JP7252256B2 - 医療撮像のための自動対象者監視 - Google Patents

Description

本発明は医療撮像に関し、詳細には、磁気共鳴撮像又はコンピュータ断層撮影に関する。

磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）又はコンピュータ断層撮影（ＣＴ）のような画像診断法（ｉｍａｇｉｎｇ ｍｏｄａｌｉｔｙ）を使用する医療撮像システムでは、クッション、アンテナ若しくは他の物体のような他の物体の適切な配置だけでなく、画像化されている対象者の適切に配置にも多大な時間を要する可能性がある。

米国特許出願公開第２０１６／００５０３６８号は、ビデオ処理装置を開示する。そのビデオ処理装置は、カメラによって取り込まれたビデオを記憶するように構成されたストレージと、ビデオに含まれる複数のキーフレームのそれぞれにおいて背景画像から対象物を分離し、分離された背景画像をつなぎ合わせて、パノラマ背景画像を生成し、対象物をパノラマ背景画像と合成して、複数のキーフレームに対応する複数のパノラマ画像を取得し、パノラマ画像を１つの時間軸において結合して、パノラマビデオを生成するように構成されたコントローラとを備える。

本発明は、独立請求項において、医療機器、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。

実施形態は、医療撮像システムにおいて対象者を画像化する準備を助けるために、対象者の位置についての詳細な情報を３次元対象者モデルの形で与える手段を提供する。医療撮像システムを用いて、医療撮像プロトコルを実行する準備をするとき、対象者が位置決めされる前に、対象者支持体の支持体表面上に種々の背景物体が配置される。カメラシステムを用いて、対象者支持体及び対象者支持体上に配置される背景物体によって画定される表面の場所を直接測定することができるか、又は推測することができる。これらの表面は、３次元対象者支持体モデル、及び３次元物体表面としてそれぞれ表すことができる。対象者支持体上に対象者が配置されるとき、カメラシステムを用いて、対象者を画像化し、対象者の３次元ボリュームを表す対象者モデルを直接測定することができるか、又は推測することができる。３次元対象者支持体モデル及び３次元物体表面を用いて、カメラシステムの反対側にある対象者の背中を画定することができる。対象者支持体上に背景物体を配置するとき、前景物体（医療機器の操作者など）が、背景物体の視認を遮る場合がある。ビデオフィードのような一連の繰り返される画像から画像をつなぎ合わせることによって、背景物体のより完全な表示を構成することができる。

一態様では、本発明は、撮像ゾーン内の対象者から医療撮像データを取得するための医療撮像システムを備える医療機器を提供する。医療機器は、支持体表面を有する対象者支持体を更に備える。支持体表面は、対象者を支えるために構成される。対象者支持体は、初期位置において対象者を支持するために構成され、初期位置において、対象者は撮像ゾーンの外側にいる。

医療機器は、対象者支持体が初期位置にあるときに、支持体表面を画像化するために構成されたカメラシステムを更に備える。医療機器は、マシン実行可能命令を含むか、又は備えるメモリを更に備える。医療機器は、医療機器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、プロセッサに、対象者支持体を初期位置に配置させる。マシン実行可能命令の実行は、更に、プロセッサに、一連の繰り返される画像を繰り返し取得するようにカメラシステムを制御させる。

マシン実行可能命令の実行は、更に、プロセッサに、一連の繰り返される画像内で、又はそれらの画像を用いて対象者支持体表面を少なくとも部分的に遮る１つ又は複数の背景物体の配置を検出させる。マシン実行可能命令の実行は、更に、プロセッサに、一連の繰り返される画像内の１つ又は複数の背景物体の少なくとも一部を遮る１つ又は複数の前景物体を検出させる。マシン実行可能命令の実行は、更に、プロセッサに、１つ又は複数の前景物体によって遮られる背景物体を含む画像領域を置き換えるために、一連の繰り返される画像をつなぎ合わせることによって、背景物体表面画像を少なくとも部分的に構成させる。マシン実行可能命令の実行は、更に、プロセッサに、背景物体表面画像を用いて、３次元物体表面を決定させる。マシン実行可能命令の実行は、更に、プロセッサに、一連の繰り返される画像のうちの１つにおいて対象者を検出させる。

マシン実行可能命令の実行は、更に、プロセッサに、一連の繰り返される画像のうちの１つにおいて対象者の対象者セグメンテーションを計算させる。マシン実行可能命令の実行は、更に、プロセッサに、対象者セグメンテーションと、一連の繰り返される画像のうちの１つとを用いて、視認可能な対象者表面を決定させる。マシン実行可能命令の実行は、更に、プロセッサに、３次元物体表面及び視認可能な対象者表面によって画定されるボリュームを推定することによって、３次元対象者モデルを計算させる。この実施形態は、対象者のボリューム及び対象者の位置を推定する手段を提供できるので有益である。

本発明は、対象者支持体（患者台）に配置されるか、又はそこから動かされる（取り外される）１つ又は複数の背景物体を示す連続画像を（繰り返し）取得することに関する。更に、連続画像（の一部）は、前景物体（例えば、画像化されることになる対象者）を示す。背景物体は、支持体表面を（カメラの視点から）遮る場合があり、前景物体は、背景物体を遮る場合がある。前景物体は、画像をつなぎ合わせる、例えば、ある背景が遮られた画像を、遮る前景物体が存在しなかったか、又は異なる場所にあった別の画像で置き換えることによって除去される。これにより、背景物体（のみ）が適所にあるシーンの３Ｄ物体表面を生成できるようになる。物体は、検査されることになる患者が位置決めされる患者台上のヘッドレスト、膝支持体及び他の形のクッションとすることができる。

更に、対象者支持体上の背景物体上への視線を遮る間に、カメラの視点から対象者が検出される。（カメラ視点から）視認可能な対象者を検出することにより、対象者、背景及び対象者支持体の画像の集合体から、対象者セグメンテーションがセグメント化される。これは、カメラ視点から直接視認可能である限り、対象者の表面レンダリングを提供する。最後に、視認可能な対象者表面及び３Ｄ物体表面から、対象者の立体表現が、計算された３Ｄ対象者モデルの形で導出される。本発明の洞察は、３Ｄ対象者表面が、対象者自身によって遮られるためにカメラの視点から隠されている対象者の背面に対応することである。更に、計算された３Ｄ対象者モデルから、対象者支持体上に配置されている対象者と共にカメラ視点から依然として視認可能な場合がある背景物体の任意の部分を除去される。従って、対象者のボリュームを正確に表現する、背景物体及び対象者支持体からの対象者の正確なセグメンテーションが達成される。

幾つかの例では、カメラシステムは、一連の繰り返される静止画像を撮影するカメラシステムとすることができる。他の例では、カメラシステムは、連続したビデオフィードを提供するビデオシステムとすることができる。

種々の例では、対象者、又は背景物体若しくは前景物体のような画像内の物体の認識は、異なるやり方で検出することができる。例えば、これは、変形可能モデル、ランドマーク検出、或いは人工知能モジュールを用いて行うことができる。例えば、畳み込みニューラルネットワークをトレーニングして、画像内の特定の物体を容易に識別することができる。

