JP2000020696A - 医用画像合成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光学装置を大きく動かし、合成画像にずれが
生じた場合には、立体ファントムを再度カメラによって
撮影し、正しいカメラ焦点位置、撮影方向を算出し、ず
れない合成画像を提供する。 【解決手段】 医用ナビゲーションシステム１は、マー
カーが印字された凸形状の立体ファントムを用いて画像
処理装置７がビデオカメラ３の補正パラメータを求め、
この補正パラメータ及び立体ファントム、患者側の３次
元座標から患者に対するビデオカメラ３の位置、方向を
求め、この位置、方向で立体医用画像を投影した画像
と、ビデオカメラ３で撮影した患者の画像とを合成表示
させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、撮像装置又は被検
出体側を大きく動かしても、立体ファントムによって容
易に撮像装置の補正パラメータを修正し、この修正した
補正パラメータ及び立体ファントムの座標系で正しい焦
点位置、視線を算出し、ずれない合成画像を得る医用画
像合成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、外科手術を支援する目的で、手術
の進入位置を、前もって撮影された医用画像上マッピン
グして表示する医用ナビゲーションシステムの開発が進
められている。例えば、脳外科、耳鼻科領域では、顕微
鏡下での手術が一般的に行われている。また、患者への
侵襲が少ないという理由から内視鏡下の手術にも普及し
てきている。

【０００３】これらの手術では患者の視野が限定される
こともあり、手術の進入位置がどこであるかをリアルタ
イムで確認することが手術の安全性、確実性といった点
から要求される。

【０００４】このような内視鏡下、顕微鏡下の手術を支
援する目的の医用ナビゲーションシステムがある。この
ような医用ナビゲーションシステムは、ＣＴ装置、ＭＲ
Ｉ装置、核医学装置等の各種医用画像診断装置から得ら
れた患者の医用画像情報と、ビデオカメラ、顕微鏡、内
視鏡によって得た術台の患者の画像との相対的な位置関
係を算出し、同一部位の同一方向から見た画像を同時に
表示することにより、患者の体内、或いは体外からリア
ルタイムで得られるビデオカメラ、顕微鏡、内視鏡映像
中に映っている領域が前もって撮影された医用画像中の
どこに相当するかを画像として表示することにより、医
師に診断、治療上有効な情報を提供するものである。

【０００５】例えば、特願平７−３３７２５６の医用ナ
ビゲーションシステムにおいては、内視鏡、顕微鏡、カ
メラ等（総称して撮像装置という）によって得た患者の
ビデオ映像と、ＣＴ装置又はＭＲ装置等によって前もっ
て撮影された患者の立体医用画像（以下単に医用画像と
いう）との位置関係を随時算出し、患者に対する撮像装
置から見たときの位置、方向の医用画像を生成し、この
医用画像との合成画像を表示する。

【０００６】また、特願平８−３０３２７０の医用ナビ
ゲーションシステムにおいては、内視鏡、顕微鏡、カメ
ラ等に存在する歪みパラメータを算出し、ＣＴ装置やＭ
Ｒ装置等の医用画像から作成した３次元画像又は断面画
像をこの歪みにあわせて変形させ、同じ２次元画像上で
重ね合わせて表示する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、手術中
には手術がしやすいように、患者の姿勢、内視鏡、顕微
鏡、カメラの位置を常に変えることがよくある。

【０００８】このように、患者をカメラの位置関係が変
わっても、前述の医用ナビゲーションシステムは患者の
位置を、フレーム又は寝台とカメラの三次元座標を常に
測定することによって両者の相対位置関係が求められる
ので、合成表示を行うことができる。

【０００９】現在、三次元座標を連続的に測定する手法
としてモーションキャプチャと呼ばれている方法があ
り、前述の医用ナビゲーションシステムにおいても用い
ている。

【００１０】これは、測定する対象物（患者、フレー
ム）に小さな光源を複数設け、対象物の周囲に固定した
数台のカメラからこの光源を撮影することで、カメラか
らの空間位置を測定するものである。

【００１１】しかし、この方法では、対象物がカメラに
対してある決められた範囲にないと高精度の測定ができ
ないという課題がある。例えば、カメラと対象物との距
離が離れると画像の歪みが大きくなる。

