JP2003299642A - ナビゲーション手術のための位置合わせ方法 - Google Patents

ナビゲーション手術のための位置合わせ方法

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JP2003299642A JP2003102708A JP2003102708A JP2003299642A JP 2003299642 A JP2003299642 A JP 2003299642A JP 2003102708 A JP2003102708 A JP 2003102708A JP 2003102708 A JP2003102708 A JP 2003102708A JP 2003299642 A JP2003299642 A JP 2003299642A
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ミチュケ マティアス
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 位置捕捉システム（１０）、Ｘ線装置（１）
とＸ線不透過性マーク（２１、５１）を有するＸ線校正
用ファントム（２０、５０）を用いるナビゲーション手
術で位置合わせを行う目的で変換法則を把握する単純な
方法を提供する。 【解決手段】 再構築した容積内で描出されたＸ線装置
の測定容積（７）内に存在するＸ線校正用ファントムの
マークの座標をＸ線装置の測定容積に指定した座標系
（ＫM）と位置捕捉システムに指定した座標系（ＫP）に
おいて把握し、測定容積に指定した座標系におけるマー
クの座標と、位置捕捉システムに指定した座標系におけ
るマークの座標とを手掛りに、測定容積に指定した座標
系と位置捕捉システムに指定した座標系との間の座標変
換を把握する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、位置捕捉システム
の座標系とＸ線装置の測定容積の座標系との間の座標変
換を把握し、それをナビゲーションのために使用する、
ナビゲーション手術のための位置合わせ法に関する。
【０００２】
【従来の技術】生物に施す医療手術を支援する目的でナ
ビゲーションがますます多く使用されるようになってき
た。このナビゲーションは生物、即ち治療すべき生物の
組織領域と相対的に光学的画像情報を用いて医療器械の
誘導を支援する方法であると理解されている。この場
合、医療器械の画像はＸ線装置を用いて入手された生物
の２Ｄ（２次元）或いは３Ｄ（３次元）画像の中に挿入
される。この方法を使用すると、術者は、例えば身体内
へ導入したためその先端をもはや直接的に視認できな
い、少なくとも部分的に生物の中に導入した医療器械
を、治療すべき生物の組織領域と相対的な画像情報を手
掛かりに、生物へ故意ではなく損傷を引き起こす危険を
おかすことなく操作できる。
【０００３】このようなナビゲーション手術、即ち生物
の画像情報内に正確な位置および状況で医療器械の画像
を挿入を可能にするには、生物の画像情報の座標系ない
しは生物の再構築容積の座標系とそれに関連付けてナビ
ゲーションすべき医療器械の位置を表示する座標系との
間の、座標変換の形での数学的関係を確立することが必
要である。このため、ある場合は生物に人工的マークを
配置し、ある場合は例えば独特の骨構造のような解剖学
的マークを固定する。この際解剖学的又は人工的マーク
は、Ｘ線装置を用いて撮影した生物の画像情報内で鮮明
に視認でき、更に生物へ十分に到達可能でなければなら
ない。人工的マークは、その中にナビゲーションせねば
ならない医療器械の位置を表示する座標系と生物の画像
情報ないしは再構築容積の座標系との間の空間的変換法
則を把握することであると理解されている所謂位置合わ
せ（レジストレーション）を実行できるよう、例えば生
物の皮膚表面に固定される。両方の座標系間の座標変換
を把握可能なように、通例は個別に、そして正しい順序
で医療器械をマークに近づけねばならない。極めて精密
な医療手術では、マークを生物の身体にしっかり固定す
る。例えば患者の頭部への定位固定フレームの装着や患
者の骨や脊柱へのマークの取り付けが挙げられる。マー
