特表 2024-514832 医療撮像システムおよび関連付けられるデバイスおよび方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-04-03

(54)【発明の名称】医療撮像システムおよび関連付けられるデバイスおよび方法

(51)【国際特許分類】

   A61B 6/00 20240101AFI20240327BHJP

   A61B 6/42 20240101ALI20240327BHJP

   A61B 6/40 20240101ALI20240327BHJP

【ＦＩ】

A61B6/00 550P

A61B6/42 500X

A61B6/40 500D

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023561754

(86)(22)【出願日】2022-04-08

(85)【翻訳文提出日】2023-11-30

(86)【国際出願番号】 US2022071649

(87)【国際公開番号】W WO2022217291

(87)【国際公開日】2022-10-13

(31)【優先権主張番号】63/172,886

(32)【優先日】2021-04-09

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】63/203,270

(32)【優先日】2021-07-15

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】63/260,241

(32)【優先日】2021-08-13

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】523379960

【氏名又は名称】プルメラ， インコーポレイテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100078282

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 秀策

(74)【代理人】

【識別番号】100113413

【弁理士】

【氏名又は名称】森下 夏樹

(74)【代理人】

【識別番号】100181674

【弁理士】

【氏名又は名称】飯田 貴敏

(74)【代理人】

【識別番号】100181641

【弁理士】

【氏名又は名称】石川 大輔

(74)【代理人】

【識別番号】230113332

【弁護士】

【氏名又は名称】山本 健策

(72)【発明者】

【氏名】ハートレー， ブライアン アイ．

(72)【発明者】

【氏名】ヴァルガス－ヴォラチェク， レネ

(72)【発明者】

【氏名】リー， ケ

【テーマコード（参考）】

4C093

【Ｆターム（参考）】

4C093AA01

4C093AA25

4C093CA23

4C093CA37

4C093EC16

4C093FA35

4C093FF42

(57)【要約】

医療撮像のためのシステム、方法、およびデバイスが、本明細書に開示される。いくつかの実施形態では、解剖学的領域を撮像するための方法は、Ｘ線撮像装置の撮像アームによって搬送される、検出器から、解剖学的領域の複数の画像を受信することを含む。画像は、撮像アームの相互回転の間に取得されることができる。撮像アームは、相互回転の間、シム構造によって安定されることができる。本方法はまた、相互回転の間、撮像アームに結合される、少なくとも１つのセンサから、撮像アームの姿勢データを受信することを含むことできる。本方法はさらに、画像および姿勢データに基づいて、解剖学的領域の３Ｄ表現を生成することを含むことできる。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

解剖学的領域を撮像するための方法であって、前記方法は、
Ｘ線撮像装置の撮像アームによって搬送される検出器から、前記解剖学的領域の複数の２次元（２Ｄ）画像を受信することであって、前記２Ｄ画像は、前記撮像アームの手動回転の間に取得され、前記撮像アームは、前記手動回転の間、シム構造によって安定される、ことと、
前記手動回転の間、前記撮像アームに結合される少なくとも１つのセンサから、前記撮像アームの複数の姿勢を示すセンサデータを受信することと、
前記２Ｄ画像および前記センサデータに基づいて、前記解剖学的領域の３Ｄ表現を生成することと
を含む、方法。

【請求項2】

前記Ｘ線撮像装置は、移動型Ｃアーム装置を備える、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記検出器は、画像増感器を備える、請求項１または２に記載の方法。

【請求項4】

前記Ｘ線撮像装置は、前記撮像アームに摺動可能に結合される支持アームを備え、前記シム構造は、前記撮像アームと前記支持アームとの間のインターフェースに位置付けられる、請求項１－３のいずれか１項に記載の方法。

【請求項5】

前記シム構造は、前記支持アームに対する前記撮像アームの移動を低減させるように構成される、請求項４に記載の方法。

【請求項6】

前記支持アームは、可動基部に回転可能に結合され、前記支持アームおよび前記撮像アームは、前記可動基部に対して手動で回転され、前記２Ｄ画像を取得する、請求項４または５に記載の方法。

【請求項7】

前記手動回転は、前記支持アームと前記可動基部との間のインターフェースまたはその近傍に印加される力によって作動される、請求項６に記載の方法。

【請求項8】

前記力は、前記支持アームと前記可動基部との間のインターフェースまたはその近傍に結合されるレバー構造に適用される、請求項７に記載の方法。

【請求項9】

前記シム構造は、少なくとも部分的に、前記撮像アームと前記支持アームとの間のインターフェース内に嵌合するように構成される少なくとも１つの伸長部材を備える、請求項４－８のいずれか１項に記載の方法。

【請求項10】

前記シム構造は、
前記撮像アームと前記支持アームとの間のインターフェースの２つの側に位置付けられる伸長部材のセットと、
前記伸長部材のセットを接続するブリッジ領域と
を含む、請求項９に記載の方法。

【請求項11】

前記手動回転は、プロペラ回転を備える、請求項１－１０のいずれか１項に記載の方法。

【請求項12】

前記手動回転は、少なくとも９０度の回転を備える、請求項１－１１のいずれか１項に記載の方法。

【請求項13】

前記手動回転は、少なくとも１８０度の回転を備える、請求項１２に記載の方法。

【請求項14】

前記少なくとも１つのセンサは、運動センサを備え、前記センサデータは、前記撮像アームの運動データを備える、請求項１－１３のいずれか１項に記載の方法。

【請求項15】

前記運動センサは、慣性測定ユニット（ＩＭＵ）を備える、請求項１４に記載の方法。

【請求項16】

前記運動データに基づいて、前記撮像アームの複数の姿勢を決定することをさらに含む、請求項１４または１５に記載の方法。

【請求項17】

前記少なくとも１つのセンサは、前記検出器に結合されるセンサを含む、請求項１－１６のいずれか１項に記載の方法。

【請求項18】

前記３Ｄ表現を生成することは、各２Ｄ画像と前記撮像アームの対応する姿勢を関連付けることを含む、請求項１－１７のいずれか１項に記載の方法。

【請求項19】

各２Ｄ画像と前記対応する姿勢を関連付けることは、前記２Ｄ画像が取得されたときの前記撮像アームの姿勢を識別することを含む、請求項１８に記載の方法。

【請求項20】

前記３Ｄ表現を生成する前に、１つまたはそれを上回る歪曲補正パラメータを前記２Ｄ画像のうちの少なくともいくつかに適用することをさらに含む、請求項１－１９のいずれか１項に記載の方法。

【請求項21】

前記３Ｄ表現を生成する前に、１つまたはそれを上回る幾何学的較正パラメータを前記２Ｄ画像のうちの少なくともいくつかに適用することをさらに含む、請求項１－２０のいずれか１項に記載の方法。

【請求項22】

前記撮像アームの回転速度を調節するために、前記手動回転の間、リアルタイムフィードバックをオペレータに出力することをさらに含む、請求項１－２１のいずれか１項に記載の方法。

【請求項23】

前記解剖学的領域内で実施される医療手技の間、前記３Ｄ表現をグラフィカルユーザインターフェース上に出力することをさらに含む、請求項１－２２のいずれか１項に記載の方法。

【請求項24】

解剖学的領域を撮像するためのシステムであって、前記システムは、
Ｘ線撮像装置の撮像アームの手動回転を安定させるように構成されるシム構造と、
前記撮像アームの姿勢を示すセンサデータを生成するように構成される少なくとも１つのセンサと、
前記Ｘ線撮像装置および前記少なくとも１つのセンサに動作可能に結合される１つまたはそれを上回るプロセッサと、
前記１つまたはそれを上回るプロセッサに動作可能に結合されたメモリであって、前記メモリは、命令を記憶しており、前記命令は、前記１つまたはそれを上回るプロセッサによって実行されると、前記システムに、
前記Ｘ線撮像装置から、前記撮像アームの手動回転の間に取得される前記解剖学的領域の２次元（２Ｄ）画像のシーケンスを受信することと、
前記センサデータに基づいて、前記撮像アームの手動回転の間の前記撮像アームの姿勢情報を決定することと、
前記２Ｄ画像および前記姿勢情報に基づいて、前記解剖学的領域の３Ｄ再構成を生成することと
を含む動作を実施させる、メモリと
を備える、システム。

【請求項25】

前記Ｘ線撮像装置は、移動型Ｃアーム装置を備える、請求項２４に記載のシステム。

【請求項26】

前記Ｘ線撮像装置は、前記撮像アームに摺動可能に結合される支持アームを備え、前記シム構造は、前記撮像アームと前記支持アームとの間のインターフェースに位置付けられるように構成される、請求項２４または２５に記載のシステム。

【請求項27】

前記シム構造は、前記支持アームに対する前記撮像アームの移動を低減させるように構成される、請求項２６に記載のシステム。

【請求項28】

前記シム構造は、前記撮像アームの軌道回転を阻止する、請求項２７に記載のシステム。

【請求項29】

前記支持アームは、可動基部に回転可能に結合され、前記支持アームおよび前記撮像アームは、前記可動基部に対して手動で回転され、前記２Ｄ画像を取得する、請求項２６－２８のいずれか１項に記載のシステム。

【請求項30】

前記支持アームと前記可動基部との間のインターフェースまたはその近傍に結合されるレバー構造をさらに備え、前記レバー構造は、前記撮像アームの手動回転を促進するように構成される、請求項２９に記載のシステム。

【請求項31】

前記シム構造は、少なくとも部分的に、前記撮像アームと前記支持アームとの間のインターフェース内に嵌合するように構成される少なくとも１つの伸長部材を備える、請求項２６－３０のいずれか１項に記載のシステム。

【請求項32】

前記シム構造は、前記撮像アームと前記支持アームとの間のインターフェースの２つの側に位置付けられる一対のアーム領域を含む、請求項３１に記載のシステム。

【請求項33】

前記シム構造は、前記一対のアーム領域を接続するブリッジ領域を含む、請求項３２に記載のシステム。

【請求項34】

前記手動回転は、角回転を備える、請求項２４－３３のいずれか１項に記載のシステム。

【請求項35】

前記手動回転は、少なくとも９０度の回転を備える、請求項２４－３４のいずれか１項に記載のシステム。

【請求項36】

前記少なくとも１つのセンサは、運動センサを備え、前記センサデータは、前記撮像アームの運動データを備える、請求項２４－３５のいずれか１項に記載のシステム。

【請求項37】

前記運動センサは、慣性測定ユニット（ＩＭＵ）を備える、請求項３６に記載のシステム。

【請求項38】

前記運動センサは、前記検出器に結合される、請求項３６または３７に記載のシステム。

【請求項39】

前記運動センサは、取付デバイスを介して、前記検出器に結合される、請求項３８に記載のシステム。

【請求項40】

前記取付デバイスは、クリップ、ブラケット、フレーム、またはコンテナを備える、請求項３９に記載のシステム。

【請求項41】

前記少なくとも１つのセンサに動作可能に結合されるコントローラをさらに備え、前記コントローラは、前記２Ｄ画像を前記少なくとも１つのセンサによって生成されたセンサデータに時間的に同期させるように構成される、請求項２４－４０のいずれか１項に記載のシステム。

【請求項42】

検出された放射線に応答して、信号を生成するように構成される放射線センサをさらに備え、前記信号は、前記コントローラに伝送され、前記２Ｄ画像を前記センサデータに時間的に同期させる、請求項２４－４１のいずれか１項に記載のシステム。

【請求項43】

前記３Ｄ再構成のグラフィカル表現を出力するように構成されるディスプレイをさらに備える、請求項２４－４２のいずれか１項に記載のシステム。

【請求項44】

非一過性コンピュータ可読媒体であって、前記非一過性コンピュータ可読媒体は、命令を備えており、前記命令は、コンピューティングシステムの１つまたはそれを上回るプロセッサによって実行されると、前記コンピューティングシステムに、
移動型Ｃアーム装置の撮像アームによって搬送される検出器から、解剖学的標的の複数の投影画像を受信することであって、前記投影画像は、前記撮像アームの手動回転の間に取得され、前記撮像アームは、前記手動回転の間、シム構造によって安定される、ことと、
前記手動回転の間、前記撮像アームに結合される少なくとも１つのセンサから、前記撮像アームの姿勢データを受信することと、
前記投影画像および前記姿勢データに基づいて、前記解剖学的標的の３Ｄ再構成を生成することと
を含む動作を実施させる、非一過性コンピュータ可読媒体。

【請求項45】

解剖学的領域を撮像するための方法であって、前記方法は、
Ｘ線撮像装置の撮像アームによって搬送される検出器から、前記解剖学的領域の複数の２次元（２Ｄ）画像を受信することであって、前記２Ｄ画像は、前記撮像アームの手動回転の間に取得され、前記撮像アームは、前記手動回転の間、シム構造によって安定される、ことと、
前記手動回転の間、前記撮像アームの姿勢データを受信することと、
前記２Ｄ画像および前記姿勢データに基づいて、前記解剖学的領域の３Ｄ表現を生成することと
を含む、方法。

【請求項46】

前記姿勢データは、前記解剖学的標的の近傍に位置付けられる基点マーカボードの画像から生成される、請求項４５に記載の方法。

【請求項47】

前記基点マーカボードは、複数の基点マーカを含み、前記基点マーカのうちの少なくともいくつかは、異なる平面内に位置する、請求項４６に記載の方法。

【請求項48】

前記基点マーカボードは、基部領域と、前記基部領域から上向きに延在する少なくとも１つの側壁とを含む、請求項４６または４７に記載の方法。

【請求項49】

前記姿勢データは、前記撮像アームに結合される少なくとも１つのセンサによって生成される、請求項４５－４８のいずれか１項に記載の方法。

【請求項50】

撮像装置を動作させるための方法であって、前記方法は、
前記撮像装置の撮像アームによって搬送される検出器から、第１の基点マーカのセットの複数の第１の画像を受信することであって、前記第１の画像は、前記撮像アームの手動回転の間に取得される、ことと、
前記第１の画像に基づいて、前記撮像装置のための歪曲補正パラメータのセットを決定することと、
前記検出器から、第２の基点マーカのセットの複数の第２の画像を受信することであって、前記第２の画像は、前記撮像アームの手動回転の間に取得される、ことと、
前記第２の画像に基づいて、前記撮像装置のための幾何学的較正パラメータのセットを決定することと
を含む、方法。

【請求項51】

前記撮像装置は、移動型Ｃアーム装置である、請求項５０に記載の方法。

【請求項52】

前記第１および第２の画像はそれぞれ、前記撮像アームのプロペラ回転の間に取得される、請求項５０または５１に記載の方法。

【請求項53】

前記検出器は、画像増感器を備える、請求項５０－５２のいずれか１項に記載の方法。

【請求項54】

前記第１の基点マーカは、グリッド内に配列される、請求項５０－５３のいずれか１項に記載の方法。

【請求項55】

前記撮像アームによって搬送される少なくとも１つのセンサを使用して、前記第１の画像と関連付けられる前記撮像アームの姿勢データを決定することをさらに含み、前記歪曲補正パラメータは、前記姿勢データに基づいて決定される、請求項５０－５４のいずれか１項に記載の方法。

【請求項56】

前記第２の基点マーカは、ファントム内に配置される、請求項５０－５５のいずれか１項に記載の方法。

【請求項57】

歪曲補正パラメータのセットを使用して、前記第２の画像のうちの少なくともいくつかを調節することをさらに含む、請求項５０－５６のいずれか１項に記載の方法。

【請求項58】

前記撮像アームによって搬送される少なくとも１つのセンサを使用して、前記第２の画像と関連付けられる前記撮像アームの姿勢データを決定することをさらに含み、前記幾何学的較正パラメータは、前記姿勢データに基づいて決定される、請求項５０－５７のいずれか１項に記載の方法。

【請求項59】

前記第２の画像を処理し、貫通点、歪曲度、ピッチ、ロール、チルト、または前記撮像装置の源／検出器間距離のうちの１つまたはそれを上回るものを決定することをさらに含む、請求項５８に記載の方法。

【請求項60】

入手前手動回転の間、前記撮像アームに結合される少なくとも１つのセンサから、前記撮像アームの第２の姿勢データを受信することと、
前記第２の姿勢データと前記第２の画像と関連付けられる姿勢データを比較することと、
前記比較に基づいて、フィードバックをユーザに出力することと
をさらに含む、請求項５８または５９に記載の方法。

【請求項61】

前記フィードバックは、回転軌跡、回転速度、前記撮像アームの配向、前記撮像アームの位置、または前記撮像アームの安定性のうちの１つまたはそれを上回るものに関するフィードバックを備える、請求項６０に記載の方法。

【請求項62】

前記検出器から、患者の解剖学的領域の複数の第３の画像を受信することであって、前記第３の画像は、前記撮像アームの手動回転の間に取得され、前記撮像アームは、前記手動回転の間、シム構造によって安定される、ことと、
前記撮像アームに結合される少なくとも１つのセンサから、前記第３の画像と関連付けられる前記撮像アームの姿勢データを受信することと、
前記第３の画像および前記姿勢データに基づいて、前記解剖学的領域の体積再構成を生成することと
をさらに含む、請求項５０－６１のいずれか１項に記載の方法。

【請求項63】

前記歪曲補正パラメータを前記第３の画像に適用することと、
前記幾何学的較正パラメータを前記第３の画像に適用することと
をさらに含む、請求項６２に記載の方法。

【請求項64】

前記体積再構成を生成する前に、前記少なくとも１つのセンサからのデータに基づいて、前記歪曲補正パラメータまたは前記幾何学的較正パラメータのうちの１つまたはそれを上回るものを更新することをさらに含む、請求項６３に記載の方法。

【請求項65】

解剖学的領域を撮像するためのシステムであって、前記システムは、
１つまたはそれを上回るプロセッサと、
前記１つまたはそれを上回るプロセッサに動作可能に結合されたメモリであって、前記メモリは、命令を記憶しており、前記命令は、前記１つまたはそれを上回るプロセッサによって実行されると、前記システムに、
Ｘ線撮像装置の撮像アームによって搬送される検出器から、基点マーカグリッドの複数の第１の画像を受信することであって、前記第１の画像は、前記撮像アームの手動回転の間に取得される、ことと、
前記第１の画像に基づいて、前記撮像装置のための歪曲補正パラメータのセットを決定することと、
前記検出器から、基点マーカファントムの複数の第２の画像を受信することであって、前記第２の画像は、前記撮像アームの手動回転の間に取得される、ことと、
前記第２の画像に基づいて、前記撮像装置のための幾何学的較正パラメータのセットを決定することと
を含む動作を実施させる、メモリと
を備える、システム。

【請求項66】

前記Ｘ線撮像装置は、移動型Ｃアーム装置である、請求項６５に記載のシステム。

【請求項67】

前記第１および第２の画像はそれぞれ、前記撮像アームのプロペラ回転の間に取得される、請求項６５または６６に記載のシステム。

【請求項68】

前記検出器は、画像増感器を備える、請求項６５－６７のいずれか１項に記載のシステム。

【請求項69】

前記基点マーカグリッドをさらに備える、請求項６５－６８のいずれか１項に記載のシステム。

【請求項70】

前記基点マーカグリッドは、中心部分と、周辺部分とを含み、前記中心部分は、前記周辺部分と異なるパターンを有する、請求項６９に記載のシステム。

【請求項71】

前記基点マーカグリッドを前記検出器に搭載するための取付デバイスをさらに備える、請求項６５－７０のいずれか１項に記載のシステム。

【請求項72】

運動センサをさらに備え、前記取付デバイスは、前記運動センサを前記検出器に結合するように構成される、請求項７１に記載のシステム。

【請求項73】

前記動作はさらに、前記運動センサを使用して、前記第１の画像と関連付けられる前記撮像アームの姿勢データを決定することを含み、前記歪曲補正パラメータは、前記姿勢データに基づいて決定される、請求項６５－７２のいずれか１項に記載のシステム。

【請求項74】

前記基点マーカファントムをさらに備える、請求項６５－７３のいずれか１項に記載のシステム。

【請求項75】

前記基点マーカファントムは、少なくとも１つの第２の基点マーカを前記ファントムの中心部分に含む、請求項７４に記載のシステム。

【請求項76】

前記ファントムは、
前記ファントムの第１の端部における第１のリングと、
前記第１の端部に対向する前記ファントムの第２の端部における第２のリングと
を含む、請求項７４または７５に記載のシステム。

【請求項77】

前記動作はさらに、歪曲補正パラメータのセットを使用して、前記第２の画像のうちの少なくともいくつかを調節することを含む、請求項６５－７６のいずれか１項に記載のシステム。

【請求項78】

前記検出器に結合される運動センサをさらに備える、請求項６５－７７のいずれか１項に記載のシステム。

【請求項79】

前記動作はさらに、前記運動センサを使用して、前記第２の画像と関連付けられる前記撮像アームの姿勢データを決定することを含み、前記幾何学的較正パラメータは、前記姿勢データに基づいて決定される、請求項７８に記載のシステム。

【請求項80】

前記動作はさらに、
入手前手動回転の間、前記運動センサから、前記撮像アームの第２の姿勢データを受信することと、
前記第２の姿勢データと前記第２の画像と関連付けられる姿勢データを比較することと
を含む、請求項７９に記載のシステム。

【請求項81】

前記第２の姿勢データと前記姿勢データの比較に基づいて、フィードバックをユーザに出力するように構成されるディスプレイをさらに備え、前記フィードバックは、回転軌跡、回転速度、前記撮像アームの配向、前記撮像アームの位置、または前記撮像アームの安定性のうちの１つまたはそれを上回るものに関するフィードバックを備える、請求項８０に記載のシステム。

【請求項82】

前記動作はさらに、
前記検出器から、患者の解剖学的領域の複数の第３の画像を受信することであって、前記第３の画像は、前記撮像アームの手動回転の間に取得され、前記撮像アームは、前記手動回転の間、シム構造によって安定される、ことと、
前記検出器に結合される運動センサから、前記第３の画像と関連付けられる前記撮像アームの姿勢データを受信することと、
前記歪曲補正パラメータを使用して、前記第３の画像を調節することと、
前記幾何学的較正パラメータを使用して、前記第３の画像を調節することと、
前記第３の画像および前記姿勢データに基づいて、前記解剖学的領域の体積再構成を生成することと
を含む、請求項６５－８１のいずれか１項に記載のシステム。

【請求項83】

非一過性コンピュータ可読媒体であって、前記非一過性コンピュータ可読媒体は、命令を備えており、前記命令は、コンピューティングシステムの１つまたはそれを上回るプロセッサによって実行されると、前記コンピューティングシステムに、
撮像装置の撮像アームによって搬送される検出器から、第１の基点マーカのセットの複数の第１の画像を受信することであって、前記第１の画像は、前記撮像アームの手動回転の間に取得される、ことと、
前記第１の画像に基づいて、前記撮像装置のための歪曲補正パラメータのセットを決定することと、
前記検出器から、第２の基点マーカのセットの複数の第２の画像を受信することであって、前記第２の画像は、前記撮像アームの手動回転の間に取得される、ことと、
前記第２の画像に基づいて、前記撮像装置のための幾何学的較正パラメータのセットを決定することと
を含む動作を実施させる、非一過性コンピュータ可読媒体。

【請求項84】

解剖学的領域を撮像するための方法であって、前記方法は、
移動型Ｃアーム装置の撮像アームによって搬送される検出器から、前記解剖学的領域の複数の２Ｄ画像を受信することであって、前記２Ｄ画像は、前記撮像アームの手動回転の間に取得され、前記撮像アームは、前記手動回転の間、シム構造によって安定される、ことと、
前記手動回転の間、前記撮像アームの複数の姿勢を示すデータを受信することと、
前記２Ｄ画像および前記データに基づいて、前記解剖学的領域の３Ｄ再構成を生成することと
を含む、方法。

【請求項85】

前記移動型Ｃアーム装置は、前記撮像アームに摺動可能に結合される支持アームを備え、前記シム構造は、前記撮像アームと前記支持アームとの間のインターフェースに位置付けられる、請求項８４に記載の方法。

【請求項86】

前記シム構造は、前記支持アームに対する前記撮像アームの移動を低減させるように構成される、請求項８５に記載の方法。

【請求項87】

前記シム構造は、少なくとも部分的に、前記撮像アームと前記支持アームとの間のインターフェース内に嵌合するように構成される、請求項８５に記載の方法。

【請求項88】

前記シム構造は、
前記撮像アームと前記支持アームとの間のインターフェースの２つの側に位置付けられるように構成される一対のアーム領域と、
前記伸長部材のセットを接続するブリッジ領域と
を含む、請求項８７に記載の方法。

【請求項89】

前記支持アームは、可動基部に回転可能に結合され、前記支持アームおよび前記撮像アームは、前記可動基部に対して手動で回転され、前記２Ｄ画像を取得する、請求項８５に記載の方法。

【請求項90】

前記手動回転は、前記支持アームと前記可動基部との間のインターフェースまたはその近傍に結合されるレバー構造に印加される力によって作動される、請求項８９に記載の方法。

【請求項91】

前記手動回転は、プロペラ回転を備える、請求項８４に記載の方法。

【請求項92】

前記手動回転は、少なくとも９０度の回転を備える、請求項８４に記載の方法。

【請求項93】

前記撮像アームの複数の姿勢を示すデータは、前記撮像アームに結合される運動センサから受信される、請求項８４に記載の方法。

【請求項94】

前記運動センサは、慣性測定ユニットを備える、請求項９３に記載の方法。

【請求項95】

前記複数の２Ｄ画像は、基点ボードを含み、前記撮像アームの複数の姿勢を示すデータは、前記２Ｄ画像から生成される、請求項８４に記載の方法。

【請求項96】

各２Ｄ画像と前記２Ｄ画像が取得された時点における前記撮像アームの対応する姿勢を関連付けることをさらに含む、請求項８４に記載の方法。

【請求項97】

前記３Ｄ再構成は、コーンビームコンピュータ断層撮影再構成を備える、請求項８４に記載の方法。

【請求項98】

前記３Ｄ再構成を生成する前に、１つまたはそれを上回る歪曲補正パラメータを前記２Ｄ画像のうちの少なくともいくつかに適用することをさらに含む、請求項８４に記載の方法。

【請求項99】

前記３Ｄ再構成を生成する前に、１つまたはそれを上回る幾何学的較正パラメータを前記２Ｄ画像のうちの少なくともいくつかに適用することをさらに含む、請求項８４に記載の方法。

【請求項100】

前記３Ｄ再構成を生成することは、前記撮像アームを使用して事前に入手された姿勢データに基づく、請求項８４に記載の方法。

【請求項101】

解剖学的領域を撮像するための方法であって、前記方法は、
Ｘ線撮像装置の撮像アームによって搬送される検出器から、解剖学的領域の複数の２Ｄ画像を受信することであって、前記２Ｄ画像は、前記撮像アームの手動回転の間に取得され、前記撮像アームは、前記手動回転の間、シム構造に結合される、ことと、
前記手動回転の間、前記撮像アームの姿勢データを受信することと、
前記２Ｄ画像および前記姿勢データに基づいて、前記解剖学的領域の３Ｄ表現を生成することと
を含む、方法。

【請求項102】

前記Ｘ線撮像装置は、移動型Ｃアーム装置である、請求項１０１に記載の方法。

【請求項103】

前記手動回転は、少なくとも１８０度のプロペラ回転を備える、請求項１０１に記載の方法。

【請求項104】

前記シム構造は、前記撮像アームの軌道回転を阻止する、請求項１０１に記載の方法。

【請求項105】

前記Ｘ線撮像装置は、前記撮像アームに結合される支持アームを備え、前記シム構造は、前記支持アームに対する前記撮像アームの移動を阻止するように構成される、請求項１０１に記載の方法。

【請求項106】

前記シム構造は、前記支持アームと前記撮像アームとの間のインターフェース内の少なくとも１つの間隙を充填するように構成される、請求項１０５に記載の方法。

【請求項107】

前記シム構造は、前記少なくとも１つの間隙内に位置付けられるように構成される少なくとも１つの伸長部材を備える、請求項１０６に記載の方法。

【請求項108】

前記姿勢データは、前記Ｘ線撮像装置と関連付けられる少なくとも１つのセンサから受信され、前記少なくとも１つのセンサは、前記撮像アームに結合される運動センサを備える、請求項１０１に記載の方法。

【請求項109】

前記２Ｄ画像を前記姿勢データに時間的に同期させることをさらに含む、請求項１０１に記載の方法。

【請求項110】

前記２Ｄ画像を前記姿勢データに時間的に同期させることは、各２Ｄ画像が取得された時点の前記撮像アームの姿勢を識別することを含む、請求項１０１に記載の方法。

【請求項111】

前記姿勢は、前記撮像アームの回転角度を備える、請求項１１０に記載の方法。

【請求項112】

前記姿勢データは、第２の姿勢データであり、前記３Ｄ再構成を生成することは、前記撮像アームを使用して事前に入手された第１の姿勢データに基づく、請求項１０１に記載の方法。

【請求項113】

解剖学的領域を撮像するための方法であって、前記方法は、
移動型Ｃアーム装置の撮像アームによって搬送される検出器から、前記解剖学的領域の複数の２Ｄ投影画像を受信することであって、前記２Ｄ投影画像は、前記撮像アームの手動回転の間に取得され、前記撮像アームは、前記手動回転の間、シム構造によって機械的に安定される、ことと、
前記手動回転の間、前記撮像アームの複数の回転角度を決定することであって、各回転角度は、対応する２Ｄ投影画像と関連付けられる、ことと、
前記２Ｄ投影画像および前記関連付けられる回転角度に基づいて、前記解剖学的領域の３Ｄ再構成を生成することと、
前記解剖学的領域内で実施される医療手技の間、指針を提供するように構成されるグラフィカルユーザインターフェース上に、前記３Ｄ再構成を出力することと
を含む、方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

（関連出願の相互参照）
本願は、それぞれ、参照することによってその全体として本明細書に組み込まれる、２０２１年４月９日に出願された、米国仮出願第６３／１７２，８８６号、２０２１年７月１５日に出願された、米国仮出願第６３／２０３，２７０号、および２０２１年８月１３日に出願された、米国仮出願第６３／２６０，２４１号の優先権の利益を主張する。

【0002】

本技術は、概して、医療撮像に関し、特に、患者の生体構造の３次元（３Ｄ）表現を生成するためのシステムおよびおよび関連付けられる方法およびデバイスに関する。

【背景技術】

【0003】

コンピュータ断層撮影（ＣＴ）体積再構成等の３Ｄ解剖学的モデルが、頻繁に、画像誘導医療手技において使用されており、医師が、患者の生体構造を３次元で可視化し、外科手術用ツールを適切な場所に正確に位置付けることを可能にする。しかしながら、手技画像データから生成された３Ｄモデルは、手技時、実際の生体構造を正確に反映させ得ない。また、モデルが、生体構造に正しく位置合わせされない場合、医師が、ツールを正しい場所にナビゲートすることは、困難または不可能であって、したがって、手技の正確度および有効性を損なわせ得る。

【0004】

コーンビームコンピュータ断層撮影（ＣＢＣＴ）が、医療手技の間、画像誘導のために、患者の生体構造の高分解能の３Ｄ体積再構成を生成するために使用されている。しかしながら、多くの医師は、これらのシステムが、非常に高価であり、多くの場合、専門部署による使用のために留保されるため、従来のＣＢＣＴ撮像システムへの容易なアクセスを有していない。トモシンセシス（限定角度断層撮影としても知られる）もまた、手技中撮像のために使用されているが、本技術は、多くの手技のために十分に高い分解能を伴って３Ｄ再構成を生じるためには、使用不可能である。故に、改良された医療撮像システムおよび方法が、必要とされる。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0005】

本技術は、概して、医療撮像のためのシステム、方法、およびデバイスに関する。例えば、いくつかの実施形態では、本明細書に説明されるシステムおよび方法は、移動型ＣアームＸ線撮像装置（本明細書には、「移動型Ｃアーム装置」とも称される）を使用して、ＣＢＣＴ撮像技法を使用することで、患者の生体構造の３Ｄ再構成を生成する。ＣＢＣＴ撮像のために特化される、従来のシステムおよびデバイスと異なり、移動型Ｃアーム装置は、Ｘ線源および検出器を搬送する、撮像アームを回転させるためのモータおよび／または他の自動化された機構を欠き得る。代わりに、撮像アームは、一連の異なる角度を通して、手動で回転され、生体構造の２次元（２Ｄ）投影画像のシーケンスを取得する。いくつかの状況では、手動回転は、２Ｄ画像から生成される、３Ｄ再構成の品質に干渉し得る、撮像アームの望ましくない移動（例えば、発振、振動、偏移、撓曲）を生じ得る。加えて、移動型Ｃアーム装置は、正確な３Ｄ再構成のために必要とされ得る、画像入手の間の撮像アームの姿勢データを取得するためのセンサを欠き得る。

