到伽马照相装置主体的是深度照相装置102、或者用于记录三维结构104的表面109相对于伽马照相装置的位置的另外某个装置。有关照相装置相对于表面的位置和角度的信息以及所检测辐射以电子方式发送给具有显示器112(有时又称作图形用户界面)的计算机110或者其他计算装置。
[0024]照相装置101可包含屏蔽材料，以减少没有穿过孔径的、在底板上所检测的衰变(event)的数量。孔径可以是单孔(即，“针孔”)或者多个针孔(即，“编码孔径”)、或者按网格图案的许多针孔(即，“平行孔准直仪”)。针孔网格图案可聚合(“聚合孔准直仪”)、发散(“发散孔准直仪”)或倾斜(“倾斜孔准直仪”)。
[0025]在一个实施例中，伽马照相装置能够使用固态检测器来建造，其中固态检测器从耦合到低泄漏电流硅光电二极管的Csl闪烁器来构成。在这个示范实施例中，照相装置可具有270平方厘米、大体正方形或矩形的视场。备选地，伽马照相装置能够使用固态检测器来建造，其中固态检测器使用碲化镉锌(CZT)晶体或者其固态变化。这个照相装置还可具有大体正方形或矩形的视场。照相装置头部包括铅屏蔽壳体和平行孔铅准直仪组合件。
[0026]集成到照相装置壳体中的是深度照相装置。在一个实施例中，深度照相装置由Xiton提供，以及深度传感器包括与红外CMOS传感器组合的红外激光投影机，其中红外CMOS传感器在任何环境光条件下捕获按3D形式的视频数据。被成像对象的详细表面图通过拍摄对象的多个姿势并且然后将这些姿势聚集为一个更高保真度的图像来实现。
[0027]由于深度照相装置的输出是从深度照相装置到被成像对象的表面上的点的距离的二维阵列，所以视图中对象的拓扑丰富表面图能够用作记录深度照相装置的位置和角度的基准。称作KinectFus1n的研究计划已论证使用Microsoft Kinect深度照相装置(具有Xiton中采用的相同核心技术)的每秒30帧的场景绘图和位置记录。所采用的算法的细节已由 Microsoft 在标题为“KinectFus1n: Real-Time Dense Surface Mapping andTracking”的论文中发表。类似算法可在本文所公开的发明成像系统中采用。
[0028]现在参照图2，可以看到伽马照相装置101和深度照相装置102能够附连到台架系统201，以促进成像系统的移动。在这个具体实施例中，台架从包括轭203的多个组件来组装，其中轭203保持所连结的伽马照相装置101和深度照相装置102，并且连接到支臂204以及固定到基座206的支柱205的组合。这些组件之间的所有连接采用旋转接头202进行，从而使所连结伽马照相装置101和深度照相装置202能够水平和垂直地摇摄、倾斜和平移。基座206可固定到地面或者提供有使整个台架201可移动的轮子。这种移动性会促进该系统在手术环境中的使用。
[0029]图3详述使用成像系统在三维结构的图像空间中产生表面渲染的方法中的步骤，其中三维结构的图像空间在具有该三维结构内辐射源的伽马照相装置图像的图像空间中配准。这种配准图像能够被操作员用作通过将表面渲染图像的拓扑特征与三维结构的实际物理表面的拓扑特征进行匹配来在实际空间中定位三维结构内的辐射源的手段。
[0030]在步骤301，操作员安置成像系统，使得深度照相装置查看包围辐射源的三维结构的姿势。在步骤302，操作员移动成像系统，使得查看包围辐射源的三维结构的新姿势。通常，深度照相装置能够以每秒30帧来获取图像，因此操作员能够在姿势之间有效地连续移动成像系统。在各姿势下，深度照相装置获取由计算机110所收集的深度信息。使用与先前参考的相似的算法，计算机110组合来自不同姿势的数据，以对成像系统的位置绘图并且产生包围辐射源的三维结构的表面渲染。在步骤302，操作员查看计算机110的显示，以确定表面图何时覆盖会提供三维结构内辐射源的充分覆盖(coverage)的区域以及表面渲染的保真度何时提供充分视觉信息来提供图像与实际空间之间的拓扑匹配。如果表面渲染图像覆盖所需区域并且具有可接受保真度，则操作员能够进行到该方法的下一步骤。