種々の特定の前景物体は、認識し、背景から除外することができる。そのような物体は、磁気共鳴コイル、磁気共鳴アンテナ、人々、対象者、電極、聴覚保護具又は他の医療機器を含む。

繰り返し取得される画像は、異なる例に応じて異なる形をとる場合がある。これは、幾つかの例では、順次に、若しくは連続して取得される画像を意味する場合があるか、絶えず、若しくは繰り返し取得される画像、すなわち、他の基準の１つの個別フレームを意味する場合があるか、或いはビデオフィードを意味する場合もある。

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、一連の繰り返される画像への３次元対象者支持体モデルのレジストレーションを受信させる。幾つかの例では、画像に対する３次元対象者支持体の関係は事前にわかっている。他の例では、レジストレーションは、一連の画像自体から決定される。３次元対象者支持体モデルは、支持体表面の３次元構造を記述している。３次元対象者支持体モデルを用いて、３次元物体表面を少なくとも部分的に構成することができる。

別の実施形態では、対象者支持体が、第２の位置において、対象者の少なくとも一部を撮像ゾーン内で支持するために構成される。

別の実施形態では、対象者支持体は、対象者を初期位置から第２の位置に移送するために構成される。マシン実行可能命令の実行は、更に、プロセッサに、対象者支持体を初期位置から第２の位置に移動させる。第２の位置は、３次元対象者モデルを少なくとも部分的に用いて決定される。例えば、３次元対象者モデルを用いて、３次元対象者モデルに合致するか、又はレジストレーションされるモデル又は解剖学的標識に対する対象者の位置を概ね決定することができる。この実施形態は、撮像ゾーンの中に対象者を動かす前に、ライトバイザ、又は対象者の位置を識別するための他の手段を不要にできるので有益である。

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、医療撮像データを取得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、医療撮像システムは磁気共鳴撮像システムである。メモリは、撮像ゾーン内の関心領域から医療撮像データを取得するように磁気共鳴撮像システムを制御するために構成されたパルスシーケンスコマンドを更に含む。この実施形態は、３次元対象者モデルの使用が、対象者を正しい位置に動かす際に、或いは磁気共鳴撮像スキャン中に種々のパラメータを調整するためにも利点を提供できるので有益である。

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、関心領域を３次元対象者モデルに当てはめさせる。マシン実行可能命令の実行は、更に、プロセッサに、当てはめられた関心領域を画像化するためにパルスシーケンスコマンドを変更させる。この実施形態は、調査スキャンを不要にできるか、又はより小さいＦＯＶで、若しくはより高い分解能で、若しくはより短い持続時間で、又はこれらの組み合わせにおいて調査スキャンを取得できるようにするので有益である。調査スキャンは、通常、臨床画像を作成するために使用されるデータが実現される前に取得される、分解能が低い画像である。パルスシーケンスコマンドの変更は、後続のパルスシーケンス又は磁気共鳴撮像プロトコルの種々のパラメータ又は特性を変更することを含む。

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、一連の繰り返される画像内の少なくとも所定の数の順次フレーム内で静止している１つ又は複数の前景物体の少なくとも一部を識別させる。マシン実行可能命令の実行は、更に、プロセッサに、所定の基準を用いて、１つ又は複数の前景物体のうちの少なくとも一部が３次元対象者モデルに対して正確に配置されるか否かを判断させ、その基準は、所定のモデル基準と呼ぶことができる。例えば、コイル、聴覚保護具又は他の物体のような種々の前景物体を識別し、その後、３次元対象者モデルと比較して、それらの前景物体が所与の検査対象組織に対して対象者上に正確に配置されるか否かを確認することができる。これは、磁気共鳴撮像プロトコルが適切に実行されることを確実にするのを助けることができるので有益である。

何かが静止している場合には、これは、特定の数のフレーム内で、静止していると判断された対象者又は物体がこれらの画像内で静止しているか、又は所定の量より動きが小さいことを意味する。

別の実施形態では、トレーニングされた画像識別器を用いて、物体を自動的に識別し、それらを前景物体としてタグ付けすることができる。特定の幾何学モデル又は機械学習を用いて、その配置をチェックすることができる。

別の実施形態では、前景物体は以下のもの：磁気共鳴撮像コイル、磁気共鳴撮像アンテナ、ＥＣＧ電極又は他の生理センサ、聴覚保護具、ナースコール、枕及び／又は毛布及び／又はパッド及び／又は類似の物体、並びにこれらの組み合わせのいずれかを含む。

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、３次元対象者モデルを用いて、比吸収率（ＳＡＲ：ｓｐｅｃｉｆｉｃ ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ ｒａｔｅ）モデルを選択させる。マシン実行可能命令の実行は、更に、プロセッサに、比吸収率モデルを少なくとも部分的に用いて、パルスシーケンスコマンドを変更させる。これは、対象者身長のようなコントラストに影響を与えるシーケンスパラメータも含み、造影磁気共鳴撮像プロトコルの場合、体重も関連する。

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、３次元対象者モデルを用いて、末梢神経刺激モデルを選択させる。マシン実行可能命令の実行は、更に、プロセッサに、末梢神経刺激モデルを少なくとも部分的に用いて、パルスシーケンスコマンドを変更させる。これは、磁気共鳴撮像検査中の対象者の不快感を緩和する。

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、３次元対象者モデルを用いて、音圧モデルを選択させる。マシン実行可能命令の実行は、更に、プロセッサに、音圧モデルを少なくとも部分的に用いて、パルスシーケンスコマンドを変更させる。対象者のボリュームに関する知識によって、磁気共鳴撮像磁石のボア内の音をモデル化できるようになる。

別の実施形態では、医療撮像システムはＣＴシステムである。

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、３次元対象者モデルを用いて、ＣＴプロトコル及び／又はＣＴシステムパラメータを調整させる。これは、スキャン領域を識別する、より効率的な手段を提供でき、及び／又はライトバイザ若しくはＣＴ調査を不要にし、それゆえ、Ｘ線線量を低減できるので有益である。

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、ＣＴスキャン又はローカライザの開始位置に対応する対象者支持体のＺ座標を定義する、開始位置の定義を自動化させる。

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、ＣＴスキャン又はローカライザの末端に対応する対象者支持体のＺ座標を定義する、末端又は長さの定義を自動化させる。

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、対象者の水平方向の中心合わせを決定させ、すなわち、ガントリの垂直径は、患者の頭から足先までの中心線を通り抜けるべきである。

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、対象者の垂直方向の中心合わせを決定させ、すなわち、ガントリの水平径は、（少なくとも概ね対象者の胴体部分において）患者の前後方向の中心線を通り抜けるべきである。

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、３次元対象者モデルを用いて、Ｘ線吸収モデルを選択させる。例えば、対象者の厚さの知識が、適切なＸ線吸収モデルを選択するのを助けることができ、撮像品質を改善することができる。また、３次元対象者モデルの知識は、線量が最小限に抑えられるべきである危険な器官（例えば、甲状腺）の場所又は位置を予測するのを助けることもできる。