【0006】

故に、いくつかの実施形態では、解剖学的領域を撮像するための方法は、Ｘ線撮像装置の撮像アーム（例えば、移動型Ｃアーム装置）によって搬送される、検出器から、解剖学的領域の複数の２Ｄ画像を受信することを含む。２Ｄ画像は、撮像アームの手動回転の間に取得されることができる。撮像アームは、手動回転の間、シム構造によって安定され、望ましくない移動を低減または阻止することができる。本方法はまた、手動回転の間、撮像アームに結合される、少なくとも１つのセンサ（例えば、慣性測定ユニット（ＩＭＵ）から、撮像アームの複数の姿勢を示す、センサデータを受信することを含むことができる。本方法はさらに、２Ｄ画像およびセンサデータに基づいて、解剖学的領域の３Ｄ再構成を生成することを含むことができる。３Ｄ再構成は、解剖学的領域内で実施される医療手技（例えば、生検またはアブレーション手技）の間、医師または他のオペレータに表示され、画像ベースの指針を提供することができる。

【0007】

本明細書に説明される実施形態は、従来の撮像技術に優る多くの利点を提供することができる。例えば、本明細書のシステムおよび方法は、特殊ＣＢＣＴ撮像システムではなく、手動回転式移動型Ｃアーム装置を使用して、患者の生体構造の高品質ＣＢＣＴ画像を生成することができる。本アプローチは、コストを低減させ、ＣＢＣＴ撮像の可用性を増加させ、したがって、ＣＢＣＴ撮像技法が、多くの異なるタイプの医療手技において使用されることを可能にすることができる。例えば、ＣＢＣＴ撮像は、例えば、生検、アブレーション、または他の診断または治療手技のために、医師がツールを生体構造内の標的場所に正確に位置付ける際に誘導するために、解剖学的領域の手技中３Ｄモデルを生成するために使用されることができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

本開示の多くの側面は、以下の図面を参照することでより深く理解され得る。図面中の構成要素は、必ずしも、正確な縮尺ではない。代わりに、本開示の原理を明確に図示することに、強調が置かれている。

【0009】

【図1A】図１Ａ－１Ｅは、本技術の実施形態による、患者を撮像するためのシステムを図示する。

【図1B】図１Ａ－１Ｅは、本技術の実施形態による、患者を撮像するためのシステムを図示する。

【図1C】図１Ａ－１Ｅは、本技術の実施形態による、患者を撮像するためのシステムを図示する。

【図1D】図１Ａ－１Ｅは、本技術の実施形態による、患者を撮像するためのシステムを図示する。

【図1E】図１Ａ－１Ｅは、本技術の実施形態による、患者を撮像するためのシステムを図示する。

【0010】

【図2A】図２Ａおよび２Ｂは、手動動作式撮像装置を用いることで生じ得る、望ましくない移動の実施例を図示する。

【図2B】図２Ａおよび２Ｂは、手動動作式撮像装置を用いることで生じ得る、望ましくない移動の実施例を図示する。

【0011】

【図3A】図３Ａおよび３Ｂは、本技術の実施形態に従って構成される、シム構造のセットを図示する。

【図3B】図３Ａおよび３Ｂは、本技術の実施形態に従って構成される、シム構造のセットを図示する。

【0012】

【図3C】図３Ｃおよび３Ｄは、本技術の実施形態による、可変厚を有する、シム構造を図示する。

【図3D】図３Ｃおよび３Ｄは、本技術の実施形態による、可変厚を有する、シム構造を図示する。

【0013】

【図4A】図４Ａおよび４Ｂは、本技術の実施形態に従って構成される、Ｌ形状のシム構造のセットを図示する。

【図4B】図４Ａおよび４Ｂは、本技術の実施形態に従って構成される、Ｌ形状のシム構造のセットを図示する。

【0014】

【図4C】図４Ｃおよび４Ｄは、本技術の実施形態に従って構成される、調節可能Ｌ形状のシム構造を図示する。

【図4D】図４Ｃおよび４Ｄは、本技術の実施形態に従って構成される、調節可能Ｌ形状のシム構造を図示する。

【0015】

【図5A】図５Ａおよび５Ｂは、本技術の実施形態に従って構成される、Ｕ形状のシム構造のセットを図示する。

【図5B】図５Ａおよび５Ｂは、本技術の実施形態に従って構成される、Ｕ形状のシム構造のセットを図示する。

【0016】

【図5C】図５Ｃおよび５Ｄは、本技術の実施形態に従って構成される、調節可能Ｕ形状のシム構造を図示する。

【図5D】図５Ｃおよび５Ｄは、本技術の実施形態に従って構成される、調節可能Ｕ形状のシム構造を図示する。

【0017】

【図6A】図６Ａおよび６Ｂは、本技術の実施形態に従って構成される、Ｕ形状のシム構造の別のセットを図示する。

【図6B】図６Ａおよび６Ｂは、本技術の実施形態に従って構成される、Ｕ形状のシム構造の別のセットを図示する。

【0018】

【図7A】図７Ａおよび７Ｂは、本技術の実施形態に従って構成される、２つのアーム領域を伴う、シム構造を図示する。

【図7B】図７Ａおよび７Ｂは、本技術の実施形態に従って構成される、２つのアーム領域を伴う、シム構造を図示する。

【0019】

【図7C】図７Ｃおよび７Ｄは、本技術の実施形態に従って構成される、テーパ状アーム領域を伴う、シム構造を図示する。

【図7D】図７Ｃおよび７Ｄは、本技術の実施形態に従って構成される、テーパ状アーム領域を伴う、シム構造を図示する。

【0020】

【図7E】図７Ｅは、本技術の実施形態に従って構成される、隆起のセットを含む、シム構造を図示する。

【0021】

【図7F】図７Ｆは、本技術の実施形態に従って構成される、複数の突出部を含む、シム構造を図示する。

【0022】

【図7G】図７Ｇは、本技術の実施形態に従って構成される、複数の正方形または長方形切り欠きを含む、シム構造を図示する。

【0023】

【図7H】図７Ｈは、本技術の実施形態に従って構成される、複数の三角形切り欠きを含む、シム構造を図示する。

【0024】

【図8A】図８Ａおよび８Ｂは、本技術の実施形態に従って構成される、ローラを伴う、シム構造のセットを図示する。

【図8B】図８Ａおよび８Ｂは、本技術の実施形態に従って構成される、ローラを伴う、シム構造のセットを図示する。

【0025】

【図9A】図９Ａ－９Ｆは、本技術の実施形態に従って構成される、搭載機構を伴う、シム構造を図示する。

【図9B】図９Ａ－９Ｆは、本技術の実施形態に従って構成される、搭載機構を伴う、シム構造を図示する。

【図9C】図９Ａ－９Ｆは、本技術の実施形態に従って構成される、搭載機構を伴う、シム構造を図示する。

【図9D】図９Ａ－９Ｆは、本技術の実施形態に従って構成される、搭載機構を伴う、シム構造を図示する。

【図9E】図９Ａ－９Ｆは、本技術の実施形態に従って構成される、搭載機構を伴う、シム構造を図示する。

【図9F】図９Ａ－９Ｆは、本技術の実施形態に従って構成される、搭載機構を伴う、シム構造を図示する。

【0026】

【図10A】図１０Ａ－１０Ｄは、本技術の実施形態に従って構成される、搭載機構を伴う、別のシム構造を図示する。

【図10B】図１０Ａ－１０Ｄは、本技術の実施形態に従って構成される、搭載機構を伴う、別のシム構造を図示する。

【図10C】図１０Ａ－１０Ｄは、本技術の実施形態に従って構成される、搭載機構を伴う、別のシム構造を図示する。

【図10D】図１０Ａ－１０Ｄは、本技術の実施形態に従って構成される、搭載機構を伴う、別のシム構造を図示する。

【0027】

【図11】図１１は、シム安定の有無別のＣアーム検出器上の運動センサの運動を図示する、グラフである。

【0028】

【図12】図１２は、手動動作式撮像装置を用いることで生じ得る、望ましくない移動の実施例を図示する。

【0029】

【図13A】図１３Ａおよび１３Ｂは、本技術の実施形態に従って構成される、レバー構造を図示する。

【図13B】図１３Ａおよび１３Ｂは、本技術の実施形態に従って構成される、レバー構造を図示する。

【0030】

【図13C】図１３Ｃは、本技術の実施形態に従って構成される、調節可能レバー構造を図示する。

【0031】

【図13D】図１３Ｄは、本技術の実施形態に従って構成される、別の調節可能レバー構造を図示する。

【0032】

【図14A】図１４Ａおよび１４Ｂは、本技術の実施形態による、レバー構造を図示する。

【図14B】図１４Ａおよび１４Ｂは、本技術の実施形態による、レバー構造を図示する。

【0033】

【図14C】図１４Ｃは、本技術の実施形態に従って構成される、別のレバー構造を図示する。

【0034】

【図14D】図１４Ｄおよび１４Ｅは、本技術の実施形態に従って構成される、調節可能レバー構造を図示する。

【図14E】図１４Ｄおよび１４Ｅは、本技術の実施形態に従って構成される、調節可能レバー構造を図示する。

【0035】

【図15】図１５は、本技術の実施形態による、撮像装置に結合される、運動センサを図示する。

【0036】

【図16】図１６は、本技術の実施形態による、撮像装置に結合される、運動センサおよび放射線センサを図示する。

【0037】

【図17A】図１７Ａおよび１７Ｂは、本技術の実施形態に従って構成される、取付デバイスを図示する。

【図17B】図１７Ａおよび１７Ｂは、本技術の実施形態に従って構成される、取付デバイスを図示する。

【0038】

【図17C】図１７Ｃは、本技術の実施形態による、撮像装置に結合される、図１７Ａおよび１７Ｂの取付デバイスを図示する。

【0039】

【図17D】図１７Ｄは、本技術の実施形態に従って構成される、別の取付デバイスを図示する。

【0040】

【図17E】図１７Ｅは、本技術の実施形態に従って構成される、別の取付デバイスを図示する。

【0041】

【図18A】図１８Ａおよび１８Ｂは、本技術の実施形態による、姿勢推定のための基点マーカボードを図示する。

【図18B】図１８Ａおよび１８Ｂは、本技術の実施形態による、姿勢推定のための基点マーカボードを図示する。

【0042】

【図18C】図１８Ｃは、本技術の実施形態による、別の基点マーカボードを図示する。

【0043】

【図18D】図１８Ｄは、本技術の実施形態による、さらに別の基点マーカボードを図示する。

【0044】

【図18E】図１８Ｅは、本技術の実施形態による、別の基点マーカボードを図示する。

【0045】

【図18F】図１８Ｆおよび１８Ｇは、本技術の実施形態による、基点マーカボードおよびファントムを図示する。

【図18G】図１８Ｆおよび１８Ｇは、本技術の実施形態による、基点マーカボードおよびファントムを図示する。

【0046】

【図19】図１９は、本技術の実施形態による、撮像装置を動作させるための方法を図示する、フロー図である。

【0047】

【図20】図２０は、本技術の実施形態による、撮像装置を較正するための方法を図示する、フロー図である。

【0048】

【図21A】図２１Ａ－２１Ｄは、本技術の実施形態による、歪曲補正のための基点マーカグリッドを図示する。

【図21B】図２１Ａ－２１Ｄは、本技術の実施形態による、歪曲補正のための基点マーカグリッドを図示する。

【図21C】図２１Ａ－２１Ｄは、本技術の実施形態による、歪曲補正のための基点マーカグリッドを図示する。

【図21D】図２１Ａ－２１Ｄは、本技術の実施形態による、歪曲補正のための基点マーカグリッドを図示する。

【0049】

【図22A】図２２Ａは、本技術の実施形態による、幾何学的較正のための基点マーカファントムを図示する。

【0050】

【図22B】図２２Ｂは、本技術の実施形態に従って構成される、別の基点マーカファントムを図示する。

【0051】

【図22C】図２２Ｃは、本技術の実施形態による、図２２Ｂの基点マーカファントムの一部を形成し得る、アセンブリを図示する。

【0052】

【図22D】図２２Ｄは、本技術の実施形態に従って構成される、別の基点マーカファントムを図示する。

【0053】

【図23A】図２３Ａは、本技術の実施形態による、解剖学的領域を撮像するための方法を図示する、フロー図である。

【0054】

【図23B】図２３Ｂは、本技術の実施形態による、３Ｄ再構成を生成するための方法を図示する、フロー図である。

【0055】

【図24】図２４は、本技術の実施形態による、画像入手のために撮像装置を調製するための方法を図示する、フロー図である。

【0056】

【図25A】図２５Ａは、本技術の実施形態による、基点マーカボードを使用した較正および画像入手のための方法を図示する、フロー図である。

【0057】

【図25B】図２５Ｂは、本技術の実施形態による、撮像装置を動作させるための方法を図示する、フロー図である。

【0058】

【図26A】図２６Ａは、較正またはシム安定を伴わない、手動動作式撮像装置によって生成されたファントムのＣＢＣＴ画像である。

【0059】

【図26B】図２６Ｂは、本技術の実施形態による、較正およびシム安定を伴う、手動動作式撮像装置によって生成されたファントムのＣＢＣＴ画像である。

【0060】

【図27A】図２７Ａは、較正またはシム安定を伴わない、手動動作式撮像装置によって生成された肺のＣＢＣＴ画像である。

【0061】

【図27B】図２７Ｂは、本技術の実施形態による、較正およびシム安定を伴う、手動動作式撮像装置によって生成された肺のＣＢＣＴ画像である。

【0062】

【図27C】図２７Ｃは、ロボット動作式ＣＢＣＴ撮像システムを用いて生成された肺のＣＢＣＴ画像である。

【発明を実施するための形態】

【0063】

本開示の実施形態は、その中で同様の番号がいくつかの図全体を通して同様の要素を表し、その中で例示的実施形態が示される、付随の図面を参照して、以降で、より完全に説明されるであろう。しかしながら、請求項の実施形態は、多くの異なる形態で具現化されてもよく、本明細書に記載される実施形態に限定されるものとして解釈されるべきではない。本明細書に記載される実施例は、非限定的実施例であって、他の可能性として考えられる実施例のうちの単なる実施例である。

【0064】

本明細書で使用されるように、用語「ｖｅｒｔｉｃａｌ（垂直）」、「ｌａｔｅｒａｌ（側方）」、「ｕｐｐｅｒ（上側）」、および「ｌｏｗｅｒ（下側）」は、図に示される配向に照らした、本明細書に開示される実施形態の特徴の相対的方向または位置を指し得る。例えば、「ｕｐｐｅｒ（上側）」または「ｕｐｐｅｒｍｏｓｔ（最上）」は、別の特徴よりページの上部の近くに位置付けられる、特徴を指し得る。しかしながら、これらの用語は、反転または傾斜された配向等の他の配向を有する、実施形態も含むものと広義に解釈されるべきであって、上部／底部、覆って／覆われて、上方／下方、上／下、および左／右は、配向に応じて入れ替えられることができる。

【0065】

本技術のある実施形態は、肺内で実施される医療手技の文脈で説明されるが、これは、限定することを意図するものではない。本明細書に開示される実施形態のいずれかは、筋骨格系、血管系、腹腔、消化管、泌尿生殖路、脳等上または内で実施される手技等、他のタイプの医療手技においても使用されることができる。加えて、本明細書における実施形態のいずれかは、患者を診断または治療するために、外科手術用ツール指針、生検、アブレーション、化学療法投与、外科手術、または任意の他の手技等の用途のためにも使用されることができる。

【0066】

本明細書に提供される見出しは、便宜上にすぎず、請求される本技術の範囲または意味を解釈するものではない。

【0067】

Ｉ．技術の概要
肺癌は、毎年、乳房、前立腺、および結腸癌を組み合わせた数よりも多くの人々を死に至らせている。大部分の肺癌は、末期において診断され、これが、高死亡率に寄与する。（例えば、病期１－２における）肺癌の早期診断は、生存率を著しく改善し得る。初期肺癌を診断する際の第１のステップは、肺生検を疑わしい結節または病変上で実施することである。気管支鏡肺生検は、従来の生検経路であるが、典型的には、不良な成功率に悩まされ（例えば、結節のわずか５０％～７０％しか、正しく診断されず）、多くの患者の癌ステータスが、生検手技後でさえ、不確実なままであることを意味する。非診断生検に関する１つの一般的理由は、医師が、生検サンプルを収集する前に、生検針を結節内の正しい場所の中に設置することができないことである。本状況は、医師が針を標的結節にナビゲートする際に誘導するための従来の技術の欠点に起因して生じ得る。例えば、従来の技術は、典型的には、手技の間、（例えば、電磁（ＥＭ）ナビゲーションまたは形状感知技術を介して）患者の生体構造に位置合わせされる、生検手技前（例えば、数日～数週間前）に取得される、患者の静的胸部ＣＴ走査を使用する。位置合わせ誤差が、医師に、針設置の間、結節を完全に逸失させ得る。ＣＴ／身体発散としても知られる、これらの誤差は、手技前走査データが実際の手技の間に取得される患者の生体構造データに合致しないときに生じる。これらの差異は、肺が、動的であって、多くの場合、日々および／または患者が麻酔下にあるとき、体積を変化させるため、生じ得る。研究は、手技前ＣＴ走査と手技の間の患者の生体構造との間の平均誤差が、１．８ｃｍであることを示しており、これは、生検されている肺結節の多くより大きい。

【0068】

ＣＢＣＴは、患者の生体構造の高分解能３Ｄ体積再構成を生じることが可能である、撮像技法である。気管支鏡肺生検に関して、手技中ＣＢＣＴ撮像が、生検針が標的結節に対して適切に位置付けられていることを確認するために使用されることができ、ほぼ２０％診断正確度を増加させることが示されている。典型的ＣＢＣＴ手技は、広円弧（例えば、１８０°～３６０°）にわたって回転され、２Ｄ投影画像のシーケンスを取得する、円錐形状のＸ線ビームを用いて、患者の身体を走査することを伴う。生体構造の３Ｄ体積再構成は、フィルタ処理された逆投影または反復再構成等の画像再構成技法を使用して、２Ｄ画像から生成されることができる。従来のＣＢＣＴ撮像システムは、画像入手の間の、平滑円弧にわたる、自動化された高度に制御されたＸ線源および検出器の回転のために、モータ式撮像アームを含む。これらのシステムはまた、異なる回転角度を横断して、撮像アームの姿勢を正確に追跡することが可能である。しかしながら、ＣＢＣＴ撮像システムは、典型的には、大型で、非常に高価であって、肺生検手技を実施する、呼吸器科医等の多くの医師にとって、利用可能ではない場合がある。

【0069】

手動動作式移動型Ｃアーム装置は、特殊ＣＢＣＴ撮像システムより安価かつより容易に利用可能であるが、概して、以下の理由のいくつかまたは全てから、ＣＢＣＴ撮像のために好適ではない。第１に、移動型Ｃアーム装置は、典型的には、モータ式撮像アームを欠いており、したがって、撮像入手の間、手動で回転されなければならない。しかしながら、手動回転では、ＣＢＣＴ撮像のための十分に大角度（例えば、９０°を上回る）にわたって、撮像アームの平滑で、アイソセンタの、円形運動を生じることが非常に困難である。多くの移動型Ｃアーム装置内に存在する機械的不安定性に起因して、撮像アームは、手動回転の間、望ましくない移動（例えば、発振、振動、偏移、撓曲）を呈し得、これは、非円形軌跡に沿って、撮像アームを移動させる、または別様に、結果として生じる３Ｄ再構成の品質に悪影響を及ぼし得る。第２に、移動型Ｃアーム装置は、概して、撮像アームが患者の周囲で回転するにつれて、撮像アームの姿勢を正確に決定するための能力を欠いている。典型的ＣＢＣＴ撮像手技では、数百枚の画像が、１０～５０枚の画像／秒のレートで入手され、撮像アームの姿勢は、画像毎に決定される必要がある。第３に、移動型Ｃアーム装置は、多くの場合、画像増感器をＸ線検出器として使用し、これは、正確な画像再構成を妨害する、有意な歪曲アーチファクトを形成し得る。画像増感器はまた、比較的に重く（例えば、数百ポンド）、したがって、さらに、手動回転の間、撮像アームを不安定にさせ得る。

【0070】

トモシンセシスは、患者の生体構造の手技中画像を生成するために使用され得る、技法である。しかしながら、トモシンセシスは、画像入手の間、はるかに小さい回転角度（例えば、１５°～７０°）を使用するため、結果として生じる画像は、典型的には、低分解能であって、十分な深度情報を欠いており、および／または有意な歪曲を含み得る。トモシンセシスは、したがって、典型的には、高度に正確な３Ｄ空間情報を要求する用途のために好適ではない。

【0071】

故に、移動型Ｃアーム装置等の低コストアクセス可能撮像システムを使用して、患者の生体構造の手技中高分解能３Ｄ表現を生じることが可能である、撮像技法の必要性が存在する。本技術は、本明細書では、「手動回転式ＣＢＣＴ」または「ｍｒＣＢＣＴ」とも称される、手動回転式撮像装置を使用して、ＣＢＣＴ撮像を実施するためのシステム、方法、およびデバイスを提供することによって、これらおよび他の課題に対処することができる。例えば、いくつかの実施形態では、本明細書に説明されるシステムは、手動回転の間、望ましくない移動を低減または防止する、１つまたはそれを上回るシム構造（例えば、楔、ブロック、ダンパ等）を使用して、移動型Ｃアーム装置の撮像アームおよび／または他の構成要素を機械的に安定させる。本システムはまた、１つまたはそれを上回るレバー構造（例えば、取外可能または恒久的に添着されるハンドル）を含み、オペレータが、撮像アームを望ましくない移動を生じる可能性が低い場所から回転させることを補助する。本システムはさらに、回転の間、撮像アームの姿勢を自動的に追跡する、少なくとも１つのセンサ（例えば、ＩＭＵ等の運動センサ）を含むことができる。センサデータは、取得された２Ｄ投影画像に時間的に同期され、画像毎に、撮像アームの姿勢を正確に決定することができる。いくつかの実施形態では、本システムは、使用の前および／または間、較正され、（例えば、画像増感器からの）画像歪曲を補正し、較正パラメータを決定し、個々の移動型Ｃアーム装置間の機械的差異を補償し、および／またはオペレータが撮像アームを手動で回転させる方法における変動を調節する。本明細書に説明されるアプローチは、ＣＢＣＴ撮像のために手動動作式移動型Ｃアーム装置を適合させ、したがって、比較的に安価かつアクセス可能な撮像機器を使用して、高品質ＣＢＣＴ再構成が生じさせられることを可能にするために使用されることができる。

【0072】

ＩＩ．医療撮像システムおよび関連付けられるデバイスおよび方法
図１Ａは、本技術の実施形態による、患者１０２を撮像するためのシステム１００の部分概略図である。システム１００は、コンソール１０６に動作可能に結合される、撮像装置１０４を含む。撮像装置１０４は、Ｘ線撮像装置等、患者１０２の標的解剖学的領域の画像を生成するように構成される、任意の好適なデバイスであることができる。図示される実施形態では、例えば、撮像装置１０４は、蛍光透視撮像のために構成される、移動型Ｃアーム装置である。移動型Ｃアーム装置は、典型的には、湾曲Ｃ形状ガントリとして構成される、手動可動式撮像アーム１０８（「Ｃアーム」としても知られる）を含む。移動型Ｃアーム装置の実施例は、限定ではないが、ＯＥＣ ９９００ Ｅｌｉｔｅ（ＧＥ Ｈｅａｌｔｈｃａｒｅ）およびＢＶ Ｐｕｌｓｅｒａ（Ｐｈｉｌｉｐｓ）を含む。しかしながら、他の実施形態では、本明細書に説明される技法は、Ｇアーム撮像装置等の手動可動式撮像アーム１０８を有する、他のタイプの撮像装置１０４にも適合されることができる。

【0073】

撮像アーム１０８は、放射線源１１０（例えば、Ｘ線源）と、検出器１１２（例えば、画像増感器または平坦パネル検出器等のＸ線検出器）とを搬送することができる。放射線源１１０は、撮像アーム１０８の第１の端部部分１１４に搭載されることができ、検出器１１２は、第１の端部部分１１４に対向する、撮像アーム１０８の第２の端部部分１１６に搭載されることができる。医療手技の間、撮像アーム１０８は、標的解剖学的領域が放射線源１１０と検出器１１２との間に位置するように、患者１０２の近傍に位置付けられることができる。撮像アーム１０８は、標的解剖学的領域に対して所望の姿勢（例えば、角度）に回転されることができる。放射線源１１０は、患者の身体を通して検出器１１２まで進行し、解剖学的領域の２Ｄ画像（本明細書には、「投影画像」とも称される）を生成する、放射線（例えば、Ｘ線）を出力することができる。画像データは、静止またはビデオ画像として出力されることができる。いくつかの実施形態では、撮像アーム１０８は、異なる姿勢のシーケンスを通して回転され、複数の２Ｄ投影画像を取得する。画像は、解剖学的領域の３Ｄ表現（本明細書には、「３Ｄ再構成」、「体積再構成」、「画像再構成」、または「ＣＢＣＴ再構成」とも称される）を生成するために使用されることができる。３Ｄ表現は、３Ｄモデルまたはレンダリングとして、および／または１つまたはそれを上回る２Ｄ画像スライス（本明細書には、「ＣＢＣＴ画像」または「再構成された画像」とも称される）として表示されることができる。

【0074】

いくつかの実施形態では、撮像アーム１０８は、支持アーム１２０によって、基部１１８に結合される。基部１１８は、撮像アーム１０８、放射線源１１０、および検出器１１２のための平衡錘として作用することができる。図１Ａに示されるように、基部１１８は、撮像装置１０４を患者１０２に対して種々の場所に位置付けるための車輪を含む、移動型構造であることができる。しかしながら、他の実施形態では、基部１１８は、定常構造であることができる。基部１１８はまた、下記にさらに議論されるように、検出器１１２からの画像データを受信、記憶、および／または処理するための種々の機能的構成要素を搬送することができる。

【0075】

支持アーム１２０（「取付アーム」または「枢動アーム」とも称される）は、撮像アーム１０８を基部１１８に接続することができる。支持アーム１２０は、撮像アーム１０８に結合される、遠位部分１２２と、基部１１８に結合される、近位部分１２４とを有する、伸長構造であることができる。支持アーム１２０は、垂直区分と、水平区分とを有する、Ｌ形状の構造（「Ｌアーム」）として図１Ａに描写されるが、他の実施形態では、支持アーム１２０は、異なる形状（例えば、湾曲形状）を有することができる。

【0076】

撮像アーム１０８は、基部１１８に対して複数の方向に回転するように構成されることができる。例えば、図１Ｂは、軌道回転の間の撮像装置１０４の部分概略図である。図１Ｂに示されるように、軌道回転の間、撮像アーム１０８は、矢印１３６によって示されるように、長手方向に沿って、支持アーム１２０および基部１１８に対して回転する。したがって、軌道回転の間、運動軌跡は、主に、または完全に、撮像アーム１０８の平面内に位置することができる。撮像アーム１０８は、支持アーム１２０に摺動可能に結合され、撮像アーム１０８の軌道回転を可能にすることができる。例えば、撮像アーム１０８は、撮像アーム１０８が支持アーム１２０に沿って摺動することを可能にする、第１のインターフェース１２６を介して、支持アーム１２０に接続されることができる。

【0077】

図１Ｃは、第１のインターフェース１２６の斜視図であって、図１Ｄは、図１Ｂにおける軸Ａ－Ａに沿った第１のインターフェース１２６の部分概略断面図である。図１Ｃおよび１Ｄをともに参照すると、撮像アーム１０８は、一対のレール１３８と、レール１３８間に凹設されたトラック１４０とを含むことができる。レール１３８は、第１のインターフェース１２６の対向側（例えば、第１の側１４２および第２の側１４４）に位置することができる。支持アーム１２０の遠位部分１２２は、レール１３８間に、かつ少なくとも部分的に、トラック１４０の中に嵌合することができる。レール１３８、トラック１４０、および遠位部分１２２は、集合的に、第１のインターフェース１２６を形成することができる。図１Ｄに最良に見られるように、遠位部分１２２は、レール１３８に係合し、遠位部分１２２をトラック１４０に固着させる、一対の溝または切り欠き１４６を含むことができる。遠位部分１２２はまた、撮像アーム１０８が、軌道回転の間、支持アーム１２０に対して平滑に摺動し得るように、トラック１４０の内面に接触する、１つまたはそれを上回る車輪またはローラ１４８を含むことができる。

【0078】

図１Ｅは、プロペラ回転（「角回転」または「角形成」としても知られる）の間の撮像装置１０４の部分概略図である。図１Ｅに示されるように、プロペラ回転の間、撮像アーム１０８および支持アーム１２０は、矢印１５０によって示されるように、基部１１８に対して側方方向に回転する。支持アーム１２０は、撮像アーム１０８および支持アーム１２０が基部１１８に対して旋回することを可能にする、第２のインターフェース１２８（例えば、枢動ジョイントまたは他の回転可能接続）を介して、基部１１８に回転可能に結合されることができる。随意に、撮像装置１０４は、撮像アーム１０８がプロペラ回転を実施する間、軌道回転を防止し、および／または撮像アーム１０８が軌道回転を実施する間、プロペラ回転を防止するために、係止機構を含むことができる。

【0079】

再び図１Ａを参照すると、撮像装置１０４は、随意に、軌道回転および／またはプロペラ回転の代替として、またはそれに加え、他の方向に回転するように構成されることができる。例えば、いくつかの実施形態では、撮像アーム１０８および支持アーム１２０の遠位部分１２２は、支持アーム１２０および基部１１８の残りに対して回転可能である（「フリップフロップ」回転としても知られる）。フリップフロップ回転は、いくつかの状況では、手術台１５２の近傍に位置する、他の構成要素（例えば、外科手術用ロボット型アセンブリ）への干渉を低減させるために有利であり得る。

【0080】

撮像装置１０４は、撮像装置１０４の動作を制御するために、コンソール１０６に動作可能に結合されることができる。図１Ａに示されるように、コンソール１０６は、車輪を伴う、移動型構造であって、したがって、コンソール１０６が撮像装置１０４から独立して移動されることを可能にすることができる。しかしながら、他の実施形態では、コンソール１０６は、定常構造であることができる。コンソール１０６は、ワイヤ、ケーブル等によって、撮像装置１０４に取り付けられることができる、または無線通信技法を介して撮像装置１０４と通信する、別個の構造であることができる。コンソール１０６は、１つまたはそれを上回るプロセッサと、画像入手および／または処理に関連する種々の動作を実施するように構成される、メモリとを含む、コンピューティングデバイス１３０（例えば、ワークステーション、パーソナルコンピュータ、ラップトップコンピュータ等）を含むことができる。例えば、コンピューティングデバイス１３０は、以下の動作、すなわち、３Ｄ再構成を生成することに関連するデータ（例えば、画像データ、センサデータ、較正データ）を受信する、編成する、記憶する、および／または処理する、画像再構成アルゴリズムを実行する、較正アルゴリズムを実行する、および３Ｄ再構成を後処理する、レンダリングする、および／または表示することのいくつかまたは全てを実施することができる。コンピューティングデバイス１３０によって実施され得る、動作の付加的実施例は、本明細書のいずれかの場所でより詳細に説明される。

【0081】

コンピューティングデバイス１３０は、データをシステム１００の種々の構成要素から受信することができる。例えば、コンピューティングデバイス１３０は、コンピューティングデバイス１３０が、コマンドを撮像装置１０４に伝送し、および／またはデータを撮像装置１０４から受信し得るように、ワイヤおよび／または無線通信モダリティ（例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、Ｗｉｆｉ）を介して、撮像装置１０４に（例えば、放射線源１１０、検出器１１２、および／または基部１１８に）動作可能に結合されることができる。いくつかの実施形態では、コンピューティングデバイス１３０は、コマンドを撮像装置１０４に伝送し、撮像装置１０４に、画像の入手を開始する、画像の入手を停止する、画像入手パラメータを調節すること等を行わせる。撮像装置１０４は、画像データ（例えば、検出器１１２によって入手された投影画像）をコンピューティングデバイス１３０に伝送することができる。撮像装置１０４はまた、撮像装置１０４の構成要素が適切に機能しているかどうか、撮像装置１０４が画像入手のために準備完了であるかどうか、撮像装置１０４が画像を現在入手しているかどうか等、ステータス情報をコンピューティングデバイス１３０に伝送することができる。

【0082】

随意に、コンピューティングデバイス１３０はまた、他のタイプのデータも撮像装置１０４から受信することができる。図１Ａの実施形態では、例えば、撮像装置１０４は、撮像アーム１０８の姿勢を示す、センサデータを生成するように構成される、少なくとも１つのセンサ１５４を含む。センサデータは、本明細書に説明される画像処理技法において使用するために、有線または無線通信を介して、コンピューティングデバイス１３０に伝送されることができる。センサ１５４の構成および動作の付加的詳細は、下記に提供される。

