JP6491477B2 - ライブ３ｄｘ線観視 - Google Patents
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Description
本発明は、３ＤＸ線イメージングに関する。詳細には、本発明は、ライブ３ＤＸ線観視（live 3D x-ray viewing）のためのシステム及び方法に関する。さらに、本発明は、前記方法を実装するコンピュータプログラムに関する。
３Ｄ体積画像（3D volume image）を実現する既知の可能なものが、図１に示されている。図１のシステム１００は、Ｘ線源３とＸ線検出器４とを有するＣアーム２、モニタ５、及びテーブル６を備える。Ｃアーム２、すなわち、Ｘ線源３の１つの焦点８及びＸ線検出器４は、（曲線の矢印により示されるように、）関心物体の周りを回転し、異なる角度からの一連の２Ｄ画像が取得される。符号１０は、Ｘ線源３の陽極において焦点８から発射され、Ｘ線検出器４により検出されるＸ線ビームファンを示している。その後、３Ｄ復元（3D reconstruction）により、３Ｄ体積画像が提供される。しかしながら、そのような３Ｄ画像は、リアルタイムで提供されない。
特許文献１は、立体イメージング効果を実現するＸ線発生器と、Ｘ線源として前記Ｘ線発生器を用いるＸ線装置とを開示している。チューブを有するＸ線発生器は、２つの位置から交互にＸ線を発射することができる。その２つの位置の間隔は、人間の立体イメージング効果を実現する要件に適合する。
しかしながら、３Ｄ立体視は、不適切な遠近感（perspective）又は不自然な遠近感、輻輳／調節矛盾（vergence/accommodation conflict）、フリッカ又は解像度のロスなどの視覚的アーチファクト、及び３Ｄ眼鏡の装着を含む様々なケースを原因として、疲労及び頭痛を生じさせ得る。例えば、両目の焦点が合う面（スクリーン）への距離と、両目が輻輳する（converge）ポイントへの距離との間の不一致により、不快感が生じ得る。
Ｘ線立体イメージングは、観視と、位置的／方向的情報の抽出との２つの主な目的のために、使用され得る。情報抽出（例えば、カテーテルの追跡又は位置合わせ）では、奥行き（depth）の良好な解像度を可能にする、Ｘ線スポット間の大きな距離を有することが望ましい。直感的に（使用しやすい）奥行き情報を観視者に提供することができる３Ｄ立体視では、疲労を防ぐために、最適な３Ｄ観視快適性を提供することが重要である。
改善された観視快適性を伴うライブ３ＤＸ線観視のためのシステム及び方法を提供することが、本発明の目的として確認され得る。
これは、独立請求項の各々の主題により達成される。本発明のさらなる実施形態は、それぞれの従属請求項において記載される。
本発明の基本的なアイディアは、正しい３Ｄ遠近感が観視者の目に与えられるように、２つのＸ線焦点間の距離が実際の３Ｄ観視条件にマッチすべきである、というものであり、これにより、改善された観視快適性がもたらされる。
すなわち、ライブ３Ｄ立体イメージングを開始する前、及び／又は、ライブ３Ｄ立体イメージングの最中に、２つのＸ線立体焦点間の距離が、取得角度（acquisition angle）を観視角度（viewing angle）と一致させるよう、調整されるべきである。それにより、観視快適性を最適化するとともに疲労を防ぐために、正しい３Ｄ遠近感が観視者の目に与えられる。
一般に、本発明の一側面に従った、ライブ３ＤＸ線観視のためのシステムは、Ｘ線源と、Ｘ線検出器と、処理ユニットと、モニタと、観視者の両目を検出する手段と、を備え、Ｘ線源及びＸ線検出器は、移動可能なＣアームに配置される。Ｘ線源は、２つの焦点を含み、２つの焦点間の間隔は、調整可能である。２つの焦点は、互いに対して移動可能な２つの陰極により実現されてもよいし、陽極に対する放射の電気的偏向、磁気的偏向、又は機械的偏向を有するただ１つの陰極により実現されてもよい。
処理ユニットは、関心物体と２つの焦点との距離、モニタと観視者の両目との距離、及び、観視者の両目間の間隔に基づいて、２つの焦点間の間隔を算出するよう適合され、算出された間隔に対応するように、２つの焦点間の間隔を調整するためのコマンドを提供するよう適合されている。
