JP2001526927A - スキャニングトランスデューサ上の位置センサをキャリブレーションする方法及び装置 - Google Patents

スキャニングトランスデューサ上の位置センサをキャリブレーションする方法及び装置

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ネイガー・ロン
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Abstract

(57)【要約】 本発明は、第１の位置計測要素をキャリブレーションするシステムであって、スキャン面に対する画像或いはスキャニングトランスデューサ（３）上の位置センサ（４，９）を含む。キャリブレーションは、追加或いは第２の位置計測要素を含むキャリブレーション装置を用いて、キャリブレーション中にこれらの位置計測要素の間の相対位置が計算できるように実施される。キャリブレーションはまた、第２の位置計測要素に対して既知の位置にあるスキャン面上の目視標的物（６）によって実施される。また、通常は画像或いはスキャニングトランスデューサ（３）と共に用いられるニードル（７）などの誘導装置上の位置計測要素及びスキャン面に基づいて実施される。これらのキャリブレーションの方法についても記載されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 発明の分野 本発明は、超音波スキャニングトランスデューサ（ｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ ｓ
ｃａｎｎｉｎｇ ｔｒａｎｓｄｕｃｅｓ）のビーム面（スキャン面）に対してセ
ンサの位置及び向きをキャリブレーションするキャリブレーション方法及び装置
に関連する。本発明は、特に、物体の組織を通して吸引及びバイオプシー針、内
視鏡などの挿入装置を誘導する目的で医療用に用いられる超音波スキャニングト
ランスデューサの位置センサをキャリブレーションするのに有用である。本発明
はまた、音響式又は磁気式、光学式等の位置計測システムにおける超音波トラン
スデューサ或いは他の画像装置に取り付けられた位置計測システムの任意の他の
要素のキャリブレーションに関連する。
【０００２】 本発明の背景 物体の標的の組織にバイオプシー針などを誘導する上記の医療システムにおい
て、スキャン面に沿って物体をスキャンする超音波トランスデューサによってそ
の組織がある物体の一部が通常は画像化される。硬質で真っ直ぐな針または他の
挿入装置の位置及び向きは、そのニードルの予め決められた位置に取り付けられ
た位置センサによって決定される。画像システムによって表示される面の絶対位
置及び向きも、超音波スキャニングトランスデューサの所定の好適な位置に取り
付けられた位置センサによって決定されなければならない。このシステムによっ
て、標的の組織に対するニードルの相対位置及び向きも計測することができる。
またこの標的組織の位置及び向きも計算される。一度これらの値が決まれば、標
的物に対するニードルの予想経路が計算でき、医師が標的物に向かって正確にニ
ードルを誘導できるようにその画像を表示する。
【０００３】 このような画像システムの例は、１９９７年２月６日に発行した我々の特許出
願ＰＣＴ／ＩＬ９６／０００５０に記載されている。またこの特許出願を引用し
て本明細書の一部とする。
【０００４】 このようなシステムにおいて、ニードルの予め決められた位置に取り付けられ
た位置センサは、そのニードルの上側先端部の正確な位置及び向きを計測するが
、超音波トランスデューサの任意の好適な位置に取り付けられた位置センサは、
トランスデューサ位置センサをトランスデューサスキャン面に正確に一致させる
ための、トランスデューサのスキャン面に対する決まった位置及び向きを持たな
い。しかしながら、標的物へのニードルの誘導の際に、ニードルの予想経路の表
示のために超音波画像が背景として用いられるため、超音波トランスデューサの
位置センサに対するスキャン面の正確な位置及び向きを計算する必要がある。
【０００５】 超音波トランスデューサに取り付けられた磁気センサのキャリブレーションに
関する上記した方法が、Detmer他による「3D Ultrasonic Image Feature Locali
zation Based on Magnetic Scanhead Tracking: In Vitro Calibration and Val
idation」に記載されている。しかしこの方法は、比較的多くの位置で超音波ト ランスデューサを操作しなければならず、また標的物に対する超音波ビーム面の
向きを調べるために複雑な数学的アルゴリズムが用いられているという欠点があ
る。以下に記載する方法は、位置計測要素に対して空間的に既知であり固定され
た超音波標的物を利用するため上記した欠点を緩和できる。
【０００６】 本発明の目的及び概要 本発明の目的は、超音波トランスデューサの位置センサに対するそのスキャン
面の正確な位置及び向きを計算するために、スキャニングトランスデューサ特に
超音波スキャニングトランスデューサ（超音波トランスデューサ）のキャリブレ
ーションする方法及び装置を提供することにある。
【０００７】 本発明のある点に従ってトランスデューサをキャリブレーションする方法を提
供する。このトランスデューサは、物体を通してスキャン面に沿って物体をスキ
ャンするスキャンビームを出力し、スキャン面に対するトランスデューサの位置
センサの位置及び向きを計測するために、トランスデューサのある位置に取付け
られた第１の位置センサを備える。このトランスデューサをキャリブレーション
する方法は、 （ａ）、空間にある固定された基準点に対する位置センサの位置及び／又は向
きを計測する一方、スキャンする面ある或いはスキャンする体積部分（３次元的
）に沿って物体又は物体の体積部分をスキャンするようにトランスデューサを動
作させる過程と、 （ｂ）、トランスデューサがスキャン面に沿って物体をスキャンする一方、空
間にある基準点に対するスキャン面の位置及び向きを計測するように第２の位置
センサを利用する過程と、 （ｃ）、操作（ａ）及び（ｂ）で得られた計測値から、トランスデューサに固
定された位置に従って第１の位置センサをキャリブレーションするのに用いる、
第１の位置センサに対するトランスデューサスキャン面の位置及び向きを表す値
を計算する過程とを含む。
【０００８】 本発明の別の点によれば、第２の位置センサを送信機に置き換え可能であり、
超音波トランスデューサに取り付けられた第１のセンサの位置をこの送信機に対
して計算することができる。
【０００９】 更に本発明の別の点によれば、超音波トランスデューサに取り付けられた位置
センサが位置計測システム（送信機／リフレクタ）の他の要素であり、第２の位
置センサが位置計測システムの別の要素であり、ＰＣＴ／ＩＬ９６／０００５０
及びＰＣＴ／ＩＬ９８／００５７８、ＰＣＴ／ＩＬ９８／０００５７８に詳述さ
れたシステムに従って、上記２つの位置システムの計測要素の間の相対位置が、
直接或いは空間にある基準位置に対しての計測値を用いて計測することができる
。これら３つの特許出願を引用してその全てを本明細書の一部とする。
【００１０】 本発明の実施例を以下に記載する。
【００１１】 ある実施例によれば、基準面を確定する第２の位置センサ（又は他の好適な位
置計測要素、例えば送信機、受信機、リフレクタ、トランシーバなど）を含むキ
ャリブレーション装置を用いることと、トランスデューサのスキャン面とキャリ
ブレーション装置の基準面とを整合させることによって操作（ａ）及び（ｂ）を
実行できる。
【００１２】 第２の実施例によれば、操作（ｂ）が行われる際に、トランスデューサスキャ
ン面を確定する非同一面にある少なくとも３つの点を検出して、空間にある固定
された基準点に対して３つの点の位置及び向きを計測する装置に第２の位置セン
サ（又は他の好適な位置計測要素が位置する）が備えられている。例えば、この
装置がバイオプシー針などの医療器具であり、第２の位置センサがバイオプシー
針上にあり、そのバイオプシー針の先端部に対して既知の位置にある。