【0083】

コンソール１０６は、オペレータ（例えば、医師、看護師、技術者、または他の保健医療専門家）がコンピューティングデバイス１３０と相互作用することを可能にする、種々のユーザインターフェース構成要素を含むことができる。例えば、オペレータは、好適な入力デバイス（例えば、キーボード、マウス、ジョイスティック、タッチスクリーン、マイクロホン）を介して、コマンドをコンピューティングデバイス１３０に入力することができる。コンソール１０６はまた、画像データ、センサデータ、再構成データ、ステータス情報、制御情報、および／または任意の他の好適な情報をオペレータに出力するために、ディスプレイ１３２（例えば、モニタまたはタッチスクリーン）を含むことができる。随意に、基部１１８はまた、情報をオペレータに出力するために、二次ディスプレイ１３４を含むことができる。

【0084】

図１Ａは、コンソール１０６を撮像装置１０４と別個であるように示すが、他の実施形態では、コンソール１０６は、ワイヤ、ケーブル等によって、撮像装置１０４に（例えば、基部１１８に）物理的に接続されることができる。加えて、他の実施形態では、基部１１８は、撮像装置１０４がまた基部１１８から制御され得るように、個別のコンピューティングデバイスおよび／または入力デバイスを含むことができる。そのような実施形態では、基部１１８内に位置する、コンピューティングデバイスは、本明細書に説明される画像入手および／または処理動作のいずれかを実施するように構成されることができる。随意に、コンソール１０６は、基部１１８と統合される（例えば、コンピューティングデバイス１３０は、基部１１８内に位置する）、または撮像装置１０４が基部１１８から完全に制御されるように、完全に省略されることができる。いくつかの実施形態では、システム１００は、複数のコンソール１０６（例えば、少なくとも２つのコンソール１０６）を含み、それぞれ、個別のコンピューティングデバイス１３０を伴う。本明細書に説明されるプロセスのいずれかは、単一コンソール１０６上で、または複数のコンソール１０６の任意の好適な組み合わせを横断して、実施されることができる。

【0085】

Ａ．安定デバイスおよび方法
再び図１Ａを参照すると、システム１００は、その中でオペレータが、ｍｒＣＢＣＴ手技等の撮像入手の間、撮像アーム１０８を手動で回転させる、撮像手技を実施するために使用されることができる。そのような実施形態では、撮像装置１０４は、撮像アーム１０８を自動的に回転させるための任意のモータまたは他のアクチュエータを欠いている、手動動作式デバイスであることができる。例えば、第１のインターフェース１２６および第２のインターフェース１２８の一方または両方は、それぞれ、撮像アーム１０８の軌道回転およびプロペラ回転を作動させるための任意の自動化された機構を欠き得る。代わりに、ユーザは、ｍｒＣＢＣＴ手技の間、回転力を撮像アーム１０８および／または支持アーム１２０に手動で印加する。

【0086】

いくつかの実施形態では、撮像手技は、撮像アーム１０８のプロペラ回転を実施することを伴う。プロペラ回転は、比較的に大回転角度にわたって、撮像アーム１０８を回転させることを伴う、ｍｒＣＢＣＴまたは他の撮像技法のために有利であり得る。例えば、ｍｒＣＢＣＴまたは類似撮像手技は、少なくとも９０°、１００°、１１０°、１２０°、１３０°、１４０°、１５０°、１６０°、１７０°、１８０°、１９０°、２００°、２１０°、２２０°、２３０°、２４０°、２５０°、２６０°、２７０°、２８０°、２９０°、３００°、３１０°、３２０°、３３０°、３４０°、３５０°、または３６０°の範囲にわたって、撮像アーム１０８を回転させることを伴うことができる。総回転は、９０°～３６０°、９０°～２７０°、９０°～１８０°、１２０°～３６０°、１２０°～２７０°、１２０°～１８０°、１８０°～３６０°、または１８０°～２７０°の範囲内であることができる。上記に記載されるように、大回転角度は、生体構造の正確な高分解能３Ｄ再構成を生成するために十分な数の画像を異なる角度または回転位置から捕捉するために要求され得る。多くの状況では、軌道回転を使用して、そのような大回転角度を達成することが、不可能である。例えば、図１Ａに示されるように、撮像装置１０４が、患者の身体の一端（例えば、患者１０２の頭部および／または胴体の近傍）に位置付けられる場合、撮像アーム１０８の軌道回転は、患者１０２および／または手術台１５２の場所によって、比較的に限定された回転角度（例えば、９０°未満）に制約され得る。

【0087】

より大きい回転角度は、図１Ａに示される構成でも、プロペラ回転を用いることで、達成されることができる。しかしながら、プロペラ回転は、特に、回転力が手動で印加されるとき、軌道回転ほど機械的に安定し得ない。故に、安定機構の不在下（例えば、シム構造１５６が省略されるとき）、撮像アーム１０８は、手動プロペラ回転の間、結果として生じるＣＢＣＴ再構成の品質に悪影響を及ぼし得る、望ましくない移動を呈し得る。生じ得る、望ましくない移動の実施例は、限定ではないが、撮像アーム１０８を所望の軌跡（例えば、平滑、単一平面、アイソセンタ、および／または円形軌跡）から逸脱させる、発振、振動、突然の偏移、撓曲、および／または他の非均一運動を含む。望ましくない移動は、例えば、放射線源１１０と検出器１１２との間の重量非平衡および第１のインターフェース１２６および／または第２のインターフェース１２８における機械的たるみ等、撮像装置１０４の機械的不安定性に起因して、生じ得る。いくつかの実施形態では、検出器１１２は、放射線源１１０（例えば、画像増感器は、数百ポンドの重量であり得る）よりはるかに重い。結果として、プロペラ回転の間、撮像アーム１０８は、支持アーム１２０に対して偏移し得、および／または支持アーム１２０は、基部１１８に対して偏移し得る。そのような移動は、画像入手の間、撮像アーム１０８の回転中心を移動させ得、これは、検出器１１２によって取得される投影画像を誤整合させ得る。そのような誤整合された投影画像から生じられる３Ｄ再構成は、有意な画像アーチファクトを含み得、および／または多くの医療手技において使用するために十分な空間分解能を欠き得る。

【0088】

図２Ａおよび２Ｂは、安定機構の不在下、撮像アーム１０８の手動プロペラ回転の間、第１のインターフェース１２６において生じ得る、望ましくない移動の実施例を図示する。図２Ａおよび２Ｂをともに参照すると、第１のインターフェース１２６は、撮像アーム１０８の種々の構成要素と支持アーム１２０との間（例えば、レール１３８、トラック１４０、遠位部分１２２、溝１４６、および／または車輪１４８間）に、空間、間隙等を含むことができる。本機械的たるみは、撮像アーム１０８が、係止され、軌道回転を防止するときでも、撮像アーム１０８および支持アーム１２０が、相互に対して偏移することを可能にすることができる。例えば、第１のインターフェース１２６の第１および第２の側１４２、１４４はそれぞれ、第１の間隙２０２、第２の間隙２０４、および／または第３の間隙２０６を含むことができる。間隙２０２－２０４は、撮像アーム１０８のレール１３８と支持アーム１２０の遠位部分１２２内の溝１４６との間に位置することができる（図２Ａおよび２Ｂでは、間隙２０２－２０４は、単に、簡略化の目的のために、第２の側１４４上でのみ標識される）。図示される実施形態では、第１の間隙２０２は、レール１３８の下側表面と溝１４６の上側表面との間にあり、第２の間隙２０４は、レール１３８の側方表面と溝１４６の側方表面との間にあり、第３の間隙２０６は、レール１３８の下側表面と溝１４６の上側表面との間にある。間隙２０２－２０６の存在に起因して、撮像アーム１０８は、支持アーム１２０に対して垂直方向２０８（図２Ａ）および／または側方方向２１０（図２Ｂ）に偏移し得る。

【0089】

再び図１Ａを参照すると、いくつかの実施形態では、システム１００は、ｍｒＣＢＣＴ手技の間、生じ得る、望ましくない移動を低減または防止するための特徴を含む。例えば、システム１００は、撮像装置１０４のある部分を機械的に安定させるための１つまたはそれを上回るシム構造１５６を含むことができる（シム構造１５６は、単に、簡略化の目的のために、図１Ｂ－１Ｅでは、省略される）。シム構造１５６は、１つまたはそれを上回る場所において撮像装置１０４に結合され、手動回転の間、望ましくない移動を低減または防止する、除去可能または恒久的構成要素であることができる。図示される実施形態では、システム１００は、撮像アーム１０８と支持アーム１２０との間の第１のインターフェース１２６の対向端に位置付けられる、２つのシム構造１５６を含む。随意に、システム１００は、第１のインターフェース１２６の各端部と、第１のインターフェース１２６の両側１４２、１４４とに１つずつ、４つのシム構造１５６を含むことができる。代替として、または組み合わせて、システム１００は、１つまたはそれを上回るシム構造１５６を撮像装置１０４の他の場所に（例えば、第２のインターフェース１２８に）も含むことができる。１つ、２つ、３つ、４つ、５つ、６つ、７つ、８つ、９つ、１０、１１、１２、またはそれを上回るシム構造等、任意の好適な数のシム構造１５６が、使用されることができる。

【0090】

本明細書に開示されるシム構造１５６は、ユーザが、モータまたは他の自動化された作動機構を使用せずに、広回転角度にわたって、撮像アーム１０８の平滑な均一移動を生じることをより容易にすることができる。故に、検出器１１２によって生成された投影画像は、シム構造１５６を伴わずに生成された投影画像と比較して、有意に低減された不整合を呈し、したがって、結果として生じる３Ｄ再構成の正確度および分解能を改良し得る。シム構造１５６はまた、撮像アーム１０８のより一貫した回転経路を生じることができ、これは、本明細書に開示される較正プロセスの正確度を有意に改良し得る。撮像装置１０４と併用され得る、シム構造１５６の付加的実施例および特徴は、図３Ａ－１０Ｄと関連して下記により詳細に説明される。

【0091】

図３Ａ－１０Ｄは、本技術の実施形態による、撮像装置を安定させるために使用され得る、シム構造の代表的実施例を図示する。図３Ａ－１０Ｄのシム構造は、図１Ａの撮像装置１０４の構成要素を参照して説明および図示されるが、シム構造はまた、他の撮像装置およびシステムと併用されることもできることを理解されたい。加えて、図３Ａ－１０Ｄのシム構造の特徴のいずれかは、相互に組み合わせられることができる。

【0092】

図３Ａは、本技術の実施形態に従って構成される、シム構造３０２ａ、３０２ｂのセットを伴う、第１のインターフェース１２６の部分概略断面図である。最初に、図３Ａを参照すると、シム構造３０２ａ、３０２ｂは、第１のインターフェース１２６を撮像装置１０４の撮像アーム１０８と支持アーム１２０との間に安定させるために使用されることができる。図示される実施形態では、シム構造３０２ａ、３０２ｂは、それぞれ、第１のインターフェース１２６の第１および第２の側１４２、１４４に位置付けられる。シム構造３０２ａ、３０２ｂは、撮像アーム１０８と支持アーム１２０との間の第１の間隙２０２内に嵌合することができる。シム構造３０２ａ、３０２ｂは、部分的または完全に、第１の間隙２０２を充填し、したがって、撮像アーム１０８が手動で回転されるとき、支持アーム１２０に対する撮像アーム１０８の望ましくない移動を阻止または低減させることができる。いくつかの実施形態では、シム構造３０２ａ、３０２ｂは、一時的に、第１のインターフェース１２６の中に挿入され、手動動作の間、撮像アーム１０８および支持アーム１２０を安定させる、除去可能構成要素である。シム構造３０２ａ、３０２ｂは、摩擦および／または機械的干渉によって、または他の機構によって、定位置に保持されることができる。しかしながら、他の実施形態では、シム構造３０２ａ、３０２ｂは、第１のインターフェース１２６内に恒久的に添着されることができる。

【0093】

図３Ｂは、個々のシム構造３０２ａの斜視図である。シム構造３０２ａは、撮像アーム１０８と支持アーム１２０との間の空間を充填するように構成される、伸長部材（例えば、ブロック、楔、パネル）であることができる。シム構造３０２ａは、剛性または応従性材料を含む、支持アーム１２０に対する撮像アーム１０８の移動を減衰させる、妨害する、または別様に、防止するために好適な任意の材料から作製されることができる。シム構造３０２ａの幾何学形状はまた、所望に応じて、変動されることができる。図示される実施形態では、例えば、シム構造３０２ａは、長方形状を有する。他の実施形態では、シム構造３０２ａは、正方形、台形、三角形、円形、長円形等の任意の他の好適な形状を有することができる。シム構造３０２ａの寸法は、撮像アーム１０８と支持アーム１２０との間に所望の嵌合を提供するように構成されることができる。例えば、シム構造３０２ａは、１ｃｍ～２０ｃｍの範囲内の長さＬ_１と、０．３ｃｍ～５ｃｍの範囲内の幅Ｗ_１と、１ｍｍ～１５ｍｍの範囲内の厚さＴ_１とを有することができる。厚さＴ_１は、第１の間隙２０２の高さに等しくまたはほぼ等しくあることができ（図３Ａ）、長さＬ_１および幅Ｗ_１は、第１の間隙２０２の側方寸法を上回るまたはそれに等しくあることができる。

【0094】

シム構造３０２ｂは、シム構造３０２ａと同じまたは概して類似することができる。例えば、シム構造３０２ａ、３０２ｂは両方とも、同一幾何学形状（例えば、サイズ、形状）を有することができる。しかしながら、他の実施形態では、シム構造３０２ｂは、シム構造３０２ａと異なる幾何学形状を有することができ、例えば、シム構造３０２ｂは、シム構造３０２ａより大きくまたはより小さくあることができる、シム構造３０２ａと異なる形状を有することができる等である。随意に、シム構造３０２ａまたはシム構造３０２ｂのいずれかは、第１のインターフェース１２６の側のうちの１つのみがシム構造を含むように、省略されることができる。

【0095】

図３Ｃは、本技術の実施形態による、可変厚Ｔ_２を有する、シム構造３０２ｃの側面図である。シム構造３０２ｃは、シム構造３０２ｃが、第１の端部領域３０４においてより厚く、第２の端部領域３０６においてより薄いように、シム構造３０２ｃの厚さＴ_２がシム構造３０２ｃの長さＬ_２に沿って減少することを除き、概して、シム構造３０２ａおよび／またはシム構造３０２ｂに類似することができる。図示される実施形態では、例えば、シム構造３０２ｃは、三角形断面形状を有し、第２の端部領域３０６におけるシム構造３０２ｃの角度は、８０°、７０°、６０°、５０°、４５°、４０°、３５°、３０°、２５°、２０°、１５°、１０°、または５°を下回るまたはそれに等しい。

【0096】

図３Ｄは、本技術の実施形態による、第１のインターフェース１２６に位置付けられる、シム構造３０２ｃ、３０２ｃのセットの部分概略側面図である。図示される実施形態では、シム構造３０２ｄは、シム構造３０２ｃと同じまたは類似する、テーパ状の楔状形状を有する。しかしながら、他の実施形態では、シム構造３０２ｃ、３０２ｄの一方または両方は、図３Ｂのシム構造３０２ａの長方形形状等、異なる形状を有する、シム構造と置換されることができる。図３Ｄに示されるように、シム構造３０２ｃ、３０２ｄは、それぞれ、支持アーム１２０の遠位部分１２２と撮像アーム１０８との間の第１のインターフェース１２６の第１および第２の端部３０８、３１０において、空間の中に挿入されることができる。図３Ｄは、２つのシム構造３０２ｃ、３０２ｄを示すが、いくつかの実施形態では、第１のインターフェース１２６は、第１の端部３０８の両側１４２、１４４における２つのシム構造と、第２の端部３１０の両側１４２、１４４における２つのシム構造との、合計４つのシム構造を含むことができる。

【0097】

図４Ａは、本技術の実施形態による、Ｌ形状のシム構造４０２ａ、４０２ｂのセットを伴う、第１のインターフェース１２６の部分概略断面図であって、図４Ｂは、個々のシム構造４０２ａの斜視図である。図４Ａおよび４Ｂをともに参照すると、シム構造４０２ａ、４０２ｂは、それぞれ、第１のインターフェース１２６の第１および第２の側１４２、１４４において、撮像アーム１０８と支持アーム１２０との間に挿入されることができる。シム構造４０２ａ、４０２ｂはそれぞれ、第２のパネル４０６に接続され、Ｌ形状の構造を形成する、第１のパネル４０４を含むことができる。第１のパネル４０４および第２のパネル４０６は、それぞれ、撮像アーム１０８と支持アーム１２０との間の第１の間隙２０２および第２の間隙２０４内に嵌合することができる。第１および第２のパネル４０４、４０６は、単一一体型構成要素として、相互と一体的に形成されることができる、または接着剤、接合、締結具等を介して、相互に結合される、別個の構成要素であることができる。図示される実施形態では、第１および第２のパネル４０４、４０６は、固定された幾何学形状で接続され、相互に対して可動ではない。しかしながら、他の実施形態では、第１および第２のパネル４０４、４０６は、下記にさらに説明されるように、相互に可動に結合されることができる。

【0098】

第１および第２のパネル４０４、４０６はそれぞれ、第１および第２の間隙２０２、２０４の形状に共形化するように選択される、幾何学形状（例えば、サイズ、形状）を有する、平坦化された伸長部材であることができる。例えば、第１および第２のパネル４０４、４０６間の角度は、１０°、２０°、３０°、４０°、４５°、５０°、６０°、７０°、８０°、９０°、１００°、１１０°、１２０°、１３０°、１４０°、１５０°、１６０°、または１７０°を上回るまたはそれに等しくあることができる。第１および第２のパネル４０４、４０６はそれぞれ、長方形、正方形等の任意の好適な形状を有することができる。第１および第２のパネル４０４、４０６の寸法もまた、所望に応じて、変動されることができる。図示される実施形態では、例えば、第１および第２のパネル４０４、４０６は、同一長さＬ_３（例えば、１ｃｍ～２０ｃｍの範囲内）と、厚さＴ_３（例えば、１ｍｍ～１５ｍｍの範囲内）とを有するが、それぞれ、異なる幅Ｗ_３およびＷ_４を有する。第１のパネル４０４の幅Ｗ_３は、第２のパネル４０６の幅Ｗ_４を上回ることができる。例えば、幅Ｗ_３は、０．３ｃｍ～５ｃｍの範囲内であることができ、幅Ｗ_４は、０．１ｃｍ～３ｃｍの範囲内であることができる。しかしながら、他の実施形態では、第１のパネル４０４の幅Ｗ_３は、第２のパネル４０６の幅Ｗ_４を下回るまたはそれに等しくあることができる。第１および第２のパネル４０４、４０６はまた、異なる長さおよび／または厚さを有することができる。加えて、第１および第２のパネル４０４、４０６は両方とも、均一厚Ｔ_３を有するものとして描写されるが、他の実施形態では、第１および／または第２のパネル４０４、４０６は、代わりに、可変厚（例えば、図３Ｃのシム構造３０２ｃに類似するテーパ状厚）を有することができる。

【0099】

図４Ｃおよび４Ｄは、本技術の実施形態に従って構成される、調節可能Ｌ形状のシム構造４０２ｃの斜視図である。シム構造４０２ｃは、調節可能接続４１２を介して相互に接続される、第１のパネル４０８と、第２のパネル４１０とを含む。図示される実施形態では、第１および第２のパネル４０８、４１０はそれぞれ、テーパ状区分４１６に接続される、長方形または正方形平坦化区分４１４を有する。他の実施形態では、第１および／または第２のパネル４０８、４１０は、本明細書のいずれかの場所で議論されるように、異なる形状を有することができる。例えば、第１のパネル４０８および第２のパネル４１０は、それぞれ、図４Ａおよび４Ｂの第１のパネル４０４および第２のパネル４０６と同じまたは類似することができる。

【0100】

調節可能接続４１２は、第１および第２のパネル４０８、４１０が相互に対して独立して移動する（例えば、平行移動および／または回転する）ことを可能にする、任意の取付機構（例えば、ジョイント、ヒンジ、枢軸等）であることができる。例えば、図４Ｃおよび４Ｄに示されるように、調節可能接続４１２は、第１および第２のパネル４０８、４１０が長手方向４１８に沿って相互に対して摺動することを可能にする、摺動可能接続であることができる。いくつかの実施形態では、調節可能接続４１２は、摺動蟻継ぎ接続と同様に構成され、一方のパネル（例えば、第１のパネル４０８）の縁上に、他方のパネル（例えば、第２のパネル４１０）の縁上のレセプタクルまたは溝内を摺動する、ロッドまたはボルトを含む。調節可能接続４１２は、第１および第２のパネル４０８、４１０が、所定の距離（例えば、３ｃｍ～５ｃｍの範囲内の距離）にわたって、相互に対して摺動することを可能にすることができる。調節可能接続４１２は、確動停止部を含み、第１および第２のパネル４０８、４１０が、所定の距離を越えて移動しないように、および／または相互から完全に分離することを防止することができる。

【0101】

使用の間、調節可能接続４１２は、第１および第２のパネル４０８、４１０が、独立して移動し、第１のインターフェース１２６（図４Ａ）との改良された嵌合を提供することを可能にする。例えば、第１および第２のパネル４０８、４１０は、順次、それぞれ、第１のインターフェース１２６の第１の間隙２０２および第２の間隙２０４の中に挿入されることができる。いくつかの実施形態では、シム構造４０２ｃは、最初に、図４Ｃに示されるように、部分的に分離された構成で設置され、第２のパネル４１０は、第１のパネル４０８に対して垂直に変位される。第１のパネル４０８は、撮像アーム１０８と支持アーム１２０との間の第１の間隙２０２の中に挿入されることができる。次に、第２のパネル４１０は、第２のパネル４１０が、撮像アーム１０８と支持アーム１２０との間の第２の間隙２０４の中に嵌合するまで、図４Ｄに示されるように、下向きに移動され、第１のパネル４０８と整合することができる。代替として、順序は、逆転されることができ、第２のパネル４１０は、第１のパネル４０８前に、挿入される。調節可能接続４１２は、各パネルが独立して安定のために適切な挿入深度まで前進されることを可能にすることができ、これは、第１のインターフェース１２６内の異なる空間が異なる寸法を有する状況では、有利であり得る。

【0102】

図５Ａは、本技術の実施形態に従って構成される、Ｕ形状のシム構造５０２ａ、５０２ｂのセットを伴う、第１のインターフェース１２６の部分概略断面図であって、図５Ｂは、個々のシム構造５０２ａの斜視図である。図５Ａおよび５Ｂをともに参照すると、シム構造５０２ａ、５０２ｂはそれぞれ、第１のインターフェース１２６の第１および第２の側１４２、１４４において、撮像アーム１０８と支持アーム１２０との間に挿入されることができる。シム構造５０２ａ、５０２ｂはそれぞれ、相互に接続され、Ｕ形状の構造を形成する、第１のパネル５０４と、第２のパネル５０６と、第３のパネル５０８とを含むことができる。シム構造５０２ａ、５０２ｂはそれぞれ、第１のパネル５０４が第１の間隙２０２を充填し、第２のパネル５０６が第２の間隙２０４を充填し、第３のパネル５０８が第３の間隙２０６を充填するように位置付けられることができる。第１および第３のパネル５０４、５０８は、レール１３８の上側および下側表面に係合し、シム構造５０２ａ、５０２ｂを撮像アーム１０８に固着させることができる。パネル５０４－５０８は、単一一体型構成要素として、相互と一体的に形成されることができる、または接着剤、接合、締結具等を介して、相互に結合される、別個の構成要素であることができる。図示される実施形態では、パネル５０４－５０８は、固定された幾何学形状で接続され、相互に対して可動ではない。しかしながら、他の実施形態では、パネル５０４－５０８のいくつかまたは全ては、下記にさらに説明されるように、相互に可動に結合されることができる。

【0103】

パネル５０４－５０８はそれぞれ、それぞれ、間隙２０２－２０６の形状に共形化するように選択される、幾何学形状（例えば、サイズ、形状）を有する、平坦化された伸長部材であることができる。例えば、一対の接続されたパネル（例えば、第１および第２のパネル５０４、５０６；第２および第３のパネル５０６、５０８）間の角度はそれぞれ、独立して、１０°、２０°、３０°、４０°、４５°、５０°、６０°、７０°、８０°、９０°、１００°、１１０°、１２０°、１３０°、１４０°、１５０°、１６０°、または１７０°を上回るまたはそれに等しくあることができる。パネル５０４－５０８はそれぞれ、長方形、正方形等の任意の好適な形状を有することができる。パネル５０４－５０８の寸法はまた、所望に応じて、変動されることができる。図示される実施形態では、例えば、パネル５０４－５０８は、同一長さＬ_５（例えば、１ｃｍ～２０ｃｍの範囲内）と、厚さＴ_５（例えば、１ｍｍ～１５ｍｍの範囲内）とであるが、それぞれ、異なる幅Ｗ_５、Ｗ_６、およびＷ_７を有する。例えば、第１のパネル５０４の幅Ｗ_５は、第３のパネル５０８の幅Ｗ_７を上回るまたはそれに等しくあることができ、これは、第２のパネル５０６の幅Ｗ_６を上回ることができる。例えば、幅Ｗ_５は、０．３ｃｍ～５ｃｍの範囲内であることができ、幅Ｗ_６は、０．１ｃｍ～３ｃｍの範囲内であることができ、幅Ｗ_７は、０．３ｃｍ～５ｃｍの範囲内であることができる。しかしながら、他の実施形態では、パネル５０４－５０８は、異なる寸法を有することができ、例えば、幅Ｗ_６は、幅Ｗ_５および／または幅Ｗ_７を上回るまたはそれに等しくあることができ、パネル５０４－５０８のいくつかまたは全ては、異なる長さ等を有することができる。加えて、パネル５０４－５０８はそれぞれ、均一厚Ｔ_５を有するものとして描写されるが、他の実施形態では、パネル５０４－５０８のいくつかまたは全ては、代わりに、可変厚（例えば、図３Ｃのシム構造３０２ｃに類似する、テーパ状厚）を有することができる。

【0104】

図５Ｃおよび５Ｄは、本技術の実施形態に従って構成される、摺動可能接続を伴う、Ｕ形状のシム構造５０２ｃの斜視図である。シム構造５０２ｃは、第１の調節可能接続５１６および第２の調節可能接続５１８を介して、相互に接続される、第１のパネル５１０と、第２のパネル５１２と、第３のパネル５１４とを含む。第１および第２のパネル５１０、５１２は、第１の調節可能接続５１６によって、その側方縁に沿って結合されることができ、第２および第３のパネル５１２、５１４は、第２の調節可能接続５１８によって、その側方縁に沿って結合されることができる。図示される実施形態では、パネル５１０－５１４はそれぞれ、テーパ状区分に接続される、長方形または正方形の平坦化された区分を有する。他の実施形態では、パネル５１０－５１４のいくつかまたは全ては、本明細書のいずれかの場所で議論されるように、異なる形状を有することができる。随意に、パネル５１０－５１４は、それぞれ、図５Ａおよび５Ｂのパネル５０４－５０８と同じまたは類似することができる。

【0105】

第１および第２の調節可能接続５１６、５１８はそれぞれ、対応するパネルが相互に対して独立して移動する（例えば、平行移動および／または回転する）ことを可能にする、任意の好適な取付機構（例えば、ジョイント、ヒンジ、枢軸等）を含むことができる。例えば、図５Ｃおよび５Ｄに示されるように、第１および第２の調節可能接続５１６、５１８は両方とも、パネル５１０－５１４が、例えば、長手方向５２０に沿って、相互に対して平行移動することを可能にする、摺動可能接続（例えば、摺動可能蟻継ぎ接続）であることができる。第１および第２の調節可能接続５１６、５１８は、図４Ｃおよび４Ｄの調節可能接続４１２に関して上記に説明される、特徴のいずれかを含むことができる。

【0106】

第１および第２の調節可能接続５１６、５１８は、パネル５１０－５１２が、独立して移動し、第１のインターフェース１２６との改良された嵌合を提供することを可能にすることができる。例えば、パネル５１０－５１４は、順次、それぞれ、第１のインターフェース１２６（図５Ａ）の間隙２０２－２０６の中に挿入されることができる。いくつかの実施形態では、シム構造５０２ｃは、最初に、第１のパネル５１０および第３のパネル５１４が第２のパネル５１２に対して垂直に変位された状態で、図５Ｃに示される構成等、部分的に分離された構成で設置される。パネル５１０－５１４は、次いで、順次、任意の好適な順序において、対応する間隙２０２－２０６の中に挿入されることができる。例えば、第２のパネル５１２が、第１および第３のパネル５１０、５１４の前に、挿入されることができ、次いで、第１のパネル５１０が、第３のパネル５１４の前に、挿入されることができる、またはその逆である。別の実施例として、第１のパネル５１０が、最初に、その後、第２のパネル５１２、次いで、第３のパネル５１４が、挿入されることができる。シム構造５０２ｃが、完全に挿入されると、パネル５１０－５１４は、概して、例えば、図５Ｄの構成に示されるように、相互と整合されることができる。

【0107】

図６Ａは、本技術の実施形態に従って構成される、Ｕ形状のシム構造６０２ａ、６０２ｂのセットを伴う、第１のインターフェース１２６の部分概略断面図であって、図６Ｂは、個々のシム構造６０２ａの斜視図である。図６Ａおよび６Ｂをともに参照すると、シム構造６０２ａ、６０２ｂは、それぞれ、第１のインターフェース１２６の第１および第２の側１４２、１４４において、撮像アーム１０８と支持アーム１２０との間に挿入されることができる。シム構造６０２ａ、６０２ｂはそれぞれ、相互に接続され、Ｕ形状の構造を形成する、第１のパネル６０４と、第２のパネル６０６と、第３のパネル６０８とを含むことができる。シム構造６０２ａ、６０２ｂはそれぞれ、第１のパネル６０４が第１の間隙２０２を充填し、第２のパネル６０６が第２の間隙２０４を充填し、第３のパネル６０８がレール１３８の近傍の撮像アーム１０８の外面に沿って延在するように位置付けられることができる。いくつかの実施形態では、第１および第２のパネル６０４、６０６は、支持アーム１２０に対する撮像アーム１０８の移動を阻止することができる一方、第３のパネル６０８は、レール１３８の外面に係合し、シム構造６０２ａ、６０２ｂを定位置に固着させることができる。

【0108】

パネル６０４－６０８は、単一一体型構成要素として、相互と一体的に形成されることができる、または接着剤、接合、締結具等を介して、相互に結合される、別個の構成要素であることができる。いくつかの実施形態では、パネル６０４－６０８は、固定された幾何学形状で接続され、相互に対して可動ではない。他の実施形態では、パネル６０４－６０８のいくつかまたは全ては、図５Ｃおよび５Ｄを参照して上記に記載されるように、調節可能接続を介して、相互に可動に結合されることができる。

【0109】

パネル６０４－６０８はそれぞれ、間隙２０２、２０４および撮像アーム１０８の外面の形状に共形化するように選択される、幾何学形状（例えば、サイズ、形状）を有する、平坦化された伸長部材であることができる。例えば、任意の対の接続されたパネル（例えば、第１および第２のパネル６０４、６０６；第１および第３のパネル６０４、６０８）間の角度はそれぞれ、独立して、１０°、２０°、３０°、４０°、４５°、５０°、６０°、７０°、８０°、９０°、１００°、１１０°、１２０°、１３０°、１４０°、１５０°、１６０°、または１７０°を上回るまたはそれに等しくあることができる。パネル６０４－６０８はそれぞれ、長方形、正方形等の任意の好適な形状を有することができる。パネル６０４－６０８の寸法はまた、所望に応じて、変動されることができる。図示される実施形態では、例えば、パネル６０４－６０８は、同一長さＬ_８（例えば、１ｃｍ～２０ｃｍの範囲内）と、厚さＴ_８（例えば、１ｍｍ～１５ｍｍの範囲内）とであるが、それぞれ、異なる幅Ｗ_８、Ｗ_９、およびＷ_１０を有する。第１のパネル６０４の幅Ｗ_８は、第２のパネル６０６の幅Ｗ_９および／または第３のパネル６０８の幅Ｗ_１０を上回ることができる。第２のパネル６０６の幅Ｗ_９は、第３のパネル６０８の幅Ｗ_１０に等しいまたはそれを上回ることができる。いくつかの実施形態では、幅Ｗ_８は、０．３ｃｍ～５ｃｍの範囲内であって、幅Ｗ_９は、０．１ｃｍ～３ｃｍの範囲内であって、幅Ｗ_１０は、０．１ｃｍ～３ｃｍの範囲内である。しかしながら、他の実施形態では、パネル６０４－６０８は、異なる寸法を有することができ、例えば、幅Ｗ_８は、幅Ｗ_９および／または幅Ｗ_１０を下回るまたはそれに等しくあることができ、パネル６０４－６０８のいくつかまたは全ては、異なる長さ等を有することができる。加えて、パネル６０４－６０８はそれぞれ、均一厚Ｔ_８を有するものとして描写されるが、他の実施形態では、パネル６０４－６０８のいくつかまたは全ては、代わりに、可変厚（例えば、図３Ｃのシム構造３０２ｃに類似する、テーパ状厚）を有することができる。

