JP2013517031A - 内視鏡手術のための画像積分ベースレジストレーション及びナビゲーション - Google Patents

Abstract

術前手術計画と術中画像に対する手術道具のリアルタイム追跡は、画像ベースレジストレーションと道具追跡レジストレーションを含む。画像ベースレジストレーションは、術前走査画像３１（例えば３ＤＣＴ／ＭＲＩ画像）、術中蛍光透視画像４２（例えば２ＤＸ線画像）、及び術中内視鏡画像２３（例えば２Ｄ関節鏡画像）を含む身体の解剖領域の複数の画像の積分を実施する。道具追跡レジストレーションは術中内視鏡画像２３内の１つ以上の手術道具の追跡の術前走査画像３１及び／又は術中蛍光透視画像４２内の表現を実施する。

Description

本発明は概して、術前計画及び術中画像に対する身体の解剖領域内の手術道具のリアルタイム追跡に関する。本発明は特に手術道具のリアルタイム追跡及び位置特定のための術前走査画像、術中蛍光透視画像及び術中内視鏡画像の積分に関する。

最小侵襲内視鏡手術は、硬い若しくは柔軟な内視鏡が自然開口若しくは皮膚の小切開（すなわちポート）を通して患者の体内に導入される外科手術である。手術部位に関する手術道具の外科医への視覚的フィードバックを提供するために内視鏡を使用して、同様のポートを通して患者の体内へ追加の手術道具が導入される。

例えば、図１は膝１０の前十字靱帯（"ＡＣＬ"）の関節鏡視下手術の略図を図示し、ＡＣＬ１１、軟骨１２、及び膝蓋骨１３を持つ様が示される。関節鏡視下手術は術前フェーズと術中フェーズを含む。

術前フェーズは膝１０の診断的評価及び膝１０のＡＣＬ関節鏡視下手術の計画のための膝１０の三次元（"３Ｄ"）走査イメージング（例えばＣＴ画像、ＭＲＩ画像、超音波画像、Ｘ線画像など）を含む。

術中フェーズは膝１０の前部におけるポートを通した関節鏡２０（すなわち関節用内視鏡）の導入を含み、これによって関節鏡２０は膝１０の様々な領域、特にＡＣ１１及び軟骨１２の損傷部位のリアルタイム画像を取得するために動かされ、及び／又は回転され得る。さらに、かん流器具２２が膝１０の後部におけるポートを通して導入され、トリミング器具２１のような様々な手術器具が関節鏡２０の視野角に垂直な角度で膝１０の前部におけるポートを通して導入され、損傷した軟骨１２に対する手術部位の視覚化を容易にする。

本発明の前に、手術道具２０‐２２の位置及び方向を追跡するための２つの主要な方法があった。

第１の方法は、ナビゲーションを伴わないフリーハンド技術であり、これによって外科医は３つの（３）異なるモダリティを通して手術野を見る。例えば、図２に示す通り、ＣＴスキャナ３０が診断及び手術計画目的で術前ＣＴ走査画像３１を取得するために使用される。Ｘ線装置４０は、膝１０に対する１つ以上の手術道具２０‐２２の位置及び方向を見るために、画像例４１など、１つ以上の術中二次元（"２Ｄ"）蛍光透視画像を取得するために使用される。そして、関節鏡２０は膝１０の手術部位を見るために、画像例２３など、術中関節鏡画像を継続的に取得するために使用される。

外科医は異なる表示画面上、若しくは同じ表示画面上で画像を見る可能性がある。いずれの場合も、この方法は膝１０、特に膝１０の手術部位に対する手術道具２０‐２２の１つ以上の位置及び方向の追跡を容易にする画像間の関連性を確立することができない。

第２の方法は、外部位置追跡システムの使用によって膝１０に対する手術道具２０‐２２の１つ以上の位置及び方向を追跡する問題を解決するナビゲーションベース外科手術である。例えば、図３はシステム５０の追跡カメラの座標系においてトリミング器具２１の位置及び方向を追跡するための光学追跡システム５０を図示し、これによって、走査画像３１及び蛍光透視画像４２の各座標系におけるオーバーレイ例３２及び４３など、走査画像及び蛍光透視画像（群）におけるオーバーレイとしてトリミング器具２１を提示するために、患者レジストレーション手順が実行されなければならない。レジストレーションは、患者の皮膚若しくは骨に取り付けられ、トリミング器具２１で触診される、蛍光透視画像４２上に見える基準マーカーを使用し得る。代替的に、ＣＴ走査画像３１と蛍光透視画像４２を含むマーカーなしレジストレーションが実行され得る。

