＥＣＴ／ＣＴ画像システムにおいて提供するであろうものと同様に、ＳＰＥＣＴ特徴（７０６）を囲繞する患者の生体構造を識別することを可能にする。
さらに、超音波画像（７０８）は、ＳＰＥＣＴ画像によって強調表示される着目標的に向かって、経皮的生検針（７１０）またはアブレーション療法デバイス等の介入医療器具を誘導するために使用され得る。いくつかの実施形態では、医療器具はまた、医療器具と、超音波と、ＳＰＥＣＴ画像との間の共位置合わせを可能にするように追跡されてもよい。図７では、磁場受信機等の追跡センサ（７１１）が、共位置合わせ目的のために使用されるように示される。代替として、または加えて、機械的器具ガイドが、医療器具の移動を画定するために使用されることができる。いずれか一方の方法を使用して、器具の投影される軌道、本描写では、針（７１２）の投影される軌道が、超音波画像（７０８）上に増強されることができる。
いくつかの実施形態では、頭部搭載型ディスプレイが、ユーザによって装着される頭部搭載型ディスプレイシステムを使用することによって、超音波およびＳＰＥＣＴ画像と関連付けられる共位置合わせされた座標系へのユーザの眼の間の共位置合わせの能力を用いて、ユーザの自然な視界上に増強される、超音波画像（７０８）および／またはＳＰＥＣＴ画像特徴（７０６）ならびに（７０７）を視覚化するために使用されることができる。
いくつかの実施形態では、医学的介入プロセス全体は、自動化されてもよく、その場合、超音波（７０３）および介入デバイス（７１０）は、機械的継合アームの使用を通してコンピュータによって制御される。
いくつかの臨床適用では、容易に移動または変形する器官の分子ＳＰＥＣＴ画像を生成することが、関連性があり得る。そのような場合において、超音波画像は、超音波画像内で観察される組織変形および移動に基づいて、ＳＰＥＣＴ画像内で補正を誘導するために使用され得る。図８は、それによってそのような補正が実装され得る、方法の描写を示す。ポータブルＳＰＥＣＴの描写される実施形態では、それぞれ、視野（８０１ａ）および（８０１ｂ）を伴う、ガンマカメラパネル（８００ａ）および（８００ｂ）が、患者（８０２）を観察する。視野（８０４）を伴う超音波プローブ（８０３）が、追跡システムの任意の組み合わせの使用を通して、パネル（８００ａ）および（８００ｂ）に共位置合わせされる。１回の超音波走査で出現し得る超音波画像特徴（８０５）が、後続の超音波走査において変形および変位され得、超音波画像特徴（８０６）として出現し得る。第１の超音波走査の時間において、増加した放射性トレーサ摂取の面積、またはＳＰＥＣＴ画像特徴（８０７）が存在する場合、そのＳＰＥＣＴ画像特徴は、第２の超音波走査の時間において異なる場所に位置してもよい。組織変形補正がないと、入手時間が、２回の超音波走査の時間から成る時間にわたって延在するであろうため、ＳＰＥＣＴ画像再構築アルゴリズムは、正しい範囲を伴ってＳＰＥＣＴ特徴を生成することが可能ではないであろう。そのような場合において、超音波は、超音波画像で可視である特徴の移動を監視するために、ＳＰＥＣＴ走査の間に使用されることができる。
超音波画像のシーケンスが、１つの超音波画像走査から別の超音波画像走査に起こる器官移動および変形の場を決定するように、画像分析アルゴリズムによって自動的に分析されることができる。これは、超音波画像構造（器官等）を自動的に識別し、それらの構造のパラメータ化を生成し、時間的にそれらの運動および変形を追跡することによって、達成され得る。超音波画像構造は、以下のような幾何学的プリミティブ（最も単純なものから最も複雑な構造）、すなわち、点、線、長方形、および円形によって画定され得る。これらの幾何学的プリミティブは、点状構造に関してはパッチ（放射状範囲を伴う点）、および全ての他のプリミティブに関しては輪郭を使用して、パラメータ化されてもよい。輪郭パラメータ化は、下層の超音波画像構造に依存し、線は、曲線として、円形は、卵形として、長方形は、多角形として表される。連続超音波フレーム内で識別される画像構造は、合致される。各合致ペアが、器官（または構造）によって被られる運動および変形を定量化するために使用される。結果として生じる運動場および変形は、１つのフレームから次のフレームに画像空間要素を再マッピングするために使用され、ＳＰＥＣＴ画像の再構築は、再マッピングされた画像空間要素を使用し、組織変形に関して補正されるＳＰＥＣＴ画像を構築するであろう。心臓移動の場合等、器官の移動が循環的であるとき、複数のＳＰＥＣＴ画像が、循環移動の周期内のシーケンス毎に生成されることができる。いくつかの実施形態では、超音波プローブは、３Ｄ超音波画像を提供することができる。これは、より複雑な器官移動をより良好に捕捉し、潜在的により良好な器官変形補正につながるであろう、「楔状」３Ｄ画像体積を生成するであろう。
例えば、前部ＳＰＥＣＴ走査からのような、より完全なＳＰＥＣＴ画像が利用可能である場合、そのようなＳＰＥＣＴ画像が、現在のリアルタイムＳＰＥＣＴ画像の再構築への前提として使用され得る。例えば、アルゴリズムが、動作可能に接続されたコンピュータ上で起動し、ＳＰＥＣＴ画像を更新し、最新のガンマ線検出事象を事象の推定と比較することによってリアルタイムＳＰＥＣＴ画像を生成することができる。事象の推定は、前のＳＰＥＣＴ ３Ｄマップをセンサの中に前方に計算上投影することによって、コンピュータによって算出されることができる。算出投影は、センサおよびマスクを含む、ガンマ線カメラの最新の構成を考慮することができる。コンピュータは、検出された事象と推定された事象との間の偏差を計算し、最新の検出された事象と一致する、前のＳＰＥＣＴ ３Ｄマップ内の変形を決定することができる。リアルタイム分子画像内で更新するために使用され得るアルゴリズムの実施例が、Ｌｕ， Ｙ．， ｅｔ ａｌ． （２０１９）． Ｄａｔａ－ｄｒｉｖｅｎ ｖｏｌｕｎｔａｒｙ ｂｏｄｙ ｍｏｔｉｏｎ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｎｏｎ－ｒｉｇｉｄ ｅｖｅｎｔ－ｂｙ－ｅｖｅｎｔ ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ ｆｏｒ ｓｔａｔｉｃ ａｎｄ ｄｙｎａｍｉｃ ＰＥＴ． Ｐｈｙｓｉｃｓ ｉｎ Ｍｅｄｉｃｉｎｅ ＆ Ｂｉｏｌｏｇｙ， ６４（６）， ０６５００２に説明される。
いくつかの実施形態では、リアルタイムＳＰＥＣＴ画像の算出は、ＳＰＥＣＴセンサパネルと共位置合わせされる超音波プローブを用いて撮影される画像からの追跡される変形可能超音波特徴を使用してもよい。超音波特徴のパラメータ化が、上記に説明される。特徴抽出方法の実施例が、Ｒｅｖｅｌｌ， Ｊ．， ｅｔ ａｌ． （２００２） “Ａｐｐｌｉｅｄ ｒｅｖｉｅｗ ｏｆ ｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ ｉｍａｇｅ ｆｅａｔｕｒｅ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄｓ” Ｉｎ Ｔｈｅ ６ｔｈ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｉｍａｇｅ Ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｉｎｇ ａｎｄ Ａｎａｌｙｓｉｓ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ （ｐｐ． １７３－１７６）． ＢＭＶＡ Ｐｒｅｓｓ、Ａｌｅｍaｎ－Ｆｌｏｒｅｓ， Ｍ．， ｅｔ ａｌ． （２００５， Ｆｅｂｒｕａｒｙ） “Ｓｅｍｉａｕｔｏｍａｔｉｃ ｓｎａｋｅ－ｂａｓｅｄ ｓｅｇｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｏｌｉｄ ｂｒｅａｓｔ ｎｏｄｕｌｅｓ ｏｎ ｕｌｔｒａｓｏｎｏｇｒａｐｈｙ” Ｉｎ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ａｉｄｅｄ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｔｈｅｏｒｙ （ｐｐ． ４６７－４７２） Ｓｐｒｉｎｇｅｒ， Ｂｅｒｌｉｎ， Ｈｅｉｄｅｌｂｅｒｇ、Ｚｈｏｕ， Ｓ．， Ｓｈｉ， Ｊ．， Ｚｈｕ， Ｊ．， Ｃａｉ， Ｙ．，＆ Ｗａｎｇ， Ｒ． （２０１３） “Ｓｈｅａｒｌｅｔ－ｂａｓｅｄ ｔｅｘｔｕｒｅ ｆｅａｔｕｒｅ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｆｏｒ ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｂｒｅａｓｔ ｔｕｍｏｒ ｉｎ ｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ ｉｍａｇｅ” Ｂｉｏｍｅｄｉｃａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ａｎｄ Ｃｏｎｔｒｏｌ， ８（６）， ６８８－６９６に説明される。これらのパラメータ化された超音波特徴は、Ｙｅｕｎｇ， Ｆ．， ｅｔ ａｌ． （１９９８）． Ｆｅａｔｕｒｅ－ａｄａｐｔｉｖｅ ｍｏｔｉｏｎ ｔｒａｃｋｉｎｇ ｏｆ ｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ ｉｍａｇｅ ｓｅｑｕｅｎｃｅｓ ｕｓｉｎｇ ａ ｄｅｆｏｒｍａｂｌｅ ｍｅｓｈ．ＩＥＥＥ ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ ｍｅｄｉｃａｌ ｉｍａｇｉｎｇ，１７（６）， ９４５－９５６に説明されるような方法を使用することによって、追跡される変形可能超音波特徴を取得するように、コンピュータによって追跡されることができる。追跡される変形可能超音波特徴は、更新されたリアルタイムＳＰＥＣＴ画像の計算においてコンピュータによって使用されることができる。これは、例えば、追跡されるパラメータ化された超音波特徴を使用し、ＳＰＥＣＴ画像変形モデルのためのソリューションを制約することによって、行われることができる。いくつかの実施形態では、コンピュータは、本ＳＰＥＣＴ画像変形モデルを生成し、前もって収集されたＳＰＥＣＴ ３Ｄマップを使用することによって、更新されたＳＰＥＣＴ画像を取得することができる。この場合、ＳＰＥＣＴ画像要素は、基本的に、追跡される変形可能超音波特徴上にピン留めされ、超音波特徴とともに移動される。いくつかの他の実施形態では、コンピュータは、ＳＰＥＣＴ画像変形モデルを生成し、前もって収集されたＳＰＥＣＴ ３Ｄマップと組み合わせてリアルタイムガンマデータを使用することによって、更新されたＳＰＥＣＴ画像を取得することができる。この場合、追跡される変形可能超音波特徴は、前の段落に説明されるように、最新のガンマ線検出事象を、前もって収集されたＳＰＥＣＴ ３Ｄマップからコンピュータによって計算される事象の推定と比較することによって計算される、変形モデルを制約するために使用される。コンピュータは、変形可能モデルデータ融合フィルタを使用し、超音波変形可能モデルと、リアルタイムガンマ線データを前のＳＰＥＣＴマップと比較する変形可能モデルとを組み合わせてもよい。本変形可能モデルデータ融合フィルタは、カルマンフィルタを使用してもよい（Ｗｅｌｃｈ， Ｇ．， ＆ Ｂｉｓｈｏｐ， Ｇ． （１９９５） “Ａｎ ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｔｏ ｔｈｅ Ｋａｌｍａｎ ｆｉｌｔｅｒ”）。フィルタがある用途に適用される方法を決定する、フィルタのパラメータは、コンピュータによって、またはユーザによって変更されてもよく、超音波画像の品質、抽出される超音波特徴の品質、超音波変形追跡モデルの品質、ガンマ線計数率、前もって再構築されたＳＰＥＣＴ ３Ｄマップの前方投影から抽出されるガンマ線計数率の推定、ＳＰＥＣＴ画像の信号対雑音比、およびその他を考慮してもよい。例えば、コンピュータ上で起動するフィルタは、更新されたＳＰＥＣＴ画像の構築では、超音波追跡構造の信頼性が高く、検出されたガンマ線計数率が低すぎる場合、かつ逆の場合に、追跡される超音波変形可能構造をより重視し得る。
これらのシステムおよび方法はまた、組織変形の具体的な機械的および弾性性質を使用することによって、超音波画像体積から離れるように超音波走査において追跡される変形を伝搬することによって、超音波走査で直接視認されない場合がある、患者の内側の延在立体面積に採用されることもできる。これらの変形伝搬方法はまた、コンピュータビジョンシステムによって追跡されるような患者の３Ｄモデルを使用することもできる。例えば、患者の本３Ｄモデルは、走査された超音波体積から離れた変形に関して境界条件を提供することができる。
図９は、継合レバー（９０１）を通して継合アーム（９０２）に搭載される、ポータブルＳＰＥＣＴガンマカメラパネル（９００ａ）および（９００ｂ）の実施形態の描写を示す。本描写では、パネルは、ヒト乳房（９０３）等の具体的な着目身体部分を走査するように位置付けられる。この場合、パネルは、相互と略平行であり、ガンマカメラの視野は、非常に大部分が重複する。他の実施形態では、ガンマカメラは、相互から９０度等の相互に対する他の角度で設置されてもよい。
いくつかの実施形態では、ガンマカメラパネル（９００ａ）および（９００ｂ）は、コンピュータ上で起動する画像再構築プログラムによって使用される情報を含有する、センサデータを提供し、ガンマカメラパネルが本質的に患者の身体部分（９０３）に対して静的場所にあるときに、いずれか一方のガンマカメラが最も敏感である方向に沿って有限分解能を用いて放射性トレーサ分布の画像を提供する、ガンマセンサを備える。いくつかの実施形態では、該有限分解能は、少なくとも５０ｍｍを網羅する距離の範囲に関して２０ｍｍ未満である。そのような実施形態では、増加した放射性トレーサ摂取の患者の身体の内側の病変（９０４）が、３Ｄで撮像されてもよい。平面的画像設定と比較して、放射性トレーサ分布の３Ｄ画像が、より良好な病変検出可能性および位置特定を提供するであろう。
いくつかの実施形態では、パネル（９００ａ）および（９００ｂ）は、パネルによって患者の身体上に、またはパネルによって他の物体上に印加される圧力についての情報を得るように、好ましくは、患者の身体部分（９０３）に面するパネル表面上に設置される、触圧センサ（９０５ａ）および（９０５ｂ）を備えてもよい。これらの触圧センサは、患者に対してパネルを移動させるアクチュエータにも接続される、コンピュータに動作可能に結合されてもよい。コンピュータは、パネルによって患者または他の物体上に印加される圧力を所望の値の範囲に保つために、パネルの位置を変化させるプログラムを使用してもよい。触圧センサは、容量、抵抗、圧電、または物体の間の触圧を提供することが可能な任意の他のセンサであり得る。
本構成である間に、共位置合わせされた超音波プローブおよび経皮的医療デバイスが、図７に説明される実施形態と同様に、検査された患者身体部分上で使用され得る。
図１０は、ポータブルカート（１０００）が、ＳＰＥＣＴガンマおよび医療超音波システムを統合する、実施形態の描写を示す。６軸ロボットアーム（１００１）が、ポータブルプラットフォーム（１０００）上に添着される。継合ガンマカメラセンサ搭載アセンブリ（１００２）が、ロボットアーム（１００１）の遠位端上に添着される。上記に説明されるようなガンマカメラパネル（１００３ａ）および（１００３ｂ）が、搭載アセンブリ（１００２）上に搭載される。上記に説明されるようなコンピュータビジョンカメラ（１００４）が、搭載アセンブリ（１００２）上に搭載される。超音波プローブ（１００５）および（１００６）が、コネクタパネル（１００７）を通して超音波電子機器ならびにコントローラに動作可能に接続される。好ましい実施形態では、コンソール（１００８）が、超音波システム、ＳＰＥＣＴカメラシステム、およびロボットアームを含む機械的システムを制御するために、ユーザによって使用される。モニタ（１００９）が、ここでは可視化デバイスとして描写される。患者に共位置合わせされる頭部搭載型ディスプレイ等の他の可視化デバイスも、使用され得る。カートは、以下の構成要素のうちのいずれか、すなわち、グラフィカル処理ユニット（ＧＰＵ）を含むマスタコントローラ（コンピュータ）、６軸ロボットアームを含む機械的サブシステムのためのコントローラ、超音波パルス形成および読出のための電子機器、ならびにガンマカメラ読出のための電子機器を封入することができる。ＳＰＥＣＴおよび超音波共位置合わせ画像が、マスタコンピュータによって可視化デバイスに送達されることができる。他の医療センサまたは他の医療画像デバイスも、代わりに、もしくは超音波プローブに加えて、使用され得る。実施例は、蛍光画像プローブ、光コヒーレンス断層撮影プローブ、コンピュータビジョンカメラ、赤外線カメラ、インピーダンスセンサ等である。
図１１は、図１０の説明に述べられる構成要素の間の動作接続の描写を示す。ポータブルプラットフォーム（１０００）のエンクロージャは、（１１００）によって表される。エンクロージャは、センサおよび他のサブシステムからのデータを読み取るために使用される、少なくとも中央コンピュータコントローラ（１１０１）を備える。本コンピュータは、データを統合して着目物体に関する追跡情報を決定し、ＳＰＥＣＴ画像および潜在的に他のセンサからの他の医療画像を再構築し、共位置合わせされた画像を生成し、相互の上に画像を増強し、可視化データを可視化デバイスに送信し、他のコントローラ、サブシステム、および電子機器を制御する。エンクロージャはまた、ガンマカメラ（１１０３ａ）および（１１０３ｂ）を読み出して制御するための電子機器（１１０２）を備えることもできる。エンクロージャはまた、感知機械情報を受信し、継合アーム（１００１）、および潜在的にプラットフォーム（１１００）の車輪に、患者ベッドまたは座席、ガンマカメラ搭載アセンブリ（１００２）に、もしくは走査または介入の間に使用され得る他の物体、医療デバイス、もしくはセンサアセンブリに取り付けられる、他のアクチュエータを制御する、機械的コントローラ（１１０４）を備えることもできる。エンクロージャはまた、超音波トランスデューサ（１１０６）のためにパルス成形を提供し、超音波トランスデューサ（１１０６）から信号を読み出す、電子機器（１１０５）を備えることもできる。他の画像および感知モダリティが、使用され得るとき、それらの制御および読出電子機器も、プラットフォームエンクロージャの内側に収納されることができる。種々のポートが、例えば、コネクタパネル（１００７）上に、全てのそのような画像プローブおよびセンサのために提供されるであろう。中央コンピュータコントローラはまた、追跡デバイス、コンピュータビジョンシステム等を制御し、読み出してもよい。実施例として、説明図では、コンピュータビジョンカメラ（１１０７）が、中央コンピュータコントローラ（１１０１）によって読み出され、制御されるように示される。中央コンピュータによって生成される可視化出力は、モニタ（１１０８）等の可視化デバイスに、またはネットワークを経由して他のコンピュータに、もしくは頭部搭載型ディスプレイに送信されることができる。
いくつかの実施形態では、相互に、かつガンマカメラパネル等の他のセンサに位置合わせされる、超音波トランスデューサのアレイが、単一の超音波トランスデューサプローブの代わりに使用され得る。そのようなアレイは、共位置合わせされた超音波画像システムによって撮像され得る、立体面積を延在させ得る。図１２は、そのようなシステムの描写を示す。ガンマカメラパネル（１２００ａ）および（１２００ｂ）は、患者（１２０１）を走査して示される。患者の身体の輪郭に共形化する可撓性バンド（１２０２）は、少なくとも超音波トランスデューサであって、本描写では、それらを３つ備える（１２０３ａ－ｃ）。これらの超音波トランスデューサは、超音波を患者の身体に接触させることによって、患者（１２０１）を撮像する。相互に対する、かつガンマカメラパネル（１２００ａ）および（１２００ｂ）に対する、それらの位置ならびに配向は、追跡センサ（１２０４ａ－ｃ）を使用することによって追跡される。そのような追跡センサは、電磁センサ、光学システムによって識別可能な光学基準マーカ、超音波基準マーカまたはセンサ、赤外線反射マーカ、アクティブ光学放出マーカ、もしくは相互に対する超音波トランスデューサの位置および配向を追跡するために使用され得る、任意の他の構成要素であり得る。これらの超音波トランスデューサは、有意な超音波３Ｄ視野を取得するために、患者の身体を超音波照射するように、かつ反射された超音波を感知するように、別個に、または組み合わせて使用されることができる。そのような広い３Ｄ視野は、ガンマカメラ視野と有意に重複し得、これは、図８に説明されるように、はるかに精密な組織変形補正を可能にするであろう。