処理手段は、本発明の全ての態様を実行するただ１つのプロセッサにより実現されてもよいし、一群又は複数のプロセッサにより実現されてもよい。そのような複数のプロセッサは、例えば、Ｘ線イメージングを制御しＸ線画像データを処理するシステムプロセッサと、間隔を算出するのに特化した別個のプロセッサと、結果を視覚化するモニタを制御するさらなるプロセッサとを含む。
３Ｄ視覚化は、レンチキュラディスプレイ又はバリアスクリーンディスプレイなどのオートステレオスコピックディスプレイを有するモニタにおいて実現されてもよいし、モニタと対応する技術に基づく３Ｄ眼鏡との組合せにより実現されてもよい。そのような技術には、例えば、シャッタ技術、色符号化、又は偏光により、右目用画像と左目用画像とを分離する手段を用いるものがある。「３Ｄ眼鏡」という用語は、イヤホンを有する完全な眼鏡のみならず、通常の眼鏡とともに使用するための追加の要素、例えば、クリップで留める要素、又は鉛製Ｘ線保護眼鏡、又は血液はね防止眼鏡（anti blood splash glasses）も含むことに留意されたい。
処理ユニットは、Ｘ線源及びＸ線検出器の両方とともに、モニタにも接続されることを理解されたい。さらに、Ｘ線源と、Ｘ線源とＸ線検出器との間に位置する関心物体との距離のみならず、３Ｄ眼鏡の２つのレンズ間の距離、すなわち、２つのレンズのおおよその中心間の距離、又は本システムを利用する人間の両目間の距離も、既知のものとして仮定され得る。後者の距離の平均的な値は、６．５ｃｍの平均的な目の間隔であってよい。これらの距離を一度測定し、本システムを使用し始める前にそれぞれの値を入力することも可能である。
観視者の両目の位置を検出する手段により、モニタと両目との距離、すなわち、例えば、表示される３Ｄ物体に対する観視者の両目の位置を決定することができる。例えば、追跡可能な（trackable）眼鏡などのウェアラブル要素を使用してもよい。追跡可能な眼鏡は、追跡可能なＬＥＤ又は反射鏡（reflector）を眼鏡に配置することにより、実現することができる。
本発明の別の実施形態に従うと、本システムは、観視者の両目の高さに対して、モニタにおける画像の高さを調整する手段をさらに備える。それにより、搭載されるモニタの面に垂直である最適な観視方向から実際の観視方向がずれるのを避けるために、３Ｄ画像の高さ位置は、観視者の両目の高さと一致させることができる。したがって、モニタのスクリーンが垂直に配置される場合、最適な観視方向は水平方向となる。
本発明のさらなる実施形態に従うと、本システムは、両目の位置及び向き（orientation）を自動的に検出する手段、すなわち、両目の位置及び向きを追跡する手段をさらに備える。Ｃアームの向きが観視者の両目の向きに対応するように、処理ユニットは、Ｃアームの動きを制御するようさらに適合され得る。３Ｄ眼鏡を利用する場合、観視者の両目の位置及び／又は向きを検出する手段は、３Ｄ眼鏡に配置することができるので、モニタのスクリーンと両目との距離は、スクリーンと３Ｄ眼鏡との決定された距離、及び、３Ｄ眼鏡と観視者の両目との距離を表す一定値の和となる。
さらに、本発明に従った本システムは、Ｃアームを表示される３Ｄ物体周りの観視者のわずかな頭部の動きに時間的に同期させて格別自然な３Ｄ立体視を提供するために、Ｃアームの動きの制御をトリガする手段をさらに備えることができる。
本発明の別の実施形態に従うと、本システムの処理ユニットは、ディスパリティ（disparity）、すなわち、左目用画像に対するモニタにおける右目用画像の位置、及び、右目用画像に対するモニタにおける左目用画像の位置を変更するようさらに適合されている。これにより、関心物体を最小のディスパリティで表示することが可能となり、したがって、最大の鮮明さで観視することが可能となる。
本発明のさらなる側面に従うと、ライブ３ＤＸ線観視のための方法が提供される。本方法は、関心物体とＸ線源の２つの焦点との距離、モニタと３Ｄ眼鏡、すなわち、観視者の両目との距離、及び、３Ｄ眼鏡の２つのレンズ間の距離、すなわち、両目間の間隔に基づいて、２つの焦点間の間隔を算出するステップと、算出された間隔に応じて、２つの焦点間の間隔を調整するステップと、２つの焦点の一方からの放射に基づいて、Ｘ線画像を生成するステップと、２つの焦点の他方からの放射に基づいて、Ｘ線画像を生成するステップと、例えば３Ｄ眼鏡を用いて観視可能なモニタにおいて、両方の画像を同時に視覚化するステップと、を含む。