【0110】

図７Ａは、本技術の実施形態による、シム構造７０２ａを伴う、第１のインターフェース１２６の部分概略断面図であって、図７Ｂは、シム構造７０２ａの斜視図である。図７Ａおよび７Ｂをともに参照すると、シム構造７０２ａは、ブリッジ領域７０８によって相互に接続され、平坦化された馬蹄形状またはＵ形状の構造を形成する、第１のアーム領域７０４と、第２のアーム領域７０６とを含む。第１のアーム領域７０４は、ブリッジ領域７０８の片側に結合される、第１の端部部分７１２と、ブリッジ領域７０８から離間される、第２の端部部分７１４とを含む、平坦化された伸長部材（例えば、パネル、ブロック、楔）であることができる。同様に、第２のアーム領域７０６も、ブリッジ領域７０８の他側に結合される、第１の端部部分７１６と、ブリッジ領域７０８から離間される、第２の端部部分７１８とを含む、平坦化された伸長部材（例えば、パネル、ブロック、楔）であることができる。図７Ａに最良に見られるように、第１および第２のアーム領域７０４、７０６は、それぞれ、第１のインターフェース１２６の第１および第２の側１４２、１４４において、第１の間隙２０２の中に嵌合し、撮像アーム１０８および支持アーム１２０を安定させることができる。第１および第２のアーム領域７０４、７０６は、第１および第２のアーム領域７０４、７０６が、別個の離散構造であるのではなく、ブリッジ領域７０８によって相互に接続されることを除き、概して、図３Ａのシム構造３０２ａ、３０２ｂに類似することができる。

【0111】

ブリッジ領域７０８は、第１のインターフェース１２６の第１の側１４２から第１のインターフェース１２６の第２の側１４４まで側方に延在し、第１および第２のアーム領域７０４、７０６を相互に継合する、平坦化された伸長部材（例えば、パネル、ブロック、細片、コネクタ等）であることができる。領域７０４－７０８は、単一一体型構成要素として、相互と一体的に形成されることができる、または接着剤、接合、締結具等を介して、相互に結合される、別個の構成要素であることができる。領域７０４－７０８は、固定された幾何学形状で相互に接続されることができる、または本明細書のいずれかの場所で議論されるように、調節可能（例えば、摺動可能）接続を介して、相互に可動に結合されることができる。

【0112】

いくつかの実施形態では、第１および第２のアーム領域７０４、７０６は、支持アーム１２０に対する撮像アーム１０８の移動を阻止する一方、ブリッジ領域７０８は、例えば、撮像アーム１０８の回転の間、内向き力を第１および第２のアーム領域７０４、７０６上に印加することによって、第１および第２のアーム領域７０４、７０６を定位置に固着させる。ブリッジ領域７０８はまた、第１および第２のアーム領域７０４、７０６が、第１のインターフェース１２６の両側１４２、１４４において、第１の間隙２０２の中に略同一挿入深度で位置付けられることを確実にするために有益であり得る。随意に、シム構造７０２ａはまた、ブリッジ領域７０８に接続される、ハンドル（図示せず）を含み、シム構造７０２ａの第１のインターフェース１２６への挿入および／またはそこからの除去を促進することができる。

【0113】

第１および第２のアーム領域７０４、７０６の幾何学形状（例えば、サイズ、形状）は、第１の間隙２０２の形状に共形化するように選択されることができる。加えて、領域７０４－７０８の幾何学形状および構成は、シム構造７０２ａ内に、支持アーム１２０の遠位部分１２２および／または撮像アーム１０８の外面に適応する、陥凹または空洞７１０を画定することができる。図示される実施形態では、第１および第２のアーム領域７０４、７０６およびブリッジ領域７０８はそれぞれ、長方形状を有する。しかしながら、他の実施形態では、領域７０４－７０８のいずれかは、異なる形状（例えば、正方形、三角形等）を有することができる。領域７０４－７０８の寸法はまた、所望に応じて、変動されることができる。図示される実施形態では、例えば、第１および第２のアーム領域７０４、７０６は、同一長さＬ_１１（例えば、１ｃｍ～２０ｃｍの範囲内）と、幅Ｗ_１１（例えば、０．３ｃｍ～５ｃｍの範囲内）と、厚さＴ_１１（例えば、１ｍｍ～１５ｍｍの範囲内）とを有する。代替として、第１および第２のアーム領域７０４、７０６は、異なる長さ、幅、および／または厚さを有することができる。

【0114】

ブリッジ領域７０８は、第１および第２のアーム領域７０４、７０６の長さＬ_１１未満である、長さＬ_１２を有することができる。例えば、長さＬ_１２は、１０ｃｍを下回るまたはそれに等しいことができる、または５ｃｍ～０．３ｃｍの範囲内であることができる。ブリッジ領域７０８は、第１および第２のアーム領域７０４、７０６の幅Ｗ_１１を上回るまたはそれに等しい、幅Ｗ_１２を有することができる。例えば、幅Ｗ_１２は、５ｃｍ～１０ｃｍまたは３ｃｍ～１０ｃｍの範囲内であることができる。しかしながら、他の実施形態では、幅Ｗ_１２は、第１および第２のアーム領域７０４、７０６の幅Ｗ_１１未満であることができる。ブリッジ領域７０８は、第１および第２のアーム領域７０４、７０６と同一厚さＴ_１１を有することができる、または異なる（例えば、より大きいまたはより小さい）厚さを有することができる。

【0115】

図７Ｃは、本技術の実施形態に従って構成される、シム構造７０２ｂの斜視図である。シム構造７０２ｂは、第１のアーム領域７０４および第２のアーム領域７０６がそれぞれ、テーパ状および／または楔状形状を有することを除き、図７Ａおよび７Ｂのシム構造７０２ａと同じまたは概して類似することができる。図７Ｃに示されるように、第１および第２のアーム領域７０４、７０６はそれぞれ、その第１の端部部分７１２、７１６において、第１の厚さＴ_１３と、その第２の端部部分７１４、７１８において、第２の厚さＴ_１４とを有する。第１の厚さＴ_１３は、第２の厚さＴ_１４を上回ることができる。例えば、第１の厚さＴ_１３は、少なくとも３ｍｍ、４ｍｍ、５ｍｍ、６ｍｍ、７ｍｍ、８ｍｍ、９ｍｍ、１０ｍｍ、または１５ｍｍ、または４ｍｍ～８ｍｍの範囲内であることができる。第２の厚さＴ_１４は、５ｍｍ、４ｍｍ、３ｍｍ、２ｍｍ、１ｍｍ、０．５ｍｍ、または０．１ｍｍを下回る、または４ｍｍ～０．１ｍｍの範囲内であることができる。随意に、第１および第２のアーム領域７０４、７０６はそれぞれ、テーパ状であって、三角形断面形状を有することができ（例えば、図３Ｃのシム構造３０２ｃに類似する）、個別の第２の端部部分７１４、７１８における角度は、８０°、７０°、６０°、５０°、４５°、４０°、３５°、３０°、２５°、２０°、１５°、１０°、または５°を下回るまたはそれに等しい。

【0116】

図７Ｄは、本技術の実施形態による、第１のインターフェース１２６に位置付けられる、シム構造７０２ｂの斜視図である。図７Ｄに示されるように、シム構造７０２ｂは、第１のインターフェース１２６の一端に位置付けられ、第１および第２のアーム領域７０４、７０６は、撮像アーム１０８と支持アーム１２０の遠位部分１２２との間の空間の中に挿入され、ブリッジ領域７０８が、撮像アーム１０８を横断して、側方に延在する。ブリッジ領域７０８の存在は、ユーザが第１および第２のアーム領域７０４、７０６が第１のインターフェース１２６内に略同一挿入深度で位置付けられているかどうかを視覚的に確認することに役立ち得、これは、手動回転の間、機械的安定性を改良するために有益であり得る。随意に、シム構造７０２ｂと同じまたは類似する、別のシム構造が、第１のインターフェース１２６の他端に位置付けられることができる（図７Ｄには示されない）。

【0117】

図７Ｅ－７Ｈは、本技術の実施形態に従って構成される、付加的シム構造７０２ｃ－７０２ｆを図示する。シム構造７０２ｃ－７０２ｆは、概して、図７Ａ－７Ｄのシム構造７０２ａ、７０２ｂに類似することができる。故に、シム構造７０２ｃ－７０２ｆの議論は、図７Ａ－７Ｄの実施形態と異なる、それらの特徴に限定されるであろう。加えて、シム構造７０２ｃ－７０２ｆの特徴のいずれかは、図７Ａ－７Ｄの実施形態および／または相互と組み合わせられることができる。

【0118】

図７Ｅは、本技術の実施形態に従って構成される、隆起７２０のセットを含む、シム構造７０２ｃの斜視図である。隆起７２０は、第１および第２のアーム領域７０４、７０６の内側縁またはその近傍に位置する、伸長された隆起構造であることができる。図示される実施形態では、各隆起７２０は、個別の第１または第２のアーム領域７０４、７０６の長さに沿って、部分的にのみ延在し、アーム領域がブリッジ領域７０８に接続する場所の前で終端する。しかしながら、他の実施形態では、各隆起７２０は、個別の第１または第２のアーム領域７０４、７０６の全長に沿って延在することができる。シム構造７０２ｃが、第１のインターフェース１２６の中に挿入されると、隆起７２０は、第１および第２のアーム領域７０４、７０６の表面の上方に延在し、シム構造７０２ｃを定位置にさらに固着させることができる。

【0119】

図７Ｆは、本技術の実施形態に従って構成される、複数の突出部７２２を含む、シム構造７０２ｄの斜視図である。図７Ｆに示されるように、突出部７２２は、第１および第２のアーム領域７０４、７０６の内面に沿って位置し、陥凹７１０の中に内向きに延在する。シム構造７０２ｄが、第１のインターフェース１２６に位置付けられると、突出部７２２は、支持アーム１２０の遠位部分１２２に係合し、シム構造７０２ｄを定位置に固着させることができる。シム構造７０２ｄは、１つ、２つ、３つ、４つ、５つ、１０、１５、２０、またはそれを上回る突出部７２２等、任意の好適な数の突出部７２２を含むことができる。突出部７２２は、丸みを帯びた半円形バンプであるものとして描写されるが、他の実施形態では、突出部７２２は、正方形、長方形、三角形等の異なる形状を有することができる。随意に、突出部７２２は、ブリッジ領域７０８に向かって角度付けられ、シム構造７０２ｄを定位置にさらに係止することができる。突出部７２２の寸法および間隔はまた、所望に応じて、変動されることができる。例えば、突出部７２２はそれぞれ、１ｍｍ～１０ｍｍの範囲内の幅および／または高さを有することができ、１ｍｍ～１０ｍｍの範囲内の距離だけ相互から離間されることができる。

【0120】

図７Ｇは、複数の正方形または長方形切り欠き７２４を含む、シム構造７０２ｅの斜視図である。図７Ｇに示されるように、切り欠き７２４は、第１および第２のアーム領域７０４、７０６の内面に沿って位置する。切り欠き７２４は、第１および第２のアーム領域７０４、７０６の内面に沿って、歯状テクスチャを形成し、シム構造７０２ｅと支持アーム１２０との間の係合を改良することができる。シム構造７０２ｅは、１つ、２つ、３つ、４つ、５つ、１０、１５、２０、またはそれを上回る切り欠き７２４等、任意の好適な数の切り欠き７２４を含むことができる。切り欠き７２４の寸法および間隔は、所望に応じて、変動されることができ、例えば、切り欠き７２４はそれぞれ、１ｍｍ～１０ｍｍの範囲内の幅および／または深度を有することができ、１ｍｍ～１０ｍｍの範囲内の距離だけ相互から離間されることができる。

【0121】

図７Ｈは、複数の三角形切り欠き７２６を含む、シム構造７０２ｆの斜視図である。切り欠き７２６は、各三角形切り欠き７２６の底辺が、陥凹７１０に接続され、各三角形切り欠き７２６の頂点が、陥凹７１０から離れるように向くように配向されることができる。切り欠き７２６の間隔、サイズ、および機能は、それ以外は、概して、図７Ｇの正方形または長方形切り欠き７２４に類似することができる。

【0122】

いくつかの実施形態では、本明細書に説明されるシム構造が、撮像アーム１０８と支持アーム１２０との間の第１のインターフェース１２６内に設置されると、シム構造は、撮像アーム１０８が支持アーム１２０に対して摺動しないように低減または防止し、したがって、撮像アーム１０８の軌道回転を阻止することができる。代替として、本明細書に説明されるシム構造は、撮像アーム１０８の軌道回転を可能にするように構成されることができ、これは、使用の利便性および容易性を改良し得る。

【0123】

図８Ａは、本技術の実施形態による、ローラ８０４とともに、シム構造８０２ａ、８０２ｂのセットを伴う、第１のインターフェースの部分概略断面図であって、図８Ｂは、個々のシム構造８０２ａの斜視図である。シム構造８０２ａ、８０２ｂはそれぞれ、例えば、図３Ａおよび３Ｂのシム構造３０２ａ、３０２ｂに類似する、パネル８０６を含むことができる。１つまたはそれを上回るローラ８０４（例えば、車輪、ボール軸受等）が、パネル８０６内に埋設される、または別様に、そこに結合されることができる。ローラ８０４は、パネル８０６の上側および／または下側表面から外に突出することができる。故に、シム構造８０２ａ、８０２ｂが、第１のインターフェース１２６内に挿入されると、ローラ８０４は、撮像アーム１０８および／または支持アーム１２０の表面に接触し、これらの構成要素が相互に対して摺動することを可能にすることができる。図示される実施形態では、例えば、ローラ８０４は、撮像アーム１０８のレール１３８の下側表面および支持アーム１２０の遠位部分１２２内に形成される溝１４６の上側表面に接触する。したがって、撮像アーム１０８は、依然として、プロペラ回転のために、シム構造８０２ａ、８０２ｂによって安定されながら、軌道回転方向に回転されることができる。

【0124】

いくつかの実施形態では、本明細書に説明されるシム構造は、使用されていないときでも、恒久的または一時的に、撮像装置１０４に取り付けられるように構成される。例えば、シム構造は、搭載機構を介して、撮像装置１０４の一部に（例えば、撮像アーム１０８に）結合されることができる。搭載機構は、シム構造が、その中でシム構造が、本明細書のいずれかの場所に説明されるように、手動回転のために撮像装置１０４を安定させる、係合された構成と、その中でシム構造が、搭載機構によって、撮像装置１０４に取り付けられたままであるが、撮像装置１０４を安定させない、係脱された構成との間で移動されることを可能にすることができる。係脱された構成では、撮像装置１０４の構成要素（例えば、撮像アーム１０８および支持アーム１２０）は、シム構造によって妨害されずに、相互に対して自由に移動することができる。本アプローチは、オペレータが、使用されていないとき、シム構造が喪失される尤度を低減させながら、撮像装置１０４の安定動作と非安定動作との間で迅速かつ容易に切り替えることを可能にする。

【0125】

図９Ａ－９Ｆは、本技術の実施形態に従って構成される、搭載機構９０４を伴う、シム構造９０２を図示する。最初に、シム構造９０２の部分概略上面図である、図９Ａを参照すると、シム構造９０２は、概して、図７Ａ－７Ｄのシム構造７０２ａおよび７０２ｂに類似する、平坦化されたＵ形状の構造である。例えば、シム構造９０２は、第１のアーム領域９０６と、第２のアーム領域９０８と、第１および第２のアーム領域９０６、９０８を接続する、ブリッジ領域９１０とを含むことができる。シム構造９０２は、随意に、ブリッジ領域９１０に結合され、オペレータが、下記にさらに説明されるように、シム構造９０２を撮像装置１０４の第１のインターフェース１２６に係合し、そこから係脱することを可能にする、ハンドル９１２を含むことができる。

【0126】

いくつかの実施形態では、搭載機構９０４もまた、個別の第１のアーム領域９１４と、第２のアーム領域９１６と、ブリッジ領域９１８とを含む、平坦化されたＵ形状の構造である。搭載機構９０４の第１のアーム領域９１４は、第１のヒンジ９２０を介して、シム構造９０２の第１のアーム領域９０６に結合されることができ、搭載機構９０４の第２のアーム領域９１６は、第２のヒンジ９２２を介して、シム構造９０２の第２のアーム領域９０８に結合されることができる。ブリッジ領域９１８は、撮像装置１０４の一部に係合し、シム構造９０２が撮像アーム１０８から除去されることを防止する、バーまたは類似構造であることができる。

【0127】

図９Ｂおよび９Ｃは、直線化された状態（図９Ｂ）および屈曲された状態（図９Ｃ）における、シム構造９０２および搭載機構９０４の部分概略側面図である。図９Ｂに示されるように、直線化された状態では、シム構造９０２の縦軸は、概して、搭載機構９０４の縦軸と整合される（例えば、それと平行である）ことができる。図９Ｃに示されるように、屈曲された状態では、シム構造９０２は、シム構造９０２の縦軸が搭載機構９０４の縦軸からオフセットされる（例えば、それと垂直である）ように、第１および第２のヒンジ９２０、９２２の周囲で搭載機構９０４に対して枢動することができる。

【0128】

図９Ｄ－９Ｆは、本技術の実施形態による、使用の間のシム構造９０２および搭載機構９０４の部分概略側面図である。最初に、図９Ｄを参照すると、搭載機構９０４は、撮像アーム１０８と支持アーム１２０の遠位部分１２２との間の第１のインターフェース１２６に位置付けられることができる。いくつかの実施形態では、搭載機構９０４のブリッジ領域９１８は、撮像アーム１０８のトラック１４０（図１Ｃ）を横断して側方に延在する配向において、支持アーム１２０の遠位部分１２２と撮像アーム１０８のレール１３８（図１Ｃ）との間の溝１４６（図１Ｃ）の中に挿入される。故に、トラック１４０内に位置する、支持アーム１２０の遠位部分１２２は、搭載機構９０４を、したがって、シム構造９０２が第１のインターフェース１２６から除去されないように妨害することができる。そのような実施形態では、シム構造９０２は、搭載機構９０４が第１のインターフェース１２６の中に挿入された後、搭載機構９０４に結合されることができる。

【0129】

安定が、必要とされないとき、シム構造９０２は、図９Ｄに示されるように、係脱された構成に設置されることができる。係脱された構成では、シム構造９０２は、第１のインターフェース１２６から外に、かつそこから離れるように位置付けられる。シム構造９０２が第１のインターフェース１２６の中に不注意に摺動することを防止するために（例えば、重力に起因して、またはオペレータによって衝突される場合）、シム構造９０２は、屈曲された状態に回転されることができる。いくつかの実施形態では、搭載機構９０４のブリッジ領域９１８は、シム構造９０２が係脱された構成にあるとき、撮像アーム１０８が支持アーム１２０に対して（例えば、軌道回転方向に沿って）移動し得るように、十分に薄型である。

【0130】

次に図９Ｅを参照すると、安定が、所望されると、オペレータは、ハンドル９１２を使用して、シム構造９０２を直線化された状態に回転させることができる。続いて、オペレータは、ハンドル９１２を使用して、シム構造９０２を第１のインターフェース１２６の中に前進させることによって、シム構造９０２を、図９Ｆに示されるように、係合された構成に設置することができる。係合された構成では、シム構造９０２の第１および第２のアーム領域９０６、９０８は、本明細書のいずれかの場所で説明されるように、支持アーム１２０と撮像アーム１０８との間の間隙内に位置付けられ、望ましくない移動を阻止することができる。いったん撮像手技が完了すると、シム構造９０２は、第１のインターフェース１２６から外に後退され、図９Ｄの係脱された構成に折り戻されることができる。

【0131】

図１０Ａは、本技術の実施形態による、シム構造１００２および搭載機構１００４を伴う、撮像装置１０４の第１のインターフェース１２６の部分概略断面図であって、図１０Ｂは、シム構造１００２および搭載機構１００４の正面図である。図１０Ｂに最良に見られるように、シム構造１００２は、概して、図７Ａ－７Ｄのシム構造７０２ａおよび７０２ｂに類似する、平坦化されたＵ形状の構造である。例えば、シム構造１００２は、第１のアーム領域１００６と、第２のアーム領域１００８と、第１および第２のアーム領域１００６、１００８を接続する、ブリッジ領域１０１０とを含むことができる。

【0132】

図１０Ａおよび１０Ｂをともに参照すると、搭載機構１００４は、シム構造１００２の第１のアーム領域１００６に結合される、第１の歯車１０１４に取り付けられる、第１のノブ１０１２と、シム構造１００２の第２のアーム領域１００８に結合される、第２の歯車１０１８に取り付けられる、第２のノブ１０１６とを含む。第１および第２のノブ１０１２、１０１６はそれぞれ、オペレータによって回転され、第１および第２の歯車１０１４、１０１８を旋回させることができ、これは、ひいては、下記にさらに説明されるように、シム構造１００２を係脱された構成と係合された構成との間で平行移動させる。随意に、第１および第２の歯車１０１４、１０１８は、ノブ１０１２、１０１６のうちの１つのみが回転されるときでも、第１および第２のアーム領域１００６、１００８が、並行して、平行移動されるように、コネクタ１０２０（例えば、横棒）を介して、相互に結合されることができる。本構成は、第１および第２のアーム領域１００６、１００８が、それぞれ、第１のインターフェース１２６の第１および第２の側１４２、１４４（図１０Ａ）において、同一または類似距離だけ、間隙の中に前進されることを確実にするために有利であり得る。

【0133】

図１０Ｃおよび１０Ｄは、本技術の実施形態による、使用の間のシム構造１００２および搭載機構１００４の部分概略側面図である。最初に、図１０Ｃを参照すると、搭載機構９０４は、撮像アーム１０８と支持アーム１２０の遠位部分１２２との間の第１のインターフェース１２６に位置付けられることができる。いくつかの実施形態では、搭載機構１００４のコネクタ１０２０は、撮像アーム１０８のトラック１４０（図１Ｃ）を横断して側方に延在する配向において、支持アーム１２０の遠位部分１２２と撮像アーム１０８のレール１３８（図１Ｃ）との間の溝１４６（図１Ｃ）の中に挿入される。代替として、コネクタ１０２０は、支持アーム１２０の遠位部分１２２の外側に、かつそれを横断して側方に位置付けられることができる。

【0134】

安定が、必要とされないとき、シム構造１００２は、図１０Ｃに示されるように、係脱された構成に設置されることができる。係脱された構成では、シム構造１００２は、第１のインターフェース１２６から外に、かつそこから離れるように位置付けられる。安定が、所望されると、オペレータは、搭載機構１００４の第１および／または第２のノブ１０１２、１０１６を回転させ、シム構造１００２を、図１０Ｄに示されるように、係合された構成に設置することができる。第１および／または第２のノブ１０１２、１０１６の回転は、第１および／または第２の歯車１０１４、１０１８を旋回させ、シム構造１００２を、搭載機構１００４に対して前方に、第１のインターフェース１２６の中に前進させる。係合された構成では、シム構造１００２の第１および第２のアーム領域１００６、１００８は、本明細書のいずれかの場所で説明されるように、支持アーム１２０と撮像アーム１０８との間の間隙内に位置付けられ、望ましくない移動を阻止することができる。いったん撮像手技が完了すると、第１および／または第２のノブ１０１２、１０１６は、逆方向に回転され、第１および／または第２の歯車１０１４、１０１８を後方に旋回させ、シム構造１００２を搭載機構１００４に対して、かつ第１のインターフェース１２６から外に後退させることができる。

【0135】

図１１は、シム安定の有無別のＣアーム検出器上のＩＭＵの運動を図示する、グラフである。運動データは、Ｃアームが、持続的１８０°プロペラ回転を通して、手動で回転される間、加速度計を伴うＩＭＵによって生成された。ｘ－軸は、ＩＭＵによって測定されるようなＣアームの回転位置を表す。ｙ－軸は、回転の間のＩＭＵの面外運動（例えば、望ましくない運動）の程度を表す。図示される実施形態では、理想的に、殆どまたは全く面外運動が存在せず（例えば、線１１０２）、検出器が単一回転平面内を移動していることを示す。シム構造の不在下（線１１０４）、ＩＭＵ運動データは、機械的たるみおよびＣアーム検出器と源との間の重量非平衡に起因して生じる、突然の重量偏移および残響に対応する、有意な発振および傾きの急変を含む。これらの移動は、可変であって、回転間で一貫し得ず、これは、下記にさらに説明される較正プロセスを使用して、そのような移動を補償することを困難または不可能にし得る。しかしながら、シム構造が、使用されると（線１１０６）、ＩＭＵ運動データは、略一定傾きを伴う、平滑軌跡を呈する（図１１では、Ｃアームは、図７Ｃおよび７Ｄのシム構造７０２ｂに類似する、２つのシム構造を用いて安定された）。シム構造はまた、Ｃアームが複数の回転にわたって略一貫した軌跡で移動することを可能にすることができ、これは、下記にさらに説明される較正プロセスを使用して、面外運動を補償することを実行可能にすることができる。図１１に示されるように、シム構造は、面外運動を低減させることに役立ち得るが、それを完全に排除し得ない。任意の残留面外運動は、下記により詳細に説明されるように、幾何学的較正プロセスを介して、補償されることができる。

【0136】

図１２は、撮像アーム１０８の手動回転の間、第２のインターフェース１２８において生じ得る、望ましくない移動の実施例を図示する。いくつかの事例では、そこで力が印加される、場所は、手動回転の間、撮像アーム１０８の安定性に影響を及ぼし得る。具体的には、ある場所は、手動回転の間、押動および／または引動されると、望ましくないおよび／または非均一移動を生じる可能性がより高くあり得る。例えば、手動プロペラ回転を実施するとき、これらの場所が、回転中心（「枢動点」としても知られる）からより遠くに位置し、したがって、回転を始動および／または維持するためにあまり力を要求しないため、力を撮像アーム１０８の第１および第２の端部部分１１４、１１６に印加することが機械的に有利であり得る。しかしながら、第２のインターフェース１２８が機械的に不安定である（例えば、基部１１８と支持アーム１２０との間の空間、間隙、または他の機械的たるみに起因する）。状況では、力を撮像アーム１０８の第１および第２の端部部分１１４、１１６に印加することは、より大きいトルクを第２のインターフェース１２８上に生じ得、これは、支持アーム１２０および撮像アーム１０８を基部１１８に対して偏移させる（例えば、平行移動方向１２０２に沿って）、または別様に、望ましくないおよび／または非均一運動を呈し得る。

【0137】

いくつかの実施形態では、第２のインターフェース１２８上のトルクの量は、回転力を、撮像アーム１０８にではなく、第２のインターフェース１２８またはその近傍の支持アーム１２０の近位部分１２４に印加することによって、低減されることができる。しかしながら、本場所は、枢動点により近いため、手動プロペラ回転を実施するための力の量は、有意に増加され得る。加えて、支持アーム１２０の近位部分１２４は、手動回転を促進するためのハンドルまたはグリップを欠き得る、またはその場所におけるハンドルは、小さすぎて、十分なレバー作用をもたらし得ない。故に、第２のインターフェース１２８またはその近傍で手動プロペラ回転を実施するための力の量を低減させるために、本技術は、支持アーム１２０の近位部分１２４を第２のインターフェース１２８の近傍に取り付け、回転のためのより大きい機械的利点を提供する、一時的または恒久的レバー構造を提供することができる。

【0138】

図１３Ａ－１４Ｅは、本技術の実施形態による、撮像装置の手動回転を促進するために使用され得る、レバー構造の代表的実施例を図示する。図１３Ａ－１４Ｅのレバー構造は、図１Ａの撮像装置１０４の構成要素を参照して説明および図示されるが、レバー構造はまた、他の撮像装置およびシステムと併用されることができることを理解されたい。加えて、図１３Ａ－１４Ｅのレバー構造の特徴のいずれかは、相互に組み合わせられることができる。

【0139】

図１３Ａは、本技術の実施形態による、レバー構造１３０２ａを伴う、撮像装置１０４の部分概略図であって、図１３Ｂは、レバー構造１３０２ａを伴う、支持アーム１２０の拡大断面図である。レバー構造１３０２ａは、一時的または恒久的に、支持アーム１２０に取り付けられ、ユーザが、プロペラ回転の間、回転力を支持アーム１２０の近位部分１２４に印加することを補助するように構成される。図１３Ｂに最良に見られるように、レバー構造１３０２ａは、クランプ１３０６に結合される、ハンドル１３０４を含む。クランプ１３０６は、固定された幾何学形状で横棒１３１０に接続される、一対のクランプ部材１３０８を含むことができる。レバー構造１３０２ａは、フォーク状構成を有することができ、その中でハンドル１３０４の一端は、横棒１３１０の中心部分に結合され、クランプ部材１３０８は、横棒１３１０の端部部分に結合され、横棒１３１０から離れるように縦方向に延在する。

【0140】

ハンドル１３０４は、ユーザの手の一方または両方によって保持されるように構成される、伸長ロッドまたはシャフトであることができる。ハンドル１３０４は、支持アーム１２０および撮像アーム１０８を回転させるためのレバー作用を提供するために十分に長くあることができる。いくつかの実施形態では、例えば、ハンドル１３０４は、１０ｃｍ～７０ｃｍの範囲内の長さを有する。随意に、ハンドル１３０４は、テクスチャ加工、コーティング、人間工学的形状、および／または他の好適な特徴を含み、把持を改良することができる。

【0141】

クランプ部材１３０８は、第２のインターフェース１２８またはその近傍において、レバー構造１３０２ａを支持アーム１２０の近位部分１２４に固着させるように構成される、伸長されたプロング、アーム等であることができる。クランプ部材１３０８は、ユーザが力をハンドル１３０４に印加するとき、レバー構造１３０２ａが脱落した状態にならないように、支持アーム１２０の周囲に緊密に嵌合するように構成されることができる。例えば、クランプ部材１３０８間の間隔は、５ｃｍ～２０ｃｍの範囲内であることができる。間隔は、支持アーム１２０の近位部分１２４の断面寸法と同じまたは類似し、支持アーム１２０の周囲に緊密嵌合を提供することができる。図示される実施形態では、クランプ部材１３０８は、クランプ部材１３０８間の間隔が横棒１３１０からの距離に伴って増加するような角度で横棒１３１０に添着される。本構成は、クランプ部材１３０８が、回転の間、枢動点の近傍の支持アーム１２０の周囲にぴったりと嵌合することを可能にすることができる。代替として、クランプ部材１３０８は、クランプ部材１３０８間の間隔が一定であるように、相互に略平行であることができる。各クランプ部材１３０８は、１０ｃｍ～３０ｃｍの範囲内の長さと、１ｃｍ～５ｃｍの範囲内の厚さおよび／または直径とを有することができる。クランプ部材１３０８は、任意の好適な断面形状（例えば、正方形、長方形、円形）を有することができる。

【0142】

図１３Ｃは、本技術の実施形態に従って構成される、調節可能レバー構造１３０２ｂを伴う、支持アーム１２０の断面図である。レバー構造１３０２ｂは、レバー構造１３０２ｂが、横棒１３１０に沿って移動され得る、調節可能クランプ部材１３１４と、定常のままである、固定されたクランプ部材１３１６とを含むことを除き、概して、図１３Ａおよび１３Ｂのレバー構造１３０２ａに類似することができる。調節可能クランプ部材１３１４は、固定されたクランプ部材１３１６に対して移動され、クランプ間隔を改変することができ、これは、クランプ１３１２が異なる支持アーム幾何学形状に適応することを可能にすることができる。図示される実施形態では、例えば、調節可能クランプ部材１３１４は、調節可能クランプ部材１３１４を再位置付けするためのトリガ１３１８に結合される。トリガ１３１８が、圧搾されると、調節可能クランプ部材１３１４は、固定されたクランプ部材１３１６に向かっておよび／またはそこから離れるように、横棒１３１０に沿って摺動することができる。トリガ１３１８が、解放されると、調節可能クランプ部材１３１４は、横棒１３１０に沿ったその現在の位置において、定位置に係止されることができる。随意に、クランプ１３１２は、歯、戻り止め、および／または他のラチェット状特徴を含むことができ、したがって、調節可能クランプ部材１３１４は、横棒１３１０に沿って、複数の異なる所定の場所に可動である。

【0143】

図１３Ｄは、本技術の実施形態に従って構成される、別の調節可能レバー構造１３０２ｃを伴う、支持アーム１２０の断面図である。レバー構造１３０２ｃは、クランプ１３２０（例えば、Ｃクランプ、Ｇクランプ、Ｕクランプ）に結合される、ハンドル１３０４を含む。クランプ１３２０は、一端において、調節可能パッド１３２４と、他端において、固定されたパッド１３２６とを有する、フレーム１３２２（例えば、湾曲、正方形、または長方形ブラケット）を含むことができる。ハンドル１３０４は、２つの端部間のフレーム１３２２の中心部分に接続されることができる。調節可能パッド１３２４は、調節可能パッド１３２４の位置を改変するように回転可能である、ねじ１３２８に結合されることができる。故に、ユーザは、ねじ１３２８を旋回させ、調節可能パッド１３２４と固定されたパッド１３２６との間の間隔を変更し、異なる支持アーム幾何学形状に適応することができる。