クの取り付けは、ナビゲーションのために頻繁に使用す
る術前画像を生成する前にマークを取り付けておかねば
ならず、一部は個別手術で行う。
【０００４】従ってマークの取り付けと位置合わせは、
患者にとり不快な手技となり、更に術者にはナビゲーシ
ョン手術の準備中、相当に大きな時間的負担となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、変換
法則を把握可能な簡単な方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、この課
題は請求項１に記載の方法により解決される。本発明に
従うと、Ｘ線装置を用いてＸ線装置と相対的に位置合わ
せされたＸ線不透過性マークを有するＸ線校正用ファン
トムの一連の２Ｄ投影が様々な投影方向から撮影し、撮
影したＸ線校正用ファントムの２Ｄ投影から容積データ
セットを再構築する。再構築し、容積内に描出した、Ｘ
線装置の測定容積内にあるＸ線校正用ファントムのＸ線
不透過性マークによって、Ｘ線装置の測定容積内で指定
した座標系における座標および位置捕捉システムに指定
した座標系における座標を把握する。それに伴い、Ｘ線
校正用ファントムの複数のＸ線不透過性マークによりＸ
線装置の測定容積に指定した座標系における座標と、位
置捕捉システムに指定した座標系における座標が存在
し、その結果、点の対から測定容積に指定した座標系と
位置捕捉システムに指定した座標系との間の座標変換を
把握できる。その結果、例えば医療用の位置捕捉システ
ムの座標系に関連付けて捕捉した医療器械の座標を測定
容積の座標系の座標へ変換できるので、マーカを頼りと
する位置合わせなしに、即ち治療すべき対象にマーカを
取り付ける必要なしに、Ｘ線装置を用いて生成した対象
の画像内へ医療器械の画像を挿入できる。
【０００７】本発明の一実施形態に従うと、再構築した
容積内で描出したＸ線装置の測定容積内に存在するＸ線
校正用ファントムのＸ線不透過性マークを選択し、それ
ら座標を測定容積に指定した座標系で自動的に決定す
る。Ｘ線不透過性マークの選択時、通例はマークの一定
順序を決めるが、これは座標変換を把握するための点の
対の形成を容易にする。測定容積に指定した座標系にお
けるＸ線不透過性マークの座標の自動決定では、好まし
くはマークの重心の座標を決定する。
【０００８】本発明の方法の更に別の実施形態に従う
と、Ｘ線校正用ファントムの幾何学的形状およびＸ線校
正用ファントムに指定した座標系内のＸ線校正用ファン
トムのＸ線不透過性マークの座標が既知である。Ｘ線校
正用ファントムの容積の再構築後、第１ステップで最初
に測定容積に指定した座標系におけるＸ線校正用ファン
トムのエッジの位置を、例えば３Ｄエッジ抽出を用いた
Ｘ線校正用ファントムのエッジ位置の決定により、そし
て第２ステップで測定容積に指定した座標系における容
積内で描出された測定容積内に存在するＸ線校正用ファ
ントムのＸ線不透過性マークの座標が測定容積に指定し
た座標系におけるＸ線校正用ファントムのエッジの把握
された位置およびＸ線校正用ファントムに指定した座標
系における既知となったマークの座標に基づき把握す
る。従ってこの方法を用いても、点の対を形成するため
にＸ線装置の測定容積に指定した座標系におけるＸ線不
透過性マークの座標を把握できる。
【０００９】本発明のある実施形態に従うと、容積内で
描出された測定容積内に存在するＸ線校正用ファントム
のＸ線不透過性マークの座標を位置捕捉システムに指定
した座標系においてポインタを用いて決定する。この決
定は、位置捕捉システムで捕捉可能なポインタを用い、
変換法則を把握するために選択した個々のＸ線不透過性
マークを、例えばポインタのチップで触れることで行
う。ポインタは明確に構築されているので、位置捕捉シ
ステムのポインタのチップの座標を位置捕捉システムの
座標系内で決定でき、それに従って触れられたＸ線不透
過性マークの座標を位置捕捉システム内で決定できる。
【００１０】本発明の別の変形に従うと、Ｘ線不透過性
マークを位置捕捉システムにより直接的に捕捉可能なよ
うに形成する。本発明の１つの実施形態では、位置捕捉
システムは光学的位置捕捉システム、マークは逆反射性