【００１３】 本発明の別の点によれば、前記方法に従ったトランスデューサをキャリブレー
ションする装置を提供する。
【００１４】 特に第１の実施例に有用な本発明の点によって、キャリブレーション装置を提
供する。このキャリブレーション装置は、物体を通してスキャン面に沿って物体
をスキャンするのに用いられる超音波トランスデューサ上の位置センサをその超
音波トランスデューサに対してキャリブレーションをする装置であって、 スキャンされる物体と同じ超音波伝播特性を有する液体で満たされたチャンバ
と、 キャリブレーションされる位置センサを備える超音波トランスデューサを収容
するように適合された音響学的に整合した膜によって覆われた開口を備えるチャ
ンバ壁と、 超音波トランスデューサのスキャン面に対する位置センサの位置及び向きが計
算できるようにチャンバ内の基準面を確定するべく、チャンバ内の予め決められ
た位置にある少なくとも３つのエコー源性素子を含む。
【００１５】 この実施例の後半部の更なる特徴によれば、チャンバは、第１及び第２の側面
壁と、第１及び第２の端面壁と、上面壁と、底面壁とを有する直角柱の形状であ
る。複数のエコー源性素子は、エコー源性材料からなる小さな断面を持つ第１の
ロッド群と第２のロッド群とを含み、それぞれが第１及び第２の側面壁に固定さ
れ、チャンバの内側に垂直に延在し、それぞれのロッド群はもう一方のロッド群
に対して整合しておらず、チャンバ内の基準面に位置する事由端を有する。
【００１６】 第１の実施例に特に有用な本発明の別の点によれば、チャンバは超音波画像に
対して画像の歪みを誘発しない任意の形状が可能であり、及び／又はエコー源性
標的物が線状（line）又は多角形又はその他の形状であり、基準面を確定するよ
うに配置できる。
【００１７】 以下により詳細に記載するように、本発明のキャリブレーション方法及び装置
によって、トランスデューサの位置センサ（又は他の位置計測要素）に対してス
キャン面の位置及び向きを正確に確定するようにトランスデューサをキャリブレ
ーションできる。トランスデューサに取り付けられた位置センサに対して位置及
び向きが決定されると、トランスデューサの位置センサの位置が変わるまでこの
キャリブレーションデータがそのままそれぞれのトランスデューサに維持される
。位置センサの位置を変えた時はトランスデューサを再度キャリブレーションし
なければならない。
【００１８】 超音波トランスデューサに取り付けられた位置計測要素の任意の要素をキャリ
ブレーションするために本発明を用いることができる。特に、ＰＣＴ／ＩＬ９６
／０００５０及びＰＣＴ／ＩＬ９８／００５７８に開示されている誘導システム
と共に、超音波トランスデューサに取り付けられた位置計測要素の任意の要素を
キャリブレーションするのに本発明を用いることができる。
【００１９】 本発明の更なる特徴及び利点は以下の記載から、より明らかになるであろう。
【００２０】
【実施例】 添付の図面を用いて説明する本発明は例示目的であり、同じ参照数字は対応す
る要素或いは同様の要素を示す。
【００２１】 図１ａを参照すると、超音波画像システムに用いられる誘導システムの例が概
ね２に示されている。この誘導システムは超音波トランスデューサ３を含み、こ
の超音波トランスデューサ３はその任意の好適な位置に取り付けられた位置計測
要素、ここでは位置センサ４を備える。この超音波トランスデューサ３は、物体
を通してスキャン内に沿って物体５をスキャンするために用いられる。例えば、
物体５（又は物体の体積部分）は、生検を行うためにニードル７が誘導される標
的物６を持つ被験者の組織である。このニードル７は、位置センサ９が取り付け
られたニードルホルダー８に保持されている。ニードルホルダー８に保持されて
いる位置センサ９に対するニードル７の先端部１０の位置及び向きが予め正確に
分かっているので、位置センサ９の位置を検出すれば、標的組織６に対するニー
ドル７の相対位置及び向きが計算できる。その後の計算は位置検出コントローラ
１１で行われる。
【００２２】 また位置検出コントローラ１１は超音波トランスデューサセンサ４の位置及び
向きを計算し、その計算結果をコンピュータ１２に送信する。コンピュータ１２
はまた、超音波画像システム２からの入力も受信し、標的物６に対するニードル
７の予想経路を計算する。生検を行う際に、医師が標的物６にニードル針を誘導
できるようにこの予想経路がディスプレイ１３に表示される。
【００２３】 図１ａ及び図１ｂに例示されたこのシステムの構造及び操作の詳細、及びこの
システムの変更例が、上記した１９９７年２月６日に公表された特許出願番号Ｐ
ＣＴ／ＩＬ９６／０００５０に開示されており、これを引用することをもってそ
の全てを本明細書の一部とする。
【００２４】 ＰＣＴ／ＩＬ９８／００５７８に詳述されているこのシステムに従えば、超音
波トランスデューサ３上の位置センサ４が送信機で、ここではニードルホルダー
８である誘導装置の位置センサ９を送信機とすることもできる。また、このＰＣ
Ｔ／ＩＬ９８／００５７８を引用することをもってその全てを本明細書の一部と
する。このシステムの変更例及びこのシステムの構造の詳細はこのＰＣＴ／ＩＬ
９８／００５７８に開示されている。
【００２５】 前述したように、ニードルホルダー８に取り付けられた位置センサ９がニード
ル７及びその先端部１０の正確な位置及び向きを計測するが、超音波トランスデ
ューサ３に取り付けられた位置センサ４（位置計測要素）と、超音波スキャン面
（スキャン面）との位置関係が明確でない。本発明は、超音波トランスデューサ
３の位置センサ４（位置計測要素）に対して超音波スキャン面の位置及び向きを
キャリブレーションする。得られたデータは、キャリブレーションのために使用
され、１４（好ましくはコンピュータ１２に電気的に接続されたデータベース）
に保存される。
【００２６】 図１ｂに、間接アーム１５に取付けられたニードル７を備える医療用画像シス
テムが示されている。このアーム１５は、米国特許第５，６４７，３７３号、及
びＰＣＴ／ＩＬ９８／００５７８に開示されいる。従って、このアーム１５の位
置は超音波トランスデューサ３に対して計測することができる。また、この米国
特許第５，６４７，３７３号を引用することをもってその全てを本明細書の一部
とする。アームのキャリブレーションデータが１５ａに保存される点を除けば、
このシステムは上記した図１ａと同じである。本発明に従えば、間接アーム１５
のニードル７は、超音波を追跡する位置計測システムでキャリブレーションされ
る。図１ｂに示されたこのシステムの構造の詳細及びこのシステムの変更例は我
々の出願したＰＣＴ／ＩＬ９８／００５７８に開示されている。
【００２７】 上述した図１ａ及び図１ｂのシステムの超音波トランスデューサ３は本発明の
一実施例に従い、以下に記載の方法によってキャリブレーションされる。その方
法とは、 （ａ）、固定された空間の基準点に対して位置センサの位置及び／または向き
を計測する一方、超音波トランスデューサを動作させてスキャン面或いはスキャ
ン体積部分に沿って物体または物体の体積部分をスキャンする過程と、 （ｂ）、トランスデューサがスキャン面に沿って物体をスキャンする一方、第
２の位置センサを用いてスキャン面の位置及び向きを前記空間の基準点に対して
計測する過程と、 （ｃ）、動作（ａ）及び（ｂ）より得られた計測値から、トランスデューサに
固定された位置に従ってトランスデューサ位置センサをキャリブレーションする
のに用いる、トランスデューサ位置センサに対するトランスデューサスキャン面
の位置及び向きの計測値を計算する過程とを含む。
【００２８】 このキャリブレーションデータは１４に保存され、以下に記載の臨床検査中に
利用される。一度超音波トランスデューサ３をキャリブレーションすれば、トラ
ンスデューサ３のスキャン面に対する位置センサの位置が変わらない限り再度キ
ャリブレーションをする必要はない。
【００２９】 図２ａ−図２ｂ及び図３−図７は、本発明に従って超音波トランスデューサを
キャリブレーションするのに有用な方法及び装置を示す。図２ａはキャリブレー
