JP7846485B2 - 医用画像システム - Google Patents

Description

本発明は、医用撮像システム、医用撮像方法、並びにコンピュータプログラム要素及びコンピュータ可読媒体に関する。

ベッドサイドX線は、従来のX線撮影検査のために患者が直立することができないあらゆる場所で行われる標準的なプロシージャである。ベッドサイドX線プロシージャの例は、肺疾患が不動の患者において極めて一般的であるため、胸部検査のためのものである。X線検出器ユニットはベッド上に横たわっている患者の後ろに配置され、したがって、典型的には患者とマットレスとの間に配置され、マットレスは中央でヒンジ連結され得、それによって、患者を傾斜させ、したがって、X線検出器は水平である必要はない。次いで、X線源が患者の前に配置され、X線画像又はX線像が取得される。

そのような移動式X線システムを用いたベッドサイドX線の最適な取得に関連する問題の1つは、視野の正確な位置決めである。特に、上述のように、X線検出器は患者の背中の後ろに配置され、X線源又は管は患者の胸部が適切に撮像されるように配置され、そのコリメーションが適合されなければならない。X線管の検出器との位置合わせのずれは、適切な画像読取りを妨げるカットオフ画像につながる。検出器とX線管／源との間の適切なアラインメントは、検出器の正確な位置が典型的には患者の背中の後ろで見えないので、達成するのが困難である。したがって、かなりの数のX線画像は準最適な患者の位置付けを有し、その結果、一部の画像を再作成しなければならないので、診断を見逃し、準最適なワークフローをもたらす。カットオフ画像の一例を図1に示す。

この問題を解決する必要がある。

モバイル医用撮像システムに有用性を提供する、患者のベッドサイドX線画像を取得するための改良された医用撮像システムを有することが有利であろう。本発明の目的は独立請求項の主題によって解決され、さらなる実施形態は従属請求項に組み込まれる。本発明の以下に説明する態様及び実施例は、医用撮像システム、ならびに医用撮像方法、ならびにコンピュータプログラム要素及びコンピュータ可読媒体にも適用されることに留意されたい。

第1の態様では、
X線源ユニットと、
X線検出器ユニットと、
センサユニットと、
基準構造と、
処理ユニットと
を備える医用撮像システムが提供される。

X線検出器ユニットは、X線源に対して配置されて、X線検出器ユニットとX線源ユニットとの間に配置された患者(P)のX線画像データを取得するように構成される。基準構造はX線検出器ユニットの部分であるか、又は基準構造はX線検出器ユニットに固定的に接続されるように構成される。センサユニットの向きは、X線源ユニットの向きに関して知られている。センサユニットはX線検出器ユニットがX線源ユニットに対して配置され、患者がX線検出器ユニットとX線源ユニットとの間に配置されたときにセンサ画像を取得するように構成され、センサ画像は基準構造の画像データを含む。センサユニットは、センサ画像を処理ユニットに提供するように構成される。処理ユニットは、X線源ユニットの位置に対するX線検出器ユニットの位置を決定するように構成される。決定は、X線源ユニットの向きに対するセンサユニットの向きと、基準構造の画像データとの利用を含む。

したがって、システムは検出器ユニットが患者の背後にあるとき、検出器ユニットの部分であるか、又は検出器ユニットに固定して取り付けられたか、又は接続された基準構造を撮像することができるように構成される。次いで、処理ユニットは、撮像された基準構造の解釈を通して、検出器ユニットに対するセンサユニットの位置及び向きを決定することができる。そして、源ユニットに対するセンサユニットの向きが分かっているので、処理ユニットは、源ユニットに対する検出器ユニットの位置及び向きを決定することができる。次いで、検出器ユニットが正しく位置決めされているかどうか、又は検出器ユニットが偏心及び／又はねじれもしくは傾斜しているかどうかを決定することができ、加えられたコリメーションを検出器位置に対してチェックすることもできる。

一例では、処理ユニットがX線源ユニットの位置に対するX線検出器ユニットの決定された位置に基づいて、X線源ユニットの必要な動きを決定するように構成される。

このようにして、自動又は半自動ソリューションを提供することができる。したがって、必要な動きは操作者に提供される必要な動きの形成とすることができ、操作者は次いで、源ユニットを移動させる。しかしながら、源ユニットは、源ユニットの少なくともいくらかの動きを提供する機械的な動きシステムに取り付けることができる。したがって、処理ユニットは源ユニットがどのように移動される必要があるかを決定することができ、次いで、源ユニットの動きを制御して、検出器ユニットに対して新しい必要とされる最適化された位置に源ユニットを移動させることができる。

また、通常、適切な撮像結果のために、予め定義された、又は必要とされる線源画像間距離(SID)を有することが要求され、システムは、線源と検出器との間の距離が適切であるかどうかをチェックすることを可能にする。したがって、必要とされる動きは、横方向の並進運動及び／又は後方への前進移動であり得る。

一例ではシステムが視覚的ディスプレイユニット(VDU)を備え、センサ画像は患者の画像データを備える。処理ユニットはX線源ユニットの位置に対して患者の画像データをVDU上に投影するように構成され、処理ユニットはX線源ユニットの位置に対するX線検出器ユニットの位置の表現をVDU上に表示するように構成される。