【００１２】また、手術室では、術中に内視鏡、顕微
鏡、カメラを動かすことがある。特に、カメラを大きく
動かした場合には、精度の高い測定ができず、合成画像
にずれが生じることがある。

【００１３】本発明では、このように光学装置を大きく
動かし、合成画像にずれが生じた場合には、カメラキャ
リブレーション用立体ファントムを再度カメラによって
撮影し、正しいカメラ焦点位置、撮影方向を算出し、ず
れない合成画像を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明の医用合成画像装
置は、術台に固定治具によって固定された被検体を撮像
装置と、術台上及び前記撮像装置の座標を計測可能に設
けられた位置計測装置とを備え、この位置計測装置と撮
像装置からの前記被検体の画像とを用いて術台上の被検
体と撮像装置との相対関係を求め、該相対関係に基づい
て前記被検体の立体医用画像を投影した画像を、前記撮
像装置の補正パラメータに基づいて補正した後に、被検
体の画像とその補正した画像とを合成表示する医用画像
合成装置において、撮像装置の前記補正パラメータを得
るために生成された校正用のマーカを配列した基準ター
ゲットが撮像装置によって撮像されると、その画像に基
づいて撮像装置の焦点距離毎の補正パラメータを求める
撮像装置情報記憶処理部と、位置計測装置で得られる基
準ターゲット、術台上の被検体及び撮像装置のそれぞれ
の３次元座標系に基づいて基準ターゲットに対する相対
関係を求めた後に、この相対関係と基準ターゲットの画
像とから被検体と撮像装置との相関関係を求めるターゲ
ット座標変換部とを備えたことを要旨とする。

【００１５】

【発明の実施の形態】図１は本発明の医用ナビゲーショ
ンシステムの概略構成図である。図１の医用ナビゲーシ
ョンシステム１は、マーカーが印字された凸形状のカメ
ラキャリブレーション立体ファントム２（以下立体ファ
ントムという）を用いてビデオカメラ３の補正パラメー
タを求める。

【００１６】この補正パラメータと立体ファントム２、
患者、ビデオカメラとの相対関係を用いてビデオカメラ
３、術台４の患者が動いても、ＣＴ装置又はＭＲＩ装
置、核医学装置等によって得た医療画像とカメラ画像と
をずれないように合成した合成画像を得るものである。

【００１７】図１の医用ナビゲーションシステム１は、
ビデオカメラ３（顕微鏡装置、内視鏡装置であってもよ
い）と、患者を術台４に固定する固定フレーム５と、患
者、カメラ位置、立体ファントム２の位置を計測するポ
ィンティング装置６と、このポィンティング装置６から
の位置データと、ビデオカメラ３からの映像を入力して
立体ファントム２の座標系に基づく変換行列でビデオカ
メラ３と患者側の相対位置関係を補正して、常に医療画
像とカメラ画像とのずれない合成画像を得る画像処理装
置７とから構成されている。

【００１８】また、本実施の形態では、手術直前及び手
術中は患者と固定フレームと術台４とは常に固定されて
いる。つまり、これらは同一座標系で定義できるので、
固定フレーム５の３点をポィンティング装置６によって
患者側の座標系を定義する３点とする場合、又は患者の
３点を指定して患者側の座標系を定義する３点とする場
合もあるので、総称して単に患者側の３点という。

【００１９】画像処理装置７は、医用画像用メモリ１０
と、カメラ情報用メモリ１１と、画像メモリ１２と、シ
ステムコントローラ１３と、画像処理部１４と、座標変
換部１５と、カメラ画像記憶処理部１６と、カメラ情報
生成部１７と、立体ファントム座標変換部１８と、画像
合成部１９と、表示部２０と、マウス２１等を備えてい
る。

【００２０】医用画像用メモリ１０には、ＣＴ装置、Ｍ
Ｒ装置等によって得たスライス画像が３次元空間（Ｘ
ｉ、Ｙｉ、Ｚｉ）に積み重ねられ記憶されている。

【００２１】システムコントローラ１３は、システム全
体を管理し、バス９を介してビデオカメラ３、ポィンテ
ィング装置６等に接続され、ビデオカメラ３からのカメ
ラ映像を画像メモリ１２に記憶させたり、各部のデータ
の受け渡しの制御を行う。

