JP2001500651A

JP2001500651A - 身体と身体の画像とを相関させる方法と装置

Info

Publication number: JP2001500651A
Application number: JP10514109A
Authority: JP
Inventors: オーデット、マイケル、アルバート
Original assignee: サージカルナビゲイションスペシャリストインク．
Priority date: 1996-09-19
Filing date: 1997-09-19
Publication date: 2001-01-16
Also published as: WO1998012663A1; CA2267262A1; AU4292997A; EP0927403A1; DE69718486T2; CA2267262C; EP0927403B1; US5951571A; DE69718486D1

Abstract

(57)【要約】本発明は空間的身体の点を予め取得した空間的身体の画像から形成されたデータ・ベースの身体の点と相関させるシステムと処理プロセスを提供するものである。このシステムと処理プロセスは空間点とデータベースの点との相対的な位置情報を用いて、空間点を対応するデータ・ベースの点と突合わせる。空間点とデータベースの点を第１と第２の閉鎖身体にそれぞれ適合させ、かつ閉鎖身体に投影された空間点とデータベース点の方位を比較することによって対称的な偽の整合が検出され、かつ廃棄される。好適な実施例では、突合わされた空間点の近傍の空間点の、突合わされた空間点に対する縦座標を計算し、突合わされたデータベース点の近傍の空間点の、突合わされたデータベース点に対する縦座標を計算し、かつ双方の点間の縦方向の差異を比較することによって空間点とデータベース点の方位が比較される。空間点の縦方向の差異がデータベース点の縦の差異と対応する場合は、突合わされた空間点と突合わされたデータベース点との整合が立証される。そうではない場合は、整合は対称的な偽の整合であるものと見なされ、廃棄される。少なくとも３つの空間点が対応するデータベース点と突合わされ、整合が偽の整合ではないものと確認されると、整合した３対を用いて変換マッピングを計算することによって空間的身体をデータベース身体に重ね合わせる重ね合わせ手順が行われる。

Description

【発明の詳細な説明】［発明の名称］身体と身体の画像とを相関させる方法と装置［発明の分野］本発明は一般に空間物体（スペーシャルボディ）の複数の点を予め取得された空間物体の画像で構成されたデータ・ベースの身体の対応点と相関させる方法に関する。より具体的には、本発明は解剖学的身体の点をデータベースに記憶された解剖学的身体の画像と相関させて、解剖学的身体に対するプローブまたはその他の機器の動きをデータベースに記憶された画像に表示できるようにする方法と装置に関する。本発明は特に、解剖学的身体の座標と、データベースに記憶された画像の座標との重ね合わせ手順をより簡単に行う方法と装置に関する。［発明の背景］外科医の分野では患者の内部器官のスライス画像を利用して診断、治療または手術等の医療処置の手順を計画することは公知である。スライス画像は一般にはコンピュータを使用した断層撮影法（ＣＴ）または磁気共鳴撮影法（ＭＲＩ）によって作成される。心血管撮影法、コンピュータを使用した単一光子放射断層撮影法、および陽電子放射断層撮影法を利用して画像を取得してもよい。画像は一般にフィルム上の一連の静止画像で記憶され、表示される。加えて、画像をコンピュータのデータベースに記憶し、三次元座標系に従って構成してもよく、これは画像空間と呼ばれていおり、各画像の各々の点が一意的な座標によって識別される。画像は医療処置の間に器具またはプローブを患者の身体内に案内するために利用できる。これは、処置中の患者の身体内の切創が小さくなることによって、患者のリスクが軽減し、患者の入院期間が短縮することを意味する。しかし、患者への処置中に画像を有効に活用するには、データベースに記憶されている画像に対する、処置中に患者に使用される器具とプローブの相対位置と動きを表示することが必要である。画像上に器具とプローブを表示するため、データベースに記憶された画像に対する患者の空間的位置をマッピング、すなわち相関させることが必要である。患者の解剖学的な身体を画像にマッピングするこの処理プロセスは“重ね合わせ”と呼ばれている。概して、重ね合わせ手順によって患者の空間座標と対応する画像の空間座標とが１対１でマッピングされる。このようにして、患者の空間的形質の座標を知ることによって、画像空間内の対応する座標を簡単に判定でき、形質を表示することができる。これが達成されると、患者空間内の患者に対する器具とプローブの位置と動きを画像空間内の画像と相関させて表示することができる。重ね合わせ手順の第１のステップは患者の少なくとも３つの点を、より好適にはそれ以上の点を特定し、次に画像の対応する点を発見することである。患者と画像空間内のこれらの点が適正に整合されると、患者空間の点を画像空間の点へとマッピングするために剛体変換を決定することができる。従前は、この重ね合わせ手順を実施するために患者の点を画像内の対応する点と手動的に相関させることが必要であった。これは患者空間内の患者の点をプローブで特定し、その直後に画像空間内の対応する点を特定することによって行われることが多かった。この手順を行う別の方法は画像空間内の点を所定の順序で特定してから、同じ所定の順序で患者の対応点を特定する方法であった。言い換えると、従来形の装置は重ね合わせ手順を行うために、ユーザーが患者空間の点の集合を画像空間内の対応する点と手動的に相関させる必要があった。従来の技術には幾つかの欠点がある。具体的には、外科医が患者の特定の点を所定の順序で特定し、次に画像内の対応点を探し、特定することは非効率で時間がかかる。点の数が増えれば困難さは増倍する。更に、ある点への侵入ミスを迅速に識別できず、重ね合わせ手順を始めからやり直す必要がある場合がある。従って、この分野では解剖学的身体の点を画像データベースの対応点と相関させて、重ね合わせ手順を行うための効率がよく確実な自動的方法とシステムが必要であった。加えて、解剖学的身体または選択されたデータベースの点の順序または数に関わりなく、解剖学的身体の点を受入れ、それらの点を独立して画像データベースの選択された点と相関させるシステムが必要である。更に、上記のタスクを達成するため、空間的身体の点と画像身体の点の双方が患者の顔の中心から下の平面のような平面で面対称である場合に、空間的身体の点と画像身体の点とを相関させる際に生来から付随する困難さを克服する必要がある。言い換えると、画像と患者の点間の真の、すなわち適正な整合と、鏡像、すなわち対称的な偽の整合とを区別できる方法とシステムが必要である。［発明の大要］従って、本発明の目的は先行技術の欠点の少なくとも一部を克服することにある。更に、本発明の目的は双方の点が平面、または表面で対称である場合でも、空間的身体の点と画像身体の対応点とを容易に相関させるための改良形の処理プロセスとシステムを提供することにある。更に、本発明の目的は空間的身体の任意の数の点を任意の順序で受け入れることができ、しかもシステムが重ね合わせ手順を行うことができるような改良形のシステムと方法を提供することにある。本発明の目的は更に、既に受け入れられているが整合、すなわち相関がない追加の点に対応できるようにすることである。