さらに、ＳＰＥＣＴ画像の再構築の間に、コンピュータは、各ガンマカメラ検出と関連付けられる超音波画像を分析し、検出されたガンマ線の組織を通して減衰確率を算出することができる。本計算は、組織減衰係数の詳細なマップの知識を要求する。超音波画像が、組織タイプについての情報を直接提供しないため、機械学習モデル化方法を使用すること等の自動超音波組織特性評価モデル化が、ガンマ減衰因数のマップを抽出するように超音波画像データセット上に適用されることができる。水分、脂肪、筋肉、骨、または空気充填面積等の組織タイプが、抽出され得る。これらの構成要素のそれぞれと関連付けられる標準ガンマ線減衰係数が、患者の身体の内側でガンマ線減衰マップを構築するために使用されることができる。規則的に更新された超音波画像を使用することによって、本減衰マップは、組織および器官変形が生じ得るにつれて、規則的に再マッピングされることができる。超音波信号が、骨および空気内で十分に伝搬しないため、患者の内側のこれらの構成要素のマップは、超音波画像内で十分に可視である隣接組織をトレースすることによって抽出されることができる。他の解剖学的前提も、組織特性評価プロセスおよびガンマ減衰係数のマッピングを補助するために使用され得る。前のマップの実施例は、十分に可視である、および超音波に対してあまり可視ではないの両方である、ガンマ線減衰特徴をロバストに特性評価する、ＣＴ画像である。
図１２に説明される実施形態はまた、精密な介入誘導のために使用されることもできる。組織変形に関して、かつ患者の身体の内側のガンマ減衰係数変動に関して補正される、ＳＰＥＣＴ画像と組み合わせられた広い３Ｄ超音波視野は、アブレーション治療等の経皮的生検または他の介入のための非常に正確な誘導システムを生成することができる。
いくつかの実施形態では、超音波トランスデューサ（１２０３ａ－ｃ）は、高強度集束超音波ビームをＳＰＥＣＴおよび／または超音波画像によって強調表示されるような着目領域に送達するために使用され得る。そのようなビームは、腫瘍をアブレートするため、着目領域内のより良好な調合薬透過を可能にするため、および着目領域内の他の物理化学的変化を生成するため等の種々の目的のために使用され得る。
いくつかの実施形態では、超音波トランスデューサは、同一の可撓性バンド（１２０２）内に常駐しなくてもよく、それらは、相互から独立して患者に添着されてもよい。しかしながら、それらは、依然として、相互に対して、かつ他の基準点に対して追跡されてもよく、着目面積内で広い３Ｄ超音波画像を生成するために、組み合わせて使用されてもよい。
いくつかの実施形態では、可撓性バンド（１２０２）等の超音波トランスデューサを備える、構造は、ユーザの介入を伴わずに患者の身体に十分に接続されたトランスデューサ（１２０３ａ－ｃ）を保つ、添着機構を有してもよい。例えば、そのような添着機構は、機械的アームまたは接着テープであり得る。
いくつかの用途に関して、ＳＰＥＣＴ画像をＭＲＩまたはＣＴ等の他の画像診断法に共位置合わせさせることが有益であり得る。図１３は、別個の医療画像システムと組み合わせて使用される、ポータブルＳＰＥＣＴシステムの描写を示す。いくつかの実装では、ポータブルＳＰＥＣＴシステム（１３０１）は、ＣＴ、ＭＲＩ、または磁気画像システム等の別の医療画像器具（１３０２）と近接近して移動されてもよい。これは、ポータブルＳＰＥＣＴシステム（１３０１）が、システム（１３０２）を用いて行われる撮像と同時に、またはその直前もしくは後に、患者（１３０３）を走査することを可能にするであろう。ＳＰＥＣＴまたは別の画像診断法であり得る、ポータブル画像システム（１３０１）は、関節運動型アーム（１３０５）の遠位端において取り付けられた画像センサパネル（１３０４）を備えてもよい。好ましい実施形態では、関節運動型アームは、６または７自由度（ＤＯＦ）ロボットアームである。走査アセンブリは、コンピュータビジョンカメラシステム（１３０６）を備える。コンピュータビジョンカメラシステムは、コンピュータビジョンシステム自体を使用することによって、機械的共位置合わせによって、または他のトラッカを使用することによって、センサパネルに共位置合わせされる。コンピュータビジョンカメラは、単一の筐体内に位置することができる、またはその構成要素およびセンサは、走査システム（１３０１）のいくつかの筐体および部分の間に分配されることができる。いくつかの実施形態では、コンピュータビジョンシステムの構成要素が、センサパネル（１３０４）の内側に設置されることができる。好ましい実装では、コンピュータビジョンカメラシステム（１３０６）の一部が、患者の一部を網羅する視野を有する、関節運動型アームの遠位端において取り付けられる。他の実装では、コンピュータビジョンカメラシステムの一部が、他の場所に設置されてもよく、患者の一部を網羅する視野のみを有してもよい。コンピュータビジョンシステム（１３０６）は、動作可能に接続されたコンピュータによって分析される、画像、画像のストリーム、測距データ、および測距データのストリームを生成し得る、任意のシステムとして理解され、ＲＧＢカメラ、赤外線カメラ、深度画像光学カメラ、立体光学カメラ、飛行時間光学カメラ、テラヘルツエミッタ・センサアセンブリ、超音波エミッタ・センサアセンブリ、別の追跡および／またはマッピングセンサ、もしくはそれらの組み合わせを備えてもよい。
プロセスの一部として、患者（１３０３）は、走査台（１３０６）に横たわることによってスキャナ（１３０２）によって走査されている。台は、患者をスキャナの中に挿入してもよく、走査が、起こるであろう。スキャナ（１３０２）によって再構築される画像は、スキャナ（１３０１）に動作可能に結合されるコンピュータによって、読み取られるであろう。プロセスの別の一部として、スキャナアセンブリ（１３０１）は、患者（１３０３）を走査し、別の画像データセットを生成する。本走査は、スキャナ（１３０２）によって撮影される走査と並行して、その前に、またはその後に起こり得る。スキャナ（１３０１）に動作可能に結合されるコンピュータは、スキャナ（１３０２）からの再構築された画像を分析し、スキャナ（１３０１）および（１３０２）によって生成される２つの画像データセットの間の共位置合わせのために使用される構造を識別することができる。
いくつかの実装では、タグ（１３０８）および（１３０９）が、台上にタグ（１３０８）を設置することによって、または患者の身体上にタグ（１３０９）設置することによってのいずれかで、患者を走査する前に患者に隣接して設置されてもよい。これらのタグは、両方のスキャナ（１３０２）およびシステム（１３０１）によって識別可能な特徴を含有してもよい。これらのタグのための実施形態が、図１４に描写される。タグ（１３０８）および（１３０９）の一部であり、スキャナ（１３０２）によって撮像される構造が、システム（１３０２）によって送達される画像データセットと関連付けられる座標系を決定するように、コンピュータメモリ内の構造に合致されるであろう。タグ（１３０８）および（１３０９）の一部であり、コンピュータビジョンカメラ（１３０６）によって撮像され得る構造が、システム（１３０１）に動作可能に接続されるコンピュータによって分析され、タグ座標系とカメラとの間の変換を決定するように、コンピュータメモリ内の構造に合致されるであろう。さらに、カメラとセンサパネル（１３０４）との間の既知の変換を使用して、動作可能に結合されたコンピュータは、システム（１３０２）によって送達される画像データセットと関連付けられる座標系とシステム（１３０１）によって送達される画像データセットと関連付けられる座標系との間の変換を決定することができる。いったん変換が把握されると、システム（１３０２）によって送達されるデータが、減衰マップを算出し、当技術分野で公知の技法（例えば、ＳＰＥＣＴ－ＣＴ）を使用して、身体内の標的の場所をより良好に再構築するために、システム（１３０１）によって使用されることができる。
本明細書で通信される変換の明瞭に新規の用途は、超音波トランスデューサ（８０２）に動作可能に結合されたときに、システム（１３０２）およびシステム（１３０１）によって送達されるデータに共通する特徴の算出を通して生じる。本実施形態では、システム（１３０１）は、上記に説明されるような種々の組織変形を考慮するための変形された減衰モデルを算出する。
いくつかの実装では、患者は、スキャナ（１３０２）によって主に走査されている身体の一部の上で皮膚を露出させ得る。加えて、いくつかの実装では、患者は、図１５に描写されるように、身体に緊密にフィットした衣類を着用し得る。これは、光学センサに基づく、または布に透過しない信号を検出するセンサに基づく、コンピュータビジョンシステムが、患者の身体の輪郭の正確な３Ｄモデルを生成することを可能にするであろう。いくつかの他の実装では、患者は、通常の緩くフィットした病衣を着用し得る。そのような実装では、コンピュータビジョンシステムは、患者の身体の輪郭の３Ｄモデルを生成するための超音波走査システム、テトラヘルツ走査システム、または低線量軟Ｘ線後方散乱システム等の衣類透過走査システムを備えてもよい。
コンピュータビジョンシステム（１３０６）からのデータが、患者の身体の３Ｄモデルを生成するために動作可能に結合されたコンピュータによって使用されることができるとき、スキャナ（１３０２）は、好ましくは、患者の身体と空気とを区別することを含み、解剖学的構造のマップを送達することができる。この場合、スキャナ（１３０１）と動作可能に接続されるコンピュータは、次いで、スキャナ（１３０２）によって提供され、患者の身体の輪郭と関連付けられる、画像データセット内の構造を分析し、それらをコンピュータビジョンカメラ（１３０６）によって生成される患者の３Ｄモデルに合致させることができる。これは、コンピュータが、２つの画像データセットの間の共位置合わせ変換を生成することと、解剖学的画像データを含む、スキャナ（１３０２）によって生成される画像データを、スキャナ（１３０１）によって生成される画像データと関連付けられる基準系の中にマッピングし、共位置合わせされた解剖学的マップを生成することとを可能にするであろう。共位置合わせ変換は、２つのモデルの間の距離誤差を最小限にする、モデルのうちの１つに適用された最良変換を検索する反復アルゴリズムの結果であり得る。２つの３Ｄモデルの間の距離が最小限であるとき、重複が最大であり、モデルが整合されると仮定される。そのようなアルゴリズムの実施例は、反復最接近点（Ｉｔｅｒａｔｉｖｅ Ｃｌｏｓｅｓｔ Ｐｏｉｎｔ；ＩＣＰ）または一般化ＩＣＰである。ＩＣＰは、Ｃｈｅｎ， Ｙ．， ＆ Ｍｅｄｉｏｎｉ， Ｇ． Ｇ． （１９９２）． Ｏｂｊｅｃｔ ｍｏｄｅｌｉｎｇ ｂｙ ｒｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ｒａｎｇｅ ｉｍａｇｅｓ． Ｉｍａｇｅ Ｖｉｓｉｏｎ Ｃｏｍｐｕｔ．， １０（３）， １４５－１５５に説明される。一般化ＩＣＰは、Ｓｅｇａｌ， Ａ．， Ｈａｅｈｎｅｌ， Ｄ．， ＆ Ｔｈｒｕｎ， Ｓ． （２００９， Ｊｕｎｅ）． Ｇｅｎｅｒａｌｉｚｅｄ－ｉｃｐ． Ｉｎ Ｒｏｂｏｔｉｃｓ： ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ ｓｙｓｔｅｍｓ （Ｖｏｌ． ２， Ｎｏ． ４， ｐ． ４３５）に説明される。
ある場合には、患者の身体の２つの３Ｄモデルの間に系統的偏差が存在し得る。これらの偏差のうちのいくつかは、３Ｄ走査がコンピュータビジョンシステム（１３０６）を用いて実施される瞬間と画像走査がスキャナ（１３０２）を用いて実施される瞬間との間に起こり得る、いくつかの患者身体移動または身体変形により、起こり得る。そのような場合において、非剛体３Ｄ合致アルゴリズムが、解剖学的画像データセットを含む、スキャナ（１３０２）によって生成される画像データセットを、コンピュータビジョンシステム（１３０６）によって送達される３Ｄモデルに再マッピングし、共位置合わせされた変形可能解剖学的マップを生成するために、使用されることができる。それらのアルゴリズムは、２つの３Ｄモデルの間の共位置合わせ変換を算出してもよいとともに、３Ｄモデル変形をマッピングしてもよい。これは、距離誤差を最小限にしようとしながら、３Ｄモデルの異なる部分が非剛体的に移動することを可能にすることによって達成される。アルゴリズムは、モデル部分の間の円滑な運動を確実にし、可能性として考えられる変形と同程度に剛体である。そのようなアルゴリズムの実施例は、Ｎｅｗｃｏｍｂｅ， Ｒ． Ａ．， Ｆｏｘ， Ｄ．， ＆ Ｓｅｉｔｚ， Ｓ． Ｍ． （２０１５）． Ｄｙｎａｍｉｃ Ｆｕｓｉｏｎ： Ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｒａｃｋｉｎｇ ｏｆ ｎｏｎ－ｒｉｇｉｄ ｓｃｅｎｅｓ ｉｎ ｒｅａｌ－ｔｉｍｅ． Ｉｎ Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ｔｈｅ ＩＥＥＥ ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｖｉｓｉｏｎ ａｎｄ ｐａｔｔｅｒｎ ｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ （ｐｐ． ３４３－３５２）に説明されるような動的融合である。
共位置合わせされた剛体または変形可能解剖学的マップは、スキャナ（１３０１）によって生成される画像を再構築するプロセスで、動作可能に結合されたコンピュータによって使用されることができる。例えば、ＣＴスキャナ（１３０２）によって送達されるような共位置合わせされた解剖学的マップが、ＳＰＥＣＴまたはＰＥＴスキャナ（１３０１）によって生成される再構築された画像の品質を改良するために、動作可能に結合されたコンピュータによってさらに使用され得る、ガンマ線光子減衰マップを生成するために使用されることができる。例えば、減衰マップは、ボクセルまたはグリッド点等の具体的画像要素からパネル（１３０４）内のセンサへの光子の伝搬、または吸収の確率、もしくは伝送を定量化するために、使用される。そのような減衰補正プロセスは、現在、統合ＳＰＥＣＴ／ＣＴシステムで実施されている。共位置合わせされた変形可能解剖学的マップに関して、ＳＰＥＣＴまたはＰＥＴ画像再構築における正確な光子減衰補正のために、骨および肺等の低密度体積の変形をモデル化することが特に有用である。
いくつかの実装では、解剖学的マップは、別個の走査セッションで行われてもよい。そのような場合において、患者は、ＣＴまたは磁気共鳴映像法（ＭＲＩ）スキャナ（１３０２）によって実施されるような解剖学的走査セッションとポータブルシステム（１３０１）を用いて実施されるような分子画像走査セッションとの間で有意に移動している場合がある。この場合、解剖学的データから抽出される３Ｄ身体モデルとコンピュータビジョンシステム（１３０６）によって送達される３Ｄ身体モデルとの間の偏差は、大きすぎて正確な共位置合わせされた変形可能解剖学的マップを生成することができない場合がある。この場合、上記に説明されるようなコンピュータビジョンシステムに共位置合わせされる超音波プローブは、１つまたはそれを上回る場所において患者を走査し、患者の超音波画像を動作可能に結合されたコンピュータに送信するために使用されることができる。これらの超音波走査からコンピュータによって抽出される構造は、次いで、共位置合わせピン留め点を生成するように、スキャナ（１３０２）によって送達される解剖学的マップからコンピュータによって抽出される構造に合致されることができる。これらの共位置合わせピン留め点は、分子マップ上への解剖学的マップの変形可能な共位置合わせのためのソリューションを制約するであろう。共位置合わせされた変形可能解剖学的マップは、上記に説明されるように、分子マップ再構築プロセスにおいて減衰補正のために使用されることができる。
共位置合わせされた変形可能解剖学的マップはまた、スキャナ（１３０２）によって提供される共位置合わせされた解剖学的マップのレンダリングと組み合わせられる、スキャナ（１３０１）によって提供される分子マップのレンダリングを可視化デバイスに送信するために、動作可能に結合されたコンピュータによって使用されることもできる。コンピュータはまた、スキャナ（１３０２）によって送達される解剖学的マップのレンダリングと組み合わせられる、共位置合わせされた超音波プローブによって送達される超音波画像のレンダリングを可視化デバイスに送信してもよい。本プロセスは、スキャナ（１３０１）および（１３０２）によって実施される走査セッションが合同で、または別個に行われるときに、行われることができる。
いくつかの実装では、カメラによって撮影される患者のライブ赤・緑・青色（ＲＧＢ）画像上に、または頭部搭載型ディスプレイを使用することによってユーザの視界上に増強される、共位置合わせされた解剖学的、超音波、分子画像モデル、またはそれらの組み合わせをナビゲートすることが有用であり得る。その場合、コンピュータビジョンシステムによって追跡されるハンドヘルドスタイラスまたはプローブが、着目画像面を選択し、スタイラスまたはプローブを用いて選択される平面内のそれらの画像データセットのレンダリングを示すために、ユーザによって使用されることができる。
いくつかの他の実装では、コンピュータビジョンシステム（１３０６）は、スキャナ（１３０２）上の幾何学的特徴を分析することによって、またはスキャナ（１３０２）に取り付けられたタグを分析することによって、スキャナ（１３０２）に対するその位置を決定してもよい。これは、コンピュータビジョンカメラ（１３０６）に動作可能に接続されるコンピュータが、スキャナ（１３０２）に対するパネル（１３０４）の場所および配向を決定することを可能にするであろう。これは、引き換えに、コンピュータが、スキャナ（１３０１）およびスキャナ（１３０２）によって提供される画像データセットの間で共位置合わせを実施することを可能にするであろう。
いくつかの実装では、スキャナ（１３０１）は、台がスキャナ（１３０２）を通して患者を移動させるにつれて、患者を走査してもよい。この場合、コンピュータは、リアルタイムで走査プロトコルを調節し、コンピュータビジョンシステムによって提供されるような患者および走査台の移動を考慮する。
図１４は、図１３で（１３０１）によって図示されるようなポータブル画像システムと図１３で（１３０２）によって図示されるような別の医療画像スキャナとの間の共位置合わせを提供するために使用される、基準の描写を示す。ある実施形態では、その輪郭が（１４０１）によって表される基準は、スキャナ（１３０２）によって送達される画像マップ内で識別可能である構造（１４０２）を備えてもよい。例えば、スキャナが、ＣＴスキャナである場合、構造（１４０２）は、鋼鉄、タングステン、または別の高密度材料等のＸ線を減衰させる材料から作製されてもよい。基準（１４０１）はまた、２値黒色および白色タグ等のコンピュータビジョンシステム（１３０６）によって識別され得る特徴（描写せず）を備えてもよい。説明図では、既知の直径のリングが、種々の寸法のいくつかの突出幾何学形状（サブ構造）（１４０３）を支持してもよい。これらのサブ構造は、基準位置および配向の明確な識別を可能にする基準の対称性を破り、分解能およびコントラスト等の種々の画像性能の器具とのその併用を可能にするであろう。したがって、より大型の構造が、殆どのスキャナによって送達されるマップ内で可視であろう一方、より小型の構造は、分解能およびコントラスト等のより良好な画像性能を提供するスキャナによって送達されるマップに関して、より良好な共位置合わせのための追加利益を追加するであろう。形状は、リングの中心に対して既知のサイズおよび位置である。説明図では、形状は、球体であるが、例えば、他の実施形態では、角錐に変更されてもよい。標的モダリティからのデータの分析で、コンピュータは、材料の場所ならびに構造（１４０２）の配向を観察することによって、リングの中心の位置を計算することができる。基準（１４０１）は、コンピュータビジョン技法および非対称構造（１４０２）の使用を通して標的化されるモダリティによって推論される位置を規定する側面の間の既知の変換を用いて構築される。
内視鏡およびそれらの内側で誘導されるカメラの位置ならびに配向は、蛍光透視法および当技術分野で確立された技法を使用して、推論されることができる。ＳＰＥＣＴシステムを蛍光透視法システムの座標枠と共位置合わせするために基準（１４０１）を使用して、同一の算出ユニットが、内視鏡によって挿入されるカメラによって視認される身体の内部面積の増強像をオペレータに提供することができる。増強は、オペレータをＳＰＥＣＴ画像システム（１３０１）によって識別される身体内の物体に誘導することができる。これを達成するために、算出ユニットは、内視鏡内の（またはそれに取り付けられた）カメラの位置および配向を知らされることが保証され得る。内視鏡の追跡された位置は、当技術分野で公知の技法を使用して、同一の算出ユニットによって解釈されることができる。内視鏡追跡システムもまた、共位置合わせ基準（１４０１）を視認するように関節運動された場合、算出ユニットはまた、ＳＰＥＣＴシステム（１３０１）によって選定される座標枠に対する、内視鏡に取り付けられた、または内視鏡内のカメラの位置および配向を算出することもできる。これは、内視鏡基準構造と共位置合わせ基準（１４０１）との間の相対変換を算出することによって達成される。本変換のシーケンスは、算出ユニットが、内視鏡カメラによって入手されたものの上に再構築されたＳＰＥＣＴ画像をオーバーレイすることを可能にする。本情報は、超音波がリアルタイム誘導を提供することができない肺生検等の介入を誘導することに特に有用である。
