JP7239572B2 - カメラを用いた対象者プロファイルの決定 - Google Patents

Description

本発明は、磁気共鳴撮像、陽電子放射断層撮影、単一光子放射断層撮影、及びコンピュータ断層撮影など、３次元医療撮像モダリティに関し、詳細には、これらのモダリティのうちの１つのための対象者のポジショニングに関する。

磁気共鳴撮像、陽電子放射断層撮影、単一光子放射断層撮影、及びコンピュータ断層撮影など、３次元撮像モダリティでは、対象者は、医療撮像システムが、撮像ボリューム内の対象者の３次元ボリュームを表す医療撮像データを取得することが可能である位置に導かれる。従って、対象者を適切に撮像するために、撮像されることが望まれる対象者の部分を識別し、この部分を撮像ボリューム内に導くことが可能であることが重要である。

米国特許出願公開第２０１３／０３４２８５１（Ａ１）号は、提供された医療撮像デバイスの患者ポジショニングデバイス上に配置された少なくとも１つの物体に関係する情報を集めるための方法を開示する。その方法は、３Ｄ画像データ記録ユニットによって患者ポジショニングデバイス上に配置された物体に関係する３Ｄ画像データを光学的手段によって集めるステップと、集められた３Ｄ画像データを３Ｄ画像データ記録ユニットから評価ユニットに転送するステップと、評価ユニットによって３Ｄ画像データに基づいて患者ポジショニングデバイス上に配置された物体に関係する情報を決定するステップと、患者ポジショニングデバイス上に配置された物体に関係する決定された情報に基づいて出力情報を生成するステップと、患者ポジショニングデバイス上に配置された物体に関係する出力情報を出力するステップとを有する。

本発明は、独立請求項において、医療装置、コンピュータプログラムプロダクト、及び方法を提供する。実施形態が従属請求項において与えられる。

本発明の実施形態は、対象者支持体（ｓｕｂｊｅｃｔ ｓｕｐｐｏｒｔ）とカメラとを備える医療装置を提供する。医療装置は、対象者支持体の複数の位置について対象者支持体上に載っている対象者の複数の画像を取得するように構成される。これらの複数の位置について、それらの間に、知られている変位がある。複数の画像を検査することによって、対象者の高さプロファイル（ｈｅｉｇｈｔ ｐｒｏｆｉｌｅ）が計算され得る。本明細書で使用される高さプロファイルは、対象者支持体からの対象者の高さの空間的に依存するマッピングである。実施形態は、２次元カメラの使用が、高さプロファイルを決定するために使用されることを可能にする。他の実施形態では、３次元カメラが使用される。３次元カメラでの複数の３次元画像の取得は、より正確な高さプロファイルの決定を可能にする。

本発明の一態様では、対象者支持体とカメラとは、対象者支持体とカメラとのうちの少なくとも１つ、又はその両方が、線形経路に沿って移動可能であるという点で、互いに対して移動可能である。対象者支持体とカメラとは、互いに対して第１の位置と第２の位置との間で移動可能である。対象者支持体とカメラとは、第１の位置と少なくとも１つの中間位置との間の線形経路に沿った、互いに対する変位を測定するために構成される。少なくとも１つの中間位置の各々は、第１の位置と第２の位置との間に位置する。

対象者支持体とカメラとの互いに対する第１の位置において、初期画像がカメラによって取得され、対象者支持体とカメラとの１つ又は一連の中間相対位置において、１つ又は複数の中間画像が取得される。

マシン実行可能命令の実行が、更に、プロセッサに、初期画像と少なくとも１つの中間画像とを比較することによって対象者の高さプロファイルを計算させる。高さプロファイルは、対象者支持体とカメラとの互いに対する変位を使用して少なくとも部分的に計算される。高さプロファイルは、支持面（ｓｕｐｐｏｒｔ ｓｕｒｆａｃｅ）からの対象者の空間的に依存する高さを表す。この実施形態は、単一のカメラを使用して対象者の高さプロファイルを測定する改善された手段を提供するので、有益である。

本発明はまた、カメラと対象者支持体との異なる相対位置において取得された画像から高さプロファイルを導出するための命令を備えるコンピュータプログラムに関する。

本発明はまた、カメラと対象者支持体との異なる相対位置において取得された画像から高さプロファイルを導出するために医療装置を動作させるための方法に関する。

一態様では、本発明は、対象者を線形経路に沿って第１の位置から第２の位置に移動するために構成された対象者支持体を備える医療装置を提供する。対象者支持体は、対象者を受けるための支持面を更に備える。対象者支持体は、対象者支持体を少なくとも１つの中間位置に配置するために更に構成される。対象者支持体は、第１の位置と少なくとも１つの中間位置との間の線形経路に沿った変位を測定するために構成される。少なくとも１つの中間位置の各々は、第１の位置と第２の位置との間に位置する。

医療装置は、第１の位置にある支持面を撮像するために構成されたカメラを更に備える。カメラはまた、支持面上に載っている対象者を撮像するために構成される。医療装置は、マシン実行可能命令を含むメモリを更に備える。医療装置は、医療装置を制御するためのプロセッサを更に備える。

マシン実行可能命令の実行は、更に、プロセッサに、対象者支持体が第１の位置にあるとき、カメラで初期画像を取得させる。本明細書で使用される初期画像は画像である。初期画像における「初期」は、特定の画像を識別するためのラベルである。

マシン実行可能命令の実行は、更に、プロセッサに、対象者支持体を第１の位置から第２の位置に移動するように対象者支持体を制御させる。マシン実行可能命令の実行は、更に、プロセッサに、カメラで少なくとも１つの中間画像を取得させ、対象者支持体が第１の位置から第２の位置に移動されるとき、少なくとも１つの中間画像の各々について対象者支持体の変位を取得させる。少なくとも１つの中間画像の各々は画像である。中間画像における「中間」は、特定の画像を識別するためのラベルである。

幾つかの中間画像があり、取得された各中間画像は、対象者支持体が経験した位置又は変位に関連付けられるか、或いはそれらによって参照される。

マシン実行可能命令の実行は、更に、プロセッサに、初期画像と少なくとも１つの中間画像とを比較することによって対象者の高さプロファイルを計算させる。高さプロファイルは、対象者支持体の変位を使用して少なくとも部分的に計算される。高さプロファイルは、支持面からの対象者の空間的に依存する高さを表す。この実施形態は、単一のカメラを使用して対象者の高さプロファイルを測定する改善された手段を提供するので、有益である。

高さプロファイルは、代替的に、対象者とカメラとの間の距離プロファイルとして説明される。例えば、３Ｄ撮像では、ネイティブに（ｎａｔｉｖｅｌｙ）取得された３Ｄデータは、カメラと物体との間の（光軸に沿った）距離を表すレンジ／深度データである。これらは、カメラ座標系における所与の面の座標が知られている場合、又は単に２つの画像間の差をとることによって、この面からの高さプロファイルに変換され得る。

本明細書で使用される高さプロファイルは、対象者の１次元プロファイルであるか、或いは、距離又は変位に関して対象者の距離を表す対象者の２次元画像又はマッピングであるかのいずれかである。

医療装置はまた、幾つかの例では、メモリ内に較正を有する。例えば、識別可能なパターンを有するグラフ用紙又は他の物体が、較正を行うために支持面上に置かれる。支持体は、次いで、第１の位置から中間位置のうちの１つ又は複数に移動され、画像が取得される。これは、対象者支持体の関数として、面が初期画像から中間画像までどのように移動するかのマッピングを行うために使用され得る。対象者又は他の物体が支持面の上にある場合、物体又は対象者のそれらの部分からの方が、支持面からよりもカメラに近い。これは、直接支持面上にあり、高さを有しないものについてよりも、画像間でより大きい距離を移動する効果を有する。

メモリ中に較正を有することの代替として、医療装置に対するカメラの外部パラメータ、すなわち、医療装置の基準座標系に対してカメラの角形成及び位置を表す３×３回転行列及び１×３並進ベクトルが知られている。

これは、カメラ画像中のピクセルの座標を、医療装置の座標系における対応する点の３Ｄ座標に変換することを可能にする。

更なる代替として、カメラが医療装置に対して較正されない場合、対象者の高さプロファイルは、カメラ画像のみを処理することによって、依然として導出され得るが、この場合、絶対位置は知られない。