従って、本発明は１側面では既に取得された空間物体のイメージを含むデータベース物体の点と対応する空間物体の点を特定する処理手順であって、（ａ）データベース物体の少なくとも４つのデータベースの点を選択し、（ｂ）データベースの点間の相対的位置情報を判定し、（ｃ）空間物体の少なくとも４つの空間点を選択し、（ｄ）空間点間の相対的位置情報を判定し、（ｅ）どの空間点がデータベース点間の相対的位置情報に対応する相対的位置情報を有しているかを判定することによって、第１の空間点を対応するデータベースの点と突合わせ、（ｆ）突合わされた第１の空間点を点検して、突合わされた第１の空間点がデータベースの対応点の対称的な偽の照合であるか否かを判定するステップからなる処理手順を提供することにある。本発明は更に別の視点では、既に取得している空間物体のイメージのデータベース物体を使用してプローブに対する空間物体の領域を視覚的に表示するシステムにおいて、（ａ）空間物体の少なくとも４つの空間点を選択するためのプローブと、（ｂ）プローブと少なくとも４つの空間点の空間的位置を判定するための空間位置判定手段と、（ｃ）空間物体の既に取得している画像を記憶するためのデータベース記憶手段と、（ｄ）データベース物体の少なくとも４つのデータベース点を選択し、データベース点のデータベース位置を判定するためのデータベース点選択手段と、（ｅ）空間点の空間的位置とデータベース点のデータベース位置とを受入れて、空間点をデータベース点と相関させる相関手段であって、（ｉ）データベース点間の相対的位置情報を判定し、かつ空間点間の相対的位置情報を判定し、かつ突合わされた空間点の相対的位置情報が対応するデータベース点の相対的位置情報と対応する場合には、突合わされた空間点を対応するデータベース点と突合わせることによって空間点をデータベース点と照合させるための照合手段と、（ｉｉ）突合わされた１つ以上の空間点が対応するデータベース点の対称的な偽の照合であるか否かを判定するための対称的偽の整合を点検する手段と、からなる相関手段と、（ｆ）少なくとも３つの突合わされた空間点と、対称的な偽の照合（シンメトリック・フォールス・マッチ）ではない対応するデータベース点とに基づいて、空間物体をデータベース物体と整合させるための整合手段と、（ｇ）プローブの近傍の空間的身体の領域に対応するデータベース身体の部分を表示するための表示手段と、を備えてあるシステムを提供するものである。本発明のその他の側面は本発明、およびその好適な実施例を示した以下の詳細な説明と図面によって明らかになる。［図面の簡単な説明］本発明の実施例を示す図面において、図１は、本発明の一実施例によるシステムを示し、図２は、画像空間のデータベースの身体および患者空間の患者の表示を示し、図３は、相対距離が点を照合するために使用される場合の本発明の一実施例を示し、図４は、３つの点のグループ間の相対位置および角度が点を照合するために使用される場合の本発明の他の実施例を示し、図５は、四面体の容積が点を照合せるために使用される場合の本発明の他の実施例を示し、図６は、いろいろの点からのベクトルに対して規定された垂直線間の角度が点を照合するために使用される場合の本発明の他の実施例を示し、図７は、画像空間点と患者空間の空間点との間の正しい一致および対称誤一致を示し、図８は、球体に合致されている空間点および計算されている縦座標を示し、図９は、本発明の一実施例による正しい一致および対称誤一致の決定を示し、図１０は、本発明の他の実施例を示すブロック図を示し、図１１は、図１および図１０方式から生じるディスプレイフォーマットを示している。［好ましい実施例の詳細な説明］図１を参照すると、プローブ相関システムが全体的に１０として示されている。このシステムは、プローブ１２と、コンピュータ１４と、データ記憶装置１６と、ディスプレイ１８とを有する。このシステム１０は、一つの実施例においては、プローブ１２に非常に接近している患者２０の解剖組織に対応している、ディスプレイ１８上の患者の解剖組織を見るために使用される。コンピュータ１４は、データ記憶装置１６にすばやくアクセスする。データ記憶装置１６は、患者２０について予め取得し、ディジタル的に記憶された画像（イメージ）２２を含んでいる。これらの画像２２は、コンピュータ断層撮影法、単一光子エミッションコンピュータ断層撮影法、ホジトロン断層撮影法、磁気共鳴イメージング、超音波、動脈血管造影撮影法、磁気源イメージング（ＭＳＩ）および磁気脳造影撮影法のようないろいろの医用イメージング技術によって得られる。画像２２に加えて、記憶装置１６は、各画像２２が相互に画像２２および共通基準に対して利用される場合に関する相対位置情報も記憶する。このように、“ データベースの身体”は、記憶装置１６に記憶されている画像２２および位置情報に基づいて作成できる。画像２２は、画像２２の各点を一意的に規定する３次元座標系に従って配置される。この３次元座標系は、一般に“画像空間”と呼ばれる。データ記憶装置１６に記憶されているディジタル画像２２は、医用イメージング技術によって直接に収集された画像２２と、収集された画像２２から作成され、予め処理されたディジタル画像２２とを含んでいる。例えば、その相対位置関係とともにディジタル画像２２は、患者のいろいろの器官の表面を３次元で表示するために予め処理することができる。図示してはいないが、ディジタル画像２２を読み出し、患者２０の解剖組織に関する同質特徴の部位に対応する予め処理されたディジタル画像を生成できる公知のシステムがある。このように、“データベースの身体”は患者２０の解剖組織を示すように３次元で表示できる。プローブ１２、あるいは任意の他の物体または器具は、患者２０の解剖体の特定の位置を示すために外科医すなわちオペレータ（図示せず）によって使用される。オペレータは、患者２０の解剖体の周りあるいはその内部にプローブ１２を移動できる。患者２０の中のおよびその周りの各点は、患者の基準のフレームの３次元空間座標系によって規定される。この空間座標系は、通常投ウ者空間狽ニ呼ばれ、患者の上にあってもよいし、あるいは近くの固定プラットホーム上にあってもよい基準点、すなわち原点を有する。図１では、患者空間は、プローブ１２を支えるスタンド２６の台に原点２４を有する。この原点２４は、この位置にあるように任意に選択され、任意の他の基準点が原点２４として患者空間で使用できる。原点２４から延びている３つの軸が示されているが、これらの軸は、患者空間のｘ座標、ｙ座標およびｚ座標である。患者空間の各点、特に患者２０上の各点は、患者空間における一意的ｘ座標、ｙ座標およびｚ座標を有している。球体座標系を含む任意の形式の座標系が使用でき、本発明はｘｙｚ座標系の使用に限定されないことは言うまでもない。空間位置、および必要ならば原点２４に対するプローブ１２の空間の向きを決定し、コンピュータ１４に伝えることができる。原点２４に対するプローブ１２の空間座標を得るために使用できる多数の他の方法がある。この機能を実行できる装置は通常、空間測定器と呼ばれ、当該技術分野で公知である。例えば、システム１０で使用できる空間測定器（図１において全体的に参照番号２５によって示されている）は、原点２４に置かれた電磁放射器とプローブ１２上にあるセンサとを備えている。放射器からの送信信号とセンサによって検出された受信信号とのタイミングおよび位相とを比較することによって、原点２４に対するプローブの位置および向きを決定できる。この公知の探索方法を使用するプローブは市販されている。原点２４と患者２０との間の空間関係が与えられると、コンピュータ１４は、患者空間の患者２０に対するプローブ１２の位置を決定できる。プローブ１２が患者２０の周りに移動されるにつれて、プローブ１２の先端の近くの患者の解剖組織上の特徴に対応する画像をディスプレイ２０上に表示させることが望ましい。プローブ１２の近くの患者の解剖体の部位に正確に対応する記憶画像あるいは予め処理された画像２２を表示するために、システム１０は、患者２０の解剖体の中のおよびその周りの位置をデータベースの身体の位置にマッピングすることができなければならない。