本発明の別の実施形態に従うと、本方法は、画像の高さに関する入力を受け取るステップと、３Ｄ眼鏡の高さに対して、両方の画像の高さを調整するステップと、をさらに含む。
本発明のさらに別の実施形態に従うと、本方法は、ディスパリティ、すなわち、互いの画像に対する画像の位置、すなわち、両方の画像のオーバラップに関する入力を受け取るステップと、両方の画像のディスパリティを調整するステップと、をさらに含む。
本発明のさらなる実施形態に従うと、本方法は、３Ｄ眼鏡の向きの変化を決定するステップと、３Ｄ眼鏡の向きの変化に対応するよう、Ｃアームを移動させるステップと、をさらに含む。３Ｄ眼鏡の向きの変化の決定は、自動的に実行されてもよい。しかしながら、Ｃアームの移動は、手動で制御されてもよい。
入力は、キーボード、スイッチ、又は他の種類のボタンなどのマニュアル入力手段により提供されてもよいし、例えば音声コマンドなどの音コマンドを受け取ることにより、提供されてもよいことに留意されたい。
表示される３Ｄ画像の高さ位置を目の高さに一致させて、表示される３Ｄ物体周りのわずかな頭部の動きに合わせて時間的にＣアームを移動させることができることにより、格別直感的且つ自然な経験を与えることができる。
本発明のさらなる側面に従うと、コンピュータプログラムが提供される。このコンピュータプログラムが、上述のシステムの処理ユニット上で実行される場合において、このコンピュータプログラムは、本システムに前述の方法のステップを実行させる。
対応するコンピュータプログラムは、好ましくは、データプロセッサのワークメモリにロードされる。したがって、データプロセッサ又は処理ユニットは、本発明の方法を実行するよう設けられる。さらに、本発明は、コンピュータプログラムを記憶することができるＣＤ−ＲＯＭなどのコンピュータ読み取り可能な媒体に関連する。しかしながら、コンピュータプログラムは、ワールドワイドウェブのようなネットワークを介して提供されてもよく、そのようなネットワークからデータプロセッサのワークメモリにダウンロードすることができる。
本発明の実施形態は、異なる主題に関連して説明されることに留意すべきである。特に、いくつかの実施形態は、方法型の請求項に関連して説明されるが、他の実施形態は、装置型の請求項（システム）に関連して説明される。しかしながら、当業者は、上記および以下の記載から、特に断りのない限り、１つの型の主題に属する特徴の任意の組合せに加えて、異なる主題に関係する特徴間の任意の組合せも本願で開示されていると考えられることがわかるであろう。
本発明の上記にて定められた側面及びさらなる側面、特徴、並びに効果は、本明細書において以下で記載される実施形態の例から得ることができ、図面に示される実施形態の例を参照しながら説明される。しかしながら、本発明は、そのような実施形態の例に限定されるものではない。
図面の例示は、概略的なものに過ぎず、正確な縮尺ではない。様々な図において、同様の要素は、同一の参照符号により提供されることに留意されたい。
図２は、本発明に従った、ライブ３ＤＸ線観視のためのシステム１を示している。システム１は、Ｘ線源３とＸ線検出器４とを有するＣアーム２、モニタ５、及びテーブル６を備える点で、図１に示されたシステム１００と類似していることを理解されたい。システム１は、Ｘ線源３が、ただ１つの焦点ではなく、２つの焦点８を含む点で、システム１００とは異なる。処理ユニット７、入力装置１８、及び追跡可能な要素１７を有する３Ｄ眼鏡９が、さらに図２に示されている。
本発明に従ったライブ３ＤＸ線観視を実現するために、追跡可能なＬＥＤ又は反射鏡１７が３Ｄ眼鏡９に配置され得、例えば、平均的な目の間隔Ｃが使用されてもよいし、観視者の瞳孔間距離が測定されてもよい（あるいは、目のトラッキングが使用されてもよい）。さらに、観視者の頭部の位置に応じたライブ３Ｄ立体取得／観視条件が、モニタ５のスクリーンに対して、調整されてもよい。