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支持体高を選択させる。この実施形態は、撮像ゾーン内に対象者を適切に配置するのを助けることができるので有益である。

別の実施形態では、カメラシステムは３次元カメラシステムである。これは、支持体表面及び／又は背景物体の位置を直接測定できるようにするので有益である。測定値自体は、支持体表面のレジストレーション、或いは３次元対象者支持モデルを与えるために使用される。また、３次元カメラの使用は、３次元物体表面を直接測定するためにも有用である。同様に、３次元カメラの使用は、視認可能な対象者表面を直接測定するのに有用である。その後、これらの種々の測定された量を用いて、３次元対象者モデルを直接計算することができる。

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、初期画像を取得するようにカメラシステムを制御させる。マシン実行可能命令の実行は、更に、プロセッサに、初期画像を少なくとも部分的に用いて、３次元対象者支持モデルを決定させる。

別の実施形態では、カメラシステムは２次元カメラシステムである。この実施形態では、カメラシステムは３次元カメラではない。マシン実行可能命令の実行は、更に、プロセッサに、３次元物体モデルを背景物体表面画像内の１つ又は複数の背景物体に割り当てさせる。マシン実行可能命令の実行は、更に、プロセッサに、割り当てられた３次元物体モデルを用いて、３次元物体表面を構成させる。「割り当てる」という用語は、本明細書において使用されるとき、モデルを適合させるか、又は推測することを意味する。特定の検査室内にあるか、又は医療撮像システムと共に使用される場合がある、特定の枕、毛布、パッド、コイル及び他の物体のための特定のモデルが存在する。これらは、一連の繰り返される画像内で識別され、モデルは、２次元画像に対応するように正確に配置することができる。このようにして、２次元カメラを用いて、３次元表面を推測又は決定することができる。

別の実施形態では、マシン実行可能命令の実行は、３次元前景物体モデルを、対象者を含む一連の繰り返される画像のうちの１つにおける前景物体に割り当てることができる。これは、例えば、コイル、アンテナ又は他の物体のような、対象者上に、又はその周りに配置される物体の位置を特定するのに有用である。視認可能な対象者表面もこのようにして決定される。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、初期画像を取得するようにカメラシステムを制御させる。マシン実行可能命令の実行は、更に、プロセッサに、初期画像を３次元対象者支持体モデルにレジストレーションさせる。３次元対象者支持体モデルは、支持体表面の３次元構造を記述している。

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、３次元物体表面内のギャップを近似させる。例えば、全ての画像において、３次元物体表面を遮る前景物体及び／又は人若しくは対象者が存在したため、３次元物体表面の全ての部分が画像化されるとは限らない場合、完全な３次元物体表面であるものがわからない場合がある。この場合、抜けている表面データを埋めるために、未知の領域のいずれかの側の隣接する測定値を外挿又は補間することができる。

別の実施形態では、対象者支持体が初期位置にある間に、以下のこと：繰り返される画像を用いて、対象者支持体を少なくとも部分的に遮る１つ又は複数の背景物体の配置を検出すること、一連の繰り返される画像内の１つ又は複数の背景物体の少なくとも一部を遮る１つ又は複数の前景物体を検出すること、１つ又は複数の前景物体によって遮られる背景物体を含む画像領域を置き換えるために、一連の繰り返される画像をつなぎ合わせることによって、物体表面を少なくとも部分的に構成すること、物体表面画像を用いて、３次元物体表面を決定すること、１つ又は複数の一連の繰り返される画像において対象者を検出すること、１つ又は複数の一連の繰り返される画像において対象者の対象者セグメンテーションを計算すること、対象者セグメンテーション及び１つ又は複数の一連の繰り返される画像を用いて、視認可能な対象者表面を決定すること、３次元物体表面及び対象者表面によって画定されたボリュームを推定することによって、３次元対象者モデルを計算すること、並びにこれらの組み合わせのうちのいずれか１つが絶えず更新される。この実施形態は、実行されるステップが、対象者又は種々の物体の位置が変化するのに応じて絶えず更新されるので有益である。

別の態様では、対象者セグメンテーションは、一連の繰り返される画像のうちの少なくとも選択された数の順次画像において対象者が静止していると検出された後に計算される。

静止は、対象者が特定の数のフレームにわたって同じ位置にあること、又は対象者の動きが所定の量より小さいことを意味する。

別の実施形態では、背景物体の所定のリストから、１つ又は複数の背景物体が選択される。これは、背景物体のリストが制限される場合には、物体を識別する能力を改善できるか、或いは２次元画像のために適したモデルを提供できるので有益である。

別の実施形態では、前景物体の所定のリストから、１つ又は複数の前景物体が選択される。同様に、これは、可能性を制限することによって、前景物体の識別を容易にする。背景物体及び前景物体の両方の場合に、これは、医療撮像システムに関して一般に、撮像システムの中に配置されるのを許される物体が制限されるので合理的である。

別の態様では、本発明は、撮像ゾーン内の対象者から医療撮像データを取得するための医療撮像システムを制御するプロセッサによって実行するためのマシン実行可能命令を含むコンピュータプログラムプロダクトを提供する。医療撮像システムは、支持体表面を有する対象者支持体を更に備える。支持体表面は対象者を支えるために構成される。対象者支持体は、初期位置において対象者を支持するために構成される。初期位置において、対象者は撮像ゾーンの外側にいる。第２の位置において、対象者支持体は、対象者の少なくとも一部を撮像ゾーン内で支持するために構成される。医療撮像システムは、対象者支持体が初期位置にあるときに、支持体表面を画像化するために構成されたカメラシステムを更に備える。マシン実行可能命令の実行は、更に、プロセッサに、対象者支持体を初期位置に配置させる。マシン実行可能命令の実行は、更に、プロセッサに、一連の繰り返される画像を繰り返し取得するようにカメラシステムを制御させる。

マシン実行可能命令の実行は、更に、プロセッサに、一連の繰り返される画像を用いて、支持体表面を少なくとも部分的に遮る１つ又は複数の背景物体の配置を検出させる。マシン実行可能命令の実行は、更に、プロセッサに、一連の繰り返される画像内の１つ又は複数の背景物体の少なくとも一部を遮る１つ又は複数の前景物体を検出させる。

マシン実行可能命令の実行は、更に、プロセッサに、１つ又は複数の前景物体によって遮られる背景物体を含む画像領域を置き換えるために、一連の繰り返される画像をつなぎ合わせることによって、背景物体表面画像を少なくとも部分的に構成させる。マシン実行可能命令の実行は、更に、プロセッサに、背景物体表面画像を用いて、３次元物体表面を決定させる。マシン実行可能命令の実行は、更に、プロセッサに、一連の繰り返される画像のうちの１つにおいて対象者を検出させる。マシン実行可能命令の実行は、更に、プロセッサに、一連の繰り返される画像のうちの１つにおいて対象者の対象者セグメンテーションを計算させる。