【００２２】画像処理部１４は、医用画像用メモリ１０
の医用画像、カメラ画像又は合成画像等に対して所定の
処理を行って表示部２０に表示させる。例えば、医用画
像、カメラ画像に対して色付け又は透明化等の処理を行
う。

【００２３】座標変換部１５は、ポィンティング装置６
によって測定された術台４の患者の形状情報を読み、こ
の形状情報と医用画像用メモリ１０に記憶されている患
者の

【外１】 ラ映像座標系に変換する処理等を行う。

【００２４】カメラ画像記憶処理部１６は、ビデオカメ
ラ３からの焦点距離ｆｏをＺｃ軸にとった三次元座標系
（Ｘｃ、Ｙｃ、Ｚｃ）を画像メモリ１２に生成し、この
画像メモリ１２にカメラ画像（Ｘｃ、Ｙｃ）を順次記憶
する。

【００２５】カメラ情報生成部１７は、画像メモリ１２
に記憶されたビデオカメラ３のカメラ画像を解析して補
正パラメータＰｏを求め、この補正パラメータＰｏとビ
デオカメラ３の焦点距離ｆｏとを対応させたカメラ情報
をカメラ情報メモリ用のテーブルに登録する。

【００２６】立体ファントム座標変換部１８は、ポィン
ティング装置６によって計測された術台４の患者側の座
標系（Ｘｐ、Ｙｐ、Ｚｐ）を定義すると共に、立体ファ
ントム２の座標系（Ｘｑ、Ｙｑ、Ｚｑ）を定義し、立体
ファントムの位置と患者側の

【外２】 そして、ビデオカメラ３からの立体ファントム２の画像
とから現時点での立体ファントム２に対するビデオカメ
ラ３の焦点位置と視線方向を求め、この位置と方向とか
ら立体ファントム２の座標系（Ｘｑ、Ｙｑ、Ｚｑ）に対
するビデオカメ

【外３】 ２は術台４を介して患者に固定されているので、患者側
に対してのビデオカメラ３の現在の焦点位置と視線方向
とを求めている。

【００２７】さらに、ポィンティング装置６からのビデ
オカメラ位置、患者側の位置が新たに入力する毎に、そ
の現在のビデオカメラの位置と立体ファントム２を用い
たときのビデオカメラの位置（キャリブレーション処理
を行ったときのカメラ位置と

【外４】 ると共に、立体ファントム２を用いて求めた患者側の位
置（キャリブレーション処理を行ったときの患者位置と
もいう）と現在の患者側の位置とから、その現在

【外５】 そして、これらの座標変換行列を用いて、現在の患者側
（患者又は固定フレー

【外６】 画像合成部１９は、ビデオカメラ３からのカメラ映像
（術台上の患者の画像）と焦点距離とが入力する毎に、
カメラ情報用メモリ１１のカメラ情報テーブルからその
焦点距離に対応する補正パラメータを抽出し、医用画像
用メモリ１０の医用画像の歪みを補正し、カメラ画像と
医用画像とを合成するとき前述の座標変換

【外７】 に表示させる。

【００２８】図２は立体ファントム２の立体図である。
図２に示すように、立体ファントム２は、箱を３段重ね
た形状にされ、最上段の箱から順に大きくなっている。

【００２９】また、各箱の上面（重なる面を除く）には
マーカが印字されている。例えば、最上段の箱Ａの上面
にはマーカＡｍ１、中段の箱ＢにはマーカＢｍ１〜Ｂｍ
７、最下段の箱ＣにはマーカＣｍ１〜Ｃｍ１６が印字さ
れている。これらのマーカは、それぞれ同一形状（図２
おいては黒丸）で、同一間隔で配列されている。

【００３０】さらに、最下段の箱Ｃには、立体ファント
ム２の座標系を画像処理装置に定義させるための、マー
カＥ１、Ｅ２、…が側面に刻印されている。このマーカ
Ｅ１、Ｅ２、…は、同一面において同一線上に少なくも
３点が存在しないように配列されている。