別の実施形態では、カメラは２次元カメラである。高さプロファイルは、初期画像と少なくとも１つの中間画像との組み合わせ間のピクセル変位（ｐｉｘｅｌ ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ）を検出することによって計算される。ピクセル変位は、視差効果に類似すると見なされる。組み合わせは、詳細には、初期画像と少なくとも１つの中間画像の各々との間のものである。この実施形態は、３次元カメラなしに高さプロファイルの作成を可能にするので、有益である。

２次元カメラのために使用されるカメラは、異なる例では、異なる形態をとる。例えば、それは、カラーカメラ、モノクロームカメラ、可視カメラ、赤外線カメラ、又は熱カメラである。

別の実施形態では、ピクセル変位は、初期画像及び少なくとも１つの中間画像を複数のピクセル領域に分割することによって、高さプロファイルを計算するために使用される。ピクセル変位を使用することは、ピクセル領域の各々の変位を識別することを更に含む。ピクセル変位を使用することは、複数のピクセル領域の各々の変位を対象者支持体の変位と比較することによって、高さプロファイルを計算することを更に含む。画像内の対象者支持体の変位は、例えば、較正から前もって知られるか、又は対象者支持体位置の測定値から事前に知られる。異なるピクセル領域への初期画像及び少なくとも１つの中間画像の分割は、幾つかの例では、知られているビデオ処理及びコーデックスアルゴリズムを使用して行われる。例えば、ビデオ圧縮では、不変のままである画像の領域が、ビデオによって使用されるメモリの量を低減するように変換されることが一般的である。別の例では、立体視における相互相関を使用する画像間の視差の算出も使用される。そのような知られているアルゴリズムを使用して、初期画像及び少なくとも１つの中間画像の領域を識別し、これらのピクセル領域のグループについてマッピングを計算し、次いで、それを使用して、支持面からの高さを計算することができる。

別の実施形態では、初期画像と少なくとも１つの中間画像との組み合わせ間のピクセル変位を検出することは、複数の高さ計算を平均化することによって信号対雑音を低減することと、初期画像と少なくとも１つの中間画像との異なる組み合わせの複数の高さ計算を使用して、遮られた領域を低減することと、複数の高さ計算を比較することによって高さ計算なしの領域を識別し、低減することと、それらの組み合わせとのうちのいずれか１つを行うために使用される。例えば、高さの２つ以上の測定が行われる場合、これらの複数の測定を使用して、平均化又は他の統計的措置を行って信号雑音を低減することができる。同様に、カメラが対象者に向けられるとき、対象者支持体の全ての位置について見えるとは限らない対象者の部分がある。対象者支持体が移動されるにつれて、対象者の異なる領域が、異なる時間に見えるようになる。異なる組み合わせを計算することによって、幾つかの位置の間に遮られる領域を識別し、次いで、プロファイルを補正することが可能である。幾つかの場合には、照明のために、又は画像が２Ｄ画像で現れるやり方のために、幾つかの領域は、それらの高さが識別又は計算されることが可能でない。より多数の中間位置が、取得された画像を有する場合、これは、より大量のデータが、高さ計算がないそのような領域を埋めるために使用されることを可能にする。

別の実施形態では、カメラは３次元カメラである。初期画像は初期レンジ画像である。初期レンジ画像はレンジ画像であり、初期レンジ画像における「初期」は、特定のレンジ画像を識別するためのラベルである。少なくとも１つの中間画像の各々はまた、中間レンジ画像である。各中間レンジ画像はレンジ画像であり、中間レンジ画像における「中間」は、特定のレンジ画像を示すためのラベルである。

高さプロファイルは、初期画像と少なくとも１つの中間画像との組み合わせである。この実施形態では、３次元カメラが使用され、異なる対象者支持体位置についての異なる画像が、３次元画像又はレンジ画像の品質を改善するために使用される。深度画像又はレンジ画像という用語は、本出願では同義であると見なされる。

別の実施形態では、初期画像と少なくとも１つの中間画像とは、平均化によって少なくとも部分的に組み合わせられる。例えば、３次元カメラは、対象者支持体の異なる位置の測定を行う。異なる位置からのこれらのデータは、組み合わせられ、組み合わせられた画像の精度を改善するために平均化され得る。

対象者支持体の異なる位置についてのカメラから支持面までの距離が、前もって測定され得る。これは、本発明の実施形態を行うための３次元カメラを較正するために有用である。これはまた、カメラが、対象者支持体の線形経路に対して斜角で取り付けられることを可能にする。

別の実施形態では、初期画像と少なくとも１つの中間画像とは、高さプロファイルからの遮られた領域が削除されるように組み合わせられる。例えば、対象者支持体の異なる位置では、対象者の全ての面がカメラに見えるとは限らない。異なる対象者支持体位置において複数の画像をとることによって、特定の画像からのこれらの遮られた領域は、測定を組み合わせることによって削除され得る。

別の実施形態では、医療装置は、撮像ボリュームから医療画像データを取得するための医療撮像システムを更に備える。本明細書で使用される医療画像データは、医療撮像システムを使用して取得される、対象者を表すデータを包含する。本明細書で使用される撮像ボリュームは、医療撮像システムが医療画像データを取得することが可能である、空間の領域又はボリュームを包含する。対象者支持体は、対象者支持体を撮像位置に移動するために構成され、撮像位置では、対象者支持体の少なくとも一部分が撮像ボリューム内にある。この実施形態では、対象者支持体は、対象者が、医療撮像システムの撮像ボリューム中に移動されるか、又は少なくとも部分的に移動されることを可能にする。

別の実施形態では、カメラは、対象者支持体の上方の天井に取り付けられる。これは、例えば、カメラが、線形経路に沿った変位と同じ平面にある画像を取得するように取り付けられることを可能にするので、有益である。これは、高さプロファイルの数学的計算をより簡単にする。

別の実施形態では、カメラは光軸を有する。光軸は線形経路に対して直角である。

別の実施形態では、カメラは、医療撮像システムに取り付けられる。これは、医療撮像システムへのカメラの取付けが、医療撮像システムを設置するための作業又は準備の量を低減するという利益を有する。例えば、カメラが、医療撮像システム自体に取り付けられる場合、カメラは事前設置され、次いで、医療撮像システムとともにシフトされ得る。カメラが、別個のプラットフォーム又は天井に設置される場合、配線並びに他の準備及び取付けが現場で行われる必要がある。

別の実施形態では、マシン実行可能命令の実行は、更に、プロセッサに、対象者モデルを高さプロファイルに適合させることを行わせる。対象者モデルは、例えば、変形されるか又は高さプロファイルに適合され得る、３次元モデル又は面モデルである。また、対象者モデルにアタッチされるか又は関連付けられる様々なレジストレーションがある。従って、対象者モデルを高さプロファイルに適合させることは、撮像されることが望まれる領域の識別を可能にする。

別の実施形態では、マシン実行可能命令の実行は、更に、プロセッサに、対象者モデルを使用して関心領域を決定させる。例えば、特定の撮像プロトコルは、特定の身体部位又は領域を撮像することに関心がある。対象者モデルを高さプロファイルに適合させることは、この領域の自動識別を可能にする。

別の実施形態では、マシン実行可能命令の実行は、プロセッサに、高さプロファイル上でランドマーク検出を行うことによって関心領域を決定させる。高さプロファイルの３次元構造は、対象者の部分又は領域を識別するために使用される。

別の実施形態では、マシン実行可能命令の実行は、更に、プロセッサに、撮像ボリューム内に関心領域を移動するように対象者支持体を制御させる。

別の実施形態では、マシン実行可能命令の実行は、更に、プロセッサに、医療画像データを取得し、次いで、医療画像データから医療画像を再構成するように、医療撮像システムを制御させる。