マークである。従って、本発明の別の変形例では、Ｘ線
校正用ファントムのマークの座標の把握は位置捕捉シス
テムの座標系において直接的に位置捕捉システムにより
自動的に行える。
【００１１】本発明の他の実施形態に従うと、測定容積
に指定した座標系と位置捕捉システムに指定した座標系
との間の座標変換の把握を、形成した点の対を手掛かり
に最小誤差二乗法に従って行う。
【００１２】本発明の別の実施形態に従うと、Ｘ線装置
に位置捕捉システムで捕捉可能なマークをマーカプレー
トの形で配置する。この際Ｘ線装置に配置したマークを
手掛かりに、Ｘ線装置に配置したマークに指定した座標
系と、測定容積に指定した座標系との間の座標変換を把
握する。該座標変換により、上の説明に従い把握した測
定容積に指定した座標系と位置捕捉システムに指定した
座標系との間の座標変換が有効でなくなるＸ線装置と位
置捕捉システムの調整後、相互に相対的に再び測定容積
の座標系と位置捕捉システムの座標系との間の変換法則
を確立する。
【００１３】本発明の別の変形では、Ｘ線装置がＣアー
ム型であり、そのＣアームが好ましくはアイソセンタを
有し、アイソセントリックに調整可能である。測定容積
の座標系がＣアームのアイソセンタに基点を有するとよ
い。その結果、Ｘ線不透過性マークを有するＸ線校正用
ファントムの容積の再構築に基づき、単純な方法で測定
容積の座標系と再構築した容積の座標系との間の変換法
則を把握して、ナビゲーションのために使用できる。こ
の変換法則は、通常その中で画像生成のためのＸ線装置
の投影行列を決定するＸ線装置に対する個々の校正過程
で把握する。
【００１４】
【発明の実施の形態】本発明の実施例を添付の略図に示
す。
【００１５】図１に示す、それ自体公知のＣアーム型Ｘ
線装置１は、放射線源３と放射線受信部４を持つＣアー
ム５を支持する支持部２を備える。Ｃアーム５は、この
実施例の場合アイソセンタＩＺとその軌道軸Ａの周囲
で、その周囲に沿いアイソセンタ的に調整可能である
（二重矢印ａを参照）。Ｃアーム５は、更に支持部２と
一緒に屈曲軸Ｂの周囲で二重矢印ｂの方向へアイソセン
タ的に傾斜できる。
【００１６】Ｃアーム型Ｘ線装置１を用いると、例えば
患者の対象の２Ｄ・３Ｄ画像を入手し、ディスプレイ装
置６へ描出できる。このために利用する装置、特に画像
処理装置はそれ自体公知である。従って図１に図示せ
ず、詳細な説明は省略する。
【００１７】Ｃアーム型Ｘ線装置１を用いて、特に医療
用のためにここには図示しない患者を対象としたナビゲ
ーション手術を施こす。このため、本実施例ではＣアー
ム型Ｘ線装置１のアイソセンタＩＺに基点を有し、図１
に略示するＣアーム型Ｘ線装置１の立方体形の測定容積
７に指定した座標系ＫMと図１に略示し、その中に患者
に相対的にナビゲーションすべき医療器械１１の座標も
記述した位置捕捉システム１０に指定した座標系ＫPと
の間の座標変換を把握する必要がある。
【００１８】この実施例の場合、位置捕捉システム１０
は２個のカメラ１２と１３を有し、それ自体公知の光学
的位置捕捉システムである。カメラ１２、１３を用いる
と、これらが捕捉可能な光学的マーカを備える対象を撮
影し、カメラ画像の評価によりそれらの位置と方向付
け、更に位置捕捉システム１０に指定した座標系ＫPに
おけるそれらの座標も把握できる。
【００１９】位置決定のために必要な、例えば市販の一
般的なコンピューターである位置捕捉システム１０の演
算処理手段は、それ自体公知の方法で実施されるので、
図１および２に図示しておらず、詳しくは説明しない。
【００２０】座標変換を把握すべく、図３に詳細に示す
Ｘ線校正用ファントム２０は、少なくとも部分的にＣア
ーム型Ｘ線装置１の測定容積７内に配置しており、Ｘ線
校正用ファントム２０を放射線源３から放出されて放射
線受信部４へ透過する放射線束が貫通する。図３から判
るように、本実施例で使用するＸ線校正用ファントム２
０は円筒状をなし、螺旋形に配置されたＸ線不透過性マ
ーク２１を有する。Ｘ線校正用ファントム２０により、
この実施例の場合、Ｃアーム５の位置をその軌道軸Ａの
周囲で変えながら一連の２Ｄ投影を様々な投影方向から
撮影する。Ｃアーム５の位置はこのとき段階的に約１９