この意味で、マッピングは、患者空間の患者２０に対するプローブ１２の現在の空間位置を決定し、データベースの身体に対するプローブの対応する位置を決定する手順である。この対応関係は、患者２０あるいは患者空間をデータベースの身体３２あるいは画像空間にマッピングする手順によって決定されてもよい。この手順は、その目的が患者２０の解剖体とコンピュータ１４のデータベースの身体３２との対応関係を重ね合わせあるいは決定することにあるので、“登録”として公知である。この重ね合わせ手順は、一般に下記の通りである。複数の点、すなわち少なくとも数が３個の点が患者２０上に選択される。次に、画像２２が利用され、これらの特徴に対応する点の座標が画像空間で決定される。次にこれらの同一の特徴に対する患者空間の空間位置あるいは座標が、例えばプローブ１２および空間測定器２５の使用によって測定される。多数の点が患者空間と画像空間の両方で選択され、これらの点が一旦相互に関係づけられると、コンピュータ１４が３次元変換を実行することは比較的簡単であるので、患者空間の患者２０およびプローブ１２の空間位置が、データベースの身体３２上の対応する位置上に重ね合わせされる。少なくとも３つの点のセット、好ましくは約６つの点のセットを使用すると、プローブ１２の空間位置を対応するデータベースの身体３２の位置および向きにマッピングする適切で、独自の変換機能が計算できる。変換機能の精度は、多数の点の使用および平均最小自乗誤差方法のような統計誤差最少技術によって改善される。一旦患者２０の解剖体がコンピュータ１４に登録されると、外科医は、患者２０の中のおよびその周りにプローブを移動し、患者２０の隠された解剖組織の特徴をデータベースの身体３２と同時に見ることができる。データベースの身体３２における患者の解剖学的特徴は、プローブ１２の空間位置および所望ならばプローブ１２の向きに関連してディスプレイ１８上に表示される。患者２０に関する特徴を選択する多くの方法が公知である。例えば、一つの方法は、歯間の間隔、鼻あるいは目の隅などの患者２０の容易に識別可能な特徴を選択し、次に原点２４に対する患者２０のこれらの識別可能な特徴の空間位置をコンピュータ１４に登録するためにプローブ１２を使用することを含んでいる。好ましい方法は、額あるいは後頭部のような、患者２０の解剖学的特徴にＭＲＩ用の硫酸銅溶液を充填したカプセルのような小さなコントラスト材マーカーを配置することを含んでいる。これらのマーカーは、患者２０上の選択点を構成でき、これらの点は画像上に現われ、容易に識別できる。点が患者２０上および画像２２上に選択され、患者空間および画像空間の選択点の座標がコンピュータ１４に入力されると、次のステップは、患者２０上の点を識別し、患者２０上の点と画像２２上の点とを関係づけることである。かつては、患者空間の点に対応する画像空間の点を手動で識別し、関係づけることが一般的であった。例えば、患者空間の点を入力し、次に画像空間における対応する点を直ちに手動で識別することによって行われた。患者空間および画像空間の点を同じ順序で入力あるいは識別する方法もあった。次にこの配列情報を利用して点を識別し、相互に関係づけるものであった。本発明の方法およびシステムによって、これらの点が識別されるかあるいはコンピュータ１４に入力される順序、および画像空間あるいは患者空間で識別され、入力される点の数に関係なく、患者空間および画像空間における点を識別し、自動的に関係づけることができる。これについては、画像空間のデータベースの身体３２の表示を示す図２を参照する。この表示は、前述のように、記憶装置１６の記憶画像２２から形成されることが分かる。画像空間は、患者空間の空問原点２４と同様の画像原点３０を有する。さらに、データベースの身体３２上に示された黒っぽい点は、データベースの身体３２上の選択されたデータベース点３４を示している。図２は、図１にも示されている患者空間の身体、すなわち患者２０の対応する表示も示している。図１および図２の両方は、スタンドで支えられ、スタンド２６の台にある患者空間の空間原点２４を有するプローブ１２を示している。さらに、患者２０上の選択された空間点２８を示す患者空間のいくつかの黒っぽい点が患者２０上に示されている。空間点２８は任意の順序で選択されてもよい。同様に、データベース点３４もどのような順序で選択されてもよい。空間点２８が最初に選択されてもよいし、あるいはデータベース点３４が最初に選択されてもよいし、点は混合モードで選択されてもよい。いずれの場合も、点２８、３４の選択は、点２８、３４の座標をコンピュータ１４に入力することによって点を識別することを含む。少なくとも４つのデータベース点３４および少なくとも４つの空間点２８が選択され、下記の計算を容易に行うことができるようにする必要がある。好ましくは、４つ以上のデータベース点３４および空間点２８を選択して、空間点２８の少なくともいくつか、好ましくは３つ以上の点が対応するデータベース点３４と一致する可能性を向上するのが好ましい。画像空間から患者空間へのマッピング変換は、画像空間原点３０から患者空間原点２４への矢印によって通常示されている。文字“Ｒｔ”は変換の回転成分および並進成分を示している。これは登録手順が決定するマッピング機能である。前述のように、等しい数のデータベース点３４および空間点２８がないことと、これらの点が何ら特定の順序で入力されないことから、画像空間点と患者空間の対応する点とを関係づける必要がある。さらに、空間点２８の全部がデータベース点３４に一致しないし、その逆も一致しないことは明らかである。一旦空間点２８およびデータベース点３４が選択されると、次のステップは、空間点２８とデータベース点３４とを照合することにある。点を照合する最初のステップは、データベース点３４の各々の間の相対位置情報を決定し、空間点２８の各々の間の相対位置情報を決定することである。例えば、図３において、“ Ｘ”と示した現在考察されているデータベース点３４Ａと点３４Ｂのような画像空間のその隣接点の全てとの間の相対位置が計算され、同様に、“Ｘ”と示した現在考察されている空間点２８Ａと点２８Ｂのような患者空間のその隣接点の全てとの間の相対位置が計算される。この情報は、点２８Ａがデータベース点３４Ａと一致するか否かに関する第１の指示として使用することができる。用語“隣接するもの”とは、考察されている点以外の、それぞれの空間の他の点の中の各々を示している。隣接点２８Ｂおよび３４Ｂを特に参照したとしても、計算はそれぞれの空間における隣接点の各々に対して行われることを理解されたい。さらに、後述する他の位置・計算と同様にこの距離計算も画像空間のデータベース点３４と患者空間の空間点２８との各組み合わせに対して実行されることを理解されたい。これは、点３４Ａはその隣接点、すなわち画像空間の他の点に関して上記に考察されるので、画像空間の各データベース点３４は連続して考察されることを意味している。同様に、各空間点２８は連続的に考察される。前記データベース点３４と前記空間点２８との一番よい一致はこの情報に基づいて決定される。前記データベース点３４の中の各々と前記空間点２８の各々との間の相対距離に加えて、他の相対位置情報は、空間点２８とデータベース点３４とのよりよい一致を得るために使用することもできる。例えば、図４に示されるように、２つの点間の相対距離を決定することに加えて、１つの空間点２８Ａと２つの他の空間点２８Ｂ、２８Ｃとの間の相対距離ならびにこの１つの空間点２８Ａと２つの他の空間点２８Ｂ、２８Ｃとの間の角度が決定できる。同様に、データベース点３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃに対する同じ相対位置情報が決定できる。この相対位置情報は、空間点２８Ａとデータベース点３４Ａとを照合するために使用できる。