別の実施形態では、マシン実行可能命令の実行は、更に、プロセッサに、医療撮像システムとの衝突予測を行うために対象者モデル及び／又は高さプロファイルを使用することと、磁気共鳴撮像を行うとき、対象者モデル及び／又は高さプロファイルを使用してＳＡＲ又は比吸収推定値（ｓｐｅｃｉｆｉｃ ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ ｅｓｔｉｍａｔｅ）を計算することと、対象者モデル及び／又は高さプロファイルを使用して対象者重量を計算することと、対象者モデル及び／又は高さプロファイルを使用して対象者高さを計算することと、それらの組み合わせとのうちのいずれか１つを行わせる。上記のいずれも、医療撮像プロトコルの準備を促進するか、又はその準備において役立つので、有益である。

別の実施形態では、医療撮像システムは磁気共鳴撮像システムである。

別の実施形態では、医療撮像システムは陽電子放射断層撮影システムである。

別の実施形態では、医療撮像システムは単一光子放射断層撮影システムである。

別の実施形態では、医療撮像システムは、コンピュータ断層撮影システム又はＣＴシステムである。

別の実施形態では、医療撮像システムは、組み合わせられた陽電子放射断層撮影及び磁気共鳴撮像システムである。

別の実施形態では、医療撮像システムは、組み合わせられたコンピュータ断層撮影及び放射線療法システムである。

別の実施形態では、医療撮像システムは、組み合わせられたコンピュータ断層撮影及び陽電子放射断層撮影システムである。

別の実施形態では、医療撮像システムは、組み合わせられた磁気共鳴撮像システム及び放射線療法システムである。

別の実施形態では、初期画像及び少なくとも１つの中間画像は、ビデオフィードとして取得される。例えば、カメラは、対象者支持体が停止することさえなしに、画像を繰り返し取得する。ビデオフィードの画像は、対象者支持体の変位に対して参照されるか又はインデックス付けされ得る。ビデオフィードからの個々の画像は、次いで、高さプロファイルを計算するために使用される。幾つかの事例では、ビデオフィードの使用はまた、高さプロファイルの計算において役立つ。ピクセルの様々な領域のこの識別は、例えば、高さプロファイルの計算中に再利用される。

別の態様では、本発明は、医療装置を制御するプロセッサによる実行のためのマシン実行可能命令を備えるコンピュータプログラムプロダクトを提供する。医療装置は、対象者を線形経路に沿って第１の位置から第２の位置に移動するために構成された対象者支持体を備える。対象者支持体は、対象者を受けるための支持面を備える。対象者支持体は、対象者支持体を少なくとも１つの中間位置に配置するために更に構成される。対象者支持体は、第１の位置と少なくとも１つの中間位置との間の線形経路に沿った変位を測定するために構成される。少なくとも１つの中間位置の各々は、第１の位置と第２の位置との間に位置する。医療装置は、第１の位置にある支持面を撮像するために構成されたカメラを更に備える。

マシン実行可能命令の実行は、プロセッサに、対象者支持体が第１の位置にあるとき、カメラで初期画像を取得させる。マシン実行可能命令の実行は、更に、プロセッサに、対象者支持体を第１の位置から第２の位置に移動するように対象者支持体を制御させる。マシン実行可能命令の実行は、更に、プロセッサに、カメラで少なくとも１つの中間画像を取得させ、対象者支持体が第１の位置から第２の位置に移動されるとき、少なくとも１つの中間画像の各々について対象者支持体の変位を取得させる。マシン実行可能命令の実行は、更に、プロセッサに、初期画像と少なくとも１つの中間画像とを比較することによって対象者の高さプロファイルを計算させる。高さプロファイルは、変位を使用して少なくとも部分的に計算される。高さプロファイルは、対象者支持体からの対象者の空間的に依存する高さを表す。

別の態様では、本発明は、医療装置を動作させる方法を提供する。医療装置は、対象者を線形経路に沿って第１の位置から第２の位置に移動するために構成された対象者支持体を備える。対象者支持体は、対象者を受けるための支持面を備える。対象者支持体は、対象者支持体を少なくとも１つの中間位置に配置するために更に構成される。対象者支持体は、第１の位置と少なくとも１つの中間位置との間の線形経路に沿った変位を測定するために構成される。少なくとも１つの中間位置の各々は、第１の位置と第２の位置との間に位置する。医療装置は、第１の位置にある支持面を撮像するために構成されたカメラを更に備える。カメラはまた、対象者支持体が少なくとも１つの中間位置にあるとき、支持面を少なくとも部分的に撮像するように構成される。

本方法は、対象者支持体が第１の位置にあるとき、カメラで初期画像を取得するステップを有する。本方法は、対象者支持体を第１の位置から第２の位置に移動するように対象者支持体を制御するステップを更に有する。本方法は、カメラで少なくとも１つの中間画像を取得し、対象者支持体が第１の位置から第２の位置に移動されるとき、少なくとも１つの中間画像の各々について変位を取得するステップを更に有する。本方法は、初期画像と少なくとも１つの中間画像とを比較することによって対象者の高さプロファイルを計算するステップを更に有する。高さプロファイルは、変位を使用して少なくとも部分的に計算される。高さプロファイルは、対象者支持体からの対象者の空間的に依存する高さを表す。

本発明の上述の実施形態のうちの１つ又は複数は、組み合わせられた実施形態が相互排他的でない限り、組み合わせられることを理解されたい。

当業者には理解されるように、本発明の態様は、装置、方法又はコンピュータプログラムプロダクトとして具体化され得る。従って、本発明の態様は、全面的にハードウェア実施形態、全面的にソフトウェア実施形態（ファームウェア、常駐ソフトウェア、マイクロコード等を含む）又は本明細書において全て一般的に「回路」、「モジュール」若しくは「システム」と称され得るソフトウェア及びハードウェア態様を組み合わせた実施形態の形態をとり得る。更に、本発明の態様は、コンピュータ可読媒体上で具現化されたコンピュータ実行可能コードを有する１つ又は複数のコンピュータ可読媒体において具体化されたコンピュータプログラムプロダクトの形態をとり得る。

１つ又は複数のコンピュータ可読媒体の任意の組み合わせが利用されてもよい。コンピュータ可読媒体は、コンピュータ可読信号媒体又はコンピュータ可読ストレージ媒体でもよい。本明細書で使用される「コンピュータ可読ストレージ媒体」は、コンピューティングデバイスのプロセッサによって実行可能な命令を保存することができる任意の有形ストレージ媒体を包含する。コンピュータ可読ストレージ媒体は、コンピュータ可読非一時的ストレージ媒体と称される場合もある。コンピュータ可読ストレージ媒体はまた、有形コンピュータ可読媒体と称される場合もある。一部の実施形態では、コンピュータ可読ストレージ媒体はまた、コンピューティングデバイスのプロセッサによってアクセスされることが可能なデータを保存可能であってもよい。コンピュータ可読ストレージ媒体の例は、フロッピー（登録商標）ディスク、磁気ハードディスクドライブ、半導体ハードディスク、フラッシュメモリ、ＵＳＢサムドライブ、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、光ディスク、磁気光学ディスク、及びプロセッサのレジスタファイルを含むが、これらに限定されない。光ディスクの例は、例えば、ＣＤ－ＲＯＭ、ＣＤ－ＲＷ、ＣＤ－Ｒ、ＤＶＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＷ、又はＤＶＤ－Ｒディスクといったコンパクトディスク（ＣＤ）及びデジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）を含む。コンピュータ可読ストレージ媒体という用語は、ネットワーク又は通信リンクを介してコンピュータデバイスによってアクセスされることが可能な様々な種類の記録媒体も指す。例えば、データは、モデムによって、インターネットによって、又はローカルエリアネットワークによって読み出されてもよい。コンピュータ可読媒体上で具現化されたコンピュータ実行可能コードは、限定されることはないが、無線、有線、光ファイバケーブル、ＲＦ等を含む任意の適切な媒体、又は上記の任意の適切な組み合わせを用いて送信されてもよい。

コンピュータ可読信号媒体は、例えばベースバンドにおいて又は搬送波の一部として内部で具体化されたコンピュータ実行可能コードを備えた伝搬データ信号を含んでもよい。このような伝搬信号は、限定されることはないが電磁気、光学的、又はそれらの任意の適切な組み合わせを含む様々な形態の何れかをとり得る。コンピュータ可読信号媒体は、コンピュータ可読ストレージ媒体ではない及び命令実行システム、装置、若しくはデバイスによって又はそれと関連して使用するためのプログラムを通信、伝搬、若しくは輸送できる任意のコンピュータ可読媒体でもよい。

