JP5565720B2 - リアルタイムにおいて、医学画像の電磁界干渉を取り除くための方法およびシステム - Google Patents

リアルタイムにおいて、医学画像の電磁界干渉を取り除くための方法およびシステム Download PDF

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Description

開示された技術は、一般に医学画像に関連があり、特に、画像診断システムによって得られた画像における電磁界干渉を減少するための方法およびシステムに関する。
電磁放射画像診断システムは、従来技術において周知である。このようなシステムは一般に、患者の関心領域の解剖の画像の形で表示を作成するために使用される。例えば、このような電磁放射画像診断システムは、X線、CT、MRI、USまたはPETシステムである。
医学位置決めシステム(MPS)は、従来技術において周知である。このようなシステムは一般に、患者の体内または周辺で対象物(例えばカテーテル)の場所を追跡し、マークするために使用される。医学位置決めシステムは、参照座標系において本体の場所を決定するため、電磁放射を使う可能性がある。より詳しくは、これらのシステムは、検出器によって検出された、この放射線と関連している信号の強度、および、放射線の供給源からのこの検出器の距離の関係を採用する。例えば、このような医学位置決めシステムは、それぞれのコイルの回転のうちの1つにより作成される平面に垂直である軸が相互に直角であるように配置された、伝達コイルの形で、3つの電磁放射伝送器を含む可能性がある。これらのシステムは、それぞれのコイルの回転のうちの1つに作成された平面に垂直である軸は相互に直角であるように配置された1つまたはそれ以上の受信コイルの形で検出器を使う可能性がある。それぞれのコイルは、参照座標フレームの軸に対応する。
医学画像処理システムは、患者の解剖の画像、および、患者の中または表面の対象物の場所を得るため、医学位置決めシステムと連動して使われる可能性がある。例えば、カテーテルの手順の間、患者の体内のカテーテルの位置についての知識、および、カテーテル手順が実行される領域の解剖の画像が必要である可能性がある。
ここで、図1を参照するが、これは従来技術において周知である医学画像処理システムによって検出された患者の体の一部の解剖の画像と連動して、カテーテルの末端の先端部のような対象物を進行させるための、一般に10で示されるシステムの概略図である。システム10は、画像診断システム28、医学位置決めシステム(MPS)34、カテーテル16、ディスプレイ32およびテーブル14を含む。画像診断システム28は、画像放射線伝送器30および画像放射線検出器26を含む。カテーテル16は、末梢の端部18を含む。末梢の端部18は、磁性の位置放射線検出器(図示せず)を含む。この位置放射線検出器は、単一のコイル検出器または複数のコイル検出器(図示せず)であってもよい。検出器は、磁界を検出するために有効である。医学位置決めシステム34は、位置決め放射線伝送器20、22および24を含む。位置決め放射線伝送器20、22および24は、例えば3つのコイルである。
ディスプレイ・ユニット32は、画像放射線検出器26に連結される。位置決め放射線伝送器20、22および24、および、カテーテル16は、医学位置決めシステム34に連結される。カテーテル16は、患者12に挿入され、処置を受け、関心領域(例えば心血管系)の方へ進行する。画像放射線伝送器30は、患者12を通過する放射線を伝達する。画像放射線検出器26によって検出される放射は、患者12の関心領域の解剖の表示である。患者12の関心領域の解剖を表している画像は、ディスプレイ・ユニット32の上に形成される。画像は、カテーテル16および末梢の端部18を含む。位置決め放射線伝送器20、22および24は、参照座標フレームの軸に対応して、相互に直角である磁界を伝達する。末梢の端部18の検出器は、位置決め放射線伝送器20、22および24によって生成される磁界を検出する。検出された信号は、例えば、従来技術において公知であるビオ・サヴァール原理によって、末梢の端部18の位置に関連する。したがって、末梢の端部18の位置は、医学位置決めシステム34によって得られる。位置決め放射線伝送器20、22および24は、画像放射線検出器26と関連している座標系およびMPS34と関連している座標系を記録し、位置決め放射線検出器によって検出された信号の信号対雑音の定量を最大にするために、画像放射線検出器26に置かれる。
しかしながら、画像放射線検出器26は、位置決め放射線伝送器20、22および24と並行して、画像放射線伝送器30によって伝達される画像放射線を得る。したがって、画像放射線検出器に対する位置決め放射線伝送器の近さのため、このことにより生成される磁界は、画像放射線検出器26に影響を及ぼす可能性がある。それゆえに、ディスプレイ・ユニット32の上に形成される画像はだめになる可能性がある。
「磁界において作動するためのX線管」と名付けられたペルクその他による米国特許No.6,810,110は、X線供給源が陰極、陽極および磁性の手段を含む方法を導く。磁性の手段は、別途望ましくない磁界を補正または修正するため、陰極から陽極まで通過している磁界線を有する磁界を生じる。磁性の手段は、電磁石または永久磁石を含む可能性がある。電磁石は、X線供給源に機械的に連結される電磁巻き線またはコイルであってもよい。永久磁石は、X線供給源の一体型に内部にある、または、外部に配置されてもよい。
「アーティファクトの除去のための画像処理」と名付けられたレビンソンによるアメリカ特許No.6,828,728は、X線画像における干渉がその獲得後の画像の処理によって除去される方法を導く。レビンソンのこの方法は最初、所定の閾値以下の標準偏差を有する画像の領域を識別する。この識別された領域は、アーティファクトがないと強調される。次のステップでは、最初に識別された領域からの始まる画像検出器の外縁部上のそれぞれの画素エレメントは、きれいにされる。洗浄は、順番にそれぞれの画素を検査し、その値をそれぞれの列または段における2つの先行するきれいな隣の画素と比較することによって達成される。検査された画素が、これらのきれいな隣の画素に関して所定の関係を有しないと決定される場合、きれいな隣の画素に関して所定の関係を有している画素値によって置き換えられる。最後のステップにおいて、残った画素が検査される。画素がその隣接した画素と所定の関係を有しないことが分かった場合、画素は、隣接した画素の平均値に置き換えられる。