言い換えれば、患者の画像はX線源が患者の画像を取得したかのようにVDU上に表示され、同時に、検出器領域の外側範囲の輪郭などの検出器の位置の表現もVDU上に表示される。このようにして、操作者は、検出器がX線源に対して正確に位置合わせされているかどうか、及び患者がX線源及び／又は検出器に対して正確に位置合わせされているかどうかを迅速かつ効果的に見ることができる。

一例では、基準構造がX線検出器ユニットのハンドルを含む。

一例では、基準構造がX線検出器ユニットのエッジから横方向に延びる構造を含む。

一例では、基準構造が1つ又は複数のマーカーを含む。

一例では、1つ又は複数のマーカーがX線検出器ユニットのエッジから横方向に延在する構造に対して垂直に延在する。

一例では、基準構造が3つのマーカーを含む。

一例では1つ又は複数のマーカーが複数のマーカーを含み、第1のマーカーは第2のマーカーに対して垂直に配向される。

一例では、第1のマーカーが第3のマーカーに対して垂直に配向される。

したがって、基準構造は効果較正構造であり、基準構造の画像データは基準構造との距離及び向きを決定することを可能にし、基準構造は、検出器自体に対して既知の位置及び向きにあるので、検出器との距離及び向きを決定することができる。次に、上で詳述したように、これを使用して、X線源ユニットとX線検出器ユニットとの相対位置を決定することができ、X線源ユニットとX線検出器ユニットとが互いに正確に位置合わせされているかどうかを決定することができる。

一例では、センサユニットがX線源ユニットと一体化される。

このようにして、単純な複合源／センサユニットが提供される。しかしながら、センサユニット及び源ユニットは、組み合わされたユニット内にある必要はない。

一例では、センサ画像が患者の画像データを含む。処理ユニットは、X線源ユニットのコリメーションを決定するように構成され、前記決定は、X線源ユニットの向きに対するセンサユニットの向き及び患者の画像データの利用を含む。

このようにして、x線源がx線検出器と正確に位置合わせされているかどうかを判定することができるだけでなく、患者がx線源に対して正確に位置合わせされているかどうかを判定することができ、必要に応じてそのコリメーションを調整することができる。

一例では、処理ユニットが決定されたX線源ユニットのコリメーションに基づいて、X線源ユニットの必要な動きを決定するように構成される。

一例では、処理ユニットがX線源ユニットの決定されたコリメーションに基づいてX線検出器ユニットの必要な動きを決定するように構成される。

したがって、新しいコリメーションは、X線源ユニットがX線検出器ユニットに対して正しく位置合わせされないことにつながる可能性がある。しかしながら、この場合、X線源及び／又はX線検出器ユニットは互いに対して、実際には患者に対して移動することができ、実際には、必要であれば、正確な露出を提供するために患者を移動させることができる。これはX線源の必要なコリメーションのさらなるわずかな調整、及びX線源／X線検出器のさらなる動きをもたらすことができ、これは新しいシステムによって促進される。X線源ユニットのコリメーション及び動きは処理ユニットによって完全に自動化及び制御することができ、又はコリメーションを調整し、源を移動させるなどのためにオペレータに情報を提供することができる。

第2の態様では、医用撮像方法であって、
a) X線検出器ユニットに対してX線源ユニットを配置して、X線検出器ユニットとX線源ユニットとの間に配置された患者のX線画像データを取得するステップであって、基準構造はX線検出器ユニットの部分であるか、又は基準構造はX線検出器ユニットに固定的に接続される、ステップと、
b) センサユニットを有するセンサ画像を取得するステップであって、前記センサ画像は前記基準構造の画像データを備え、前記センサユニットの向きは前記X線源ユニットの向きに対して既知で取得する、ステップと、
c) センサ画像を処理ユニットに提供するステップと、
d) 前記処理ユニットによって、前記X線源ユニットの位置に対する前記X線検出器ユニットの位置を決定するステップであって、前記決定するステップは、前記X線源ユニットの向きに対する前記センサユニットの向きと前記基準構造の画像データとを利用するステップを含む、ステップと
を有する、方法が提供される。

別の態様によれば、コンピュータプログラム要素がプロセッサによって実行される場合、前述の方法を実行するように適合される、前述のシステムのうちの1つ又は複数を制御するコンピュータプログラム要素が提供される。

別の態様によれば、前述のような記憶されたコンピュータ要素を有するコンピュータ可読媒体が提供される。

コンピュータプログラム要素は例えば、ソフトウェアプログラムであってもよいが、FPGA、PLD、又は任意の他の適切なデジタル手段であってもよい。

有利には、上記の態様の何れかによって提供される利点が他の態様のすべてに等しく適用され、逆もまた同様である。

上記の態様及び実施例は以下に記載される実施形態から明らかになり、それらを参照して説明される。

例示的な実施形態を、以下の図面を参照して以下に説明する。

不適切な検出器の位置決め及びカットオフ肺を示す例示的なベッドサイド胸部X線を示す。 医用撮像システムを示す。 医用撮像方法を示す。 例示的な光学追跡システム又はカメラユニットを示す。 例示的な基準構造を有する検出器ユニットを示す。