上記に説明される内視鏡は、ＳＰＥＣＴ画像システムによって識別される標的をアブレーション、穿孔、切断、穿刺、創傷清拭、またはアクセスすることが可能な器具およびツールを含有してもよい。これらのツールは、オペレータによって関節運動され、上記に説明されるようなＳＰＥＣＴ標的を知らされる算出ユニットによって増強される内視鏡カメラによって提供される可視化によって、監視されることができる。
内視鏡内に挿入されるカメラまたは他のコンピュータビジョンシステムからのデータもまた、算出プロセスを通して組織変形を観察および測定するために使用されることができる。内視鏡内のコンピュータビジョンシステムをＳＰＥＣＴシステムの位置と継合する、説明される共位置合わせにより、これらの組織変形はまた、推論された変形変換を減衰マップに適用することによって、ＳＰＥＣＴ再構築に知らせることもできる。減衰マップを更新することは、リアルまたは近リアルタイムＳＰＥＣＴ画像を算出するときに重要である。同様に、追跡された内視鏡内のセンサによって推論される組織変形は、上記に説明されるような身体内で前もって再構築されたＳＰＥＣＴ標的の可視化への正確な更新を算出するために使用されることができる。これらの更新は、内視鏡上または内のセンサによって捕捉される画像へのオーバーレイもしくは増強として提示されることができる。これらの更新はまた、他の共位置合わせされたセンサを通して可視化される介入を誘導するように、ＳＰＥＣＴ可視化モニタ（１００９）によって提示されることもできる。
図１５は、光学ベースのコンピュータビジョン追跡およびマッピングプロセスを補助するために患者によって使用され得る、身体にフィットした衣類の描写を示す。女性（１５０１ａ）または男性（１５０１ｂ）のいずれかであり得る患者は、身体の輪郭を緩く辿る衣類（１５０２ａ）および（１５０２ｂ）を着用し得る。例えば、衣類は、伸縮性の布材料から作製されてもよい。衣類は、特に、超音波伝導ゲルと組み合わせて、超音波が衣類を通して本質的に乱されずに通過することを可能にする、材料から作製されてもよい。衣類材料は、超音波伝導ゲルと組み合わせられたときに、衣類が典型的医療超音波周波数のための低減した音響インピーダンスおよび反射を提供するであろうように、選定されることができる。衣類材料は、衣類上に超音波ゲルを適用させた後に、超音波ゲルがそれらを通して進み、患者の皮膚に到達することを可能にする、貫通孔を備えてもよい。これは、超音波の優れた伝送を可能にし得る。
いくつかの実装では、衣類は、胴体等の上半身のみを被覆してもよい。他の実施形態では、それらは、水泳パンツと同様に、脚、臀部、および腰部の一部のみを被覆してもよい。いくつかの他の実装では、衣類は、（図示されるように）臀部、腰部、および胴体の両方を被覆してもよい。衣類は、脚および腕の有意な部分を被覆する場合とそうではない場合がある。衣類は、水着と同様に、着用および着脱されてもよい。いくつかの実装では、衣類は、バインダ（１５０３ａ）および（１５０３ｂ）によって閉鎖されてもよい。これらのバインダは、ジッパ、ボタン、接着バンド、面ファスナ、またはそれらの組み合わせを含有する群から選択されてもよい。接着テープ（１５０４ａ）および（１５０４ｂ）が、衣類が皮膚から上昇され得る場所で患者の皮膚を辿ることを確実にするために、使用されてもよい。そのような接着テープは、衣類の一部であり得る、または別個に適用されることができる。いくつかの実装では、接着テープは、両面接着剤を有する。本両面接着テープは、衣類を着用し、皮膚へのその近接性を確保するようにテープの上に衣類を押圧する前に、具体的な場所で皮膚上に搭載されてもよい。
いくつかの実施形態では、これらの衣類は、プリントまたはパターンを備えてもよい。そのような幾何学的特徴は、プリントまたはパターン特徴を追跡することによって、患者の３Ｄモデルを生成するように、コンピュータビジョンシステムに動作可能に結合されるコンピュータ内のコンピュータビジョン分析プログラムによって認識および追跡されてもよい。その目的のために、運動アルゴリズムからの構造（Ｆｕｈｒｍａｎｎ， Ｓ．， Ｌａｎｇｇｕｔｈ， Ｆ．， ＆ Ｇｏｅｓｅｌｅ， Ｍ， Ｍｖｅ－ａ ｍｕｌｔｉ－ｖｉｅｗ ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ， ｉｎ ＧＣＨ ｐｐ． １１－１８ （２０１４， Ｏｃｔｏｂｅｒ）、 Ｕｍｍｅｎｈｏｆｅｒ， Ｂ．， Ｚｈｏｕ， Ｈ．， Ｕｈｒｉｇ， Ｊ．， Ｍａｙｅｒ， Ｎ．， Ｉｌｇ， Ｅ．， Ｄｏｓｏｖｉｔｓｋｉｙ， Ａ．， ＆ Ｂｒｏｘ， Ｔ．， Ｄｅｍｏｎ： Ｄｅｐｔｈ ａｎｄ ｍｏｔｉｏｎ ｎｅｔｗｏｒｋ ｆｏｒ ｌｅａｒｎｉｎｇ ｍｏｎｏｃｕｌａｒ ｓｔｅｒｅｏ， ｉｎ Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ｔｈｅ ＩＥＥＥ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｖｉｓｉｏｎ ａｎｄ Ｐａｔｔｅｒｎ Ｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ， ｐｐ． ５０３８－５０４７ （２０１７）に説明されるような）が、単眼カメラと併用されてもよい。構造合致アルゴリズムが、立体カメラと併用されてもよい。構造合致アルゴリズムは、Ｈｉｒｓｃｈｍｕｌｌｅｒ， Ｈ， Ｓｔｅｒｅｏ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｂｙ ｓｅｍｉｇｌｏｂａｌ ｍａｔｃｈｉｎｇ ａｎｄ ｍｕｔｕａｌ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ， ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ ｐａｔｔｅｒｎ ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ ｍａｃｈｉｎｅ ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅ， ＿３０＿（２）， ３２８－３４１ （２００７）、Ｓｕｎ， Ｊ．， Ｚｈｅｎｇ， Ｎ． Ｎ．， ＆ Ｓｈｕｍ， Ｈ． Ｙ．， Ｓｔｅｒｅｏ ｍａｔｃｈｉｎｇ ｕｓｉｎｇ ｂｅｌｉｅｆ ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ， ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ ｐａｔｔｅｒｎ ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ ｍａｃｈｉｎｅ ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅ， ＿２５＿（７）， ７８７－８００ （２００３）、Ｇｅｉｇｅｒ， Ａ．， Ｒｏｓｅｒ， Ｍ．， ＆ Ｕｒｔａｓｕｎ， Ｒ．， Ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｌａｒｇｅ－ｓｃａｌｅ ｓｔｅｒｅｏ ｍａｔｃｈｉｎｇ， ｉｎ Ａｓｉａｎ ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｖｉｓｉｏｎ （ｐｐ． ２５－３８）． Ｓｐｒｉｎｇｅｒ， Ｂｅｒｌｉｎ， Ｈｅｉｄｅｌｂｅｒｇ （２０１０， Ｎｏｖｅｍｂｅｒ）に説明される。
これらの衣類は、コンピュータビジョンシステムが、身体の広い面積にわたって被覆を露出するように患者に要求することなく、患者の輪郭の正確な３Ｄマップを生成することを可能にし、患者が暖かく快適なままでいることを可能にするために、使用されることができる。これらの衣類の別の利益は、そうでなければ緩くあり得る、患者の身体の圧縮された面積を保つことである。これらの衣類の別の利益は、共位置合わせされた超音波プローブを用いた便宜的な超音波検査を可能にすることである。
図１６は、マルチモダリティ画像融合を実現するため、かつＳＰＥＣＴ再構築を改良するために、他の画像データセットをインポートする処理ワークフローを示す。ポータブル画像器具（１６００）は、分子画像カメラシステム（１６０１）と、共位置合わせされた超音波システム（１６０２）と、共位置合わせされたコンピュータビジョンカメラ（１６０３）とを備えてもよい。解剖学的画像データが、別の医療画像スキャナ（１６０４）によって送達される。スキャナ（１６０４）は、ＣＴ、ＭＲＩ、または３Ｄで解剖学的データを提供することが可能な別の画像システムであり得る。好ましい実装では、スキャナ（１６０４）は、ＣＴスキャナである。コンピュータビジョンカメラに動作可能に接続されるコンピュータは、コンピュータビジョンカメラからデータを分析し、患者の身体のコンピュータビジョンで発生された３Ｄモデルを生成する。コンピュータはまた、スキャナ（１６０４）からのデータも分析し、患者の身体の解剖学的画像で発生された３Ｄモデルを抽出する。プロセス（１６０５）では、コンピュータビジョンで発生された３Ｄモデルは、２つの画像データセットの間の共位置合わせマッピングを生成するように、解剖学的画像装置で発生された３Ｄモデルと比較される。本共位置合わせマッピングは、剛体共位置合わせまたは変形可能共位置合わせを実施することができる。これは、事前に共位置合わせされた解剖学的画像データセットを生成する。ある場合には、超音波システム（１６０２）に接続される共位置合わせされた超音波プローブが、患者の身体上の１つまたはそれを上回る場所において走査を実施する、第２段階共位置合わせ（１６０６）が、起こり得る。コンピュータは、超音波走査を分析し、超音波で発生された解剖学的特徴を識別し、かつこれらの特徴を事前に共位置合わせされた解剖学的画像データセット内の内部解剖学的特徴と合致させる。これは、事前に共位置合わせされた解剖学的画像データセット内の具体的な内部解剖学的特徴が、超音波画像内のそれらの位置に等しい３Ｄ場所を割り当てられる、アンカ点を生成する。コンピュータは、これらのアンカ点を使用し、変形可能な共位置合わせソリューションを制約し、かつ事前に共位置合わせされた解剖学的画像データセット上で反復するであろう。これは、共位置合わせされた解剖学的画像データセットを生成するであろう。プロセス（１６０７）では、コンピュータは、（１６０１）からの分子画像データ、および事前に共位置合わせされた解剖学的画像データセットまたは共位置合わせされた解剖学的画像データセットをロードし、解剖学的データセットから抽出される減衰マップを使用して分子画像を再構築する。コンピュータは、レンダリング、またはその後に続く分子画像、共位置合わせされた解剖学的画像、および超音波走査のレンダリングの組み合わせを可視化デバイスに送信することができる。
いくつかの実施形態では、コンピュータビジョンシステム（またはその一部）は、アセンブリ（１３０１）に取り付けられなくてもよい。この場合、コンピュータビジョンシステムは、タグおよび／または患者だけではなく、スキャナ（１３０１）の構成要素、またはカート（１３０１）、パネル（１３０６）、ロボットアーム（１３０５）、もしくは他の構成要素に接続される部分上に搭載され得る基準も、監視してもよい。これは、コンピュータビジョンカメラに対して、かつ患者または基準タグ（１３０８）および（１３０９）に対して、センサパネルの共位置合わせを可能にするであろう。代替として、コンピュータビジョンカメラは、コンピュータビジョンカメラと分子画像システムとの間の共位置合わせを可能にする、別の追跡システムによって追跡されてもよい。
図１７は、広視野符号化開口画像システムの実施形態の断面側面図を示す。本画像は、多平面側面を伴うマスク要素を使用して、広視野画像を可能にするための技法を示す。位置感受性センサ（１７００）は、遮蔽体（１７０１ａ）および（１７０１ｂ）によって、符号化開口によって被覆されていないいくつかの側面上で遮蔽される。広視野符号化開口マスクは、要素（１７０２ａ）－（１７０２ｈ）を備える。マスクの平面は、位置感受性センサ（１７００）の面から離れた距離（１７０３）に設置される。各個々のマスク要素ピクセルは、一連の方向から光子の符号化を可能にする、多平面的側面を有する。例えば、本実施形態では、左側のマスク要素（１７０２ａ）－（１７０２ｄ）は、マスク法線から約－４５°における方向（７１０４）からの光子束が、それらの角度に基づいて符号化され、センサ（１７００）によって感知されることを可能にする。これらの要素はまた、マスクの法線に近い方向（１７０５）からの光子束が、それらの角度に基づいて符号化され、センサ（１７００）によって感知されることも可能にする。同様に、右側のマスク要素（１７０２ｅ）－（１７０２ｈ）は、マスク法線から約４５°における方向（１７０６）からの光子束が、それらの角度に基づいて符号化され、センサ（１７００）によって感知されることを可能にする。これらの要素はまた、マスクの法線に近い方向（１７０５）からの光子束が、それらの角度に基づいて符号化され、センサ（１７００）によって感知されることも可能にする。本タイプのマスク構成を用いると、高感度を伴う画像が、マスク面上への法線に対して約－４５°～４５°の角度に関して起こり得る。類似マスク要素成形および符号化が、他の垂直方向（本説明断面の平面上への法線）に起こり得る。例えば、マスク要素は、タングステンまたはタングステン合金等の剛性、高密度、高原子質量材料から作製されることができる。
図１８は、広視野符号化マスク（１８００）の上面図を提示する。灰色の種々の色合いは、マスク面上へ法線の方向に沿って異なる深度を示す。マスクの中への孔または開口部は、（１８０１）等の白色の面積によって表される。規則的繰り返しパターンで配列される同じ孔は、再構築アーチファクトを生成し得るため、勧められない。
図１９は、正方形または長方形ピクセルを伴うマスク内のピクセル要素の種々の図および幾何学形状を示す。双錐台マスクピクセル要素が、側面図（１９００）に示される。正方形または長方形基部（１９０１）は、マスク面内のマスクピクセルの範囲を効果的に画定する。本特定の実施形態では、双錐台基部の平面は、マスク面と平行である。双錐台の側面は、双錐台の基部と垂直であり得る、または基面に対する方面に対して種々の角度（１９０２）および（１９０３）を形成することができる。いくつかの実施形態では、角度（１９０２）および（１９０３）は、１０度よりも大きい値を有する。したがって、双錐台形のマスクピクセル要素は、双錐台基部上の法線に対して１０度よりも大きい角度を成す、少なくとも側面を有する。いくつかの実施形態では、角度（１９０２）および（１９０３）は、６０度よりも小さい値を有する。
ピクセル要素は、垂直方向に横から見られたときに類似外形を有することができる、または基面に対する法線と他の角度を成す側面を有することができる。（１９０４）は、長方形基部の中心に対して、かつ直線状縁に対して対称の長方形双錐台の３Ｄ図を表す。これは、代表的な実施例にすぎず、他の双錐台幾何学形状が、使用されることができる。いくつかの実施形態では、２つのマスクピクセルが、共通縁を有するとき、２つの双錐台の間の直接空間が、減衰材料で充填されてもよい。２つの隣接する双錐台（１９０５）は、図１９に示されるように、鎖線の間の面積によって画定される間隙（１９０６ａ）および（１９０６ｂ）を形成して見られ得る。いくつかの実施形態では、これらの間隙は、減衰材料で充填される。あるマスクピクセル要素双錐台はまた、側面が基面（１９１０）上の法線に対して同一の角度（１９０８）および（１９０９）を成す、外形プロファイル（１９０７）を有してもよい。
いくつかの実施形態では、あるマスクピクセル双錐台は、（１９００）に類似する側面図、（１９００）のような他方の図、または（１９００）のような側面図、（１９０７）のような他方の図、もしくは（１９０７）のような側面図、（１９０７）のような他方の図を有することができる。この最後の場合は、本質的に直長方形角錐の対称双錐台である、（１９１１）３Ｄ図によって表される。２つの隣接する双錐台（１９１１）は、鎖線の間の面積によって図に画定される間隙（１９１３ａ）および（１９１３ｂ）を形成して見られ得る。いくつかの実施形態では、これらの間隙は、減衰材料で部分的または完全に充填される。
いくつかの実施形態では、平面的側面を伴う双錐台として成形されるピクセルマスク要素を使用する代わりに、ピクセル要素は、平面的な面を伴う双錐台の減衰外形を実質的に捕捉する、丸みを帯びた面を備えることができる。図１９に示されるような外形（１９１４）を伴う丸みを帯びた面を伴うピクセル要素は、外形（１９００）を伴う双錐台と類似する減衰特性を提供し得る。いくつかの実施形態では、２つのそのようなピクセル要素が、（１９１５）で見られるような共通縁の隣接物を有するとき、２つのピクセル要素の間の間隙（１９１６）は、減衰材料で充填される。同様に、（１９１７）に示されるような外形を伴う丸みを帯びた麺を伴うピクセル要素は、外形（１９１１）を伴う双錐台と実質的に類似する減衰特性を提供する。いくつかの実施形態では、２つのそのようなピクセル要素が、（１９１８）で見られるような共通縁の隣接物を有するとき、２つのピクセル要素の間の間隙（１９１９）は、減衰材料で充填される。
他の実施形態では、マスクピクセル要素の側面およびマスク要素の間の充填は、階段状外観を有することができる、または外形（１９００）、（１９０５）、（１９０７）、（１９１２）、（１９１４）、（１９１６）、（１９１７）、および（１９１８）に類似する巨視的外形を実質的に辿る、他の微細構造を有することができる。
ある実施形態では、マスクピクセル要素およびマスクピクセル要素の間の充填減衰材料は、１０ｇ／ｃｃを上回る密度の材料から作製される。
いくつかの実施形態では、マスクピクセル要素およびマスクピクセル要素の間の充填減衰材料は、タングステンまたはタングステン合金等の高密度の高原子番号Ｚである同一の材料から作製される。
長方形基部を伴う双錐台として成形されるマスクピクセル要素が、描写されている一方、三角形または六角形基部を伴う双錐台が、それぞれ、三角形または六角形ピクセルを備える、マスクアレイ内のマスクピクセル要素として使用されることができる。単一の符号化開口マスクが、長方形、正方形、三角形、または六角形等の異なる幾何学的形状を有する、マスクピクセルを組み合わせることができ、種々の寸法を有してもよい。長方形ピクセルと同様に、三角形または六角形双錐台マスクピクセル要素は、三角形または六角形基部の中心に対して対称であり得る、三角形または六角形基面に対して対称であり得る、もしくはいずれの対称性も有していなくてもよい。長方形、三角形、または六角形双錐台マスク要素の形状は、マスクを横断して変化し得る。減衰材料は、共通縁を共有する双錐台形のマスクピクセル要素の間の空間を部分的または完全に充填するために、これらの幾何学形状のうちのいずれかで使用されてもよい。
図２０は、図１７に示されるものに類似するが、他の平面上に延在する符号化開口を伴う、広視野符号化開口の実施形態を示す。本実施形態では、符号化開口は、第１のマスク面と垂直な平面上に延在する。位置感受性センサ（２０００）は、遮蔽体（２００１ａ）および（２００１ｂ）によって、符号化開口によって被覆されていないいくつかの側面上で遮蔽される。第１の平面内の符号化開口マスクは、要素（２００２ａ）－（２００２ｈ）を備える。マスクの第１の平面は、位置感受性センサ（２０００）の面から離れた距離（２００３）に設置される。いくつかの実施形態では、距離（２００３）は、増加した画像分解能に変換され得る、増加した角度分解能を可能にするように増加され得る。マスク要素（２００４ａ）および（２００４ｂ）は、広い画像視野（２００５）を維持するために、第１のマスク面以外の他の平面内に位置付けられることができる。いくつかの実施形態では、広い画像視野が、同一平面内のセンサの物理的外形を越えてマスク面内のマスクの物理的外形を延在させることによって、より大きいマスク・センサ距離（２００３）で維持されることができる。
位置感受性センサ（２０００）は、相互と略平行であり、実質的に同一平面であり、第１のマスク面（２００６）と平行である面を有する、複数のセンサユニットから作製されることができる、またはそれらは、第１のマスク面（２００６）に対して０度～９０度の角度を成す平面内にそれらの正面を有する、センサユニットを有することができる。
図２１は、図１７に示されるものに類似するが、それによって検出事象が広視野符号化開口を伴う画像再構築分析で使用され得る、プロセスの説明を支持するように、他の構成要素が描写される、広視野符号化開口の実施形態を示す。位置感受性センサ（２１００）は、遮蔽体（２１０１ａ）および（２１０１ｂ）によって、符号化開口によって被覆されていないいくつかの側面上で遮蔽される。第１の平面内の符号化開口マスクは、要素（２１０２ａ）－（２１０２ｈ）を備える。マスクの第１の平面は、位置感受性センサ（２１００）の面から離れた（２１０３）距離に設置される。第１の放射線相互作用（２１０４）および第２の放射線相互作用（２１０５）は、センサ（２１００）によって３つ全ての次元で位置分解能を用いて検出される。センサ（２１００）は、ＣｄＺｎＴｅ、ＣｄＴｅ等の半導体検出器、Ｎａ（Ｉ）、ＬＳＯ等のシンチレータ検出器、または３つの次元で相互作用の位置を提供することが可能な任意の他のシンチレータ材料であり得る。相互作用の位置は、読出電極をセグメント化することによって、位置感受性光検出アレイを採用することによって、信号分析方法を採用することによって、個々の信号読出を伴う個々のセンサロッドを生成することによって、または上記の組み合わせによって、２つの次元で達成されることができる。第３次元での相互作用の位置は、相互作用能力の深度を伴うセンサを使用することによって、達成されることができる。あるシステムは、半導体およびシンチレータセンサの両方に関して深度における相互作用の位置を提供することができる。