特に、改善されたＸ線３Ｄ立体視の快適性は、（関心物体（例えば、カテーテル先端）及び２つの焦点によって規定される）取得角度、及び、（表示された物体及び両目によって規定される）観視角度を調整することにより実現される。
図２に示されるように、（用途及び実際の臨床スイート（clinical suite）に依存する）観視距離（viewing distance）Ｄが決定される。測定された目の間隔Ｃに基づいて、角度αを算出することができる。ここで、合理的な近似は、観視角度を算出するために、平均的な瞳孔間距離を使用することである。最適な観視条件では、この角度αは、関心物体２０に向けられる２つの焦点８からの放射に対して、同一であるべきである。角度α、及び、２つの焦点８と関心物体２０との距離Ｂに基づいて、２つの焦点間の間隔Ａを決定することができる。その後、取得角度と観視角度を一致させるように、焦点間間隔Ａを調整することができる。ユーザは、例えば、タッチスクリーン、マウスなどにより、関心物体２０を選択することができる。さらに、関心物体２０がカテーテルであると仮定すると、関心物体２０は、例えば、エッジコントラスト又はパターンマッチングに基づいて、自動的に検出することができる。
いくつかのケースでは、正確なマッチングからの偏向（deviation）が好ましい場合がある。例えば、より小さな角度は、より視覚的な快適性を提供し得るのに対し、より大きな角度は、奥行きを大きく見せるのに好ましい場合がある（より正確には、快適さを犠牲にするが）。こうした偏向は、一般的なマッチングに対するスケールファクタとして指定することができ、観視者の頭部が動く場合に一貫して適用することができる。
例えば、Ｘ線源と関心物体との距離が１ｍであり、モニタから両目までの距離が２ｍであり、両目間の距離が６．５ｃｍである場合、２つの焦点間の間隔は３．２５ｃｍに調整されるべきである。
理想的には、３Ｄの関心物体（例えば、カテーテル先端）は、ゼロのディスパリティをもってスクリーンに表示される（スクリーン面に投影される）ので、スクリーンにおける両目の焦点合わせは、表示される３Ｄ物体に焦点を合わせることも意味し、これにより、３Ｄ観視快適性が向上されることに留意すべきである。
図３において、ライブ３ＤＸ線観視の調整の態様が示されている。
物体の奥行き位置、すなわち、スクリーン面に対する物体の見かけの位置を変更できるよう、両方向の矢印Ｅにより示されるように、表示画像１３を表示画像１５に対してシフトすることにより、第１の種類の調整が提供され得る（これは、２つの画像間の不完全なオーバラップ１６を生じさせる）。
第２の種類の調整は、物体が、（スクリーンサイズにも関連するが）いくらか拡大されて表示され得ることであり得る。
第３の種類の調整は、（矢印Ｆにより示されるように、）画像の高さの変更であり得る。例えば、３Ｄ立体画像の高さよりも大きなスクリーンの高さを有するディスプレイを使用することができるので、表示される３Ｄ画像の高さ位置は、最適な観視のために、観視者の目の高さに応じて、シフトされ得る。代替として、モニタの高さが変更されてもよい、すなわち、モニタが上方又は下方にシフトされてもよい。
第４の種類の調整は、（矢印Ｇにより示されるように、）関心物体に関して遠近感を変更することであり得る。針の穴にワイヤを通すなどの難しい３Ｄタスクの最中に、人間は、改善された遠近感のために、自分の頭部に対して物体（針）の向きを適応させることに慣れている。ライブ３ＤＸ線画像がより自然に経験するよう、観視者は、改善された遠近感のために、視覚化された３Ｄ物体の周りに自分の頭部の向きを変える傾向がよりある。
遠近感の変更は、音声制御を含む任意の種類の入力によりトリガされ得る。例えば、「同期せよ（sync）」と叫んだ後、Ｃアームは、表示物体周りの観視者の頭部のわずかな動きに追従する（同期する）。例えば、「停止せよ（stop）」と叫んだ後、同期は終了し、観視者は、より快適な身体の姿勢に戻ることができ、新たな遠近感で自分の仕事を続けることができる。
同期されるＣアームは、理想的には、関心物体、例えば、カテーテル先端の周りを回転し、関心物体は、ゼロのディスパリティをもってスクリーン上での奥行きで視覚化されることに留意されたい。したがって、関心物体は、従来の３Ｄ走査の最中に、Ｃアームに関して中心に置かれる。同じ構成を用いることにより、同期されるＣアームが自然に動くことが確実にされ得る。