図2は、医用撮像システム10の概略的な例を示す。医用撮像システムは、X線源ユニット20と、X線検出器ユニット30と、センサユニット40と、基準構造50と、処理ユニット60とを備える。X線検出器ユニット30は、X線源ユニット20に対して配置され、X線検出器ユニット30とX線源ユニット20との間に位置する患者(P)のX線画像データを取得するように構成される。基準構造50はX線検出器ユニット30の部分であるか、又は基準構造50はX線検出器ユニット30に固定的に接続されるように構成される。センサユニット40の向きは、X線源部20の向きに対して既知である。センサユニット40はX線検出器ユニット30がX線源ユニット20に対して配置され、患者がX線検出器ユニット30とX線源ユニット20との間に配置されたときにセンサ画像を取得するように構成され、センサ画像は基準構造50の画像データを含む。センサユニット40は、センサ画像を処理ユニット60に提供するように構成される。処理ユニット60は、X線源ユニット20の位置に対するX線検出器ユニット30の位置を決定するように構成される。X線源ユニット20の位置に対するX線検出器ユニット30の位置の決定は、X線源ユニット20の向きに対するセンサユニット40の向き及び基準構造50の画像データの利用を含む。

一例では、医用撮像システム10がモバイル医用撮像システムである。

一例では、センサユニット40はカメラユニットであり、センサ画像はカメラ画像である。

一例では、カメラユニットは3Dカメラユニットである。したがって、カメラユニットは2つのカメラ42、44を有することができ、次いで、カメラ画像は3Dカメラの2つの画像から生成された画像であり、カメラユニットに対する基準構造50の距離及び向き、したがって、カメラユニットに対するX線検出器ユニット30の位置及び向きを決定するための効率的な手段を提供し、上で詳述されたように、これを、X線源ユニット20に対するX線検出器ユニット30の位置及び向きに変換する。しかしながら、カメラユニットは3Dカメラである必要はなく、2D画像を利用することができる。

一例では、基準構造50が例えば、既知の長さのストーク54、又は既知の長さのセグメントを有し、この構造の画像データを使用して、カメラユニットからの基準構造50の距離を決定することができる。次いで、基準構造50の部分56はストークから既知の方法で延在することができ、これらの部分の画像データを使用して、基準構造50のカメラユニットへの回転態様を決定することができる。したがって、基準構造50の距離及び向き、したがってカメラユニットからのX線検出器ユニット30の距離及び向きを、この2D画像に基づいて決定することができ、次いで、上で詳述したように、X線源ユニット20に対するX線検出器ユニット30の位置及び向きを決定することができる。

一例では、カメラユニットが1つ又は複数の放射線源46、48を備える。一例では、1つ以上の放射源は赤外線放射源である。

したがって、システムは、すべての光学条件で動作することができる。

一例では、基準構造50が反射器セグメントを有する。一例では、反射器セグメントが1つ以上の放射線源によって放出された放射を反射するように設計される。

一例では、センサユニット40はLIDARユニットであり、センサ画像はレーザ距離情報から構成される画像である。

一例では、センサユニット40はレーダユニットであり、センサ画像はレーダレンジ構成画像である。

一例によれば、処理ユニット60は、X線源ユニット20の位置に対するX線検出器ユニット30の決定された位置に基づいて、X線源ユニット20の必要な動きを決定するように構成される。

一例では、処理ユニット60がX線源ユニット20の位置に対するX線検出器ユニット30の決定された位置に基づいて、X線検出器ユニット30の必要な動きを決定するように構成される。

一例によれば、システムは、視覚的ディスプレイユニット(VDU)を備える。センサ画像は患者の画像データを含むことができ、処理ユニット60はX線源ユニット20の位置に対して患者の画像データをVDU上に投影するように構成され、処理ユニット60はX線源ユニット20の位置に対して、また患者に対してもX線検出器ユニット30の位置の表現をVDU上に表示するように構成される。

一例では、処理ユニット60がX線源ユニット20の視野をVDU上に投影するように構成される。

一例によれば、基準構造50は、X線検出器ユニット30のハンドル52を含む。

一例によれば、基準構造50は、X線検出器ユニット30のエッジから横方向に延びる構造54、56を含む。

一例ではX線検出器ユニットのエッジから横方向に延在する構造54、56はストーク54を備える。

一例ではストーク54が既知の長さ及び／又は既知の長さのセグメントを有し、X線源ユニット20の位置に対するX線検出器ユニット30の位置の決定はストーク54の既知の長さ及び／又はストーク54のセグメントの既知の長さの利用を含むことができる。

一例によれば、基準構造50は、1つ又は複数のマーカー56を備える。

一例では1つ又は複数のマーカー56が基準構造50のストーク54に対する既知の位置及び向きに配置され、X線源ユニット20の位置に対するX線検出器ユニット30の位置の決定は基準構造50のストーク54に対する1つ又は複数のマーカー56の既知の位置及び向きの利用を含むことができる。

一例によれば、1つ以上のマーカー56は、X線検出器ユニット30のエッジから横方向に延在する構造に対して垂直に延在する。

一例では、1つ又は複数のマーカー56がX線検出器ユニット30のエッジ(ストーク54など)から横方向に延在する構造に垂直に既知の長さだけ延在する。X線源ユニット20の位置に対するX線検出器ユニット30の位置の決定は、X線検出器ユニット30のエッジから横方向に延びる構造に垂直に延びる1つ以上のマーカー56の既知の長さの利用を含むことができる。