図４において、この距離および角度比較は、データベース点３４Ａ、３４Ｂおよび３４Ｃに対して計算されていることが示されているが、同様の相対位置情報が現在考察されているデータベース点３４Ａおよびその隣接点の２つを含む画像空間の３つの点の各組み合わせに対して計算されることを理解されたい。同様に、同じ相対位置情報は、現在考察される空間点２８Ａおよびその２つの隣接点に対して計算される。同様に、３つの点群に関する距離・角度情報に加えて、相対位置情報は、付加的点群に対して計算できる。例えば、図５は、４つのデータベース点群３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃ、３４Ｄおよび患者空間の４つの空間点群２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃ、２８Ｄに対する同じ符号の四面体容積の計算を示している。前述のように、画像空間のデータベース点３４に対して計算される四面体容積は、一致があるかどうかを決定するために患者空間の空間的身体２８に対する計算された四面体容積と比較される。この場合、４つの点群が各空間で使用され、各点を確認し、これらの計算が各空間の各４つの点群に対して行われる。さらに、図６に示されるように、いろいろな点からのベクトルに対して規定される垂直線のような点群に関する付加的相対位置情報を利用して個々の点を確認することができる。図６に示されるように、画像空間垂直線Ｎ_i1とＮ_i2との角度は、患者空間垂直線Ｎ_s1とＮ_s2との間の角度に一致し、点３４Ａおよび点２８Ａとの間の一致を確認する。したがって、画像空間のデータベース点３４が患者空間の空間点２８に一致する最初の指示として、相対位置情報は、空間点２８の各々の間および同様にデータベース点３４の各々の間で決定される。この相対位置情報に基づいて、空間点２８は、空間点２８のどれがデータベース点３４間の相対位置情報に一致する相対一致情報を有することを決定することによって対応するデータベース点３４と照合される。画像空間点３４の数が患者空間点２８の数と同じでなくてもよいことが分かる。したがって、どちらかの空間の少数の隣接点の最少数が他の空間の相対位置情報に一致する相対位置情報を有する場合に一致が生じる。全ての空間点２８およびデータベース点３４が対応する一致を見出さないことも明らかである。さらに、選択手順中、一般に各空間の点の位置に対する許容範囲がある。したがって、相対位置情報は、この許容範囲およびこれらの許容範囲から生じる差異を合体させねばならない。図３〜図６に示されるように、計算される上記の相対位置情報は、画像空間の点と患者空間の点との間の一致を決定し、実証するために計算できる相対位置情報の種類の例であることが分かる。上記の相対位置情報は計算できる異なる種類の相対位置情報の全ての完全リストではないことが分かる。しかしながら、各空間点の数および各空間の各点に対して計算された異なる種類の相対位置情報にもかかわらず、点が画像空間および患者空間の各々の平面あるいは表面の周りに対称である場合、相対位置情報を使用して照合された点は実際正しい一致でなくて、むしろ対称誤一致である可能性が常にある。一般に、画像空間点と患者空間点との間の単なる相対位置情報は、正確に一致した点と対称誤一致を識別するのには不十分である。この識別を行うためには、塔0ローバル情報狽フような付加的情報が必要である。一般に、患者２０が平面あるいは表面の周りに対称である特徴を有し、これらの対称特徴が外科医によって手動で選択されることは一般に知られている。したがって、相対位置情報を計算し、この情報に基づいて点を照合することによって正しい一致と対称誤一致を識別するのに十分な情報はない。他のテスト、すなわち、最初の一致空間点２８Ａが対応するデータベース点３４Ａの対称誤一致であるかどうかを決定するテストがさらに必要とされる。例えば、図３〜図６において、その周りの隣接点に対するこれらの点の各々に対して計算された相対位置情報が同じであるために、空間点２８Ａは、データベース点３４Ａと一致する可能性がある。空間点２８Ａおよびデータベース点３４Ａの場合、図面から明らかであるように一致は正しい一致であり、対称的誤一致ではない。しかしながら、患者空間および画像空間の各々の点は対称であるために、相対位置情報は、図６の点２８Ｚと点３４Ａとの一致を生じ得る。点２８Ｚは点２８Ａの鏡像であるために、点３４Ａに対する対称誤一致である。この状態は図７に示されている。図７は、図４に示された相対位置情報と同様に、距離・角度情報に基づいて画像空間点と患者空間点とを照合することを示している。しかしながら、図７は、空間点２８Ｚとデータベース点３４Ａとの対称誤一致だけではなく、空間点２８Ａとデータベース点３４Ａとの正しい一致を示している。同じ状態は任意の他の対称点に対しても生じ得るのは明らかである。図７は、点が平面あるいは表面の周りで対称である場合、および各空間点の数が同じでなく、および／または点が任意の所定の順序で選択されなかった場合に何故相対位置情報だけを利用して画像空間のデータベース点３４と患者空間の空間点２８とを照合できないか示している。正しく一致された点３４Ａおよび２８Ａと対称誤一致点３４Ａおよび２８Ｚとを識別するために、対称誤一致に対してテストすることが必要である。そのようにテストを行う１つの方法は、画像空間および患者空間における全ての点のグローバル情報を使用することである。好ましい実施例では、このグローバル情報は、データベース点３４を通常の形状と第１の表面を有する第１の閉鎖体にフィットさせ、同様に空間点２８を第１の閉鎖体３６と同じ形状および第２の表面４２を有する第２の閉鎖体４０にフィットさせることによって決定される。例えば、第２の閉鎖体４０にフィットされた患者空間の点２８を示している図８を参照する。第２の閉鎖体４０は、参照番号４２によって図８に全体的に示される第２の表面を示している。閉鎖体３６あるいは４０を形成する場合に各空間の点２８、３４の全てを使用することは好ましいが、一般に、閉鎖体がフィットするには少なくとも４つの点が必要である。好ましい実施例では、図８に示されるように、第２の閉鎖体４０は球体である。いかなる閉鎖体も使用できるが、実行する計算はより簡単で、より容易であるために、球体が好ましい。他の実施例では、第２の閉鎖体は、患者の顔に分布される点２８に対して一般により優れた合致を与えるが、計算がより困難である楕円体（図示せず）である。閉鎖体４０が、通常の形状を有するのが好ましいが、それは、合致および下記の計算が容易に実行できるように閉鎖体４０が対称であるかあるいは数式によって規定されていることを意味している。同様に、対応するデータベース点３４は、通常の形状および第１の表面３８を有する第１の閉鎖体３６（図９に示されている）にフィットされている。この実施例では、球体である、第１の閉鎖体３６および第２の閉鎖体４０の形状は同じである。図９に示されるように、一旦空間点２８が第２の閉鎖体４０にフィットされると、点２８は第２の表面４２上に投影される。点２８は、通常全ての点は第２の閉鎖体４０中に正確に合致するわけではないために、第２の表面４２上に投影される。同様に、データベース点３４は第１の閉鎖体３６の第１の表面３８上に投影される。さらに、図８および図９に示されるように、空間点２８は特定の向きの第２の表面４２上に投影され、同様に、データベース３４は特定の向きの第１の表面３８上に投影される。次に、第２の表面４２上の現在考察されている点に対する空間点２８の向きは、第１の表面３６上の対応するデータベース点３４Ａに対するデータベース点３４の向きと比較される。空間点２８の向きがデータベース点３４の向きに一致するならば、点２８Ａはデータベース点３４Ａに正確に合致している。しかしながら、向きが一致しないならば、空間点２８は対応のデータベース点３４の対称誤一致であるために、この合致は確認されない。