図４のフローチャートは、本発明に従って実行されるステップの原理を示している。説明するステップは、主要なステップであり、こうした主要なステップは、いくつかのサブステップに分化又は分割されることを理解されたい。さらに、こうした主要なステップの間にもサブステップが存在し得る。したがって、本発明に従った方法の原理の理解のために、サブステップが重要であり得る場合のみ、そのサブステップについて言及する。
ステップＳ１において、観視者の両目の位置、特に、モニタから両目までの距離が決定される。
ステップＳ２において、上述したように、Ｘ線源の焦点間の間隔が算出される。
ステップＳ３において、焦点間の実際の間隔が調整される。
ステップＳ４において、２つの焦点の一方からの放射によって、例えば、右目用の第１の画像が生成される。
ステップＳ５において、２つの焦点の他方からの放射によって、例えば、左目用の第２の画像が生成される。
ステップＳ６において、両方の画像が、観視される場合に３Ｄ画像の印象を可能にする視覚的ディスパリティをもって、３Ｄモニタにおいて視覚化される。
ステップＳ４がステップＳ３に直接続く代わりに、図４に示されるように、３つの代替が実行されてもよい。
第１の代替として、ステップＳ７において、入力が受け取られ、ステップＳ８において、その入力により、観視者の両目の高さに対して、画像の高さが調整される。モニタのスクリーンに対する距離だけでなく、両目の高さも自動的に決定される場合、画像の高さの調整も自動的に実行され得る。
第２の代替として、ステップＳ９において、入力が受け取られ、その入力により、画像のディスパリティが調整される。したがって、３Ｄ画像内の物体の奥行き位置が変更される。
第３の代替として、ステップＳ１１において、入力が受け取られ、ステップＳ１２において、その入力により、観視者の両目の動き（向き及び位置の変化）の決定がトリガされる。次いで、３Ｄ眼鏡の決定された動きに対応するＣアームの動きが続く。
本発明は、図面および上記の記載において詳細に例示され説明されたが、そのような例示および説明は、限定的なものとしてではなく、例示的なものとして考えられるべきであり、本発明は、開示された実施形態に限定されない。
開示された実施形態に対する他の変形例は、図面、本開示、および添付の請求項の検討から、請求される発明を実施する際に当業者によって理解され達成され得る。請求項において、「備える（comprising）」という語は、他の要素またはステップを除外せず、不定冠詞「ａ」または「ａｎ」は、複数個を除外しない。単一のプロセッサ又は他のユニットが、請求項に記載された複数の項目の機能を満たしてもよい。
所定の手段が相互に異なる従属請求項に列挙されるという単なる事実は、これらの手段の組合せが有利に使用されることができないことを示すものではない。コンピュータプログラムは、光記憶媒体、又は、他のハードウェアとともに又は他のハードウェアの一部として提供されるソリッドステート媒体などの適切な媒体上に記憶／分散されてもよいし、インターネット、又は、他の有線通信システム若しくは無線通信システムを介してなど、他の形態で分散されてもよい。請求項におけるいかなる参照符号も、適用範囲を限定するよう解釈されるべきではない。
１ 本発明に従ったシステム
１００ 従来技術に従ったシステム
２ Ｃアーム
３ Ｘ線源
４ Ｘ線検出器
５ モニタ
６ 患者テーブル
７ 処理ユニット
８ 焦点
９ ３Ｄ眼鏡
１０ Ｘ線ビーム
１２ 左目用Ｘ線ビーム
１３ 右目用画像
１４ 右目用Ｘ線ビーム
１５ 左目用画像
１６ 画像のオーバラップ
１７ ３Ｄ眼鏡の位置を検出する手段
１８ 入力手段
２０ 関心物体
Ａ ２つの焦点間の間隔
Ｂ 関心物体と２つの焦点との距離
Ｃ 観視者の両目間の距離
Ｄ モニタと３Ｄ眼鏡との距離
Ｅ オーバラップの変化
Ｆ 画像高さの変化
Ｇ ３Ｄ眼鏡の向きの変化
α 観視角度／取得角度
１００ 従来技術に従ったシステム
２ Ｃアーム
３ Ｘ線源
４ Ｘ線検出器
５ モニタ
６ 患者テーブル
７ 処理ユニット
８ 焦点
９ ３Ｄ眼鏡
１０ Ｘ線ビーム