ション中の図１ａのシステムを示し、超音波トランスデューサ３に取り付けられ
たここでは位置センサ４である位置計測要素に対して超音波トランスデューサ３
のビーム３６（図６、７、８ａ、９ａ、９ｂ、１５ｂ及び１６ｂ）の作用で放射
されたスキャン面がキャリブレーションされる。図２ａに示されるこの方法は、
超音波トランスデューサ３をキャリブレーションする装置を用いた方法の例であ
る。図２ａ及び図２ｂ、図２ｃは、「間接」計測（詳細は以下に記載）によって
行われたキャリブレーションの詳細であり、図２ｄ−図２ｇは「直接」計測（詳
細は以下に記載）によって行われたキャリブレーションの詳細図である。
【００３０】 図２ａ及び図３、図４、図５ａ−図５ｅ、図６、図７を参照すると、キャリブ
レーション装置を利用した第１のキャリブレーション方法が示されている。この
キャリブレーション装置は概ね２０に示されるチャンバを含み、このチャンバの
構成は、全て矩形である第１の側面壁２１と第２の側面壁２２と、第１の端面壁
２３と、第２の端面壁２４と、上面壁２５と、底面壁２６とを含む矩形の直角柱
である。チャンバ２０の内部２７は、標的物と類似の超音波伝播特性を有する液
体で満たされている。例えば、スキャンされる物体が生物組織の場合は、チャン
バの内部２７に満たされる液体は好ましくはグリコールであるが、この生物組織
と同じ超音波伝播特性を有する任意の他の液体でもよい。この液体が生物学的組
織の超音波伝播特性と異なる場合、このキャリブレーションを行う際この特性の
違いを考慮しなければならない。チャンバ２０の壁２１−２６は、例えばプレキ
シグラス又は超音波ビームによる歪みが発生しない任意の他の材料からなる。
【００３１】 チャンバ２０の上面壁２５は、中心部に矩形の開口２８が形成され、チャンバ
の内部をスキャンするために、その上に超音波トランスデューサ３（この超音波
トランスデューサから他の要素への配線は図２ａには示されていない）が設置さ
れる音響学的に整合した膜２９に覆われている。
【００３２】 側面壁２１及び２２のそれぞれは、エコー源性素子の一群、即ち超音波トラン
スデューサ３から超音波を反射する素子を含む。これらの素子は、エコー源性材
料からなる小さな断面のロッドの形態である。これらの素子はそれぞれの側面壁
に取り付けられ、図２ａ及び図４のに模式的に示されている面３０に向かってチ
ャンバ２０の内側方向に垂直に延在する。この面３０は２つの側面壁の丁度真ん
中にあり且つ側面壁に対して並行である。また、この面３０はキャリブレーショ
ン装置の基準面を確定する。チャンバ２０は更に、基準面３０から既知の位置に
ある送信機又は受信機、リフレクタ、トランシーバなどの位置測定要素３１を含
む。
【００３３】 ここでは位置センサであり好ましくは受信機である位置計測要素３１の位置及
び向きは、送信機３２（経路３２ａに沿って通信する）に対してキャリブレーシ
ョン中に計測され、この位置計測手段３１は空間に固定されるため、トランスデ
ューサ３上の位置センサ４の基準点ともなる（これも経路３２ａに沿って通信す
る）。従って、基準面３０に対するセンサ３１の位置及び向きは既知であるため
、空間の基準点（送信機３２）に対してセンサ３１の位置及び向きが決定される
と、基準面３０の位置及び向きは空間の基準点（送信機３２）に対して決定する
ことができる。トランスデューサのスキャン面が基準面３０と整合すると、好ま
しくは受信機でもあるトランスデューサのセンサ４の位置及び向きが空間の基準
（送信機３２）に対して既知であることから、超音波スキャン面に対するセンサ
４の位置及び向きを決定することができる（以下に詳述）。
【００３４】 図３、図４、図５ａ−図５ｅ、図６、図７は、基準面３０を決定するのに用い
られるエコー源性標的物の位置及び向きを詳細に示す。またこの基準面３０は、
図２ａ−図２ｇに詳細が示されるキャリブレーションをするためにスキャン面の
位置の確定に用いることができる。これらの図に示される実施例によれば、側面
壁２１及び２２は、この側面壁のそれぞれに固定されたエコー源性素子を含む。
従って、側面壁２１は６つのエコー源性ロッド２１ａ−２１ｆを含み、側面壁２
２は４つのエコー源性ロッド２２ａ−２２ｄを含む。エコー源性ロッド２１ａ−
２１ｆ及び２２ａ−２２ｄは全て同じ円柱状であり、その外形は超音波画像シス
テムの解像度より小さい。好ましくはこれらのエコー源性ロッドは外形が２ｍｍ
でその直線製造許容差は０．１ｍｍで、角度製造許容差が０．１度である。
【００３５】 特に図３及び図４に示されるように、側面壁２１に固定された６つのエコー源
性ロッド２１ａ−２１ｆは、互いに垂直方向に整列した５つのロッド２１ａ−２
１ｅと、最も上にあるロッド２１ａと水平方向に整列した６番目のロッド２１ｆ
とからなる。側面壁２２に固定された４つのエコー源性ロッド２２ａ−２２ｄは
、上側の対になった水平方向に整列したロッド２２ａ及び２２ｂと、上側の対に
なったロッド２２ａ及び２２ｂより端面壁２３及び２４により近い下側の対にな
った水平方向に整列したロッド２２ｃ及び２２ｄとからなる。側面壁２２に固定
されたロッド２２ａ−２２ｄは、側面壁２１に固定されたロッド２１ａ−２１ｆ
のどれとも整合していない。それぞれのロッドの自由端は基準面３０に位置する
。
【００３６】 図２ａ及び図３−図７に例示されているように、キャリブレーションに使用で
きるチャンバ２０は、長さ１４ｃｍ、高さ１１ｃｍ、幅７ｃｍである。側面壁２
１に固定された５つのエコー源性ロッド２１ａ−２１ｅは、上面壁２５からそれ
ぞれ２ｃｍ、３ｃｍ、４ｃｍ、６ｃｍ、８ｃｍ離れており、端面壁２３からは７
ｃｍ離れている。側面壁２１に固定された６番目のエコー源性ロッド２１ｆは、
ロッド２１ａと水平方向に整列し、端面壁２３から６ｃｍ離れている。上側の対
になったエコー源性ロッド２２ａと２２ｂは、上面壁２５から３ｃｍ離れ、それ
ぞれの端面壁２２及び２３からそれぞれ５．５ｃｍ離れている。側面壁２２に固
定された下側の対になったエコー源性ロッド２２ｃ及び２２ｄは、上面壁２５か
ら８ｃｍ離れ、端面壁２２及び２３のそれぞれから４ｃｍ離れている。また、こ
のチャンバ２０は、図２ｂ−図２ｇに示されているキャリブレーション操作に用
いることができる。
【００３７】 図５ａ−図５ｅは、水平方向の断面図であり、上面壁からの距離がそれぞれ２
ｃｍ（図５ａ）、３ｃｍ（図５ｂ）、４ｃｍ（図５ｃ）、６ｃｍ（図５ｄ）、８
ｃｍ（図５ｅ）であり、側面壁２１に固定された６つのエコー源性ロッド２１ａ
−２１ｆと、側面壁２２に固定された４つのエコー源性ロッド２２ａ−２２ｄの
位置及び向きを詳しく示している。
【００３８】 超音波トランスデューサ３をキャリブレーションする図に例示されたキャリブ
レーション装置の使用方法、特にその位置センサ４に対するスキャン面（スキャ
ンする面）の位置及び向きを、図６及び図７の模式図を用いて以下に説明する。
【００３９】 図２ａ及び図３−図５に例示されるキャリブレーション装置を用いる場合は、
超音波トランスデューサ３を膜２９の上部に設置し、浅い透過用の超音波トラン
スデューサは図６に示されるパターンが得られるまで、また深い透過用の超音波
トランスデューサは図７に示されるパターンが得られるまで操作する。従って、
図６又は図７のパターンが得られるまで、超音波トランスデューサをアジマス即
ち膜２９の水平面における角度を変え、またロール即ちその垂直軸に対して回転
させる。この情報はコントローラ１１を介してコンピュータ１２に送られ、そこ
で扇型のスキャンビームの中心の位置が決定され、同じものをディスプレイ１３
に示す。
【００４０】 更に、そのビームの中心がロッド２１ａ−２１ｅの先端部をつなぐ線上に来る
までトランスデューサを移動させる。側面壁２２に固定された上側の対になった
ロッド２２ａ及び２２ｂは、それらを結ぶ線とロッド２１ａ−２１ｅの先端部が
位置する中心線３４によって確定された面にトランスデューサの向きを合わせる
のに役立つ。
【００４１】 従って、側面壁２１に固定され垂直方向に整列した５つのエコー源性ロッド２
１ａ−２１ｅは、その先端でキャリブレーション装置の基準面３０を確定するた