マシン実行可能命令の実行は、更に、プロセッサに、対象者セグメンテーションと、一連の繰り返される画像のうちの１つとを用いて、視認可能な対象者表面を決定させる。マシン実行可能命令の実行は、更に、プロセッサに、３次元物体表面及び視認可能な対象者表面によって画定されるボリュームを推定することによって、３次元対象者モデルを計算させる。この実施形態の利点は先に論じられている。

別の態様では、本発明は、医療機器を動作させる方法を提供する。医療機器は、撮像ゾーン内の対象者から医療撮像データを取得するための医療撮像システムを備える。医療機器は、支持体表面を有する対象者支持体を更に備える。支持体表面は対象者を支えるために構成される。対象者支持体は、初期位置において対象者を支持するために構成される。初期位置において、対象者は撮像ゾーンの外側にいる。第２の位置において、対象者支持体は、対象者の少なくとも一部を撮像ゾーン内で支持するために構成される。医療機器は、対象者支持体が初期位置にあるときに、支持体表面を画像化するために構成されたカメラシステムを更に備える。

方法は、対象者支持体を初期位置に配置することを含む。方法は、一連の繰り返される画像を繰り返し取得するようにカメラシステムを制御することを更に含む。方法は、一連の繰り返される画像を用いて支持体表面を少なくとも部分的に遮る１つ又は複数の背景物体の配置を検出することを更に含む。方法は、一連の繰り返される画像内の１つ又は複数の背景物体及び／又は対象者支持体の少なくとも一部を遮る１つ又は複数の前景物体を検出することを更に含む。

方法は、１つ又は複数の前景物体によって遮られる背景物体を含む画像領域を置き換えるために、一連の繰り返される画像をつなぎ合わせることによって、背景物体表面画像を少なくとも部分的に構成することを更に含む。方法は、背景物体表面画像を用いて、３次元物体表面を決定することを更に含む。方法は、一連の繰り返される画像のうちの少なくとも１つにおいて対象者を検出することを更に含む。方法は、一連の繰り返される画像のうちの１つにおいて対象者の対象者セグメンテーションを計算することを更に含む。方法は、対象者セグメンテーションと、一連の繰り返される画像のうちの１つとを用いて、視認可能な対象者表面を決定することを更に含む。方法は、３次元物体表面と視認可能な対象者表面とによって画定されるボリュームを推定することによって、３次元対象者モデルを計算することを更に含む。

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いずれかをとり得る。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、任意の不揮発性コンピュータ可読ストレージ媒体である。一部の実施形態では、コンピュータストレージはコンピュータメモリとすることもでき、その逆も同様である。

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１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、ゲームパッド、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。

医療画像データは、本明細書において、医療撮像システム又はスキャナを用いて取得された２次元又は３次元データと定義される。医療撮像システムは、本明細書において、患者の物理的構造についての情報を取得し、複数組の２次元又は３次元医療撮像データを構成するのに適している装置と定義される。医療撮像データを用いて、視覚化を構成することができ、視覚化は、医師による診断に有用である。この視覚化は、コンピュータを用いて実行することができる。

磁気共鳴（ＭＲ）データは、本明細書において、磁気共鳴撮像スキャン中に、磁気共鳴装置のアンテナを用いて原子スピンによって放射された無線周波数信号の記録された測定値と定義される。磁気共鳴データは医療撮像データの一例である。磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）画像又はＭＲ画像は、本明細書において、磁気共鳴撮像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次元視覚化であると定義される。この視覚化は、コンピュータを用いて実行することができる。

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。
医療機器の一例を示す図である。 図１の医療機器の更なる図である。 図１の医療機器の更なる図である。 図１の医療機器の更なる図である。 図１の医療機器を使用する方法を示すフローチャートである。 医療機器の更なる例を示す図である。 対象者支持体の幾つかの画像を示す図である。

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いずれかである。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、医療機器１００の一例を示す。医療機器１００は、医療撮像システム１０２を備える。医療機器１００は、カメラシステム１０４も備える。１０４は、３次元及び２次元両方のカメラを表すことを意図している。

医療機器１００は更に、プロセッサ１０８を提供するコンピュータシステムを備えるものとして示される。プロセッサ１０８は、医療機器１００を制御するために構成される。医療機器は更に、対象者支持体１１０を備えるものとして示される。

医療撮像システム１０２は、代表的なものであることを意図している。この例では、医療撮像システムは、対象者を収容するためのボア１１２を有する円筒型である。対象者から医療撮像データを取り込むことができる撮像ゾーン１１４が存在する。医療撮像システム１０２は、例えば、ＣＴシステム及びＭＲＩシステムの両方を表すために使用される。

対象者支持体１１０は初期位置１１６において示される。対象者支持体１１０は、対象者を支えるように構成された支持体表面１１８を有する。また、支持体アクチュエータ１２０も示されており、支持体アクチュエータは、支持体表面１１８を医療撮像システム１０２のボア１１２の中に動かすことができる。初期位置１１６において、カメラシステム１０４は支持体表面１１８を画像化することができる。

コンピュータシステム１０６は、プロセッサ１０８が医療機器１００の他の構成要素と通信し、制御できるようにするハードウェアインタフェース１３０を備えるものとして示される。ハードウェアインタフェースは、カメラシステム１０４、医療撮像システム１０２及び支持体アクチュエータ１２０に接続されるものとして示される。支持体アクチュエータ１２０は、例えば、支持体表面１１８の位置をボアの中に動かすだけでなく、一部の実施形態では対象者の高さ位置を制御するために垂直方向に動かすためにも使用される。

コンピュータシステム１０６は更に、ユーザインタフェース１３２及びコンピュータメモリ１３４を含むものとして示される。メモリ１３４は、プロセッサ１０８に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、メインメモリ、キャッシュメモリ、更には、フラッシュＲＡＭ、ハードドライブなどの不揮発性メモリ、又は他のストレージデバイスのようなものを含む。幾つかの例では、メモリ１３４は、非一時的コンピュータ可読媒体であると見なされる。

コンピュータメモリ１３４は、プロセッサ１０８が医療機器１００を制御し、計算を実行する、画像処理を行う、及び種々の画像を再構成するなどの種々のタスクを実行できるようにするマシン実行可能命令１４０を含むものとして示される。コンピュータメモリ１３４は更に、一連の繰り返される画像１４２を含むものとして示される。図１の例では、支持体表面１１８上に物体又は対象者は存在しない。画像は、これまでのところ、単に支持体表面自体からなる。メモリ１３４は更に、支持体表面１１８の３次元表面をモデル化する３次元対象者支持体モデル１４４を含むものとして示される。３次元対象者支持体モデル１４４の決定はオプションである。幾つかの例では、支持体表面の複数の部分が、他の背景物体を含む画像内に位置する。

メモリは更に、一連の繰り返される画像への対象者支持体モデル１４４のレジストレーション１４６を含むものとして示される。このレジストレーションはオプションである。例えば、カメラシステム１０４が２次元カメラである場合には、対象者支持体モデル１４４は先験的モデルであり、モデルは、その後、一連の繰り返される画像１４２にレジストレーションされる。カメラシステム１０４が３次元カメラシステムである場合には、レジストレーション１４６及び対象者支持体モデル１４４は、それ自体がカメラシステム１０４によって測定される。