「X線撮影装置の補正における画像加工品の減少および除去のためのシステムおよび方法」と名付けられたサイモンその他による米国特許No.6,118,848は、X線画像に存在する補正マーカの表示を減少する方法を導く。補正マーカの表示は、補正マーカの表示を囲んでいる画素に関連がある画素と、補正マーカを表している画素を置き換えることによって減少する。周囲の画素および置き換えられた画素の関係は、周囲の画素または複数領域の加算平均の平均値であってもよい。
「延長されたマッピング容積を備えるX線に導かれた外科用場所システム」と名付けられたベン-ハイムその他による米国特許No.6,314,310は、患者の体に挿入されるプローブで、1つまたはそれ以上のX線画像によって得られる患者の体における関心の解剖学的特徴を表示するための方法に導かれる。プローブは、六面の位置および配向座標を決定するため、磁界に感応するコイルのような検出装置を含む。手術の間に、プローブが患者の体を前進すると、プローブ上のコイルによって生成される信号は、ツールの座標を追跡し、したがって、ツールおよび患者の画像を示している表示を更新するために使用される。好ましくは、新規なX線画像が適宜得られる。ベン-ハイムその他の公表によれば、外科医は、ツールの連続的に更新された表示を含む、体のX線画像の視覚的な誘導により、患者の体にプローブを挿入し、操作することが可能である。X線画像は、外科用手順の間に得られ、所望どおりに更新される。
医学位置決めシステムを画像診断システムに同期させるための新規な方法およびシステムを提供することは、開示された技術の目的である。
開示された技術によると、位置決め放射線によって生じる画像検出器の干渉を取り除く装置がしたがって提供される。医学装置は、画像診断システムおよび医学位置およびナビゲーション・システム(MPS)を含む。画像診断システムは、周期的に結像放射線を発する画像伝送器、および、画像検出器を含む。医学位置およびナビゲーション・システム(MPS)は、MPS放射線を周期的に伝達する少なくとも1つのMPS伝送器、および、少なくとも1つのMPS検出器を含む。MPS放射線は、画像検出器の少なくとも1つの作動モードを電磁的に妨げる。装置は、画像診断システム、および、医学位置およびナビゲーション・システムに連結されるシンクロナイザを含む。シンクロナイザは、画像検出器、および、それぞれの少なくとも1つのMPS伝送器を同期するので、画像検出器の少なくとも1つの作動モードの間、少なくとも1つのMPS伝送器のいずれも伝達しない。
開示された技術の他の実施例によれば、結合された画像および位置決め装置がしたがって提供される。結合された画像および位置決め装置は、画像診断システム、医学位置およびナビゲーション・システム、および、シンクロナイザを含む。シンクロナイザは、画像診断システム、および、医学位置およびナビゲーション・システムと連結される。画像診断システムは、体の一部の解剖の表示を得る。画像診断システムは、画像放射線を周期的に伝達するための画像放射線伝送器、および、画像検出器を含む。医学位置およびナビゲーション・システム(MPS)は、MPS放射線を伝達するための少なくとも1つのMPS伝送器を含み、MPS放射線は、画像検出器の少なくとも1つの作動モードを電磁的に妨げる。医学位置およびナビゲーション・システム(MPS)は、MPS放射線を検出するための少なくとも1つのMPS検出器をさらに含む。シンクロナイザは、画像検出器およびそれぞれの少なくとも1つのMPS伝送器を同期させるので、画像検出器の少なくとも1つの作動モードの間、少なくとも1つのMPS伝送器のどちらも伝達しない。
開示された技術のさらなる実施例によると、位置決め放射線によって生じる画像検出器に対する妨害を取り除くための方法がしたがって提供される。医学装置は、画像診断システムおよび医学位置およびナビゲーション・システム(MPS)を含む。画像診断システムは、画像伝送器および画像検出器を含む。画像伝送器は、周期的に画像放射線を発する。画像検出器は、周期的に画像フレームを検出する。医学位置およびナビゲーション・システムは、少なくとも1つのMPS伝送器、および、少なくとも1つのMPS検出器を含む。MPS伝送器は、周期的にMPS放射線を伝達する。方法は、時間領域において相互に専有的であるように、画像フレームの検出の同期、および、MPS放射線の伝達の手順を含む。
開示された技術は、医学的な位置決めシステム(MPS)の画像放射線伝送器によって生成される磁界により生じる、画像診断システムによって得られるリアルタイム画像における干渉を減少する方法およびシステムを提供することによって、従来技術の不都合を克服する。開示された技術によれば、シンクロナイザは、画像診断システムの画像放射線検出器および医学画像放射線伝送器の動作を同期させる(すなわち、画像放射線検出器の少なくとも1つの作動モード、および、画像放射線伝送器の動作は適時に相互に専有的である)。この同期の結果として、画像放射線検出器が撮像放射線を得る一方、画像放射線伝送器は位置決め放射線を伝達しない(すなわち、画像を得て、位置決め放射線を伝達する動作は、適時に相互に専有的である)。開示された技術の他の実施例によれば、画像診断システムが画像放射線検出器から獲得した画像フレームのサンプルを取る一方で位置放射線伝送器は伝達しない(すなわち、画像フレームのサンプルを取り、位置決め放射線を伝達する動作は、適時に相互に専有的である)。画像フレーム・サンプリング周期の間、画像診断システムは、画像獲得期間の間に画像放射線検出器において蓄積される画素値のサンプルをとる。
加えて、画像放射線検出器は、その電子機器に対する磁界の干渉を妨げるため、電磁的に金属プレートで保護される。それゆえに、画像放射線検出器および撮像放射線伝送器の磁界の干渉は、取り除かれる。したがって、画像処理システムは、画像放射線伝送器の付近によって生じる磁界の干渉に起因する目に見える欠陥を画像放射線検出器に呈しないリアルタイム画像を生じる。
開示された技術の実施例によって構成され作動する、画像診断システムによって検出された患者の体の一部の解剖の画像とともにカテーテルの末梢の先端部のような対象物を誘導する、一般に100で示されるシステムの概略図である図2をここで参照する。システム100は、画像診断システム118、MPS 124、カテーテル106、シンクロナイザ126およびテーブル104を含む。画像診断システム118は、画像放射線伝送器120、画像放射線検出器116およびディスプレイ・ユニット122を含む。MPS 124は、画像放射線伝送器110、112および114、および、カテーテル106に適合する磁界を検出するように作用する位置放射線検出器(図示せず)を含む。画像放射線伝送器110、112および114は、例えば、コイルの回転のうちの1つにより作成される平面に垂直の軸が直角であるように配置された3つのコイルである。カテーテル106は、末梢の端部108を含む。末梢の端部108は、位置決め放射線検出器(例えば単一の軸コイルまたは多軸コイル)を含む。