め、スキャンビーム観察面（スキャンする面）の中心線３４がエコー源性ロッド
２１ａ−２１ｅによって確定された基準面３０の中心線と整合すると、トランス
デューサの中心線の位置３４の読み取り値を記録するようにオペレータはコンピ
ュータ１２に信号を送る。この情報は、図１ａ及び図１ｂに例示されているメモ
リユニット１４に記録される。表示された全てのエコーが同じ面にある点に現れ
るため、コンピュータはこの面に対するトランスデューサの位置センサ４に関連
する一群のデカルト座標の相対位置及び向きを計算することができる。
【００４２】 スキャン面と基準面３０とが一致、即ち同一平面上に位置すれば、それらの相
対位置は、コンピュータ１２または画像処理アルゴリズム（以下に記載）によっ
て或いはディスプレイ１３からオペレータによって決定することができる。同時
に、基準面に対して画像面即ちスキャン面の位置を計算すれば、位置計測要素４
と３１との相対位置が計算できる。つまり、それぞれの位置計測要素４及び３１
の位置及び向きが基準位置にある位置計測要素３２に対して計測されているので
この計算ができる。更に、位置計測要素３１に対する基準面の位置が既知である
（キャリブレーション装置の設計と演繹的な計算値）。
【００４３】 このことから、超音波トランスデューサ３の位置計測要素４に対するビーム位
置の計算ができ、従って本発明によるキャリブレーションが可能となる。この計
算した位置がデータとして保存され、このデータを用いて、ビームから得られた
画像上に、トランスデューサ３に対するニードルなどの誘導装置の位置を示す画
像を重ね合わせる。
【００４４】 第１のチャンバ２０を用いたキャリブレーションにおいて、側面壁２２に固定
された上側の対になったエコー源性ロッド２２ａ及び２２ｂは、浅い透過用の超
音波トランスデューサの基準面に対してトランスデューサの向きを合わせるのに
役立ち、下側の対になったロッドは深い透過用の超音波トランスデューサの基準
面に対してトランスデューサの向きを合わせるのに役立つ。側面壁２１に固定さ
れた６番目のロッド２１ｆは、スクリーンの左側面であるのか或いは右側面であ
るのかを識別する際に役立つ。
【００４５】 図２ａに例示されるキャリブレーション装置２０を用いる場合は、まず、基準
点に位置するここでは送信機３２である位置計測要素に対してチャンバ２０の位
置計測要素（センサ）３１の位置及び向きが決定される。送信機３２が空間に固
定されているため、この基準点はトランスデューサ３のセンサ４の位置及び向き
の計測値に対する空間の基準点となる。図２ｂ及び図２ｃに示したキャリブレー
ションシステムは、上記した「間接」計測を用いた同じ考えに基づいている。
【００４６】 例示目的のために、図２ａではチャンバ２０の上側の左隅にある位置計測要素
３１が例示されているが、図２ｂ−図２ｇでは位置計測要素３１はチャンバ２２
即ち最終的には基準面３０に対して固定した位置（長さ及び向きは既知）にある
部材３１ａ上に位置する。位置計測要素３１の位置がチャンバ２０の基準面３０
に対して既知であることから、この位置計測要素３１のどちらの配置の場合でも
図２ａ−図２ｇのキャリブレーションに利用できる。
【００４７】 図２ｂ及び図２ｃは、図２ａに類似しているため上記した方法と同様にキャリ
ブレーションを行うことができる。詳細には、チャンバ２０の位置計測要素３１
と位置計測要素４と超音波トランスデューサ３（キャリブレーションされる装置
）との間のそれぞれの相対位置は、空間に固定された基準位置の位置計測要素３
２に対して間接的に計測される。（１）位置計測要素３１の位置と、（２）超音
波トランスデューサ３に取り付けられた位置計測要素４とに対する位置計測要素
３２の計算から、位置計測要素３１及び４の相対位置が計算できる。システムに
よって異なることに注意する。
【００４８】 超音波トランスデューサの位置センサ（位置計測要素）４と部材３１ａ上の位
置計測要素３１とが送信機であり、これらの位置及び向きが空間にある基準位置
であって通常は受信機である位置計測要素３２に対して計測されるシステムが、
図２ｂに示されている。超音波トランスデューサ位置センサ（位置計測要素）４
と第２の位置センサ（位置計測要素）３１がリフレクタであるシステムが図２ｃ
に示されている。これらの位置及び向きは、ＰＣＴ／ＩＬ９８／００５７８に記
載に従って通常はトランシーバ及びリフレクタ、トランシーバで占有される基準
位置に対して計測される。
【００４９】 図２ｄ−図２ｇは上記した方法に従ってキャリブレーションできるが、超音波
トランスデューサ３の位置計測要素４の位置が、チャンバ２０に関連する位置計
測要素３１（チャンバ或いは部材３１ａに取り付けられた）に対して直接計測さ
れる点が異なっている。直接計測に用いられる位置計測要素４と３１は、通常は
送信機と受信機の組み合わせであるが、トランシーバとリフレクタの組み合わせ
も可能である。これらの組み合わせは、位置データを供給するために放射エネル
ギーなどの信号が生成されて受信される。超音波トランスデューサ３のビームに
よるスキャン面が基準面３０と一致すれば、位置計測要素３１に対する基準面３
０の位置が既知であるため、超音波トランスデューサ３の位置計測要素４の位置
に対する基準面３０の位置が計算できる。
【００５０】 図２ｄに示されるシステムは、受信機などの位置センサとしての超音波トラン
スデューサ位置計測要素４を含み、部材３１ａ上の位置計測要素３１は送信機で
ある。このトランスデューサ位置センサ４の位置は、チャンバ２０に関連する送
信機３１（位置計測要素）に対して直接計測される。
【００５１】 図２ｅに示されるシステムおいて、超音波トランスデューサの位置センサ４（
位置計測要素）は送信機であり、部材３１ａ上の位置計測要素３１は受信機など
の位置センサである。トランスデューサ位置計測要素４の位置は、部材３１ａ上
の受信機３１（位置計測要素）に対して直接計測される。図２ｆに示されるシス
テムは、超音波トランスデューサ位置センサ４（位置計測要素）がリフレクタで
あり、部材３１ａ上の位置計測要素３１がトランシーバであり、トランスデュー
サ位置センサの位置が、このトランシーバに対して直接計測される。図２ｇに示
されるシステムは、トランシーバである超音波位置センサ４（位置計測要素）と
、リフレクタである部材３１ａ上の位置計測要素３１とを含む。超音波トランス
デューサ位置センサの位置は、トランシーバに対して直接計測される。
【００５２】 図２ａ−図２ｃのようなシステムが、「間接」計測を含むか或いは図２ｂ−図
２ｇに開示された内の１つのように位置計算が必要な「直接」計測を含むかどう
かの決定は、位置計測要素４、３１、３２に用いられる装置（例えば受信機又は
送信機、トランスデューサ、リフレクタ、トランシーバ）の種類による。これら
の位置計測要素４、３１、３２は、磁気式や音響式、光学式、またはその他の位
置計測システムの一部であり得る。
【００５３】 最終的には、超音波トランスデューサ３の位置計測要素４の位置がチャンバ２
０に関連する位置計測要素３１に対して決定されるように計算する。超音波トラ
ンスデューサ３から放出されたビーム３６のスキャン面が、基準面３０に対して
概ね同一（好ましくは同一面）である場合、位置が既知であることから、スキャ
ン面の位置は、チャンバ２０に関連する位置計測要素３１に対して計算すること
ができる（上記したように、基準面３０に対するこのチャンバの位置は既知であ
る）。このことから、超音波トランスデューサ３の位置計測要素４に対するスキ
ャン面の位置が計算できる。この計算によって得られた位置をデータとして保存
し、超音波トランスデューサ３から放出されたビームによって得られる画像上に
、超音波トランスデューサ３に対するニードル７（図１ａ及び図１ｂ）等の誘導
装置の位置を通常は例示する画像を重ね合わせるのに用いられる。
【００５４】 全てのこれらのシステムにおいて、構成及び操作に必要な要素それ自体及び互
いに関連した詳細が、ＰＣＴ／ＩＬ９６／０００５０及びＰＣＴ／ＩＬ９８／０
０５７８に記載されている。これら２つのＰＣＴ出願を引用してその全てを本明
細書の一部とする。更に、図１７及び図１８（以下に詳述）は、本発明による超