好ましい実施例では、図８および図９に示されるように、空間点２８Ａの向きは、照合空間点２８Ａが閉鎖体４０の最上部、すなわち“北極”にあるように第２の球体閉鎖体４０を回転させることによって他の空間点あるいは隣接空間点２８に対して比較される。この位置で、第２の閉鎖体４０の表面４２は、経線に類似している線で切断できる。したがって、隣接空間点２８の縦座標は、現在考察されている空間点２８Ａを通過する縦線に対して計算できる。現在考察されている空間点２８Ａが“北極”と整列されるように球体を回転させるステップが単に原理を示すために行われ、空間点２８Ａの隣接点２８Ａに対する縦座標は、第２の閉鎖体４０の回転なしで計算できることが理解されたい。同様に、対応するデータベース点３４Ａに対するデータベース点３４の同様なフィッティングおよび向きの比較を行うことができる。好ましい実施例では、データベース点３４の比較は、空間点２８Ａに対応するデータベース点３４Ａに対するデータベース点３４の各々の縦座標を決定することによって実行される。図９は、第１の閉鎖体３６およびその上に投影されるデータベース点３４を示している。図９によって示されるように、正しい一致、すなわち空間点２８Ａに対する患者空間の隣接空間点２８の向きの比較が行われる場合、第２の表面４２上の隣接空間点２８の向きは、第１の表面３８上の対応するデータベース点３４Ａに対するデータベース点３４の向きに一致する。好ましい実施例では、現在考察されている空間点２８Ａおよび現在考察されているデータベース点３４Ａに対する縦座標を計算することによって向きが比較される場合、画像空間の隣接データベース点３４の縦座標間の差は、点２８Ａおよび３４Ａが正確に合致する場合、患者空間の隣接空間点の縦座標間の差に一致する。例えば、隣接空間点２８の点３から点４までの縦の長さの差は、データベース点３４の点５から点６までの縦の長さの差と同じである。それに反して、縦の長さの差が対称誤一致、すなわち空間点２８Ｚに対して比較される場合、点３から点４までの縦の長さの差は、対応するデータベース点５および６に対する縦の長さの差とは全く逆である。このように、対称誤一致２８Ｚおよび正しい一致２８Ａが決定される。縦の長さの差は、かなり大きい可能性があり、なお正しい一致を構成する。このための理由は、画像空間と患者空間との間の点が第１の閉鎖体３６および第２の閉鎖体４０のフィッティングの差を引き起こし得るということである。さらに、画像空間あるいは患者空間のいずれかの明らかに誤った点を無視するために、異なる点の正確さが正しい票決すなわち正しい一致の数によって決定される票決方式が駆り立てられてもよい。いずれにしても、縦の長さの差に対して通常大きな許容範囲が認められているので、縦の長さの差が２５度未満ならば、正しい一致と判断される。照合空間点が対称誤一致、すなわち対応するデータベース点３４Ａの点２８Ｚであると決定される場合、照合ステップは、他の一致を探索しようと試みるために繰り返すことができる。例えば、最初の照合手順において、データベース点３４Ａがデータベース点２８Ｚと照合され、空間点２８Ｚがデータベース３４Ａに対して対称誤一致であったと決定される場合、照合ステップが繰り返される。相対位置情報を使用して他の照合手順が実行されるが、点２８Ｚが考察することから除外される場合、データベース３４Ａが空間点２８Ａと一致されることは非常に可能性がある。したがって、照合空間点２８Ａが対応するデータベース点３４Ａの対称誤一致であるかどうかを決定するテストは、これらの点が対称誤一致ではなくて正しい一致であると決定する。同じ手順が他の空間点２８の各々および他のデータベース点３４の各々に対して繰り返される。例えば、各空間点２８は順に考察され、隣接する空間点２８の縦座標のような向きは考察されている点に関して決定される。同様に、各データベース点３４は逐次考察される。一般に、一旦空間点２８が第２の閉鎖体４０にフィットされ、空間点２８がそれの上に投影されると、空間点２８の各々を考察する場合、同じ閉鎖体４０を使用でき、合致処理が繰り返されない。これは、データベース点３４がフィットされた第１の閉鎖体３６の場合もそうである。空間点２８およびデータベース点３４の全てが考察され、対応する点２８、３４が照合された後、マッピング変換が決定される。空間点２８のいくつかがデータベース点３４に一致しない可能性がある。実際に、空間点２８とデータベース点３４の数が異なる場合、全ての空間点２８が対応するデータベース点３４と一致しないことは必然的である。少なくとも３つの、好ましくはそれよりも多くの空間点２８が対応するデータベース点３４と一致されると、コンピュータ１４は、画像空間から患者空間へのマッピング変換を決定するのに十分な点を有することになる。次に、コンピュータ１４は、重ね合わせ手順を完了するマッピング変換を計算する。全ての点２８、３４の全てが考察され、少なくとも３つの空間点２８が対応するデータベース点３４と一致しない場合、システム１０のユーザは、空間点２８および／またはデータベース点３４を選択するステップを繰り返すことを要求する。換言すると、システム１０は、患者空間、画像空間のいずれかあるいは両方でより多くの点を選択されるべきであることを求める。これは、少なくとも３つの空間点２８が対応するデータベース点３４に合致し、この合致が対応するデータベース点３４の対称誤一致でなくなるまで繰り返される。データベース点３４および患者空間点２８が球体あるいは他の閉鎖体に安定して合致させることができる場合、最適の結果を得ることができることは明らかである。確実に最適の合致が行われるようにするために、データベース点３４および患者空間点２８を選択する場合、データベース点３４および空間点２８をテストして、それらが同じ平面あるいはほぼ同じ平面にあるかどうかを判断することが好ましい。データベース点３４が同じ平面あるいはほぼ同じ平面にある場合、データベースの身体３２上の付加的データベース点３４を選択してこれらの点がもはや同じ平面あるいはほぼ同じ平面にないようにすることは好ましいことである。選択された空間点２８が同じ平面あるいはほぼ同じ平面にある場合、同じ状態が生じる。マッピング変換をより良く決定するために、二乗平均平方根解析を使用することによって重ね合わせ手順で画像空間で得られた対応値と各空間点２８との間のエラーを最少にすることは好ましいことである。場合によっては、不正確な一致が生じる可能性がある。この場合、重ね合わせ手順から誤ったデータあるいは誤った点を除外する必要がある。これは２つの方法のいずれか１つで行うことができる。第一の方法は、各点に対する個別の合致エラーを二乗平均平方根解析を使用して計算することである。１つの特定の点に対する合致エラーが非常に大きく、所定の閾値を超えている場合、この点はマッピング変換を決定するために使用される点から除外することができる。第２の方法は、外側にある点が二乗平均平方根解析を台なしにする可能性である。この場合、使用禁止された点の組み合わせで二乗平均平方根解析を繰り返して再試行し、最少の全合致エラーを決定する必要がある。この繰り返しは計算に関して高価であるため、例えば、全合致エラーが所定の閾値よりも大きく、外側にある点が重ね合わせ手順を台なしにしたことを暗示している場合、繰り返しはたまに行われる。全合致エラーが小さく、所定の閾値よりも小さい場合、誤ったデータを除く方法が実行される。図１に示されたシステム１０は、患者２０上の空間点２８とデータベースの身体３２上のデータベース点３４とを相互に関係づけるように前述の処理を実行するために使用できる。プローブ１２は、データベース点３４と照合される患者２０上の少なくとも４つの空間点を選択するために使用できる。前述のように、患者２０の上で選択された空間点２８は、患者２０の顔の上の独特の特徴および／または患者２０の上に置かれたマーカーに相応し得る。