いったん放射線が３Ｄで検出されると、プロセスが、その情報を使用し、高画像分解能および感度を用いて放射性トレーサ分布の画像を再構築するように施行されてもよい。
画像を再構築することに向けた１つのステップは、逆投影演算子を決定することである。逆投影演算子は、検出された放射線事象が符号化開口および遮蔽体の外部の体積からいずれかの場所で生じているための確率密度関数（ｐｄｆ）を使用する。検出された事象に関してｐｄｆを計算するために、放射線透過マップまたは減衰係数マップが、符号化開口および遮蔽を通して、放射線が検出された場所で決定される。
ある実施形態では、減衰マップが、器具応答基準面または単に基準面と称される、少なくとも平面（２１０６）を横断して事前計算される。基準面は、第１のマスク面と平行であり得る、または第１のマスク面と任意の角度を成すことができる。また、平面は、センサの面、第１のマスク面等の任意の物理的構成要素に取り付けられることができる、または空間内の任意の他の場所に位置付けられることができる。例証的目的のために、本図面では、基準面は、第１のマスク面と平行であり、センサの面と一致する。基準面内の点またはピクセル毎に、減衰マップは、符号化開口画像視野を横断した種々の角度のための所定のタイプの放射線に関して、放射線減衰係数、またはマスク材料を通した経路長等の減衰係数を抽出するために使用され得る他の情報を備える。
検出される放射線毎に、（２１０４）および（２１０５）等の相互作用の３Ｄ位置は、相互作用（２１０４）に関しては方向（２１０７ａ）－（２１０７ｄ）ならびに相互作用（２１０５）に関しては方向（２１０８ａ）－（２１０８ｃ）等の符号化マスク視野に向かった方向に沿って基準面上に投影される。基準面（２１０６）との結果として生じる交差は、それぞれ、方向（２１０７ａ）－（２１０７ｄ）に沿って相互作用（２１０４）を投影するための点（２１０９ａ）－（２１０９ｄ）を生成する。場所（２１０９ａ）－（２１０９ｄ）は、それぞれ、方向（２１０７ａ）－（２１０７ｄ）に沿ってマスクを通して減衰係数を読み出すために使用される。本実施例では、これら全ての方向に沿った放射線の経路は、（２１０４）から（２１０９ａ）－（２１０９ｄ）までのセンサを通したセグメントを含む。本経路は、基準面（２１０６）において事前計算された減衰係数によって捕捉されていない場合がある。いくつかの実装では、これらの経路は、それらの方向（２１０７ａ）－（２１０７ｄ）のそれぞれに沿って逆投影の強度をスケーリングするように、ｐｄｆ計算の中に追加されることができる。逆投影演算子を計算するための本プロセスは、リストモード画像再構築アルゴリズムが採用されるときに、特に有用である。位置（２１０４）および（２１０５）における相互作用のための減衰係数から計算されるｐｄｆは、統計的反復方法、代数反復方法、分析方法、または圧縮感知方法等の画像再構築のために一般的に使用される方法を採用することによって、ガンマ線源画像の再構築で採用されることができる。
本実施形態は、単一の基準面のみを描写するが、他の実施形態では、複数の器具応答基準面が、画像性能を増加させるために使用され得る。
他の実施形態では、基準面は、他の位置に位置することができる。図２２は、そのような場合を例示する。位置感受性センサ（２２００）は、遮蔽体（２２０１ａ）および（２２０１ｂ）によって、符号化開口によって被覆されていないいくつかの側面上で遮蔽される。第１の平面内の符号化開口マスクは、要素（２２０２ａ）－（２２０２ｈ）を備える。マスクの第１の平面は、位置感受性センサ（２２００）の面から離れた（２２０３）距離に設置される。この場合、器具応答基準面（２２０４）は、第１のマスク面と同一であるように選定される。放射線相互作用（２２０５）の３Ｄ位置は、方向（２２０６ａ）－（２２０６ｄ）等の符号化マスク視野に向かった関連性がある方向に沿って基準面上に投影される。基準面（２２０４）との結果として生じる交差は、それぞれ、点（２２０７ａ）－（２２０７ｄ）を生成する。場所（２２０７ａ）－（２２０７ｄ）は、それぞれ、方向（２２０６ａ）－（２２０６ｄ）に沿ってマスクを通して減衰係数を読み出すために使用される。本実施例では、方向（２２０６ａ）－（２２０６ｄ）に沿った放射線の経路は、それぞれ、（２２０５）から（２２０８ａ）－（２２０８ｄ）までのセンサを通したセグメントを含む。本経路は、基準面（２２０４）において事前計算された減衰係数によって捕捉されていない場合がある。いくつかの実装では、これらの経路は、それらの方向（２２０６ａ）－（２２０６ｄ）のそれぞれに沿って逆投影の強度をスケーリングするように、ｐｄｆ計算の中に追加されることができる。逆投影演算子を計算するための本プロセスは、リストモード画像再構築アルゴリズムが放射性源分布の再構築で採用されるときに、特に有用である。
放射性源分布のビン化画像再構築が、所望されるとき、いくつかの実施形態は、複数の器具応答基準面の使用を伴い得る。図２３は、複数の基準面が使用されるときの実施例を示す。位置感受性センサ（２３００）は、遮蔽体（２３０１ａ）および（２３０１ｂ）によって、符号化開口によって被覆されていないいくつかの側面上で遮蔽される。第１の平面内の符号化開口マスクは、要素（２３０２ａ）－（２３０２ｈ）を備える。マスクの第１の平面は、位置感受性センサ（２３００）の面から離れた（２３０３）距離に設置される。第１の放射線相互作用（２３０４）および第２の放射線相互作用（２３０５）は、センサ（２３００）によって３つ全ての次元で位置分解能を用いて検出される。本実施形態では、５つの器具応答基準面（２３０６ａ）－（２３０６ｅ）が、分析で採用されてもよい。本実施形態では、基準面は、センサの感受性体積をサンプリングする。符号化マスク視野に向かった逆投影方向は、相互作用（２３０４）に関しては（２３０７ａ）－（２３０７ｄ）、および相互作用（２３０５）に関して方向（２３０８ａ）－（２３０８ｃ）によって表される。この場合、方向（２３０７ａ）－（２３０７ｄ）および（２３０８ａ）－（２３０８ｃ）に沿った減衰係数は、相互作用点に最も近い基準面および場所において計算される減衰データから抽出される。したがって、方向（２３０７ａ）－（２３０７ｄ）に沿った相互作用（２３０４）からの減衰係数は、場所（２３０４）に最も近い場所またはビンにおける基準面（２３０６ｄ）内で計算される減衰データから抽出されることができ、方向（２３０８ａ）－（２３０８ｃ）に沿った相互作用（２３０５）からの減衰係数は、場所（２３０５）に最も近い場所またはビンにおける基準面（２３０６ｂ）内で計算される減衰データから抽出されることができる。これらの抽出された減衰係数は、次いで、インクリメントされたビンに関してｐｄｆを構築するために使用されることができる。本サンプリングおよびｐｄｆ計算スキームはまた、リストモード画像のために使用されることもできる。
ビン化画像再構築が、実装されるとき、（２３０４）に最も近い平面（２３０４ｄ）内のビンにおけるビン化総計数は、（２３０４）において検出される相互作用の結果としてインクリメントされることができ、（２３０５）に最も近い平面（２３０４ｂ）内のビンにおけるビン化総計数は、（２３０５）において検出される相互作用の結果としてインクリメントされることができる。ｐｄｆは、次いで、結果として生じるビン化強度に関して、それぞれ、方向（２３０７ａ）－（２３０７ｄ）および（２３０８ａ）－（２３０８ｃ）に沿って計算されることができる。
リストモードであるか、またはビン化モードであるかにかかわらず、結果として生じるｐｄｆは、当技術分野内で公知である任意の好適な反復または分析画像再構築アルゴリズムで使用されることができる。したがって、相互作用場所（２３０４）および（２３０５）に最も近い基準面内のビンにおける計数に関する計算されたｐｄｆは、統計的反復方法、代数反復方法、分析方法、または圧縮感知方法等の画像再構築のために一般的に使用される方法を採用することによって、ガンマ線源画像の再構築で採用されることができる。
図２４は、ともにスタックおよび固定される複数の薄いマスク層から作製される広視野符号化開口マスク（２４００）の斜視図を示す。薄い灰色の層（２４０１）は、上層を表し、より濃い灰色の層（２４０２）は、中間層を表し、薄い灰色の層（２４０３）は、底層を表す。本実施形態では、マスクピクセル要素は、自立式である。マスク要素が自立式ではない実施形態では、低放射線減衰特性のフレームが、所望の場所にマスク要素を保つために使用されることができる。本製造モダリティは、階段状外観を有するが、上記に説明されるように、マスク要素の双錐台成形を実質的に辿り得る、側面を伴うマスク要素を生成することができる。
いくつかの実施形態では、符号化開口マスク内の個々の層は、相互に固定されず、種々の画像視野および符号化プロファイルを生成するように、アクチュエータによって相互に対して側方に移動されてもよい。アクチュエータは、コンピュータによって制御されてもよい。アクチュエータはまた、相互から離れるように個々の層を移動させ、コリメーション効果を増加させてもよい。同様に、いくつかの実施形態では、各層は、相互に対して移動し得る、パターン化された孔を伴う複数のプレートによって形成されてもよい。
ガンマセンサが、深度における分解能を用いてガンマ線相互作用の位置を送達するように装備されない場合がある、いくつかの実施形態では、センサは、検出された光子入射方向の法線外角度の範囲を最小限にするために、相互に対して、かつ広視野マスクに対して、異なる角度に位置付けられてもよい。本最小限化は、未知の深度相互作用と関連付けられる画像誤差を低減させるであろう。図２５は、２つのセンサ（２５０１）および（２５０２）の前に設置される広視野符号化開口マスク（２５００）の断面側面図を示す。これらのセンサは、センサ（２５０７）および（２５０８）の法線に対して入射ガンマ線光子方向（２５０４）、（２５０５）、（２５０６）によって成される角度（２５０３）の範囲を最小限にするために、相互に対して、かつマスク（２５００）に対して、異なる平面内に配列される。本実装では、センサは、それらの法線方向（２５０７）および（２５０８）を、マスク（２５００）の中間に本質的に隣接する空間に向かって収束させる。センサ群を横断して殆どのセンサに関するセンサの法線に対して入射ガンマ線光子方向によって成される角度の範囲を最小限にするように、相互に対して、かつマスクに対して、異なる平面内に配列されるセンサの他の実施形態も、想定されることができる。マスクは、上記に説明されるような広視野マスク、または下記に説明されるような調節可能視野マスク、限局化されるコリメートされたマスク、もしくはそれらの組み合わせであり得る。センサの法線によって成される角度は、０°～９０°に及び得る。いくつかの構成では、２つのセンサ法線方向の間の角度は、３０°～６０°である。いくつかの構成では、２つのセンサ法線方向の間の角度は、４０°～５０°である。
いくつかの実施形態では、マスク自体は、略非同一平面上である複数の平面内に位置する、マスクセグメントから作製されることができる。
図２６は、それらの法線方向がマスクに隣接する立体面積に向かって本質的に収束する、異なる平面内に位置付けられる４つのセンサまたはセンサパネルの配列のマスク（図示せず）からの上面図を示す。本配列は、センサの法線に対して入射ガンマ線光子方向によって成される角度の範囲を最小限にする。本描写では、センサ角（２６０１ａ－ｄ）が、マスクに近いほど、センサ角（２６０２）は、マスクからさらに離れる。
いくつかの用途では、上記に説明されるガンマ線センサパネルは、患者を走査し、３Ｄ分子画像マップを生成すること、および患者の内側の低減した体積のリアルタイム画像を提供することの両方を必要とし得る。これらの２つの画像モードは、走査モードで広い視野を実現するガンマ線画像アーキテクチャと、リアルタイム画像モードでコリメートされた狭い焦点視野とを要求し得る。同様に、広い視野およびより狭い視野の両方を用いて患者の一部を走査し、より正確な３Ｄマップを生成することが可能であることへの利点が存在し得る。調節可能な視野を伴う符号化開口マスクが、これらの要件に適応することができる。
図２７は、調節可能な視野を伴うガンマ線マスクを備える、符号化開口画像システムの断面側面図を示す。画像ガンマ線センサアレイ（２７００）が、タングステン合金等の高密度の高原子番号材料から作製される複数の重複層を備える、マスクアセンブリの背後に設置される。本実施例では、マスクは、３つの層を備える。マスク（２７０１）の中間層は、パターン化されたプレートを生成するように、プレートの片側から反対側まで貫通する孔または開口部を伴うプレートから作製される。開口部によって成されるパターンの実施例が、図３１および３２に示される。パターンは、図３１に示されるような擬似ランダムアレイ、インデックスクラス開口アレイ、図３２に示されるような種々の曲率の曲線状スリットを備えるアセンブリ、または複数の倍率を横断して自己相関関数に略平坦なサイドローブを伴う別のパターンであり得る。撮像装置が、非常に近距離から中間距離までの源に暴露され、複数の倍率のマスクを通して検出器アレイ上に投影を生成するであろうため、複数の倍率を横断して略平坦なサイドローブを維持することが重要である。本説明図では、上層は、２つのパターン化されたプレート（２７０２ａ）および（２７０２ｂ）から作製される。パターン化されたプレート（２７０２ａ）および（２７０２ｂ）上のパターンは、中間層（２７０１）のパターンに本質的に空間的に合致し得るが、いくつかの実装では、重複しているパターンの間に差異が存在し得る。本説明図では、底層は、２つのパターン化されたプレート（２７０３ａ）および（２７０３ｂ）から作製される。パターン化されたプレート（２７０３ａ）および（２７０３ｂ）上のパターンは、中間層（２７０１）のパターンに本質的に空間的に合致し得るが、いくつかの実装では、重複しているパターンの間に差異が存在し得る。重複マスク層のセットは、サイドコリメータ（２７０４ａ）および（２７０４ｂ）上に搭載されてもよい。これらのサイドコリメータもまた、タングステン合金等のガンマ線減衰材料から作製されてもよい。マスクは、動作可能に結合されたコンピュータによって制御されるアクチュエータによって変更可能であり得る、焦点距離（２７０５）に設置されてもよい。断面内のマスク層内の開口部は、灰色の面積（２７０６）によって表される。マスク層は、上記に説明されるように、双錐台要素から作製されることができる。また、上記に説明されるように、これらの双錐台要素は、直線状縁または丸い縁を有することができ、それらの特定の形状は、１つの層と別の層とで、かつ層の１つの部分と同一の層の別の部分とで、または１つの要素と別の要素とで異なり得る。いくつかの実装では、パターンは、図３２に説明される通りであり得る。相互に近い層の本配列は、マスク上で法線の投影（２７０７）、ならびに＋４５°の近くにおける投影（２７０８）、および－４５°（２７０８）における投影（２７０８）を許容する、遠視野画像を可能にする。
図２８は、ここではコリメートされた（中心窩）視野構成で調節可能な３層マスクを伴う符号化開口画像システムの断面側面図を示す。画像ガンマ線センサアレイ（２８００）が、図２７に説明されるマスクアセンブリの背後に設置される。本実装では、図７のマスク（２８０１）または（２７０１）の中間層は、図７のセンサに対して同一の相対場所にある。しかしながら、パターン化されたプレート（２８０２ａ）および（２８０２ｂ）から作製される上層は、コンピュータに動作可能に結合されるアクチュエータによって中間層から離れるように移動されている。いくつかの実装では、プレート（２８０２ａ）および（２８０２ｂ）はまた、制御コンピュータに動作可能に結合されるアクチュエータによって中間層に対して側方に偏移されてもよい。この場合、２つのプレートは、マスクの中心に向かって側方に移動される。パターン化されたプレート（２８０３ａ）および（２８０３ｂ）から作製される底層もまた、コンピュータに動作可能に結合されるアクチュエータによって中間層から離れるように移動されている。いくつかの実装では、プレート（２８０３ａ）および（２８０３ｂ）はまた、制御コンピュータに動作可能に結合されるアクチュエータによって中間層に対して側方に偏移されてもよい。この場合、２つのプレートは、マスクの縁に向かって側方に移動される。マスクの焦点距離は、（２８０５）によって表される。これらの平行移動の正味の効果は、層の分離がコリメート効果を生成するため、マスクの中央値に向かった視野の縮小である。灰色の面積（２８０６）によって表される、開口部を通して残留する主要な投影方向は、方向（２８０７）および（２８０８）によって表される。
図２９Ａおよび２９Ｂは、２つの構成で３つの層に配列される９つのパネル、すなわち、上部に４つ、中央に１つ、底部に４つのパネルから作製される、調節可能な符号化開口マスクの概略上面図を示す。図２９Ａのマスクは、広い視野で構成され、図２Ｂのマスクは、狭いコリメートされた視野で構成される。明確にするために、要素および移動は、一定の縮尺で描写されていない。本図の目的は、広い視野から狭い視野に遷移するにつれてプレートの側方移動の実施例を表すことである。中間層の輪郭は、広視野構成で連続線（２９００）によって表される。（検出器に向かって）底層を形成する４つのプレートの輪郭は、鎖線の正方形（２９０１ａ－ｄ）によって表される。（検出器から離れて）上層を形成する４つのプレートの輪郭は、点線の正方形（２９０２ａ－ｄ）によって表される。本構成は、相互に近い層を有し、特に、左右の方向に広視野開口部を生成してもよい。
狭視野構成における中間層の輪郭は、連続線（２９０３）によって表される。（検出器に向かって）底層を形成する４つのプレートの輪郭は、鎖線の正方形（２９０４ａ－ｄ）によって表される。（検出器から離れて）上層を形成する４つのプレートの輪郭は、点線の正方形（２９０５ａ－ｄ）によって表される。本構成は、相互から離れた層を有し、マスクの中央線に向かって狭いコリメートされた視野開口部を生成してもよい。他の側方移動も、起こり得る。例えば、任意の着目方向にマスク中央線から離れるようにコリメーションを生成するために、同一の層内のプレートは、同一の方向に共同して側方に移動し得る。例えば、図の右に向かってマスクのコリメーションを偏移させるために、上部プレート（２９０５ａ－ｄ）は、図２９Ｂの構成から右に移動し、底部プレート（２９０４ａ－ｄ）は、図２９Ｂの構成から左に移動するであろう。層の間のパターンの正確な整合に応じて、他のプレート移動も、類似効果を達成し得る。同様に、層の間のパターンの正確な整合に応じて、同一のプレート移動は、非常に異なるコリメーションおよび視野変化を達成し得る。例えば、いくつかの実装では、層を横断するパターンが、ある整合を有するとき、異なる層を横断するプレートの側方移動が、マスクの有効開放割合を低減または増加させ得る。
図３０Ａおよび３０Ｂは、２つの構成、すなわち、３０Ａでは広視野および３０Ｂでは狭いコリメートされた視野で３つの層に配列される１９枚のパネル、すなわち、上部に９つ、中央に１つ、底部に９つのパネルから作製される、調節可能な符号化開口マスクの概略上面図を示す。明確にするために、要素および移動は、一定の縮尺で描写されていない。本図の目的は、広視野から狭視野に遷移する際の３×３プレートのアレイの側方移動の実施例を表すことである。中間層の輪郭は、広視野構成で連続線（３０００）によって表される。（検出器に向かって）底層を形成する９つのプレートの輪郭は、鎖線の正方形（３００１ａ－ｉ）によって表される。（検出器から離れて）上層を形成する９つのプレートの輪郭は、点線の正方形（３００２ａ－ｉ）によって表される。本構成は、相互に近い層を有し、特に、左右の方向に広視野開口部を生成してもよい。狭視野構成における中間層の輪郭は、連続線（３００３）によって表される。（検出器に向かって）底層を形成する９つのプレートの輪郭は、鎖線の正方形（３００４ａ－ｉ）によって表される。（検出器から離れて）上層を形成する９つのプレートの輪郭は、点線の正方形（３００５ａ－ｉ）によって表される。本構成は、相互から離れた層を有し、マスクの中央線に向かって狭いコリメートされた視野開口部を生成してもよい。図２９Ａ－Ｂに説明されるように、他の側方移動および効果も起こり得る。
図３１は、２２％開放割合の擬似ランダムパターンを有する、調節可能な多層マスク内の層の上面図描写を示す。ピクセル要素は、直線状または丸みを帯びた縁を伴う上記に説明されるような双錐台であり得る。パターンは、１倍～６倍の倍率の任意の組み合わせのため等に、複数の倍率を横断して自己相関関数において略平坦なサイドローブを提供するように最適化されてもよい。本マスクに関する開放割合は、０．１％～７０％であってもよい。好ましい実施形態では、開放割合は、５％～３０％である。