１２ 左目用Ｘ線ビーム
１３ 右目用画像
１４ 右目用Ｘ線ビーム
１５ 左目用画像
１６ 画像のオーバラップ
１７ ３Ｄ眼鏡の位置を検出する手段
１８ 入力手段
２０ 関心物体
Ａ ２つの焦点間の間隔
Ｂ 関心物体と２つの焦点との距離
Ｃ 観視者の両目間の距離
Ｄ モニタと３Ｄ眼鏡との距離
Ｅ オーバラップの変化
Ｆ 画像高さの変化
Ｇ ３Ｄ眼鏡の向きの変化
α 観視角度／取得角度
Claims (9)
- ライブ３ＤＸ線観視のためのシステムであって、
Ｘ線源と、
Ｘ線検出器と、
処理ユニットと、
モニタと、
前記モニタと観視者の両目との距離を決定するための、前記観視者の前記両目の位置を検出する手段と、
を備え、
前記Ｘ線源及び前記Ｘ線検出器は、Ｃアームに配置され、
前記Ｘ線源は、２つの焦点を含み、
前記処理ユニットは、関心物体と前記２つの焦点との距離、前記モニタと前記観視者の前記両目との距離、及び、前記観視者の前記両目間の距離に基づいて、前記関心物体及び前記２つの焦点によって規定される取得角度を、前記モニタ上の前記関心物体であって、左目用画像における前記関心物体及び右目用画像における前記関心物体がゼロのディスパリティをもって前記モニタ上に表示される、前記モニタ上の前記関心物体及び前記両目によって規定される観視角度と一致させるように、前記２つの焦点間の間隔を算出するよう適合され、
前記処理ユニットは、前記２つの焦点間の実際の間隔を前記の算出された間隔に調整するためのコマンドを提供するよう適合されている、システム。 - ３Ｄ眼鏡
をさらに備えた、請求項１記載のシステム。 - 前記両目の高さに対して、前記モニタにおける画像の高さを調整する手段
をさらに備えた、請求項１記載のシステム。 - 前記両目の位置及び向きを自動的に検出する手段
をさらに備え、
前記Ｘ線源及び前記Ｘ線検出器の向きが前記両目の前記向きに対応するように、前記処理ユニットは、前記Ｃアームの動きを制御するようさらに適合されている、請求項１記載のシステム。 - 前記Ｃアームの前記動きの制御をトリガする手段
をさらに備えた、請求項４記載のシステム。 - ライブ３ＤＸ線観視のための方法であって、
関心物体とＸ線源の２つの焦点との距離、モニタと観視者の両目との距離、及び、前記観視者の前記両目間の距離に基づいて、前記関心物体及び前記２つの焦点によって規定される取得角度を、前記モニタ上の前記関心物体であって、左目用画像における前記関心物体及び右目用画像における前記関心物体がゼロのディスパリティをもって前記モニタ上に表示される、前記モニタ上の前記関心物体及び前記両目によって規定される観視角度と一致させるように、前記２つの焦点間の間隔を算出するステップと、
前記２つの焦点間の実際の間隔を前記の算出された間隔に調整するステップと、
前記２つの焦点の一方からの放射に基づいて、Ｘ線画像を生成するステップと、
前記２つの焦点の他方からの放射に基づいて、Ｘ線画像を生成するステップと、
前記モニタにおいて、両方の画像を同時に視覚化するステップと、
を含む、方法。 - 入力手段により入力を受け取るステップと、
前記両目の高さに対して、前記両方の画像の高さを調整するステップと、
をさらに含む、請求項６記載の方法。 - 前記両目の向きの変化を決定するステップと、
前記両目の前記向きの前記変化に対応するよう、Ｃアームを移動させるステップと、
をさらに含む、請求項６記載の方法。 - システムの処理ユニット上で実行されたときに前記システムに請求項６乃至８いずれか一項記載の方法を実行させるコンピュータプログラム。
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|---|---|---|---|---|
| DE463914C (de) * | 1926-12-28 | 1928-08-08 | Fritz Bornhardt | Verfahren und Vorrichtung zum Erzeugen und Betrachten von stereoskopischen Roentgenschattenbildern |
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