一旦プローブが患者２０のマーカーあるいは特徴に置かれると、患者空間の空間点２８の空間位置は、空間測定器２５によって測定され、コンピュータ１４に入力され、それによって空間点２８を選択する。前述のように、データベースの身体３２は、データ記憶装置１６に記憶された予め取得された画像に基づいている。データベース点３４は、図１０に示されたデータベース点セレクタ１０８によってデータベースの身体３２上で選択される。データベース点セレクタは、画像空間のデータベースの身体３２上の点を簡単に識別し、画像原点３０に対するデータベース点３４のデータベース位置を決定する。図１０は、コンピュータ１４によって実行されるいろいろな構成要素および機能を示すブロック図である。コンピュータ１４は単一のコンピュータでもよいし、異なるコンピュータ要素の組み合わせでも、遠隔に置かれた処理装置であってもよいことを理解されたい。また、コンピュータ１４の一部を形成するものと識別される機能および装置はハードウェア駆動あるいはソフトウェア駆動でもよいことも理解されたい。図１０に示されるように、空間点２８の空間位置およびデータベース点３４のデータベース位置は、相関装置１１０によって受け取られる。相関装置１１０は、空間点２８とデータベース点３４とを相互に関係づける。相関装置１１０は照合装置１１２を備えている。相関装置１１０は、空間点２８の空間位置およびデータベース点３４のデータベース位置を照合装置１１２に送る。次に、この照合装置は、空間点２８とデータベース点とを照合するように試みる。この照合装置は、前述のように、例えば図３〜図６に示されるように、データベース点間の相対位置情報および空間点２８間の相対位置情報を決定することによってこれを行う。いろいろな相対位置情報の組み合わせを利用して、空間点２８とデータベース点３４とを照合しようと試みることができ、前述され、図３〜図６に示された相対位置情報はこのような相対位置情報の非排他的な例である。空間点２８およびデータベース点３４に対する相対位置情報を計算した後、空間点２８の相対位置情報が対応するデータベース点３４の相対位置情報に一致する場合、照合装置１１２は、空間点２８と対応するデータベース点３４とを照合する。相対位置情報は、各空間の多数の隣接点に対する相対位置情報が所定の閾値以下である場合、対応すると見なされる。一旦空間点２８およびデータベース点３４の全てあるいは大部分に対してこれが決定されると、照合装置１１２は、この情報を対称誤テスタ１１４に送る。この対称誤りテスタ１１４は、照合された空間点２８をテストし、前述の手順を使用して照合された空間点２８の中の１つあるいはそれ以上が対応するデータベース点３４の対称誤一致であるかどうかを決定する。対称誤りテスタ１１４は合致器１１６を備えている。この合致器は、データベース点３４が前述され、図８および図９に示されるように第１の向きの第１の表面３８上に投影されるように、データベース点３４の少なくとも４つ、好ましくは全てを通常の形状および第１の表面３８を有する第１の閉鎖体３６に合致させる。好ましくは、第１の閉鎖体３６は計算が実行するのがより容易であるような球体である。合致器１１６は、空間点２８を第１の閉鎖体３６と同じ形状を有する第２の閉鎖体４０にも合致させる。第２の閉鎖体４０は第２の表面４２も有し、空間点２８は第２の向きの第２の表面４２上に投影される。次に、比較装置１１８によって第２の表面４２上の空間点２８の向きが、第１の表面上のデータベース点３４の向きと比較される。比較装置１１８は、第２の表面４２上の照合空間点２８の各々に対する空間点の向きと、前述され、図９に示された第１の表面３８上の対応するデータベース点３４に対するデータベース点３４の向きとを比較する。好ましい実施例では、比較装置１１８は、考察されている空間点２８およびデータベース点３４の各々に対する隣接点の縦座標を計算する。次に、任意の２つの隣接空間点２８間の縦の長さの差が決定され、前述され、図８および図９に示されるように２つの隣接データベース点３４の群の縦の長さの差と比較される。第２の表面４２上の隣接空間点２８の向きが第１の表面３８上の隣接データベース点３４の向きに一致する場合、空間点２８Ａと対応するデータベース点３４Ａとの一致は正しい一致であり、対称誤一致でないとみなされる。隣接空間点２８間の縦の長の差が隣接データベース点３４間の縦の長さの差に一致しない場合、空間点２８Ｚは、対応するデータベース点３４Ａの対称誤一致とみなされる。縦の長さの差は、これが２５度のような所定の閾値未満である場合、一致する。このテストは、各対の照合点に対して、合致が対称誤一致ではないことを確認するために実行される。万一対称誤一致であることが分かった場合、比較装置１１８は、照合装置１１２に、その対称誤一致を除外し、新しい一致を決定するように要求する。対称誤テスタ１１４は、一致空間点２８の全ての空間位置および対称誤一致でないことが分かった対応するデータベース点３４のデータベース位置を重ね合わせ装置１２０に送る。次に、重ね合わせ装置１２０は、空間点２８の空間位置および対応するデータベース点３４のデータベース位置を使用し、患者２０をデータベースの身体に重ね合わせる。重ね合わせ手順は、本来は患者２０とデータベースの身体３２との変換マッピングを計算する形式をとる。一旦重ね合わせ装置１２０が患者２０をデータベースの身体３２に重ね合わせると、ディスプレイ手段１８は、患者２０のプローブ１２近くの領域に対応するデータベースの身体３２の部分を表示できる。ディスプレイ１８は、重ね合わせ装置１２０によって計算される変換マッピングを使用してプローブ１２の位置をデータベースの身体３２上に変換することによってこれを行うことができる。データベースの身体３２を異なるフォーマットで表示してもよい。例えば、患者２０の３次元モデル１３０を、図１１に示すように画像２２からコンピュータ１４によって生成してもよい。コンピュータ１４は、プローブ１２の３次元表示も発生できる。記憶画像２２からの生成された患者２０の３次元表示は、ディスプレイ１８上にプローブ１２の表示１３０とともに表示される。ディスプレイ１８上の画像空間のプローブの表示１３２の相対位置は、空間測定器２５によって測定されるように患者２０に対するプローブの空間位置および向きに対応する。これは、空間測定器２５によって測定されるようなプローブ１２の空間位置を重ね合わせ装置１２０によって計算された変換マッピングを使用して画像空間に変換することによって行われる。図１１は、楔状の切除部分１３４がデータベースの身体３２の３次元表示から除去されるデータベースの身体３２の３次元表示１３０上のプローブ１２の３次元表示１３２の位置および向きを示している。これにより、患者を見ることでは知ることのできないプローブ１２に対する患者２０の部位の表示および観察が可能になる。当該技術分野で公知であるように他の観察オプションも、使用可能である。３つの空間点２８が対応するデータベース点３４と照合され、照合が対称誤一致であると決定されないような、相関装置１１０が、少なくとも３つの空間点２８を対応するデータベース点３４とを相互に関係づけない場合、システム１０は、ユーザに付加的データベース点３４および／または付加的空間点２８を選択させる。これは、少なくとも３つの対の点が相関されて重ね合わせ手順が完了するまで続く。ユーザが空間点２８およびデータベース点３４を選択する場合、ユーザは、照合できる点２８、３４を選択しようと試みることが分かる。それで、一般に、ユーザが付加的点２８、３４を選択することを繰り返して要求する必要がない。患者２０の顔の特徴および頭について参照してきたが、本方法およびシステム１０は、脊椎のような患者２０の任意の他の解剖学的特徴に関連して使用することができることが分かる。さらに、方法およびシステム１０は、患者２０および患者２０の解剖学的特徴あるいは体に関して記載してきたが、本発明は解剖体に限定されるものではないことを理解されたい。