図３２は、種々の曲率の曲線状スリットを備える、符号化開口マスクの上面図描写を示す。スリットの組み合わせおよび配列は、１倍～６倍の倍率の任意の組み合わせのため等に、複数の倍率を横断して自己相関関数において略平坦なサイドローブを提供するように最適化されることができる。本マスクに関する開放割合は、０．１％～７０％であってもよい。好ましい実施形態では、開放割合は、５％～３０％である。スリットは、直線状縁、上記に説明される丸みを帯びた双錐台に類似する丸みを帯びた縁、またはｖ字形外形等の種々の他の外形の縁を有してもよい。縁の形状は、１つのスリットから別のスリットに、または同一のスリット内で変化し得る。丸みを帯びたスリットは、相互作用する場合とそうではない場合がある。スリットの曲率は、同一のスリット内で、かつスリットを横断して変化し得る。種々の曲率のそのようなスリット幾何学形状は、複数の倍率を横断して自己相関関数において平坦なサイドローブを達成することに役立ち得る。
図３３は、ハンドヘルドＳＰＥＣＴカメラデバイス（３３００）の図面を示す。ハンドヘルド器具（３３００）は、広視野符号化開口マスク（３３０２）の背後に、かつマスク（３３０２）によって被覆されていない場所に設置される遮蔽体（３３０３ａ）と（３３０３ｂ）との間に設置される、位置感受性センサ（３３０１）を含有する。本画像システムは、広い画像視野（３３０４）によって特徴付けられる。本特定の器具はまた、患者の３Ｄモデルを生成するため、かつ患者に対してハンドヘルドカメラシステムを特定するために使用され得る、コンテキスト情報を収集するために配向される、ビデオカメラまたはスキャナ（３３０５）も備える。ハンドル（３３０６）が、デバイスを容易に移動させるために使用されることができる。
図３４は、図３３に提示されるハンドヘルド器具（３４００）の上面図の図面を示す。ハンドヘルド器具（３４００）は、広視野符号化開口マスク（３４０２）の背後に、かつマスク（３４０２）によって被覆されていない場所に設置される遮蔽体（３４０３ａ）と（３４０３ｂ）との間に設置される、位置感受性センサ（３４０１）を含有して示される。本画像システムは、広い画像視野（３４０４）によって特徴付けられる。
図３３および図３４に説明されるハンドヘルドＳＰＥＣＴカメラデバイスを使用して、高分解能ＳＰＥＣＴ画像が、ここで提示される種々の撮像実施形態に高分解能、広視野、および高感度特性を利用することによって、再構築されることができる。図３５は、そのような器具が患者の周囲の限定数の方向からＳＰＥＣＴ画像を実施し得るが、依然として、視野内のボクセル毎に投影の有意な範囲を留保する、モダリティの描写を示す。ハンドヘルド画像デバイスは、患者（３５０１）の片側の異なる場所（３５００ａ）－（３５００ｄ）において移動される。図は、身体の内側の分子的にタグ付けされた器官（３５０３）の内側のボクセル（３５０２）が、画像システムの広視野のおかげで全ての場所（３５００ａ）－（３５００ｄ）においてデバイスによって撮像され得る様子を示す。場所（３５００ａ）－（３５００ｄ）におけるＳＰＥＣＴカメラに向かった投影線（３５０４ａ）－（３５０４ｄ）の実施例は、３つ全ての座標において高分解能で画像を再構築するために十分な視差である、９０度よりもさらに大きくあり得る（方向（３５０４ａ）と（３５０４ｄ）との間等の）角度の範囲を示す。
いくつかの実施形態では、ＳＰＥＣＴカメラは、ロボットアームによって、または他の機械的システムによって、患者の周囲で、かつ患者に沿って移動されてもよい。
したがって、ここで説明される画像診断法の実施形態は、改良された画像性能を伴う、より単純で軽量の経済的なＳＰＥＣＴ画像デバイスを可能にする。
図３６は、ポータブル分子画像システムによって可能にされる、いくつかのシステムおよび方法を要約する、フローチャートを示す。この場合、ポータブルＳＰＥＣＴ画像システムを仮定してプロセスを例示する。プロセス（３６０１）における第１のステップは、分子作用物質、本実施例では、ＳＰＥＣＴ分子作用物質を患者に注入することである。第２のステップ（３６０２）では、本明細書に説明されるＳＰＥＣＴシステムは、患者の一部を走査し、ステップ（３６０３）において分子作用物質の３Ｄマップを構築するために動作可能に結合されたコンピュータによって使用されるデータを提供するために使用される。走査対象は、コンピュータのメモリ内に記憶された走査対象の群からユーザによって選択されるであろう。とりわけ、図１および図１３に説明されるコンピュータビジョンシステムは、上記に説明されるように、データをコンピュータに送達し、患者の身体の３Ｄモデルを生成してもよい。コンピュータは、患者の３Ｄモデルを使用し、走査対象を前提として、走査プロトコルを生成してもよい。走査プロトコルは、ロボットアームの作動のセットを備え、センサパネルは、患者を走査するようになるであろう。作動のセットはまた、ガンマ線マスク要素を移動させるアクチュエータへの命令と、マスクの焦点距離とを備えてもよい。作動のセットはまた、図１および１３に示されるポータブルカートを移動させるアクチュエータへの命令を備えてもよい。
ＳＰＥＣＴシステムは、広視野構成で調節可能なマスクを使用してもよい（図２７参照）。しかしながら、いくつかの用途に関して、マスク・検出器アセンブリは、他のより狭い視野構成であってもよい、または走査の間の異なる点において変化し得る。コンピュータまたはユーザは、走査の間のそれらの変化を制御してもよい。同様に、いくつかの用途に関して、走査（３６０２）の間に、マスクと検出器との間の焦点距離は、走査の間の種々の点において変化し得る。コンピュータまたはユーザは、走査の間のそれらの変化を制御してもよい。
画像再構築プロセスを支援するために、画像走査が、ＳＰＥＣＴスキャナに動作可能に結合されるコンピュータによって使用され得る、解剖学的画像データセット等の画像データセットを生成するように、他の器具（３６０４）を用いて実施されることができる。例えば、ＣＴデータセットが、分子画像のより正確な再構築を生成するためにコンピュータによって使用されるべき減衰マップを提供するために、使用されることができる。
図１３に説明されるもの等の共位置合わせシステム（３６０５）および方法が、ＳＰＥＣＴデータを他の画像データとマージするために使用されることができる。改良された共位置合わせのために、特に、患者の身体の３Ｄモデルおよび外部画像データセットから抽出される３Ｄモデルが有意に逸脱するとき、共位置合わせされた超音波走査が、図１３に説明されるように、コンピュータが他の画像診断法における具体的構造を具体的場所にピン留めすることを可能にするように実施されることができる（３６０６）。その他の画像データセットは、ユーザによる検査のためにレンダリングされ、ディスプレイに送信されることができる（３６０７）。同様に、コンピュータは、ユーザによる点検のために再構築された３Ｄ分子マップのレンダリングを可視化デバイスに送信することができる。可視化デバイスは、画面、頭部搭載型ディスプレイ、拡張現実デバイス、または別の可視化システムであり得る。コンピュータは、他の解剖学的画像および分子画像の組み合わせを可視化デバイスに送信してもよい。コンピュータはまた、分子画像データセット、共位置合わせを補助するために使用される超音波画像データセット、および他の解剖学的画像データセットをメモリに保存してもよい。
３Ｄ画像再構築（３６０３）に続いて、再構築されたデータを使用して、コンピュータは、メモリ内に記憶された命令を使用し、分子画像システムを制御し、追跡走査（３６０８）を実施し、再構築された３Ｄマップの品質を改良し得る。繰り返し走査に関して、コンピュータは、新しい作動データセットを備える、別の走査プロトコルを生成してもよい。例えば、コンピュータは、命令をロボットアームおよびパネルに送信し、患者を走査してもよい、または命令をマスクアクチュエータに送信し、視野を変化させる、もしくは追跡走査のために焦点距離を変化させてもよい。例えば、中心窩狭視野モードで身体の具体的部分を再走査し、着目特徴が存在し得る、身体の具体的面積内でより良好な分子画像コントラストを得ることが有益であり得る。走査プロトコルは、承認のためにユーザに送信されてもよい。さらに、ユーザは、第１の走査後にユーザに提示されるデータを前提として、繰り返し走査を開始してもよい。いくつかの実装では、ユーザは、遠隔にあり得る。コンピュータは、分子画像走査から、および／または他の共位置合わせされた解剖学的画像走査から、ならびに／もしくは共位置合わせされた超音波走査からのデータを使用し、ニューラルネットワーク、または深層学習、データの分析を実施し、追跡走査のための有用性を決定し、かつ画像特徴の分類を実施してもよい。分析の結果は、ユーザに提示されることができる。とりわけ、結果は、共位置合わせされた画像データセットのレンダリングと、分類値を含有し得る、処理された融合画像のレンダリングとを備えることができる。統計、深層学習、およびセンサ融合アルゴリズムが、本目的のためにコンピュータによって使用されることができる。
可視化ステップ（３６０７）に続いて、ユーザは、ある分子構造のリアルタイム画像を得ることを所望し得る。ユーザインターフェースを使用して、ステップ（３６０９）では、ユーザは、共位置合わせされたデータセットのレンダリングにおいて識別される、そのような着目構造を選択してもよい。選択された特徴は、３Ｄ座標によって特徴付けられるであろう。
ステップ（３６１０）では、メモリ内に記憶された命令を使用して、コンピュータは、ロボットアーム、センサパネル、およびマスクアクチュエータのうちのいずれかを作動させ、選択された特徴に向かってセンサを配向するであろう。例えば、マスクは、着目特徴に向かってコリメートされる狭い視野を生成し、着目特徴が存在する面積内の画像感度および信号対雑音を最大限にするように、作動されてもよい。着目領域からデータを取り込み得る場所に向かったパネルの移動を計算する際に、コンピュータは、パネルを含むスキャナの構成要素が患者と衝突しないであろうように、患者の身体の３Ｄモデルを考慮するであろう。
本時点で、ステップ（３６１１）では、分子画像センサから収集されるデータは、近リアルタイムで画像を生成するように、コンピュータによって分析されてもよい。上記に説明されるように、コンピュータは、ステップ（３６１１）の下で分子センサによって送達されるリアルタイム分子データと併せて、ステップ（３６０３）または（３６０８）から生じるデータセット等の前もって走査された分子３Ｄデータセットを使用し、リアルタイム分子画像レンダリングの品質を改良し得る。同様に、上記に説明されるように、共位置合わせされた超音波走査が、解剖学的コンテキストを分子画像に提供するように、ステップ（３６１２）の下で実施されることができる。超音波画像上に増強されるべき分子画像は、ステップ（３６０３）または（３６０８）によって送達されることができる、もしくはステップ（３６１１）から生じるリアルタイム画像であり得る。
さらに、ユーザは、ユーザインターフェースで可視化された超音波走査を使用し、ステップ（３６０９）の下で３Ｄ共位置合わせされた着目特徴を選択してもよい。ユーザは、共位置合わせされた画像データセットの任意のレンダリングにおいて識別される、そのような着目構造を選択してもよい。ステップ（３６１３）では、コンピュータは、図１または１３に説明されるように、コンピュータビジョンシステムによって提供されるような追跡データを使用して、超音波データセットをライブ分子画像と共位置合わせする。
いくつかの実装では、コンピュータは、ステップ（３６１２）の下で送達されるリアルタイム超音波走査を使用し、（ステップ（３６０３）または（３６０８）からの）記憶された３Ｄ分子画像データセットもしくは（ステップ（３６１１）からの）リアルタイム分子画像のいずれかの構築およびレンダリングで使用される、組織変形モデルを生成してもよい。変形モデル化プロセスの詳細が、上記に提示される。
ステップ（３６１４）では、コンピュータは、ユーザ点検のために超音波走査および共位置合わせされた分子画像走査のレンダリングを可視化デバイスに送信する。いくつかの実装では、ステップ（３６１５）では、分子画像システムによって誘導される介入が、実施されることができる。例えば、介入は、分子画像のレンダリングを使用し、着目標的を強調表示することができる。別の実施例では、介入は、ライブ超音波または他のリアルタイム画像診断法上に増強される分子画像のレンダリングを使用し、着目標的を強調表示することができる。そのような介入は、生検、アブレーション、切除、放射線治療、または他の医療手技を備えることができる。介入は、針、アブレーションシステム、外科用デバイス、または他の医療器具を使用してユーザによって手動で行われる介入、ある面積を治療するように共位置合わせされた高強度集束超音波システムによって行われる介入、生検および外科手術を誘導するように共位置合わせされた定位システムを通して行われる介入、切除および外科手術を誘導するようにロボット医療システムによって実施される介入、切除および外科手術を誘導するように腹腔鏡システムによって実施される介入、腫瘍を治療するように共位置合わせされた放射線治療デバイスによって実施される介入を含有する群から選択されることができる。例えば、超音波画像上に増強される分子画像は、着目特徴に向かって針、アブレーションシステム、または別の医療デバイスを駆動するようにユーザを誘導することができる。他の画像システムおよび治療システムとの共位置合わせは、内蔵コンピュータビジョンカメラ、別の共位置合わせおよび追跡デバイスを使用して、行われることができる。介入（３６１５）を実施するユーザがロボットまたは自動である、いくつかの実装では、ステップ（３６１４）は、スキップされてもよい。
分子画像システムは、診断のため、および介入誘導のために、超音波以外の画像診断法と併せて使用されることができる。例えば、内視鏡、気管支鏡、腹腔鏡、結腸鏡、顕微鏡、ロボット内視鏡、およびロボット腹腔鏡等の共位置合わせされた光学医療システムが、使用されることができる。ステップ（３６１６）では、そのような光学画像システムが、患者を撮像するために使用される。
ステップ（３６１７）では、コンピュータは、光学器具を分子画像システムと共位置合わせする。光学医療画像デバイスが剛性である場合、図１および１３に説明される内蔵コンピュータビジョンシステムが、コンピュータビジョンシステムおよび分子画像システムに対して医療画像デバイスを特定するために使用されることができる。タグおよび標識が、光学医療デバイスの場所および追跡を補助するように、それらのデバイスに添着されることができる。
光学システムが可撓性である、または容易にコンピュータビジョンシステムの視野内にない場合、他のモダリティが、共位置合わせを生成するために使用されることができる。例えば、光学医療デバイスが内視鏡カメラまたは可撓性腹腔鏡カメラである場合、ステップ（３６１８）では、蛍光透視鏡が、コンピュータに蛍光透視鏡画像をロードさせ、内視鏡の構造と関連付けられる特徴を分析し、蛍光透視鏡のＸ線源およびセンサに対する蛍光透視鏡カメラの場所を推論することによって、蛍光透視鏡基準系に対する内視鏡の位置および配向を決定するために使用されてもよい。いくつかの実装では、光学医療デバイスは、すでに蛍光透視鏡システム等のＸ線システムと共位置合わせされていてもよい。この場合、コンピュータが蛍光透視鏡画像を分析し、光学医療デバイスの位置を推論する必要はない。
蛍光透視鏡画像内で識別可能な特徴を備える基準タグが、患者上または患者の近く等の蛍光透視鏡の視野内に位置付けられることができる。基準タグはまた、内蔵コンピュータビジョンシステムによって識別可能な特徴を備えてもよい。コンピュータビジョンシステムに動作可能に接続されるコンピュータは、コンピュータビジョンデータを使用し、基準タグに対するコンピュータビジョンカメラの場所を決定してもよい。コンピュータは、蛍光透視鏡画像を読み出して分析し、蛍光透視鏡に対する基準タグの位置を抽出してもよい。コンピュータは、次いで、光学画像カメラと蛍光透視鏡との間の共位置合わせ、タグに対する蛍光透視鏡の位置、コンピュータビジョンシステムに対するタグの位置を使用し、コンピュータビジョンカメラに対する腹腔鏡または内視鏡医療光学カメラの位置を決定してもよい。これは、光学医療カメラによって撮影される画像と分子画像との間の共位置合わせを可能にする。ステップ（３６１９）では、コンピュータは、光学医療デバイスおよび分子画像デバイスによって撮影される共位置合わせされた画像のレンダリングを可視化デバイスに送信することができる。いくつかの実装では、分子画像は、常に医療光学カメラの位置、配向、および焦点距離に合致するように、透視投影レンダリングにおいてコンピュータによってレンダリングされるであろう。これは、光学医療デバイスによって撮影されるライブ画像上に増強するために好適なレンダリング分子画像データを生成するであろう。最大強度投影等のレンダリングが、分子画像をレンダリングするために使用されることができる。他の追跡システムも、Ｘ線システムを分子画像システムと共位置合わせするために使用され得る。光学医療デバイスによって送達されるライブ光学画像および分子画像レンダリングの増強によって誘導される、ステップ（３６２０）では、生検、アブレーション、切除、外科手術等の介入が、起こり得る。ステップ（３６１９）は、医学的介入（３６２０）が自動またはロボットである場合、スキップされることができる。
上記の説明は、多くの詳細を含有するが、これらは、範囲上の限定としてではなく、むしろ、その一またはいくつかの実施形態の例示として解釈されるべきである。多くの他の変形例も、可能性として考えられる。
いくつかの実施形態では、コンピュータシステムが、上記に説明されるエンティティまたは構成要素のうちのいずれかを実装するために使用されてもよい。コンピュータシステムは、各サブシステムと通信するため、かつシステムメモリまたは固定ディスクからの命令の実行、ならびにコンピュータシステムの他のサブシステムの間の情報の交換を制御するための中央プロセッサを含む。本明細書で使用されるように、プロセッサは、シングルコアプロセッサ、同一の集積チップ上のマルチコアプロセッサ、または単一の回路基板上にある、もしくはネットワーク化される複数の処理ユニットを含む。システムメモリおよび／または固定ディスクは、コンピュータ可読媒体を具現化してもよい。コンピュータシステムはまた、入出力（Ｉ／Ｏ）デバイスを含むことができる。コンピュータシステムは、コンピュータシステムをインターネット等の広域ネットワークに接続するために使用され得る、ネットワークインターフェースを含むことができる。
コードまたはコードの一部を含有するための記憶媒体およびコンピュータ可読媒体は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリまたは他のメモリ技術、ＣＤ－ＲＯＭ、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）、もしくは他の光学記憶装置、磁気カセット、磁気テープ、磁気ディスク記憶装置、または他の磁気記憶デバイス、データ信号、データ伝送、もしくは所望の情報を記憶または伝送するために使用され得、コンピュータによってアクセスされ得る、任意の他の媒体を含む、コンピュータ可読命令、データ構造、プログラムモジュール、もしくは他のデータ等の情報の記憶および／または伝送のための任意の方法もしくは技術で実装される、限定ではないが、揮発性および不揮発性のリムーバルおよび非リムーバル媒体等の記憶媒体ならびに通信媒体を含む、当技術分野で公知である、もしくは使用される、任意の適切な媒体を含むことができる。
本願に説明されるソフトウェアコンポーネントまたは機能のうちのいずれかは、例えば、従来またはオブジェクト指向技法を使用して、例えば、（登録商標）、Ｃ、Ｃ＋＋、Ｃ＃、Ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ－Ｃ、Ｓｗｉｆｔ等の任意の好適なコンピュータ言語、またはＰｅｒｌもしくはＰｙｔｈｏｎ等のスクリプト言語を使用するプロセッサによって実行されるべきソフトウェアコードとして、実装されてもよい。ソフトウェアコードは、記憶および／または伝送のためにコンピュータ可読媒体上に一連の命令もしくはコマンドとして記憶されてもよい。好適な非一過性のコンピュータ可読媒体は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読取専用メモリ（ＲＯＭ）、ハードディスクもしくはフロッピー（登録商標）ディスク等の磁気媒体、またはコンパクトディスク（ＣＤ）もしくはＤＶＤ（デジタル多用途ディスク）等の光学媒体、フラッシュメモリ、および同等物を含むことができる。コンピュータ可読媒体は、そのような記憶または伝送デバイスの任意の組み合わせであってもよい。
「ａ」、「ａｎ」、または「ｔｈｅ」の記載は、具体的に反対に示されない限り、「１つまたはそれを上回る」を意味することを意図している。「または」の使用は、具体的に反対に示されない限り、「排他的なまたは」ではなく、「包括的なまたは」を意味することを意図している。
「第１の」、「第２の」、「第３の」、「第４の」等の用語の使用が、他の１つの要素を別の要素と区別するために使用されてもよく、別様に示されない限り、必ずしもそのような要素の間の順序または階層を含意しない。