図２は、医療機器１００の更なる図を示す。再び、対象者支持体１１０が初期位置１１８にある。幾つかの背景物体２００が支持体表面１１８上に配置されたものとして示される。カメラシステム１０４は、背景物体表面画像２０２を取得している。背景物体表面画像２０２は、背景物体２００の表面２０４によって部分的に遮られる支持体表面１１８を示す。背景物体の表面２０４の画像を用いて、３次元物体表面２０８を決定し、それはメモリ１３４に記憶される。操作者が支持体表面１１８上に背景物体２００を配置しつつある場合に、背景物体が遮られる場合には、カメラシステム１０４は背景物体２００を画像化できないことになる。一連の繰り返される画像１４２を用いて、完全な背景物体表面画像２０２をつなぎ合わせることができ、その後、完全な背景物体表面画像を用いて、３次元物体表面２０８を構成する。背景物体の表面２０４の幾つかの部分が遮られたままである場合に、３次元物体表面２０８の複数の部分を補間又は外挿することができる。

図３は、医療機器１００の更なる図を示す。この例では、対象者３００が、対象者支持体及び背景物体２００上に横たわっているものとして示される。また、カメラシステム１０４は、対象者３００を画像化することができ、対象者３００は、一連の繰り返される画像のうちの１つ３０２において識別されている。プロセッサ１０８は、その後、一連の繰り返される画像のうちの１つ３０２をセグメント化し、対象者セグメンテーション３０４を決定する。この対象者セグメンテーション３０４を用いて、一連の繰り返される画像のうちの１つ３０２において視認可能な対象者表面３０８を決定した。これは、対象者の物理的表面３０６に対応する。カメラ１０４の位置は例示であり、カメラは対象者表面３０８を画像化することができる任意の場所に配置することができる。

視認可能な対象者表面３０８を用いて、３次元対象者モデル３１０が生成される。３次元カメラの場合、３次元対象者モデル３１０は直接測定することができる。２次元カメラシステムの場合、視認可能な対象者表面３０８にモデルを適合させる。３次元対象者モデル３１０は、対象者の物理的表面３０６と、背景物体の表面２０４とによって画定されるボリューム３１４を画定する。背景物体の表面は、支持体表面１１８を含む場合がある。３次元対象者支持体モデル３１０は、例えば、対象者支持体１１０を動かす第２の位置３１６を計算するためにも使用することができる。

図４は、医療機器１００の更なる図を示す。図４において、プロセッサは、対象者支持体１１０を第２の位置３１６の中に動かすように支持体アクチュエータ１２０を制御した。対象者３００の一部が、現時点において撮像ゾーン１１４内にある。プロセッサ１０８は、その後、医療画像データ４００を取得するように医療撮像システム１０２を制御した。メモリ１３４は更に、医療画像データ４００から再構成された医療画像４０２を含むものとして示される。

図５は、図１～図４に示される医療機器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５００において、対象者支持体１１０が初期位置１１６に配置される。次に、ステップ５０２において、カメラシステム１０４が一連の繰り返される画像１４２を繰り返し取得するように制御される。次に、オプションのステップ５０４において、一連の繰り返される画像１４２への対象者支持体モデル１４４のレジストレーション１４６が受信される。次に、ステップ５０６において、一連の繰り返される画像１４２内で対象者支持体表面１１８を少なくとも部分的に遮る１つ又は複数の背景物体２００の配置が検出される。対象者支持体上に背景物体２００が存在するときに、オプションのレジストレーション１４６を実行することもできる。その後、ステップ５０８において、一連の繰り返される画像１４２において１つ又は複数の背景物体２００の少なくとも一部を遮る１つ又は複数の前景物体が検出される。

その後、ステップ５１０において、１つ又は複数の前景物体によって遮られる背景物体を含む画像領域を置き換えるために、一連の繰り返される画像をつなぎ合わせることによって、背景物体表面画像２０２が構成される。その後、ステップ５１２において、背景物体表面画像２０２を用いて、３次元物体表面が決定される。次に、ステップ５１４において、一連の繰り返される画像１４２のうちの１つ３０２において、対象者３００が検出される。次に、ステップ５１６において、一連の繰り返される画像１４２のうちの１つ３０２を用いて、対象者セグメンテーション３０４が計算される。次にステップ５１８において、対象者セグメンテーション３０４と、一連の繰り返される画像のうちの１つ３０２とを用いて、視認可能な対象者表面３０８が決定される。その後、ステップ５２０において、３次元対象者支持体モデル１４４、３次元物体表面２０８によって画定されるボリューム３１４を推定することによって、３次元対象者モデル３１０が決定される。

ステップ５２２において、対象者支持体１１０が、初期位置１１６から第２の位置３１６に動かされる。第２の位置３１６は、３次元対象者モデル３１０を少なくとも部分的に用いて決定される。最後に、ステップ５２４において、対象者３００から医療撮像データ４００が取得される。また、方法は、幾つかの例では、医療画像データ４００から医療画像４０２を再構成することによって進行することもできる。

図６は、医療機器６００の更なる例を示す。図６の医療機器６００は、この特定の事例では、医療撮像システムが磁気共鳴撮像システム１０２’であることを除いて、図１～図４に示される医療機器１００と同様である。

磁気共鳴撮像システム１０２’は磁石１０４を備える。磁石１０４は、その中をボア１１２が貫通している超伝導円筒磁石である。異なるタイプの磁石を使用することもできる。例えば、分割円筒磁石と、いわゆる、開磁石との両方を使用することもできる。分割円筒磁石は、磁石の等角面（ｉｓｏ－ｐｌａｎｅ）に接近できるようにクライオスタットが２つのセクションに分割されている点を除いて、標準的な円筒磁石と同様であり、そのような磁石は、例えば、荷電粒子ビーム治療と共に使用される場合がある。開磁石は２つの磁石セクションを有し、一方が他方の上方にあり、その間には、対象者を収容するだけの十分に大きい空間がある。２つのセクション間の配置は、ヘルムホルツコイルの配置と同様である。開磁石は、対象者の閉じ込められ具合が小さいので評判が良い。円筒磁石のクライオスタットの内部には、超伝導コイルの集合体が存在する。円筒磁石６０４のボア１１２内には撮像ゾーン１１４があり、撮像ゾーンでは、磁場が、磁気共鳴撮像を実行するほど十分に強く、均一である。撮像ゾーン１１４内に関心領域６０８が示される。取得される磁気共鳴データは、通常、関心領域に関して取得される。対象者３００の少なくとも一部が撮像ゾーン１１４及び関心領域６０８内にあるように、対象者３００が対象者支持体１１０によって支持されるものとして示される。