図３に示す第２の方法は、膝１０及び術前計画に対するトリミング器具２１の位置及び方向のリアルタイムフィードバックを外科医に与える。しかしながら、光学追跡システム５０若しくは別の外部追跡システム（例えば電磁追跡システム）の使用は患者レジストレーションを介する外科手術の時間を増加し、道具２０‐２２の全てを追跡することができず、外科医に物理的運動制限を加え得る（例えばシステム５０とトリミング器具２１の間の視線が常に維持されなければならない）。

本発明は、画像ベースレジストレーションと道具追跡を含む、術前手術計画と術中画像に対する手術道具のリアルタイム追跡を提供する。画像ベースレジストレーションは、術前走査画像（例えば３ＤＣＴ／ＭＲＩ画像）、術中蛍光透視画像（例えば２ＤＸ線画像）及び術中内視鏡画像（例えば２Ｄ関節鏡画像）を含む身体の解剖領域の複数の画像の積分を実施する。道具追跡は術中内視鏡画像を介して１つ以上の手術道具の追跡の術前走査画像及び／又は術中蛍光透視画像内の表現を実施する。

本発明の１つの形態は、術前走査画像（例えば３ＤＣＴ／ＭＲＩ画像）、術中蛍光透視画像（例えば２ＤＸ線画像）、及び術中内視鏡画像（例えば２Ｄ関節鏡画像）を含む身体の解剖領域の複数の画像を積分するための手術ナビゲーションシステムである。手術ナビゲーションシステムは画像積分器と道具追跡器を含む。作動中、画像積分器は蛍光透視画像行列と内視鏡画像行列の積分（例えば行列乗算）を含む積分画像行列を生成し、蛍光透視画像行列は術中蛍光透視画像と術前走査画像の間の変換を含み、内視鏡画像行列は術前走査画像と術中内視鏡画像の間の変換を含む。そして道具追跡器は積分追跡行列を生成し、積分追跡行列は積分画像行列と内視鏡追跡行列の積分（例えば行列乗算）を含み、内視鏡追跡行列は術中内視鏡画像内の手術道具の追跡をあらわす。

道具追跡はさらに若しくは代替的に走査追跡行列を生成し、走査追跡行列は内視鏡画像行列と内視鏡追跡行列の積分（例えば行列乗算）を含む。

本発明の目的のため、本明細書で使用される"生成する"という語は、コンピュータ処理及びメモリ記憶／検索目的のために利用可能な情報（例えばデータ、テキスト、画像、音声及びビデオ）、特に画像データセット及びビデオフレームを、作成、供給、提供、取得、生成、形成、発展、展開、修正、変換、変更、若しくは他の方法で作成するための、当技術分野で現在若しくは後に知られる任意の技術を包含すると広く定義され、本明細書で使用される"レジストレーション"という語は異なるセットの画像データを１つの座標系へ変換するための当技術分野で現在若しくは後に知られる任意の技術を包含すると広く定義される。

加えて、本明細書で使用される"術前"という語は内視鏡応用の前の期間若しくは準備（例えば内視鏡のための経路計画）に起こる若しくは関連する任意の活動をあらわすと広く定義され、本明細書で使用される"術中"という語は内視鏡応用（例えば計画経路に従って内視鏡を操作する）の経過中に起こる、実行される、若しくは引き起こされる任意の活動をあらわすと広く定義される。内視鏡応用の例は、限定されないが、関節鏡検査、気管支鏡検査、結腸鏡検査、腹腔鏡検査、脳内視鏡検査、及び内視鏡心臓手術を含む。内視鏡心臓手術の例は、限定されないが、内視鏡冠動脈バイパス、内視鏡僧帽弁及び大動脈弁修復及び置換を含む。