ディスプレイ・ユニット122は、画像診断システム118に連結される。画像放射線伝送器110、112および114、および、カテーテル106の先端部108に適合する位置放射線検出器(図示せず)は、MPS124に連結される。シンクロナイザ126は、画像診断システム118およびMPS124に連結される。
カテーテル106は、患者102に挿入され、処置を受け、関心領域(例えば心血管系)の方へ進行する。画像放射線伝送器120は、患者102を通過する放射線を伝達する。画像放射線検出器116は、画像フレームを検出する。この検出は、2つのモードを含む。第1のモードは画像放射線の獲得であり、第2のモードは、画像獲得期間の間に画像放射線検出器において蓄積される獲得した画素値のサンプリングである。画像放射線検出器116によって検出されるこの獲得した放射は、画像座標系における患者102の関心領域の解剖の表示である。患者102の関心領域の解剖を表している画像は、ディスプレイ・ユニット122の上に形成される。この画像は、カテーテル106および末梢部の端108を含む。画像放射線伝送器110、112および114は、MPS座標系に対応して、相互に直角である磁界を伝達する。末梢の端部18の位置検出器は、画像放射線伝送器110、112および114によって生成される磁界を検出する。シンクロナイザ126は、画像放射線検出器116が撮像放射線を得ない場合、画像放射線伝送器110、112および114が伝達することを可能にする。シンクロナイザ126は、画像放射線検出器116が画像放射線を得る場合、伝送器110、112および114を使用不能に(すなわち、少なくとも伝達を不能に)する。開示された技術の他の実施例によれば、画像診断システム118が画像放射線検出器116から獲得した画像のサンプルを取らない場合、シンクロナイザ126は、画像放射線伝送器110、112および114の伝達を可能にする。シンクロナイザ126は、画像診断システム118が画像放射線検出器116から獲得した画像のサンプルを取る場合、伝送器110、112および114を使用不能に(すなわち、少なくとも伝達を不能に)する。
開示された技術のさらなる実施例によって構成され作動する、画像診断システムによって検出された患者の体の一部の解剖の画像とともにカテーテルの末梢の先端部のような対象物を誘導する、一般に150で示されるシステムの概略図である図3をここで参照する。システム150は、MPS152、画像診断システム154、ディスプレイ・ユニット178およびシンクロナイザ180を含む。MPS 152は、位置検出器164、画像放射線伝送器156、158、160および位置決めプロセッサ162を含む。各々の位置放射線伝送器156、158および160は、一群の伝送器であってもよい。これらの伝送器は、相互に専有的な周波数または相互に専有的な時間で伝達する可能性がある。位置検出器164は、位置決め放射線検出器166、168および170を含む。代わりに、位置検出器164は単一の位置放射線検出器を含む可能性がある。画像診断システム154は、画像放射線伝送器172、画像放射線検出器176および画像プロセッサ174を含む。
シンクロナイザ180およびディスプレイ・ユニット178は、画像システム154およびMPS152と連結される。位置決めプロセッサ162は、位置検出器164、画像放射線伝送器156、158および160、ディスプレイ・ユニット178、および、シンクロナイザ180と連結される。画像プロセッサ174は、画像放射線検出器176、画像放射線伝送器172、ディスプレイ・ユニット178、および、シンクロナイザ180と連結される。カテーテル(図示せず)のような物体は処置を受ける患者(図示せず)に挿入され、関心領域(例えば心血管系)の方へ進行される。
画像放射線伝送器172は、患者を通過する放射線を発する。画像放射線検出器176は、画像フレームを検出する。この検出は、2つの作動モードを含む。第1のモードは画像放射線の獲得であり、第2のモードは、画像獲得期間の間に画像放射線検出器に蓄積される獲得された画素値のサンプリンクである。画像放射線検出器176によって得られるこの放射は、患者の関心領域の解剖の表示である。画像検出器176は、獲得した画像放射線の獲得した画素値のサンプルをとる。患者の関心領域の解剖を表している画像は、ディスプレイ・ユニット178の上に形成される。画像は、カテーテルを含む。画像放射線伝送器156、158および160は、MPS座標系に対応して、相互に直角である磁界を伝達する。位置検出器164は、画像放射線伝送器156、158および160によって生成される磁界を検出する。検出された信号は、画像放射線伝送器156、158、160に関連してカテーテルの末端の位置に関連がある。画像放射線伝送器156、158、160が画像放射線検出器176に載置される場合、MPSと関連している座標システムは、画像システムと関連している座標システムで記録される。シンクロナイザ178は、画像放射線検出器176が画像放射線を得ない場合、画像放射線伝送器156、158および160が伝達することを可能にする。画像放射線検出器176が画像放射線を得る場合、シンクロナイザ178は、伝送器156、158および160を使用不能にする。開示された技術の他の実施例によれば、シンクロナイザ180は、画像診断システム154が獲得した画像のサンプルを取らない場合、画像放射線伝送器156、158および160が伝達することを可能にする。シンクロナイザ180は、画像診断システムが獲得した画像のサンプルを取る場合、伝送器156、158および160を使用不能にする。
それゆえに、磁界によって生じる画像放射線検出器176での干渉は、取り除かれる。したがって、画像診断システム154は、画像放射線伝送器156、158および160の画像放射線検出器176への近さによって生じる磁界の干渉に起因する目に見える欠陥を呈しない画像を生じる。
開示された技術のさらなる実施例によって、一般に200で示されるタイミング図の概略図である図4をここで、参照する。タイミング図200は、信号202、204、206および208を含む。信号208は、画像放射線伝送器172(図3)による、画像放射線の伝達と関連しているタイミング信号である。信号202、204および206は、それぞれ画像放射線伝送器156、158および160(図3)の動作と関連しているタイミング信号である。伝送器156、158および160(図3)は、参照座標フレームのそれぞれの軸に関して、独立して、対象物の位置(および配向)の検出を可能にするために順番に作動される。代わりに、画像放射線伝送器156、158および160は、並行して作動されるが、異なる周波数で作動される可能性がある。