磁石のボア１１２内には、磁石６０４の撮像ゾーン１１４内の磁気スピンを空間的に符号化するために、予備磁場共鳴データを取得するために使用される１組の磁場勾配コイル６１０もある。磁場勾配コイル６１０は、磁場勾配コイル電源６１２に接続される。磁場勾配コイル６１０は代表的なものであることを意図している。通常、磁場勾配コイル６１０は、３つの直交する空間方向において空間的に符号化するために個別の３組のコイルを備える。磁場勾配コイル電源は、磁場勾配コイルに電流を供給する。磁場勾配コイル６１０に供給される電流は、時間の関数として制御され、一定の割合で増減するか、又はパルス化される。

撮像ゾーン６０８に隣接するのは、撮像ゾーン６０８内の磁気スピンの向きを操作し、同じく撮像ゾーン６０８内のスピンからの無線伝送を受信するための無線周波数コイル６１４である。無線周波数コイルは、複数のコイル素子を含む。また、無線周波数コイルは、チャネル又はアンテナとも呼ばれる。無線周波数コイル６１４は、無線周波数トランシーバ６１６に接続される。無線周波数コイル６１４及び無線周波数トランシーバ６１６は、個別の送信コイル及び受信コイル、並びに個別の送信機及び受信機に置き換えることができる。無線周波数コイル６１４及び無線周波数トランシーバ６１６は代表的なものであることは理解されたい。無線周波数コイル６１４は、専用送信アンテナ及び専用受信アンテナも表すことを意図している。同様に、トランシーバ６１６は、個別の送信機及び受信機を表す場合もある。無線周波数コイル６１４は、複数の受信／送信素子を有する場合もあり、無線周波数トランシーバ６１６は複数の受信／送信チャネルを有する場合がある。例えば、ＳＥＮＳＥのような並列撮像技法が実行される場合には、無線周波数コイル６１４は、複数のコイル素子を有することになる。また、トランシーバ６１６及び勾配コントローラ６１２も、コンピュータシステム１０６のハードウェアインタフェース１３０に接続されるものとして示される。

この例における医療撮像データは、磁気共鳴撮像データ４００’であり、磁気共鳴撮像データ４００’は、磁気共鳴画像４０２’に再構成された。メモリ１３４は更に、プロセッサ１０８が磁気共鳴撮像システム１０２’を制御し、磁気共鳴撮像データ４００’を取得できるようにするパルスシーケンスコマンド６２０を含むものとして示される。パルスシーケンスコマンド６２０は、定量的磁気共鳴撮像プロトコルに従って、対象者３００から一連の磁気共鳴データを取得するように磁気共鳴撮像システム１０２’を制御するために構成される。

放射線医学における検査作業の流れの改善は、潜在的な関連医療費の削減に起因して、ビジネス上の高い関心を有する。深度センサ（３次元カメラ）を含むカメラセンサ（カメラシステム）は、患者、可動医療機器及び付属品、並びに更なる画像診断デバイスについての情報を与える理想的なセンサ候補である。患者及びデバイスについての関連情報を正確に抽出するために、これらは、残りの背景環境からセグメント化される。しかしながら、スキャナ室が典型的に制御される環境であるとき、患者支持体、枕、毛布及び患者の下方に配置されるコイルのような背景要素の特定は、少なくとも２つの理由により難しい。
－ 臨床的な作業の流れは非常に動的であり、職員及び病院によって様々であるので、患者支持体上に標準的でない／予想されないデバイスが存在する場合があり、患者がスキャンのための最終的で、快適な静止位置に至るまで、背景物体が全体的に変化を受ける場合がある。
－ 背景物体が操作者及び／又は患者によって部分的に、かつ一時的に遮られる場合がある。

これは、シーン全体及び物体の認識に関する総合的な運動解析に基づく標準的な技法を適用不可能にする。

複数の例が、場合により、以下の解決策を与えることができる。

背景は、検査対象者、職員及び付属品よりはるかに長い期間にわたって静止状態にあるので、複数の例が、時空間スティッチング技法を適用して、最新の背景画像（背景表面画像）を構築することができ、更には、患者がスキャンのための最終的で快適な静止位置に至るまで、その画像を動的に更新することができる。

そのシステム（医療機器）は、場合により深度カメラ（カメラシステム）からなり、画像を絶えず取得し、経時的に静止状態にある画像パッチを検出する。これらの画像パッチが、その後、１つの全体的な参照背景画像につなぎ合わされる。以下の図７の例を参照されたい。検査用の台支持体を準備することは、多くの場合に、一時的にすぎないが、関連する背景を部分的に遮ることになる。

出発点は、患者が存在しない画像である。パッチ内で運動が検出されるたびに（例えば、技術者が動き回るか、又は幾つかの枕があちこち動かされることに起因する）、画像パッチ内のそのシーンが再び静止状態になる時点に対応する内容を用いて、その画像パッチが更新される。システムが台上の患者（対象者）の存在を検出するまで、これが行われる。患者検出は幾つかの手段（画像処理技法、別のセンサからのデータ、又は手動）によって行うことができる。この時点において、正確な背景計算が入手可能であり、厳密な患者輪郭をセグメント化することができる。現在の患者が患者支持体上に静止するまで、直前の患者間で決して現れなかったパッチが、補間／外挿によって満たされることになる。

幾つかの例では、患者の下方に配置される物体の変位を考慮に入れるように、背景画像を引き続き更新することができる（例えば、より快適に位置決めするために、患者の下、例えば、患者の脚の下に枕が追加される場合があるか、又は患者が、要求に合わせて頭の枕を動かす場合がある）。そのシステムは、例えば、追跡方法及び初期患者セグメンテーションを用いて、患者及びその身体部分を検出することもでき、背景内の変化を推定するために、患者に属さない視認可能なパッチをできる限り使用することができる。通常、存在するデバイスの数は限られるので、物体認識技法を適用することができ、検出されたが、その後に、そのシーンから離れなかった物体を最新のデータに当てはめることができる。

この技法を用いて、そのシステムは、例えば、患者の体重、身長、位置及び向きとすることができる被測定パラメータの信頼水準を規定することができ、最良の推定値を得るために背景補正を適用することができる。

図７は第１の画像７００及び第２の画像７０２を示す。２つの連続したフレーム（画像）７００、７０２は、患者支持体背景推定のための経時的に減少する残存パッチを示す。２つの画像７００、７０２はセグメンテーションを示す。第１の画像７００において、支持体表面１１８は、背景物体の幾つかの表面２０４と共に視認可能である。前景物体７０４は人であり、領域７０６を遮るものとして示される。支持体表面１１８及び背景物体の表面２０４の一部が、７０６を付された領域において画像化できなかった。

第２の画像７０２は、支持体表面１１８及び背景物体の表面２０４の同じ図を示す。しかしながら、この場合には、再び人である前景物体７０４が異なる位置に動いた。７０６’を付された２つの領域が存在し、それらの領域は、第１の画像７００及び第２の画像７０２の両方において遮られた領域である。領域７０６’において、支持体表面１１８の画像又は背景物体の表面２０４の画像は存在しない。しかしながら、領域７０８が、第１の画像７００からつなぎ合わされた。取得される画像の数が多くなるほど、更なる領域をつなぎ合わせることができ、同様に領域７０６’を満たすことができることが明らかである。幾つかの例では、領域７０６’を満たすことができない場合には、これらの領域内のデータを補間又は外挿することができる。