音波トランスデューサ３のキャリブレーションの別の方法及び装置を示す。
【００５５】 続いて図６及び図７を参照すると、画像面即ちスキャン面を形成する超音波ビ
ーム３６は横方向の厚さが比較的薄いが、理想的な厚さゼロの面にはなっていな
い。従って、上記したキャリブレーションは超音波トランスデューサ３を１８０
度回転した後再度行い、この２つの操作によって得られた平均値を用いて、実際
の臨床の際の超音波トランスデューサ３のキャリブレーションを行う。更に、よ
り良い結果を得るためにキャリブレーションを何度でも行うことができる。キャ
リブレーションには平均記録値が用いられる。更に、超音波ビームの厚さによっ
て起こる不正確さを最小限に止めるために、アルゴリズム及び追加／別の標的物
クラスタを用いることができる。
【００５６】 詳細には、画像処理アルゴリズムを用いて、超音波ビーム３６の厚さによって
起こる潜在的な正確さの補正をすることができる。例えば、これらのアルゴリズ
ムは、標的物の強度水準、及び／又は標的物の強度水準における対称性、及び／
又は標的物の相対位置及び向き、及び／又はクラスタのサイズ、及び／又は標的
物の幅及び／又は標的物の幅の対称性をチェックすることができる。
【００５７】 上記キャリブレーション操作において、画像面（超音波トランスデューサ３の
ビームによるスキャン面）が、図２ａの基準面３０（エコー源性標的物のクラス
タによって決まる面）に対して同じ面にあるかどうかの標的物の認識及び決定は
オペレータによって行われる。これらの手作業は、以下に記載の追加のコンピュ
ータ機能を用いて軽減できる。
【００５８】 例えば、図２ｂ−図２ｇに戻ると、超音波画像はコンピュータ１２と通信し標
的物の認識が可能な画像プロセッサ３５によって処理することができる。コンピ
ュータを利用した標的物認識は、パターン認識によって行うことができる。例え
ば、特定のクラスタまたは複数のクラスタ、或いはその一部を検索するアルゴリ
ズム。これらのアルゴリズムを以下に詳述する。自動処理においては、例えば、
画像処理ソフトウェアを用いてコンピュータが既知の画像即ち制御画像とスキャ
ン画像とを比較して、自動的に超音波トランスデューサ３の正確な位置を計算す
る。
【００５９】 更に、自動標的物認識の後、超音波トランスデューサの位置が正確かどうかの
決定がコンピュータ１２によって行うことができる。また通常これらのシステム
は、オペレータが望む場合にディスプレイ１３のスキャン画像の目視チェックに
基づいて、超音波トランスデューサの位置決めを手動優先に置き換えることがで
きるソフトウェア及びハードウェアを含む。
【００６０】 更に、図２ａの基準面３０を確定するクラスタの一部の認識を利用して、ディ
スプレイ１３上に表示を作成し、高度の信頼性と正確性でオペレータが自動でス
キャン面を素早く探すことができる。また、ＰＣＴ／ＩＬ９６／０００５０に従
って、オペレータがディスプレイ１３を見て、ディスプレイ上の標的物のエコー
から得られた画像の目的の標的物をマークすることで、オペレータが基準面に対
してスキャン面を合わせることができたかどうか画像プロセッサがチェックする
ことができる。また、ディスプレイ上の標的物のエコーから得られた画像の標的
物をマークすることで、コンピュータ１２の画像プロセッサは、オペレータの失
敗によって起こる不正確さを修正して、図２ａの基準面３０とスキャン面の位置
を正確に合わせることができる。
【００６１】 図８ａ及び図８ｂ、図９ａ、図９ｂは、クラスタ８０を用いる標的物認識を示
す。この標的物認識には、ビーム３６によるスキャン面が基準面３０と同一面と
なるように超音波トランスデューサ３を操作する必要がある。基準面３０とスキ
ャン面（ビーム３６による）との両方は、同一線上にない３つの点によって確定
することができる。簡潔にするために、仮想の点である同一線上にない３つの点
から形成される面の確定について以下に記載する。詳しくは、この３つの仮想の
点は、起点（Ｏｒ）と、起点から１ユニット離れたその面のＸ軸上の点（Ｒｉ）
と、起点から１ユニット離れたＹ軸上の点（Ｆｗ）とである。右回りシステム用
のの関連するＺ軸の座標を確定する。
【００６２】 図８ａは、画像面即ちスキャン面（Ｏｒ_ｌｍ，Ｒｉ_ｌｍ，Ｆｗ_ｌｍ）を確 定する上記の決められた３つの点を例示する。キャリブレーション中に、超音波
トランスデューサ３に取り付けられた位置計測要素４に対するこれらの３つの点
の位置を計算しなければならない。
【００６３】 図８ｂは、チャンバ２０に取り付けられた位置計測要素３１（又はこのチャン
バ２０から一定の位置にあるもの）に対して基準面（Ｏｒ_ＲＰ，Ｒｉ_ＲＰ，Ｆ
ｗ_ＲＰ）を決定する上記に定めた３つの点を例示する。これらの３つの点は、 標的物のクラスタまたはクラスタ８０に対して既知の位置である。図３−図７に
示されたチャンバ２０をキャリブレーションする場合は、画像面またはスキャン
面が基準面３０と同一面となるように超音波トランスデューサ３を操作して超音
波ビーム３６を調整する。
【００６４】 図３−図７に示したキャリブレーションは、画像面即ちスキャン面が基準面３
０と同一面であってかつ一致するように超音波トランスデューサ３を操作する必
要があり、この時これらの起点は上記したものと同じである。別法として、これ
らのキャリブレーションは、画像面即ちスキャン面が基準面３０と同一面となる
ように超音波トランスデューサ３を操作する必要があり、この時これらの起点は
同じである必要はなく、クラスタ８０又はその一部が超音波トランスデューサ３
によって画像化することができる。
【００６５】 超音波トランスデューサ３は通常、例えば図２ａ−図２ｇに示されるキャリブ
レーションのように手動で操作する。別法では、超音波トランスデューサ３は、
例えば図１０の装置１５０に示されるように半自動または自動で動作する。この
装置１５０は、図１ｂのアーム１５に類似のスタンド１５２に取り付けられた間
接アーム１５’を含む。このスタンド１５２は、米国特許第５，６４７，３７３
号に詳細が記載されている。このアーム１５’は、チャンバ２０等のチャンバに
対して超音波トランスデューサ３を操作するように動作して、ここに記載のキャ
リブレーション操作に従ってキャリブレーションのための目的の位置にスキャン
面を合わせることができる。このアーム１５’は、コンピュータ（図示せず）制
御或いは手動、またはそれらの組み合わせによって制御することができる。
【００６６】 図１１ａ及び図１１ｂを参照すると、本発明は、例えば上記したチャンバ２０
の各チャンバに取り付けられた閉込め部１５６及び１５７を備えることができる
。これらの閉込め部１５６及び１５７はチャンバ２０の上に位置し、例えば図２
ａの超音波トランスデューサ３の形状に合わせてあり、超音波トランスデューサ
を収容し保持する。
【００６７】 図１１ａに示されるように、閉込め部１５６は、その中に超音波トランスデュ
ーサ３が収容されると超音波トランスデューサ３はチャンバ２０の基準面（例え
ば、図２ａに示されるチャンバ２０の基準面３０）に対して既に殆ど好適な位置
となるため、必要な操作を最小限にすることができる。同様に、図１１ｂに示さ
れるように、閉込め部１５７は特定の超音波トランスデューサ３の形状と全く同
じ形状であり同じ許容差であるため、超音波トランスデューサ３がこの中に収容
されると、追加の操作をしなくてもこの超音波トランスデューサ３はチャンバ２
０の基準面（例えば、図２ａに示されるチャンバ２０の基準面３０）をスキャン
できる。更に、この閉込め部１５７を用いると、スキャン面と基準面とを機械式
に整合させることができるため、チャンバ２０はエコー源性素子２１ａ−２１ｆ
と、２２ａ−２２ｄ（図３及び図４、図５ａ−図５ｅ）とを備えないように変更
することも可能である。
【００６８】 別法では、閉込め部ではないが、図２ａに示されるようなキャリブレーション
装置に、チャンバ２０の基準面３０に一致する位置に表示または印を付けること
ができる。この方法では、超音波トランスデューサ３は表示に沿ってチャンバ２
０の上に設置するため、超音波トランスデューサ３は適切な位置或いは殆ど適切