０°の角度範囲で変えられる。撮影した２Ｄ投影から、
Ｃアーム型Ｘ線装置１の画像処理装置を用いる公知の方
法で、その中にＸ線校正用ファントム２０のＸ線不透過
性マーク２１が描出されるＸ線校正用ファントム２０の
容積を構築できる。Ｘ線校正用ファントム２０の容積の
再構築に引き続き、再構築した容積においてＸ線校正用
ファントム２０のＸ線不透過性マーク２１の画像を自由
に確定可能な順序で選択し、選択した画像の重心の座標
は図示しない再構築した容積に指定した座標系において
公知のコンピュータープログラムを用いて決定する。測
定容積７内に存在するＸ線不透過性マーク２１を再構築
した容積内の画像に関連付けることで、再構築した容積
の座標系とＣアームＸ線装置１の測定容積７との間の変
換法則を把握できるので、その結果選択し、再構築した
容積内で描出したＸ線校正用ファントム２０の測定容積
７内に存在するマーク２１の重心の座標も測定容積７に
指定した座標系ＫM内で把握できる。この変換法則の把
握は、通常その中で画像生成のためにＸ線装置の投影行
列が決定されるＸ線校正用ファントムを用いた個別の校
正プロセスで既に行われる。その他の点では、一連の２
Ｄ投影から主として１つの容積データセットを再構築で
きるよう投影行列が分かっていることが不可欠である。
【００２１】位置捕捉システム１０に指定した座標系Ｋ
PでのＸ線校正用ファントム２０の選択したＸ線不透過
性マーク２１の座標を把握するには、位置捕捉システム
１０のカメラ１２、１３で捕捉可能な光学的マーク３１
を設けた、所謂ナビゲーションポインタ３０を用いる。
光学的マーク３１は、それらを把握することで位置捕捉
システム１０からナビゲーションポインタ３０のチップ
３２の座標を位置捕捉システム１０に指定した座標系Ｋ
Pで把握できるようナビゲーションポインタ３０に配置
している。ナビゲーションポインタ３０を用い、再構築
容積においても描出される、選択したＸ線校正用ファン
トム２０のＸ線不透過性マーク２１がナビゲーションポ
インタ３０のチップ３２で事前に確定した順番で触れ
る。ナビゲーションポインタ３０のチップ３２が選択し
たＸ線不透過性マーク２１の場所にあるなら、常に位置
捕捉システム１０を用いてナビゲーションポインタ３０
のチップ３２の座標と、それに伴い位置捕捉システム１
０に指定した座標系ＫPにおけるＸ線校正用ファントム
２０の触れられたＸ線不透過性マーク２１の座標とを決
定する。この際、Ｘ線不透過性マーク２１には、そのつ
どそれを用いてナビゲーションポインタ３０のチップ３
２をほぼ正確に各マーク２１の重心に配置できる円錐形
の穴を用意できる。位置捕捉システム１０に指定した座
標系ＫPにおけるＸ線校正用ファントム２０のＸ線不透
過性マーク２１の座標を事前に確定した順番で把握した
後、それに従いＸ線校正用ファントム２０の複数のＸ線
不透過性マーク２１に対し測定容積７に指定した座標系
ＫMにおいて位置捕捉システム１０に指定した座標系ＫP
における座標も既知となる。これら点の対を手掛りに、
最終的にはＣアーム型Ｘ線装置１の画像処理装置又は位
置捕捉システム１０のコンピューター又は更に何かその
他の、適切な情報が供給されるコンピューターを用い
て、位置捕捉システム１０に指定した座標系ＫPと測定
容積７に指定した座標系ＫMとの間の座標変換を把握で
きる。本実施例では、変換法則は誤差を最小限に抑える
方法、特に最小誤差二乗法（least squares method）で
把握する。それに伴い測定容積７に指定した座標系ＫM
と位置捕捉システム１０に指定した座標系ＫPとの間の
変換法則を把握し、既知とする。
【００２２】最終的には光学的マーク１５を有するマー
カプレート１４が明確な方法で用意されている医療器械
１１によるナビゲーション手術の進行中に位置捕捉シス
テム１０のカメラ１２、１３のカメラ画像を撮影する
と、マーカプレート１４により撮影したカメラ画像を手
掛りに医療器械１１の位置を位置捕捉システム１０に指
定した座標系ＫPに関連して把握し、これを位置捕捉シ
ステム１０に指定した座標系ＫPおよび測定容積７に指
定した座標系ＫMの間で把握した座標変換を手掛りに測
定容積の座標系ＫMの座標と、最終的には再構築した容