むしろ、本システムおよび方法は、任意の空間物体上の点と空間物体の予め取得された画像から形成されるデータベースの身体上の点とを相関させるために使用できる。この手順の一部を形成する計算はいかなる順序でも実行できることを理解されたい。特に、患者空間の空間点２８Ａは、考察され、これらの点２８Ａ、３４Ａとその隣接点との間の相対位置情報を決定することによって画像空間のデータベース３４Ａと照合される。この時に、点２８、３４を閉鎖体にフィットさせ、隣接点の向きを比較することによって点２８Ａ、３４Ａが対称誤一致であるか否かを決定することができる。あるいは、空間点２８のそれぞれを連続して考察することができ、点２８を閉鎖体にフィットさせることから、全ての位置情報ならびに向き情報を空間点２８の全てに対して直ぐに決定できる。同様に、データベース点３４の各々を連続して考察することもできる。この情報の全てが計算されると、点２８、３４は照合され、予め決定された向きの情報に基づいて合致が確認される。これらは、手順のステップを実行できる順序の例である。本発明のいろいろな特徴は本発明の一つの実施例あるいは別の実施例に関して記載してきたが、本発明のいろいろな特徴および実施例は、ここに説明され、図示された本発明の他の特徴および実施例と組み合わせるかあるいは図示された本発明の他の特徴および実施例とともに使用できることは理解されるであろう。この開示は本発明のある好ましい実施例を記載し、例示しているけれども、本発明はこれらの特定の実施例に限定されないことを理解されたい。むしろ、本発明は、ここに記載され、例示されている特定の実施例および特徴の機能的均等物、機械的均等物あるいは電気的均等物を含むものである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ

Claims

【特許請求の範囲】１．空間物体の予め取得されたイメージを含むデータベース物体上の複数の点に対応する前記空間物体上の複数の点を識別するための方法であって、（ａ）前記データベース物体上で少なくとも４つのデータベース点を選択するステップと、（ｂ）前記データベース点間の相対位置情報を決定するステップと、（ｃ）前記空間物体上で少なくとも４つの空間点を選択するステップと、（ｄ）前記空間点間の相対位置情報を決定するステップと、（ｅ）前記空問点の中のどれが前記データベース点間の相対位置情報に対応する相対位置情報を有するかを決定することによって、第１の空間点を対応するデータベース点と照合するステップと、（ｆ）前記最初に一致した空間点をテストし、前記最初に一致した空間点が前記対応するデータベース点の対称的な誤一致であるかどうかを決定するステップと、を含む方法。２．ステップ（ｆ）が、 (i)前記データベース点が第１の配向の前記第１の表面上に射影されるように、前記複数のデータベース点の少なくとも４つを、ある形状と第１の表面を有する第１の閉鎖体に適合させるステップと、 (ii)前記空間点が第２の配向の前記第２の表面上に射影されるように、前記複数の空間点の少なくとも４つを、前記第１の閉鎖体と同じ形状と第２の表面を有する第２の閉鎖体に適合させるステップと、 (iii)前記第２の表面上の空間点の前記第２の配向と、前記第１の表面のデータベース点の前記第１の配向とを比較するステップと、を含み、前記第２の表面上の空間点の前記第２の配向が、前記第１の表面上の前記データベース点の前記第１の配向に対応する場合、前記最初に一致した空間点は、前記対応するデータベース点の対称的誤一致ではない、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。３．さらに、（ｇ）最初に一致した空間点が、前記対応するデータベース点の対称的誤一致である場合、ステップ（ｅ）および（ｆ）を繰り返し、その際、状況を考慮して、前記最初に一致した空間点と前記対応するデータベース点との照合を除外するステップを含む請求項２に記載の方法。４．（ｈ）各空間点に対して、空間点のどれがデータベース点間の相対位置情報に一致する相対位置情報を有するかを決定することにより、空間点を対応するデータベース点と照合するステップと、（ｉ）一致した空間点のおのおのに対してステップ（ｆ）および（ｇ）を繰り返すステップとを含む請求項３に記載の方法。５．少なくとも３つの空間点が対応するデータベース点と照合され、かつ、少なくとも３つの一致した空間点が前記対応するデータベースの対称的誤一致でなくなるまで、ステップ（ａ）〜（ｉ）を繰り返す、ステップをさらに含む請求項４に記載の方法。６．前記少なくとも３つの一致した空間点および前記対応するデータベース点とに基づいて、前記空間物体をデータベース物体に整合させるステップをさらに含み、前記照合された空間点が前記対応するデータベース点の対称的誤一致ではない、ことを特徴とする請求項５に記載の方法。７．前記第１の閉鎖体と前記第２の閉鎖体が球体であることを特徴とする請求項６に記載の方法。８．各一致した空間点に対して、前記第２の表面についての前記一致した空間点に関する前記空間点の縦座標を計算し、前記第１の表面について対応するデータベース点に関する前記データベース点の縦座標を計算し、前記空間点間の縦の長さの差と前記データベース点間の縦の長さの差とを比較することによって、前記第２の表面上の前記空間点の前記第２の配向が前記第１の表面上の前記データベース点の第１の配向と比較され、前記空間点間の縦の長さの差が前記データベース点間の縦の長さの差に一致する場合、前記一致した空間点は前記対応するデータベース点の対称的誤一致でない、ことを特徴とする請求項７に記載の方法。９．ステップ（ｂ）が、前記データベース点をテストし、前記データベース点が同一平面にあるかあるいはほぼ同じ平面にあるかを決定し、前記データベース点が同一平面にあるかあるいはほぼ同一平面にある場合、データベース点が同一平面をなさなくなるまで、前記データベース物体上で付加的なデータベース点を選択するステップを含む請求項８に記載の方法。１０．ステップ（ｄ）が、前記空間点をテストし、前記空間点が同一平面にあるかあるいはほぼ同一平面にあるかを決定し、前記空間点が同一平面にあるかあるいはほぼ同一平面にある場合、前記空間点が同一平面をなさなくなるまで、前記空間物体上で付加的な空間点を選択するステップを含む請求項９に記載の方法。１１．前記空間点間の縦の長さの差が前記対応するデータベース点間の縦の長さの差に対応しない場合、前記最初に一致した空問点が前記対応するデータベース点の対称的誤一致である、ことを特徴とする請求項８に記載の方法。１２．前記差が所定の閾値よりも小さい場合、前記空間点間の縦の長さの差が前記対応するデータベース点間の長さの差に対応することを特徴とする請求項１１に記載の方法。１３．前記ステップ（ｂ）が、各対の前記データベース点間の相対距離、各群の３つのデータベース点間の相対角および相対距離、各群の４つのデータベース点間の四面体容積および各群の３つのデータベース点から形成された平面の法線の差を計算するステップを含み、かつ、ステップ（ｄ）が、各対の空間点間の相対距離、各群の３つの空間点間の相対角および相対距離、各群の４つの空間点間の四面体容積および各群の３つの空間点から形成された平面の法線の差を計算するステップを含む請求項１０に記載の方法。１４．誤ったデータを除外するために二乗平均平方根解析を使用することによって、各空間点と、整合によって決定された対応する値との間のエラーを最少にするステップをさらに含む請求項１２に記載の方法。１５．前記空間物体が解剖体であり、かつ前記プローブの近くの解剖体の一部に対応するデータベース物体の領域を表示するステップをさらに含み、前記領域が、複数のデータベース物体のイメージから得られている請求項８に記載の方法。１６．