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 医療機器
１０２ 医療撮像システム
１０２’ 磁気共鳴撮像システム
１０４ カメラシステム
１０６ コンピュータシステム
１０８ プロセッサ
１１０ 対象者支持体
１１２ ボア
１１４ 撮像ゾーン
１１６ 初期位置
１１８ 支持体表面
１２０ 支持体アクチュエータ
１３０ ハードウェアインタフェース
１３２ ユーザインタフェース
１３４ メモリ
１４０ マシン実行可能命令
１４２ 一連の繰り返される画像
１４４ ３次元対象者支持体モデル
１４６ 一連の繰り返される画像への３次元対象者支持体モデルのレジストレーション
２００ 背景物体
２０２ 背景物体表面画像
２０４ 背景物体の表面
２０８ ３次元物体表面
３００ 対象者
３０２ 対象者を示す一連の繰り返される画像のうちの１つ
３０４ 対象者セグメンテーション
３０６ 対象者の表面
３０８ 視認可能な対象者表面
３１０ ３次元対象者モデル
３１４ 対象者の表面と背景物体の表面との間で画定されるボリューム
３１６ 第２の位置
４００ 医療画像データ
４００ 磁気共鳴撮像データ
４０２ 医療画像
４０２ 磁気共鳴画像
５００ 対象者支持体を初期位置に配置する
５０２ 一連の繰り返される画像を繰り返し取得するようにカメラシステムを制御する
５０４ 一連の繰り返される画像への３次元対象者支持体モデルのレジストレーションを受信する
５０６ 一連の繰り返される画像内の支持体表面を少なくとも部分的に遮る１つ又は複数の背景物体の配置を検出する
５０８ 一連の繰り返される画像内の１つ又は複数の背景物体の少なくとも一部を遮る１つ又は複数の前景物体を検出する
５１０ １つ又は複数の前景物体によって遮られる背景物体を含む画像領域を置き換えるために、一連の繰り返される画像をつなぎ合わせることによって、背景物体表面画像を少なくとも部分的に構成する
５１２ 背景物体表面画像を用いて、３次元物体表面を決定する
５１４ 一連の繰り返される画像のうちの１つにおいて対象者を検出する
５１６ 一連の繰り返される画像のうちの１つにおいて対象者の対象者セグメンテーションを計算する
５１８ 対象者セグメンテーションと、一連の繰り返される画像のうちの１つとを用いて、視認可能な対象者表面を決定する
５２０ ３次元対象者支持体モデルによって画定されるボリュームを推定することによって、３次元対象者モデルを計算する
５２２ 対象者支持体を初期位置から第２の位置に動かす
５２４ 医療撮像データを取得する
６０４ 磁石
６１２ 磁石のボア
６０８ 関心領域
６１０ 磁場勾配コイル
６１２ 磁場勾配コイル電源
６１４ 無線周波数コイル
６１６ トランシーバ
６２０ パルスシーケンスコマンド
６００ 医療機器
７００ 第１の画像
７０２ 第２の画像
７０４ 前景物体
７０６ 遮られた領域
７０６’ 遮られた領域
７０８ つなぎ合わされた領域

Claims (15)