一例によれば、基準構造50は、3つのマーカー56を含む。

一例によれば、1つ以上のマーカー56は複数のマーカーを含み、第1のマーカーは、第2のマーカーに対して垂直に配向される。

一例によれば、第1のマーカーは、第3のマーカーに対して垂直に配向される。

一例によれば、センサユニット40は、X線源ユニット20と一体化される。

一例によれば、センサ画像は、患者の画像データを含む。処理ユニット60は、X線源ユニット20の向きに対するセンサユニット40の向き及び患者の画像データの利用を含むX線源ユニット20のコリメーションを決定するように構成される。

一例によれば、処理ユニット60は、決定されたX線源ユニット20のコリメーションに基づいて、X線源ユニット20の必要な動きを決定するように構成される。加えて、又は代替的に、処理ユニット60は、X線源ユニット20の決定されたコリメーションに基づいて、X線検出器ユニット30の必要な動きを決定するように構成される。

図3は、その基本ステップにおける医用撮像方法100の例を示す。方法は、
ステップa)とも呼ばれる配置ステップ110において、X線検出器ユニット30に対してX線源ユニット20を配置して、X線検出器ユニット30とX線源ユニット20との間に位置する患者のX線画像データを取得するステップであって、基準構造50がX線検出器ユニット30の部分であるか、又は基準構造50がX線検出器ユニット30に固定的に接続される、ステップ、
ステップb)とも呼ばれる取得ステップ120において、センサユニット40を用いてセンサ画像を取得するステップであって、センサ画像は基準構造50の画像データを備え、センサユニット40の向きはX線源ユニット20の向きに対して既知である、ステップ、
ステップc)とも呼ばれる提供ステップ130において、センサ画像を処理ユニット60に提供するステップ、及び
ステップd)とも呼ばれる決定ステップ140において、処理ユニット60によってX線源ユニット20の位置に対するX線検出器ユニット30の位置を決定するステップであって、決定するステップは、X線源ユニット20の向きに対するセンサユニット40の向き及び基準構造50の画像データを利用するステップ
を有する。

一例では、医用撮像システムがモバイル医用撮像システムである。

一例では、センサユニット40はカメラユニットであり、センサ画像はカメラ画像である。

一例では、カメラユニットは3Dカメラユニットである。

一例では、カメラユニットが1つ又は複数の放射線源46、48を備える。一例では、1つ以上の放射源は赤外線放射源である。

一例では、基準構造50が反射器セグメントを有する。一例では、反射器セグメントが1つ以上の放射線源によって放出された放射を反射するように設計される。

一例では、センサユニット40はLIDARユニットであり、センサ画像はレーザ距離情報から構成される画像である。

一例では、センサユニット40はレーダユニットであり、センサ画像はレーダレンジ構成画像である。

一例では、方法がX線源ユニット20の位置に対するX線検出器ユニット30の決定された位置に基づいて、処理ユニット60によってX線源ユニット20の必要な動きを決定することを含む。

一例では、方法がX線源ユニット20の位置に対するX線検出器ユニット30の決定された位置に基づいて、処理ユニット60によってX線検出器ユニット30の必要な動きを決定することを含む。

一例では、基準構造50がX線検出器ユニットのハンドルを含む。

一例ではセンサ画像が患者の画像データを含み、方法は処理ユニット60によって、X線源ユニット20の位置に対する患者の画像データを視覚的ディスプレイユニット(VDU)上に投影することと、処理ユニット60によって、X線源ユニット20の位置に対するX線検出器ユニット30の位置の表現をVDU上に表示することとを含む。

一例では、方法が処理ユニット60によってX線源ユニット20の視野をVDU上に投影することを含む。

一例では、基準構造50がX線検出器ユニット30のエッジから横方向に延びる構造54、56を含む。

一例では、基準構造50が1つ又は複数のマーカー56を備える。

一例では、1つ又は複数のマーカー56がX線検出器ユニット30のエッジから横方向に延在する構造に対して垂直に延在する。

一例では、基準構造50が3つのマーカーを含む。

一例では1つ又は複数のマーカー56が複数のマーカーを含み、第1のマーカーは第2のマーカーに対して垂直に配向される。

一例では、第1のマーカーが第3のマーカーに対して垂直に配向される。

一例では、センサユニット40がX線源ユニット20と一体化される。

一例ではセンサ画像が患者の画像データを含み、方法は処理ユニット60によってX線源ユニット20のコリメーションを決定することを含む。この決定は、X線源ユニット20の向きに対するセンサユニット40の向き及び患者の画像データを利用することを含むことができる。

一例では、方法が処理ユニット60によって、X線源ユニット20の決定されたコリメーションに基づいて、X線源ユニット20の必要な動きを決定することを含む。

一例では、方法が処理ユニット60によって、X線源ユニット20の決定されたコリメーションに基づいてX線検出器ユニット30の必要な動きを決定することを含む。

医用撮像システム及び医用撮像方法は、図4乃至5を参照して、具体的に詳細にさらに説明される。医用撮像システム及び方法はモバイル撮像システム及び方法に関して説明されるが、本システム及び方法は患者の背後に配置された可搬型検出器を用いて、ベッドに横たわっている患者のX線画像を取得するために使用される「通常」X線管にも適用される。また、医用撮像システム及び方法は3Dカメラユニット又はシステムの形態のセンサユニットに関して説明されるが、2Dカメラ、レーダセンサもしくはLIDARセンサ、又は他のレンジセンサが利用され得る。