「コンピュータメモリ」又は「メモリ」は、コンピュータ可読ストレージ媒体の一例である。コンピュータメモリは、プロセッサに直接アクセス可能な任意のメモリである。「コンピュータストレージ」又は「ストレージ」は、コンピュータ可読ストレージ媒体の更なる一例である。コンピュータストレージは、任意の揮発性又は不揮発性コンピュータ可読ストレージ媒体である。

本明細書で使用される「プロセッサ」は、プログラム、マシン実行可能命令、又はコンピュータ実行可能コードを実行可能な電子コンポーネントを包含する。「プロセッサ」を含むコンピューティングデバイスへの言及は、場合により、２つ以上のプロセッサ又は処理コアを含むと解釈されるべきである。プロセッサは、例えば、マルチコアプロセッサである。プロセッサは、また、単一のコンピュータシステム内の、又は複数のコンピュータシステムの中へ分配されたプロセッサの集合体も指す。コンピュータデバイスとの用語は、各々が一つ又は複数のプロセッサを有するコンピュータデバイスの集合体又はネットワークを指してもよいと理解されるべきである。コンピュータ実行可能コードは、同一のコンピュータデバイス内の、又は複数のコンピュータデバイス間に分配された複数のプロセッサによって実行される。

コンピュータ実行可能コードは、本発明の態様をプロセッサに行わせるマシン実行可能命令又はプログラムを含んでもよい。本発明の態様に関する動作を実施するためのコンピュータ実行可能コードは、Java（登録商標）、Smalltalk（登録商標）、又はC++等のオブジェクト指向プログラミング言語及びＣプログラミング言語又は類似のプログラミング言語等の従来の手続きプログラミング言語を含む１つ又は複数のプログラミング言語の任意の組み合わせで書かれてもよい及びマシン実行可能命令にコンパイルされてもよい。場合によっては、コンピュータ実行可能コードは、高水準言語の形態又は事前コンパイル形態でもよい及び臨機応変にマシン実行可能命令を生成するインタプリタと共に使用されてもよい。

コンピュータ実行可能コードは、完全にユーザのコンピュータ上で、部分的にユーザのコンピュータ上で、スタンドアローンソフトウェアパッケージとして、部分的にユーザのコンピュータ上で及び部分的にリモートコンピュータ上で、又は完全にリモートコンピュータ若しくはサーバ上で実行することができる。後者の場合、リモートコンピュータは、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）若しくは広域ネットワーク（ＷＡＮ）を含む任意の種類のネットワークを通してユーザのコンピュータに接続されてもよい、又はこの接続は外部コンピュータに対して（例えば、インターネットサービスプロバイダを使用したインターネットを通して）行われてもよい。

本発明の態様は、本発明の実施形態による方法、装置（システム）及びコンピュータプログラムプロダクトのフローチャート、図及び／又はブロック図を参照して説明される。フローチャート、図、及び／又はブロック図の各ブロック又は複数のブロックの一部は、適用できる場合、コンピュータ実行可能コードの形態のコンピュータプログラム命令によって実施され得ることが理解されよう。相互排他的でなければ、異なるフローチャート、図、及び／又はブロック図におけるブロックの組み合わせが組み合わせられてもよいことが更に理解される。これらのコンピュータプログラム命令は、コンピュータ又は他のプログラム可能データ処理装置のプロセッサを介して実行する命令がフローチャート及び／又はブロック図の１つ又は複数のブロックにおいて指定された機能／行為を実施するための手段を生じさせるようにマシンを作るために、汎用コンピュータ、特定用途コンピュータ、又は他のプログラム可能データ処理装置のプロセッサへと提供されてもよい。

これらのコンピュータプログラム命令はまた、コンピュータ可読媒体に保存された命令がフローチャート及び／又はブロック図の１つ又は複数のブロックにおいて指定された機能／行為を実施する命令を含む製品を作るように、コンピュータ、他のプログラム可能データ処理装置、又は他のデバイスにある特定の方法で機能するように命令することができるコンピュータ可読媒体に保存されてもよい。

コンピュータプログラム命令はまた、コンピュータ又は他のプログラム可能装置上で実行する命令がフローチャート及び／又はブロック図の１つ又は複数のブロックにおいて指定された機能／行為を実施するためのプロセスを提供するように、一連の動作ステップがコンピュータ、他のプログラム可能装置又は他のデバイス上で行われるようにすることにより、コンピュータ実施プロセスを生じさせるために、コンピュータ、他のプログラム可能データ処理装置、又は他のデバイス上にロードされてもよい。

本明細書で使用される「ユーザインタフェース」は、ユーザ又はオペレータがコンピュータ又はコンピュータシステムとインタラクトすることを可能にするインタフェースである。「ユーザインタフェース」は、「ヒューマンインタフェースデバイス」と称される場合もある。ユーザインタフェースは、情報若しくはデータをオペレータに提供することができる及び／又は情報若しくはデータをオペレータから受信することができる。ユーザインタフェースは、オペレータからの入力がコンピュータによって受信されることを可能にしてもよい及びコンピュータからユーザへ出力を提供してもよい。つまり、ユーザインタフェースはオペレータがコンピュータを制御する又は操作することを可能にしてもよい、及びインタフェースはコンピュータがオペレータの制御又は操作の結果を示すことを可能にしてもよい。ディスプレイ又はグラフィカルユーザインタフェース上のデータ又は情報の表示は、情報をオペレータに提供する一例である。キーボード、マウス、トラックボール、タッチパッド、指示棒、グラフィックタブレット、ジョイスティック、ウェブコム、ヘッドセット、ペダル、有線グローブ、リモコン、及び加速度計を介したデータの受信は、オペレータから情報又はデータの受信を可能にするユーザインタフェース要素の全例である。

本明細書で使用される「ハードウェアインタフェース」は、コンピュータシステムのプロセッサが外部コンピューティングデバイス及び／又は装置とインタラクトする及び／又はそれを制御することを可能にするインタフェースを包含する。ハードウェアインタフェースは、プロセッサが外部コンピューティングデバイス及び／又は装置へ制御信号又は命令を送ることを可能にしてもよい。ハードウェアインタフェースはまた、プロセッサが外部コンピューティングデバイス及び／又は装置とデータを交換することを可能にしてもよい。ハードウェアインタフェースの例は、ユニバーサルシリアルバス、ＩＥＥＥ１３９４ポート、パラレルポート、ＩＥＥＥ１２８４ポート、シリアルポート、ＲＳ－２３２ポート、ＩＥＥＥ４８８ポート、ブルートゥース（登録商標）接続、無線ＬＡＮ接続、ＴＣＰ／ＩＰ接続、イーサネット（登録商標）接続、制御電圧インタフェース、ＭＩＤＩインタフェース、アナログ入力インタフェース、及びデジタル入力インタフェースを含むが、これらに限定されない。

本明細書で使用される「ディスプレイ」又は「ディスプレイデバイス」は、画像又はデータを表示するために構成された出力デバイス又はユーザインタフェースを包含する。ディスプレイは、視覚、音声、及び／又は触覚データを出力してもよい。ディスプレイの例は、コンピュータモニタ、テレビスクリーン、タッチスクリーン、触覚電子ディスプレイ、点字スクリーン、陰極線管（ＣＲＴ）、蓄積管、双安定ディスプレイ、電子ペーパー、ベクターディスプレイ、平面パネルディスプレイ、真空蛍光ディスプレイ（ＶＦ）、発光ダイオード（ＬＥＤ）ディスプレイ、エレクトロルミネッセントディスプレイ（ＥＬＤ）、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、有機発光ダイオードディスプレイ（ＯＬＥＤ）、プロジェクタ、及びヘッドマウントディスプレイを含むが、これらに限定されない。

本明細書で使用される医療撮像システムは、撮像ボリュームから医療画像データを取得するために構成された医療デバイスである。医療画像データは、撮像ボリューム内の対象者のボリュームを表すデータである。医療画像データは、１つ又は複数の医療画像に再構成されるか、又は１つ又は複数の医療画像としてレンダリングされる。