1. 撮像ゾーン内の対象者から医療撮像データを取得するための医療撮像システムと、
   支持体表面を有する対象者支持体であって、前記支持体表面は前記対象者を支え、前記対象者支持体は初期位置において前記対象者を支持し、前記初期位置において、前記対象者は前記撮像ゾーンの外側にいる、対象者支持体と、
   前記対象者支持体が前記初期位置にあるときに、前記支持体表面を画像化するカメラシステムと、
   マシン実行可能命令を含むメモリと、
   医療機器を制御するためのプロセッサと
   を備える当該医療機器であって、前記マシン実行可能命令の実行は、前記プロセッサに、
   前記対象者支持体を前記初期位置に配置させ、
   一連の繰り返される画像を繰り返し取得するように前記カメラシステムを制御させ、
   前記一連の繰り返される画像内の前記支持体表面を少なくとも部分的に遮る１つ又は複数の背景物体の配置を検出させ、
   前記一連の繰り返される画像内の前記１つ又は複数の背景物体の少なくとも一部を遮る１つ又は複数の前景物体を検出させ、
   前記１つ又は複数の前景物体によって遮られる背景物体を含む画像領域を置き換えるために、前記一連の繰り返される画像をつなぎ合わせることによって、背景物体表面画像を少なくとも部分的に構成させ、
   前記背景物体表面画像を用いて、３次元物体表面を決定させ、
   前記一連の繰り返される画像のうちの１つにおいて前記対象者を検出させ、
   前記一連の繰り返される画像のうちの前記１つにおいて前記対象者の対象者セグメンテーションを計算させ、
   前記対象者セグメンテーションと、前記一連の繰り返される画像のうちの前記１つとを用いて、視認可能な対象者表面を決定させ、
   前記３次元物体表面及び前記視認可能な対象者表面によって画定されるボリュームを推定することによって、３次元対象者モデルを計算させる、
   医療機器。
2. 前記対象者支持体は、前記対象者を初期位置から第２の位置に移送し、前記第２の位置において、前記対象者支持体は、前記撮像ゾーン内の前記対象者の少なくとも一部を支持し、前記マシン実行可能命令の実行は、前記プロセッサに、前記対象者支持体を前記初期位置から前記第２の位置に移動させ、前記第２の位置は、前記３次元対象者モデルを少なくとも部分的に用いて決定される、請求項１に記載の医療機器。
3. 前記医療撮像システムは磁気共鳴撮像システムであり、前記メモリは更に、前記撮像ゾーン内の関心領域から前記医療撮像データを取得するように前記磁気共鳴撮像システムを制御するパルスシーケンスコマンドを含む、請求項１又は２に記載の医療機器。
4. 前記マシン実行可能命令の実行は、更に、前記プロセッサに、
   前記関心領域を前記３次元対象者モデルに当てはめさせ、
   当てはめられた前記関心領域を画像化するように前記パルスシーケンスコマンドを変更させる、請求項３に記載の医療機器。
5. 前記マシン実行可能命令の実行は、更に、前記プロセッサに、
   前記一連の繰り返される画像内の少なくとも所定の数の順次画像内で静止している前記１つ又は複数の前景物体のうちの少なくとも一部を識別させ、
   前記１つ又は複数の前景物体のうちの前記少なくとも一部が、所定の基準を用いて、前記３次元対象者モデルに対して正確に配置されるか否かを判断させる、請求項３又は４に記載の医療機器。
6. 前記マシン実行可能命令の実行は、更に、前記プロセッサに、
   前記３次元対象者モデルを用いて、比吸収モデル、末梢神経刺激モデル、音圧モデル、対象者身長、及び／又は対象者体重を選択させ、
   前記比吸収モデル、末梢神経刺激モデル、音圧モデル、前記対象者身長、及び／又は前記対象者体重を少なくとも部分的に用いて前記パルスシーケンスコマンドを変更させる、請求項３から５のいずれか一項に記載の医療機器。
7. 前記医療撮像システムはＣＴシステムであり、前記マシン実行可能命令の実行は、更に、前記プロセッサに、
   ローカライザの開始の定義を自動化すること、
   前記ローカライザの末端又は長さの定義を自動化すること、
   前記対象者の水平方向の中心合わせを決定すること、
   前記対象者の垂直方向の中心合わせを決定すること、
   前記３次元対象者モデルを用いて、Ｘ線吸収モデルを選択すること、
   対象者支持体高を選択すること、及び
   これらの組み合わせのうちのいずれか１つを実行させる、請求項１から６のいずれか一項に記載の医療機器。
8. 前記カメラシステムは３次元カメラシステムである、請求項１から７のいずれか一項に記載の医療機器。
9. 前記カメラシステムは２次元カメラシステムであり、前記マシン実行可能命令の実行は、更に、前記プロセッサに、
   前記背景物体表面画像内の前記１つ又は複数の背景物体に３次元物体モデルを割り当てさせ、
   割り当てられた前記３次元物体モデルを用いて、前記３次元物体表面を構成させる、請求項１から７のいずれか一項に記載の医療機器。
10. 前記マシン実行可能命令の実行は、更に、前記プロセッサに、前記３次元物体表面内のギャップを近似させる、請求項１から９のいずれか一項に記載の医療機器。
11. 前記対象者支持体が前記初期位置にある間に、
    前記一連の繰り返される画像内の前記支持体表面を少なくとも部分的に遮る１つ又は複数の背景物体の前記配置を検出すること、
    前記一連の繰り返される画像内の前記１つ又は複数の背景物体の少なくとも一部を遮る前記１つ又は複数の前景物体を検出すること、
    前記１つ又は複数の前景物体によって遮られる背景物体を含む画像領域を置き換えるために、前記一連の繰り返される画像をつなぎ合わせることによって、物体表面画像を少なくとも部分的に構成すること、
    前記物体表面画像を用いて、前記３次元物体表面を決定すること、
    前記一連の繰り返される画像のうちの１つにおいて前記対象者を検出すること、
    前記一連の繰り返される画像のうちの前記１つにおいて前記対象者の前記対象者セグメンテーションを計算すること、
    前記対象者セグメンテーションと、前記一連の繰り返される画像のうちの前記１つとを用いて、前記視認可能な対象者表面を決定すること、
    前記３次元物体表面及び前記視認可能な対象者表面によって画定されるボリュームを推定することによって、３次元対象者モデルを計算すること、並びに
    これらの組み合わせ
    のうちのいずれか１つが絶えず更新される、請求項１から１０のいずれか一項に記載の医療機器。
12. 前記一連の繰り返される画像のうちの少なくとも選択された数の順次画像内で前記対象者が静止していると検出された後に、前記対象者セグメンテーションが計算される、請求項１から１１のいずれか一項に記載の医療機器。
13. 前記１つ又は複数の背景物体が所定のリストの背景物体から選択されること、
    前記１つ又は複数の前景物体が所定のリストの前景物体から選択されること、及び
    これらの組み合わせ
    のうちのいずれか１つが実行される、請求項１から１２のいずれか一項に記載の医療機器。
14. 医療機器を制御するプロセッサによって実行するためのマシン実行可能命令を含むコンピュータプログラムであって、前記医療機器は、撮像ゾーン内の対象者から医療撮像データを取得するための医療撮像システムを備え、前記医療撮像システムは、支持体表面を有する対象者支持体を更に備え、前記支持体表面は、前記対象者を支え、前記対象者支持体は初期位置において前記対象者を支持し、前記初期位置において、前記対象者は前記撮像ゾーンの外側におり、前記医療撮像システムは、前記対象者支持体が前記初期位置にあるときに前記支持体表面を画像化するカメラシステムを更に備え、
    前記マシン実行可能命令の実行は、前記プロセッサに、
    前記対象者支持体を前記初期位置に配置させ、
    一連の繰り返される画像を繰り返し取得するように前記カメラシステムを制御させ、
    前記一連の繰り返される画像を用いて前記支持体表面を少なくとも部分的に遮る１つ又は複数の背景物体の配置を検出させ、
    前記一連の繰り返される画像内の前記１つ又は複数の背景物体の少なくとも一部を遮る１つ又は複数の前景物体を検出させ、
    前記１つ又は複数の前景物体によって遮られる背景物体を含む画像領域を置き換えるために、前記一連の繰り返される画像をつなぎ合わせることによって、背景物体表面画像を少なくとも部分的に構成させ、
    前記背景物体表面画像を用いて、３次元物体表面を決定させ、
    前記一連の繰り返される画像のうちの１つにおいて前記対象者を検出させ、
    前記一連の繰り返される画像のうちの前記１つにおいて前記対象者の対象者セグメンテーションを計算させ、
    前記対象者セグメンテーションと、前記一連の繰り返される画像のうちの前記１つとを用いて、視認可能な対象者表面を決定させ、
    前記３次元物体表面及び前記視認可能な対象者表面によって画定されるボリュームを推定することによって、３次元対象者モデルを計算させる、
    コンピュータプログラム。
15. 医療機器を動作させる方法であって、前記医療機器は、撮像ゾーン内の対象者から医療撮像データを取得するための医療撮像システムを備え、前記医療機器は、支持体表面を有する対象者支持体を更に備え、前記支持体表面は、前記対象者を支え、前記対象者支持体は初期位置において前記対象者を支持し、前記初期位置において、前記対象者は前記撮像ゾーンの外側におり、前記医療機器は、前記対象者支持体が前記初期位置にあるときに前記支持体表面を画像化するカメラシステムを更に備え、
    前記方法は、
    前記対象者支持体を前記初期位置に配置するステップと、
    一連の繰り返される画像を繰り返し取得するように前記カメラシステムを制御するステップと、
    前記一連の繰り返される画像を用いて前記支持体表面を少なくとも部分的に遮る１つ又は複数の背景物体の配置を検出するステップと、
    前記一連の繰り返される画像内の前記１つ又は複数の背景物体の少なくとも一部を遮る１つ又は複数の前景物体を検出するステップと、
    前記１つ又は複数の前景物体によって遮られる背景物体を含む画像領域を置き換えるために、前記一連の繰り返される画像をつなぎ合わせることによって、背景物体表面画像を少なくとも部分的に構成するステップと、
    前記背景物体表面画像を用いて、３次元物体表面を決定するステップと、
    前記一連の繰り返される画像のうちの１つにおいて前記対象者を検出するステップと、
    前記一連の繰り返される画像のうちの前記１つにおいて前記対象者の対象者セグメンテーションを計算するステップと、
    前記対象者セグメンテーションと、前記一連の繰り返される画像のうちの前記１つとを用いて、視認可能な対象者表面を決定するステップと、
    前記３次元物体表面及び前記視認可能な対象者表面によって画定されるボリュームを推定することによって、３次元対象者モデルを計算するステップとを有する、
    方法。

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