時間210は、画像放射線伝達期間である。画像放射線伝達期間の間、画像放射線伝送器は、画像放射線を伝達する。時間212は、画像放射線非伝達期間である。画放射線非伝達期間の間、画像放射線伝送器は、画像放射線を伝達しない。時間214は、位置決め放射線伝達期間である。位置決め放射線伝達期間の間に、画像放射線伝送器は位置決め放射線を伝達する。時間216は、相対的な段階の範囲である。相対的な段階範囲は、位置決め放射線伝達期間または位置放射線伝達期間の段階は、2つの伝達期間が重なることなく変化する可能性がある範囲である。相対的な段階は、画像放射線非伝達期間および位置決め放射線伝達期間の間の差異として定義される。
時間210の間、画像放射線検出器176(図3)は画像放射線を得る。しかしながら、時間210の間、シンクロナイザ180(図3)は少なくとも画像放射線伝送器156、158および160(図3)の伝達を不能にする。それゆえに、画像放射線検出器176(図3)によって得られる画像は、磁界の干渉に起因する目に見える欠陥を呈しない。
開示された技術の他の実施例によれば、MPSは3つ以上の磁界伝送器を使う可能性がある。しかしながら、すべての磁界伝送器が、画像放射線検出器の非獲得期間の間に作動できるというわけでない。したがって、シンクロナイザは、画像放射線検出器が放射線を得て、画像放射線検出器が放射線を得るのを停止した後に継続する期間の間に画像放射線伝送器が伝達することを妨げる。
開示された技術のさらなる実施例による一般に220で示されるタイミング図の概略図である図5をここで、参照する。タイミング図220において、6つの画像放射線伝送器は、MPSによって使われる。タイミング図220は、信号222、224、226、228、230、232および234を含む。信号222、224、226、228、230および232は、画像放射線伝送器の動作と関連しているタイミング信号である。信号234は、画像放射線伝送器172(図3)の動作と関連している。時間236の間、画像放射線伝送器は、画像放射線を伝達しない。したがって、位置決め放射線伝送器は伝達することができる。しかしながら、時間236は、画像放射線伝送器数1、2、3および4だけを作動するには十分である。時間238の間、画像放射線伝送器は、放射線を伝達し、シンクロナイザは画像放射線伝送器の伝達を不能にする。しかしながら、画像放射線伝送器が放射線の伝達を停止した後、シンクロナイザは、画像放射線伝送器数5から始まる画像放射線伝送器の伝達を可能にする。
開示された技術のさらなる実施例により作動する画像診断システムをMPSと同期させる方法の概略図である図6をここで、参照する。
手順250において、周期的な画像放射線の獲得は可能になる。図3に関して、シンクロナイザ180は周期的な画像の獲得を可能にし、画像放射線検出器176は撮像放射線を得る。
手順252において、画像放射線獲得が可能にされる一方で、画像放射線は周期的に伝達される。図3に関して、画像放射線伝送器172は、周期的に画像放射線を伝達する。手順250および252の後、方法は手順254まで進行する。
手順254において、位置決め放射線の伝達が可能にされる前に、画像放射線獲得は不能にされる。図3に関して、位置決め放射線の伝達が可能にされる前に、シンクロナイザ180は、画像放射線の伝達を不能にする。
手順256において、周期的な位置決め放射線の伝達は、可能にされる。図3に関して、シンクロナイザ180は周期的な位置決め放射線の伝達を可能にする。手順256の後、方法は手順260まで進行する。
手順258において、位置決め放射線の伝達が可能にされる一方、画像フレームは画像放射線検出器からダウンロードされる。画像フレームは、画像をディスプレイ・ユニットの上に形成する。図3に関して、撮像プロセッサ174は、画像放射線検出器176から画像フレームをダウンロードする。
手順260において、位置決め放射線の伝達は、画像放射線の獲得を可能にする前に、不能にされる。図3に関して、シンクロナイザ180は、画像放射線の伝達を可能にする前に位置決め放射線の伝達を不能にする。手順260の後、方法は手順250および252まで進行する。
開示された技術の他の実施例によれば、好ましくは重なり合わない期間の2つの別の(および異なる可能性があった)画像獲得および位置決め放射線は、2つの伝達期間の間の相対的な段階の移動に起因して、重なり合う可能性がある。例えば、図4に関して、画像放射線伝達期間210は、位置決め放射線伝達の期間212の方へ移動する可能性がある。相対的な段階移動は、相対的な段階範囲216より大きい可能性がある。したがって、期間210および期間212の間の重複が発生する。シンクロナイザは、画像放射線または位置決め放射線の伝達を遅延させる。
開示された技術の他の実施例によって作用する画像診断システムをMPSの動作に同期させる方法の概略図である図7をここで、参照する。手順270で、画像放射線は周期的に伝達され、画像放射線は周期的に得られる。図3に関して、画像放射線伝送器172は周期的に画像放射線を伝達し、画像放射線検出器176は周期的に画像放射線を得る。
手順272において、画像放射線が得られ、画像放射線が周期的に伝達される一方、位置決め放射線は周期的に伝達される。位置決め放射線伝達期間および撮像放射線獲得期間は、別であるおよび異なる可能性がある。図3に関して、画像放射線伝送器156、158および160は周期的に位置決め放射線を伝達する。手順270および272の後、方法は手順274まで進行する。
手順272で、画像放射線獲得期間および位置決め放射線伝達期間の間の潜在的な重複が検出される。この潜在的な重複は、2つの期間の間の相対的な段階の変化によって検出される。相対的な段階は、画像放射線非獲得期間および位置決め放射線伝達期間の間の差異として定義される。図4に関して、相対的な段階範囲216は、画像放射線獲得期間または位置決め放射線伝達期間のいずれか段階が、2つの伝達期間が重なることなく変化する可能性がある相対的な段階範囲である。画像放射線獲得期間および位置決め放射線伝達期間の結合された相対的な段階の移動が相対的な段階範囲より大きい場合、潜在的な重複はそれから検出され、方法は手順276まで進行する。画像放射線獲得期間および位置決め放射線伝達期間の関連する相対的な段階の移動が多くとも相対的な段階範囲に等しい場合、潜在的な重複は検出されず、方法は手順270および272まで進行する。図3に関して、シンクロナイザ180は画像放射線獲得期間および位置決め放射線伝達期間の間の潜在性重複を検出する。
手順276で、画放射線獲得および位置決め放射線伝達の間の相対的な段階が調整されるので、重複は発生しない。図3に関して、シンクロナイザ180は、画像放射線獲得および位置決め放射線伝達の間の相対的な段階を調整する。手順278の後、方法は手順270および272まで進行する。