【００３１】また、この立体ファントム２には術台４又
は固定フレーム５に取付固定可能な支持具２５が多関節
構造で設けられている。

【００３２】上記のように構成された医用ナビゲーショ
ンシステムについて以下に動作を説明する。

【００３３】図３は本実施の形態の患者、カメラの移動
による座標変換の概念を説明する説明図である。

【００３４】図３に示すように、医用画像はＣＴ装置、
ＭＲＩ等によって得たものであり、複数のスライス画像
を三次元空間座標（Ｘｉ、Ｙｉ、Ｚｉ）に積み重ねて得
た３次元画像である。

【００３５】また、ビデオカメラで撮影した患者の２元
画像は、ビデオカメラの焦点距離をＺｃ軸にとった、Ｘ
ｃ、Ｙｃ、Ｚｃからなる３次元座標に定義した画像であ
る。

【００３６】すなわち、医用画像及びカメラ画像は同じ
患者の画像であり、かつそれぞれ３次元座標に定義して
いるので、両方の画像の関係は、座標変換式で定義でき
る。

【００３７】しかし、カメラ映像にはレンズ系の歪みと
焦点位置によって決定される透視投影による歪み（遠く
は小さく見えて近くは大きく見える）が存在する。した
がって医用画像の座標系とカメラの座標系間の座標変換
は単純な回転、平行移動できまる変換とはならず、歪み
の補正が含まれた変換となる。

【００３８】一般に、カメラの幾何補正は、写真計測、
コンピュータビジョンの分野でさまざまな方式が提案さ
れている。これらの多くは、各カメラの焦点距離ごとに
既知のパターンを撮影し、写ったパターンの形状から、
補正パラメータを数学的に求める方式がとられている。

【００３９】カメラの補正パラメータには、カメラの焦
点距離、レンズの歪み、画像中心位置といった射影特性
を表す内部パラメータ（以下補正パラメータという）
と、カメラの被写体に対する焦点位置、視線方向といっ
た外部パラメータの２種類があることをここで述べてお
く。

【００４０】図３においては、予め立体ファントムを基
準ターゲットとしてビデオカメラ３、立体ファントム２
を動かして前述の補正パラメータを求めておく。

【００４１】そして、位置計測装置であるポィンティン
グ装置６によって術台４の患者側の座標系（Ｘｐ、Ｙ
ｐ、Ｚｐ）を定義すると共に、立体ファントム２の座標
系（Ｘｑ、Ｙｑ、Ｚｑ）を定義し、基準座標系（ポィン
ティング装置の座標系）に対す

【外８】 を求める。

【００４２】そして、立体ファントム２をビデオカメラ
３で撮影し、外部パラメータ（カメラの被写体に対する
焦点位置、視線方向）を補正パラメータで補正し、この
補正

【外９】 視線方向をビデオカメラの位置及び視線方向と同じにな
るように補正する。

【００４３】すなわち、立体ファントムのマーカ（黒マ
ーカ）のパターンを用いた幾何補正処理によって、この
パターンに対する相対的なカメラの焦点位置、視線方向
を求めている。

【００４４】図４は本実施形態の医用ナビゲーションシ
ステムの動作を説明するフローチャートである。

【００４５】手術直前に、図２に示すような立体ファン
トム２を基準ターゲットとし、この立体ファントム２と
ビデオカメラ３とを所定間隔毎にはなして立体ファント
ム２を撮影し、このときのビデオカメラ３の焦点距離ｆ
ｏ毎のレンズの歪み等の補正パラメータを算出し、焦点
距離ｆｏと対応させたカメラ情報としてカメラ情報テー
ブルに記憶する（Ｓ１）。

【００４６】具体的には、ビデオカメラ３からの映像信
号は画像処理装置７のカメラ画像記憶処理部１６によっ
て画像メモリ１２に図５に示すように記憶され、この立
体ファントム２の映像におけるマーカＡｍ１、マーカＢ
ｍ１〜Ｂｍ７、マーカＣｍ１〜Ｃｍ１６の大きさの割
合、間隔、ゆがみ等から補正パラメータを求める。