磁気共鳴（ＭＲ）データは、本明細書においては、磁気共鳴撮像スキャン中に磁気共鳴装置のアンテナによって原子スピンにより発せられた無線周波数信号の記録された測定結果として定義される。磁気共鳴データは、医療画像データの一例である。磁気共鳴（ＭＲ）画像又は磁気共鳴画像データは、本明細書においては、磁気共鳴データ内に含まれる解剖学的データの再構成された２次元又は３次元視覚化として定義される。

以下において、本発明の好適な実施形態が、単なる例として次の図面を参照して説明される。
医療装置の一例を示す図である。 図１の医療装置を動作させる方法の一例を示すフローチャートである。 医療装置の更なる例を示す図である。 医療装置の更なる例を示す図である。 図４の医療装置を動作させる方法の一例を示すフローチャートである。 カメラで取得された対象者支持体上の対象者の画像の一例を示す図である。 図３の医療装置と等価な医療装置の更なる例を示す図である。

図において似通った参照番号を付された要素は、等価な要素であるか、同じ機能を実行するかの何れかである。先に考察された要素は、機能が等価である場合は、後の図においては必ずしも考察されない。

図１は医療装置１００の一例を示す。医療装置は、対象者支持体１０２を備えるものとして示される。対象者支持体１０２は、対象者支持体１０２を、線形経路１３４に沿って、制御された距離又は変位だけ移動するように構成されたアクチュエータ１０４を備える。支持面１０８上に載っている対象者１０６がいる。支持面１０８はカメラ１１０に対向している。カメラ１１０は、対象者支持体１０２が様々な位置にあるとき、支持面１０８及び／又は対象者１０６の画像を取得することが可能である。医療装置１００は、コンピュータ１１２を備えるものとして更に示される。コンピュータ１１２は、プロセッサ１１６が、医療装置１００の他の構成要素と通信し、それらを制御することを可能にする、ハードウェアインタフェース１１４を備える。

詳細には、この図では、ハードウェアインタフェース１１４は、画像を取得するためにカメラ１１０とインタフェースし、対象者支持体１０２の位置を制御するためにアクチュエータ１０４とインタフェースするものとして示される。他の例又は実施形態では、ハードウェアインタフェース１１４は、追加の構成要素を制御するために使用される。

プロセッサ１１６は、ハードウェアインタフェース１１４、メモリ１２０、及びユーザインタフェース１１８と通信している。メモリ１２０は、プロセッサ１１６にとってアクセス可能であるメモリの任意の組み合わせである。これは、フラッシュＲＡＭ、ハードドライブ、又は他のストレージデバイスなど、メインメモリ、キャッシュメモリ、更には不揮発性メモリなどのようなものを含む。幾つかの例では、メモリ１２０は、非一時的コンピュータ可読媒体であると見なされる。

矢印１２２は、支持面１０８からの高さ又は距離を示す。破線１２４は、対象者支持体１０２が第１の位置１２４にあるときの、対象者支持体１０２のエッジのロケーションを示す。破線１３０は、対象者支持体１０２が第２の位置１３０にあるときの、対象者支持体１０２のエッジの位置を示す。破線１２８は、対象者支持体１０２のエッジの現在の位置を示す。対象者支持体１０２は、現在、中間位置１２８にある。対象者支持体１０２が、第１の位置１２４に対して異なる変位１３２、１３４に移動されるとき、画像がカメラ１１０で取得される。カメラ１１０に支持面１０８よりも近い対象者１０６の部分は、複数の画像内で支持面１０８よりも大きく移動する。

例えば、グラフ又は他のパターンが、支持面１０８上に置かれ得、支持面が複数の位置で撮像され得る。これは、変位１３２、１３４が支持面１０８の画像のピクセル変位にどのように関係するかに関する情報を提供する。対象者１０６が支持面１０８上に置かれるとき、対象者１０６の同等の部分を表すピクセルは、支持面１０８のみが移動された場合に移動する量よりも大きい量だけ移動する。個々のピクセル又はピクセルのグループのこのより大きい移動は、支持面１０８から１２２の対象者１０６の面の距離の３Ｄ測定を展開するために使用される。

メモリ１２０は、マシン実行可能命令１４０を含むものとして示される。マシン実行可能命令１４０は、プロセッサ１１６が、医療装置１００の動作及び機能を制御することを可能にする。メモリ１２０は、対象者支持体１０２が第１の位置１２４にあったときに取得された初期画像１４２を含むものとして更に示される。メモリ１２０は、保存されている中間画像１４４を更に示す。中間画像は、対象者支持体１０２が中間位置１２８にあったときに取得された。図１中の対象者支持体１０２は、中間位置１２８にあるものとして示される。メモリ１２０は、変位１４６を含むものとして更に示される。変位１４６は、例えば、ベクトル１３２によって示される距離を示す数値である。

メモリ１２０は、随意の較正１４８を含むものとして更に示される。較正１４８は、例えば、高さプロファイル１５０の計算を簡略化するために使用される。高さプロファイル１５０は、同じくメモリ１２０に保存されるものとして示される。高さプロファイル１５０は、初期画像１４２、中間画像１４４、及び変位１４６の知識を使用して計算される。追加の中間画像１４４が構成される場合、画像の様々な組み合わせ間の変位の様々な組み合わせが、高さプロファイル１５０の決定を更に改良及び改善するために使用される。メモリ１２０は、対象者モデル１５２を含むものとして更に示される。対象者モデル１５２は、例えば、変形されるか又は高さプロファイル１５０に適合される、ボリューム又は面モデルである。対象者モデル１５２は、例えば、関心領域についてのレジストレーション１５４などの有用な情報を導出することが可能であるか、或いは、対象者サイズ、高さ、及び／又は重量の推定値のようなものなど、対象者を表すデータ１５６を導出するために使用される。

図２は、図１の医療装置１００を動作させる方法を示すフローチャートを示す。最初にステップ２００において、対象者支持体１０２が第１の位置１２４にあるとき、カメラ１１０は初期画像１４２を取得する。次にステップ２０２において、対象者支持体１０２は、第１の位置１２４から第２の位置１３０に移動される。対象者支持体１０２が第１の位置１２４から第２の位置１３０に移動されているとき、ステップ２０４が行われる。ステップ２０４において、少なくとも１つの中間画像１４４がカメラ１１０で取得され、変位１３２も記録される。最後に、ステップ２０６において、初期画像１４２と中間画像１４４とを比較し、変位１４６を使用することによって、高さプロファイル１５０が計算される。

図３は医療装置３００の更なる例を示す。図３中の医療装置３００は、今度は更に医療撮像システム３０２があることを除いて、図１中の医療装置１００と同様である。医療撮像システムは医療撮像ボリューム３０４を有し、医療撮像ボリューム３０４から医療撮像データが取得され得る。対象者支持体１０２は、対象者１０６の少なくとも一部分を医療撮像ボリューム３０４中に移動するために構成される。この例では、医療撮像システム３０２は円筒形であり、ボア３０６を有し、対象者支持体１０２を使用して対象者１０６はボア３０６中に移動され得る。しかしながら、これは必要ではなく、全ての医療撮像システム３０２が、この図に示されているように円筒状に対称である必要があるとは限らない。更に、カメラ１１０は、ここで医療撮像システム３０２に取り付けられ、支持面１０８に対して斜角に向けられていることに留意されたい。これは、高さプロファイル１５０の数学的計算をより困難にするが、それは、例えば天井にカメラ１１０を据えるための追加の取付必要性がないという利点を有する。メモリ１２０は、対象者１０６が少なくとも部分的に撮像ボリューム３０４内にあったときに取得された医療画像データ３４０を含むものとして更に示される。メモリ１２０はまた、医療画像データ３４０から再構成された医療画像を含むものとして更に示される。

図４は医療装置４００の更なる例を示す。図４中の医療装置４００は、図３中の医療装置３００と同様である。しかしながら、この例では、医療撮像システムは、磁気共鳴撮像システム４０２である。磁気共鳴撮像システム４０２は、磁石と呼ばれる、メイン磁石４０４を備える。磁石４０４は、ボア３０６がそれを貫通する超伝導円筒型磁石４０４である。異なるタイプの磁石の使用も可能である。円筒磁石のクライオスタットの内部には、超伝導コイルの一群がある。円筒磁石４０４のボア３０６内には、磁場が、磁気共鳴撮像を行うのに十分強く均一である撮像ボリューム３０４がある。