新しいシステムと方法の開発では、モバイルX線システムを用いたベッドサイドX線の取得を改善するために、修正した検出器ハウジング又はユニットと共に光学追跡システムを利用できることを実現した。このような光学追跡システムは例えば、ここではカメラユニットと呼ばれる3Dカメラに基づいている。このような光学トラッキングシステムを用いて、X線検出器ユニットに対してX線源ユニットとも呼ばれるX線管の位置を決定することを可能にすることによって、モバイルX線システムを用いたベッドサイドX線の取得を改善する新しい技術が開発された。次いで、システムの構成要素が互いに対して正確に位置決めされ、患者の正確な視野が捕捉されるか、又は調整が必要とされるかどうかを確定することができる。光学トラッキングシステムについて上述したが、適切なレーダーベースのシステム又はLIDARシステムを利用できることが確立された。

図4は、カメラユニットの形成、実際には3Dカメラの形成のセンサユニット40の例を示す。3D画像が取得されるが、2D画像は図5に示される適切な基準構造50、52、54、56と共に利用され得ることに留意されたい。

図4を続けると、光学追跡システム又はカメラユニット40は典型的には2つの光源46、48と、互いに一定の距離に配置された2つのカメラ42、44とからなり、3Dカメラをもたらす。放射された光は、可視領域又は赤外領域の両方、又は実際にはスペクトルのこれらの部分の両方であってもよい。市販の光学追跡システムは例えば、Polaris Spectraによって提供される。

図4のカメラユニット40は、図5の修正された検出器ユニット30と共に利用される。修正された検出器ユニット30は例えば、ストーク54の端部に配置された既知の幾何学的形状のマーカー56を有する基準構造50を有するか、又は基準構造50は、検出器ユニット30の拡大ハンドル52の形成であり得る。基準構造50は検出器ユニット30構造に対して既知の幾何学的配置を有し、検出器ユニット30の一体部分であってもよく、又は検出器ユニット30に取り付け可能であってもよい。基準構造50、又は少なくともマーカー56は、カメラユニット40から見えなければならない。次いで、光学追跡を利用して、例えば0．25mmの精度で、空間内のマーカー56の位置を特定する。三角測量は例えば、各マーカ56の3D位置を決定するためにこの位置決定に使用され、次いで、これは、カメラユニット40の座標系に対する基準構造50の姿勢を決定するために、マーカ56の既知の幾何学的形状にマッチングされる。基準構造50が検出器ユニット30に対して位置決めされる方法が知られているので、カメラユニット40に対する検出器ユニット30の位置及び姿勢、又は向きが知られている。

カメラユニットの位置及び姿勢はX線源ユニットに関して既知であり、これは、両方を同じユニットに固定して取り付けることによって最も好都合に達成されるので、源ユニット20に対する検出器ユニット30の位置及び姿勢を決定することができ、視野が検出器の必要な部分を正確に満たすかどうかを決定することが可能になる。

したがって、特定の例では光学追跡システム又はカメラユニット40が事実上、モバイルシステムの管頭部又はX線源ユニット20に統合され、処理ユニット60はコリメーションシャッタの動きを制御することができ、実際に、X線源ユニット20は可動電動ガントリ上にあり得、X線源ユニット20が処理ユニット60の制御下で必要に応じて右／左／上／下に移動され、さらに傾斜されることを可能にする。現在、上述したように、検出器が患者の背後に完全に隠れているので、患者の背後の検出器の正確な位置を推定することは困難である。

図5に示されるように、カメラユニット40と共に動作する源ユニット20を有することに加えて、修正された検出器ユニット30が利用される。検出器ユニット30はここでは検出器のハウジングを含み、検出器ユニットを患者の背後に配置した後でさえ、基準構造部50がカメラユニットに見えるように、適合されているか、又は接続された部分を有する。上述のように、基準構造は、拡大ハンドル52の形態、又は端部にマーカー56を有するストーク54の形態の構造とすることができる。好都合には、柄54及びマーカー56が検出器ユニット30の本体内に折り畳まれるように設計することができる。

したがって、検出器ユニット30の位置を計算するために使用されるこの可視の基準構造50、52、54、56は例えば、既知の幾何学的配置のマーカー56がその端部にある既知の長さのストーク54とすることができる。これは恒久的に配置することができ、又は必要に応じて接続及び切断することができるが、既知の位置に配置することができ、又は検出器ユニット30の本体に対して内側に折り畳むことができる。したがって、この基準構造50の先端において、反射器の形態のマーカー56は、基準構造50の位置及び姿勢、したがって、検出器ユニット30の位置及び姿勢がカメラユニット40に対して、したがって、源ユニット20に対して計算されることを可能にするために、位置追跡が実行されることを可能にする。あるいは検出器ユニット30のハンドル52が配置後に見えるように適合／拡大することができ、反射球は必要に応じて、基準構造50を形成するために検出器ハンドル52に取り付けることもできる。したがって、検出器ユニット30が患者の背後に配置された後、3Dカメラ40、42、44及び発光体46、48からなる光学追跡システムは可視基準構造50を見つけて位置を特定することができ、剛体接続により、検出器ユニット30の正確な位置を計算することができる。