【００４７】また、ビデオカメラ３においては立体ファ
ントム２の各箱の上面までの焦点距離を知らせている。

【００４８】そして、カメラ情報生成部１７が画像メモ
リ１２の立体ファントム画像からマーカ（黒点）の間
隔、マーカの大きさ、画像のゆがみ等を求め、これらの
値から各焦点距離ｆｏ当たりの補正パラメータＰｏを求
め、この補正パラメータＰｏを焦点距離ｆｏに対応させ
たカメラ情報として図６に示すようにカメラ情報用メモ
リ１１（カメラ情報テーブルともいう）に記憶する。

【００４９】同じく手術直前に、術台４に乗せられた患
者の外形情報をポィンティング装置６によって計測し、
この外形情報と医用画像用メモリ１０の医用画像と相対
関係

【外１０】 前述の患者の外形情報は、特願平７ー３３７２５６号及
び特願平８ー３０３２に示すように、ポィンティング装
置６がもつ座標系に基づいて各計測点の座標値が計測さ
れて座標変換部１５に設定される。

【００５０】しかし、前述の如くポィンティング装置６
がもつ座標系に基づいて各計測点の座標値は計測される
が、患者自体がもつ座標系（Ｘｐ、Ｙｐ、Ｚｐ）に基づ
く座標値であるほうが都合がよい。これは手術を進める
際に、直観的に位置関係が理解しやすくなるからであ
る。

【００５１】そのために、例えば、頭部形状計測時に患
者の頭部を固定している固定フレーム５の形状も合わせ
て計測し、ポィンティング装置６によってフレームの任
意の位置に定められた同一直線上にない３点を指定す
る。この３点の指定に伴って、座標変換部１５が前述の
３点に基づく患者の座標系（Ｘｐ、Ｙｐ、Ｚｐ）を設け
る。次に、座標変換部１５がポィンティング装置６によ
って計測された形状データを、前述の患者の座標系（Ｘ
ｐ、Ｙｐ、Ｚｐ）に定義する。

【００５２】また、医用画像用メモリ１０に記憶されて
いる医用画像情報というのは、別の部屋にあるＣＴ装置
又はＭＲＩ装置等によって得たものであり、これらの撮
像装置の座標系に基づいている。例えば、ＣＴ画像，Ｍ
ＲＩ画像においては、１スライスの断層画像は撮影装置
のガントリの中央を原点とした直交座標系上で定義さ
れ、患者は寝台上に寝て、ヘッドレスト上に頭をのせた
状態で撮影が行われる。

【００５３】従って、座標系も患者の体位も、手術のと
きとは一致しないので、医用画像と患者の実体（形状）
との位置関係を明確にする必要がある。

【００５４】このため、ステップＳ２において、図２に
示すように座標変換部１５が医用画

【外１１】 次に、手術直前に、患者を固定フレーム５または術台４
に固定したのち、術野をカバーするように立体ファント
ム２をカメラの撮像面に向けて固定しておき、この立体
ファントム２をファントムの支持具２５によって固定フ
レーム５または術台４に固定する。

【００５５】そして、ポィンティング装置６によって、
立体ファントム２の直線上にない３点のマーカ（例え
ば、Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３）の位置を計測する。この立体フ
ァント

【外１２】 が座標変換部によって求められる。

【００５６】このような、医用画像ー患者間の座標変換
の後に、立体ファントム２を用いて現在の患者側の位置
と現在のビデオカメラ位置との相対位置を校正するキャ
リブレーション処理を立体ファントム座標変換部１８が
行う。