ほとんどの場合、術前活動及び術中活動は、明確に個別の期間中に起こる。それにもかかわらず本発明は術前及び術中期間のいかなる程度までの重なりも含む場合を包含する。

さらに、"内視鏡"という語は身体の内部から撮像する能力を持つ任意の種類の内視鏡によって取得される画像の特性化として本明細書で広く定義され、"蛍光透視鏡"という語は身体の内部構造のリアルタイム画像を提供する能力を持つ任意の種類の蛍光透視鏡によって取得される画像の特性化として本明細書で広く定義される。本発明の目的の内視鏡の例は、限定されないが、柔軟な若しくは硬い、任意の種類のスコープ（例えば内視鏡、関節鏡、気管支鏡、胆道鏡、結腸鏡、膀胱鏡、十二指腸内視鏡、胃カメラ、子宮鏡、腹腔鏡、咽頭鏡、神経内視鏡、耳鏡、プッシュ小腸鏡、鼻咽頭鏡、Ｓ状結腸鏡、副鼻腔鏡、胸腔鏡など）、及び画像システムを備えるスコープと同様の任意の装置（例えばイメージングでの入れ子カニューレ）を含む。イメージングは局所的で、表面画像は光ファイバ、レンズ、若しくは小型（例えばＣＣＤベース）撮像システムで光学的に取得され得る。本発明の目的のための蛍光透視鏡の例は、限定されないが、Ｘ線撮像システムを含む。

本発明の前述の形態と他の形態、及び本発明の様々な特徴と利点は、添付の図面と併せて読まれる本発明の様々な実施形態の以下の詳細な記載からさらに明らかとなる。詳細な記載と図面は限定ではなく本発明の例示に過ぎず、本発明の範囲は添付の請求項とその均等物によって定義される。

当技術分野で既知のＡＣＬ関節鏡視下手術の略図を図示する。 当技術分野で既知の手術ナビゲーションを伴わないＡＣＬ関節鏡視下手術例を図示する。 当技術分野で既知の手術ナビゲーションを伴うＡＣＬ関節鏡視下手術例を図示する。 本発明の手術ナビゲーションシステムの実施形態例にかかる、手術ナビゲーションを伴うＡＣＬ関節鏡視下手術例を図示する。 本発明にかかる画像積分法の実施形態例をあらわすフローチャートを図示する。 本発明にかかる道具追跡法の実施形態例をあらわすフローチャートを図示する。 本発明にかかる手術ナビゲーション法の実施形態例をあらわすフローチャートを図示する。

図４を参照すると、画像ベースレジストレーションと道具追跡を含む術前手術計画及び術中画像に対する手術道具のリアルタイム追跡のための本発明の手術ナビゲーションシステム６０が図示される。このために、システム６０は画像積分器６１、道具追跡器６２、及び画像２３，３１，４３を示すための表示装置を含む。画像積分器６１は、術前走査画像（例えば３ＤＣＴ／ＭＲＩ画像）、術中蛍光透視画像（例えば２ＤＸ線画像）、及び術中内視鏡画像（例えば２Ｄ関節鏡画像）を含む身体の解剖領域の複数の画像の積分を含む画像ベースレジストレーションを実施するために構造的に構成される任意の装置として本明細書で広く定義される。道具追跡器６２は、術中内視鏡画像内の手術道具の追跡の表現として術前走査画像及び／又は術中蛍光透視画像内の手術装具のオーバーレイを含む道具追跡を実施するために構造的に構成される任意の装置として本明細書で広く定義される。表示装置は、例えば画像及び追跡された手術道具の拡張仮想視覚化など、任意の適切な技術の下で画像及び追跡された手術道具を表示するために構造的に構成される任意の装置として本明細書で広く定義される。

図５は画像積分器６１によって実行される画像積分法をあらわすフローチャート７０を図示する。図５を参照すると、フローチャート７０は蛍光透視経路と内視鏡経路を持ち、両経路は画像積分ステージＳ７４へ通じる。蛍光透視経路は術中蛍光透視画像（例えば図４の画像４１）と術前走査画像（例えば図４の画像３１）の蛍光透視画像レジストレーションを包含するフローチャート７０のステージＳ７１を含む。ステージＳ７１の一実施形態において、蛍光透視画像レジストレーションは、基準画像として３Ｄ術前走査画像と合わせるために標的画像として２Ｄ術中蛍光透視画像の当技術分野で既知の剛体空間変換を含み、それによって蛍光透視画像行列Ｔ_Ｘ‐ＣＴ（Ｔ_ＣＴ‐Ｘ＝Ｔ^−１ _Ｘ‐ＣＴ、^−１は当技術分野で既知の行列反転をあらわす）を生成する。代替的に、蛍光透視画像レジストレーションは基準画像として２Ｄ術中蛍光透視画像と合わせるために標的画像として３Ｄ術前走査画像の当技術分野で既知の剛体空間変換を含み、それによって蛍光透視画像行列（Ｔ_ＣＴ‐Ｘ）を生成する。