X線管又はX線源ユニット20を用いて例えば列を電動化することによって、検出器ユニット30内の検出器が最適に照明されることを確実にするように、X線管の位置決めを自動的に調整することができる。さらに、3Dカメラユニット40及び光学追跡をさらに使用して、X線源20のための最適なコリメーションを決定し、適用することができる。これを達成するために、3Dカメラユニット40は例えば、患者の身体上に配置されたマーカーであり得、人間の胸部上のランドマークを検出し、最適なコリメーションを計算する。したがって、計算された最適なコリメーションを達成するために、X線シャッタ又はコリメータを自動的に適合させることができる。

したがって、これは検出器がX線で最適に照明され、同時に患者の必要な部分がX線で照明される、最適化された自動視野位置決めを提供する完全に新しい方法を取得し、すべてが、ベッドサイドのX線撮影に利用され得るモバイル医用撮像システムを取得する。したがって、新しいアプローチは、患者の背後の検出器の位置を追跡することを可能にするだけでなく、最適なコリメーションを可能にするという利点を有する。

新しいアプローチは、以下のように要約することができる。
検出器ユニット30を患者の後ろに配置する。
基準構造50としてのハンドル52、又は特定の基準構造54、56の何れかが、患者の背後に見えることを確実にする。
3Dカメラ40は検出器ハンドル52又は基準構造54、56を検出し、検出器ユニット30及び検出器自体の位置を計算する。
検出器ユニット30の計算された位置に基づいて、X線源ユニット／管20は
列がモーター駆動されている場合、検出器を適切に照らすために自動的に配置されるか、又は
検出器の適切な照明を保証するために、どのようにX線管20を位置決めするかについてのガイダンスがユーザに提供される。
3Dカメラ40は患者のランドマークを検出し、適切なコリメーションを選択し、適切なコリメーションが現在の検出器位置によってカバーされているかどうかをチェックする。現在の検出器位置が視野を覆うのに適していない状況では検出器位置を適合させるためにユーザに通知が提供され、ステップ1)からプロセスが再度繰り返される。
検出器ユニット30は適切な電動外側ハウジングに取り付けられた状態で自動的に移動させることもできることに留意されたい。

したがって、説明される方法は視野の適切な選択を保証し、臨床ワークフローを改善する。

別の例示的な実施形態では、前述の実施形態のうちの1つによる方法の方法ステップを適切なシステム上で実行するように構成されることを特徴とする、コンピュータプログラム又はコンピュータプログラム要素が提供される。

したがって、コンピュータプログラム要素は、実施形態の一部であってもよいコンピュータユニットに記憶されてもよい。この計算ユニットは、前述の方法のステップを実行するか、又は実行を誘発するように構成され得る。さらに、それは、上述の装置及び／又はシステムの構成要素を動作させるように構成され得る。計算ユニットは自動的に動作するように、及び／又はユーザの順序を実行するように構成され得る。コンピュータプログラムは、データプロセッサの作業メモリにロードされ得る。したがって、データプロセッサは、前述の実施形態のうちの1つによる方法を実行するように装備され得る。

本発明のこの例示的な実施形態は、最初から本発明を使用するコンピュータプログラムと、アップデートによって既存のプログラムを本発明を使用するプログラムに変えるコンピュータプログラムの両方を包含する。

さらに、コンピュータプログラム要素は、上述のプロシージャの例示的な実施形態の手順を満たすために必要なすべてのステップを提供することができる。

本発明のさらなる例示的な実施形態によれば、CDROM、USBスティックなどのコンピュータ可読媒体が提示され、コンピュータ可読媒体はその上に記憶されたコンピュータプログラム要素を有し、そのコンピュータプログラム要素は、前のセクションによって説明される。

コンピュータプログラムは他のハードウェアと共に、又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などの適切な媒体上に記憶及び／又は配布され得るが、インターネット又は他の有線もしくは無線通信システムを介してなど、他の形態で配布されてもよい。

しかしながら、コンピュータプログラムはまた、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示されてもよく、そのようなネットワークからデータプロセッサの作業メモリにダウンロードされてもよい。本発明のさらなる例示的な実施形態によれば、ダウンロードのためにコンピュータプログラム要素を利用可能にするための媒体が提供され、このコンピュータプログラム要素は、本発明の前述の実施形態のうちの1つによる方法を実行するように構成される。

本発明の実施形態は、異なる主題を参照して説明されることに留意されたい。特に、いくつかの実施形態は方法タイプの請求項を参照して説明され、他の実施形態は装置タイプの請求項を参照して説明される。しかしながら、当業者は別段の通知がない限り、1つのタイプの主題に属する特徴の任意の組み合わせに加えて、異なる主題に関連する特徴間の任意の組み合わせも、本出願で開示されると見なされる、上記及び以下の説明から集まるのであろう。しかしながら、全ての特徴を組み合わせて、特徴の単純な合計以上の相乗効果を提供することができる。