磁石のボア４０６内には、磁石４０４の撮像ボリューム３０４内で磁気スピンを空間的に符号化するために、磁気共鳴データの取得のために使用される磁場勾配コイル４１０のセットもある。磁場勾配コイル４１０は、磁場勾配コイル電源４１２に接続される。磁場勾配コイル４１０は代表的なものであることが意図される。一般的に、磁場勾配コイル４１０は、３つの直交空間方向で空間的に符号化するためのコイルの３つの別個のセットを含む。磁場勾配電源は、電流を磁場勾配コイルに供給する。磁場勾配コイル４１０に供給される電流は、時間の関数として制御され、ランプ状にされるか又はパルス化される。

撮像ボリューム３０４に隣接するのは、撮像ボリューム３０４内の磁気スピンの配向を操作するため及び同じく撮像ボリューム３０４内のスピンから無線伝送を受信するための、無線周波数アンテナとして機能する磁気共鳴コイル又はアンテナ４１４である。無線周波数コイルは複数のコイル素子でもある。無線周波数アンテナはチャネルとも呼ばれる。コイル４１４は無線周波数トランシーバ４１６に接続される。コイル４１４及び無線周波数トランシーバ４１６は、別個の送信機と受信機とを備える。コイル４１４及びトランシーバ４１６は、無線周波数システムを形成する。

コイル４１４は、複数のコイル素子から作られ、別個に磁気共鳴データを取得するために使用される。コイル素子は、従って、並列撮像磁気共鳴技法のために使用される。随意のボディコイル４１５も示される。ボディコイル４１５は、それが、個々のコイル素子と同時に、取得されたデータをとり、コイル感度のセットを計算するために使用され得るので、並列撮像技法において有用である。磁気共鳴データは、撮像ボリューム３０４内から取得される。磁気共鳴データは医療画像データの一例である。

磁石４０４のボア３０６内で、対象者支持体１０２は、撮像ボリューム３０４中の対象者１０６の一部分を支持するものとして示される。

トランシーバ４１６、対象者支持体１０４のアクチュエータ、カメラ１１０、及び勾配コントローラ１３０は、コンピュータシステム１１２のハードウェアインタフェース１１４に接続されるものとして示される。メモリ１２０内に、マシン実行可能命令１４０が位置する。マシン実行可能命令１４０は、プロセッサが、ハードウェアインタフェース１１４を介して、磁気共鳴撮像システム４０２を含む医療装置４００の動作及び機能を制御することを可能にする。

コンピュータメモリ１２０は、パルスシーケンスコマンド４４０を含むものとして更に示される。パルスシーケンスコマンド４４０は、磁気共鳴撮像データ４４２を取得するように磁気共鳴撮像システム４０２を制御するために使用される、命令、又は命令に変換され得るデータのいずれかである。磁気共鳴撮像データ４４２は、パルスシーケンスコマンド４４０で磁気共鳴撮像システム４０２を制御することによって取得された。マシン実行可能命令はまた、プロセッサ１１６が、磁気共鳴撮像データ４４２を磁気共鳴画像４４４に変換することを可能にする。磁気共鳴撮像データ４４２は、医療画像データ３４０の特定の例である。磁気共鳴画像４４４は、医療画像３４２の特定の例である。

撮像ボリューム３０４内に、関心領域４０８がある。関心領域４０８は、例えば、関心領域１５４のレジストレーションを使用して識別されている。関心領域のレジストレーション１５４を使用して、関心領域４０８を撮像ボリューム３０４内に置くように対象者支持体１０２の位置を制御する。

図５は、図４の医療装置４００を動作させる方法を示すフローチャートを示す。図５中の方法は、図２中の方法と同様である。ステップ２００～２０６は、図２の方法で行われるように行われる。ステップ２０６の後に、方法はステップ５００に進む。ステップ５００において、対象者モデル１５２が高さプロファイル１５０に適合される。対象者モデル１５２は、例えば、変形可能形状モデルである。次にステップ５０２において、対象者モデル１５２を使用して関心領域が決定される。例えば、対象者モデルは、特定の関心領域のレジストレーション１５４を提供する。次いで、ステップ５０４において、プロセッサ１１６は、関心領域４０８が撮像ボリューム３０４内にあるように、対象者支持体を移動するようにアクチュエータ１０４を制御する。次にステップ５０６において、パルスシーケンスコマンド４４０を使用して、磁気共鳴撮像データ４４２を取得する。最後にステップ５０８において、磁気共鳴撮像データ４４２は磁気共鳴画像４４４に再構成される。

２次元（２Ｄ）ＲＧＢカメラなどの単純な２ＤカメラがＭＲシステムの前の患者テーブルの上方に据えられ、異なるテーブル位置においてとられる幾つかの２Ｄカラー画像の取得と組み合わせられる。ステレオアルゴリズムからの深度を使用して、３次元（３Ｄ）カメラの必要なしに、深度情報を生成することが可能である。深度情報をもつ２Ｄカラー画像は、幾つかのワークフロー改善のために使用され得る。

３Ｄカメラは、磁石ボアの前の患者テーブルの上方に据えられる。深度情報と組み合わせた２Ｄカラー画像は、幾つかのワークフロー改善のために使用され得る。取得された画像をクリックすることによって、レーザー光バイザーを交換し、基準位置を計画することが可能である。３Ｄセンサーによって提供される深度情報と組み合わせて、これは、全ての３つの方向におけるターゲットアナトミーロケーション（ｔａｒｇｅｔ ａｎａｔｏｍｙ ｌｏｃａｔｉｏｎ）の位置を正確に決定することを可能にする。

図６は初期画像１４２の一例を示す。この場合、初期画像１４２は、カラー２Ｄカメラを使用して取得された。幾つかの画像を使用して、高さプロファイル又は３次元画像を構成した。６００は、画像１４２から作られた高さプロファイルの矢状断面図を示す。矢状プロファイル６００は、画像１４２上に示される点６０６を通過する。６０４は、画像１４２から部分的に計算される高さプロファイルの横断面図を示す。点６０６は、横断面図６０４が通過する点を示す。

カラー画像と深度画像との組み合わせに基づく他の適用例も展開される。患者の配向及び左右差が、画像処理によって自動的に決定され得る。すでに取り付けられた面コイルが検出され得、基準点が自動的にそれらの中心に設定され得る。ＳＡＲ限界は、患者の実際の身体寸法をＳＡＲモデル計算に組み込むことによって適応され得る。大きい患者のための自動衝突検出が、３Ｄ情報に基づいて導入され得る。計画された視野（ＦＯＶ）のサイズ、最良のコイル位置、均一ボリュームのサイズなど、異なる情報をカラー画像へのオーバーレイとして示すことが可能である。

３Ｄカメラは、通常の２Ｄビデオカメラよりも費用がかかり、及び／又は基礎をなす技術のライセンス料なしには利用可能でないことがある。単純な２Ｄカラー画像に深度情報を追加するために、飛行時間センサーなどの少なくとも第２のセンサーが必要である。深度センサーの空間解像度は、概して、カラーセンサーの空間解像度よりもはるかに低い（一般に、６４０×４８０ピクセル未満）。発光源の必要により、これらのセンサーはまた、著しい加熱を伴う。

一方、上記の全ての適用例によって必要とされる正確な幾何学的情報は、３Ｄ光学システムによってのみ提供され、ステレオアルゴリズムからの深度のいずれかを使用する単純な２Ｄカラー画像では提供されないことがある。ステレオ撮像の標準セットアップとの重要な差は、ここでは２つのカメラがあるのではなく、１つのカメラが、物体に対する固定変位で２つの（又はそれ以上の）画像をとることである。従って、移動する部分（テーブル上にあるあらゆるもの）に関する深度情報のみが算出され得る。均一に着色された領域は、両方の画像中の個々のピクセル間で、明らかな対応が確立されないことがあるので、立体にとって難しいことに留意されたい。しかしながら、この問題を克服するための幾つかの方法が存在する。第１は、面コイルの上にテクスチャード加工の衣料及びテクスチャ又は特殊マーカーを使用することによって、均一な領域を避けることである。これが可能でない場合、空間均一性に関する規則化を利用した方法が利用され得る。