積の座標へ変換できる。既に言及したようにこれは再構
築した容積内の測定容積７の１つの点の画像が事前に把
握したため、それに伴い既知だからである。この方法に
より、医療器械１１を患者の体内に適切に導入すると、
Ｃアーム型Ｘ線装置１を用いて撮影した患者のＸ線画像
内に医療器械１１の画像を挿入することが可能になる。
【００２３】Ｃアーム型Ｘ線装置１と位置捕捉システム
１０の相互の位置を、把握した変換法則にもはや不都合
な位置へ変えた後、再び測定容積７に指定した座標系Ｋ
Mと位置捕捉システム１０に指定した座標系ＫPの間の変
換法則を確立すべく、Ｃアーム型Ｘ線装置１の支持部２
に、位置捕捉システム１０のカメラ１２、１３で捕捉可
能な光学的マーク４１を設ける。マーカプレート４０
は、光学的マーク４１の座標が既知の座標系ＫWに属す
る。マーカプレート４０と位置捕捉システム１０を用い
ると、マーカプレート４０に指定した座標系ＫWと測定
容積７に指定した座標系ＫM間の座標変換を把握できる
が、それは光学的マーカ４１の座標を位置捕捉システム
１０により該システム１０に指定した座標系で把握で
き、位置捕捉システム１０に指定した座標系でのＸ線不
透過性マーク２１の座標が既知となるからである。この
座標変換によると、Ｃアーム型Ｘ線装置１と位置捕捉シ
ステム１０との相互位置が変化した後も、再び測定容積
７に指定した座標系ＫMと位置捕捉システム１０に指定
した座標系ＫPとの間の変換法則を把握できる。
【００２４】本発明の更に他の実施形態では、Ｃアーム
型Ｘ線装置１の測定容積７におけるＸ線校正用ファント
ム２０のＸ線不透過性マーク２１の座標の把握を上記と
は異なる種類と方法で行う。この際前提となるのは、Ｘ
線校正用ファントム２０の幾何学的形状と、Ｘ線校正用
ファントム２０のマーク２１の座標とがＸ線校正用ファ
ントム２０に指定した座標系ＫRKで既知なことである。
測定容積７内に存在するＸ線校正用ファントム２０のマ
ーク２１の座標を把握すべく、Ｘ線校正用ファントム２
０の容積の再構築後に、測定容積７に指定した座標系Ｋ
MにおいてＸ線校正用ファントム２０の位置を把握す
る。これは例えばＸ線校正用ファントム２０のエッジの
位置を決定することで、図示しない再構築容積に指定し
た座標系において３Ｄエッジ抽出法を用いて行える。既
知の又はＸ線校正用ファントム２０の再構築に基づき把
握すべき測定容積の座標系ＫMと再構築した容積の座標
系との間の変換法則により、測定容積７に指定した座標
系ＫMにおけるＸ線校正用ファントム２０のエッジの位
置も決定できる。Ｘ線校正用ファントム２０のエッジの
位置を把握した後、第２ステップでは測定容積７に指定
した座標系ＫMにおける把握したＸ線校正用ファントム
２０の位置と、Ｘ線校正用ファントム２０に指定に指定
した座標系ＫRKにおけるマーク２１の既知である座標と
に基づき、Ｘ線校正用ファントム２０の測定容積７内に
存在するマーク２１の座標を把握する。座標変換を把握
するその後の措置法は上記の方法に一致する。即ち一定
のＸ線不透過性マーク２１を選択し、位置捕捉システム
２０に指定した座標系ＫPに関する順番での選択したマ
ーク２１の座標の順番の確定と、点の対の形成後に、測
定容積７に指定した座標系ＫMと位置捕捉システム１０
に指定した座標系ＫPとの間の変換法則が最小誤差二乗
法により把握する。
【００２５】図２は、図１に示す配置と少なくとも実質
的に同一の構造と機能を持ち、同一符号を付したナビゲ
ーションのための座標変換を把握する第２配置を示す
る。
【００２６】図２に示す配置の例では、Ｘ線校正用ファ
ントム２０の代わりに図４に示す、変更したＸ線校正用
ファントム５０を使用するが、これは全く同様にＸ線不
透過性マーク５１を有し、この際Ｘ線不透過性マーク５
１はこれを位置捕捉システム１０でも捕捉可能に形成し
ている。この実施例の場合、マーク５１は位置捕捉シス
テム１０のカメラ１２、１３ででも捕捉可能な所謂逆反
射マークである。
【００２７】マーク５１を逆反射マークとして形成する
と、位置捕捉システム１０に指定した座標系ＫPにおけ
るマーク５１の座標を把握するナビゲーションポインタ
を使わずに済む。むしろ位置捕捉システム１０によるマ