【0144】

図１４Ａは、本技術の実施形態による、レバー構造１４０２ａを伴う、撮像装置１０４の部分概略図であって、図１４Ｂは、レバー構造１４０２ａの正面図である。最初に、図１４Ａを参照すると、いくつかの実施形態では、撮像装置１０４は、すでに、第２のインターフェース１２８の近傍の支持アーム１２０の近位部分１２４またはその近傍において、ハンドル１４０４を含んでいる。しかしながら、ハンドル１４０４は、小さすぎ、支持アーム１２０および撮像アーム１０８を手動で回転させるために十分な機械的利点を提供し得ない。故に、レバー構造１４０２ａは、一時的または恒久的に、ハンドル１４０４に結合され、より長いレバーアームを提供し、および／または別様に、機械的利点を増加させることができる。

【0145】

次に図１４Ｂを参照すると、レバー構造１４０２ａは、一対のフック１４０８を有する、第１の伸長部材１４０６（例えば、ロッド、シャフト、または管）を含むことができる。フック１４０８は、ハンドル１４０４（図１４Ａ）に係合し、レバー構造１４０２ａを支持アーム１２０に固着させることができる。レバー構造１４０２ａはまた、フック１４０８間の第１の伸長部材１４０６に接続される、第２の伸長部材１４１０（例えば、ロッド、シャフト、または管）を含むことができる。第２の伸長部材１４１０は、９０°角度または任意の他の好適な角度において、第１の伸長部材１４０６に取り付けられることができる。使用の間、ユーザは、プロペラ回転のために、第１の伸長部材１４０６および／または第２の伸長部材１４１０を把持し、回転力を支持アーム１２０に印加することができる。他の実施形態では、第２の伸長部材１４１０は、ユーザが、第１の伸長部材１４０６のみを使用して、力を印加するように、省略されることができる。

【0146】

図１４Ｃは、本技術の実施形態に従って構成される、レバー構造１４０２ｂの正面図である。レバー構造１４０２ｂは、レバー構造１４０２ｂが第３のフック１４１２を第２の伸長部材１４１０上に含むことを除き、図１２Ａおよび１２Ｂのレバー構造１４０２ａと同じである。第３のフック１４１２はさらに、レバー構造１４０２ｂを支持アーム１２０（図１４Ａ）上のハンドル１４０４に固着させることができる。図１４Ａ－１４Ｃのレバー構造１４０２ａ、１４０２ｂは、任意の好適な数のフック（例えば、１つ、２つ、３つ、４つ、５つ、またはそれを上回るフック）を含むことができ、フックは、第１の伸長部材１４０６および／または第２の伸長部材１４１０上の任意の好適な場所にあることができることを理解されたい。

【0147】

図１４Ｄおよび１４Ｅは、本技術の実施形態による、撮像装置１０４のハンドル１４０４に結合される、調節可能レバー構造１４０２ｃの部分概略断面図である。レバー構造１４０２ｃは、２つのフック１４０８を有するものとして描写されるが（例えば、図１４Ａおよび１４Ｂのレバー構造１４０２ａに類似する）、他の実施形態では、レバー構造１４０２ｃは、代わりに、３つのフックを有することができる（例えば、図１４Ｃのレバー構造１４０２ｂに類似する）。最初に、図１４Ｄを参照すると、レバー構造１４０２ｃの第１の伸長部材１４０６は、調節可能接続１４１８によって相互に接続される、第１の区分１４１４と、第２の区分１４１６とを含むことができる。調節可能接続１４１８は、第１および第２の区分１４１４、１４１６が、第１の伸長部材１４０６の縦軸に沿って、相互に対して移動される（例えば、平行移動される）ことを可能にすることができる。調節可能接続１４１８は、摺動可能機構（例えば、摺動可能ボルト）、ねじ機構（例えば、ねじ山付きボルト）、ばね荷重機構、またはそれらの組み合わせ等、第２の区分１４１６に対する第１の区分１４１４の移動を可能にする、任意の好適なジョイントまたは機構であることができる。

【0148】

第１および第２の区分１４１４、１４１６はそれぞれ、フック１４０８間の距離が、第１および第２の区分１４１４、１４１６間の分離を変化させることによって、増加または減少され得るように、少なくとも１つのフック１４０８を含むことができる。例えば、フック１４０８は、最初に、レバー構造１４０２ｃをハンドル１４０４上に位置付けるときの、後退構成（図１４Ｄ）では、ともにより近づくように位置付けられることができ、次いで、延在構成（図１４Ｅ）に外向きに押動され、ハンドル１４０４に接触し、それを把持することができる。本アプローチは、レバー構造１４０２ｃをハンドル１４０４に接続することをより容易にする一方、また、より緊密な嵌合を提供し、力が印加されるとき、レバー構造１４０２ｃが不注意に脱落された状態になることを防止することができる。

【0149】

いくつかの実施形態では、本明細書に開示されるシステム、方法、およびデバイスは、手動回転の間、以下の計測値、すなわち、（１）（例えば、ＩＭＵまたは他の運動センサによって測定されるような）撮像アーム運動、（２）検出器によって生成された投影画像内の望ましくない運動の量およびタイプ、（３）投影画像から生成された３Ｄ再構成の画質、および／または（４）撮像アームと支持アームとの間の物理的距離のいくつかまたは全てによって測定されるような望ましくない移動を低減または排除する。これらの計測値はそれぞれ、下記に詳細に説明される。

【0150】

第１に、図１１に関して上記に記載されるように、任意の安定の不在下、検出器は、突然の偏移、発振、および／または他の望ましくない移動を呈する。シム構造を用いて、および／または支持アームからの回転によって、安定されると、これらの望ましくない移動は、有意に低減され、検出器の比較的に平滑かつ一方向性回転を生じることができる。

【0151】

第２に、安定の不在下、望ましくない運動（例えば、重量偏移および／または撮像アームの撓曲によって引き起こされる）は、同一方向に同時に視野内の全ての構造における突然の跳躍として投影画像内で見られ得る。これは、全ての構造が同一方向にともに移動した（一方、回転の間、多くの場合、深度に基づいて、対向方向に移動する、構造が存在する）ため、検出器の回転中心が、単一回転中心を維持するのではなく、往復して急速に偏移していたことを示し得る。さらに、初期偏移の間、および／または後、構造は、撮像アームが発振に伴って後方に移動するにつれて、一時的に方向を逆転させ得る。撮像アームが、シム構造および／または本明細書に説明される他の技法を使用して安定されると、投影画像内の突然の跳躍および／または逆転された移動は、完全に低減または排除されることができる。

【0152】

第３に、本明細書に説明される安定技法を使用せずに、コヒーレント３Ｄ再構成を生成することは、困難または不可能であり得る。例えば、検出器の望ましくない運動は、回転中心を変化させ、したがって、３Ｄ再構成内の構造のいくつかまたは全てを誤整合させ得る。いくつかの事例では、ファントム内のマーカビーズを撮像するとき、不整合は、ビーズを、コヒーレント球状形状ではなく、星状形状として３Ｄ再構成内で現れさせ得る。同様に、円形マーカを用いて、円筒形ファントムを撮像するとき、不整合は、円形を、単一の持続的円形ではなく、断続半円形として３Ｄ再構成内で現れさせ得る。本不整合は、例えば、下記に説明される較正プロセスと組み合わせて、シム構造および／または支持アームからの回転を使用して、画像入手の間の撮像アームおよび／または検出器の安定性を改良することによって、低減または排除されることができる。

【0153】

第４に、シム安定の不在下、撮像アーム（例えば、レール）および支持アーム（例えば、支持アームの遠位部分）の構成要素は、種々の角回転点において測定されるように、１ｍｍ～５ｍｍの範囲内の距離だけ変位され得る。シム構造が、使用されると、シム構造が、これらの構成要素間のたるみを低減または防止し、したがって、画像入手の間、より平滑なより均一運動を生じ得るため、撮像アームレールが支持アームに対して移動することは、ほぼ不可能であり得る。

【0154】

Ｂ．姿勢推定のためのセンサおよび方法
再び図１Ａを参照すると、上記に記載されるように、ｍｒＣＢＣＴ手技の間、撮像アーム１０８は、検出器１１２が患者の生体構造の２Ｄ画像を取得する間、複数の異なる角度に回転されることができる。いくつかの実施形態では、３Ｄ再構成を２Ｄ画像から生成するために、撮像アーム１０８の姿勢が、高度正確度を伴って、画像毎に決定される必要がある。しかしながら、上記に説明されるように、移動型Ｃアーム装置等の手動動作式撮像装置は、ＣＢＣＴ目的のための十分な正確度を伴って、撮像アーム１０８の姿勢を追跡するための能力を欠き得る。

【0155】

故に、システム１００は、手動回転の間、撮像アーム１０８の姿勢を追跡するための少なくとも１つのセンサ１５４を含むことができる。センサ１５４は、撮像装置１０４上の任意の好適な場所に位置付けられることができる。図示される実施形態では、例えば、センサ１５４は、検出器１１２上に位置付けられる。代替として、または組み合わせて、センサ１５４は、放射線源１１０上、撮像アーム１０８上（例えば、第１の端部部分１１４またはその近傍、第２の端部部分１１６またはその近傍の）、支持アーム１２０上（例えば、遠位部分１２２またはその近傍、近位部分１２４またはその近傍）等、異なる場所に位置付けられることができる。加えて、図１Ａは、単一センサ１５４を図示するが、他の実施形態では、システム１００は、撮像装置１０４上の種々の場所に分散される、複数のセンサ１５４（例えば、２つ、３つ、４つ、５つ、またはそれを上回るセンサ１５４）を含むことができる。例えば、システム１００は、第１のセンサ１５４を検出器１１２上に、第２のセンサ１５４を放射線源１１０上に等と含むことができる。センサ１５４は、撮像装置１０４に除去可能に結合または恒久的に添着されることができる。

【0156】

いくつかの実施形態では、撮像装置１０４の種々の構成要素の空間構成は、既知であるため、撮像アーム１０８の姿勢は、撮像装置１０４の他の構成要素の姿勢に相関することができる。例えば、検出器１１２が撮像アーム１０８に対して固定された位置および配向にある、実施形態では、検出器１１２の姿勢は、撮像アーム１０８の姿勢から計算されることができ、その逆も同様である。故に、撮像アーム１０８の姿勢を使用するものとして本明細書に説明される任意の実施形態は、代替として、または加えて、検出器１１２（または撮像装置１０４の任意の他の好適な構成要素）の姿勢を使用するように適合されることができる。

【0157】

センサ１５４は、可動構成要素の姿勢（例えば、位置および／または配向）を追跡するために好適な任意のセンサタイプであることができる。例えば、センサ１５４は、手動プロペラ回転の間、撮像アーム１０８の回転角度を追跡するように構成されることができる。撮像装置１０４と併用するために好適なセンサ１５４の実施例は、限定ではないが、運動センサ（例えば、ＩＭＵ、加速度計、ジャイロスコープ、磁力計）、光および／または放射線センサ（例えば、フォトダイオード）、画像センサ（例えば、ビデオカメラ）、ＥＭセンサ（例えば、ＥＭ追跡器またはナビゲーションシステム）、形状センサ（例えば、形状感知ファイバまたはケーブル）、または好適なそれらの組み合わせを含む。システム１００が複数のセンサ１５４を含む、実施形態では、センサ１５４は、同一または異なるセンサタイプであることができる。例えば、システム１００は、２つの運動センサ、すなわち、運動センサおよびフォトダイオード、運動センサおよび形状センサ等を含むことができる。

【0158】

いくつかの実施形態では、センサ１５４は、加速度計、ジャイロスコープ、および／または磁力計を有する、９軸ＩＭＵ等、少なくとも１つの運動センサを含む。運動センサは、撮像アーム１０８が手動で回転されるにつれて、運動データ（例えば、経時的位置および／または配向データ）を生成するように構成されることができる。運動センサは、検出器１１２、放射線源１１０、撮像アーム１０８、支持アーム１２０、またはそれらの組み合わせ等、回転を受ける、撮像装置１０４の任意の部分に取り付けられることができる。いくつかの実施形態では、２つまたはそれを上回る運動センサが、使用され、各運動センサは、撮像装置１０４の異なる部分に取り付けられる（例えば、第１の運動センサは、検出器１１２に取り付けられることができ、第２の運動センサは、放射線源１１０に取り付けられることができる）。

【0159】

図１５は、本技術の実施形態に従って構成される、取付デバイス１５０４を介して撮像装置１０４に結合される、運動センサ１５０２の部分概略図である。運動センサ１５０２は、取付デバイス１５０４に結合され、これは、ひいては、撮像装置１０４の検出器１１２に結合される。図１５の実施形態では、取付デバイス１５０４は、検出器１１２の側方表面に取り付けられるように構成される。しかしながら、他の実施形態では、取付デバイス１５０４は、上側表面、下側表面等、検出器１１２の異なる部分に取り付けられるように構成されることができる。随意に、検出器１１２および／または取付デバイス１５０４は、整合マーキング（例えば、線、矢印、または他のインジケータ）を含み、取付デバイス１５０４（したがって、運動センサ１５０２）を検出器１１２上の所定の位置および／または配向に設置する際、ユーザを誘導することができる。

【0160】

図示される実施形態では、取付デバイス１５０４は、下側表面またはその近傍において検出器１１２の縁に取り付けられる、クリップまたはブラケットとして構成される。クリップは、検出器１１２の下側縁を把持する、短辺縁または張出突出部を有する、小型の垂直に配向されたペグを含むことができる。随意に、クリップは、ばね荷重されることができる、回転可能ねじを含むことができる、および／または別様に、いったん位置付けられると、検出器１１２上の所望の場所の定位置に係止するように構成されることができる。しかしながら、他の実施形態では、取付デバイス１５０４は、異なるように構成されることができる。例えば、取付デバイス１５０４は、代わりに、検出器１１２の平坦部分に対して平坦に設置され得る、小長方形ボックス等、運動センサ１５０２を保持するためのコンテナとして構成されることができる。コンテナは、ループ、ハンドル、開口等を含み、コンテナが、ストラップ（例えば、Ｖｅｌｃｒｏ（登録商標）または他の接着剤材料から作製されるストラップ）および／または他の締結具を使用して、検出器１１２に固着されることを可能にすることができる。随意に、取付デバイス１５０４は、完全に省略されることができ、運動センサ１５０２は、代わりに、接着剤、締結具、磁石、ストラップ等を介して、直接、検出器１１２に結合されることができる。

【0161】

運動センサ１５０２は、撮像アーム１０８の姿勢を示す、運動データを生成することができる。例えば、撮像アーム１０８が、移動するにつれて（例えば、手動プロペラ回転の間）、運動センサ１５０２は、撮像アーム１０８の位置および／または配向（例えば、回転角度）を表す運動データを経時的に出力することができる。いくつかの実施形態では、運動センサ１５０２は、検出器１１２によって実施される画像入手から独立して、運動データを生成する。故に、検出器１１２によって取得される画像毎に、撮像アーム１０８の姿勢を決定するために、運動センサ１５０２からの運動データは、検出器１１２からの画像と時間的に同期される、または別様に、関連付けられることができる。

【0162】

同期は、多くの異なる方法において実施されることができる。図示される実施形態では、例えば、運動センサ１５０２は、コントローラ１５０６（例えば、Ａｒｄｕｉｎｏマイクロコントローラ）に結合され、これは、ひいては、画像出力デバイス１５０８に結合される。画像出力デバイス１５０８は、検出器１１２によって生成された画像を受信することができる（例えば、ビデオフォーマットまたは任意の他の好適なフォーマットにおいて）。図１５に示されるように、検出器１１２によって生じられる画像は、基部１１８に伝送されることができ、基部１１８は、画像出力デバイス１５０８に結合されることができる。他の実施形態では、検出器１１２は、直接、画像出力デバイス１５０８に結合されることができる。運動センサ１５０２と、コントローラ１５０６と、画像出力デバイス１５０８と、検出器１１２と、基部１１８との間の接続は、有線または無線接続であることができる。

【0163】

コントローラ１５０６は、運動データを運動センサ１５０２からリアルタイムで収集し、画像出力デバイス１５０８によって入手された各画像と運動センサ１５０２からの運動データを時間的に同期させることができる。例えば、コントローラ１５０６は、運動センサ１５０２から受信される運動データにタイムスタンプすることができる。コントローラ１５０８は、次いで、運動データに関するタイムスタンプと画像データ上のタイムスタンプを比較することができ、各画像と、同時点において、または類似時間周期にわたって入手された、運動データを関連付けることができる。したがって、画像出力デバイス１５０８から記録される各画像は、運動センサ１５０２からの対応する角度（または非常に小角度範囲）と関連付けられることができる。

【0164】

図１６は、本技術の実施形態による、撮像装置１０４に取り付けられる、運動センサ１６０２および放射線センサ１６０４の部分概略図である。運動センサ１６０２（例えば、ＩＭＵ）および放射線センサ１６０４は、取付デバイス１６０６に結合されることができる。取付デバイス１６０６は、取付デバイス１６０６が運動センサ１６０２および放射線センサ１６０４の両方を支持するように構成されることを除き、概して、図１５の取付デバイス１５０４に類似することができる。例えば、取付デバイス１６０６は、検出器１１２に一時的に結合され得る、垂直に配向されたペグを伴う、クリップであることができる。取付デバイス１６０６は、運動センサ１６０２が、検出器１１２の側方表面に沿って位置する一方、放射線センサ１６０４が、少なくとも部分的に、検出器１１２によって出力される放射ビームの経路の中に突出するように、検出器１１２上に搭載されることができる。

【0165】

放射線センサ１６０４は、フォトダイオード等、放射線（例えば、Ｘ線）への暴露を検出することが可能である、任意のデバイスであることができる。例えば、フォトダイオードは、シリコンベースの材料および／または他の好適な材料から作製される、シンチレータを含むことができ、信号増幅器を具備する場合とそうではない場合がある。故に、放射線センサ１６０４は、放射線センサ１６０４を通して検出器１１２に向かって通過する、暴露放射線に基づいて、画像入手の時間を正確に測定することができる。

【0166】

運動センサ１６０２および放射線センサ１６０４はそれぞれ、有線または無線接続を介して、コントローラ１６０８（例えば、Ａｒｄｕｉｎｏマイクロコントローラ）に結合されることができる。放射線センサ１６０４は、放射線を検出すると、信号をコントローラ１６０８に送信し、画像が入手されたことを示す、タイムスタンプを生成することができる。同様に、コントローラ１６０８はまた、運動センサ１６０２によって生じられた運動データに関するタイムスタンプを決定することができる。故に、画像入手タイミングは、運動センサ１６０２からの回転測定値のタイミングにリンクされ、したがって、検出器１１２によって生成された各画像が撮像アーム１０８の対応する回転角度に時間的に同期されることを可能にすることができる。

【0167】

図１７Ａは、本技術の実施形態による、撮像装置１０４に結合される、取付デバイス１７０２ａの上面図であって、図１７Ｂは、取付デバイス１７０２ａの側面図であって、図１７Ｃは、取付デバイス１７０２ａの部分概略図である。最初に、図１７Ａおよび１７Ｂをともに参照すると、取付デバイス１７０２ａは、運動センサ１７０４（例えば、ＩＭＵ）および放射線センサ１７０６（例えば、フォトダイオード）を支持するように構成される。取付デバイス１７０２ａは、フレーム１７０８と、フレーム１７０８の周縁に沿って位置する、１つまたはそれを上回るクリップ１７１０とを含むことができる。フレーム１７０８は、円形状を有するものとして描写されるが、他の実施形態では、フレーム１７０８は、長円形、正方形、長方形、または他の好適な形状等の異なる形状を有することもできる。フレーム１７０８は、中心開口１７１２を含み、放射線がそれを通して通過することを可能にすることができる。フレーム１７０８はまた、下記でさらに詳細に説明されるように、較正手技のための基点マーカグリッドを支持するために使用されることができる。

【0168】

クリップ１７１０は、一時的または恒久的様式において、取付デバイス１７０２ａを検出器１１２に結合するように構成されることができる。いくつかの実施形態では、クリップ１７１０は、フレーム１７０８の縁に位置する、小型の垂直に配向されたペグであって、それぞれ、検出器１１２の縁を把持するための短辺縁または張出突出部を有する。図１７Ｃに最良に見られるように、クリップ１７１０は、取付デバイス１７０２ａを検出器１１２の下側表面に固着させることができ、フレーム１７０８は、放射ビームを減衰させる、または別様に、干渉することを回避するために、部分的または完全に、検出器１１２の放射線経路から外に位置する。随意に、検出器１１２、フレーム１７０８、および／またはクリップ１７１０は、整合マーカを含み、取付デバイス１７０２ａを検出器１１２上の適切な位置および／または配向に設置する際、ユーザを誘導することができる。

【0169】

いくつかの実施形態では、取付デバイス１７０２ａは、フレーム１７０８および／またはクリップ１７１０に沿って、運動センサ１７０４および／または放射線センサ１７０６を取り付けるための１つまたはそれを上回る部位を含む。例えば、運動センサ１７０４および放射線センサ１７０６は両方とも、図１６の取付デバイス１６０６の構成と同様に、クリップ１７１０のうちの１つに結合されることができる。運動センサ１７０４は、取付デバイス１７０２ａの縁に沿って、放射ビームの経路から離れるように位置することができる一方、放射線センサ１７０６は、少なくとも部分的に、フレーム１７０８下かつ放射ビームの経路の中に突出することができる。しかしながら、他の実施形態では、運動センサ１７０４および／または放射線センサ１７０６は、取付デバイス１７０２ａ上の異なる場所にあることができる。運動センサ１７０４および／または放射線センサ１７０６はそれぞれ、取付デバイス１７０２ａに除去可能に結合される、または取付デバイス１７０２ａに恒久的に添着されることができる。運動センサ１７０４および放射線センサ１７０６は、図１５および１６に関して上記に議論されるように、運動センサ１７０４の出力と検出器１１２によって生じられる画像を時間的に同期させるために、他の構成要素（例えば、コントローラ、画像出力デバイス）に結合されることができる。随意に、放射線センサ１７０６は、取付デバイス１７０２ａが運動センサ１７０４のみを支持するために使用されるように、省略されることができる。

【0170】

図１７Ｄは、本技術の実施形態に従って構成される、取付デバイス１７０２ｂの側面図である。取付デバイス１７０２ｂは、取付デバイス１７０２ｂが、クリップ１７１０のうちの１つまたはそれを上回るものの代わりに、ばね荷重されたクリップ１７１４を含むことを除き、概して、図１５Ａ－１５Ｃの取付デバイス１７０２ａに類似することができる。クリップ１７１４は、取付デバイス１７０２ｂを検出器１１２上に位置付けるとき、後退され得る、ばね荷重された突出部１７１６を含むことができる。取付デバイス１７０２ｂが所望の場所に位置付けられた後、ばね荷重された突出部１７１６は、検出器１１２の縁の周囲で定位置に係止し、フレーム１７０８を検出器１１２に固着させることができる。クリップ１７１４は、解放機構（図示せず）を含み、フレーム１７０８を除去および／または搭載するとき、ばね荷重された突出部１７１６を後退させることができる。取付デバイス１７０２ｂは、随意に、図１７Ａおよび１７Ｂを参照して上記に議論されるように、運動センサおよび／または放射線センサ（図１７Ｄには示されない）を支持するように構成されることができる。取付デバイス１７０２ｂはまた、下記でさらに詳細に説明されるように、較正手技のために、基点マーカグリッドを支持するために使用されることができる。

【0171】

図１７Ｅは、本技術の実施形態に従って構成される、取付デバイス１７０２ｃの側面図である。取付デバイス１７０２ｃは、取付デバイス１７０２ｃが、クリップ１７１０のうちの１つまたはそれを上回るものの代わりに、ねじ１７１８を含むことを除き、概して、図１５Ａ－１５Ｃの取付デバイス１７０２ａに類似することができる。ねじ１７１８は、取付デバイス１７０２ｃを検出器１１２上に設置するとき、後退位置にあることができる。取付デバイス１７０２ｃが所望の場所に位置付けられた後、ねじ１７１８は、回転され、ねじ１７１８を検出器１１２に向かって前進させることができる。ねじ１７１８は、検出器１１２の縁に係合し、したがって、フレーム１７０８を検出器１１２に固着させるまで、前進されることができる。取付デバイス１７０２ｃを解放するために、ねじ１７１８は、対向方向に回転され、ねじ１７１８を検出器１１２から離れるように後退させることができる。取付デバイス１７０２ｃは、随意に、図１７Ａおよび１７Ｂを参照して上記に議論されるように、運動センサおよび／または放射線センサ（図１７Ｅには示されない）を支持するように構成されることができる。取付デバイス１７０２ｃはまた、下記でさらに詳細に説明されるように、較正手技のために、基点マーカグリッドを支持するために使用されることができる。

【0172】

再び図１Ａを参照すると、本技術はまた、運動センサベースの本明細書に説明される技法の代替として、またはそれに加え、撮像アーム１０８の姿勢を推定するために使用され得る、他の技法を提供する。例えば、いくつかの実施形態では、撮像アーム１０８の姿勢は、撮像装置１０４の周囲に位置付けられる、１つまたはそれを上回る撮像デバイス（例えば、ビデオカメラ）を使用して、決定されることができる。そのような実施形態では、システム１００は、患者１０２、手術台１５２、および／または撮像装置１０４の構成要素（例えば、検出器１１２、放射線源１１０、撮像アーム１０８、および／または支持アーム１２０）上等、既知の場所に設置される、１つまたはそれを上回る基点マーカを含むことができる。撮像デバイスは、撮像アーム１０８が回転されるにつれて、マーカを追跡し、撮像アーム１０８の姿勢を決定することができる。

【0173】

別の実施例では、システム１００は、撮像アーム１０８に結合される、３Ｄスキャナを含むことができる。３Ｄスキャナは、手術台１５２および／または患者の身体等、撮像アーム１０８に対して固定された場所に取り付けられる、参照物体（例えば、ブロック）を走査するように構成されることができる。参照物体は、撮像アーム１０８の姿勢が走査内の参照物体の姿勢から決定され得るように、既知の幾何学形状を有することができる。

【0174】

別の実施例として、撮像アーム１０８の姿勢は、形状センサ（例えば、形状感知ファイバまたはケーブル）を使用して、決定されることができる。例えば、形状感知ケーブルの１つの部分は、手術台１５２に、別の部分は、検出器１１２に取り付けられることができる。代替として、または組み合わせて、１つまたはそれを上回る形状感知ケーブルは、患者１０２、放射線源１１０、撮像アーム１０８、支持アーム１２０、または好適なそれらの組み合わせ等の他の場所に取り付けられることができる。撮像アーム１０８が、回転されると、形状感知ケーブルの形状の変化が、撮像アーム１０８の回転角度を計算するために測定および使用されることができる。

【0175】

さらなる実施例では、形状センサは、形状感知内視鏡等の患者の身体内のツールによって搬送されることができる。例えば、ツールは、ツールの３Ｄ姿勢が画像入手前に正確に決定されることを可能にする、形状データを出力することができる。各投影画像内の内部形状センサの姿勢は、画像が入手されたときの撮像アーム１０８の姿勢を推定するために使用されることができる。例えば、ツールの実際の姿勢は、患者の身体の内側のツールの３Ｄ形状の仮想レンダリングまたは表現として出力されることができる。画像内の内部形状センサの姿勢は、（例えば、公知のコンピュータビジョンおよび／または画像処理技法を使用して）識別され、実際の姿勢の仮想表現に位置合わせされることができる。位置合わせは、入手された画像毎に、ツールおよび／または患者の身体に対して撮像アームの姿勢を決定するために使用されることができる。

【0176】

さらに別の実施例では、ＥＭ感知システムが、回転の間、撮像アーム１０８の姿勢を決定するために使用されることができる。例えば、１つまたはそれを上回るＥＭセンサまたは追跡器が、患者１０２、手術台１５２、検出器１１２、放射線源１１０、撮像アーム１０８、支持アーム１２０、または好適なそれらの組み合わせ上等、種々の場所に位置付けられることができる。各ＥＭセンサの位置および／または配向は、撮像アーム１０８の角度を推定するために追跡および使用されることができる。随意に、ＥＭセンサはまた、内視鏡、生検針、アブレーションプローブ等の患者の身体内のツールによって搬送されることができる。内部ＥＭセンサは、１つまたはそれを上回る外部に位置するＥＭセンサとの組み合わせにおいて使用され、姿勢推定を実施することができる。

【0177】

いくつかの実施形態では、撮像アームの姿勢は、本明細書に説明される他の姿勢推定技法の代替として、またはそれと組み合わせて、患者の身体の近傍に設置される、基点マーカボードを使用して、推定される。（例えば、トモシンセシスのための）手技中画像ベースの姿勢推定のための従来の基点マーカボードは、典型的には、１つまたはそれを上回るマーカ層を伴う、平坦構造である。従来の基点マーカボードは、概して、ボード内のマーカが、ボードの限定された垂直高に起因して、ある角度では可視ではあり得ないため、ＣＢＣＴ等の大角回転範囲を伴う撮像技法のために好適ではない。例えば、従来の基点マーカボード内のマーカは、外側角（例えば、１８０°またはその近傍）から撮像されると、不明瞭にされる、または視野から完全に消失し得る。対照的に、本技術の基点マーカボードは、その中でマーカのうちの少なくともいくつかが、異なる平面にある、または別様に、マーカの大部分または全てが広範囲の撮像角度にわたって可視のままであるように十分に垂直に分離される、３Ｄ形状を有することができる。これは、広範囲の撮像角度にわたって、撮像アーム姿勢の推定を可能にする。加えて、従来の基点マーカボードは、概して、撮像装置の幾何学的較正パラメータ（例えば、貫通点、ピッチ、ロール等）を決定するために好適ではない。本明細書に開示される基点マーカボードは、幾何学的較正を実施するために、基点マーカファントムと組み合わせられることができ、これは、下記により詳細に説明されるように、ＣＢＣＴ再構成の正確度を改良することができる。

【0178】

図１８Ａは、本技術の実施形態による、撮像アームの姿勢を決定するための基点マーカボード１８００の側面図であって、図１８Ｂは、基点マーカボード１８００の上面図である。基点マーカボード１８００は、患者の身体に隣接して、またはその近傍に位置付けられ、撮像アームの姿勢を推定するための参照を提供することができる。基点マーカボード１８００は、複数の基点マーカ１８０４（例えば、放射線高密度または放射線不透過性材料から作製される、ビーズ、軸受、平坦化されたディスク等）を含有する、基板１８０２（例えば、放射線透過性材料）を含む。マーカ１８０４は、基点マーカボード１８００が撮像装置によって撮像されると、基点マーカボード１８００に対する撮像装置の姿勢（例えば、撮像アームの角度）が、当業者に公知の技法に従って、入手された画像内のマーカ１８０４の場所に基づいて決定され得るように、既知の幾何学形状（例えば、グリッド、パターン、または他の空間構成）で配列されることができる。

【0179】

図１８Ａに最良に見られるように、基板１８０２は、マーカ１８０４のうちの少なくともいくつかが異なる平面にあるように、非平面形状（例えば、湾曲、半円形、半長円形、および／またはＵ形状）を有することができる。図示される実施形態では、例えば、基板１８０２は、基部領域１８０６と、高さＨ_１だけ基部領域１８０６から上向きに延在する、一対の湾曲側壁１８０８とを含む。例えば、高さＨ_１は、少なくとも１ｃｍ、２ｃｍ、５ｃｍ、１０ｃｍ、１５ｃｍ、２０ｃｍ、または３０ｃｍであることができる。いくつかの実施形態では、高さＨ_１は、患者の胴体の前後方向高を上回るまたはそれに等しい。高さＨ_１は、基点マーカボード１８００が外側角（例えば、台の表面に対して１８０°またはその近傍）から撮像されるときでも、マーカ１８０４の大部分または全てが可視のままであるように、十分に大きくあることができる。故に、基点マーカボード１８００は、その中でマーカの大部分または全てが単一平面内にある、平坦基点マーカボードと比較して、より広い角度範囲にわたって、撮像アームの姿勢を推定するために使用されることができる。随意に、側壁１８０８は、高さＨ_１が、例えば、異なる身体サイズおよび／または撮像設定に適応するように調節され得るように、基部領域１８０６に可動に結合されることができる（例えば、摺動または枢動接続を介して）。

【0180】

医療手技の間、基点マーカボード１８００は、手術台上に設置されることができ、基部領域１８０６が、台の表面上に静置し、側壁１８０８が、表面から離れるように上向きに延在する。患者の身体の一部（例えば、患者の胴体）が、基部領域１８０６および側壁１８０８によって形成される空洞内において、基点マーカボード１８００上に位置付けられることができる。複数の２Ｄ投影画像が、撮像装置の撮像アームが患者の身体および基点マーカボード１８００に対して複数の異なる角度に回転される間、入手されることができる。２Ｄ投影画像は、次いで、例えば、コンピュータビジョンアルゴリズムまたは他の好適なアルゴリズムを使用して、分析され、各画像内のマーカ１８０４の場所を識別することができる。随意に、マーカ１８０４が金属材料から作製される、実施形態では、画像は、金属材料の存在によって引き起こされる、任意の撮像アーチファクトを除去するように処理されることができる。識別されたマーカ場所は、当業者に公知の技法を使用して、画像毎に、撮像アームの回転角度を推定するために使用されることができる。