幾つかの例は、磁石の前の患者テーブルの上方に据えられる２Ｄ ＲＧＢカメラセンサーなど、単純な２Ｄカメラを使用し、異なるテーブル位置においてとられる幾つかの２Ｄカラー画像の取得と組み合わせる。カメラは、検査準備中にテーブル上に横たわっている患者を完全に撮像するように配置され得る。初期画像が取得された後に、テーブルは、磁石ボアのほうへ固定距離だけ自動的に移動され、直ちに第２の画像がとられる。理想的には、患者はその中間で移動せず、患者は第２の画像上で依然として完全に見えている。２つの画像を使用して、患者の立体視深度情報を生成することができる。幾つかのテーブル位置における幾つかの画像を使用して、精度を改善し、遮られたところの数を低減することができる。

幾つかの実施形態は、以下の特徴のうちの１つ又は複数を含む。
１． 患者テーブルがスキャナの外にあるとき、カメラが患者テーブルと患者とを含む全空間を撮像するように、好ましくはスキャナ室内に、カメラを取り付ける。
２． ＭＲシステムに対してカメラを較正する。すなわち、カメラによってとられた画像中のピクセル座標とカメラ座標系における物理的点の同次座標とをマッピングすることを可能にする、カメラの内部パラメータを決定する。更に、ＭＲスキャナに関係する基準座標系へのマッピングを可能にするカメラの外部パラメータを決定する。較正はまた、システムのメモリにすでに保存され、その場合、較正は毎回行われる必要はない。
３． 患者の準備中に画像をとる。好適な画像をとることは、カメラからのビデオストリームを分析して正しい瞬間（すなわち、患者がターゲット最終位置においてテーブル上に横たわっているが、まだコイルなどの追加のデバイスがアタッチされていないとき）を選ぶことによって自動的にトリガされるか、又は選択プロセスの一部として手動で行われるかのいずれかであり得る。
４． 異なるテーブル位置において少なくとも第２の画像をとる。これは、手動で又は自動的にのいずれかで、テーブルを固定量だけシフトすることによって行われ得る。代替的に、これは、患者をボア中に移動しながら、連続するテーブル位置において一連の画像を取得することによって達成され得る。
５． 各ピクセルについて、２つの画像間のテーブル変位によって引き起こされるピクセルシフトを計算することによって、深度画像を算出する。これは立体視から知られており、この問題を解決するために様々なアルゴリズムが提案されている（下記の図７参照）。２Ｄカラー画像のうちの１つとともに、深度画像は、更なる計画のためにオペレータに提示され得る。配向、左右差、身体サイズなどが、バックグラウンドで計算され得る。

図７を使用して、ピンホールカメラの仮定又はモデルに従って、支持面１０８からの物体の高さをどのように計算するかを示す。対象者支持体１０２は、物体が初期位置１２４から中間位置１２８に進むように移動される。対象者支持体のこの変位は、物体の変位１３２を引き起こす。物体の上部分は、（カメラのピンホールモデルにおける）カメラ１１０の光学原点又はカメラ１１０の焦点からの距離７０２である。カメラ内では、焦点距離は７０４である。これは、レンズとＣＣＤとの間の距離である。物体の高さの距離は、異なる変位７００を生じることが、この図からわかり得る。これを使用して、高さプロファイルを決定することができる。図７では、知られているテーブル変位Ｄ１３２によって引き起こされるピクセルシフトｄ７００は、カメラ焦点と物体との間の距離Ａ７０２に比例する。パラメータａ７０４は、カメライメージ場所（ｃａｍｅｒａ ｉｍａｇｅ ｐｌａｃｅ）と焦点との間の距離である。

本発明は、図面及び前述の記載において詳細に図示及び説明されたが、このような図示及び記載は、説明的又は例示的であって限定するものではないと見なされるべきである。すなわち本発明は、開示された実施形態に限定されるものではない。

開示された実施形態のその他の変形が、図面、本開示及び添付の請求項の検討から、請求項に係る発明を実施する当業者によって理解されて実現され得る。請求項において、「含む、備える」という単語は、他の要素又はステップを除外するものではなく、単数形は、複数を除外するものではない。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幾つかのアイテムの機能を果たす。特定の手段が相互に異なる従属請求項に列挙されているという単なる事実は、これらの手段の組み合わせが有利に用いられ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、他のハードウェアと共に若しくは他のハードウェアの一部として供給される光記憶媒体又はソリッドステート媒体等の適当な媒体に保存／分配されてもよいが、インターネット又は他の有線若しくは無線の電気通信システムを介して等の他の形式で分配されてもよい。請求項における任意の参照符号は、本発明の範囲を限定するものと解釈されるべきではない。

１００ 医療装置
１０２ 対象者支持体
１０４ アクチュエータ
１０６ 対象者
１０８ 支持面
１１０ カメラ
１１２ コンピュータ
１１４ ハードウェアインタフェース
１１６ プロセッサ
１１８ ユーザインタフェース
１２０ メモリ
１２２ 支持面からの高さ
１２４ 第１の位置における対象者支持体の位置
１２６ 第２の位置における対象者支持体の位置
１２８ 中間位置における対象者支持体の位置
１３０ 第１の位置における対象者支持体と第２の位置における対象者支持体との間の変位
１３２ 第１位置における対象者支持体と中間位置における対象者支持体との間の変位
１３４ 線形経路
１４０ マシン実行可能命令
１４２ 初期画像
１４４ 中間画像
１４６ 変位
１４８ 較正
１５０ 高さプロファイル
１５２ 対象者モデル
１５４ 関心領域のレジストレーション
１５６ 対象者を表すデータ
２００ 対象者支持体が第１の位置にあるとき、カメラで初期画像を取得する
２０２ 対象者支持体を第１の位置から第２の位置に移動するように対象者支持体を制御する
２０４ カメラで少なくとも１つの中間画像を取得し、対象者支持体が第１の位置から第２の位置に移動されるとき、少なくとも１つの中間画像の各々について変位を取得する
２０６ 初期画像と少なくとも１つの中間画像とを比較することによって対象者の高さプロファイルを計算する。高さプロファイルは、変位を使用して少なくとも部分的に計算される
３００ 医療装置
３０２ 医療撮像システム
３０４ 撮像ボリューム
３０６ 医療撮像システムのボア
３４０ 医療画像データ
３４２ 医療画像
４００ 医療装置
４０２ 磁気共鳴システム
４０４ メイン磁石
４０６ 磁石のボア
４０８ 関心領域
４１０ 磁場勾配コイル
４１２ 勾配コイル電源
４１４ コイル
４１５ ボディコイル
４１６ トランシーバ
４４０ パルスシーケンスコマンド
４４２ 磁気共鳴撮像データ
４４４ 磁気共鳴画像
５００ 対象者モデルを高さプロファイルに適合させる
５０２ 対象者モデルを使用して関心領域を決定する
５０４ 撮像ボリューム内に関心領域を移動するように対象者支持体を制御する
５０６ 磁気共鳴撮像データを取得する
５０８ 磁気共鳴撮像データを磁気共鳴画像に再構成する
６００ 高さプロファイルの矢状断面図
６０４ 高さプロファイルの横断面図
６０６ 画像中のロケーション
７００ 画像中の変位
７０２ カメラレンズと物体との間の距離
７０４ カメラレンズとＣＣＤとの間の距離

Claims (15)