な位置となる。
【００６９】 図１２ａは、チャンバ２０等のチャンバ用の閉込め部１６０ａを備える装置１
６０と、図２ａに示したようなチャンバ２０に関連する位置計測要素３１等の位
置計測要素用の閉込め部１６０ｂを示している。図１２ｂは、それぞれの閉込め
部１６０ａ及び１６０ｂにチャンバ２０及び位置計測要素３１を備えた装置１６
０を示している。位置計測要素と基準面との位置及び距離が既知であるため、こ
の装置１６０及び１６１は、スキャン面と基準面との正確な位置及び位置計測要
素３１に対する基準面の正確な位置が保証される。
【００７０】 別法では、キャリブレーション装置２０の標的物の配置によって、スキャン面
に整合する多数の基準面が標的物から取れるようにできる。これにより、様々な
位置に超音波トランスデューサを移動し従来の統計的な方法に従って受信した値
を平均化することによって、スキャン面に対するトランスデューサ３の位置計測
要素３１のキャリブレーションができる。
【００７１】 図８ａ、図８ｂ、図９ａ、図９ｂに戻ると、キャリブレーション操作に関係す
るキャリブレーションを以下に記載する。
【００７２】 図９ａは、画像即ちスキャンの起点（Ｏｒ_lm）が基準面３０の起点（Ｏｒ_RP ）と一致するように、超音波トランスデューサ３が基準面３０をスキャンするビ
ーム３６を放射した時のディスプレイ１３を示す。この時、スキャン面と基準面
は整合する。従って、キャリブレーション装置に取り付けられた位置計測要素３
１（又はキャリブレーション装置から既知の位置にある）に対するスキャン面を
決定する３つの点の位置は下記の通りである。
【００７３】 Ｏｒ_lm,Ref＝Ｏｒ_RP Ｒｉ_lm,Ref＝Ｒｉ_RP Ｆｗ_lm,Ref＝Ｆｗ_RP 表示「ｌｍ」はビーム３６による画像面即ちスキャン面のことであり、表示「
Ｒｅｆ」は位置計測要素３１のことである。また表示「ＲＰ」は、位置計測要素
３１に対する基準面３０を意味する。表示「Ｕ」は、超音波トランスデューサ３
の位置計測要素４を意味する 図９ｂは、キャリブレーション操作中に、基準面３０が（トランスデューサビ
ーム３６による）画像面即ちスキャン面に対して二次元移動及び回転するように
、超音波トランスデューサ３が基準面３０をスキャンした時のディスプレイ１３
を示す。この場合、上述したコンピュータ１２等のコンピュータは、画像処理及
びコンピュータ画像ツールによって基準面３０に対してスキャン面の二次元移動
及び回転を補正しなければならない。キャリブレーションするために、画像面即
ちスキャン面と基準面３０が同一面にあり、標的物のクラスタ８０又はその一部
が検出されて識別された場合、画像プロセッサ３５（図２ｂ−図２ｇ）は、二面
間（基準面３０と画像即ちスキャン面）の回転及び二次元ベクトル移動即ち、回
転行列[Ｍlm 、 RP]及びベクトル移動dlm 、 RPを計算する。キャリブレーション装置 に取り付けられた位置計測システムの要素（またはキャリブレーション装置から
既知の位置にあるもの）に対して画像面を確定する３点の位置は、下記のように
求められる。
【００７４】 Or_lm 、 Ref=Or_RP＋[MRP,Ref]T*ｄlm 、 RP Ri_lm 、 Ref=Ri_RP＋[MRP,Ref]T*(dlm 、 RP+[Mlm 、 RP]T*[1,0,0]T) Fwlm 、 Ref=Fw_RP+[MRP,Ref]T*(ｄlm 、 RP＋[Mlm 、 RP]T*[0,1,0]T) コンピュータは、超音波トランスデューサ３に取り付けられた位置計測要素４
に対してキャリブレーション装置に関連する位置計測要素３１の位置及び向き、
即ち回転マトリクス[ＭU 、 Ref]及び変位ベクトルｄurefを計算する。上記したよ うに、基準位置に対してそれぞれの位置計測要素３１及び４の位置を直接或いは
間接的に計測することによって行うことができる。
【００７５】 従って、トランスデューサに取り付けられた位置計測システムの要素に対する
画像面を決定する３点の位置は、下記の計算によって求められる。
【００７６】 Ｏr_lm,U＝［ＭU,Ref］*（Ｏｒ_lm,Ref−ｄu,Ref） Ｒi_lm,U＝［ＭU,Ref］*（Ｒｉ_lm,Ref−ｄu,Ref） Ｆw_lm,U＝［ＭU,Ref］*（Ｆｗ_lm,Ref−ｄu,Ref） この計算でアルゴリズムを終了する。別の数学的アルゴリズムを用いて、超音
波トランスデューサ３に取り付けられた位置計測要素４に対するスキャンビーム
３６の位置を計算することができる。
【００７７】 本発明の更なる特徴によれば、図２ａのキャリブレーション装置のチャンバ２
０内への標的物の配置によって、チャンバ２０の任意の位置及び向きに超音波ト
ランスデューサ３を置き、超音波トランスデューサ３０を操作することなく基準
面３０に対するスキャン面の位置を計算できる。１つの好適な標的物（体積部分
である標的物）配置が図１３、図１４、図１５ａ、図１５ｂ、図１６ａ、図１６
ａ’、図１６ｂに示されている。
【００７８】 図１３及び図１４に第２のキャリブレーション装置２００が示されている。こ
の装置２００は、図２ａに詳細が示される上記したキャリブレーション装置のチ
ャンバ２０と同じ構造及び材料、機能のチャンバ２０’を含む。このチャンバ２
０’は、内部２７’と一連のエコー源性素子２０２ａ−２０２ｅ、２０４ａ−２
０４ｅ、２０６ａ−２０６ｅとを有する。これらのエコー源性素子は、好ましく
は（２０２、２０４、２０６と同様の）コラムであり、第１の側面壁２１’と第
２の側面壁２２’に取り付けられ互いに概ね並行である。最も好ましくは、それ
ぞれが並行である。
【００７９】 この一連のエコー源性素子は、標的物クラスタまたは標的物の体積部分を決定
する。全てのエコー源性素子は、上記した詳細に従う。チャンバ２０’は上面壁
２５’及び底面壁２６’を含み、図２ａに示したチャンバ２０の対応する壁部の
構造及び材料と同様である。
【００８０】 例えばエコー源性素子２０２ａ−２０２ｅであるコラム状のエコー源性素子は
、それぞれの間隔がＨ0＝１ｃｍとなるように等間隔に配置されるのが好ましい 。例えばエコー源性素子２０２ａ−２０２ｅからなる第１のコラムとエコー源性
素子２０４ａ−２０４ｅからなる第２のコラムとの間の距離は、Ｌ01＝１ｃｍと
表すことができ、第２のコラムとエコー源性素子２０６ａ−２０６ｅからなる第
３のコラムとの距離はＬ02＝２ｃｍと表すことが出来る。
【００８１】 チャンバ２０’は、少なくとも二つの同心円２１８及び２１９を含み、好まし
くは上面壁２５’に対して概ね並行であり、最も好ましくは上面壁２５’に対し
て並行であり、それぞれが異なった深さ、及び異なった半径である。これらの円
２１８及び２１９は、第１の端面壁２３’及び第２の端面壁２４’に取り付けら
れたそれぞれの支持部２２２及び２２３によってチャンバ２０’内に支持されて
いる。例えば、上面壁２５’からの深さはそれぞれ２．５ｃｍ、３．５ｃｍであ
り、直径はそれぞれＣ01＝２ｃｍ及びＣ02＝３ｃｍである。それぞれの円の中心
２１８ａ及び２１９ａは、エコー源性素子の第１のコラム（２０２ａ−２０２ｂ
）と第２のコラム（２０４ａ−２０４ｅ）から等距離にある。図２ａの上記した
基準面３０に対応するこのチャンバ２０’の基準面は、その起点が円２１８及び
２１９の中心２１８ａ及び２１９ａを通る線と交差するように確定される。基準
面の前方の点（ＦｗRef）は、円２８の中心２１８ａの方向に起点（ＯｒRef）か
ら１ユニット離れた位置に決められる。右側の点（ＲｉRef）は、標的物２０２ ａ−２０２ｅ、２０４ａ−２０４ｅ、２０６ａ−２０６ｅのそれぞれのコラムに
よって決められた面に対して垂直方向に起点から１ユニット離れた位置に決めら
れる。
【００８２】 図１５ａに示されているように、超音波トランスデューサ３が例えば図２ａ−
図２ｇの構成のようにキャリブレーション装置２００のキャリブレーションチャ
ンバ２０’上に配置されている。詳しくは、超音波トランスデューサ３は、スキ
ャン面に対応するベクトルＯｒ_lm,Ref、Ｒｉ_lm,Ref、Ｆｗ_lm,Refが、対応す る基準面のベクトルＯｒ_RP1、Ｒｉ_RP、Ｆｗ_RPに等しい。図１５ｂは、図１５