開示された技術の他の実施例によれば、画像放射線獲得の期間の終わりが検出される場合、シンクロナイザは位置決め放射線の伝達を可能にする。
開示された技術のさらなる実施例によって作用する画像診断システムとMPSの動作に同期させるための方法の概略図である図8をここで、参照する。手順290において、画像放射線は周期的に得られる。図3に関して、画像放射線検出器176は周期的に画像放射線を得る。
手順290において、画像放射線が周期的に得られる一方、画像放射線は周期的に伝達される。図3に関して、画像放射線伝送器172は、周期的に画像放射線を伝達する。手順290および292の後、方法は手順294まで進行する。
手順294において、画像放射線獲得期間の終わりは、検出される。図3に関して、シンクロナイザ180は画像放射線獲得期間の終わりを検出する。
手順296において、周期的な位置決め放射線伝達は、可能にされる。図3に関して、シンクロナイザ180は周期的な位置決め放射線伝達を可能にする。手順296の後、方法は手順298まで進行する。
手順298において、位置放射線伝達が可能にされる一方、画像フレームは画像放射線検出器からダウンロードされる。画像フレームは、画像をディスプレイ・ユニットの上に形成する。図3に関して、画像プロセッサ174は、画像放射線検出器176から画像フレームをダウンロードする。
手順300において、位置決め放射線伝達は、次の画像放射線獲得期間の前まで不能である。図3に関して、シンクロナイザ180は、次の画像放射線獲得期間の前まで、位置決め放射線伝達を不能にする。手順300の後、方法は手順290および292まで進行する。
開示された技術の他の実施例によれば、位置決め放射線伝達が使用不能な場合、シンクロナイザは画像獲得を可能にする。開示された技術の他の実施例によって作用する画像診断システムをMPSの動作に同期させるための方法の概略図である図9をここで、参照する。
手順310において、位置決め放射線は周期的に伝達される。図3に関して、画像放射線伝送器156、158および160は周期的に位置決め放射線を伝達する。手順310の後、方法は手順314まで進行する。
手順312において、位置決め放射線が伝達される一方、画像フレームは画像放射線検出器からダウンロードされる。画像フレームは、画像をディスプレイ・ユニットの上に形成する。図3に関して、撮像プロセッサ174は、画像放射線検出器174から画像フレームをダウンロードする。
手順314において、位置決め放射線伝達期間の終わりは、検出される。図3に関して、シンクロナイザ180は位置決め放射線伝達期間の終わりを検出する。
手順316において、周期的な撮像放射線獲得は可能にされる。図3に関して、シンクロナイザ180は周期的な画像放射線獲得を可能にする。手順316の後、方法は手順320まで進行する、
手順318において、画像放射線獲得が可能にされる一方、画像放射線は周期的に伝達される。図3に関して、画像放射線伝送器172は、周期的に画像放射線を伝達する。
手順320において、画像放射線獲得は、次の位置決め放射線伝達期間の開始の前に不能にされる。図3に関して、シンクロナイザ180は、次の位置決め放射線伝達期間の前に撮像放射線獲得を不能にする。手順320の後、方法は手順310および312まで進行する。
開示された技術のさらなる実施例によって、一般に350で示されるタイミング図の概略図である図10をここで、参照する。タイミング図350は、信号352、354、356、358および368を含む。信号358は、画像フレーム・サンプリングと関連しているタイミング信号である。信号352、354および356は、画像放射線伝送器156、158および160(図3)の動作とそれぞれ関連しているタイミング信号である。信号368は、画像放射線伝送器172(図3)による画像放射線の伝達と関連しているタイミング信号である。伝送器156、158および160(図3)は、MPS座標系のそれぞれの軸に関して、独立して、対象物の位置(および配向)の検出を可能にするために順番に作動される。代わりに、画像放射線伝送器156、158および160は並行して作動されるが、異なる周波数で作動される可能性がある。時間360は、画像フレーム・サンプリング周期である。時間360の間、画像診断システムは、画像獲得期間の間に画像放射線検出器において蓄積される画素値のサンプルを取る。時間360の間、画像診断システムは撮像放射線を伝達しない。時間362は、画像放射線伝達期間である。画像放射線伝達期間の間、画像診断システムは、蓄積された画素値のサンプルを取らない。時間364は、位置決め放射線伝達期間である。期間364の間に、画像放射線伝送器は位置決め放射線を伝達する。時間366は、相対的な段階範囲である。相対的な段階範囲は、画像フレーム・サンプリング期間または位置放射線伝達期間のいずれかの段階が2つの伝達期間が重なることなく変化する可能性がある範囲である。相対的な段階は、画像フレーム非サンプリング期間および位置決め放射線の伝達期間の間の差異として定義される。
時間360の間、画像診断システム154(図3)は画像フレームのサンプルを取る。しかしながら、時間360の間、シンクロナイザ180(図3)は、少なくとも画像放射線伝送器156、158および160(図3)の伝達を不能にする。それゆえに、画像診断システム154(図3)によってサンプルを取られた画像は、磁界の干渉に起因する目に見える欠陥を呈しない。
開示された技術の他の実施例によれば、MPSは3つ以上の磁界伝送器を使う可能性がある。しかしながら、画像フレームの非サンプリング期間の間、すべての磁界伝送器が作動することができるというわけでない。したがって、シンクロナイザは、画像診断システムが画像フレームのサンプルを取り、画像診断システムが停止した後に画像フレームのサンプルを取ることを継続する期間の間に、画像放射線伝送器の伝達を妨げる。
開示された技術の他の実施例により一般に380で示されるタイミング図の概略図である図11をここで、参照する。タイミング図380において、6つの画像放射線伝送器は、MPSによって使われる。タイミング図380は、信号382、384、386、388、390、392、394および400を含む。信号382、384、386、388、390および392は、画像放射線伝送器の動作と関連しているタイミング信号である。信号394は、画像フレーム・サンプリングと関連している。信号400は、画像放射線伝送器172(図3)による画像放射線の伝達と関連しているタイミング信号である。