1. 対象者を受けるための対象者支持体と、
   支持面を撮像するカメラと、
   マシン実行可能命令を含むメモリと、
   医療装置を制御するためのプロセッサとを備える、当該医療装置であって、
   前記対象者支持体と前記カメラとが、第１の位置と中間位置と第２の位置との間の線形経路に沿って互いに対して移動可能であり、１つ又は複数の前記中間位置の各々が、前記第１の位置と前記第２の位置との間に位置し、
   前記医療装置が、前記第１の位置と少なくとも１つの前記中間位置との間の前記線形経路に沿った、前記対象者支持体と前記カメラとの変位を測定し、
   前記マシン実行可能命令の実行は、前記プロセッサに、
   前記対象者支持体及び／又は前記カメラが互いに対して前記第１の位置にあるとき、前記カメラで初期画像を取得することと、
   前記対象者支持体と前記カメラとのうちの少なくとも１つを、互いに対して前記第１の位置から前記第２の位置に移動するように前記対象者支持体を制御することと、
   前記カメラで少なくとも１つの中間画像を取得することと、
   前記対象者支持体と前記カメラとのうちの少なくとも１つが、前記第１の位置から前記第２の位置に移動されるとき、前記少なくとも１つの中間画像の各々について前記対象者支持体と前記カメラとの変位を測定することと、
   前記初期画像と前記少なくとも１つの中間画像とを比較することによって前記対象者の高さプロファイルを計算することであって、前記高さプロファイルが、前記変位を使用して少なくとも部分的に計算され、前記高さプロファイルが、前記支持面からの前記対象者の空間的に依存する高さを表す、計算することと
   を行わせる、医療装置。
2. 前記対象者支持体に関して、
   前記対象者支持体を前記カメラに対して、前記線形経路に沿って前記第１の位置から前記第２の位置に移動することと、
   前記対象者支持体を少なくとも１つの前記中間位置に配置することと、
   前記第１の位置と少なくとも１つの前記中間位置との間の前記線形経路に沿った前記変位を測定することと
   を行う、請求項１に記載の医療装置。
3. 前記カメラが２次元カメラであり、前記高さプロファイルが、前記初期画像と前記少なくとも１つの中間画像との組み合わせ間のピクセル変位を検出することによって計算される、請求項１又は２に記載の医療装置。
4. 前記ピクセル変位が、
   前記初期画像及び前記少なくとも１つの中間画像を複数のピクセル領域に分割することと、
   前記複数のピクセル領域の各々の変位を識別することと、
   前記複数のピクセル領域の各々の前記変位を前記対象者支持体の変位と比較することによって、前記高さプロファイルを計算することと
   を行うことによって、前記高さプロファイルを計算するために使用される、請求項３に記載の医療装置。
5. 前記初期画像と前記少なくとも１つの中間画像との組み合わせ間の前記ピクセル変位を検出することが、
   複数の高さ計算を平均化することによって信号対雑音を低減することと、
   前記初期画像と前記少なくとも１つの中間画像との異なる組み合わせの複数の高さ計算を使用して、遮られた領域を低減することと、
   複数の高さ計算を比較することによって高さ計算なしの領域を、識別し低減することと、
   それらの組み合わせと
   のうちのいずれか１つを行うために使用される、請求項３又は４に記載の医療装置。
6. 前記カメラが３次元カメラであり、前記初期画像が第１のレンジ画像であり、前記少なくとも１つの中間画像の各々が中間レンジ画像であり、前記高さプロファイルが、前記初期画像と前記少なくとも１つの中間画像との組み合わせである、請求項１又は２に記載の医療装置。
7. 前記初期画像と前記少なくとも１つの中間画像とが、平均化によって少なくとも部分的に組み合わせられる、請求項６に記載の医療装置。
8. 前記初期画像と前記少なくとも１つの中間画像とが、前記高さプロファイルから遮られた領域が削除されるように組み合わせられる、請求項７に記載の医療装置。
9. 前記医療装置は、撮像ボリュームから医療画像データを取得するための医療撮像システムを更に備え、前記対象者支持体が、前記対象者支持体を撮像位置に移動し、前記撮像位置では、前記支持面の少なくとも一部分が前記撮像ボリューム内にある、請求項１から８のいずれか一項に記載の医療装置。
10. 前記マシン実行可能命令の実行が、前記プロセッサに、
    対象者モデルを前記高さプロファイルに適合させることと、
    前記対象者モデルを使用して関心領域を決定することと、
    前記撮像ボリューム内に前記関心領域を移動するように前記対象者支持体を制御することと
    を行わせる、請求項９に記載の医療装置。
11. 前記マシン実行可能命令の実行が、更に、前記プロセッサに、前記医療撮像システムとの衝突予測を行うために前記対象者モデルを使用することと、前記対象者モデルを使用してＳＡＲ推定値を計算することと、前記対象者モデルを使用して対象者重量を計算することと、前記対象者モデルを使用して対象者高さを計算することと、それらの組み合わせとのうちのいずれか１つを行わせる、請求項１０に記載の医療装置。
12. 前記医療撮像システムが、磁気共鳴撮像システムと、陽電子放射断層撮影システムと、単一光子放射断層撮影システムと、コンピュータ断層撮影システムと、組み合わせられた陽電子放射断層撮影及び磁気共鳴撮像システムと、組み合わせられた陽電子放射断層撮影及びコンピュータ断層撮影システムと、組み合わせられたコンピュータ断層撮影及び放射線療法システムと、組み合わせられたコンピュータ断層撮影及び陽電子放射断層撮影システムと、組み合わせられた磁気共鳴撮像システム及び放射線療法システムとのうちのいずれか１つである、請求項９又は１０に記載の医療装置。
13. 前記初期画像及び前記少なくとも１つの中間画像が、ビデオフィードとして取得される、請求項１から１２のいずれか一項に記載の医療装置。
14. 医療装置を制御するプロセッサが実行するためのマシン実行可能命令を備えるコンピュータプログラムであって、前記医療装置が、（ｉ）対象者を受けるための対象者支持体と、（ｉｉ）支持面を撮像するカメラであって、前記対象者支持体と前記カメラとが、第１の位置と中間位置と第２の位置との間の線形経路に沿って互いに対して移動可能であり、１つ又は複数の中間位置の各々が、前記第１の位置と前記第２の位置との間に位置する、カメラとを備え、
    前記マシン実行可能命令の実行は、前記プロセッサに、
    前記対象者支持体と前記カメラとが互いに対して前記第１の位置にあるとき、前記カメラで初期画像を取得することと、
    前記対象者支持体と前記カメラとのうちの少なくとも１つを、互いに対して前記第１の位置から前記第２の位置に移動するように前記医療装置を制御することと、
    前記対象者支持体と前記カメラとが互いに対して少なくとも１つの前記中間位置にあるとき、前記カメラで少なくとも１つの中間画像を取得することと、
    前記対象者支持体と前記カメラとのうちの少なくとも１つが、前記第１の位置から前記第２の位置に移動されるとき、前記少なくとも１つの中間画像の各々について前記対象者支持体と前記カメラとの変位を測定することと、
    前記初期画像と前記少なくとも１つの中間画像とを比較することによって前記対象者の高さプロファイルを計算することであって、前記高さプロファイルが、前記変位を使用して少なくとも部分的に計算され、前記高さプロファイルが、前記支持面からの前記対象者の空間的に依存する高さを表す、計算することと
    を行わせる、
    コンピュータプログラム。
15. 医療装置を動作させる方法であって、前記医療装置が、（ｉ）対象者を受けるための対象者支持体と、（ｉｉ）支持面を撮像するカメラであって、前記対象者支持体と前記カメラとが、第１の位置と中間位置と第２の位置との間の線形経路に沿って互いに対して移動可能であり、１つ又は複数の中間位置の各々が、前記第１の位置と前記第２の位置との間に位置する、カメラとを備え、
    前記方法は、
    前記対象者支持体と前記カメラとが互いに対して少なくとも１つの前記中間位置にあるとき、前記カメラで初期画像を取得するステップと、
    前記対象者支持体と前記カメラとのうちの少なくとも１つを、互いに対して前記第１の位置から前記第２の位置に移動するように前記対象者支持体を制御するステップと、
    前記対象者支持体と前記カメラとが互いに対して少なくとも１つの前記中間位置にあるとき、前記カメラで少なくとも１つの中間画像を取得するステップと、
    前記対象者支持体と前記カメラとのうちの少なくとも１つが、前記第１の位置から前記第２の位置に移動されるとき、前記少なくとも１つの中間画像の各々について前記対象者支持体と前記カメラとの変位を測定するステップと、
    前記初期画像と前記少なくとも１つの中間画像とを比較することによって前記対象者の高さプロファイルを計算するステップであって、前記高さプロファイルが、前記変位を使用して少なくとも部分的に計算され、前記高さプロファイルが、前記支持面からの前記対象者の空間的に依存する高さを表す、計算するステップと
    を有する、
    方法。

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