【0181】

図１８Ｃ－１８Ｇは、本技術と併用するために好適な基点マーカボード１８１０－１８４０の付加的実施例を図示する。基点マーカボード１８１０－１８４０の特徴は、概して、図１８Ａおよび１８Ｂの基点マーカボード１８００の特徴に類似することができる。故に、図１８Ｃ－１８Ｇの基点マーカボード１８１０－１８４０の議論は、図１８Ａおよび１８Ｂの実施形態と異なる、それらの特徴に限定されるであろう。基点マーカボード１８１０－１８４０の特徴のいずれかは、相互および／または図１８Ａおよび１８Ｂの基点マーカボード１８００の特徴と組み合わせられることができる。

【0182】

図１８Ｃは、本技術の実施形態に従って構成される、別の基点マーカボード１８１０の側面図である。図１８Ｃに示されるように、基点マーカボード１８１０内のマーカ１８０４は、基板１８０２の全体を通して分散されるのではなく、基板１８０２の一部内にのみ位置する。例えば、マーカ１８０４は、側壁１８０８のうちの１つのみがマーカ１８０４を含むように、基板１８０２の一方の側方側または半分に局在化されることができる。本構成は、例えば、患者の身体の単一側または区分のみが撮像されるべきである、状況（例えば、単一肺内で実施される、気管支鏡手技の間）において使用されることができる。そのような状況では、基点マーカボード１８１０は、マーカ１８０４が撮像されるべき患者の身体の側または区分の近傍にあるように位置付けられることができる。

【0183】

図１８Ｄは、本技術の実施形態に従って構成される、さらに別の基点マーカボード１８２０の側面図である。基点マーカボード１８２０は、２つの側壁１８０８ではなく、単一側壁１８０８を含む。そのような実施形態では、基部領域１８０６は、基点マーカボード１８２０がＪ形状であるように、側壁１８０８のための支持を提供するように延在されることができる。基部領域１８０６は、任意のマーカ１８０４を伴わずに描写されるが、他の実施形態では、基部領域１８０６はまた、マーカ１８０４を含むことができる。基点マーカボード１８２０は、患者の身体の単一側または区分を撮像するときに使用されることができる。そのような状況では、基点マーカボード１８２０は、単一側壁１８０８が撮像されるべき患者の身体の側または区分の近傍にあるように位置付けられることができる。

【0184】

図１８Ｅは、本技術の実施形態に従って構成される、基点マーカボード１８３０の側面図である。基点マーカボード１８３０は、平坦化された基部領域１８３２と、一対の直線側壁１８３４とを含む。側壁１８３４は、９０°、１１０°、１２０°、１３０°、１４０°、または１５０°を上回るまたはそれに等しい角度等、任意の好適な角度において、基部領域１８３２に接続されることができる。側壁１８３４の高さＨ_２は、基点マーカボード１８３０が外側角から撮像され、図１８Ａおよび１８Ｂの基点マーカボード１８００の高さＨ_１と同じまたは類似し得るときでも、マーカ１８０４の大部分または全てが可視のままであるように、十分に大きくあることができる。随意に、側壁１８３４は、基部領域１８３２に可動に結合されることができ、したがって、高さＨ_２は、所望に応じて、調節されることができる。

【0185】

基点マーカボード１８３０は、基板１８０２の全体を通してマーカ１８０４を含むように図示されるが、他の実施形態では、基点マーカボード１８３０は、基板１８０２の一部のみ内にマーカ１８０４を含むことができる（例えば、図１８Ｃの基点マーカボード１８２０に類似する）。加えて、基点マーカボード１８３０は、２つの側壁１８３４を有するものとして示されるが、他の実施形態では、基点マーカボード１８３０は、単一側壁１８３４を含むことができる（例えば、図１８Ｄの基点マーカボード１８３０に類似する）。

【0186】

図１８Ｆおよび１８Ｇは、それぞれ、本技術の実施形態による、基点マーカファントム１８４２とともに、基点マーカボード１８４０の側面および上面図である。基点マーカボード１８４０は、基点マーカボード１８４０が、基部領域１８３２に接続される、単一側壁１８３４を含むことを除き、図１８Ｅの基点マーカボード１８３０に類似することができる。ファントム１８４２は、一時的に、１つまたはそれを上回る締結具１８４４（例えば、ペグ、ねじ、磁石等）を介して、基点マーカボード１８４０に結合されることができる。ファントム１８４２は、複数の基点マーカ１８４８（例えば、放射線高密度または放射線不透過性材料から作製される、ビーズ、軸受、平坦化されたディスク等）を含有する、個別の基板１８４６（例えば、放射線透過性材料）を含むことができる。マーカ１８４８は、図２２Ａ－２２Ｄに関して下記にさらに説明されるように、幾何学的較正を実施するために好適な構成で配列されることができる。

【0187】

図１８Ｇに最良に見られるように、ファントム１８４２が、任意のマーカ１８０４を含まない、基部領域１８３２の一部にわたって、位置付けられることができる。そのような実施形態では、基点マーカボード１８４０およびファントム１８４２が、ともに撮像されるとき（例えば、幾何学的較正手技の間）、基点マーカボード１８４０のマーカ１８０４は、入手された画像内のファントム１８４２のマーカ１８４８に重複せず、したがって、相互から識別および区別されることができる。幾何学的較正および画像入手を実施するための、基点マーカボード１８４０とともに、ファントム１８４２の使用が、図２５Ａに関して下記にさらに詳細に説明される。

【0188】

Ｃ．撮像のための方法
図１９－２５は、移動型Ｃアーム装置等の撮像装置を用いて患者の解剖学的領域を撮像するための種々の方法を図示する。具体的には、図１９は、撮像プロセスの一般的概要を提供し、図２０－２２Ｄは、撮像装置を較正するための方法およびデバイスを図示し、図２３Ａおよび２３Ｂは、画像入手および再構成のための方法を図示し、図２４は、撮像のための撮像装置を調製するための方法を図示し、図２５Ａは、基点マーカボードを使用した較正および撮像のための方法を図示する。本明細書に開示される方法は、図１Ａのシステム１００等の本明細書に説明されるシステムおよびデバイスの任意の実施形態を使用して、実施されることができる。本明細書に開示される方法のいずれかは、オペレータ（例えば、医師、看護師、技術者、または他の保健医療専門家）、コンピューティングデバイス（例えば、図１Ａのコンピューティングデバイス１３０）、または好適なそれらの組み合わせによって、実施されることができる。例えば、方法におけるいくつかのプロセスは、オペレータによって、手動で実施されることができる一方、本方法における他のプロセスは、コンピューティングデバイスの１つまたはそれを上回るプロセッサによって、自動的または半自動的に実施されることができる。

【0189】

図１９は、本技術の実施形態による、ｍｒＣＢＣＴ撮像のための撮像装置を動作させるための方法１９００を図示する、フロー図である。方法１９００は、手動動作式撮像装置（例えば、移動型Ｃアーム装置）または任意の他の好適な撮像システムまたはデバイスを用いることで実施されることができる。方法１９００は、ブロック１９０２から開始し、撮像装置を安定させる。上記に議論されるように、ｍｒＣＢＣＴ撮像は、撮像装置を安定させ、手動回転の間、望ましくないおよび／または一貫しない移動（例えば、発振、躍動、偏移、撓曲等）を低減または防止することを伴うことができる。例えば、撮像アームは、図１Ａおよび３Ａ－１０Ｄに関して本明細書に説明される実施形態のいずれか等の１つまたはそれを上回るシム構造を使用して、安定されることができる。代替として、または組み合わせて、撮像アームは、力を撮像アームに印加することによってではなく、力を支持アームに（例えば、支持アームの近位部分または回転中心の近傍に）印加することによって、回転されることができる。上記に記載されるように、力は、図１３Ａ－１４Ｅに関して本明細書に説明される実施形態のいずれか等、支持アームに結合される、１つまたはそれを上回るレバー構造を介して、印加されることができる。しかしながら、他の実施形態では、撮像アームは、任意のシム構造を伴わずに、および／または力を支持アームに印加せずに、手動で回転されることができる。

【0190】

代替として、または組み合わせて、ブロック１９０２の安定プロセスは、他のプロセスを含むことができる。例えば、ブロック１９０２はまた、撮像アームの軌道チルトを調節し、重量平衡を改良し、および／または回転の間、検出器表面が検出器の経路に対する接線に近いままであることを確実にすることを含むことができる。随意に、運動センサ（例えば、ＩＭＵ）が、撮像アームの安定性および／または具体的安定ステップの有効性についてのフィードバックを提供するために使用されることができる。例えば、フィードバックは、安定の品質を特性評価する情報（例えば、残留発振が存在するか、シムが再位置付けされるべきか）、撮像アームの移動軌跡が満足の行くものであったかどうか（例えば、回転の間、Ｃアームの軌道チルトを調整し、および／またはシム構成を調節することによって改良され得る、有意なチルトが存在したか）等を含むことができる。運動センサは、検出器、放射線源、撮像アーム、および／または支持アーム等の撮像装置上の任意の好適な場所に取り付けられることができる。

【0191】

ブロック１９０４では、方法１９００は、撮像装置を較正することに継続する。較正は、画像再構成に影響を及ぼし得る、撮像環境および／または撮像装置の機械的性質における変動を補償するために使用されることができる。いくつかの実施形態では、較正は、撮像装置の特定の特性を調節するために後続画像入手および／または画像再構成プロセスにおいて使用される、１つまたはそれを上回る較正パラメータ（例えば、歪曲補正パラメータ、幾何学的較正パラメータ）を決定することを含む。ブロック１９０４の較正プロセスにおいて使用するために好適な方法およびデバイスの付加的詳細は、図２０－２２Ｄを参照して下記に説明される。

【0192】

図２０は、本技術の実施形態による、撮像装置を較正するための方法２０００を図示する、フロー図である。方法２０００は、図１９の方法１９００のブロック１９０４の較正プロセスの一部として実施されることができる。図２０に示されるように、較正プロセスは、２つのパート、すなわち、歪曲補正（ブロック２００２および２００４）および幾何学的較正（ブロック２００６および２００８）に細分割されることができる。

【0193】

歪曲補正は、撮像装置の１つまたはそれを上回る構成要素（例えば、検出器）が、後続３Ｄ再構成の正確度を低減させ得る、画像歪曲を受けやすい、実施形態で実施されることができる。例えば、移動型Ｃアーム装置は、一般に、画像増感器を検出器として使用し、画像増感器によって生成された画像は、とりわけ、糸巻形および／または樽形歪曲を呈し得る。歪曲はまた、画像増感器の姿勢（例えば、角度）に応じて、変化し得る。故に、方法２０００は、歪曲補正プロセスを実施し、種々の撮像アームの姿勢における画像歪曲の量を識別し、歪曲を低減または排除するために画像に適用され得る、補正パラメータを決定することを含むことができる。他の実施形態では、歪曲補正プロセスは、例えば、画像増感器ではなく、平坦パネル検出器を使用する場合、省略されることができる。

【0194】

ブロック２００２では、方法２０００は、第１の基点マーカのセット（「第１の基点マーカ」）の１つまたはそれを上回る第１の画像を取得することを含むことができる。第１の基点マーカは、グリッド、アレイ、パターン、形状等の既知の２Ｄまたは３Ｄ幾何学形状で配列される、放射線高密度または放射線不透過性ビーズ、軸受等であることができる。第１の基点マーカは、検出器に対して固定された空間構成で検出器に結合されることができる。第１の画像は、撮像アームが複数の異なる姿勢（例えば、回転角度）を通して手動で回転されるにつれて、検出器によって入手された、第１の基点マーカの２Ｄ投影画像であることができる。各第１の画像は、図１５－１８Ｅの実施形態等、本明細書のいずれかの場所に説明されるデバイスおよび技法のいずれかを使用して、撮像アームの対応する姿勢と関連付けられることができる。

【0195】

ブロック２００４では、方法２０００は、第１の画像に基づいて、歪曲補正パラメータのセットを決定することに継続する。第１の画像は、コンピューティングデバイス（例えば、図１Ａのコンピューティングデバイス１３０）に伝送されることができ、コンピューティングデバイスは、第１の画像を分析し、第１の画像内の第１の基点マーカの場所を検出することができる（例えば、当業者に公知の画像処理および／またはコンピュータビジョン技法を使用して）。コンピューティングデバイスは、次いで、第１の画像内の第１の基点マーカの場所とグリッド、アレイ等上の第１の基点マーカの既知の真の場所を比較することによって、歪曲補正パラメータを決定することができる。歪曲補正パラメータは、歪曲された画像内の第１の基点マーカをその真の場所に再整合させるであろう、変換（例えば、回転、平行移動、変形等の剛性および／または非剛性変換）のセットを表すことができる。歪曲補正パラメータは、当業者に公知の技法に従って、最適化プロセスを通して、決定されることができる。本プロセスは、画像毎に実施され、撮像アームの異なる姿勢（例えば、角度）のための適切な歪曲補正パラメータを決定することができる。決定された歪曲補正パラメータは、次いで、下記にさらに詳細に議論されるように、個々に、各画像に適用され、検出器の性質および／または検出器の姿勢に起因する、歪曲アーチファクトを除去することができる。

【0196】

図２１Ａは、本技術の実施形態に従って構成される、基点マーカグリッド２１０２ａの正面図である。グリッド２１０２ａは、例えば、図２０のブロック２００２－２００４に関して上記に説明されるように、撮像装置のための歪曲補正パラメータを決定するために使用されることができる。グリッド２１０２ａは、複数の基点マーカ２１０６を含有する、基板２１０４を含む。基板２１０４は、とりわけ、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）等の放射線透過性材料から作製されることができる。図示される実施形態では、基板２１０４は、円形状を有する。他の実施形態では、基板２１０４は、正方形、長方形、長円形等の異なる形状を有することができる。基板２１０４は、部分的または完全に、典型的検出器の表面にわたって嵌合するように定寸されることができる。例えば、基板２１０４は、９インチ～１２インチの範囲内の直径および／または幅を有することができる。

【0197】

マーカ２１０６は、鋼鉄または他の金属材料等の放射線高密度または放射線不透過性材料から作製される、ビーズ、軸受、平坦化されたディスク等であることができる。図２１Ａに示されるように、マーカは、規則的（例えば、正方形）グリッドで配列されることができる。いくつかの実施形態では、マーカ２１０６は、０．５ｍｍ～３ｍｍの範囲内のサイズ（例えば、直径および／または幅）を有し、１ｃｍの距離だけ相互から離間される。他の実施形態では、マーカ２１０６のサイズおよび／または配列は、所望に応じて、変動されることができる。グリッド２１０２ａは、少なくとも１０、２５、５０、１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００、９００、１，０００、またはそれを上回るマーカ等、任意の好適な数の離散マーカを含むことができる。

【0198】

使用の間、グリッド２１０２ａは、マーカ２１０６のいくつかまたは全てが検出器の視野内にあるように、検出器の表面に隣接して、またはその近傍に設置されることができる。グリッド２１０２ａは、一時的に、クリップ、ブラケット、クランプ、吸着カップ、Ｖｅｌｃｒｏ（登録商標）ストラップ、ゴムバンド、磁石、または任意の他の好適な取付機構を介して、検出器に結合されることができる。随意に、グリッド２１０２ａおよび／または検出器は、１つまたはそれを上回る整合マーカを含むことができ、したがって、グリッド２１０２ａは、一貫した位置および／または配向において、検出器に結合されることができる。

【0199】

いくつかの実施形態では、グリッド２１０２ａは、検出器に接続される、取付デバイスに結合される。例えば、図１７Ａ－１７Ｅの取付デバイス１７０２ａは、グリッド２１０２ａを検出器に搭載するために使用されることができる。そのような実施形態では、取付デバイス１７０２ａは、検出器に結合されることができ、グリッド２１０２ａは、取付デバイス１７０２ａのフレーム１７０８の中に挿入される、または別様に、それに結合されることができる。歪曲補正プロセスが完了された後、グリッド２１０２ａは、取付デバイス１７０２ａを定位置に残したまま、フレーム１７０８から除去されることができる、または取付デバイス１７０２ａおよびグリッド２１０２ａは、ともに除去されることができる。

【0200】

随意に、グリッド２１０２ａは、運動センサ（例えば、ＩＭＵ）および／または放射線センサ（例えば、フォトダイオード）等の機能的構成要素を含むことができる。運動センサおよび放射線検出器は、上記に議論されるように、撮像アームの姿勢を追跡し、姿勢データを入手された画像に時間的に同期させるために使用されることができる。これらの構成要素は、検出器の視野を不明瞭にすることを回避するために、グリッド２１０２ａの周辺部分内に埋設される、または別様に、そこに結合されることができる。しかしながら、他の実施形態では、グリッド２１０２ａは、運動センサおよび／または放射線センサを具備しないこともできる。

【0201】

図２１Ｂ－２１Ｄは、本技術の実施形態に従って構成される、付加的基点マーカグリッド２１０２ｂ－２１０２ｄの正面図である。グリッド２１０２ｂ－２１０２ｄは、概して、図２１Ａのグリッド２１０２ａに類似することができる。故に、グリッド２１０２ｂ－２１０２ｄの議論は、図２１Ａのグリッド２１０２ａと異なる、それらの特徴に限定されるであろう。

【0202】

最初に、図２１Ｂを参照すると、グリッド２１０２ｂ内のマーカ２１０６は、中心部分２１０８が周辺部分２１１０と異なるパターンを有するように配列される。本アプローチは、グリッド２１０２ｂの中心部分２１０８の自動化された識別を促進することができ、これは、歪曲補正パラメータを計算するための最適化プロセスを簡略化することができる。図２１Ｂでは、例えば、中心部分２１０８における５つのマーカ２１０６は、放射線高密度または放射線不透過性線と接続され、十字形状を形成する。図２１Ｃでは、グリッド２１０２ｃの中心部分２１０８における中心マーカ２１０６は、中心部分２１０８が周辺部分２１１０より低いマーカ密度を有するように、既知の半径方向距離だけ他のマーカ２１０６から離間される。図２１Ｄでは、グリッド２１０２ｄの中心部分２１０８は、中心部分２１０８が周辺部分２１１０より高いマーカ密度を有するように、付加的マーカ２１０６を含む。代替として、または組み合わせて、他のタイプのパターン、形状、幾何学形状等も、中心部分２１０８を周辺部分２１１０から区別するために使用されることができる。

【0203】

再び図２０を参照すると、方法２０００の幾何学的較正プロセスは、手動回転の間、撮像装置の幾何学形状を特性評価することを含むことができる。いくつかの実施形態では、幾何学的較正が、撮像装置の機械的不安定性のため、要求され、これは、上記に説明されるように、回転の間、偏移および／または他の非均一運動につながり得る。例えば、手動回転は、撮像アームをＣＢＣＴ撮像目的のための理想的回転経路（例えば、単一平面、円形回転経路）から逸脱させ得る。加えて、撮像装置の構成要素は、手動回転の間、偏移し得、例えば、検出器の内部構成要素は、外側筐体に対して偏移し得る。そのような内部移動は、外部に設置されたセンサ（例えば、検出器筐体に結合される、ＩＭＵ）を使用して検出することが困難または不可能であり得、したがって、画像ベースの較正プロセスを要求し得る。いくつかの実施形態では、回転の間の幾何学形状の変化は、撮像装置によって入手された投影画像を誤整合させ（例えば、回転中心が画像間で偏移する）、これは、３Ｄ再構成の品質および正確度に悪影響を及ぼし得る。

【0204】

故に、方法２０００は、後続回転の間に生じ得る、逸脱および／または他の移動を決定するために、種々の回転位置において撮像装置の幾何学形状を決定することを含むことができる。決定された幾何学形状に基づいて、方法２０００は、投影画像を調節し、回転の間の幾何学形状の変化を補償するために使用され得る、幾何学的較正パラメータのセットを算出することができる。例えば、幾何学的較正パラメータは、投影画像に適用されると、撮像装置の望ましくない移動に起因して画像内に存在する、任意の不整合を補正する、変換のセットを表すことができる。

【0205】

ブロック２００６では、方法２０００は、第２の基点マーカのセット（「第２の基点マーカ」）の第２の画像を取得することを含む。第２の基点マーカは、既知の３Ｄ構成でファントム内に位置付けられる、放射線高密度または放射線不透過性ビーズ、軸受等であることができる。第２の画像は、撮像アームがファントムに対して複数の異なる姿勢に手動で回転されるにつれて、検出器によって入手された２Ｄ投影画像であることができる。いくつかの実施形態では、ファントムは、撮像アームのアイソセンタまたはその近傍に位置付けられ、撮像アームは、ファントムの周囲で（例えば、プロペラ回転方向に）手動で回転され、ファントムの第２の画像を複数の異なる回転角度から取得する。各第２の画像は、図１５－１８Ｅの実施形態等、本明細書のいずれかの場所に説明されるデバイスおよび技法のいずれかを使用して、撮像アームの対応する姿勢と関連付けられることができる。姿勢が基点マーカボード（例えば、図１８Ａ－１８Ｅの基点マーカボード１８００－１８３０）を使用して決定される、実施形態では、ファントムは、既知の空間構成において（例えば、スタンドを使用して、手術台上の固定された場所において等）、基点マーカボード上に搭載される、または別様に、それに結合されることができる。

【0206】

ブロック２００８では、方法２０００は、第２の画像に基づいて、幾何学的較正パラメータのセットを決定することに継続する。第２の画像は、分析のためのコンピューティングデバイス（例えば、図１Ａのコンピューティングデバイス１３０）に伝送されることができる。いくつかの実施形態では、コンピューティングデバイスは、最初に、ブロック２００４において決定された歪曲補正パラメータを使用して、第２の画像内に存在する任意の画像歪曲を補正する。コンピューティングデバイスは、次いで、第２の画像を分析し、第２の画像内の第２の基点マーカの場所を検出することができる（例えば、当業者に公知の画像処理および／またはコンピュータビジョン技法を使用して）。続いて、コンピューティングデバイスは、第２の基点マーカの撮像された場所およびファントム内の第２の基点マーカの既知の３Ｄ構成を使用して、とりわけ、貫通点、歪曲度、ピッチ、ロール、チルト、および／または源／検出器間距離等、回転の間の撮像装置の幾何学形状を決定することができる。例えば、貫通点は、撮像アームの回転中心および／または画像データ内の参照座標系の中心を表すことができる。撮像装置の幾何学形状は、当業者に公知の画像ベースの幾何学的較正アルゴリズムを使用して、決定されることができる。

【0207】

続いて、幾何学的較正パラメータは、撮像装置の決定された幾何学形状に基づいて、算出されることができる。上記に議論されるように、幾何学的較正パラメータは、撮像装置の各回転角度における投影画像を調節し、存在する任意の不整合を補正するための変換（例えば、回転、平行移動、変形等の剛性および／または非剛性変換）のセットを表すことができる。例えば、撮像装置の貫通点が、撮像アームの特定の角度に関して偏移する場合、その角度において入手された投影画像は、対向方向に偏移され、貫通点を再整合させることができる。決定された幾何学的較正パラメータは、下記にさらに詳細に議論されるように、画像再構成に備えて、個々に、各画像に適用され、画像を再整合させることができる。

【0208】

図２２Ａは、本技術の実施形態に従って構成される、基点マーカファントム２２０２ａの斜視図である。ファントム２２０２ａは、例えば、図２０のブロック２００６－２００８に関して上記に説明されるように、撮像装置のための幾何学的較正を実施するために使用されることができる。ファントム２２０２ａは、複数の基点マーカ２２０６を含有する、基板２２０４を含む。基板２２０４は、放射線透過性材料（例えば、ＡＢＳ）から作製されることができ、３Ｄ印刷または他の好適な技法を使用して製造されることができる。図示される実施形態では、基板２２０４は、伸長円筒形状を有する。基板２２０４は、７ｃｍ～２５ｃｍの範囲内の長さと、７ｃｍ～２５ｃｍの範囲内の直径とを有することができる。随意に、基板２２０４は、中空であることができ、側壁厚は、０．５ｃｍ～５ｃｍの範囲内である。しかしながら、他の実施形態では、基板２２０４の幾何学形状（例えば、サイズ、形状）は、所望に応じて、変動されることができ、例えば、基板２２０４は、円筒形ではなく、長方形であることができる、基板２２０４は、中空ではなく、中実であることができる等である。

【0209】

マーカ２２０６は、鋼鉄または他の金属材料等の放射線高密度または放射線不透過性材料から作製される、ビーズ、軸受、平坦化されたディスク等であることができる。マーカ２２０６は、既知の空間場所において、ファントム２２０２ａ内に埋設されることができる。図示される実施形態では、例えば、マーカ２２０６は、基板２２０４の第１の端部２２０８および第２の端部２２１０において、２つの平行円形に配列される。本配列は、当業者に公知の技法に従って、直径方向に対向するマーカ２２０６を接続し、接続の交点を決定することによって、貫通点がファントム２２０２ａの画像内で自動的に識別されることを可能にすることができる。しかしながら、他の実施形態では、マーカ２２０６は、異なる幾何学形状に配列されることができ、および／または基板２２０４内の異なる場所（例えば、第１および第２の端部２２０８、２２１０間）に位置付けられることができる。

【0210】

図２２Ｂは、本技術の実施形態に従って構成される、別の基点マーカファントム２２０２ｂの斜視図である。ファントム２２０２ｂは、ファントム２２０２ｂが、撮像装置の貫通点を表す、中心マーカ２２１２を含むことを除き、概して、図２２Ａのファントム２２０２ａに類似することができる。中心マーカ２２１２は、銅または別の金属等の放射線高密度または放射線不透過性材料から作製される、ビーズ、軸受等であることができる。中心マーカ２２１２の使用は、貫通点の場所が、他のマーカ（例えば、マーカ２２０６）の場所から間接的に計算されるのではなく、直接、画像データ内で識別されることを可能にするため、有利であり得る。図２２Ａは、基板２２０４の第１および第２の端部２２０８、２２１０におけるマーカ２２０６とともに、中心マーカ２２１２を含むように、ファントム２２０２ｂを描写するが、他の実施形態では、マーカ２２０６は、中心マーカ２２１２がファントム２２０２ｂ内の唯一のマーカであるように、省略されることができる。

【0211】

図２２Ｃは、本技術の実施形態による、ファントム２２０２ｂを形成するために使用され得る、アセンブリ２２１４の斜視図である。アセンブリ２２１４は、中心マーカ２２１２を搬送する、伸長シャフト２２１６（例えば、ロッド、ペグ、管等）を含む。伸長シャフト２２１６は、中心マーカ２２１２を受容するための陥凹とともに、付加製造（例えば、３Ｄ印刷）を介して、形成されることができる、または中心マーカ２２１２は、付加製造プロセスの間、伸長シャフト２２１６内の適切な場所に堆積される、または別様に、形成されることができる。

【0212】

伸長シャフト２２１６は、第１のディスク２２１８および第２のディスク２２２０に接続されることができる。第１および第２のディスク２２１８、２２２０は、伸長シャフト２２１６の対向端またはその近傍に位置することができる。第１および第２のディスク２２１８、２２２０は、単一一体型構成要素として、伸長シャフト２２１６と一体的に形成されることができる（例えば、付加製造を介して）。代替として、第１および第２のディスク２２１８、２２２０は、締結具、接着剤、接合等を介して、伸長シャフト２２１６に結合される、離散構成要素であることができる。例えば、第１および第２のディスク２２１８、２２２０はそれぞれ、中心孔を含むことができ、伸長シャフト２２１６の端部は、孔の中に嵌合し、アセンブリ２２１４を形成することができる。

【0213】

図２２Ｂおよび２２Ｃをともに参照すると、ファントム２２０２ｂを組み立てるために、伸長シャフト２２１６は、基板２２０４の中空内部空洞の中に位置付けられることができる。伸長シャフト２２１６は、伸長シャフト２２１６が基板２２０４の第１の端部２２０８から基板２２０４の第２の端部２２１０まで延在するように、基板２２０４の長さと同じまたは類似する長さを有することができる。第１および第２のディスク２２１８、２２２０が伸長シャフト２２１６から分離可能である、実施形態では、第１および第２のディスク２２１８、２２２０は、次いで、それぞれ、基板２２０４の第１および第２の端部２２０８、２２１０にわたって位置付けられ、伸長シャフト２２１６に接続されることができる。第１および第２のディスク２２１８、２２２０は、部分的または完全に、基板２２０４の第１および第２の端部２２０８、２２１０を被覆するように定寸されることができる。例えば、第１および第２のディスク２２１８、２２２０はそれぞれ、それぞれ、第１および第２の端部２２０８、２２１０の直径と同じまたは類似する、直径を有することができる。随意に、第１および第２のディスク２２１８、２２２０は、締結具（例えば、スナップ）、接着剤（例えば、テープ）、または任意の他の好適な技法を使用して、基板２２０４に取り付けられ、中心マーカ２２１２がファントム２２０２ｂの中心に位置付けられることを確実にすることができる。

【0214】

図２２Ｄは、本技術の実施形態に従って構成される、基点マーカファントム２２０２ｃの斜視図である。ファントム２２０２ｃは、ファントム２２０２ｂが、基板２２０４の第１および第２の端部２２０８、２２１０における個々のマーカではなく、リング２２２２を含むことを除き、概して、図２２Ａのファントム２２０２ｂに類似することができる。ある状況では、リング２２２２等の持続的構造は、離散マーカより投影画像内で識別することが容易であり得、これは、較正プロセスの正確度を改良することができる。リング２２２２は、放射線高密度または放射線不透過性（例えば、金属）材料から作製されることができる。リング２２２２は、基板２２０４の直径と同じまたは類似する直径を有することができ、１ｍｍ～５ｍｍの範囲内の厚さを有することができる。リング２２２２は、多くの異なる方法で形成されることができる。例えば、リング２２２２は、基板２２０４に結合され、ファントム２２０２ｃを形成する、離散構成要素であることができる。そのような実施形態では、基板２２０４の第１および第２の端部２２０８、２２１０は、リング２２２２を受容するための溝を含むことができる。代替として、リング２２２２は、その中で材料が適切な場所において基板２２０４の中に堆積される、付加製造プロセスを使用すること等によって、基板２２０４と一体的に形成されることができる。

【0215】

再び図２０を参照すると、方法２０００の種々のステップは、撮像手技の前および／または間の異なる時間において、実施されることができる。例えば、ブロック２００２および２００４の歪曲補正プロセスは、撮像装置がｍｒＣＢＣＴ撮像のために使用される前に、最初に、実施されることができる。ブロック２００４において決定された歪曲補正パラメータは、歪曲補正プロセスが再び実施される必要はないように、同一撮像装置を使用して実施される、後続ｍｒＣＢＣＴ手技のために再使用されることができる。例えば、歪曲補正パラメータは、例えば、ＩＭＵまたは他のセンサを使用して、後続画像に補間または外挿され、ある回転角度における記憶された歪曲補正パラメータを後続画像内の類似角度と相関させることができる。しかしながら、他の実施形態では、歪曲補正プロセスは、同一撮像装置のために周期的に実施される（例えば、１週間、１ヶ月、６ヶ月、１年毎に１回等）、撮像設定の有意な変化が存在するときに実施される（例えば、検出器が交換される場合、撮像装置が異なる環境に移動される場合）、またはさらに、撮像装置が使用される度に実施されることもできる。代替として、殆どまたは全く画像歪曲が観察されない、実施形態では（例えば、平坦パネル検出器が使用されるとき）、ブロック２００２および２００４の歪曲補正プロセスは、完全に省略されることができる。

【0216】

同様に、ブロック２００６および２００８の幾何学的較正プロセスは、撮像装置がｍｒＣＢＣＴ撮像のために使用される前に、最初に、例えば、撮像装置のための歪曲補正を実施後、実施されることができる。ブロック２００８において決定された幾何学的較正パラメータは、幾何学的較正プロセスが再び実施される必要はないように、同一撮像装置を使用して実施される後続ｍｒＣＢＣＴ手技のために再使用されることができる。しかしながら、他の実施形態では、幾何学的較正プロセスは、周期的に同一撮像装置のために実施される（例えば、１週間、１ヶ月、６ヶ月、１年毎に１回等）、撮像設定の有意な変化が存在するときに実施される、またはさらに、撮像装置が使用される度に実施されることもできる（例えば、医療手技が実施される前に１回）。随意に、ブロック２００６および２００８の幾何学的較正プロセスは、完全に省略されてもよい。