【００５７】このキャリブレーション処理は、初めにビ
デオカメラ３で術台４に固定された立体ファントム２を
撮影し、立体ファントム２の各箱の面（黒マーカ）まで
の焦

【外１３】 いて定義する（Ｓ３）。

【００５８】

【外１４】

【数１】 すなわち、予め求めた患者側と立体ファントムとの相対
関係を表す座標変換行

【外１５】 次に、ポィンティング装置６を用いてビデオカメラ３の
位置を計測すると共に

【外１６】 そして、これらの変換行列から現在の患者に対するのカ
メラの相対位置を表す

【外１７】

【数２】 すなわち、予め求めた患者側と立体ファントム２との相
対関係を表す座標変換

【外１８】 ビデオカメラ３の最新の相対位置を求める（Ｓ４）。

【００５９】つまり、ステップ４の処理によってカメラ
の相対位置情報が更新され、医用画像の座標系とカメラ
の座標系間の変換行列が算出しなおされる。

【００６０】次に、立体ファントム座標変換部１８は医
用画像をビデオカメラ３の座標系（

【外１９】 用画像から抽出した画像がカメラの画像と同じ位置から
見た画像にする。

【００６１】そして、手術中においては、立体ファント
ム２を固定フレーム５又は術台４から取り外す。

【００６２】この手術中においては、ビデオカメラ３及
び患者側の位置は、これらが動く毎にポィンティング装
置６によってその位置が常に計測される。

【００６３】次いで、画像合成部１９はビデオカメラ３
から焦点情報を入力させ（Ｓ６）、予め作成してあった
カメラ情報テーブルから焦点距離ｆｏに対応する補正パ
ラメータＰｏを抽出し（ステップＳ７）、この補正パラ
メータに基づき３次元医用画像の歪みの補正を行ない
（Ｓ８）、補正後の医用画像とビデオカメラ３の映像と
を重ね合せ処理を行って（Ｓ９）、合成画像を作成する
（Ｓ１０）。

【００６４】そして、両画像にずれがあるかどうかを判
定し（Ｓ１１）、ずれがある場合は処理をステップＳ３
に戻して上記説明のステップＳ３〜Ｓ８のキャリブレー
ション処理に戻す。例えば、手術中に、患者の姿勢を変
えたり、カメラを動かし続けた結果、モニタ画像に表示
される合成画像にずれが生じてしまった場合には、再度
キャリブレーション処理を行う。

【００６５】このキャリブレーション処理においても、
立体ファントム２を固定フレーム５または術台４に固定
し、外部パラメータを測定しなおし、ずれのない合成画
像を生成する。

【００６６】またずれがない場合は処理をステップＳ４
に戻す。つまり、患者側に対してのカメラの相対位置情
報が常に最新なものに更新され、医用画像の座標系とカ
メラの座標系間の変換行列が算出しなおされる。

【００６７】従って、患者側又はビデオカメラ３が動い
ても常にずれのない患者の外観映像と医用画像の合成が
でき、手術支援に有効となる。

【００６８】上記の実施の形態では、合成画像にずれが
生じたかどうかを表示される画像をみることで判断する
ようになっているが、あらかじめ、位置計測装置である
ポィンティング装置６の特性を知ることができれば、精
度の低下する距離、角度などの情報をシステムコントロ
ーラに入力しておき、計測対象であるカメラ及びフレー
ム（寝台）が，はじめのキャリブレーション用立体ファ
ントムを用いた較正処理をおこなった位置より大きく移
動し、この距離、角度を超えた場合には、合成画面上に
警告を表示することも可能である。

【００６９】本発明によって、常にずれのない患者の外
観映像と医用画像の合成ができ、手術支援に有効とな
る。

【００７０】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、術台上の
被検体の撮像装置の視野となる領域に基準ターゲットで
ある立体ファントムを配置し、この立体ファントムを用
いたときの撮像装置の補正パラメータ及び位置計測装置
による立体ファントムと被検体と撮像装置による被検体
とによる相対関係に基づいて焦点距離、視線方向を補正
し、この補正結果に基づく視点位置、視線方向で被検体
の立体医用画像を投影した画像と撮像装置による被検体
の画像とを合成表示する。

【００７１】従って、術台の被検体又は撮像装置が動い
ても、立体ファントムによって被検体と撮像装置との相
対関係を容易に構成できるという効果が得られている。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態の医用ナビゲーションシステムの
概略構成図である。