ーク５１の捕捉で、マーク５１の座標を位置捕捉システ
ム１０により位置捕捉システム１０に指定した座標系Ｋ
Pで自動的に把握できる。この際Ｘ線校正用ファントム
５０におけるマーク５１の配置は正確に既知となり、そ
の結果単純な方法で点の対を形成できる。即ち選択した
マーク５１から、それらの座標を測定容積７に指定した
座標系ＫMと位置捕捉システム１０に指定した座標系ＫP
で鮮明に指定できる。これはマーク２１が相違する寸法
である場合に極めて単純に達成できる。既述のように、
点の対の形成後は、再び位置捕捉システム１０に指定し
た座標系ＫPと測定容積に指定した座標系ＫMとの間の座
標変換を最小誤差二乗法により決定できる。
【００２８】Ｃアーム型Ｘ線装置１の１つの点とＣアー
ム型Ｘ線装置１の測定容積７との間の関係を把握すべ
く、支持部２に再度マーカプレート４０を配置するの
で、結果的にＣアーム型Ｘ線装置１と位置捕捉システム
１０の相互に対する位置を変えた後では、位置捕捉シス
テム１０に指定した座標系ＫPと測定容積に指定した座
標系ＫMとの間の変換関係を把握することを可能にすべ
く、位置捕捉システム１０を用いてマーカプレート４０
に指定した座標系ＫWと測定容積７に指定した座標系ＫM
との間の変換法則を把握できる。
【００２９】上述の実施例の場合、光学的位置捕捉シス
テムをナビゲーションに用いた。光学的位置捕捉システ
ムに代えて、電磁式位置捕捉システムや音響波に基づき
作動する位置捕捉システムも使える。この場合には、光
学的マークは適切な電磁的又は音響的送信装置、カメラ
は適切な電磁的又は音響的受信装置で代用できる。
【００３０】更に、本発明の実施にあたり上述のＸ線校
正用ファントム以外も使用できる。
【００３１】更にまた、Ｘ線装置は必ずしもＣアーム型
Ｘ線装置である必要はない。例えば放射線源のためのＵ
形キャリアと放射線受信器を備えたＸ線装置も使用でき
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の方法を実施するためのＣアーム型Ｘ線
装置、Ｘ線校正用ファントムおよび位置捕捉システムを
示す配置図である。
【図２】本発明の方法を実施するための図１とは異なる
例を示す配置図である。
【図３】図１からのＸ線校正用ファントムの図である。
【図４】図２からのＸ線校正用ファントムの図である。
【符号の説明】
１ Ｃアーム型Ｘ線装置、２ 支持部、３ 放射線源、
４ 放射線受信部 ５ Ｃアーム、６ ディスプレイ装置、７ 測定容積、
１０ 位置捕捉システム １１ 医療器械、１２、１３ カメラ、１４ マーカプ
レート、１５ マーカ ２０ Ｘ線校正用ファントム、２１ マーク、３０ ナ
ビゲーションポインタ ３１ マーカ、３２ チップ、４０ マーカプレート、
４１ マーカ ５０ Ｘ線校正用ファントム、５１ マーク、Ａ 屈曲
軸、Ｏ 軌道軸 ＩＺ アイソセンタ、ａ、ｂ 進行方向、ＫW マーカ
プレート４０の座標系 ＫRK Ｘ線校正用ファントムの座標系、ＫM 測定容積
の座標系 ＫP 位置捕捉システムの座標系
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ディーター リッター ドイツ連邦共和国 90762 フュルト ド クター‐マック‐シュトラーセ 50 Ｆターム(参考） 4C093 AA04 CA35 CA36 EA02 EC16 FC11 FC12 FC16 GA01

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 位置捕捉システム（１０）、Ｘ線装置
    （１）およびＸ線不透過性マーク（２１、５１）を持つ
    Ｘ線校正用ファントム（２０、５０）を使用し、ナビゲ
    ーション手術のための位置合わせを行う、下記のステッ
    プを含む方法。Ｘ線装置（１）を用いてＸ線校正用ファ
    ントム（２０、５０）の２Ｄ投影を様々な投影方向から
    撮影するステップ、 撮影したＸ線校正用ファントム（２０、５０）の２Ｄ投
    影からＸ線校正用ファントム（２０、５０）の容積を再
    構築するステップ、 再構築した容積内で描出されたＸ線装置（１）の測定容