【0217】

再び図１９を参照すると、ブロック１９０６では、方法１９００は、画像を入手し、３Ｄ再構成を画像から生成することに継続する。本明細書のいずれかの場所に説明されるように、ブロック１９０６のプロセスは、撮像アームを自動的に回転させるための任意のモータ、アクチュエータ等を欠いている、手動動作式撮像装置を使用して、患者の生体構造内の標的の手技中ｍｒＣＢＣＴ撮像を実施するために使用されることができる。ブロック１９０６の撮像プロセスの一部として実施され得る、画像入手および再構成方法の代表的実施例は、図２１Ａおよび２１Ｂを参照して下記に説明される。

【0218】

図２３Ａは、本技術の実施形態による、解剖学的領域を撮像するための方法２３００を図示する、ブロック図である。方法２３００のステップのいくつかまたは全ては、図１９の方法１９００のブロック１９０６の画像入手および再構成プロセスの一部として実施されることができる。方法２３００は、ブロック２３０２から開始し、撮像アームを複数の異なる姿勢に手動で回転させる。上記に記載されるように、撮像アームは、図１Ａの撮像装置１０４等の撮像装置の一部であることができる。例えば、撮像装置は、移動型Ｃアーム装置であることができ、撮像アームは、移動型Ｃアーム装置のＣアームであることができる。撮像アームは、プロペラ回転方向等の任意の好適な方向に沿って、患者の標的解剖学的領域の周囲で回転されることができる。いくつかの実施形態では、撮像アームは、標的解剖学的領域に対して複数の異なる姿勢（例えば、角度）に手動で回転される。撮像アームは、ＣＢＣＴ撮像を実施するために十分に大きい、弧を通して回転されることができる。例えば、弧は、少なくとも９０°、１００°、１１０°、１２０°、１３０°、１４０°、１５０°、１６０°、１７０°、１８０°、１９０°、２００°、２１０°、２２０°、２３０°、２４０°、２５０°、２６０°、２７０°、２８０°、２９０°、３００°、３１０°、３２０°、３３０°、３４０°、３５０°、または３６０°であることができる。

【0219】

ブロック２３０４では、方法２３００は、手動回転の間に取得される複数の画像を受信することに継続する。画像は、撮像アームによって搬送される、検出器（例えば、画像増感器または平坦パネル検出器）によって生成される、２Ｄ投影画像であることができる。方法２３００は、少なくとも５０、１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００、９００、または１，０００枚の画像等、任意の好適な数の画像を生成することを含むことができる。画像は、少なくとも５枚の画像／秒、１０枚の画像／秒、２０枚の画像／秒、３０枚の画像／秒、４０枚の画像／秒、５０枚の画像／秒、または６０枚の画像／秒のレートで生成されることができる。いくつかの実施形態では、画像は、画像のいくつかまたは全てが撮像アームの異なる姿勢で取得されるように、撮像アームが複数の異なる姿勢を通して手動で回転される間、生成される。

【0220】

ブロック２３０６では、方法２３００は、手動回転の間、撮像アームの姿勢データを受信することを含むことができる。姿勢データは、本明細書に説明される技法およびデバイスのいずれかを使用して、生成されることができる。例えば、姿勢データは、撮像アームに（例えば、検出器に）、支持アームに、またはそれらの組み合わせに結合される、ＩＭＵまたは別の運動センサ等の少なくとも１つのセンサからのセンサデータに基づいて生成されることができる。センサデータは、手動回転の間、種々の時間において、処理され、撮像アームの姿勢を決定することができる。上記に記載されるように、撮像アームの姿勢は、患者の近傍に位置付けられる基点マーカボードまたは他の参照物体を使用せずに、推定されることができる。しかしながら、他の実施形態では、姿勢データは、図１８Ａ－１８Ｅを参照して上記に説明される実施形態等の基点マーカボードを使用して、決定されることができる。そのような実施形態では、基点マーカボードは、撮像装置に対して既知の空間構成（例えば、較正の間に使用される同一空間構成）において、手術台上に位置付けられることができる。

【0221】

随意に、ブロック２３０６の姿勢データはまた、手動回転の速度、平滑度、および／または他の特性に関して、フィードバックをユーザに提供するために使用されることができる。例えば、撮像アームが、あまりにゆっくりと回転されている場合（例えば、推定される総回転時間が、３０秒より長くかかるであろう、および／または撮像装置のための自動シャットオフ時間を超えるであろう場合）、コンピューティングデバイスは、アラート（例えば、画像、テキスト、音等）を出力し、ユーザに回転速度を増加させるように命令し得る。逆に言えば、撮像アームが、あまりに速く回転されている場合、アラートは、ユーザに、減速させるように命令し得る。別の実施例として、コンピューティングデバイスは、画像入手のための標的速度値または範囲および撮像アームの実際の速度を表示し得る。標的速度値または範囲は、１秒～２０秒の範囲内の回転時間等、改良された画質のための所定の総回転時間に基づくことができる。いくつかの実施形態では、回転速度のグラフィカル表現が、オペレータに、回転の間、リアルタイムフィードバックを与えるために、例えば、現在の回転速度を増加させる、減少させる、または維持するために表示される。例えば、表現は、回転が適切な速度にあるとき、第１のインジケータを、速度が速すぎるとき、第２のインジケータ（例えば、赤色インジケータ）を、速度が遅すぎるとき、第３のインジケータ（例えば、緑色インジケータ）等を示すことができる。

【0222】

ブロック２３０８では、方法２３００は、ブロック２３０４において受信された画像と、ブロック２３０６において受信された姿勢データとに基づいて、３Ｄ再構成を生成することを含む。３Ｄ再構成プロセスは、フィルタ処理された逆投影アルゴリズム、反復再構成アルゴリズム、または当業者に公知の他の好適なアルゴリズム等の画像再構成アルゴリズムの中に画像を入力することを含むことができる。随意に、画像は、例えば、較正パラメータを適用し、歪曲アーチファクトを除去し、不整合を補正し、および／または他の調節を行い、再構成のための画像を調製することによって、アルゴリズムの中に入力される前に処理されることができる。３Ｄ再構成を生成するための方法の代表的実施例は、図２３Ｂに関連して下記に議論される。

【0223】

図２３Ｂは、本技術の実施形態による、３Ｄ再構成を複数の画像から生成するための方法２３２０を図示する、フロー図である。方法２３２０のプロセスのいくつかまたは全ては、図２３Ａの方法２３００のブロック２３０８の一部として実施されることができる。方法２３２０は、ブロック２３１２から開始し、各画像と姿勢データを関連付ける。上記に議論されるように、姿勢データは、各画像が画像が取得された時間またはその近傍における撮像アームの対応する姿勢（例えば、回転角度）と関連付けられるように、撮像装置によって生成された投影画像と時間的に同期されることができる。

【0224】

ブロック２３１４では、方法２３２０は、１つまたはそれを上回る歪曲補正パラメータを画像のいくつかまたは全てに適用することを含むことができる。上記に議論されるように、歪曲補正パラメータは、例えば、画像増感器の使用に起因して画像内に存在する、歪曲を低減または排除するために、画像に適用されることができる。歪曲補正パラメータは、以前の較正プロセス（例えば、図２０のブロック２００４のプロセス）において決定された、パラメータであることができる。いくつかの実施形態では、歪曲補正パラメータは、撮像アームの角度毎に、パラメータのセットを記録する、ルックアップテーブル（または類似データ構造）として記憶される。故に、特定の画像内の歪曲を補正するために、画像入手時の撮像アームの角度（「標的角度」）は、本明細書に説明される技法のいずれかを使用して決定されることができる。標的角度に対応する、記憶された歪曲補正パラメータは、次いで、ルックアップテーブルから読み出されることができる。標的角度が、ルックアップテーブル内のエントリのいずれにも合致しない場合、歪曲補正パラメータは、他のパラメータ、例えば、標的角度に最も近い角度に関して記憶された歪曲補正パラメータから補間または外挿されることができる。

【0225】

ブロック２３１６では、方法２３２０は、１つまたはそれを上回る幾何学的較正パラメータを画像のいくつかまたは全てに適用することを含むことができる。上記に議論されるように、幾何学的補正パラメータは、例えば、単一平面のアイソセンタ軌跡から逸脱する、撮像アームの運動に起因して画像内に存在する、任意の不整合を補正するために、画像に適用されることができる。歪曲補正パラメータは、以前の較正プロセス（例えば、図２０のブロック２００８のプロセス）において決定された、パラメータであることができる。いくつかの実施形態では、幾何学的較正パラメータは、撮像アームの角度毎にパラメータのセットを記録する、ルックアップテーブル（または類似データ構造）として記憶される。故に、特定の画像を調節するとき、画像入手時の撮像アームの角度（「標的角度」）は、本明細書に説明される技法のいずれかを使用して、決定されることができる。標的角度に対応する、記憶された幾何学的較正パラメータが、次いで、ルックアップテーブルから読み出される。標的角度が、ルックアップテーブル内のエントリのいずれにも合致しない場合、幾何学的較正パラメータは、他のパラメータ、例えば、標的角度に最も近い角度に関して記憶された幾何学的較正から補間または外挿されることができる。幾何学的較正パラメータは、したがって、基点マーカファントムまたは他の物理的較正参照を使用することが実行不可能である、状況において、画像を補正するために使用されることができる。

【0226】

いくつかの実施形態では、ブロック２３１４の歪曲補正パラメータおよび／またはブロック２３１６の幾何学的較正パラメータは、撮像アームの姿勢データに基づいて調節される。これらの調節は、較正設定からの任意の逸脱を考慮するために行われることができる。例えば、患者撮像の間の撮像アームの実際の回転軌跡（「撮像軌跡」）は、図２０に関して議論されるように、撮像装置のための較正パラメータを決定するときの撮像装置の回転軌跡（「較正軌跡」）と異なり得る。撮像軌跡が、較正軌跡から有意に逸脱する場合、元々のパラメータは、もはや画像歪曲および／または画像不整合を補正するために十分ではあり得ない。

【0227】

故に、方法２３２０はさらに、撮像軌跡が、例えば、チルト、ピッチ、ロール、または任意の他の好適な測定値に対して、較正軌跡から有意に逸脱するかどうかを検出することを含むことができる。逸脱は、例えば、較正軌跡における値と撮像軌跡における値の差異の大きさが、較正軌跡における値の少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、または５０％である場合、有意と見なされ得る。逸脱は、撮像軌跡の間の撮像装置の姿勢データ（例えば、図２３Ａのブロック２３０６の姿勢データ）と較正軌跡の間の撮像装置の姿勢データ（例えば、図２０の方法２０００の間に決定された姿勢データ）を比較することによって検出されることができる。

【0228】

有意な逸脱が、検出される場合、方法２３２０は、歪曲補正パラメータおよび／または幾何学的較正パラメータを更新または別様に修正し、これらの逸脱を考慮することを含むことができる。更新は、歪曲補正パラメータにのみ、幾何学的較正パラメータにのみ、または両方のパラメータのセットに行われることができる。更新は、当業者に公知の技法に従って、撮像アームの姿勢データおよび撮像装置の既知の幾何学形状に基づいて決定されることができる。例えば、撮像アームが、較正軌跡内の９０°角度位置において、１．５°の前方チルトを呈したが、撮像軌跡内の９０°角度位置において、２．０°の前方チルトを呈した場合、９０°角度位置またはその近傍で取得される、画像のための幾何学的較正パラメータは、更新され、前方チルトの差異を補償することができる。更新された幾何学的較正パラメータは、検出された逸脱が撮像装置の幾何学形状に（例えば、貫通点、歪曲度、ピッチ、ロール、チルト、および／または源／検出器間距離に対して）影響を及ぼす程度を決定し、幾何学形状の変化によって生じられる付加的画像不整合の量および／または方向を決定し、次いで、付加的不整合を補正するであろう、パラメータを決定することによって、算出されることができる。

【0229】

ブロック２３１８では、方法２３２０は、当業者に公知の技法に従って、３Ｄ再構成を画像から生成することに継続することができる。例えば、３Ｄ再構成は、フィルタ処理された逆投影、反復再構成、および／または他の好適なアルゴリズムを使用して、生成されることができる。随意に、画像補間もまた、適切な場合、再構成プロセスに適用され、画像入手角度の低減された数から生じる、画像雑音を低減させることができる。

【0230】

図２３Ｂの方法２３２０は、所望に応じて、多くの異なる方法において、修正されることができる。例えば、他の実施形態では、ブロック２３１４は、例えば、撮像装置が、平坦パネル検出器を使用する、または別様に、それほど画像歪曲を生じることが予期されない場合、省略されることができる。別の実施例として、ブロック２３１６は、画像が、有意に誤整合されることが予期されない場合、省略されることができる。加えて、方法２３２０は、図２３Ｂには示されない、他の画像前処理ステップを含むことができる。

【0231】

再び図２３Ａを参照すると、ブロック２３１０では、方法２３００は、随意に、３Ｄ再構成のグラフィカル表現を出力することを含むことができる。グラフィカル表現は、出力デバイス（例えば、図１Ａのディスプレイ１３２および／または二次ディスプレイ１３４）上に表示され、医療手技を実施する際、指針をユーザに提供することができる。いくつかの実施形態では、グラフィカル表現は、例えば、３Ｄモデルまたは他の仮想レンダリングとして提示される、ブロック２３０８において生成された３Ｄ再構成を含む。代替として、または組み合わせて、グラフィカル表現は、３Ｄ再構成から導出される、２Ｄ画像（例えば、２Ｄ軸方向、冠状、および／または矢状スライス）を含むことができる。

【0232】

いくつかの実施形態では、ユーザは、グラフィカル表現を視認し、医療ツールが標的場所に位置付けられているかどうかを確認する。例えば、グラフィカル表現は、生検器具が着目結節または病変内に位置付けられているかどうかを照合するために使用されることができる。別の実施例として、グラフィカル表現は、アブレーションデバイスがアブレートされるべき組織またはその近傍に位置付けられているかどうかを決定するために使用されることができる。ツールが、適切に位置付けられる場合、ユーザは、医療手技を実施することを進めることができる。グラフィカル表現が、ツールが標的場所にないことを示す場合、ユーザは、ツールを再位置付けし、次いで、方法２３００のステップのいくつかまたは全てを繰り返し、生体構造内のツールおよび／または標的の新しい３Ｄ再構成を生成することができる。

【0233】

再び図１９を参照すると、方法１９００は、随意に、図１９には示されない、付加的プロセスを含むことができる。例えば、いったんブロック１９０４の較正プロセスが、完了されると、方法１９００は、随意に、撮像アームの入手前回転を実施することを含むことができる。入手前回転は、手動回転の軌跡および品質に関するフィードバックをユーザに提供するために、「練習」回転としての役割を果たすことができる。フィードバックは、手動回転および／または撮像装置設定の安定、軌跡、速度、品質、および／または他の側面を調節するために使用されることができる。いくつかの実施形態では、入手前回転に関連するプロセスのいくつかまたは全ては、任意の放射線を伴わずに実施され、患者の放射線暴露を低減させる。入手前プロセスの一部として実施され得る、方法の代表的実施例は、図２４を参照して下記に説明される。

【0234】

図２４は、本技術の実施形態による、画像入手のために撮像装置を調製する方法２４００を図示する、フロー図である。方法２４００は、図１９のブロック１９０６の画像入手および再構成プロセスの前に実施されることができる。方法２４００は、ブロック２４０２から開始し、撮像装置の視野と解剖学的領域内の標的を整合させることができる。いくつかの実施形態では、３Ｄ再構成内の視野は、投影画像内の視野より有意に小さい。故に、ブロック２４０２の整合プロセスは、標的部位が最終ＣＢＣＴ画像内で可視であろうことを確実にするために実施されることができる。いくつかの実施形態では、整合プロセスは、撮像装置が安定および／または較正された後に実施される。しかしながら、他の実施形態では、ブロック２４０２の整合プロセスは、随意であって、省略されてもよい。

【0235】

いくつかの実施形態では、ブロック２４０２の整合プロセスは、側方および／または前頭方向投影画像等の患者の生体構造の１つまたはそれを上回る試験画像を取得することを含む。コンピューティングデバイスは、次いで、試験画像を処理し、画像再構成内に存在するであろう、画像場所を識別することができる。例えば、コンピューティングデバイスは、画像再構成のより小さい視野を表す、インジケータ（例えば、円形または他の形状、陰影、矢印）を試験画像上にオーバーレイすることができる。別の実施例として、コンピューティングデバイスは、試験画像の一部をクロッピングまたは別様に除去し、画像再構成内で可視ではないであろう、場所を除去することができる。故に、ユーザは、処理された試験画像を視認し、標的が画像再構成内で可視であろうかどうかを決定することができる。標的が、可視ではないであろう場合、オペレータは、撮像装置および／または患者の位置付けを調節することができ、新しい試験画像を入手することができる。

【0236】

ブロック２４０４では、方法は、撮像装置の撮像アームを複数の異なる姿勢に手動で回転させることに継続することができる。手動回転は、その間実際の画像入手が生じるであろう、条件と同じまたは類似する、条件下で実施されることができる。例えば、撮像装置は、すでに、上記に議論されるように、安定、較正、および／または整合されているとされ得る。ユーザは、少なくとも９０°、１００°、１１０°、１２０°、１３０°、１４０°、１５０°、１６０°、１７０°、１８０°、１９０°、２００°、２１０°、２２０°、２３０°、２４０°、２５０°、２６０°、２７０°、２８０°、２９０°、３００°、３１０°、３２０°、３３０°、３４０°、３５０°、または３６０°の範囲にわたって、プロペラ回転等、実際の画像を生成するために使用されるであろう、回転軌跡に沿って、撮像アームを回転させることができる。

【0237】

ブロック２４０６では、方法２４００は、ブロック２４０４の手動回転の間、撮像アームの姿勢データを受信することに継続する。姿勢データは、本明細書に説明されるデバイスおよび技法のいずれかを使用して、生成されることができる。例えば、撮像アームの姿勢は、撮像アームに結合される、運動センサを使用して、決定されることができる。姿勢データは、記憶および処理のために、好適なコンピューティングデバイス（例えば、図１Ａのコンピューティングデバイス１３０）に伝送されることができる。

【0238】

ブロック２４０８では、方法２４００は、ブロック２４０６の姿勢データと較正姿勢データを比較することを含むことができる。較正姿勢データは、以前の較正プロセス（例えば、図２０の幾何学的較正プロセス）の一部として実施される、手動回転の間の撮像アームの姿勢データを含むことができる。較正姿勢データは、以前の較正回転の間の撮像アームの軌跡および／または速度を示すことができる。いくつかの実施形態では、実際の画像入手の間にユーザによって実施される手動回転の特性は、画像再構成の品質を改良するために、較正回転の特性に可能な限り近くあるべきである。故に、ブロック２４０８では、コンピューティングデバイスは、姿勢データを分析し、入手前回転が、軌跡、速度、安定（例えば、発振、偏移、または他の望ましくない運動の不在）等に対して、較正回転から有意に逸脱するかどうかを決定することができる。

【0239】

ブロック２４１０では、方法２４００は、ブロック２４０８において実施される比較に基づいて、フィードバックを生成し、および／または調節を撮像装置に行うことを含むことができる。例えば、コンピューティングデバイスは、入手前回転が較正回転から逸脱する程度について、フィードバックをユーザに提供することができる。コンピューティングデバイスはまた、較正回転により緊密に準拠する、または別様に、撮像装置の動作を改良するために、回転および／または撮像装置を調節する方法に関して、推奨を提供することができる。例えば、撮像装置が、較正回転と比較して、入手前回転においてほど良好に安定されなかった場合、ユーザは、例えば、さらなるシム構造を追加する、シム構造のタイプおよび／または場所を変化させる、回転の間に力が印加される場所を改変する、または本明細書に説明される他のアプローチのいずれかによって、安定性を改良するために使用される、安定技法を調節することができる。別の実施例として、撮像アームが、較正回転における位置付けと異なるようにチルトまたは別様に位置付けられる場合、コンピューティングデバイスは、ユーザが、適宜、撮像アームを調節することを推奨することができる。さらに別の実施例では、フィードバックはまた、入手前回転が、十分に平滑で、均一（例えば、円形）で、および／または画像入手目的のために適切な速度であるかどうかを示すことができる。

【0240】

いくつかの実施形態では、コンピューティングデバイスは、適切な調節を行う際、グラフィカルユーザインターフェースを出力し、オペレータを誘導することができる。例えば、インターフェースは、推奨される調節を表示するインジケータ（例えば、矢印）とともに、撮像装置の仮想表現を示すことができる。代替として、または組み合わせて、インターフェースは、撮像装置および／または回転軌跡に対して行われるべき調節を説明する、テキスト命令を出力することができる。いくつかの実施形態では、インターフェースは、ユーザが調節を行うにつれて、（例えば、ＩＭＵおよび／または他のセンサデータからの）撮像アームの実際の位置および／または配向等のリアルタイムフィードバックを表示し、したがって、ユーザは、標的化された位置および／または配向に到達したかどうかを確認することができる。随意に、インターフェースはまた、手動回転の間、アラート、警告、または他のフィードバック（例えば、「回転が速すぎる」、「撮像アームが極端に左にある」）を出力することができ、したがって、ユーザは、回転軌跡および／または速度をリアルタイムで調節することができる。

【0241】

図２４の方法２４００は、所望に応じて、多くの異なる方法において、修正されることができる。例えば、方法２４００のプロセスのいくつかまたは全ては、複数回、実施され、例えば、ユーザが手動回転を適切に実施するおよび／または撮像装置が標的の画像を入手するために適切に設定されることを確実にすることができる。いくつかの実施形態では、ブロック２４０４、２４０６、２４０８、および／または２４１０のプロセスのいくつかまたは全ては、入手前回転が十分に較正回転に近づくまで、繰り返される。別の実施例として、ブロック２４０２における試験画像を入手および精査するプロセスは、ユーザが標的が画像再構成目的のために適切に整合されることを確認するまで、繰り返されることができる。さらに、ブロック２４０２および／または２４１０のプロセス等の方法２４００のプロセスのいくつかまたは全ては、省略されることができる。

【0242】

再び図１９を参照すると、方法１９００は、多くの異なる方法において、修正されることができる。例えば、方法１９００のプロセスは、異なる順序において、実施されることができる。いくつかの実施形態では、安定は、較正パラメータを正確に決定し、および／または入手前回転を実施するために必要ではない場合がある。故に、ブロック１９０２の安定プロセスは、ブロック１９０４の較正プロセス後、実施されることができる。さらに、方法１９００のプロセスのうちのいくつかは、随意であることができる。例えば、ブロック１９０２および／または１９０４のプロセスのいずれかは、方法１９００から省略されることができる。

【0243】

図２５Ａは、本技術の実施形態による、基点マーカボードを使用した較正および画像入手のための方法２５００を図示する、フロー図である。方法２５００は、基点マーカボードが幾何学的較正および画像入手の間、撮像アームの姿勢（例えば、回転角度）を推定するために使用されることを除き、概して、図１９の方法１９００に類似することができる。

【0244】

方法２５００は、ブロック２５０２から開始し、基点マーカファントムを基点マーカボードに取り付ける。基点マーカファントムは、図２２Ａ－２２Ｄに関して説明される実施形態のいずれかであることができ、基点マーカボードは、図１８Ａ－１８Ｇに関して説明される実施形態のいずれかであることができる。

【0245】

ブロック２５０４では、方法２５００は、基点マーカファントムおよび基点マーカボードの第１の画像のセットを取得することを含むことができる。第１の画像は、本明細書のいずれかの場所で説明されるように、複数の異なる姿勢（例えば、回転角度）を通して、撮像アームが手動で回転されるにつれて、検出器によって入手された、２Ｄ投影画像であることができる。各第１の画像は、撮像アームの対応する姿勢と関連付けられることができる。撮像アームの姿勢は、図１８Ａ－１８Ｇに関して上記に説明されるように、第１の画像内の基点マーカボードのマーカから決定されることができる。

【0246】

ブロック２５０６では、方法２５００は、第１の画像に基づいて、幾何学的較正パラメータのセットを決定することに継続する。幾何学的較正パラメータは、図２０の方法２０００のブロック２００６に対して上記に議論されるように、第１の画像内のファントムの基点マーカの場所を識別することによって、決定されることができる。いくつかの実施形態では、ファントムと基点マーカボードの組み合わせは、撮像装置の幾何学形状（例えば、貫通点、歪曲度、ピッチ、ロール、チルト、源／検出器間距離）が完全に決定されることを可能にする。

【0247】

ブロック２５０８では、方法２５００は、基点マーカファントムを基点マーカボードから除去し、患者を基点マーカボード上に位置付けることを含むことができる。例えば、患者は、その背面がボード上に静置した状態で、仰臥位位置に設置されることができる。

【0248】

ブロック２５１０では、方法２５００は、基点マーカボードおよび患者の第２の画像のセットを取得することに継続する。第２の画像は、本明細書のいずれかの場所で説明されるように、複数の異なる姿勢（例えば、回転角度）を通して、撮像アームが手動で回転されるにつれて検出器によって入手された、２Ｄ投影画像であることができる。各第２の画像は、撮像アームの対応する姿勢と関連付けられることができる。撮像アームの姿勢は、図１８Ａ－１８Ｇに関して上記に説明されるように、第２の画像内の基点マーカボードのマーカから決定されることができる。

【0249】

ブロック２５１２では、方法２５００は、幾何学的較正パラメータを第２の画像のいくつかまたは全てに適用することを含むことができる。ブロック２５１２のプロセスは、図２３Ｂの方法２３２０のブロック２３１６のプロセスと同じまたは類似することができる。例えば、いくつかの実施形態では、ブロック２３０６の幾何学的較正パラメータは、基点マーカボードを使用して決定されるような撮像アームの姿勢（例えば、回転角度）に基づいて、ルックアップテーブル（または類似データ構造）から読み出される。同一基点マーカボードが、幾何学的較正および画像入手の両方のために使用されるため、基点マーカボードから生成された姿勢推定は、これらのプロセスを横断して一貫し、したがって、各第２の画像に適用されるべき適切な幾何学的較正パラメータを決定するために使用されることができる。

【0250】

ブロック２５１４では、方法２５００は、第２の画像に基づいて、３Ｄ再構成を生成することを含むことができる。３Ｄ再構成は、本明細書のいずれかの場所で説明される技法のいずれかを使用して、第２の画像から生じられることができることができる。随意に、３Ｄ再構成が生成される前に、基点マーカボードのマーカおよび／またはマーカによって生じられる任意の撮像アーチファクトは、第２の画像から減算されることができる。減算は、コンピュータビジョン技法および／または当業者に公知の他の画像処理アルゴリズムを使用して、実施されることができる。

【0251】

図２５Ｂは、本技術の実施形態による、撮像装置を動作させるための方法を図示する、フロー図である。ブロック２５０２’では、方法２５００’は、ファントム（例えば、較正ファントムおよび／または円筒形）を撮像装置の近傍に位置付けることを含むことができる。例えば、ファントムは、撮像装置の撮像アームの回転軸の近傍に位置付けられることができる。ブロック２５０４’では、本方法は、複数の角度において、シムで安定された撮像アームを使用して、第１の２Ｄ画像を取得することを含むことができる。ブロック２５０６’では、方法２５００’は、ファントムを含む、第１の画像に基づいて、撮像アームの姿勢データを取得することを含むことができる。いくつかの実施形態では、撮像アームの姿勢の一般的モデルは、任意の恣意的投影角度のために形成されることができる。ブロック２５０８’では、方法２５００’は、ファントムを回転中心から除去し、基点マーカボードを患者着目エリアの周囲に設置することを含むことができる。いくつかの実施形態では、基点マーカボードは、ＬまたはＪ形状の基点マーカボードである。他の実施形態では、基点マーカボードは、ＬまたはＪ形状の基点マーカボードではない。ブロック２５１０’では、方法２５００’は、複数の角度における撮像アームの回転の間、基点マーカボードおよび患者の両方の第２の２Ｄ画像を取得することを含むことができる。ブロック２５１２’では、方法２５００’は、第２の画像に基づいて、撮像アームの第２の姿勢データを取得することを含むことができる。例えば、方法２５００’は、基点マーカボードの既知の幾何学的配列を使用して、第２の画像毎に、撮像アーム角度を推定することを含むことができる。方法２５００’は、基点マーカボードからの角度推定を使用して、第１の画像から生成された一般的較正モデルを参照し、第２の画像毎に、撮像アーム姿勢および他の関連幾何学的情報を決定することを含むことができる。方法２５００’は、基点マーカボード内の基点マーカの信号を除去することを含むことができる。ブロック２５１４’では、方法２５００’は、基点マーカボードからの角度推定を使用して決定された、推定される姿勢情報とともに、第２の画像を使用して、画像体積の３Ｄ再構成を生成することを含むことができる。

【0252】

本技術のいくつかの実施形態では、ＬまたはＪ形状の基点マーカボードまたは他の基点マーカボード等の特殊基点ボードが、ファントム（例えば、較正ファントムおよび／または円筒形）と併用され、手動で回転される３Ｄ再構成を実施することができる。そのような実施形態では、ファントムは、当業者に公知の方法を使用して、撮像アームの姿勢を決定するように構成されることができる。本明細書の方法のいくつかの実施形態では、ファントムは、撮像アーム回転軸の中心の近傍に設置されることができ、第１の一連の２Ｄ画像が、複数の角度において、シムで安定された撮像アームを使用して、入手される。各画像角度における撮像アームの姿勢は、当業者に公知のように、ファントム内の基点マーカを追跡および／または区画化することによって、対応する２Ｄ画像から決定されることができる。いったん各画像における撮像アームの姿勢が、決定されると、撮像アームの姿勢の一般的モデルが、当業者に公知の補間／外挿技法を使用して、任意の恣意的投影角度のために形成されることができる。

【0253】

続いて、ファントムは、除去され、患者着目エリア（例えば、胸部）が、撮像アームの近傍（Ｃアームのアイソセンタ等）に設置されることができる。ＬまたはＪ形状の基点マーカボード等の基点マーカボードは、着目エリアの近傍の患者の周囲に設置されることができる。基点マーカボードは、放射線高密度ボール軸受または他のマーカの配列を有し、そこから撮像アームの角度位置が、当業者に公知の方法を使用して、決定されることができる。基点マーカボードおよび患者の両方の第２の一連の２Ｄ画像が、次いで、複数の角度において、撮像アームの回転の間、取得されることができる。ボード内の基点マーカは、次いで、その既知のパターンを使用して、自動的に、追跡および区画化されることができる。基点パターンインデックスのエンコーディングは、第２の一連の画像の間、２Ｄ投影画像毎に、撮像アーム角度の推定を可能にする。いったん角度が、第２の一連の画像の画像毎に推定されると、推定される角度は、第１の一連の画像から生成された、一般的較正モデル（例えば、ルックアップテーブル等）を参照するために使用されることができる。第２の一連の画像内の各画像から決定された角度は、したがって、第１の一連の画像からモデル化されるようなＣアームの正しい姿勢および他の関連幾何学的情報を決定するために使用される。いったんＣアームの姿勢が、決定されると、次いで、ボード内の基点マーカの信号は、事実上（デジタル的に）、当業者に公知の技法（例えば、近傍ピクセルの補間）を使用して、各投影画像から除去または抑制され、患者の再構成された３Ｄ画像内の金属アーチファクトを限定または防止することができる。いったん基点マーカからの信号が、除去されると、３Ｄ再構成が、実施されることができる。

【0254】

図２６Ａおよび２６Ｂは、手動回転式移動型Ｃアーム装置を使用して生成された、ファントムの代表的ＣＢＣＴ画像である。画像は、画像増感器および約１８０度の回転角度を伴う、ＧＥ Ｈｅａｌｔｈｃａｒｅ ＯＥＣ ９９００ Ｃアーム装置を使用して入手された。ファントムは、図２２Ｄのファントム２２０２ｃに類似する、リングおよび中心マーカのセットを含む、円筒形ファントムであった。画像は、円筒形の外側縁と、中心マーカを搬送する、シャフトとを示す、ファントムの断面図である（中心マーカは、画像に示されない）。図２６Ａにおける画像は、較正またはシム安定を使用せずに生成された一方、図２６Ｂにおける画像は、本技術の実施形態による、較正およびシム安定を用いて生成された。図２６Ａに示されるように、較正およびシム安定の不在下、画像は、ぼやけ、誤整合され、有意な歪曲アーチファクトを含む。対照的に、較正およびシム安定後、図２６Ｂの画像は、正確かつ明確に、ファントムの幾何学形状を描写する。

【0255】

図２７Ａおよび２７Ｂは、手動回転式移動型Ｃアーム装置を使用して生成された、肺の代表的ＣＢＣＴ画像である。画像は、画像増感器および約１８０°の回転角度を伴う、ＧＥ Ｈｅａｌｔｈｃａｒｅ ＯＥＣ ９９００ Ｃアーム装置を使用して入手され、埋め込まれた肺結節２７０２を伴う、生きているブタの胸部を示す。図２７Ａにおける画像は、較正またはシム安定を使用せずに生成された一方、図２７Ｂにおける画像は、本技術の実施形態による、較正およびシム安定を用いて生成された。図２７Ａに示されるように、較正およびシム安定を伴わないと、解剖学的構造は、結果として生じる画像内で不可視である。図２７Ｂに示されるように、較正およびシム安定を伴うと、結果として生じる画像は、十分に高空間分解能およびコントラスト対雑音比を有し、明確に、結節２７０２血管２７０４、気管支２７０６、および肋骨２７０８等の肺内およびその近傍の解剖学的構造を描写する。