ａのようにベクトルが等しく、基準面の上にスキャン面が重なった時に受信した
画像をディスプレイ１３（図１ａ及び図１ｂ）に示している。図１６ａ、図１６
ａ’、図１６ｂにおける超音波トランスデューサ３は、図１５ａ及び図１５ｂと
は異なり、スキャン面が基準面の上に重ならないように配置されている。むしろ
スキャン面は、基準面３０を二等分する角度で基準面３０に対して移動し三次元
的に回転している。
【００８３】 図１６ａ’及び図１６ｂを参照すると、標的物Ｌ'01及びＬ'02の二つの表示さ
れたコラムの距離によってロールが決まる。セグメントＨ'0の行の間の距離によ
ってピッチが決まる。セグメントのコラムとスキャン面の垂直線（前方のＦｗ_l m ）との間の角度によってヨーが決まる。
【００８４】 コードＣ'01及びＣ'02の寸法によって、スキャン面の起点と基準面の起点との
距離が決まる。これは、基準面とスキャン面とのｘ,ｚ方向の変位を決めるため に、セグメントのコラムによって決まる各線に対する基準面の中心の距離間の比
率と共に用いられる。
【００８５】 スキャン面の相対位置を基準面に対して決めることができるため、キャリブレ
ーションチャンバ２０’に取り付けられた或いは関連する位置計測要素３１に対
してそれを決定することができる。従って、例示された装置は、超音波トランス
デューサ３のキャリブレーションチャンバ２０’の上に自由に配置し、超音波ト
ランスデューサ３を更に操作することなく、スキャン面に対する超音波トランス
デューサ３の位置計測要素４をキャリブレーションすることができる。
【００８６】 図１７及び図１８は、本発明の第２の実施例を示す。これらの図に示された方
法に従ったこの装置は、スキャンされる生物組織に似た超音波伝播特性を有する
液体４２が満たされた容器４１を含む。図１ａ及び図１ｂ、図２ａ−図２ｇに示
された超音波トランスデューサ３に対応する超音波トランスデューサ４３は、こ
こではこの超音波トランスデューサ４３に固定された位置センサ４４である位置
計測要素を備え、液体の中に満たされている。
【００８７】 図１７及び図１８に例示されている方法において、このキャリブレーション装
置は、ここでは位置センサ４９である（上記した）位置計測要素を備えるバイオ
プー針４７などの操作可能な長さが一定の硬質の装置（更に詳しくはニードル）
である。この位置センサ４９は、超音波トランスデューサ４３に備えられた位置
センサ４４に対するスキャンビーム面４３ａの位置及び向きをキャリブレーショ
ンするのに用いられる。このために、超音波トランスデューサ４３のキャリブレ
ーションに用いられるニードル４７は、この先端部５０から既知の位置に固定さ
れたここでは位置センサ４９である（上記した）位置計測要素を備える。
【００８８】 上記した図２ａ−図２ｇの説明に関連する全てのシステム及び装置、方法、ま
たはその変更例をこの実施例に適用することができる。例えば、超音波スキャン
面４３ａに対してキャリブレーションされる超音波トランスデューサ４３に取付
けられた位置計測要素４４は、上記したように位置センサまたは送信機、トラン
シーバ、リフレクタなどである。ニードル４７に取り付けられた位置計測要素４
９も同様である。要素間の相対位置の計測は、上記したように直接行われるか、
或いは送信機などの第３の追加の位置計測要素３２を用いて間接的に行われる。
この第３の位置計測要素３２は、上記したように空間における基準点となる。
【００８９】 超音波トランスデューサ４３が動作中にこのニードル４７を操作して、トラン
スデューサスキャン面４３ａを確定する少なくとも３点からなる面を検出する。
スキャン面即ち画像面４３ａに対するこれらの位置を計測する一方、超音波トラ
ンスデューサ４３に取付けされた位置計測要素４４に対する少なくとも３つの同
一線上にない点の位置及び向きを計測することにより、超音波トランスデューサ
４３に取り付けられた位置計測要素４４に対するスキャン面即ち画像面４３ａの
明確な位置及び向きが決まる。
【００９０】 図１８は、位置センサ４９を備えるニードル４７を用いて、トランスデューサ
の位置センサ４４に対するトランスデューサ４３のスキャン面４３ａの位置及び
向きをキャリブレーションする方法を示す。更にこの図は、ニードルの先端部５
０がスキャン面４３ａの点５１（次に点５２及び点５３）に接触するように、こ
のニードル４７の先端５０部がスキャン面４３ａに（オペレータがニードルを操
作して）接触するまで、面上にない際の方法で（ニードルがスキャン面上にない
）ニードル４７をこのスキャンビーム面４３ａに向かってどのように操作するか
を示す。
【００９１】 この操作は、スクリーン（図１に示されたシステムにおけるディスプレイ１３
）上に現れるエコーによって検出される。コンピュータ１２（図１ａ及び図１ｂ
）は、この瞬間にセンサ４９及びトランスデューサ４３の位置センサ４４の位置
を記録する。
【００９２】 図１ａ及び図１ｂのディスプレイ１３にニードルの先端部５０のエコーが現れ
、ニードル４７が目的の位置（ニードルの先端部がスキャン面に接触）にあるこ
とをコンピュータに知らせる場合、オペレータが指示を出すことができる。別法
では、この状態は画像処理ツール（上記した図２ｂ−図２ｇに詳述された画像プ
ロセッサ３５）によって超音波画像から自動的に検出される。
【００９３】 次にコンピュータ１２は、（上記したように）空間にある位置計測要素３２等
の基準位置計測要素に対して各位置センサ４４及び４９を直接或いは間接的に計
測することによって、ニードル４７に取り付けられた位置センサ４９（または他
の位置計測要素）に対するトランスデューサ４３に取り付けられた位置センサ４
４（或いは別の位置計測要素）の位置を計算する。ニードル先端部５０の位置が
ニードル４７に取り付けられた位置センサ４９に対して既知であるため、超音波
トランスデューサ４３に取り付けられた位置センサ４４に対するニードルの先端
部５０の位置を計算することができる。同時に、画像のニードル先端部のエコー
の位置は、通常はコンピュータ１２に接続された画像処理ツール（上記した図２
ｂ−図２ｇの画像プロセッサ３５）によって記録される。
【００９４】 オペレータがマウスを使ってディスプレイのエコー上のカーソルをクリックす
る等してディスプレイ上にニードル先端部のエコーの位置を表示することができ
る。別法では、ニードル先端部のエコーの座標がコンピュータによって自動的に
検出される。
【００９５】 ニードル４７の先端部の正確な位置を求めるために、この操作を２回（或いは
それ以上）繰り返して、スキャン面４３ａにある少なくとも２つの同一線上にな
い更なる点を検出する。同一線上にない３つの点から面が決まることから、この
操作によって、トランスデューサ４３の位置センサ４４に対してスキャン面４３
ａの正確な位置及び向きを測定できることが明らかである。
【００９６】 超音波ビーム２０は比較的横方向の厚みが薄いが、理想的な厚さゼロの面であ
るとはいえない。従って、超音波トランスデューサを１８０度回転させて上記し
たキャリブレーション操作を繰り返し、この２回の操作によって得られた平均値
が実際の臨床試験の際のトランスデューサのキャリブレーションに用いられる。
【００９７】 上記したようにオペレータが直接ニードル４７を保持して操作することもでき
るが、上記したアーム１５及び１５’に類似の自動或いは半自動のアームで操作
することもできる。この自動／半自動アームは、上記した操作の際にもニードル
４７を保持できるであろう。
【００９８】 キャリブレーションの操作中に、超音波トランスデューサ４３を自由に移動さ
せて様々な位置及び向きに移動させ、ニードル５０の先端部が同一線上にない任
意の少なくとも３つの点（例えば点５１、点５２点５３）からなるスキャン面４
３ａに接触するように操作する。別法では、このキャリブレーション操作中に、
上記したように少なくとも３点を計測する間、超音波トランスデューサ４３を固
定し、ニードルの先端部５０が同一線上にない任意の少なくとも３つの点からな
るスキャン面４３ａと交差するように操作する。
【００９９】 以下のアルゴリズムは、超音波に取り付けられたここでは位置センサ４４であ