Claims (37)

  1. 患者を走査するためのポータブル単一光子放出型コンピュータ断層撮影（ＳＰＥＣＴ）画像システムであって、前記システムは、
    単一光子放出型コンピュータ断層撮影コントローラユニットであって、前記コントローラユニットは、コンピュータを備える、コントローラユニットと、
    前記コントローラユニットに接続される機械的継合アームであって、前記継合アームは、直接力を印加することを通してユーザによって所望の場所に位置付けられることができる、機械的継合アームと、
    前記継合アームに接続される少なくとも１つのガンマカメラパネルであって、前記ガンマカメラパネルは、位置およびエネルギー感知分解能を伴うガンマカメラセンサを備え、前記ガンマカメラパネルは、１５度よりも広い画像視野を提供する、ガンマカメラパネルと、
    患者の全体的面積を観察するような方法で搭載されるカメラと、
    少なくとも１つのプロセッサおよびメモリであって、前記メモリは、前記少なくとも１つのプロセッサ、前記カメラ、および前記ガンマカメラセンサと動作可能に結合され、前記メモリは、前記少なくとも１つのプロセッサによる実行のための命令を有しており、前記命令は、前記少なくとも１つのプロセッサに、
    前記ガンマカメラセンサから受信される第１のガンマ線光子感知事象を読み取ることと、
    前記患者の身体に対する前記ガンマカメラパネルの第１の位置および配向を提供することと、
    前記第１の位置および配向を使用して、前記第１のガンマ線光子感知事象を前記患者の身体に共位置合わせすることと、
    前記ガンマセンサから受信される第２のガンマ線光子感知事象を読み取ることと、
    前記患者の身体に対する前記ガンマカメラパネルの第２の位置および配向を提供することと、
    前記第２の位置および配向を使用して、前記第２のガンマ線光子感知事象を前記患者の身体に共位置合わせすることと、
    第１および第２の共位置合わせされた感知事象を使用することによって、前記患者の内側でガンマ線放出放射性同位体の３Ｄ分布を再構築することと
    を行わせる、少なくとも１つのプロセッサおよびメモリと
    を備える、システム。
  2. 前記継合アームは、コンピュータ制御可能な６軸ロボットアームである、請求項１に記載のシステム。
  3. 前記メモリはさらに、前記少なくとも１つのプロセッサに、前記機械的アームを作動させてＳＰＥＣＴ走査を実施させる命令を有する、請求項１に記載のシステム。
  4. 前記少なくとも１つのプロセッサおよび前記メモリに結合されるモータによって作動される車輪をさらに備え、前記車輪は、前記患者の走査の間に前記ＳＰＥＣＴシステムを移動させるように作動される、請求項３に記載のシステム。
  5. 前記パネル上に搭載される近接性センサをさらに備え、前記近接性センサは、前記少なくとも１つのプロセッサおよび前記メモリに動作可能に結合され、前記患者に対する前記パネルの移動は、前記近接性センサによって取得される近接性センサデータに応じて修正される、請求項３に記載のシステム。
  6. 前記メモリはさらに、前記少なくとも１つのプロセッサに、
    コンピュータビジョンを使用して、規則的間隔において前記患者の身体の３Ｄモデルを生成することと、
    前記身体の１つの３Ｄモデルから別の３Ｄモデルに起こる身体変化および変形を検出することと
    を行わせる命令を有する、請求項１に記載のシステム。
  7. 前記メモリはさらに、前記少なくとも１つのプロセッサに、前記ＳＰＥＣＴ走査のリセットを要求し得る有意な身体変化を前記ユーザに知らせさせる命令を有する、請求項６に記載のシステム。
  8. 前記メモリはさらに、前記少なくとも１つのプロセッサに、
    第１の３Ｄ患者身体モデルを決定し、第１のセンサ検出事象に割り当てることと、
    第２の３Ｄ患者身体モデルを決定し、第２のセンサ検出事象に割り当てることと、
    第１の３Ｄ患者身体モデルから第２の３Ｄ患者身体モデルへの組織変形モデルを生成することと、
    第１および第２の感知事象および前記組織変形モデルを使用することによって、前記患者の内側でガンマ線放出放射性同位体の３Ｄ分布を再構築することと
    を行わせる命令を有する、請求項６に記載のシステム。
  9. 前記メモリはさらに、前記少なくとも１つのプロセッサに、前記継合アームおよびガンマカメラパネルの移動を停止させ、前記患者の身体との前記ＳＰＥＣＴ画像システムの構成要素の間の衝突を回避させる命令を有する、請求項１に記載のシステム。
  10. 前記メモリはさらに、前記少なくとも１つのプロセッサに、
    他の物体または人々のための前記ガンマカメラパネルの投影された経路内の空間を監視することと、
    前記継合アームおよびガンマカメラパネルの移動を停止させ、前記他の物体または人々との前記ＳＰＥＣＴ画像システムの任意の構成要素の間の衝突を回避することと
    を行わせる命令を有する、請求項９に記載のシステム。
  11. 超音波プローブと、
    追跡システムであって、前記追跡システムは、前記患者の身体に対する前記超音波プローブの位置および配向を決定するために使用される、追跡システムと、
    可視化デバイスと、
    少なくとも１つのプロセッサおよびメモリであって、前記メモリは、前記超音波プローブ、追跡システム、前記患者または基準点に共位置合わせされるガンマ線放出放射性同位体の３Ｄ分布を記憶するメモリ、および前記可視化デバイスと動作可能に結合され、前記メモリは、前記少なくとも１つのプロセッサによる実行のための命令を有しており、前記命令は、前記少なくとも１つのプロセッサに、
    前記患者に対して、または基準点に対して前記超音波プローブを追跡することと、
    前記超音波プローブによって取得される超音波プローブ追跡データを使用して、ガンマ線放出放射性同位体の前記３Ｄ分布と超音波走査との間の共位置合わせを決定することと、
    前記超音波走査上へのガンマ線放出放射性同位体の前記３Ｄ分布の特徴の増強を備える画像を前記可視化デバイスに送達することと
    を行わせる、少なくとも１つのプロセッサおよびメモリと
    をさらに備える、請求項１に記載のシステム。
  12. 前記追跡システムは、光学追跡システム、電気機械追跡システム、電磁追跡システム、超音波追跡システム、深度画像追跡システム、それらの組み合わせを含有する群から選択される、請求項１１に記載のシステム。
  13. 前記メモリはさらに、前記少なくとも１つのプロセッサに、
    メモリからＳＰＥＣＴ画像データセットを読み取ることと、
    第１の超音波フレームから第２の超音波フレームまでの前記画像内の特徴の移動のモデルを生成することと、
    前記画像内の前記特徴の移動のモデルに基づいて、変更されたＳＰＥＣＴ画像を生成することと、
    前記第２の超音波フレーム上に前記変更されたＳＰＥＣＴ画像を増強することと
    を行わせる命令を有する、請求項１１に記載のシステム。
  14. 患者を走査するためのリアルタイムマルチモダリティポータブル単一光子放出型コンピュータ断層撮影（ＳＰＥＣＴ）画像システムであって、前記システムは、
    ＳＰＥＣＴコントローラユニットであって、ユニットは、少なくともコンピュータを備える、ユニットと、
    前記コントローラユニットに接続される機械的継合アームであって、前記継合アームは、直接力を印加することを通してユーザによって所望の場所に位置付けられることができる、機械的継合アームと、
    前記継合アームに接続される少なくとも１つのガンマカメラパネルであって、前記ガンマカメラパネルは、位置およびエネルギー感知分解能を伴うガンマカメラセンサを備える、ガンマカメラパネルと、
    超音波トランスデューサであって、前記超音波トランスデューサは、ガンマカメラ視野と少なくとも部分的に重複する視野を有するような方法で位置付け可能である、超音波トランスデューサと、
    追跡システムであって、前記追跡システムは、前記ガンマカメラに対する前記超音波トランスデューサの相対位置についての追跡情報を提供することが可能である、追跡システムと、
    可視化デバイスと、
    少なくとも１つのプロセッサおよびメモリであって、前記メモリは、前記ガンマカメラセンサ、超音波トランスデューサ、追跡システム、および可視化デバイスと動作可能に結合され、前記メモリは、前記少なくとも１つのプロセッサによる実行のための命令を有しており、前記命令は、前記少なくとも１つのプロセッサに、
    前記ガンマセンサから受信される第１のガンマ線光子感知事象を読み取ることと、
    前記ガンマセンサから受信される第２のガンマ線光子感知事象を読み取ることと、
    第１および第２の感知事象を使用することによって、前記患者の内側でガンマ線放出放射性同位体の３Ｄ分布を再構築することと、
    前記追跡情報を使用して、前記超音波トランスデューサと前記ガンマセンサとの間の共位置合わせを決定することと、
    前記超音波トランスデューサと前記ガンマセンサとの間の前記共位置合わせを使用して、ガンマ線放出放射性同位体の前記３Ｄ分布と超音波走査との間の共位置合わせを決定することと、
    ガンマ線放出放射性同位体の前記３Ｄ分布と超音波走査との間の前記共位置合わせを使用することによって、前記超音波走査上へのガンマ線放出放射性同位体の前記３Ｄ分布の増強を備える画像を前記可視化デバイスに送達することと
    を行わせる、少なくとも１つのプロセッサおよびメモリと
    を備える、システム。
  15. 前記ガンマカメラパネルは、１５度よりも広い画像視野を提供し、前記画像視野は、前記ガンマカメラが最大画像感度を有する方向に対する角度の範囲として画定され、そこからガンマ光子が、前記最大画像感度の１００分の１よりも大きい感度を伴う前記ガンマカメラパネルによって構成されるガンマセンサによって、検出および撮像されることができる、請求項１４に記載のシステム。
  16. ガンマ線放出放射性同位体の前記再構築された３Ｄ分布は、前記ガンマカメラが少なくとも５０ｍｍを網羅する距離の範囲に関して最も敏感である方向に沿って、前記患者に対する前記ガンマカメラパネルの本質的に静的な位置から２０ミリメートル（ｍｍ）未満の有限深度画像分解能によって特徴付けられる、請求項１４に記載のシステム。
  17. 前記超音波トランスデューサは、ユーザが前記トランスデューサを保持することなく、前記患者の身体に添着される、請求項１４に記載のシステム。
  18. 少なくとも１つのプロセッサおよびメモリであって、前記メモリは、前記ガンマカメラセンサ、超音波トランスデューサ、追跡システムと動作可能に結合され、前記メモリは、前記少なくとも１つのプロセッサによる実行のための命令を有しており、前記命令は、前記少なくとも１つのプロセッサに、
    前記ガンマセンサから受信されるガンマ線光子感知事象を読み取り、それによって、ガンマ線光子を検出することと、
    超音波画像マップを前記ガンマ線光子感知事象と関連付けることと、
    前記超音波画像マップから組織モデルを提供することと、
    前記組織モデルからガンマ光子減衰モデルを生成することと、
    前記ガンマ光子減衰モデルを使用し、前記検出されたガンマ線光子に関して前記患者の内側の減衰確率を決定することと
    を行わせる、請求項１４に記載のシステム。
  19. 前記継合アームの遠位端に搭載される第１および第２のガンマカメラパネルを備え、前記パネルは、前記パネルの間の距離が修正され得るように作動されることができ、前記パネルは、前記パネルの間の相対角度が修正され得るように、作動されることができ、前記パネルは、別の医療器具が前記パネルの間に位置付けられることを可能にするように、分離されることができる、請求項１４に記載のシステム。
  20. 前記医療器具は、超音波プローブである、請求項１９に記載のシステム。
  21. 前記医療器具は、生検針である、請求項１９に記載のシステム。
  22. 前記医療器具は、アブレーション治療デバイスである、請求項１９に記載のシステム。
  23. 患者の身体部分を走査するためのポータブル単一光子放出型コンピュータ断層撮影（ＳＰＥＣＴ）画像システムであって、前記システムは、
    ＳＰＥＣＴコントローラユニットであって、前記コントローラユニットは、少なくともコンピュータを備える、コントローラユニットと、
    前記コントローラユニットに接続される機械的継合アームと、
    前記継合アームに接続されるガンマカメラパネルであって、前記ガンマカメラパネルは、位置およびエネルギー感知分解能を伴うガンマカメラセンサを備え、前記ガンマカメラパネルは、１５度よりも広い画像視野を提供し、前記画像視野は、前記ガンマカメラが最大画像感度を有する方向に対する角度の範囲として画定され、そこからガンマ光子が、前記最大画像感度の１００分の１よりも大きい感度を伴う前記ガンマカメラパネルによって構成されるガンマセンサによって、検出および撮像されることができる、ガンマカメラパネルと、
    前記パネル上に搭載される触圧センサであって、前記触圧センサは、少なくとも１つのプロセッサおよびメモリに動作可能に結合され、前記患者に対する前記パネルの移動は、前記触圧センサによって取得される触圧センサデータに応じて修正される、触圧センサと
    を備える、システム。
  24. 前記継合アームの遠位端に搭載される第２のガンマカメラパネルをさらに備え、前記パネルは、前記パネルの間の距離が修正され得るように作動されることができ、前記パネルは、前記パネルの間の相対角度が修正され得るように作動されることができ、前記パネルは、本質的に向かい合って、かつ前記患者の身体部分がパネル面の間に位置付けられることを可能にするように、位置付けられることができる、請求項２３に記載のシステム。
  25. システムであって、
    エネルギーおよび位置分解能感知能力を伴うガンマ線光子センサであって、前記ガンマ線光子センサは、光子相互作用の位置を提供する、ガンマ線光子センサと、
    前記光子センサの前に設置される符号化開口マスクであって、
    前記マスクは、双錐台として成形される光子減衰マスクピクセル要素を備え、
    共通縁を有する双錐台マスクピクセル要素の間の物理的空間が、材料によって部分的または完全に占有され、
    前記マスクは、前記センサの前に画像視野を生成する、
    符号化開口マスクと、
    少なくとも１つのプロセッサと、
    前記センサおよび前記プロセッサと動作可能に結合されるメモリであって、前記メモリは、前記少なくとも１つのプロセッサによる実行のための命令を記憶しており、前記命令は、前記プロセッサに、
    基準面上に第１の光子相互作用の位置を投影し、第１の投影された相互作用点を生成することと、
    前記画像視野に向かった方向に関する前記第１の投影された相互作用点に関して前記メモリ内に記憶された光子減衰係数を読み出すことと、
    基準面上に第２の光子相互作用の位置を投影し、第２の投影された相互作用点を生成することと、
    前記画像視野に向かった方向に関する前記第２の投影された相互作用点に関して前記メモリ内に記憶された光子減衰係数を読み出すことと、
    前記第１および第２の光子相互作用に関する前記読み出された減衰係数を使用して、ガンマ線源の画像を再構築することと
    を行わせる、メモリと
    を備える、システム。
  26. 前記センサは、３つ全ての次元で４ｍｍよりも良好な分解能を用いて前記光子相互作用の位置を提供する、請求項２５に記載のシステム。
  27. 前記符号化開口マスクは、１０グラム／立方センチメートル（ｇ／ｃｃ）よりも高い密度の材料から作製される、請求項２５に記載のシステム。
  28. マスクピクセル要素は、双錐台基部上の法線に対して１０度よりも大きい角度を成す少なくとも側面を有する双錐台として成形される、請求項２５に記載のシステム。
  29. 双錐台マスクピクセル要素の間の前記材料は、１０グラム／立方センチメートル（ｇ／ｃｃ）よりも高い密度である、請求項２５に記載のシステム。
  30. 前記双錐台マスクピクセル要素は、長方形基部、三角形基部、六角形基部を含有する群から選択される基部を有する、請求項２５に記載のシステム。
  31. 双錐台マスクピクセル要素の形状は、曲線状側面を伴うマスクピクセル要素によって近似される、請求項２５に記載のシステム。
  32. 前記符号化開口マスクは、複数の平面を横断して拡張する、請求項２５に記載のシステム。
  33. 前記符号化開口マスクによって被覆されない前記センサの周囲の方向における光子減衰遮蔽体をさらに備える、請求項２５に記載のシステム。
  34. 前記符号化開口マスクは、０．１％～７０％に及ぶように前記マスクの総面積に対する非減衰マスク面積の面積の割合として定義される開放割合を有する、請求項２５に記載のシステム。
  35. 前記符号化開口マスクは、自立式である、請求項２５に記載のシステム。
  36. 前記符号化開口マスクは、前記マスクピクセルの双錐台成形に近似するようにともにスタックされる複数の層から構築される、請求項２５に記載のシステム。
  37. 方法であって、
    第１の基準面上にガンマ線光子センサによって検出される第１の光子相互作用の位置を投影し、第１の投影された相互作用点を生成することであって、前記ガンマ線光子センサは、エネルギーおよび位置分解能感知能力を有し、前記ガンマ線光子センサは、前記光子相互作用の位置を提供し、符号化開口マスクが、前記光子センサの前に設置され、前記マスクは、双錐台として成形される光子減衰マスクピクセル要素を備え、共通縁を有する双錐台マスクピクセル要素の間の物理的空間が、材料によって部分的または完全に占有され、前記マスクは、前記センサの前に画像視野を生成する、ことと、
    前記画像視野に向かった方向に関する前記第１の投影された相互作用点に関してメモリ内に記憶された光子減衰係数を読み出すことと、
    第２の基準面上に前記ガンマ線光子センサによって検出される第２の光子相互作用の位置を投影し、第２の投影された相互作用点を生成することと、
    前記画像視野に向かった方向に関する前記第２の投影された相互作用点に関して前記メモリ内に記憶された光子減衰係数を読み出すことと、
    前記第１および第２の光子相互作用に関する前記読み出された減衰係数を使用して、ガンマ線源の画像を再構築することと
    を含む、方法。
JP2021560574A 2019-04-09 2020-04-09 高性能かつ万能な分子画像のための方法およびシステム Pending JP2022526445A (ja)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201962831504P 2019-04-09 2019-04-09
US62/831,504 2019-04-09
US201962836514P 2019-04-19 2019-04-19
US62/836,514 2019-04-19
PCT/US2020/027526 WO2020210532A1 (en) 2019-04-09 2020-04-09 Methods and systems for high performance and versatile molecular imaging