ステージＳ７１は外科手術中に外科医によって決定される必要に応じて、蛍光透視鏡（例えば図４のＸ線システム４０）による新たな画像フレームの各々の生成時に画像積分器６０によって実行される。

内視鏡経路はフローチャート７０のステージＳ７２とステージＳ７３を含む。ステージＳ７２は術中内視鏡画像（例えば図４の画像２３）内の対象の表面再構成を包含する。ステレオ内視鏡（例えば同時に２つの画像を取得する２つのカメラを持つ関節鏡）のためのステージＳ７２の実施形態例において、当技術分野で既知の任意の立体３Ｄ再構成法が使用され得る。

単眼内視鏡（例えば画像を取得する単一カメラ関節鏡）のためのステージＳ７２の実施形態例において、当技術分野で既知の任意の写真測量再構成法が使用され得る。例えば単眼内視鏡の速度を考えると、オプティカルフローから深度図が引き出され得る。具体的には、オプティカルフローは画像時系列内のあらゆる点若しくは特徴の動きをあらわすベクトル場であり、それによって連続スライスにおいて動いていないオプティカルフロー上の点は消失点（"ＦＯＥ"）と呼ばれる。内視鏡の光学軸はその動きと合わせられ、従ってＦＯＥは内視鏡の動きと合わせられる。深度情報（Ｚ）はＦＯＥからのあらゆる点若しくは特徴の距離（Ｄ）、あらゆる点におけるオプティカルフローの振幅（Ｖ）及び内視鏡の速度（ｖ）が分かることによってＺ＝ｖ^＊Ｄ／Ｖに従って引き出され得る。内視鏡のＸ及びＹ位置は内部カメラパラメータ（例えば焦点など）から計算され得る。

当業者によって理解される通り、内視鏡は光学的キューを使用せずに表面再構成目的で回転され、代替的に内視鏡は光学的キューを使用して表面再構成目的で回転される必要がない。

ステージＳ７３は術前走査画像（例えば図４の画像３１）と術中内視鏡画像（例えば図４の画像２３）内の表面再構成の内視鏡画像レジストレーションを包含する。ステージＳ７３の一実施形態例において、内視鏡画像レジストレーションは、基準画像として３Ｄ術前走査画像と合わせるために標的画像として術中内視鏡画像内の表面再構成の当技術分野で既知の剛体空間変換を含み、それによって内視鏡画像行列Ｔ_ＣＴ‐Ｅ（Ｔ_Ｅ‐ＣＴ＝Ｔ^−１ _ＣＴ‐Ｅ）を生成する。具体的に、術前走査画像に示される骨表面が定義済み固有ハウンズフィールド単位（例えば１７５ＨＵ）における画像閾値化を用いてセグメント化され得、反復最近点（ＩＣＰ）アルゴリズムが画像を変換するために実行され得る。代替的に、内視鏡画像レジストレーションは基準画像として術中内視鏡画像内の表面再構成と合わせるために標的画像として３Ｄ術前走査画像の当技術分野で既知の剛体空間変換を含み、それによって内視鏡画像行列Ｔ_Ｅ‐ＣＴを生成する。

ステージＳ７３は外科手術中に継続的に内視鏡装置（例えば図４の関節鏡４０）による新たな画像フレームの各々の生成時に画像積分器６０によって実行される。

ステージＳ７４はステージＳ７１の蛍光透視画像行列Ｔ_Ｘ‐ＣＴとステージＳ７３の内視鏡画像行列Ｔ_ＣＴ‐Ｅの画像積分を包含する。ステージＳ７４の一実施形態例において、画像積分は蛍光透視画像行列Ｔ_Ｘ‐ＣＴと内視鏡画像行列Ｔ_ＣＴ‐Ｅの当技術分野で既知の行列乗算を含み、それによって積分画像行列Ｔ_Ｘ‐Ｅ（Ｔ_Ｅ‐Ｘ＝Ｔ^−１ _Ｘ‐Ｅ）をもたらす。