    積（７）内に存在するＸ線校正用ファントム（２０、５
    ０）のＸ線不透過性マーク（２１、５１）の座標を、Ｘ
    線装置（１）の測定容積（７）に指定した座標系
    （ＫM）において把握するステップ、 再構築した容積内に描出した測定容積（７）内に存在す
    るＸ線不透過性マーク（２１、５１）の座標を位置捕捉
    システム（１０）に指定した座標系（ＫP）において把
    握するステップおよび測定容積（７）に指定した座標系
    （ＫM）におけるＸ線不透過性マーク（２１、５１）の
    座標および位置捕捉システム（１０）に指定した座標系
    （ＫP）におけるＸ線不透過性マーク（２１、５１）の
    座標を手掛りに、測定容積（７）に指定した座標系（Ｋ
    M）と位置捕捉システム（１０）に指定した座標系
    （ＫP）との間の座標変換を把握するステップ。
  2. 【請求項２】 再構築した容積内に描出したＸ線装置
    （１）の測定容積（７）内に存在するＸ線校正用ファン
    トム（２０、５０）のＸ線不透過性マーク（２１、５
    １）を選択し、それらの座標を測定容積（７）に指定し
    た座標系（ＫM）で自動的に決定する請求項１記載の方
    法。
  3. 【請求項３】 Ｘ線校正用ファントム（２０）の幾何学
    的形状およびＸ線校正用ファントム（２０）に指定した
    座標系（ＫRK）におけるＸ線校正用ファントム（２０）
    のＸ線不透過性マーク（２１）の座標が既知であり、こ
    のときＸ線校正用ファントム（２０）の容積の再構築後
    に第１ステップにおいて測定容積（７）に指定した座標
    系（ＫM）におけるＸ線校正用ファントム（２０）の状
    況および第２ステップにおいて測定容積（７）に指定し
    た座標系（ＫM）における測定容積（７）内に存在する
    Ｘ線校正用ファントム（２０）のＸ線不透過性マーク
    （２１）の座標を、Ｘ線校正用ファントム（２０）の把
    握された状況およびＸ線校正用ファントム（２０）に指
    定した座標系（ＫRK）におけるＸ線不透過性マーク（２
    １）の既知の座標を手掛りに把握する請求項１記載の方
    法。
  4. 【請求項４】 再構築した容積内に描出した測定容積
    （７）内に存在するＸ線不透過性マーク（２１）の座標
    を、位置捕捉システム（１０）に指定した座標系
    （ＫP）においてポインタ（３０）を用いて決定する請
    求項１から３の１つに記載の方法。
  5. 【請求項５】 Ｘ線不透過性マーク（５１）を位置捕捉
    システム（１０）によっても捕捉可能なように形成した
    請求項１から３の１つに記載の方法。
  6. 【請求項６】 位置捕捉システムが光学的位置捕捉シス
    テム（１０）であり、Ｘ線不透過性マーク（５１）が逆
    反射マークである請求項５記載の方法。
  7. 【請求項７】 位置捕捉システム（１０）に指定した座
    標系（ＫP）におけるＸ線校正用ファントム（５０）の
    Ｘ線不透過性マーク（５１）の座標を位置捕捉システム
    （１０）により自動的に把握する請求項５又は６記載の
    方法。
  8. 【請求項８】 測定容積（７）に指定した座標系
    （ＫM）と位置捕捉システム（１０）に指定した座標系
    （ＫP）との間の座標変換を最小誤差二乗法により把握
    する請求項１から７の１つに記載の方法。
  9. 【請求項９】 Ｘ線装置（１）に、位置捕捉システム
    （１０）により把握可能なマーカ（４１）を配置する請
    求項１から８の１つに記載の方法。
  10. 【請求項１０】 Ｘ線装置（１）に配置したマーカ（４
    １）を手掛りに、Ｘ線装置（１）に配置したマーカ（４
    １）に指定した座標系（ＫW）と測定容積（７）に指定
    した座標系（ＫM）の間の座標変換を把握する請求項９
    記載の方法。
  11. 【請求項１１】 Ｘ線装置がＣアーム型Ｘ線装置（１）
    である請求項１から１０の１つに記載の方法。
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