本発明は図面及び前述の説明において詳細に図示及び説明されているが、そのような図示及び説明は例示的又は例示的であり、限定的ではないと見なされるべきである。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は図面、開示、及び従属請求項の研究から、請求された発明を実施する際に当業者によって理解され、実行され得る。

請求項において、単語「有する(comprising)」は他の要素又はステップを除外せず、不定冠詞「a」又は「an」は複数を除外しない。単一のプロセッサ又は他のユニットが、特許請求の範囲に列挙されるいくつかの項目の機能を満たすことができる。特定の手段が相互に異なる従属請求項に引用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使用され得ないことを示すものではない。請求項におけるいかなる参照符号も、範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。
以下、本願発明の実施形態を付記する。
（付記１）
医用撮像システムであって、
X線源ユニットと、
X線検出器ユニットと、
センサユニットと、
基準構造と、
処理ユニットと
を有し、
前記X線検出器ユニットは、前記X線源に対して配置されて、前記X線検出器ユニットと前記X線源ユニットとの間に配置された患者のX線画像データを取得するように構成され、
前記基準構造は前記X線検出器ユニットの部分であるか、又は前記基準構造は前記X線検出器ユニットに固定的に接続されるように構成され、
前記センサユニットの向きは、前記X線源ユニットの向きに対して既知であり、
前記センサユニットは、前記X線検出器ユニットが前記X線源ユニットに対して配置され、前記患者が前記X線検出器ユニットと前記X線源ユニットとの間に配置されたとき、センサ画像を取得するように構成され、前記センサ画像は前記基準構造の画像データを有し、
前記センサユニットは前記センサ画像を前記処理ユニットに提供するように構成され、
前記処理ユニットは前記X線源ユニットの位置に対する前記X線検出器ユニットの位置を決定するように構成され、前記決定は、前記X線源ユニットの向きに対する前記センサユニットの向きと、前記基準構造の画像データとの利用を有する、
医用撮像システム。
（付記２）
前記処理ユニットは、前記X線源ユニットの位置に対する前記X線検出器ユニットの前記決定された位置に基づいて、前記X線源ユニットの必要とされる動きを決定するように構成される、付記1に記載のシステム。
（付記３）
前記システムは視覚的ディスプレイユニットを備え、前記センサ画像は前記患者の画像データを備え、前記処理ユニットは前記X線源ユニットの位置に対して前記患者の画像データを前記視覚的ディスプレイユニット上に投影するように構成され、前記処理ユニットは前記X線源ユニットの位置に対する前記X線検出器ユニットの位置の表現を前記視覚的ディスプレイユニット上に表示するように構成される、付記1乃至2の何れか一つに記載のシステム。
（付記４）
前記基準構造は、前記X線検出器ユニットのハンドルを備える、付記1乃至3の何れか一つに記載のシステム。
（付記５）
前記基準構造は、前記X線検出器ユニットのエッジから横方向に延在する構造を備える、付記1乃至3の何れか一つに記載のシステム。
（付記６）
前記基準構造は、一つ又はそれより多くのマーカーを備える、付記5に記載のシステム。
（付記７）
前記一つ又はそれより多くのマーカーは、前記X線検出器ユニットのエッジから横方向に延在する構造に対して垂直に延在する、付記6に記載のシステム。
（付記８）
前記基準構造は3つのマーカーを有する、付記6乃至7の何れか一つに記載のシステム。
（付記９）
前記一つ又はそれより多くのマーカーは複数のマーカーを有し、第1のマーカーは、第2のマーカーに対して垂直に配向される、付記6乃至8の何れか一つに記載のシステム。
（付記１０）
前記第1のマーカーは、前記第3のマーカーに対して垂直に配向される、付記8に従属するときの付記9に記載のシステム。
（付記１１）
前記センサユニットは、前記X線源ユニットと一体化される、付記1乃至10の何れか一つに記載のシステム。
（付記１２）
前記センサ画像は前記患者の画像データを有し、前記処理ユニットは前記X線源ユニットのコリメーションを決定するように構成され、前記決定は前記X線源ユニットの向きに対する前記センサユニットの向き及び前記患者の画像データの利用を有する、付記1乃至11の何れか一つに記載のシステム。
（付記１３）
前記処理ユニットは、前記X線源ユニットの前記決定されたコリメーションに基づいて、前記X線源ユニットの必要とされる動きを決定するように構成され、及び／又は前記処理ユニットは、前記X線源ユニットの前記決定されたコリメーションに基づいて、前記X線検出器ユニットの必要とされる動きを決定するように構成される、付記12に記載のシステム。
（付記１４）
医用撮像方法であって、
a)X線検出器ユニットに対してX線源ユニットを配置して、前記X線検出器ユニットと前記X線源ユニットとの間に配置された患者のX線画像データを取得するステップであって、基準構造が前記X線検出器ユニットの部分であるか、又は前記基準構造が前記X線検出器ユニットに固定的に接続される、ステップと、
b)センサユニットを用いてセンサ画像を取得するステップであって、前記センサ画像は前記基準構造の画像データを備え、前記センサユニットの向きは前記X線源ユニットの向きに対して既知である、ステップと、
c)前記センサ画像を処理ユニットに提供するステップと、
d)前記処理ユニットによって、前記X線源ユニットの位置に対する前記X線検出器ユニットの位置を決定するステップであって、前記決定するステップは、前記X線源ユニットの向きに対する前記センサユニットの向きと前記基準構造の画像データとを利用するステップを有する、ステップと
を有する、方法。
（付記１５）
付記1乃至13の何れか一つに記載のシステムを制御するためのコンピュータプログラム要素であって、プロセッサによって実行されるとき、付記14に記載の方法を実行するように構成される、コンピュータプログラム要素。