フローチャート７０は外科手術中ループにとどまり、ステージＳ７１の最新蛍光透視画像レジストレーションと積分される内視鏡経路Ｓ７２とＳ７３によってステージＳ７４は継続的に更新される。

図６は道具追跡器６２（図４）によって実行される道具追跡法をあらわすフローチャート８０を図示する。図６を参照すると、フローチャート８０のステージＳ８１は術中内視鏡画像（例えば図４の画像２３）内の手術道具の追跡と、術中内視鏡画像（Ｅ）における手術道具（Ｔ）の位置をあらわす内視鏡画像行列Ｔ_Ｔ‐Ｅの生成を包含する（例えば内視鏡画像行列Ｔ_Ｔ‐Ｅは道具先端を平行移動成分に、道具方向を回転成分に示す変換行列であり得る）。ステージＳ８１の一実施形態例において、道具追跡器６１は当技術分野で既知の写真測量追跡法を実行する。具体的には、手術道具は通常、内視鏡画像の背景（例えば骨）と比較して内視鏡画像内で高コントラストを持つ。従って、３つの（３）カラーチャネルでの閾値化を用いて画像をセグメント化することによって内視鏡画像内の手術道具の位置を検出することが可能である。代替的に、手術道具の先端は体内でほとんど観察できない個別の色（例えば緑）で着色され得、これは緑色チャネルによるセグメンテーションを簡略化し得る。いずれの場合も、手術道具が内視鏡画像のセグメンテーションによって検出されると、本明細書で先に記載した深度推定法が内視鏡フレームに対する道具の深度を推定するために使用され得る。

フローチャート８０のステージＳ８２は内視鏡追跡行列Ｔ_Ｔ‐Ｅ（Ｔ_Ｅ‐Ｔ＝Ｔ^−１ _Ｔ‐Ｅ）と積分画像行列Ｔ_Ｘ‐Ｅの積分による術中蛍光透視画像内の手術道具の追跡を包含する。ステージＳ８２の一実施形態例において、積分は内視鏡追跡行列Ｔ_Ｔ‐Ｅと積分画像行列Ｔ_Ｘ‐Ｅの逆行列の当技術分野で既知の行列乗算を含み、それによって蛍光透視追跡行列Ｔ_Ｔ‐Ｘ（Ｔ_Ｘ‐Ｔ＝Ｔ^−１ _Ｔ‐Ｘ）をもたらす。

フローチャート８０のステージＳ８３は内視鏡追跡行列Ｔ_Ｔ‐Ｅと内視鏡画像行列Ｔ_ＣＴ‐Ｅの積分による術前走査画像内の手術道具の追跡を包含する。ステージＳ８３の一実施形態例において、積分は内視鏡追跡行列Ｔ_Ｔ‐Ｅと内視鏡画像行列Ｔ_ＣＴ‐Ｅの逆行列の当技術分野で既知の行列乗算を含み、それによって走査追跡行列Ｔ_Ｔ‐ＣＴ（Ｔ_ＣＴ‐Ｔ＝Ｔ^−１ _Ｔ‐ＣＴ）をもたらす。

ステージＳ８２とＳ８３の結果は、例えば図４に示した術前走査画像３１の追跡オーバーレイ３２、及び図４に示した術中蛍光透視画像４２の追跡オーバーレイ４３など、術前走査画像と術中蛍光透視画像内の手術道具のリアルタイム追跡の表示である。これは外部撮像システム（ただし１つは内視鏡装置を補完するために使用され得る）と患者レジストレーションの必要なしに達成される。

図７はＡＣＬ関節鏡視下手術の背景でフローチャート７０（図５）及びフローチャート８０（図６）を実施する手術ナビゲーション法をあらわすフローチャート９０を図示する。

具体的に、フローチャート９０のステージＳ９１は術前走査画像（例えば３ＤＣＴ画像、３ＤＭＲＩ画像、３ＤＸ線画像、３Ｄ蛍光透視画像など）の取得を包含する。フローチャート９０のステージＳ９２はＡＬＣ関節鏡視下手術のための患者の準備を包含する。例えば、患者準備は手術のための膝の腱のグレーティングと膝の固定を含み得る。フローチャート９０のステージＳ９３は術中蛍光透視画像（例えば２ＤＸ線画像）の取得とステージＳ７１（図５）の蛍光透視レジストレーションの実行を包含する。