時間396の間、画像診断システムは医学画像放射線を伝達し、画像フレームのサンプルを取らない。したがって、位置決め放射線伝送器は伝達することができる。しかしながら、時間396は、画像放射線伝送器番号1、2、3および4のみを作動するのに十分である。時間398の間、シンクロナイザは、画像放射線伝送器の伝達を不能にする。さらに、時間398の間、画像診断システムは、画像フレームのサンプルを取り、画像放射線を伝達しない。しかしながら、画像フレームのサンプリングが停止した後、シンクロナイザは、画像放射線伝送器番号5から始まる、画像放射線伝送器の伝達を可能にする。
上記したように、開示された技術の他の実施例によれば、伝達放射線伝達および獲得した画像サンプリングは、同期される。開示された技術のさらなる実施例により作用する画像診断システムと医学位置システムの動作を同期させるための方法の概略図である図12をここで、参照する。手順420で、画像放射線は周期的に伝達され、画像放射線は周期的に得られる。図3に関して、画像放射線伝送器172は周期的に画像放射線を伝達し、画像放射線検出器176は周期的に画像放射線を得る。手順420の後、方法は手順424まで進行する。手順422において、位置放射線は、周期的に伝達される。図3に関して、位置放射線伝送器156、158および160は、周期的に位置放射線を伝達する。
手順424において、位置放射線伝達は、画像放射線検出器からの画像フレームのサンプリングの前に不能にされる。位置放射線検出器は、画像フレーム・サンプリングを妨げる可能性があり、このことにより画像をだめにする。図3に関して、位置決め放射線伝達を可能にする前に、シンクロナイザ180は画像フレーム・サンプリングを不能にする。
手順426において、画像フレームは、画像放射線検出器からのそれぞれの画像獲得期間の後、サンプルをとられる。画像フレームは、画像をディスプレイ・ユニットの上に形成する。図3に関して、撮像検出器176は、それぞれの画像獲得期間の後、画像フレームのサンプルをとる。手順428において、画像フレーム・サンプリングは、位置放射線伝達が可能にされる前に、不能にされる。図3に関して、シンクロナイザ180は画像フレーム・サンプリングを不能にする。手順430の後、方法は手順422に戻る。
開示された技術の他の実施例によれば、位置放射線伝達および画像フレーム・サンプリング間の同期は、位置放射線伝達期間および画像フレーム・サンプリング期間の間の相対的な段階を検出し、必要に応じてこの相対的な段階を調整することによって、達成される。開示された技術の他の実施例により作用する画像診断システムをMPSの動作に同期させるための方法の概略図である図13をここで、参照する。手順450において、画像放射線は周期的に伝達され、画像放射線は周期的に得られる。図3に関して、画像放射線伝送器172は周期的に画像放射線を伝達し、画像放射線検出器176は周期的に画像放射線を得る。手順450の後、方法は手順454まで進行する。手順452において、画像放射線が得られ、画像放射線が周期的に伝達される一方、位置決め放射線は周期的に伝達される。図3に関して、画像放射線伝送器156、158および160は周期的に位置決め放射線を伝達する。手順454の後、方法は手順458まで進行する。
手順454において、画像フレームは、それぞれの位置放射線獲得期間の後、画像放射線検出器からサンプルを取られる。図3に関して、撮像検出器176は、それぞれの画像獲得期間の後、画像フレームのサンプルを取る。
手順456において、画像放射線伝達期間および画像フレーム・サンプリング期間の間の潜在的な重複が検出される。この潜在的な重複は、2つの期間の間の相対的な段階の変化によって検出される。相対的な段階は、撮像放射線非サンプリング期間および位置決め放射線伝達期間の間の差異として定義される。図4に関して、相対的な段階範囲216は、画像フレーム・サンプリング期間または位置決め放射線伝達期間の段階が2つの伝達期間の重複なく変化する可能性がある相対的な段階範囲である。画像フレーム・サンプリング期間および位置決め放射線伝達期間の結合された相対的な段階の移動が相対的な段階範囲より大きい場合、それから、潜在性重複が検出され、方法は手順458まで進行する。画像フレーム・サンプリング期間および位置決め放射線伝達期間の相対的な段階の移動が相対的な段階範囲とほぼ等しい場合、潜在性重複は検出されず、方法は手順450および452まで進行する。図3に関して、シンクロナイザ180は、画像フレーム・サンプリング期間および位置決め放射線伝達期間の潜在的な重複を検出する。
手順458において、画像フレーム・サンプリング期間および位置決め放射線伝達期間の間の相対的な段階は調整されるので、重複は発生しない。図3に関して、シンクロナイザ180は画像フレーム・サンプリング期間および位置決め放射線伝達期間の間の相対的な段階を調整する。手順460の後、方法は手順450および452まで進行する。
開示された技術の他の実施例によれば、画像獲得期間の終わりが検出される場合、同期は、位置放射線伝達を不能にすることによって達成される。画像獲得期間の終わりは、画像フレーム・サンプリング周期の開始を記録する。開示された技術のさらなる実施例により作用する画像診断システムをMPSの動作に同期させるための方法の概略図である図14をここで、参照する。手順480において、画像放射線は周期的に伝達され、画像放射線は周期的に得られる。図3に関して、画像放射線伝送器172は周期的に画像放射線を伝達し、画像放射線検出器176は周期的に画像放射線を得る。手順480の後、方法は手順484まで進行する。
手順482において、画像放射線が得られ、画像放射線が周期的に伝達する一方で、位置決め放射線は周期的に伝達される。図3に関して、画像放射線伝送器156、158および160は周期的に位置決め放射線を伝達する。手順482の後、方法は手順484まで進行する。
手順484において、画像獲得期間の終わりは検出される。図3に関して、シンクロナイザ180は画像獲得期間の終わりを検出する。手順484の後、方法は手順486および488まで進行する。
手順486において、画像フレームは、画像放射線検出器からサンプルを取られる。図3に関して、撮像検出器176は、それぞれの画像獲得期間の後、画像フレームのサンプルをとる。
手順488において、画像フレームがサンプルをとられる一方、位置放射線伝達は不能にされる。図3に関して、シンクロナイザ180は画像放射線伝送器156、158および160を不能にする。
手順490において、次の位置放射線伝達期間の開始の前に、画像フレーム・サンプリングは不能にされる。図3に関して、シンクロナイザ180は、次の位置放射線伝達期間の開始の前に、画像フレーム・サンプリングを不能にする。手順490の後、方法は手順484に戻る。