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2022526445A true JP2022526445A (ja) 2022-05-24
JPWO2020210532A5 JPWO2020210532A5 (ja) 2023-02-10

Family

ID=72751528

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021560574A Pending JP2022526445A (ja) 2019-04-09 2020-04-09 高性能かつ万能な分子画像のための方法およびシステム

Country Status (7)

Country Link
US (3) US11439358B2 (ja)
EP (1) EP3952747A4 (ja)
JP (1) JP2022526445A (ja)
CN (1) CN114502076A (ja)
CA (1) CA3136002A1 (ja)
IL (1) IL287027A (ja)
WO (1) WO2020210532A1 (ja)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108095761B (zh) 2012-03-07 2021-10-15 齐特奥股份有限公司 空间对准设备、空间对准系统及用于指导医疗过程的方法
US10617401B2 (en) 2014-11-14 2020-04-14 Ziteo, Inc. Systems for localization of targets inside a body
WO2020210532A1 (en) 2019-04-09 2020-10-15 Ziteo, Inc. Methods and systems for high performance and versatile molecular imaging
US11191515B1 (en) * 2020-10-23 2021-12-07 Siemens Medical Solutions Usa, Inc Internal dose assessment with portable single photon emission computed tomography
WO2022240770A1 (en) * 2021-05-10 2022-11-17 Excera Inc. Multiscale ultrasound tracking and display
US11763499B2 (en) * 2021-09-01 2023-09-19 Mazor Robotics Ltd. Systems, methods, and devices for generating a corrected image
EP4197444A1 (en) * 2021-12-20 2023-06-21 Koninklijke Philips N.V. Lung volume estimation from radiographic images