フローチャート９０を通る第１経路はステージＳ９５‐Ｓ９８へ進むステージＳ９３を含む。ステージＳ９５は膝の中の関節鏡（例えば図４の関節鏡２０）の配置を包含する。ステージＳ９６は膝の中の追加の手術道具（例えば図４のトリミング器具２１及びかん流器具２２）の配置を包含する。ステージＳ９７は術中内視鏡画像の取得とステージＳ７２（図５）の表面再構成の実行、ステージＳ７３（図５）の内視鏡レジストレーション、ステージＳ７４（図５）の画像積分を包含する。そしてステージＳ９８はフローチャート８０（図６）にかかる手術道具の追跡を包含する。

決定ステージＳ９９‐Ｓ１０１は（１）関節鏡が外科医によって動かされているまで（これはステージＳ９７へ戻ることを必要とする）、（２）追跡されるべき新たな手術道具が外科医によって膝の中に導入されるまで（これはステージＳ９６へ戻ることを必要とする）、又は（３）外科医が新たな蛍光透視画像の必要性を決定するまで（これはステージＳ９３へ戻ることを必要とする）、外科手術ステージＳ１０２と道具追跡ステージＳ９８の間の連続ループを可能にする。ステージＳ９３へ戻ると、関節鏡及び追跡された手術道具がまだ配置されている場合は、決定ステージＳ９４を介してステージＳ９７へ進む。

実際には、当業者は他の内視鏡応用のためにフローチャート９０を実施する方法を理解するだろう。

本発明の様々な実施形態が図示され記載されているが、本明細書に記載の方法とシステムは例であって、様々な変更と修正がなされてもよく、本発明の真の範囲から逸脱することなく均等物がその要素と置換されてもよいことが当業者によって理解される。加えて、多くの修正は本発明の教示をその中心範囲から逸脱することなく適合させるようになされてもよい。従って、本発明は本発明を実行するために考えられた最良の形態として開示された特定の実施形態に限定されず、本発明は添付の請求項の範囲内にある全実施形態を含むことが意図される。

Claims (20)