開示された技術の他の実施例によると、同期は位置放射線伝達期間の終わりが検出された際に画像フレーム・サンプリングを不能にすることによって達成される。図15は、開示された技術の他の実施例により作用する画像診断システムをMPSの動作に同期させるための方法の概略図である。手順510において、画像放射線は周期的に伝達され、画像放射線は周期的に得られる。図3に関して、画像放射線伝送器172は、周期的に画像放射線を得る画像放射線検出器176を周期的に伝達する。手順510の後、方法は手順514まで進行する。
手順512において、画像放射線が得られ、画像放射線が周期的に伝達される一方、位置決め放射線は周期的に伝達される。図3に関して、画像放射線伝送器156、158および160は周期的に位置決め放射線を伝達する。手順512(*訳注1)の後、方法は手順514まで進行する。
手順516において、位置放射線伝達期間の終わりは検出される。図3に関して、シンクロナイザ180は撮像獲得期間の終わりを検出する。
手順516において、画像フレームは、画像放射線検出器からサンプルを取られる。図3に関して、撮像検出器176は、それぞれの画像獲得期間の後、画像フレームのサンプルを取る。
手順518において、画像フレーム・サンプリングは、次の位置放射線伝達期間の開始の前に不能にされる。図3に関して、シンクロナイザ180は、次の位置放射線伝達期間の開始の前に、画像フレームのサンプルを不能にする。手順518の後、方法は手順512に戻る。
開示された技術が先に具体的に示され、記載されたことに限られないことは、当業者によって認識される。むしろ、開示された技術の範囲は、以下の請求項のみによって定義される。
開示された技術は、図面とともに次の詳細な説明からより完全に理解されかつ認識される。ここで:
は、従来技術において周知である、医学撮像システムによって検出される患者の体の一部の解剖の画像とともにカテーテルの末梢の先端部のような物体を進行させるためのシステムの概略図である; は、開示された技術の実施例によって構成され作用する、画像診断システムによって検出される患者の体の一部の解剖の画像とともにカテーテルの末梢の先端部のような物体を進行させるためのシステムの概略図である; は、開示された他の技術の実施例によって構成され作用する、画像診断システムによって検出される患者の体の一部の解剖の画像とともにカテーテルの末梢の先端部のような物体を進行させるためのシステムの概略図である; は、開示された技術のさらなる実施例によるタイミング図の概略図である; は、開示された技術の他の実施例によるタイミング図の概略図である; は、開示された技術のさらなる実施例により作用する医学位置決めシステムと画像診断システムを同期させる方法の概略図である; は、開示された技術の他の実施例により作用する医学位置決めシステムと画像診断システムを同期させる方法の概略図である; は、開示された技術のさらなる実施例により作用する医学位置決めシステムと画像診断システムを同期させる方法の概略図である; は、開示された技術の他の実施例により作用する医学位置決めシステムと画像診断システムを同期させる方法の概略図である; は、開示された技術のさらなる実施例によるタイミング図の概略図である; は、開示された技術の他の実施例によるタイミング図の概略図である; は、開示された技術のさらなる実施例により作用する画像診断システムと医学位置システムの動作を同期させる方法の概略図である; は、開示された技術の他の実施例により作用する画像診断システムとMPSの動作を同期させる方法の概略図である; は、開示された技術のさらなる実施例により作用する画像診断システムとMPSの動作を同期させる方法の概略図である;および、 は、開示された技術の他の実施例により作用する画像診断システムとMPSの動作を同期させる方法の概略図である。

Claims (33)

  1. 画像診断システムおよび医学位置およびナビゲーション・システム(MPS)を含む医学装置であって、
    前記画像診断システムは、付随する撮像座標系及び撮像時間軸を有し、前記撮像時間軸に従い周期的に画像放射線を発する画像放射線伝送器を含み、
    更に、画像フレームを検出し、かつ少なくとも1つの画像放射線獲得作動モードとサンプリング作動モードとを有する画像検出器を含み、
    前記医学位置およびナビゲーション・システムは、前記撮像座標系と異なるMPS座標系及び前記撮像時間軸と異なるMPS時間軸を有し、前記画像放射線と異なるMPS放射線を、前記撮像時間軸と異なる前記MPS時間軸に従い、周期的に伝達する少なくとも1つのMPS放射線伝送器、および、少なくとも1つのMPS検出器を含み、
    前記医学装置は、更に、前記MPS放射線によって生じる前記画像検出器に対する電磁的干渉を取り除くための装置を含み、
    前記装置は、前記画像診断システム、および前記医学位置およびナビゲーション・システムと連結され、前記画像検出器および前記少なくとも1つのMPS放射線伝送器を同期させることにより、前記画像検出器の前記少なくとも1つの前記作動モードの間、前記少なくとも1つのMPS放射線伝送器がMPS放射線を伝達しないようにするシンクロナイザから構成される、医学装置。
  2. 結合された画像および位置決めシステムであって、
    前記結合された画像および位置決めシステムは、
    対象物である体の一部の解剖の表示を得るための画像診断システムであって、付随する撮像座標系及び撮像時間軸を有し、前記撮像時間軸に従い周期的に画像放射線を伝達する画像放射線伝送器を含み、更に、画像フレームを検出し、かつ、少なくとも1つの画像放射線獲得作動モードとサンプリング作動モードとを有する画像検出器を含む、画像診断システム;
    前記撮像座標系と異なるMPS座標系及び前記撮像時間軸と異なるMPS時間軸を有する医学位置およびナビゲーション・システム(MPS)であって、前記画像放射線と異なり、かつ、前記画像検出器の少なくとも1つの前記作動モードと電磁的に干渉する、MPS放射線を伝達する少なくとも1つのMPS放射線伝送器を含み、且つ、MPS放射線を検出するための少なくとも1つのMPS検出器を含む、医学位置およびナビゲーション・システム(MPS);
    前記画像検出器および前記少なくとも1つのMPS放射線伝送器を同期させるため、前記画像診断システム、および前記医学位置およびナビゲーション・システムと連結することにより、前記画像検出器の前記少なくとも1つの前記作動モードの間、前記少なくとも1つのMPS放射線伝送器がMPS放射線を伝達しないようにする、シンクロナイザ;から構成される、結合された画像および位置決めシステム。
  3. 請求項2に記載のシステムであって、前記対象物の位置と連動して前記解剖の表示を行なうため、前記画像診断システム、および前記医学位置およびナビゲーション・システムと連結するディスプレイ・ユニットをさらに含むシステム。