【0256】

図２７Ｃは、ロボット回転式ＣＢＣＴ撮像システムを使用して生成された、ＣＢＣＴ画像である。具体的には、画像は、約２２０°の回転角度を伴う、モータ式撮像アームを用いた、定常システムである、Ｓｉｅｍｅｎｓ Ａｒｔｉｓ Ｚｅｅｇｏ ＣＢＣＴシステムを使用して入手された。画像は、図２７Ａおよび２７Ｂの画像と同一のブタ胸部を示す。図２７Ｂおよび２７Ｃを比較することによって分かるように、本明細書に説明される撮像技法は、手動動作式Ｃアーム装置を使用して、高性能特殊ＣＢＣＴシステムによって生じられる画像再構成に品質が匹敵する、画像再構成を生じることができる。

【0257】

実施例
以下の実施例は、本技術のいくつかの側面をさらに説明するために含まれ、本技術の範囲を限定するために使用されるべきではない。
（実施例１）
解剖学的領域を撮像するための方法であって、
Ｘ線撮像装置の撮像アームによって搬送される、検出器から、解剖学的領域の複数の２次元（２Ｄ）画像を受信することであって、２Ｄ画像は、撮像アームの手動回転の間に取得され、撮像アームは、手動回転の間、シム構造によって安定される、ことと、
手動回転の間、撮像アームに結合される、少なくとも１つのセンサから、撮像アームの複数の姿勢を示す、センサデータを受信することと、
２Ｄ画像およびセンサデータに基づいて、解剖学的領域の３Ｄ表現を生成することと、
を含む、方法。
（実施例２）
Ｘ線撮像装置は、移動型Ｃアーム装置を備える、実施例１に記載の方法。
（実施例３）
検出器は、画像増感器を備える、実施例１または２に記載の方法。
（実施例４）
Ｘ線撮像装置は、撮像アームに摺動可能に結合される、支持アームを備え、シム構造は、撮像アームと支持アームとの間のインターフェースに位置付けられる、実施例１－３のいずれか１項に記載の方法。
（実施例５）
シム構造は、支持アームに対する撮像アームの移動を低減させるように構成される、実施例４に記載の方法。
（実施例６）
支持アームは、可動基部に回転可能に結合され、支持アームおよび撮像アームは、可動基部に対して手動で回転され、２Ｄ画像を取得する、実施例４または５に記載の方法。
（実施例７）
手動回転は、支持アームと可動基部との間のインターフェースまたはその近傍に印加される力によって作動される、実施例６に記載の方法。
（実施例８）
力は、支持アームと可動基部との間のインターフェースまたはその近傍に結合される、レバー構造に適用される、実施例７に記載の方法。
（実施例９）
シム構造は、少なくとも部分的に、撮像アームと支持アームとの間のインターフェース内に嵌合するように構成される、少なくとも１つの伸長部材を備える、実施例４－８のいずれか１項に記載の方法。
（実施例１０）
シム構造は、
撮像アームと支持アームとの間のインターフェースの２つの側に位置付けられる、伸長部材のセットと、
伸長部材のセットを接続する、ブリッジ領域と、
を含む、実施例９に記載の方法。
（実施例１１）
手動回転は、プロペラ回転を備える、実施例１－１０のいずれか１項に記載の方法。
（実施例１２）
手動回転は、少なくとも９０度の回転を備える、実施例１－１１のいずれか１項に記載の方法。
（実施例１３）
手動回転は、少なくとも１８０度の回転を備える、実施例１２に記載の方法。
（実施例１４）
少なくとも１つのセンサは、運動センサを備え、センサデータは、撮像アームの運動データを備える、実施例１－１３のいずれか１項に記載の方法。
（実施例１５）
運動センサは、慣性測定ユニット（ＩＭＵ）を備える、実施例１４に記載の方法。
（実施例１６）
運動データに基づいて、撮像アームの複数の姿勢を決定することをさらに含む、実施例１４または１５に記載の方法。
（実施例１７）
少なくとも１つのセンサは、検出器に結合される、センサを含む、実施例１－１６のいずれか１項に記載の方法。
（実施例１８）
３Ｄ表現を生成することは、各２Ｄ画像と撮像アームの対応する姿勢を関連付けることを含む、実施例１－１７のいずれか１項に記載の方法。
（実施例１９）
各２Ｄ画像と対応する姿勢を関連付けることは、２Ｄ画像が取得されたときの撮像アームの姿勢を識別することを含む、実施例１８に記載の方法。
（実施例２０）
３Ｄ表現を生成する前に、１つまたはそれを上回る歪曲補正パラメータを２Ｄ画像のうちの少なくともいくつかに適用することをさらに含む、実施例１－１９のいずれか１項に記載の方法。
（実施例２１）
３Ｄ表現を生成する前に、１つまたはそれを上回る幾何学的較正パラメータを２Ｄ画像のうちの少なくともいくつかに適用することをさらに含む、実施例１－２０のいずれか１項に記載の方法。
（実施例２２）
撮像アームの回転速度を調節するために、手動回転の間、リアルタイムフィードバックをオペレータに出力することをさらに含む、実施例１－２１のいずれか１項に記載の方法。
（実施例２３）
解剖学的領域内で実施される医療手技の間、３Ｄ表現をグラフィカルユーザインターフェース上に出力することをさらに含む、実施例１－２２のいずれか１項に記載の方法。
（実施例２４）
解剖学的領域を撮像するためのシステムであって、
Ｘ線撮像装置の撮像アームの手動回転を安定させるように構成される、シム構造と、
撮像アームの姿勢を示す、センサデータを生成するように構成される、少なくとも１つのセンサと、
Ｘ線撮像装置および少なくとも１つのセンサに動作可能に結合される、１つまたはそれを上回るプロセッサと、
１つまたはそれを上回るプロセッサに動作可能に結合され、１つまたはそれを上回るプロセッサによって実行されると、システムに、
Ｘ線撮像装置から、撮像アームの手動回転の間に取得される、解剖学的領域の２次元（２Ｄ）画像のシーケンスを受信することと、
センサデータに基づいて、撮像アームの手動回転の間の撮像アームの姿勢情報を決定することと、
２Ｄ画像および姿勢情報に基づいて、解剖学的領域の３Ｄ再構成を生成することと、
を含む、動作を実施させる、命令を記憶する、メモリと、
を備える、システム。
（実施例２５）
Ｘ線撮像装置は、移動型Ｃアーム装置を備える、実施例２４に記載のシステム。
（実施例２６）
Ｘ線撮像装置は、撮像アームに摺動可能に結合される、支持アームを備え、シム構造は、撮像アームと支持アームとの間のインターフェースに位置付けられるように構成される、実施例２４または２５に記載のシステム。
（実施例２７）
シム構造は、支持アームに対する撮像アームの移動を低減させるように構成される、実施例２６に記載のシステム。
（実施例２８）
シム構造は、撮像アームの軌道回転を阻止する、実施例２７に記載のシステム。
（実施例２９）
支持アームは、可動基部に回転可能に結合され、支持アームおよび撮像アームは、可動基部に対して手動で回転され、２Ｄ画像を取得する、実施例２６－２８のいずれか１項に記載のシステム。
（実施例３０）
支持アームと可動基部との間のインターフェースまたはその近傍に結合される、レバー構造をさらに備え、レバー構造は、撮像アームの手動回転を促進するように構成される、実施例２９に記載のシステム。
（実施例３１）
シム構造は、少なくとも部分的に、撮像アームと支持アームとの間のインターフェース内に嵌合するように構成される、少なくとも１つの伸長部材を備える、実施例２６－３０のいずれか１項に記載のシステム。
（実施例３２）
シム構造は、撮像アームと支持アームとの間のインターフェースの２つの側に位置付けられる、一対のアーム領域を含む、実施例３１に記載のシステム。
（実施例３３）
シム構造は、一対のアーム領域を接続する、ブリッジ領域を含む、実施例３２に記載のシステム。
（実施例３４）
手動回転は、角回転を備える、実施例２４－３３のいずれか１項に記載のシステム。
（実施例３５）
手動回転は、少なくとも９０度の回転を備える、実施例２４－３４のいずれか１項に記載のシステム。
（実施例３６）
少なくとも１つのセンサは、運動センサを備え、センサデータは、撮像アームの運動データを備える、実施例２４－３５のいずれか１項に記載のシステム。
（実施例３７）
運動センサは、慣性測定ユニット（ＩＭＵ）を備える、実施例３６に記載のシステム。
（実施例３８）
運動センサは、検出器に結合される、実施例３６または３７に記載のシステム。
（実施例３９）
運動センサは、取付デバイスを介して、検出器に結合される、実施例３８に記載のシステム。
（実施例４０）
取付デバイスは、クリップ、ブラケット、フレーム、またはコンテナを備える、実施例３９に記載のシステム。
（実施例４１）
少なくとも１つのセンサに動作可能に結合される、コントローラをさらに備え、コントローラは、２Ｄ画像を少なくとも１つのセンサによって生成されたセンサデータに時間的に同期させるように構成される、実施例２４－４０のいずれか１項に記載のシステム。
（実施例４２）
検出された放射線に応答して、信号を生成するように構成される、放射線センサをさらに備え、信号は、コントローラに伝送され、２Ｄ画像をセンサデータに時間的に同期させる、実施例２４－４１のいずれか１項に記載のシステム。
（実施例４３）
３Ｄ再構成のグラフィカル表現を出力するように構成される、ディスプレイをさらに備える、実施例２４－４２のいずれか１項に記載のシステム。
（実施例４４）
非一過性コンピュータ可読媒体であって、コンピューティングシステムの１つまたはそれを上回るプロセッサによって実行されると、コンピューティングシステムに、
移動型Ｃアーム装置の撮像アームによって搬送される、検出器から、解剖学的標的の複数の投影画像を受信することであって、投影画像は、撮像アームの手動回転の間に取得され、撮像アームは、手動回転の間、シム構造によって安定される、ことと、
手動回転の間、撮像アームに結合される、少なくとも１つのセンサから、撮像アームの姿勢データを受信することと、
投影画像および姿勢データに基づいて、解剖学的標的の３Ｄ再構成を生成することと、
を含む、動作を実施させる、命令を備える、非一過性コンピュータ可読媒体。
（実施例４５）
解剖学的領域を撮像するための方法であって、
Ｘ線撮像装置の撮像アームによって搬送される、検出器から、解剖学的領域の複数の２次元（２Ｄ）画像を受信することであって、２Ｄ画像は、撮像アームの手動回転の間に取得され、撮像アームは、手動回転の間、シム構造によって安定される、ことと、
手動回転の間、撮像アームの姿勢データを受信することと、
２Ｄ画像および姿勢データに基づいて、解剖学的領域の３Ｄ表現を生成することと、
を含む、方法。
（実施例４６）
姿勢データは、解剖学的標的の近傍に位置付けられる、基点マーカボードの画像から生成される、実施例４５に記載の方法。
（実施例４７）
基点マーカボードは、複数の基点マーカを含み、基点マーカのうちの少なくともいくつかは、異なる平面内に位置する、実施例４６に記載の方法。
（実施例４８）
基点マーカボードは、基部領域と、基部領域から上向きに延在する、少なくとも１つの側壁とを含む、実施例４６または４７に記載の方法。
（実施例４９）
姿勢データは、撮像アームに結合される、少なくとも１つのセンサによって生成される、実施例４５－４８のいずれか１項に記載の方法。
（実施例５０）
撮像装置を動作させるための方法であって、
撮像装置の撮像アームによって搬送される、検出器から、第１の基点マーカのセットの複数の第１の画像を受信することであって、第１の画像は、撮像アームの手動回転の間に取得される、ことと、
第１の画像に基づいて、撮像装置のための歪曲補正パラメータのセットを決定することと、
検出器から、第２の基点マーカのセットの複数の第２の画像を受信することであって、第２の画像は、撮像アームの手動回転の間に取得される、ことと、
第２の画像に基づいて、撮像装置のための幾何学的較正パラメータのセットを決定することと、
を含む、方法。
（実施例５１）
撮像装置は、移動型Ｃアーム装置である、実施例５０に記載の方法。
（実施例５２）
第１および第２の画像はそれぞれ、撮像アームのプロペラ回転の間に取得される、実施例５０または５１に記載の方法。
（実施例５３）
検出器は、画像増感器を備える、実施例５０－５２のいずれか１項に記載の方法。
（実施例５４）
第１の基点マーカは、グリッド内に配列される、実施例５０－５３のいずれか１項に記載の方法。
（実施例５５）
撮像アームによって搬送される、少なくとも１つのセンサを使用して、第１の画像と関連付けられる、撮像アームの姿勢データを決定することをさらに含み、歪曲補正パラメータは、姿勢データに基づいて、決定される、実施例５０－５４のいずれか１項に記載の方法。
（実施例５６）
第２の基点マーカは、ファントム内に配置される、実施例５０－５５のいずれか１項に記載の方法。
（実施例５７）
歪曲補正パラメータのセットを使用して、第２の画像のうちの少なくともいくつかを調節することをさらに含む、実施例５０－５６のいずれか１項に記載の方法。
（実施例５８）
撮像アームによって搬送される、少なくとも１つのセンサを使用して、第２の画像と関連付けられる、撮像アームの姿勢データを決定することをさらに含み、幾何学的較正パラメータは、姿勢データに基づいて、決定される、実施例５０－５７のいずれか１項に記載の方法。
（実施例５９）
第２の画像を処理し、以下、すなわち、貫通点、歪曲度、ピッチ、ロール、チルト、または撮像装置の源／検出器間距離のうちの１つまたはそれを上回るものを決定することをさらに含む、実施例５８に記載の方法。
（実施例６０）
入手前手動回転の間、撮像アームに結合される、少なくとも１つのセンサから、撮像アームの第２の姿勢データを受信することと、
第２の姿勢データと第２の画像と関連付けられる姿勢データを比較することと、
比較に基づいて、フィードバックをユーザに出力することと、
をさらに含む、実施例５８または５９に記載の方法。
（実施例６１）
フィードバックは、以下、すなわち、回転軌跡、回転速度、撮像アームの配向、撮像アームの位置、または撮像アームの安定性のうちの１つまたはそれを上回るものに関するフィードバックを備える、実施例６０に記載の方法。
（実施例６２）
検出器から、患者の解剖学的領域の複数の第３の画像を受信することであって、第３の画像は、撮像アームの手動回転の間に取得され、撮像アームは、手動回転の間、シム構造によって安定される、ことと、
撮像アームに結合される、少なくとも１つのセンサから、第３の画像と関連付けられる、撮像アームの姿勢データを受信することと、
第３の画像および姿勢データに基づいて、解剖学的領域の体積再構成を生成することと、
をさらに含む、実施例５０－６１のいずれか１項に記載の方法。
（実施例６３）
歪曲補正パラメータを第３の画像に適用することと、
幾何学的較正パラメータを第３の画像に適用することと、
をさらに含む、実施例６２に記載の方法。
（実施例６４）
体積再構成を生成する前に、少なくとも１つのセンサからのデータに基づいて、歪曲補正パラメータまたは幾何学的較正パラメータのうちの１つまたはそれを上回るものを更新することをさらに含む、実施例６３に記載の方法。
（実施例６５）
解剖学的領域を撮像するためのシステムであって、
１つまたはそれを上回るプロセッサと、
１つまたはそれを上回るプロセッサに動作可能に結合され、１つまたはそれを上回るプロセッサによって実行されると、システムに、
Ｘ線撮像装置の撮像アームによって搬送される、検出器から、基点マーカグリッドの複数の第１の画像を受信することであって、第１の画像は、撮像アームの手動回転の間に取得される、ことと、
第１の画像に基づいて、撮像装置のための歪曲補正パラメータのセットを決定することと、
検出器から、基点マーカファントムの複数の第２の画像を受信することであって、第２の画像は、撮像アームの手動回転の間に取得される、ことと、
第２の画像に基づいて、撮像装置のための幾何学的較正パラメータのセットを決定することと、
を含む、動作を実施させる、命令を記憶する、メモリと、
を備える、システム。
（実施例６６）
Ｘ線撮像装置は、移動型Ｃアーム装置である、実施例６５に記載のシステム。
（実施例６７）
第１および第２の画像はそれぞれ、撮像アームのプロペラ回転の間に取得される、実施例６５または６６に記載のシステム。
（実施例６８）
検出器は、画像増感器を備える、実施例６５－６７のいずれか１項に記載のシステム。
（実施例６９）
基点マーカグリッドをさらに備える、実施例６５－６８のいずれか１項に記載のシステム。
（実施例７０）
基点マーカグリッドは、中心部分と、周辺部分とを含み、中心部分は、周辺部分と異なるパターンを有する、実施例６９に記載のシステム。
（実施例７１）
基点マーカグリッドを検出器に搭載するための取付デバイスをさらに備える、実施例６５－７０のいずれか１項に記載のシステム。
（実施例７２）
運動センサをさらに備え、取付デバイスは、運動センサを検出器に結合するように構成される、実施例７１に記載のシステム。
（実施例７３）
動作はさらに、運動センサを使用して、第１の画像と関連付けられる、撮像アームの姿勢データを決定することを含み、歪曲補正パラメータは、姿勢データに基づいて、決定される、実施例６５－７２のいずれか１項に記載のシステム。
（実施例７４）
基点マーカファントムをさらに備える、実施例６５－７３のいずれか１項に記載のシステム。
（実施例７５）
基点マーカファントムは、少なくとも１つの第２の基点マーカをファントムの中心部分に含む、実施例７４に記載のシステム。
（実施例７６）
ファントムは、
ファントムの第１の端部における第１のリングと、
第１の端部に対向する、ファントムの第２の端部における第２のリングと、
を含む、実施例７４または７５に記載のシステム。
（実施例７７）
動作はさらに、歪曲補正パラメータのセットを使用して、第２の画像のうちの少なくともいくつかを調節することを含む、実施例６５－７６のいずれか１項に記載のシステム。
（実施例７８）
検出器に結合される、運動センサをさらに備える、実施例６５－７７のいずれか１項に記載のシステム。
（実施例７９）
動作はさらに、運動センサを使用して、第２の画像と関連付けられる、撮像アームの姿勢データを決定することを含み、幾何学的較正パラメータは、姿勢データに基づいて、決定される、実施例７８に記載のシステム。
（実施例８０）
動作はさらに、
入手前手動回転の間、運動センサから、撮像アームの第２の姿勢データを受信することと、
第２の姿勢データと第２の画像と関連付けられる姿勢データを比較することと、
を含む、実施例７９に記載のシステム。
（実施例８１）
第２の姿勢データと姿勢データの比較に基づいて、フィードバックをユーザに出力するように構成される、ディスプレイをさらに備え、フィードバックは、以下、すなわち、回転軌跡、回転速度、撮像アームの配向、撮像アームの位置、または撮像アームの安定性のうちの１つまたはそれを上回るものに関するフィードバックを備える、実施例８０に記載のシステム。
（実施例８２）
動作はさらに、
検出器から、患者の解剖学的領域の複数の第３の画像を受信することであって、第３の画像は、撮像アームの手動回転の間に取得され、撮像アームは、手動回転の間、シム構造によって安定される、ことと、
検出器に結合される、運動センサから、第３の画像と関連付けられる、撮像アームの姿勢データを受信することと、
歪曲補正パラメータを使用して、第３の画像を調節することと、
幾何学的較正パラメータを使用して、第３の画像を調節することと、
第３の画像および姿勢データに基づいて、解剖学的領域の体積再構成を生成することと、
を含む、実施例６５－８１のいずれか１項に記載のシステム。
（実施例８３）
非一過性コンピュータ可読媒体であって、コンピューティングシステムの１つまたはそれを上回るプロセッサによって実行されると、コンピューティングシステムに、
撮像装置の撮像アームによって搬送される、検出器から、第１の基点マーカのセットの複数の第１の画像を受信することであって、第１の画像は、撮像アームの手動回転の間に取得される、ことと、
第１の画像に基づいて、撮像装置のための歪曲補正パラメータのセットを決定することと、
検出器から、第２の基点マーカのセットの複数の第２の画像を受信することであって、第２の画像は、撮像アームの手動回転の間に取得される、ことと、
第２の画像に基づいて、撮像装置のための幾何学的較正パラメータのセットを決定することと、
を含む、動作を実施させる、命令を備える、非一過性コンピュータ可読媒体。
（実施例８４）
解剖学的領域を撮像するための方法であって、
移動型Ｃアーム装置の撮像アームによって搬送される、検出器から、解剖学的領域の複数の２Ｄ画像を受信することであって、２Ｄ画像は、撮像アームの手動回転の間に取得され、撮像アームは、手動回転の間、シム構造によって安定される、ことと、
手動回転の間、撮像アームの複数の姿勢を示す、データを受信することと、
２Ｄ画像およびデータに基づいて、解剖学的領域の３Ｄ再構成を生成することと、
を含む、方法。
（実施例８５）
移動型Ｃアーム装置は、撮像アームに摺動可能に結合される、支持アームを備え、シム構造は、撮像アームと支持アームとの間のインターフェースに位置付けられる、実施例８４に記載の方法。
（実施例８６）
シム構造は、支持アームに対する撮像アームの移動を低減させるように構成される、実施例８５に記載の方法。
（実施例８７）
シム構造は、少なくとも部分的に、撮像アームと支持アームとの間のインターフェース内に嵌合するように構成される、実施例８４または実施例８５に記載の方法。
（実施例８８）
シム構造は、
撮像アームと支持アームとの間のインターフェースの２つの側に位置付けられるように構成される、一対のアーム領域と、
伸長部材のセットを接続する、ブリッジ領域と、
を含む、実施例８７に記載の方法。
（実施例８９）
支持アームは、可動基部に回転可能に結合され、支持アームおよび撮像アームは、可動基部に対して手動で回転され、２Ｄ画像を取得する、実施例８５に記載の方法。
（実施例９０）
手動回転は、支持アームと可動基部との間のインターフェースまたはその近傍に結合される、レバー構造に印加される力によって作動される、実施例８９に記載の方法。
（実施例９１）
手動回転は、プロペラ回転を備える、実施例８４－９０のいずれか１項に記載の方法。
（実施例９２）
手動回転は、少なくとも９０度の回転を備える、実施例８４－９１のいずれか１項に記載の方法。
（実施例９３）
撮像アームの複数の姿勢を示す、データは、撮像アームに結合される、運動センサから受信される、実施例８４－９１のいずれか１項に記載の方法。
（実施例９４）
運動センサは、慣性測定ユニットを備える、実施例９３に記載の方法。
（実施例９５）
複数の２Ｄ画像は、基点ボードを含み、撮像アームの複数の姿勢を示す、データは、２Ｄ画像から生成される、実施例８４－９４のいずれか１項に記載の方法。
（実施例９６）
各２Ｄ画像と２Ｄ画像が取得された時点における撮像アームの対応する姿勢を関連付けることをさらに含む、実施例８４－９５のいずれか１項に記載の方法。
（実施例９７）
３Ｄ再構成は、コーンビームコンピュータ断層撮影再構成を備える、実施例８４－９６のいずれか１項に記載の方法。
（実施例９８）
３Ｄ再構成を生成する前に、１つまたはそれを上回る歪曲補正パラメータを２Ｄ画像のうちの少なくともいくつかに適用することをさらに含む、実施例８４－９７のいずれか１項に記載の方法。
（実施例９９）
３Ｄ再構成を生成する前に、１つまたはそれを上回る幾何学的較正パラメータを２Ｄ画像のうちの少なくともいくつかに適用することをさらに含む、実施例８４－９８のいずれか１項に記載の方法。
（実施例１００）
３Ｄ再構成を生成することは、撮像アームを使用して事前に入手された姿勢データに基づく、実施例８４－９９のいずれか１項に記載の方法。
（実施例１０１）
解剖学的領域を撮像するための方法であって、
Ｘ線撮像装置の撮像アームによって搬送される、検出器から、解剖学的領域の複数の２Ｄ画像を受信することであって、２Ｄ画像は、撮像アームの手動回転の間に取得され、撮像アームは、手動回転の間、シム構造に結合される、ことと、
手動回転の間、撮像アームの姿勢データを受信することと、
２Ｄ画像および姿勢データに基づいて、解剖学的領域の３Ｄ表現を生成することと、
を含む、方法。
（実施例１０２）
Ｘ線撮像装置は、移動型Ｃアーム装置である、実施例１０１に記載の方法。
（実施例１０３）
手動回転は、少なくとも１８０度のプロペラ回転を備える、実施例１０１または実施例１０２に記載の方法。
（実施例１０４）
シム構造は、撮像アームの軌道回転を阻止する、実施例１０１－１０３のいずれか１項に記載の方法。
（実施例１０５）
Ｘ線撮像装置は、撮像アームに結合される、支持アームを備え、シム構造は、支持アームに対する撮像アームの移動を阻止するように構成される、実施例１０１－１０４のいずれか１項に記載の方法。
（実施例１０６）
シム構造は、支持アームと撮像アームとの間のインターフェース内の少なくとも１つの間隙を充填するように構成される、実施例１０５に記載の方法。
（実施例１０７）
シム構造は、少なくとも１つの間隙内に位置付けられるように構成される、少なくとも１つの伸長部材を備える、実施例１０６に記載の方法。
（実施例１０８）
姿勢データは、Ｘ線撮像装置と関連付けられる、少なくとも１つのセンサから受信され、少なくとも１つのセンサは、撮像アームに結合される、運動センサを備える、実施例１０１－１０７のいずれか１項に記載の方法。
（実施例１０９）
２Ｄ画像を姿勢データに時間的に同期させることをさらに含む、実施例１０１－１０８のいずれか１項に記載の方法。
（実施例１１０）
２Ｄ画像を姿勢データに時間的に同期させることは、各２Ｄ画像が取得された時点の撮像アームの姿勢を識別することを含む、実施例１０１－１０９のいずれか１項に記載の方法。
（実施例１１１）
姿勢は、撮像アームの回転角度を備える、実施例１１０に記載の方法。
（実施例１１２）
姿勢データは、第２の姿勢データであって、３Ｄ再構成を生成することは、撮像アームを使用して事前に入手された第１の姿勢データに基づく、実施例１０１－１１１のいずれか１項に記載の方法。
（実施例１１３）
解剖学的領域を撮像するための方法であって、
移動型Ｃアーム装置の撮像アームによって搬送される、検出器から、解剖学的領域の複数の２Ｄ投影画像を受信することであって、２Ｄ投影画像は、撮像アームの手動回転の間に取得され、撮像アームは、手動回転の間、シム構造によって機械的に安定される、ことと、
手動回転の間、撮像アームの複数の回転角度を決定することであって、各回転角度は、対応する２Ｄ投影画像と関連付けられる、ことと、
２Ｄ投影画像および関連付けられる回転角度に基づいて、解剖学的領域の３Ｄ再構成を生成することと、
解剖学的領域内で実施される医療手技の間、指針を提供するように構成される、グラフィカルユーザインターフェース上に、３Ｄ再構成を出力することと、
を含む、方法。

【0258】

結論
実施形態の多くは、医療手技を患者の肺内で実施するためのシステム、デバイス、および方法に関して上記に説明されるが、本技術は、他の解剖学的領域（例えば、筋骨格系）内で実施される医療手技等の他の用途および／または他のアプローチにも適用可能である。さらに、他の実施形態も、本明細書に説明されるものに加え、本技術の範囲内である。加えて、本技術のいくつかの他の実施形態は、本明細書に説明されるものと異なる構成、構成要素、または手技を有することができる。当業者は、したがって、故に、本技術が、付加的要素を伴う、他の実施形態も有することができる、または本技術が、図１Ａ－２７Ｃを参照して示され、上記に説明される、特徴のうちのいくつかを伴わない、他の実施形態を有することもできることを理解するであろう。

【0259】

本明細書に説明される種々のプロセスは、部分的または完全に、プロセス内の具体的論理機能またはステップを実装するためのコンピューティングシステムの１つまたはそれを上回るプロセッサによって実行可能な命令を含む、プログラムコードを使用して、実装されることができる。プログラムコードは、ディスクまたはハードドライブを含む、記憶デバイス等の任意のタイプのコンピュータ可読媒体上に記憶されることができる。コードまたはコードの一部を含有する、コンピュータ可読媒体は、非一過性コンピュータ可読記憶媒体等の当技術分野において公知の任意の適切な媒体を含むことができる。コンピュータ可読媒体は、限定ではないが、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読取専用メモリ（ＲＯＭ）、電気的に消去可能なプログラマブル読取専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、フラッシュメモリ、または他のメモリ技術、コンパクトディスク読取専用メモリ（ＣＤ－ＲＯＭ）、デジタルビデオディスク（ＤＶＤ）、または他の光学ストレージ、磁気カセット、磁気テープ、磁気ディスクストレージ、または他の磁気記憶デバイス、ソリッドステートドライブ（ＳＳＤ）または他のソリッドステート記憶デバイス、または所望の情報を記憶するために使用され得、システムデバイスによってアクセスされ得る、任意の他の媒体を含む、情報の記憶および／または伝送のために、任意の方法または技術で実装される、揮発性および不揮発性のリムーバブルおよび非リムーバブル媒体を含むことができる。

【0260】

本技術の実施形態の説明は、包括的であること、または本技術を上記に開示される精密な形態に限定することを意図するものではない。文脈が許容する場合、単数形または複数形用語はまた、それぞれ、複数形または単数形用語を含んでもよい。本技術の具体的実施形態およびそれに関する実施例が、例証目的のために、上記に説明されるが、種々の均等修正も、当業者が認識するであろうように、本技術の範囲内で可能性として考えられる。例えば、ステップが、所与の順序で提示されるが、代替実施形態は、異なる順序において、ステップを実施してもよい。本明細書に説明される種々の実施形態はまた、組み合わせられ、さらなる実施形態を提供してもよい。

【0261】

本明細書で使用されるように、用語「ｇｅｎｅｒａｌｌｙ（概して）」、「ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ（実質的に）」、「ａｂｏｕｔ（約）」、および類似用語は、程度の用語としてではなく、近似の用語として使用され、当業者によって認識されるであろう、測定または計算される値における固有の変動を考慮するように意図される。

【0262】

さらに、単語「または」は、２つまたはそれを上回るアイテムのリストを参照して、他のアイテムから排他的である、単一アイテムのみを意味するように明示的に限定されない限り、そのようなリスト内の「ｏｒ（または）」の使用は、（ａ）リスト内の任意の単一アイテム、（ｂ）リスト内のアイテムの全て、または（ｃ）リスト内のアイテムの任意の組み合わせを含むものとして解釈されるべきである。加えて、用語「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ（～を備える）」は、全体を通して、任意のより多数の同一特徴および／または付加的タイプの他の特徴が、除外されないように、少なくとも列挙される特徴を含むことを意味するために使用される。本明細書で使用されるように、語句「 ａｎｄ ／ｏｒ（および／または）」は、「Ａおよび／またはＢ」におけるように、Ａのみ、Ｂのみ、およびＡおよびＢを指す。

【0263】

参照することによって本明細書に組み込まれる、任意の資料が、本開示と矛盾する限りにおいて、本開示が、優先する。

【0264】

また、具体的実施形態が、例証目的のために、本明細書に説明されているが、種々の修正が、本技術から逸脱することなく、行われてもよいことを理解されたい。さらに、本技術のある実施形態と関連付けられる、利点が、それらの実施形態の文脈において説明されているが、他の実施形態もまた、そのような利点を呈し得、全ての実施形態が、本技術の範囲内に該当するために、必ずしも、そのような利点を呈する必要があるわけではない。故に、本開示および関連付けられる技術は、本明細書に明示的に図示または説明されていない、他の実施形態も包含することができる。

【図1A】

【図1B】

【図1C】

【図1D】

【図1E】

【図2A】

【図2B】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図3D】

【図4A】

【図4B】

【図4C】

【図4D】

【図5A】

【図5B】

【図5C】

【図5D】

【図6A】

【図6B】

【図7A】

【図7B】

【図7C】

【図7D】

【図7E】

【図7F】

【図7G】

【図7H】

【図8A】

【図8B】

【図9A】

【図9B】

【図9C】

【図9D】

【図9E】

【図9F】

【図10A】

【図10B】

【図10C】

【図10D】

【図11】

【図12】

【図13A】

【図13B】

【図13C】

【図13D】

【図14A】

【図14B】

【図14C】

【図14D】

【図14E】

【図15】

【図16】

【図17A】

【図17B】

【図17C】

【図17D】

【図17E】

【図18A】

【図18B】

【図18C】

【図18D】

【図18E】

【図18F】

【図18G】

【図19】

【図20】

【図21A】

【図21B】

【図21C】

【図21D】

【図22A】

【図22B】

【図22C】

【図22D】

【図23A】

【図23B】

【図24】

【図25A】

【図25B】

【図26A】

【図26B】

【図27A】

【図27B】

【図27C】

【国際調査報告】