1. 術前走査画像、術中蛍光透視画像、及び術中内視鏡画像を含む身体の解剖領域の複数の画像を積分するための手術ナビゲーションシステムであって、
   蛍光透視画像行列と内視鏡画像行列の積分を含む積分画像行列を生成する画像積分器であって、
   前記蛍光透視画像行列が前記術中蛍光透視画像と前記術前走査画像の間の変換を含み、
   前記内視鏡画像行列が前記術前走査画像と前記術中内視鏡画像の間の変換を含む、
   画像積分器と、
   積分追跡行列と走査追跡行列を生成する道具追跡器であって、
   前記積分追跡行列が前記積分画像行列と内視鏡追跡行列の積分を含み、
   前記走査追跡行列が前記内視鏡画像行列と前記内視鏡追跡行列の積分を含み、
   前記内視鏡追跡行列が前記術中内視鏡画像内の手術道具の追跡をあらわす、
   道具追跡器と
   を有する、手術ナビゲーションシステム。
2. 前記画像積分器がさらに、前記術前走査画像と前記術中内視鏡画像の間の変換のための基準として前記術中内視鏡画像内の対象の表面の写真測量再構成を実行する、請求項１に記載の手術ナビゲーションシステム。
3. 前記蛍光透視画像行列と前記内視鏡画像行列の積分が前記蛍光透視画像行列と前記内視鏡画像行列を含む行列乗算の実行を含む、請求項１に記載の手術ナビゲーションシステム。
4. 前記積分画像行列と内視鏡追跡行列の積分が前記積分画像行列と前記内視鏡追跡行列を含む行列乗算の実行を含む、請求項１に記載の手術ナビゲーションシステム。
5. 前記内視鏡画像行列と前記内視鏡追跡行列の積分が前記内視鏡画像行列と前記内視鏡追跡行列を含む行列乗算の実行を含む、請求項１に記載の手術ナビゲーションシステム。
6. 前記積分追跡行列の関数として手術道具のオーバーレイを持つ前記術中蛍光透視画像を表示するための表示装置をさらに有する、請求項１の手術ナビゲーションシステム。
7. 前記走査追跡行列の関数として手術道具のオーバーレイを持つ前記術前走査画像を表示するための表示装置をさらに有する、請求項１に記載の手術ナビゲーションシステム。
8. 前記道具追跡器がさらに前記術中内視鏡画像内の前記手術道具の写真測量追跡を実行する、請求項１に記載の手術ナビゲーションシステム。
9. 前記術前走査画像がコンピュータ断層撮影画像、磁気共鳴画像、超音波画像、及びＸ線画像からなる群から選択される、請求項１に記載の手術ナビゲーションシステム。
10. 術前走査画像、術中蛍光透視画像、及び術中内視鏡画像を含む身体の解剖領域の複数の画像を積分するための手術ナビゲーションシステムであって、
    蛍光透視画像行列と内視鏡画像行列の積分を含む積分画像行列を生成する画像積分器であって、
    前記蛍光透視画像行列が前記術中蛍光透視画像と前記術前走査画像の間の変換を含み、
    前記内視鏡画像行列が前記術前走査画像と前記術中内視鏡画像の間の変換を含む、
    画像積分器と、
    積分追跡行列を生成する道具追跡器であって、
    前記積分追跡行列が前記積分画像行列と内視鏡追跡行列の積分を含み、
    前記内視鏡追跡行列が前記術中内視鏡画像内の手術道具の追跡をあらわす、
    道具追跡器と
    を有する、手術ナビゲーションシステム。
11. 前記画像積分器がさらに、前記術前走査画像と前記術中内視鏡画像の間の変換のための基準として前記術中内視鏡画像内の対象の表面を再構成する、請求項１０に記載の手術ナビゲーションシステム。
12. 前記蛍光透視画像行列と前記内視鏡画像行列の積分が前記蛍光透視画像行列と前記内視鏡画像行列を含む行列乗算の実行を含む、請求項１０に記載の手術ナビゲーションシステム。
13. 前記積分画像行列と内視鏡追跡行列の積分が前記積分画像行列と前記内視鏡追跡行列を含む行列乗算の実行を含む、請求項１０に記載の手術ナビゲーションシステム。
14. 前記積分追跡行列の関数として手術道具のオーバーレイを持つ前記術中蛍光透視画像を表示するための表示装置をさらに有する、請求項１０に記載の手術ナビゲーションシステム。
15. 前記道具追跡器がさらに前記術中内視鏡画像内の前記手術道具の写真測量追跡を実行する、請求項１０に記載の手術ナビゲーションシステム。
16. 術前走査画像、術中蛍光透視画像、及び術中内視鏡画像を含む身体の解剖領域の複数の画像を積分するための手術ナビゲーション方法であって、
    蛍光透視画像行列と内視鏡画像行列の積分を含む積分画像行列を生成するステップであって、
    前記蛍光透視画像行列が前記術中蛍光透視画像と前記術前走査画像の間の変換を含み、
    前記内視鏡画像行列が前記術前走査画像と前記術中内視鏡画像の間の変換を含む、
    ステップと、
    積分追跡行列と走査追跡行列を生成するステップであって、
    前記積分追跡行列が前記積分画像行列と内視鏡追跡行列の積分を含み、
    前記走査追跡行列が前記内視鏡画像行列と前記内視鏡追跡行列の積分を含み、
    前記内視鏡追跡行列が前記術中内視鏡画像内の手術道具の追跡をあらわす、
    ステップと
    を有する、手術ナビゲーション法。
17. 前記蛍光透視画像行列と前記内視鏡画像行列の積分が前記蛍光透視画像行列と前記内視鏡画像行列を含む行列乗算の実行を含む、請求項１６に記載の手術ナビゲーション法。
18. 前記積分画像行列と内視鏡追跡行列の積分が前記積分画像行列と前記内視鏡追跡行列を含む行列乗算の実行を含む、請求項１６に記載の手術ナビゲーション法。
19. 前記内視鏡画像行列と前記内視鏡追跡行列の積分が前記内視鏡画像行列と前記内視鏡追跡行列を含む行列乗算の実行を含む、請求項１６に記載の手術ナビゲーション法。
20. 前記積分追跡行列の関数として手術道具のオーバーレイを持つ前記術中蛍光透視画像を表示するステップと、
    前記走査追跡行列の関数として手術道具のオーバーレイを持つ前記術前走査画像を表示するステップとをさらに有する、請求項１６に記載の手術ナビゲーション法。

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