  4. 請求項2に記載のシステムであって、前記画像診断システムは、前記画像放射線伝送器による伝達、および前記画像検出器による検出を制御するため、前記画像放射線伝送器、前記画像検出器、ディスプレイ・ユニット、および、前記シンクロナイザと連結する画像プロセッサをさらに含むシステム。
  5. 請求項2に記載のシステムであって、前記医学位置およびナビゲーション・システムは、前記少なくとも1つのMPS放射線伝送器、および、前記少なくとも1つのMPS検出器の作動を制御するため、前記少なくとも1つのMPS放射線伝送器、前記少なくとも1つのMPS検出器、ディスプレイ・ユニット、および、前記シンクロナイザと連結する位置決めプロセッサをさらに含むシステム。
  6. 請求項2に記載のシステムであって、前記画像診断システムが、X線;MRI; PET;および超音波から構成される群から選ばれるシステム。
  7. 請求項2に記載のシステムであって、前記MPS放射線は電磁気であるシステム。
  8. 請求項7に記載のシステムであって、前記少なくとも1つのMPS検出器は少なくとも1つのコイルから構成されるシステム。
  9. 請求項8に記載のシステムであって、前記少なくとも1つのMPS放射線伝送器は少なくとも1つのコイルから構成されるシステム。
  10. 請求項2に記載のシステムであって、前記少なくとも1つのMPS放射線伝送器は、前記画像検出器の近傍にあり、それとともに移動し、このことにより、前記医学位置およびナビゲーション・システムと関連している前記MPS座標系、および前記画像診断システムと関連している前記撮像座標系の間の登録を維持するシステム。
  11. 請求項2に記載のシステムであって、前記画像検出器は、前記少なくとも1つのMPS放射線伝送器から電磁的に遮蔽される装置。
  12. 請求項3に記載のシステムであって、前記対象物がカテーテルであるシステム。
  13. 請求項12に記載のシステムであって、前記MPS検出器は、前記カテーテルの先端部に適合するシステム。
  14. 画像診断システムおよび医学位置およびナビゲーション・システム(MPS)を含む医学装置において、MPS放射線によって生じる画像検出器に対する電磁的干渉を取り除く方法であって、前記画像診断システムは、付随する撮像座標系及び撮像時間軸を有し、前記撮像時間軸に従って周期的に画像放射線を発する画像放射線伝送器を含み、さらに、画像フレームを周期的に検出する画像検出器を含み、前記医学位置およびナビゲーション・システムは、前記撮像座標系と異なるMPS座標系及び前記撮像時間軸と異なるMPS時間軸を有し、前記画像放射線と異なるMPS放射線を、前記撮像時間軸と異なる前記MPS時間軸に従い周期的に伝達している少なくとも1つのMPS放射線伝送器、および、少なくとも1つのMPS検出器を含み、時間領域において相互に専有的であるように、前記画像フレームの検出、および、前記MPS放射線の伝達の同期手順から構成される方法。
  15. 請求項14に記載の方法であって、前記同期手順は、次の下位的な手順:即ち、
    前記MPS放射線の伝達を不能化する一方、画像フレームの周期的な検出;
    それぞれの画像フレーム検出期間後、画像フレーム検出の不能化;
    前記画像フレームの周期的な検出を不能化する一方、前記MPS放射線の周期的な伝達;
    他の画像フレーム検出前の前記MPS放射線の伝達の不能化;から構成される方法。
  16. 請求項15に記載の方法であって、前記画像放射線の周期的な伝達手順をさらに含む方法。
  17. 請求項15に記載の方法であって、前記画像フレーム検出期間後、前記画像検出器から検出された画像フレームをダウンロードする手順をさらに含む方法。
  18. 請求項15に記載の方法であって、前記画像フレームの周期的な検出は、前記画像放射線の獲得を含む方法。
  19. 請求項15に記載の方法であって、前記画像フレームの周期的な検出は、前記画像フレームのサンプリングを含む方法。
  20. 請求項14に記載の方法であって、前記同期手順は、次の下位的な手順:即ち、
    画像フレームの周期的な検出;
    前記画像フレームの検出の一方、前記MPS放射線の周期的な伝達;
    前記画像フレーム検出期間および前記MPS放射線伝達期間の間の潜在的な重複の検出;
    重複が発生しないように、前記画像フレームが検出されない期間、および前記MPS放射線伝達期間の間の差異として定義される、前記画像フレーム検出および前記MPS放射線伝達の間の相対的な位相の調整;から構成される方法。
  21. 請求項20に記載の方法であって、前記画像放射線を周期的に伝達する手順をさらに含む方法。
  22. 請求項20に記載の方法であって、前記画像フレームの周期的な検出は、前記画像放射線の獲得を含む方法。
  23. 請求項20に記載の方法であって、前記画像フレームの周期的な検出は、前記画像フレームのサンプリングを含む方法。
  24. 請求項14に記載の方法であって、前記同期手順は、次の下位的な手順:即ち、
    第一画像フレームの周期的な検出;
    画像フレーム検出期間の終わりの検出;
    前記MPS放射線の周期的な伝達;
    第二画像フレームの検出前の前記MPS放射線の伝達の不能化;から構成される方法。
  25. 請求項24に記載の方法であって、前記画像放射線を周期的に伝達する手順をさらに含む方法。
  26. 請求項24に記載の方法であって、それぞれの前記画像フレーム検出期間の後、前記画像検出器から検出された画像フレームをダウンロードする手順をさらに含む方法。
  27. 請求項24に記載の方法であって、前記周期的な画像フレームの検出は、前記画像放射線の獲得を含む方法。
  28. 請求項24に記載の方法であって、前記周期的な画像フレームの検出は、前記画像フレームのサンプリングを含む方法。
  29. 請求項14に記載の方法であって、前記同期手順は、次の下位的な手順:即ち、
    前記MPS放射線の周期的な伝達;
    MPS放射線伝達期間の終わりの検出;
    画像フレームの周期的な検出;
    前記MPS放射線を伝達する前に画像フレーム検出の不能化;から構成される方法。
  30. 請求項29に記載の方法であって、前記画像放射線を周期的に伝達する手順をさらに含む方法。
  31. 請求項29に記載の方法であって、前記画像フレーム検出期間後、前記画像検出器から検出された画像フレームをダウンロードする手順をさらに含む方法。
  32. 請求項29に記載の方法であって、前記周期的な画像フレームの検出は、前記画像放射線の獲得を含む方法。
  33. 請求項29に記載の方法であって、前記周期的な画像フレームの検出は、前記画像フレームのサンプリングを含む方法。
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