Claims (15)

1. 医用撮像システムであって、
   X線源ユニットと、
   X線検出器ユニットと、
   センサユニットと、
   基準構造と、
   処理ユニットと
   を有し、
   前記X線検出器ユニットは、前記X線源ユニットに対して配置されて、前記X線検出器ユニットと前記X線源ユニットとの間に配置された患者のX線画像データを取得し、
   前記基準構造は前記X線検出器ユニットの部分であるか、又は前記基準構造は前記X線検出器ユニットに固定的に接続され、
   前記センサユニットの向きは、前記X線源ユニットの向きに対して既知であり、
   前記センサユニットは、前記X線検出器ユニットが前記X線源ユニットに対して配置され及び前記患者が前記X線検出器ユニットと前記X線源ユニットとの間に配置されたとき、センサ画像を取得するように構成され、取得される前記センサ画像は前記基準構造の画像データを有し、
   前記センサユニットは前記センサ画像を前記処理ユニットに提供し、
   前記処理ユニットは、前記X線源ユニットの向きに対する前記センサユニットの向きと、前記センサ画像内における前記基準構造の画像データとを利用して、前記X線源ユニットの位置に対する前記X線検出器ユニットの位置を算出する、
   医用撮像システム。
2. 前記処理ユニットは、前記X線源ユニットの位置に対する前記X線検出器ユニットの前記算出された位置に基づいて、前記X線源ユニットの必要とされる動きを決定するように構成される、請求項1に記載のシステム。
3. 前記システムは視覚的ディスプレイユニットを備え、前記センサ画像は前記患者の画像データを有し、前記処理ユニットは前記X線源ユニットの位置に対して前記患者の画像データを前記視覚的ディスプレイユニット上に投影するように構成され、前記処理ユニットは前記X線源ユニットの位置に対する前記X線検出器ユニットの位置の表現を前記視覚的ディスプレイユニット上に表示するように構成される、請求項1又は2に記載のシステム。
4. 前記基準構造は、前記X線検出器ユニットのハンドルを備える、請求項1又は2に記載のシステム。
5. 前記基準構造は、前記X線検出器ユニットのエッジから横方向に延在する構造を備える、請求項1又は2に記載のシステム。
6. 前記基準構造は、一つ又はそれより多くのマーカーを備える、請求項5に記載のシステム。
7. 前記一つ又はそれより多くのマーカーは、前記X線検出器ユニットのエッジから横方向に延在する構造に対して垂直に延在する、請求項6に記載のシステム。
8. 前記基準構造は3つのマーカーを有する、請求項6に記載のシステム。
9. 前記一つ又はそれより多くのマーカーは複数のマーカーを有し、第1のマーカーは、第2のマーカーに対して垂直に配向される、請求項6乃至8の何れか一項に記載のシステム。
10. 前記第1のマーカーは、第3のマーカーに対して垂直に配向される、請求項8を引用する請求項9に記載のシステム。
11. 前記センサユニットは、前記X線源ユニットと一体化される、請求項1又は2に記載のシステム。
12. 前記センサ画像は前記患者の画像データを有し、前記処理ユニットは前記X線源ユニットのコリメーションを決定するように構成され、前記決定は前記X線源ユニットの向きに対する前記センサユニットの向き及び前記患者の画像データの利用を有する、請求項1又は2に記載のシステム。
13. 前記処理ユニットは、前記X線源ユニットの前記決定されたコリメーションに基づいて、前記X線源ユニットの必要とされる動きを決定するように構成され、及び／又は前記処理ユニットは、前記X線源ユニットの前記決定されたコリメーションに基づいて、前記X線検出器ユニットの必要とされる動きを決定するように構成される、請求項12に記載のシステム。
14. 医用撮像方法であって、
    a)X線検出器ユニットに対してX線源ユニットを配置して、前記X線検出器ユニットと前記X線源ユニットとの間に配置された患者のX線画像データを取得するステップであって、基準構造が前記X線検出器ユニットの部分であるか、又は前記基準構造が前記X線検出器ユニットに固定的に接続される、ステップと、
    b)センサユニットを用いてセンサ画像を取得するステップであって、前記センサ画像は前記基準構造の画像データを備え、前記センサユニットの向きは前記X線源ユニットの向きに対して既知である、ステップと、
    c)前記センサ画像を処理ユニットに提供するステップと、
    d)前記処理ユニットによって、前記X線源ユニットの向きに対する前記センサユニットの向きと前記センサ画像内における前記基準構造の画像データとを利用して、前記X線源ユニットの位置に対する前記X線検出器ユニットの位置を算出するステップと
    を有する、方法。
15. 請求項1又は2に記載のシステムを制御するためのコンピュータプログラムであって、プロセッサによって実行されるとき、請求項14に記載の方法を実行するように構成される、コンピュータプログラム。