[0031]在特定示例中，操作员可能是外科医生，以及三维结构是经受前哨淋巴结活检过程以供乳癌分期的患者的身体。体内的(一个或多个)辐射源是在手术之前放射性示踪剂已注入到的局部部位以及放射性示踪剂的一部分将引流到的淋巴结的(一个或多个)位置。图4A示出在操作员(外科医生)进行到步骤304之前、表面渲染401在显示器112上看起来的样子的示例。
[0032]继续该特定手术示例，在步骤304，外科医生将伽马照相装置安置在患者的腋窝(其是引流乳房区域的淋巴管的位置)之上，并且获取伽马照相装置图像。图4B示出与表面渲染401配准的、放射性示踪剂注入部位402以及前哨结403的伽马照相装置图像在显示器112上看起来的样子的示例。该系统因而能够创建体型的图像(表面图)，从而在没有使用附加辐射的情况下为外科医生提供解剖参考。
[0033]在备选示例中，操作员可能是外科医生，以及三维结构是经受乳癌手术的患者的身体。体内的(一个或多个)辐射源是在手术之前放射性示踪剂(诸如锝-99m甲氧基异丁基异腈)已注入到的静脉内部位以及乳癌结的(一个或多个)位置。图5A示出在操作员(外科医生)进行到步骤304之前、表面渲染501在显示器112上看起来的样子的示例。
[0034]继续该特定手术示例，在步骤304，外科医生将伽马照相装置安置在患者的乳房之上，并且获取伽马照相装置图像。图5B示出乳癌结502中的放射性示踪剂的伽马照相装置图像(其与表面渲染501配准)在显示器112上看起来的样子的示例。该系统因而能够创建体型的图像(表面图)，从而在没有使用附加辐射的情况下为外科医生提供解剖参考。
[0035]注意，该装置的功能性并不取决于成像顺序或者捕获深度图像或伽马照相装置图像的次数，并且因此两种类型的重复成像过程在手术之前、期间和之后是可能的。
[0036]只要深度照相装置在其操作范围之内来操作，则实现伽马照相装置图像至深度照相装置表面图渲染的固定配准。最大深度照相装置范围通常是离待渲染物理表面的数米或数十米。这通常远远超过伽马照相装置能够对辐射源进行成像的距离。伽马照相装置的最佳图像对比度和空间分辨率通常在离辐射源不到10 cm处取得。因此伽马照相装置通常是位置-触摸的或者距离包围待成像的辐射源的三维结构的表面不到1 cm。图4B中的伽马照相装置图像402和403预期使用深度照相装置，其向下至离开待渲染表面1 cm的范围进行操作。
[0037]许多深度照相装置具有距离待渲染表面40 cm的最小操作范围。比40 cm更近地进行操作意味着，如果伽马照相装置在深度照相装置的这个最小操作范围之内移动，则来自深度照相装置的绘图和跟踪数据不再能够用来跟踪伽马照相装置的位置。
[0038]能够通过使用深度照相装置所创建的表面图作为用于连接到连结伽马照相装置和深度照相装置的第二跟踪系统的基准，来克服深度照相装置的范围限制。图2示出台架201如何能够修改成使用机械手段来创建这种第二跟踪系统。也可使用其他方法、诸如光学跟踪器。
[0039]图2中，可以看到轴角编码器210放置在台架201中的各旋转接头202处。轴角信息从台架以电子方式传送给计算机110和显示器112。使用台架201的支臂204和支柱205的已知长度以及该轴角信息，计算110