解剖体の予め取得されたイメージのデータベース物体を用い、プローブに関連して前記解剖体の内部領域を可視化する方法であって、（ａ）前記データベース物体上の少なくとも４つのデータベース点を選択するステップと、（ｂ）前記データベース点間の相対位置情報を決定するステップと、（ｃ）前記解剖体上の少なくとも４つの空間点を選択するステップと、（ｄ）前記空間点間の相対位置情報を決定するステップと、（ｅ）前記空間点の中のどれが、前記データベース点間の相対位置情報に対応する空間点に関して互いに相対位置情報を有しているかを決定することによって、前記空間点の中の少なくとも３つを、対応するデータベース点と照合するステップと、（ｆ）前記データベース点が第１の配向の第１の表面上に射影されるように、前記データベース点を、通常の形状と第１の表面を有する第１の閉鎖体に適合させるステップと、（ｇ）前記空間点が第２の配向の第２の表面上に射影されるように、前記空間点を、前記第１の閉鎖体と同じ形状および第２の表面を有する第２の閉鎖体に適合させるステップと、（ｈ）各一致した空間点に対して、前記一致した空間点とその対応するデータベース点とを比較し、前記一致した空間点が、前記第２の表面上の一致した空間点に対する前記空間点の配向と前記第１の表面上の対応するデータベース点に対する前記データベース点の配向とを比較することによって前記対応するデータベース点の対称的誤照合であるかどうかを決定するステップであって、前記第２の表面上の前記空間点の配向が前記第１の表面上のデータベース点の配向に対応する場合、前記一致した空間点が、前記対応するデータベース点の対称的誤照合ではないことと、（ｉ）少なくとも３つの一致した空間点と、対称的誤一致でないと決定された前記対応するデータベース点と、に基づいて、前記空間物体を前記データベース物体に整合させるステップと、を含む方法。１７．（ｊ）少なくとも３つの空間点が対応するデータベース点に照合され、かつ少なくとも３つの一致した空間点が対応するデータベース点の対称的誤一致でなくなるまで付加的データベース点および／または空間点を選択するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１６に記載の方法。１８．（ｋ）前記プローブの近くの前記解剖体の一部に対応する前記データベース物体の領域であって、前記領域が複数の前記データベース物体のイメージから得られる領域を表示するステップをさらに含む、請求項１７に記載の方法。１９．前記イメージを取得する前に、前記解剖体上にマーキングが形成されて、前記マーキングが前記イメージ上に現れ、前記空間点が選択される場合、前記マーキングが前記解剖体上に生じ、前記データベース物体上で選択された前記少なくとも４つのデータベース点が、前記イメージ上に現れるマーキングに対応し、かつ、前記解剖体上で選択された前記少なくとも４つの空間点が前記解剖体上に現れるマーキングに対応することを特徴とする請求項１８に記載の方法。２０．各一致した空間点に対して、前記第２の表面について前記一致した空間点に関して前記空間点の縦座標を計算し、および前記第１の表面について前記対応するデータベース点に関して前記データベースの縦座標を計算し、かつ前記空間点間の縦の長さの差と前記データベース点間の縦の長さの差とを比較することによって、前記第２の表面上の空間点の前記第２の配向が前記第１の表面上の前記データベース点の第１の配向と比較され、前記空間点間の縦の長さの差が前記データベース点間の縦の長さの差に対応する場合、前記一致した空間点が前記対応するデータベース点の対称的誤一致でないことを特徴とする請求項１９に記載の方法。２１．誤ったデータを除外するために二乗平均平方根解析を使用することによって各空間点と整合によって決定された対応する値との間のエラーを最少にするステップをさらに含む請求項２０に記載の方法。２２．空間物体の予め取得されたイメージのデータベース物体を使用してプローブに対して前記空間物体の領域を可視化するシステムであって、（ａ）前記空間物体上の少なくとも４つの空間点を選択するプローブと、（ｂ）前記プローブおよび前記少なくとも４つの空間点の空間位置を測定する空間測定手段と、（ｃ）前記空間物体の予め取得されたイメージを記憶するデータベース記憶手段と、（ｄ）前記データベース物体上の少なくとも４つのデータベース点を選択し、かつ前記データベース点のデータベース位置を決定するデータベース点選択手段と、（ｅ）前記空間点の空間位置および前記データベース点のデータベース位置を受け取り、かつ前記空間点と前記データベース点とを相互に関係づける相関手段であって、前記相関手段が、（i）前記データベース点間の相対位置情報および前記空間点間の相対位置情報を決定することによって前記空間点とデータベース点とを照合し、かつ前記一致した空間点の相対位置情報が前記対応するデータベース点の相対位置情報に対応する場合、一致した空間点と対応するデータベース点とを照合する照合手段と、（ii）前記空間点の１つあるいはそれ以上が前記対応するデータベース点の対称的誤一致であるかどうかを決定する対称的誤テスト手段とを備え、（ｆ）少なくとも３つの一致した空間点と、対称的誤一致でない前記対応するデータベースとに基づいて前記空間物体と前記データベース物体とをそろえる整合手段と、（ｇ）前記プローブに隣接する前記空間物体の領域に対応する前記データベース物体の一部を表示するディスプレイ手段と、を含むシステム。２３．前記対称的誤テスト手段が、前記データベース点が第１の配向の前記第１の表面上に射影されるように、前記データベース点を、ある形状と第１の表面とを有する第１の閉鎖体に適合させ、前記空間点が第２の配向の前記第２の表面上に射影されるように、前記空間点を前記第１の閉鎖体と同じ形状および第２の表向を有する第２の閉鎖体に適合させる適合手段と、前記第２の表面上の前記一致した空間点の中の各空間点に対する前記空間点の第２の配向と前記第１の表面上の対応するデータベース点に対する前記データベース点の第１の配向とを比較する手段と、を備え、前記第２の表面上の前記空間点の第２の配向が前記第１の表面上のデータベース点の第１の配向に一致する場合、前記一致した空間点が前記対応するデータベース点の対称的誤一致とみなさなれないことを特徴とする請求項２２に記載のシステム。２４．前記空間物体が解剖体であり、前記システムが、前記プローブの近くの前記解剖体の内部領域に対応する前記データベース物体の領域を表示するディスプレイ手段をさらに備えていることを特徴とする請求項２３に記載のシステム。２５．前記ディスプレイ手段が、前記データベース物体の領域に対する前記プローブの描写を表示し、かつ前記データベース物体に対する前記プローブの描写が前記解剖体に対する前記プローブの空間位置に対応することを特徴とする請求項２３に記載のシステム。２６．前記第１の閉鎖体と前記第２の閉鎖体とが球体であることを特徴とする請求項２３に記載のシステム。２７．各一致した空間点に対して、前記第２の表面について前記一致した空間点に関する前記空間点の縦座標、および前記第１の表面について前記対応するデータベース点に関する前記データベースの縦座標を計算し、かつ前記空間点間の縦の長さの差と前記データベース点間の縦の長さの差とを比較することによって、前記第２の表面上の空間点の前記第２の配向が前記第１の表面上の前記データベース点の第１の配向とを比較され、かつ、前記空間点間の縦の長さの差が前記データベース点間の縦の長さの差に対応する場合、前記一致した空間点が前記対応するデータベース点の対称的誤一致でないことを特徴とする請求項２３に記載のシステム。２８．前記相関手段が少なくとも３つの空間点と３つのデータベース点とを相互に関係づけなくて、前記相関手段が付加的空間点及び／又はデータベース点が選択されなければならない信号を送出することを特徴とする請求項２３に記載のシステム。