【図２】立体ファントムの斜視図である。

【図３】本実施の形態の患者、カメラの移動による座標
変換の概念を説明する説明図である。

【図４】本実施形態の医用ナビゲーションシステムの動
作を説明するフローチャートである。

【図５】立体ファントムの画像を説明する説明図であ
る。

【図６】カメラ情報テーブルを説明する説明図である。

【符号の説明】

１ 医用ナビゲーションシステム ２ 立体ファントム ３ ビデオカメラ ４ 術台 ５ 固定フレーム ６ ポィンティング装置 ７ 画像処理装置 １０ 医用画像用メモリ １１ カメラ情報用メモリ １２ 画像メモリ １３ システムコントローラ １４ 画像処理部 １５ 座標変換部 １６ カメラ画像記憶処理部 １７ カメラ情報生成部 １８ 立体ファントム座標変換部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） // Ａ６１Ｂ 19/00 ５１０ Ａ６１Ｂ 5/05 ３８０ Ｇ０６Ｆ 15/62 ３９０Ｂ Ｆターム(参考） 4C093 AA26 CA50 EE30 FB12 FD04 FD20 FF02 FF35 FF37 FF42 FF43 FG05 FH02 GA02 4C096 AB50 DC02 DC33 DC36 DD09 DE02 FC20 5B057 AA07 BA02 CA13 CB12 CC01 CD01 CD12 CE08 DA07 DB02

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 術台に固定治具によって固定された被検
   体を撮像装置と、前記術台上及び前記撮像装置の座標を
   計測可能に設けられた位置計測装置とを備え、この位置
   計測装置と前記撮像装置からの前記被検体の画像とを用
   いて前記術台上の被検体と前記撮像装置との相対関係を
   求め、該相対関係に基づいて前記被検体の立体医用画像
   を投影した画像を、前記撮像装置の補正パラメータに基
   づいて補正した後に、前記被検体の画像とその補正した
   画像とを合成表示する医用画像合成装置において、 前記撮像装置の前記補正パラメータを得るために生成さ
   れた校正用のマーカを配列した基準ターゲットが前記撮
   像装置によって撮像されると、その画像に基づいて前記
   撮像装置の焦点距離毎の前記補正パラメータを求める撮
   像装置情報記憶処理部と、 前記位置計測装置で得られる前記基準ターゲット、前記
   術台上の被検体及び前記撮像装置のそれぞれの３次元座
   標系に基づいて前記基準ターゲットに対する相対関係を
   求めた後に、この相対関係と前記基準ターゲットの画像
   とから前記被検体と前記撮像装置との前記相関関係を求
   めるターゲット座標変換部とを有することを特徴とする
   医用画像合成装置。
2. 【請求項２】 前記基準ターゲットは、 前記術台の被検体の前記撮像装置の視野となる箇所に配
   置され、それぞれの面に所定の形状で所定間隔のマーカ
   が配列された立体的な立体ファントムであることを特徴
   とする請求項１記載の医用画像合成装置。
3. 【請求項３】 前記ターゲット座標変換部は、 前記位置計測装置によって得られた術台上の被検体の３
   次元座標系を定義すると共に、前記基準ターゲットの３
   次元座標系を定義し、この基準ターゲットと前記被検体
   との相対位置関係を表す第１の変換行列を求め、この第
   １の変換行列を用いて前記立体医用画像の視点位置、視
   線方向を前記撮像装置の位置及び視線方向と同じになる
   ように補正することを特徴とする請求項１又は２記載の
   医用画像合成装置。
4. 【請求項４】 前記基準ターゲット座標変換部は、 前記第１の変換行列を用いて前記被検体と撮像装置との
   相対位置関係を補正する第２の変換行列を求め、この第
   ２の変換行列を用いて前記立体医用画像の視点位置、視
   線方向を前記撮像装置の位置及び視線方向と同じになる
   ように補正することを特徴とする請求項１、２又は３記
   載の医用画像合成装置。
5. 【請求項５】 前記基準ターゲット座標変換部は、 前記基準ターゲットの画像に基づく前記補正パラメータ
   で前記撮像装置の焦点位置及び視線方向を修正し、この
   修正した視線方向及び焦点位置と前記第１の変換行列と
   から前記第２の変換行列を求めることを特徴とする請求
   項１、２、３又は４記載の医用画像合成装置。
6. 【請求項６】 前記基準ターゲットの３次元座標系は前
   記位置計測装置がその基準ターゲットの同一面で同一線
   上にない３ポイントを指定させることで得ることを特徴
   とする請求項１、２、３、４、又は５記載の医用画像合
   成装置。
7. 【請求項７】 前記基準ターゲットは、 多関節構造で、かつ前記多関節は固定可能で前記術台に
   取付け可能な支持具とを備えていることを特徴とする請
   求項１記載の医用画像合成装置。