Family Cites Families (191)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6405072B1 (en) 1991-01-28 2002-06-11 Sherwood Services Ag Apparatus and method for determining a location of an anatomical target with reference to a medical apparatus
US7831358B2 (en) 1992-05-05 2010-11-09 Automotive Technologies International, Inc. Arrangement and method for obtaining information using phase difference of modulated illumination
US5453686A (en) 1993-04-08 1995-09-26 Polhemus Incorporated Pulsed-DC position and orientation measurement system
DE69433588T2 (de) 1993-04-26 2005-02-03 St. Louis University Anzeige der lage einer sonde
US5436958A (en) 1994-08-03 1995-07-25 General Electric Company Adjustable collimator
JP3358817B2 (ja) 1994-12-23 2002-12-24 ディジラッド 半導体γ線カメラおよび医療用イメージングシステム
EP0845959A4 (en) 1995-07-16 1998-09-30 Ultra Guide Ltd HAND-FREE DRAWING A NEEDLE GUIDE
JPH09187038A (ja) 1995-12-27 1997-07-15 Canon Inc ３次元形状抽出装置
US6167296A (en) 1996-06-28 2000-12-26 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Method for volumetric image navigation
JP4212128B2 (ja) 1997-07-02 2009-01-21 株式会社東芝 放射線治療装置
US7028899B2 (en) 1999-06-07 2006-04-18 Metrologic Instruments, Inc. Method of speckle-noise pattern reduction and apparatus therefore based on reducing the temporal-coherence of the planar laser illumination beam before it illuminates the target object by applying temporal phase modulation techniques during the transmission of the plib towards the target
US6050943A (en) 1997-10-14 2000-04-18 Guided Therapy Systems, Inc. Imaging, therapy, and temperature monitoring ultrasonic system
US6100531A (en) 1998-04-17 2000-08-08 Adac Laboratories Dual-purpose radiation transmission source for nuclear medicine imaging system
US6424996B1 (en) 1998-11-25 2002-07-23 Nexsys Electronics, Inc. Medical network system and method for transfer of information
US6353227B1 (en) 1998-12-18 2002-03-05 Izzie Boxen Dynamic collimators
US7035897B1 (en) 1999-01-15 2006-04-25 California Institute Of Technology Wireless augmented reality communication system
IL128363A (en) 1999-02-03 2003-06-24 Moshe Ein Gal Moving collimator system
US6392235B1 (en) 1999-02-22 2002-05-21 The Arizona Board Of Regents On Behalf Of The University Of Arizona Coded-aperture system for planar imaging of volumetric sources
US6445822B1 (en) 1999-06-04 2002-09-03 Look Dynamics, Inc. Search method and apparatus for locating digitally stored content, such as visual images, music and sounds, text, or software, in storage devices on a computer network
US6381488B1 (en) 1999-06-15 2002-04-30 Sandia Corporation Method and apparatus to measure the depth of skin burns
CA2377190A1 (en) 1999-07-23 2001-02-01 University Of Florida Ultrasonic guidance of target structures for medical procedures
US6621918B1 (en) 1999-11-05 2003-09-16 H Innovation, Inc. Teleradiology systems for rendering and visualizing remotely-located volume data sets
US6628984B2 (en) 2000-04-12 2003-09-30 Pem Technologies, Inc. Hand held camera with tomographic capability
IL137821A (en) * 2000-08-10 2009-07-20 Ultraspect Ltd Spect gamma camera
WO2004042546A1 (en) * 2002-11-04 2004-05-21 V-Target Technologies Ltd. Apparatus and methods for imaging and attenuation correction
US8565860B2 (en) 2000-08-21 2013-10-22 Biosensors International Group, Ltd. Radioactive emission detector equipped with a position tracking system
US6697761B2 (en) 2000-09-19 2004-02-24 Olympus Optical Co., Ltd. Three-dimensional position/orientation sensing apparatus, information presenting system, and model error detecting system
US6891518B2 (en) 2000-10-05 2005-05-10 Siemens Corporate Research, Inc. Augmented reality visualization device
US7292251B1 (en) 2000-10-06 2007-11-06 The Research Foundation Of State University Of New York Virtual telemicroscope
US6540679B2 (en) 2000-12-28 2003-04-01 Guided Therapy Systems, Inc. Visual imaging system for ultrasonic probe
US7914453B2 (en) 2000-12-28 2011-03-29 Ardent Sound, Inc. Visual imaging system for ultrasonic probe
JP3710398B2 (ja) 2001-06-21 2005-10-26 安西メディカル株式会社 医用画像撮像装置
US6491632B1 (en) 2001-06-26 2002-12-10 Geoffrey L. Taylor Method and apparatus for photogrammetric orientation of ultrasound images
DE10142421A1 (de) 2001-08-31 2003-04-03 Forschungszentrum Juelich Gmbh Vorrichtung für SPECT-Untersuchungen
US20030076980A1 (en) 2001-10-04 2003-04-24 Siemens Corporate Research, Inc.. Coded visual markers for tracking and camera calibration in mobile computing systems
US7254438B2 (en) 2001-10-19 2007-08-07 Koninklijke Philips Electronics N.V. Multimodality medical imaging system and method with intervening patient access area
CN1612713A (zh) 2001-11-05 2005-05-04 计算机化医学体系股份有限公司 用于外部波束放射治疗的记录,引导和目标命中的装置和方法
US20030128801A1 (en) * 2002-01-07 2003-07-10 Multi-Dimensional Imaging, Inc. Multi-modality apparatus for dynamic anatomical, physiological and molecular imaging
DE10210648A1 (de) 2002-03-11 2003-10-02 Siemens Ag Verfahren zur Erfassung und Darstellung eines in ein zu untersuchendes oder behandelndes Hohlraumorgan eines Patienten eingeführten medizinischen Instruments
US20030194050A1 (en) * 2002-04-15 2003-10-16 General Electric Company Multi modality X-ray and nuclear medicine mammography imaging system and method
AU2003263003A1 (en) 2002-08-29 2004-03-19 Computerized Medical Systems, Inc. Methods and systems for localizing of a medical imaging probe and of a biopsy needle
ES2204322B1 (es) 2002-10-01 2005-07-16 Consejo Sup. De Invest. Cientificas Navegador funcional.
US6906330B2 (en) 2002-10-22 2005-06-14 Elgems Ltd. Gamma camera
US6754596B2 (en) 2002-11-01 2004-06-22 Ascension Technology Corporation Method of measuring position and orientation with improved signal to noise ratio
US20040204646A1 (en) 2002-11-04 2004-10-14 V-Target Technologies Ltd. Intracorporeal-imaging head
US7599730B2 (en) 2002-11-19 2009-10-06 Medtronic Navigation, Inc. Navigation system for cardiac therapies
US20040152975A1 (en) 2003-01-30 2004-08-05 Ira Blevis Image registration
WO2004111802A2 (en) 2003-04-02 2004-12-23 Sicel Technologies, Inc. Methods, systems, and computer program products for providing dynamic data of positional localization of target implants
CN101422378B (zh) 2003-05-08 2012-07-18 株式会社日立医药 超声诊断设备
US7549961B1 (en) 2003-07-31 2009-06-23 Sonosite, Inc. System and method supporting imaging and monitoring applications
EP1689290A2 (en) 2003-10-21 2006-08-16 The Board of Trustees of The Leland Stanford Junior University Systems and methods for intraoperative targeting
EP1531322A3 (en) 2003-11-13 2007-09-05 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Map display apparatus
CN100458563C (zh) 2003-11-20 2009-02-04 Ge医疗系统环球技术有限公司 准直器及x光照射装置和x光摄影装置
US9470801B2 (en) * 2004-01-13 2016-10-18 Spectrum Dynamics Llc Gating with anatomically varying durations
US8586932B2 (en) * 2004-11-09 2013-11-19 Spectrum Dynamics Llc System and method for radioactive emission measurement
WO2007054935A2 (en) * 2005-11-09 2007-05-18 Spectrum Dynamics Llc Dynamic spect camera
US7250607B1 (en) 2004-02-25 2007-07-31 The Procter & Gamble Company Collimator
JP4630564B2 (ja) 2004-03-30 2011-02-09 国立大学法人浜松医科大学 手術支援装置、方法及びプログラム
US8235909B2 (en) 2004-05-12 2012-08-07 Guided Therapy Systems, L.L.C. Method and system for controlled scanning, imaging and/or therapy
US7038205B2 (en) 2004-05-13 2006-05-02 The Regents Of The University Of California Probe apparatus with laser guiding for locating a source of radioactivity
EP1778957A4 (en) * 2004-06-01 2015-12-23 Biosensors Int Group Ltd OPTIMIZING THE MEASUREMENT OF RADIOACTIVE EMISSIONS IN SPECIFIC BODY STRUCTURES
US20050271300A1 (en) 2004-06-02 2005-12-08 Pina Robert K Image registration system and method
US7376903B2 (en) 2004-06-29 2008-05-20 Ge Medical Systems Information Technologies 3D display system and method
US20050285844A1 (en) 2004-06-29 2005-12-29 Ge Medical Systems Information Technologies, Inc. 3D display system and method
US7166846B2 (en) 2004-06-30 2007-01-23 Siemens Medical Solutions Usa, Inc. Multi-pinhole collimation for nuclear medical imaging
US8090429B2 (en) 2004-06-30 2012-01-03 Siemens Medical Solutions Usa, Inc. Systems and methods for localized image registration and fusion
JP2008507329A (ja) 2004-07-23 2008-03-13 カリプソー メディカル テクノロジーズ インコーポレイテッド 放射線治療及び他の医療用途におけるターゲットの実時間追跡のためのシステム及び方法
US8095203B2 (en) 2004-07-23 2012-01-10 Varian Medical Systems, Inc. Data processing for real-time tracking of a target in radiation therapy
BRPI0515007A (pt) 2004-08-12 2008-07-01 Navotek Medical Ltd sistema computadorizado para rastreamento e localização de fonte de ionização irradiada, sensor para direcionamento localizado em uma fonte de radiação ionizada, método para determinação da localização do dispositivo, método de fabricação de dispositivo de localização e uso de protetor de radiação ionizante
US7500795B2 (en) 2004-09-09 2009-03-10 Paul Sandhu Apparatuses, systems and methods for enhancing telemedicine, video-conferencing, and video-based sales
US7345282B2 (en) 2004-09-27 2008-03-18 Siemens Medical Solutions Usa, Inc. Collimator with variable focusing and direction of view for nuclear medicine imaging
US9316743B2 (en) * 2004-11-09 2016-04-19 Biosensors International Group, Ltd. System and method for radioactive emission measurement
US8423125B2 (en) 2004-11-09 2013-04-16 Spectrum Dynamics Llc Radioimaging
US9943274B2 (en) * 2004-11-09 2018-04-17 Spectrum Dynamics Medical Limited Radioimaging using low dose isotope
EP1827505A4 (en) * 2004-11-09 2017-07-12 Biosensors International Group, Ltd. Radioimaging
ATE422847T1 (de) 2004-12-08 2009-03-15 Perception Raisonnement Action Vorrichtung zur positionierung einer knochenschnittführung
WO2006094156A2 (en) 2005-03-02 2006-09-08 Calypso Medical Technologies, Inc. Systems and methods for treating a patient using guided radiation therapy or surgery
GB2423909B (en) 2005-03-04 2010-06-30 Elekta Ab Multi-leaf collimator
WO2006127142A2 (en) 2005-03-30 2006-11-30 Worcester Polytechnic Institute Free-hand three-dimensional ultrasound diagnostic imaging with position and angle determination sensors
US7912733B2 (en) 2005-05-04 2011-03-22 Board Of Regents, The University Of Texas System System, method and program product for delivering medical services from a remote location
US7989771B2 (en) 2005-05-13 2011-08-02 Koninklijke Philips Electronics N.V. Pinhole SPECT camera with plural detector heads
US7230246B2 (en) 2005-09-29 2007-06-12 Siemens Medical Solutions Usa, Inc. System and method for providing slant-angle collimation for nuclear medical imaging
US7835785B2 (en) 2005-10-04 2010-11-16 Ascension Technology Corporation DC magnetic-based position and orientation monitoring system for tracking medical instruments
CN100418489C (zh) 2005-10-27 2008-09-17 上海交通大学 手术导航中基于基准面膜的多模式医学图像配准系统
DE602005007509D1 (de) 2005-11-24 2008-07-24 Brainlab Ag Medizinisches Referenzierungssystem mit gamma-Kamera
US7831024B2 (en) 2006-03-17 2010-11-09 The Trustees Of The University Of Pennsylvania Slit-slat collimation
US20070223651A1 (en) * 2006-03-21 2007-09-27 Wagenaar Douglas J Dual modality mammography device
US20070236514A1 (en) 2006-03-29 2007-10-11 Bracco Imaging Spa Methods and Apparatuses for Stereoscopic Image Guided Surgical Navigation
JP2007282792A (ja) 2006-04-14 2007-11-01 Matsushita Electric Ind Co Ltd 超音波診断装置
US20090259123A1 (en) 2006-05-16 2009-10-15 Surgiceye Gmbh Method and device for 3d acquisition, 3d visualization and computer guided surgery using nuclear probes
ES2569411T3 (es) 2006-05-19 2016-05-10 The Queen's Medical Center Sistema de seguimiento de movimiento para imágenes adaptativas en tiempo real y espectroscopia
US7579600B2 (en) 2006-06-30 2009-08-25 Siemens Medical Solutions Usa, Inc. Preclinical SPECT system using multi-pinhole collimation
US9566454B2 (en) 2006-09-18 2017-02-14 Guided Therapy Systems, Llc Method and sysem for non-ablative acne treatment and prevention
US7737406B2 (en) * 2006-09-27 2010-06-15 Siemens Medical Solutions Usa, Inc. Compensating for truncated CT images for use as attenuation maps in emission tomography
US20080084961A1 (en) * 2006-10-04 2008-04-10 Cynthia Keppel Method and apparatus for combined gamma/x-ray imaging in stereotactic biopsy
US7711409B2 (en) * 2006-10-04 2010-05-04 Hampton University Opposed view and dual head detector apparatus for diagnosis and biopsy with image processing methods
US20080086059A1 (en) * 2006-10-04 2008-04-10 Cynthia Keppel Method and apparatus for lesion localization using a dual modality x-ray/gamma biopsy system
US7612343B2 (en) 2006-10-16 2009-11-03 Gvi Medical Devices Collimator for radiation detectors and method of use
US7786444B2 (en) 2006-11-17 2010-08-31 Gamma Medica-Ideas, Inc. Multi-aperture single photon emission computed tomography (SPECT) imaging apparatus
US7831076B2 (en) 2006-12-08 2010-11-09 Biosense Webster, Inc. Coloring electroanatomical maps to indicate ultrasound data acquisition
RU2009128074A (ru) * 2006-12-21 2011-01-27 Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. (Nl) Комплексная система визуализации методом spect и ультразвуковой терапии
WO2008100623A2 (en) 2007-02-16 2008-08-21 Johns Hopkins University Robust and accurate freehand 3d ultrasound
US7439514B1 (en) 2007-03-30 2008-10-21 General Electric Company Adjustable pinhole collimators method and system
US7723690B2 (en) 2007-03-30 2010-05-25 General Electric Company Adjustable slit collimators method and system
WO2008133959A1 (en) 2007-04-23 2008-11-06 California Institute Of Technology Single-lens 3-d imaging device using a polarization-coded aperture maks combined with a polarization-sensitive sensor
EP2165215B1 (de) 2007-05-24 2014-05-07 SurgicEye GmbH Bilderzeugungsapparat und -methode zur nuklearbildgebung
US7521681B2 (en) 2007-06-29 2009-04-21 Siemens Medical Solutions Usa, Inc. Non-rotating transaxial radionuclide imaging
US8153986B2 (en) 2007-07-09 2012-04-10 Lawrence Livermore National Security, Llc Hybrid Compton camera/coded aperture imaging system
US20090018403A1 (en) 2007-07-12 2009-01-15 Sicel Technologies, Inc. Trackable implantable sensor devices, systems, and related methods of operation
US7671340B2 (en) 2007-07-16 2010-03-02 General Electric Company Adjustable-focal-length collimators method and system
DE102007034955A1 (de) 2007-07-26 2009-02-05 Siemens Ag Verfahren zur Bewegungsvorgänge berücksichtigenden Aufnahme von Messdaten eines Patienten und zugehörige medizinische Einrichtung
US8594769B2 (en) 2007-09-28 2013-11-26 Varian Medical Systems, Inc. Systems and methods for associating physiological data with image data
HUE027888T2 (en) 2007-12-21 2016-10-28 Milabs Bv Focused small hole gamma detector
US8086004B2 (en) 2008-01-15 2011-12-27 Accuray Incorporated Use of a single X-ray image for quality assurance of tracking
WO2009094646A2 (en) 2008-01-24 2009-07-30 The University Of North Carolina At Chapel Hill Methods, systems, and computer readable media for image guided ablation
US8787648B2 (en) * 2008-03-07 2014-07-22 Koninklijke Philips N.V. CT surrogate by auto-segmentation of magnetic resonance images
CN101561831A (zh) 2008-04-16 2009-10-21 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 零件外形尺寸计算系统及方法
US9171221B2 (en) 2010-07-18 2015-10-27 Spatial Cam Llc Camera to track an object
US20110098083A1 (en) 2008-05-19 2011-04-28 Peter Lablans Large, Ultra-Thin And Ultra-Light Connectable Display For A Computing Device
DE102008034579A1 (de) 2008-07-24 2010-02-04 Siemens Aktiengesellschaft Single-Photon-Emissions-Computertomographie-Gerät
EP2310876B1 (en) 2008-07-29 2014-03-19 Milabs B.V. Gamma radiation imaging apparatus
US20100044571A1 (en) 2008-08-19 2010-02-25 University Of Washington Method for determining the three-dimensional position of a scintillation event
WO2010034619A1 (en) 2008-09-23 2010-04-01 Institut de Física D'Altes Energies Device for detecting highly energetic photons
US8864821B2 (en) * 2008-11-26 2014-10-21 Visen Medical, Inc. Methods and compositions for identifying subjects at risk of developing stent thrombosis
US8071949B2 (en) * 2009-01-23 2011-12-06 Jefferson Science Associates, Llc High-resolution single photon planar and spect imaging of brain and neck employing a system of two co-registered opposed gamma imaging heads
US8641621B2 (en) 2009-02-17 2014-02-04 Inneroptic Technology, Inc. Systems, methods, apparatuses, and computer-readable media for image management in image-guided medical procedures
US8690776B2 (en) 2009-02-17 2014-04-08 Inneroptic Technology, Inc. Systems, methods, apparatuses, and computer-readable media for image guided surgery
JP2010200894A (ja) 2009-03-02 2010-09-16 Tadashi Ukimura 手術支援システム及び手術ロボットシステム
US20120027260A1 (en) 2009-04-03 2012-02-02 Koninklijke Philips Electronics N.V. Associating a sensor position with an image position
EP2433262B1 (en) 2009-05-18 2016-07-27 Koninklijke Philips N.V. Marker-free tracking registration and calibration for em-tracked endoscopic system
US8556815B2 (en) 2009-05-20 2013-10-15 Laurent Pelissier Freehand ultrasound imaging systems and methods for guiding fine elongate instruments
US8338788B2 (en) 2009-07-29 2012-12-25 Spectrum Dynamics Llc Method and system of optimized volumetric imaging
CN101645170B (zh) 2009-09-03 2011-07-20 北京信息科技大学 多视点云精确配准方法
JP5774596B2 (ja) 2009-10-30 2015-09-09 ザ・ジョンズ・ホプキンス・ユニバーシティー 外科的介入のための臨床上重要な解剖学的標識点の視覚的追跡／アノテーション
US8986204B2 (en) 2009-11-16 2015-03-24 John Allen Pacey Telemedicine systems and methods
US20130016185A1 (en) 2009-11-19 2013-01-17 The John Hopkins University Low-cost image-guided navigation and intervention systems using cooperative sets of local sensors
US9974485B2 (en) 2009-12-11 2018-05-22 Verizon Patent And Licensing Inc. Method and system for providing remote healthcare services
CN101719221B (zh) 2009-12-25 2011-09-07 中国船舶重工集团公司第七○九研究所 一种航迹关联不确定度评定方法
US20120305812A1 (en) 2010-02-10 2012-12-06 Bowen Jason D Spect targeted volume molecular imaging using multiple pinhole apertures
US9610063B2 (en) 2010-03-26 2017-04-04 The Johns Hopkins University Methods and apparatus for ultrasound strain imaging
US20110306025A1 (en) 2010-05-13 2011-12-15 Higher Education Ultrasound Training and Testing System with Multi-Modality Transducer Tracking
DE102010017543A1 (de) 2010-06-23 2011-12-29 Surgiceye Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur kombinierten optischen und nuklearen Bilderfassung
WO2012019162A1 (en) * 2010-08-06 2012-02-09 Accuray, Inc. Systems and methods for real-time tumor tracking during radiation treatment using ultrasound imaging
US8109878B1 (en) 2010-09-14 2012-02-07 Quantason, LLC Use of coded excitation schemes in the detection and location of a target in a human body such as breast calcifications
US8824762B2 (en) 2010-10-22 2014-09-02 The Johns Hopkins University Method and system for processing ultrasound data
US8552389B2 (en) 2010-10-29 2013-10-08 General Electric Company System and method for collimation in diagnostic imaging systems
US9370332B2 (en) * 2010-11-10 2016-06-21 Siemens Medical Solutions Usa, Inc. Robotic navigated nuclear probe imaging
NL2006107C2 (en) 2011-01-31 2012-08-01 Milabs B V Focused pinhole gamma detection device.
US8831708B2 (en) 2011-03-15 2014-09-09 Siemens Aktiengesellschaft Multi-modal medical imaging
US20120265050A1 (en) * 2011-04-04 2012-10-18 Ge Wang Omni-Tomographic Imaging for Interior Reconstruction using Simultaneous Data Acquisition from Multiple Imaging Modalities
CN102258399B (zh) 2011-04-28 2012-11-28 上海交通大学 超声测距与光学定位耦合的无创实时跟踪器
US8476610B2 (en) 2011-06-24 2013-07-02 Siemens Medical Solutions Usa, Inc. Composite segment collimators for SPECT without dead zones
JP5836679B2 (ja) 2011-07-19 2015-12-24 キヤノン株式会社 放射線撮像装置および放射線撮像システム
DE102011053708A1 (de) 2011-09-16 2013-03-21 Surgiceye Gmbh Nuklearbildsystem und verfahren zum aktualisieren eines ursprünglichen nuklearbilds
US10614547B2 (en) * 2011-09-20 2020-04-07 Ge Healthcare Limited Methods of spatial normalization of positron emission tomography images
DE102011053868A1 (de) 2011-09-22 2013-03-28 humediQ GmbH System und Verfahren zur Positionierung mittels Nuklearer Bildgebung
US8487265B2 (en) 2011-11-23 2013-07-16 General Electric Company Imaging detector and method of manufacturing
KR101874494B1 (ko) 2011-11-25 2018-07-06 삼성전자주식회사 특징점의 삼차원 위치 계산 장치 및 방법
US9060732B2 (en) 2011-12-16 2015-06-23 Mayo Foundation For Medical Education And Research Multi-segment slant hole collimator system and method for tumor analysis in radiotracer-guided biopsy
DE102011121708A1 (de) 2011-12-20 2013-06-20 Surgiceye Gmbh Bilderzeugungsapparat und -Methode zur Nuklearbildgebung
JP5749148B2 (ja) 2011-12-21 2015-07-15 ジーイー・メディカル・システムズ・グローバル・テクノロジー・カンパニー・エルエルシー 放射線断層撮影装置および放射線検出装置並びに放射線断層撮影における空間分解能切換方法
CN108095761B (zh) 2012-03-07 2021-10-15 齐特奥股份有限公司 空间对准设备、空间对准系统及用于指导医疗过程的方法
WO2013142778A2 (en) * 2012-03-22 2013-09-26 Lall Terrence Applications of endocavity diagnostic probe in disease treatment
US20150238167A1 (en) * 2012-03-22 2015-08-27 Gamma Medical Technologies, Llc Dual modality endocavity biopsy imaging system and method
DE112013002890T5 (de) 2012-06-11 2015-02-19 Nassir Navab Dynamisches Nuklearemissions- und Röntgenbildgebungsgerät und entsprechendes Verfahren
KR20140055318A (ko) 2012-10-31 2014-05-09 삼성전자주식회사 콜리메이터 모듈, 콜리메이터 모듈을 포함하는 방사선 검출 장치, 콜리메이터 모듈을 포함하는 방사선 촬영 장치 및 방사선 촬영 장치의 제어 방법
DE102012111386A1 (de) 2012-11-23 2014-05-28 Surgiceye Gmbh Hybrides Bildgebungssystem für intraoperative, interventionelle und diagnostische Anwendungen
US9040925B2 (en) 2012-12-21 2015-05-26 Canberra Industries, Inc. Spatially-aware radiation probe system and method
KR101364339B1 (ko) 2013-01-22 2014-02-19 고려대학교 산학협력단 가변형 핀홀 타입 콜리메이터 장치 및 이를 이용한 방사선 영상 장비
JP2016510410A (ja) * 2013-02-04 2016-04-07 ノバダック テクノロジーズ インコーポレイテッド 合成無放射による自動化された三次元患者体型のシンチグラフィーでの画像化
US9129422B2 (en) 2013-02-25 2015-09-08 Siemens Aktiengesellschaft Combined surface reconstruction and registration for laparoscopic surgery
US20140343344A1 (en) * 2013-04-08 2014-11-20 Cubresa Inc. Radiation Therapy Guided Using Gamma Imaging
JP2014228443A (ja) 2013-05-23 2014-12-08 株式会社東芝 核医学診断装置および核医学画像生成プログラム
DE102013109486A1 (de) 2013-08-30 2015-03-05 Surgiceye Gmbh Navigationsaufsatz
US9029791B1 (en) 2013-12-20 2015-05-12 General Electric Company Imaging system using independently controllable detectors
WO2015118540A1 (en) 2014-02-06 2015-08-13 Bar Ilan University System and method for imaging with pinhole arrays
PL3146527T3 (pl) 2014-05-22 2022-02-07 Australian Nuclear Science & Technology Organisation Obrazowanie promieniowania gamma
KR101705120B1 (ko) 2014-08-28 2017-02-09 삼성전자 주식회사 자가 진단 및 원격 진단을 위한 초음파 진단 장치 및 초음파 진단 장치의 동작 방법
US10617401B2 (en) 2014-11-14 2020-04-14 Ziteo, Inc. Systems for localization of targets inside a body
CN105708484B (zh) 2014-12-01 2018-08-17 武汉知微科技有限公司 准直器及具有该准直器的探测装置和扫描设备
US20160287211A1 (en) * 2015-03-31 2016-10-06 Ralph S. DaCosta System and Method for Multi-Modal in Vivo Imaging
US9711251B2 (en) 2015-08-05 2017-07-18 Jefferson Science Associates, Llc Apparatus and method for variable angle slant hole collimator
US10058393B2 (en) 2015-10-21 2018-08-28 P Tech, Llc Systems and methods for navigation and visualization
WO2017083611A1 (en) 2015-11-11 2017-05-18 The General Hospital Corporation System and method for improved performance in nuclear medicine imaging
US20190000318A1 (en) * 2015-12-28 2019-01-03 Metritrack, Inc. System and method for the coregistration of medical image data
EP3407796A4 (en) 2016-01-29 2019-09-04 Noble Sensors, LLC POSITION CORRELATED ULTRASONIC IMAGE GENERATION
US10617366B2 (en) 2017-05-23 2020-04-14 Uih America, Inc. Imaging systems and methods thereof
US11213262B2 (en) 2018-11-09 2022-01-04 Argospect Technologies Inc. Collimator and detector based medical imaging systems
EP3931599A1 (en) 2019-02-25 2022-01-05 Milabs B.V. A spect-scanner and collimator
NL2022634B1 (nl) 2019-02-25 2020-09-01 Milabs Bv Een spect-scanner en collimator
WO2020210532A1 (en) 2019-04-09 2020-10-15 Ziteo, Inc. Methods and systems for high performance and versatile molecular imaging

Also Published As

Publication number Publication date
US11439358B2 (en) 2022-09-13
CN114502076A (zh) 2022-05-13
IL287027A (en) 2021-12-01
EP3952747A1 (en) 2022-02-16
US20220087624A1 (en) 2022-03-24
US20230030008A1 (en) 2023-02-02
CA3136002A1 (en) 2020-10-15
US11883214B2 (en) 2024-01-30
EP3952747A4 (en) 2022-12-07
US20240148346A1 (en) 2024-05-09
WO2020210532A1 (en) 2020-10-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11883214B2 (en) Methods and systems for high performance and versatile molecular imaging
US11364003B2 (en) Biopsy systems for breast computed tomography
JP6437286B2 (ja) 画像処理装置、画像処理プログラム、画像処理方法及び治療システム
JP5976627B2 (ja) 放射性イメージングのための画像生成装置および方法
US20050089205A1 (en) Systems and methods for viewing an abnormality in different kinds of images
JP2009533086A (ja) トモシンセシス技術を用いた患者の位置決め
JP7336984B2 (ja) 画像再構築のためのシステム及び方法
JP2007532202A (ja) ボリューム画像のパノラマビュー画像の作成システムおよび方法
JP2009542321A (ja) 画像誘導放射線手術における平行立体視ジオメトリ
US10143438B2 (en) System for 3D object modeling and tracking in X-ray imaging
JP2023083527A (ja) 乳房マッピングおよび異常定位
US9589387B2 (en) Image processing apparatus and image processing method
JP2018143416A (ja) 生体内運動追跡装置
JP2022510845A (ja) 画像ベースの装置追跡
Bodart et al. Clinical feasibility of x-ray based pose estimation of a transthoracic echo probe using attached fiducials
JPWO2020210532A5 (ja)
US11071505B2 (en) Anatomy adapted acquisition with fixed multi-source x-ray system
Albiol et al. 3D measurements from X-ray images and dense surface mappings
US20210007684A1 (en) System and method of low dose ct fluoroscopy via aperture control
CN117677358A (zh) 用于手术期间现场x射线荧光透视和c形臂计算机断层扫描成像的立体投影和交叉参考的增强现实系统和方法

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230202

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20230202

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20231130

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20231208

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20240307

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20240410