る位置計測要素に対するスキャン面４３ａの位置を導く例である。
【０１００】 始めに、空間の任意の面は以下のどちらかの助変数方程式で決定することがで
きる。
【０１０１】 ａ*ｘ＋ｂ*ｙ＋ｃ*ｚ＝ｄ （式１） ここでは、ａ、ｂ、ｃ、ｄは面を確定するスカラーであり、（ｘ、ｙ、ｚ）は
その面における点の座標である。
【０１０２】 ベクトルで表すと、 Ｘ＝Ｗ＋ｓ*（Ｖ−Ｗ）＋ｔ*（Ｕ−Ｗ） （式２） ここでは、Ｗ、Ｖ、Ｕ、はその面上の同一線上にない３つの点である。ｓ及び
ｔはスカラーである。
【０１０３】 ニードルの先端部５０の位置は、そのニードルに取り付けられた位置計測要素
４９に対して既知であって一定であり、ベクトルｄntRefで表される。超音波ト ランスデューサ４３に取り付けられた位置計測要素４４の位置を、ニードル４７
に取り付けられた位置計測要素４９に対して計測して、ベクトル（ｄU,Ref）及 び回転行列［ＭU,Ref］を決定する。従って、ニードルの先端部５０の位置は、 超音波トランスデューサ４３に取り付けられた位置計測要素４４に対して計算す
ることができる。
【０１０４】 ｄnt,U＝［ＭU,Ref］*｛ｄnt,Ref−ｄU,Ref｝ キャリブレーションの操作中に、スキャン面即ち画像面４３ａに対して及び超
音波トランスデューサ４３に取り付けられた位置計測要素４４に対して同一線上
にない少なくとも３つの位置におけるニードルの先端部５０の位置を上記したよ
うに計算することができる。
【０１０５】 計測された点の数が３の場合は、超音波に取り付けられた位置計測要素に対す
る画像面の式が（式１或いは式２を用いて）明確に決まる。計測した点の数が３
を越える場合は、計測ミスや超音波ビームの幅のために計測点が同一面にあると
は限らず、最も一致する面を検出する必要がある。最も一致する面を検出する１
つの基準は、その面からの計測された点の平方距離を最小化することである。別
の基準を利用することもできる。
【０１０６】 一般に、最小化の方法は、式１を用いて行うのが好ましい。即ち、式１に計測
された点（ｄnt,U）ｉの座標を代入して、別の基準で式を解く。
【０１０７】 最も一致する面を最も近い例えば、点５１、点５２、点５３の計測された３つ
の点の投影を検出し、Ｐ1,U、Ｐ2,U、Ｐ3,Uの標識を付ける（計測点が３つの場 合は、これらがその点である）。これらの３つの点の位置は、スキャン面即ち画
像面４３ａに対して既知である（上記画像プロセッサ３５によって計算される）
。従って、Ｐ1,lm及びＰ2,lm，Ｐ3,lm、及びＯｒ_lm、Ｒｉ_lm、Ｆｗ_lm（上記 で確定した）の位置は、画像のこれらの３つの点に対して計算することができる
。式は以下の通り。
【０１０８】 Ｏｒ_lm＝ｓ１*(Ｐ2,lm−Ｐ1,lm)+ｔ１*(Ｐ3,lm−Ｐ1,lm)＋Ｐ1,lm Ｒｉ_lm＝ｓ２*(Ｐ2,lm−Ｐ1,lm)+ｔ２*(Ｐ3,lm−Ｐ1,lm)＋Ｐ1,lm Ｆｗ_lm＝ｓ３*(Ｐ2,lm−Ｐ1,lm)+ｔ３*(Ｐ3,lm−Ｐ1,lm)＋Ｐ1,lm スカラーｓ１、ｔ１、ｓ２、ｔ２、ｓ２及びｔ３を計算した後、超音波トラン
スデューサ４３の位置計測要素４４に対して画像面を確定する３つの点を計算す
ることができる。このような点Ｏｒ_lm,U、Ｒｉ_lm,U及びＦｗ_lm,Uは以下よう に求められる。
【０１０９】 Ｏｒ_lm,U＝ｓ１*（Ｐ2,u−Ｐ1,u）+ｔ１*（Ｐ3,u−Ｐ1,u）＋Ｐ1,u Ｒｉ_lm,U＝ｓ２*（Ｐ2,u−Ｐ1,u）+ｔ２*（Ｐ3,u−Ｐ1,u）＋Ｐ1,u Ｆｗ_lm,U＝ｓ３*（Ｐ2,u−Ｐ1,u）+ｔ３*（Ｐ3,u−Ｐ1,u）＋Ｐ1,u このようにアルゴリズムを示したが、超音波トランスデューサ４３に取り付け
られた位置計測要素４４に対する超音波画像即ちスキャン面４３ａの位置を決定
するために別のアルゴリズムを用いることもできる。
【０１１０】 スキャン面４３ａの位置及び向きは、超音波トランスデューサ４３の位置計測
要素４４に対して一度決定されると、トランスデューサ４３の位置センサ４４の
位置が変わるまで、そのトランスデューサ４３を使用する間このキャリブレーシ
ョンデータは保持される。しかしながら、このトランスデューサ４３の位置を変
えた後は、再びキャリブレーションしなければならない。
【０１１１】 本発明の更なる特徴によれば、本発明のキャリブレーション方法及び装置は、
ＣＴやＭＲＩなどの他の医療用画像装置に取り付けられた装置をキャリブレーシ
ョンするために然るべく変更することができる。それぞれの画像装置上に画像化
して認識でき、また上記した（上記図２ａにおける）基準面３０等の少なくとも
１つの基準面を決定できるように、上記の図２ａに示されたチャンバ２０を備え
るキャリブレーション装置などのキャリブレーション装置、及び標的物或いは標
的物の体積部分（図１３及び図１４の装置２００に類似の装置が用いられた場合
）を選択してキャリブレーション操作を実行する。これらの標的物或いは標的物
体積部分は、ＣＴ又はＭＲＩのそれぞれによって識別できなければならない。キ
ャリブレーション装置に取り付けられた位置計測要素（上記に示した）又は基準
面から既知の位置にある位置計測要素は上記したように用いることができる。医
療用画像装置のスキャン面と基準面との一致は、キャリブレーション装置又は画
像装置のどちらかを操作する好適な方法によって検出することができるであろう
。画像装置がキャリブレーション装置をスキャンする場合、上記したように、画
像面と基準面との相対位置がオペレータ或いはコンピュータ制御のどちらかによ
って決定することができるように、医療用画像装置及び／又はキャリブレーショ
ン装置を操作する。
【０１１２】 スキャン面即ち画像面と基準面との相対位置が一度決定されれば、スキャン面
即ち画像面の位置はキャリブレーション装置に取り付けられた位置計測要素に対
して計算することができる。更に、キャリブレーション装置に取り付けられた位
置計測要素の位置は、画像装置に取り付けられた位置計測装置に対して計測する
こともできる。得られた上記の値から、上記したように、スキャン面即ち画像面
の位置が医療用スキャン装置に取り付けられた位置計測要素に対して計算するこ
とができる。
【０１１３】 本発明は好適な実施例に基づいて説明してきたが、単に例示目的であり、本発
明の様々な変更が可能であることを理解されたい。上記した説明は例示目的であ
り、本発明の範囲を限定するものではなく、記載の請求項によってのみ限定され
ることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【図１ａ】 本発明のキャリブレーション装置及び方法が特に有用な誘導画像システムの一形
態を例示する。
【図１ｂ】 本発明のキャリブレーション装置及び方法が特に有用である誘導画像システムの
別の形態を例示する。
【図２ａ】 本発明に従ったキャリブレーション構成及びキャリブレーション装置の一形態を
例示する三次元的な図である。
【図２ｂ】 本発明に従った更なるキャリブレーション構成を例示する。
【図２ｃ】 本発明に従った更なるキャリブレーション構成を例示する。
【図２ｄ】 本発明に従った更なるキャリブレーション構成を例示する。
【図２ｅ】 本発明に従った更なるキャリブレーション構成を例示する。
【図２ｆ】 本発明に従った更なるキャリブレーション構成を例示する。
【図２ｇ】 本発明に従った追加のキャリブレーション構成を例示する。
【図３】 図２ａのキャリブレーション装置の２つの側面壁と、それらの壁に取り付けら
れたエコー源性素子の位置を示す。
【図４】 図２ａに例示されたキャリブレーション装置の垂直断面図を横から見た図である
。
【図５ａ】 図２ａのキャリブレーション装置の水平方向の断面図である。
【図５ｂ】 図２ａのキャリブレーション装置の水平方向の断面図である。
【図５ｃ】 図２ａのキャリブレーション装置の水平方向の断面図である。
【図５ｄ】 図２ａのキャリブレーション装置の水平方向の断面図である。
【図５ｅ】 図２ａのキャリブレーション装置の水平方向の断面図である。
【図６】 図２ａの装置を用いて、比較的浅い透過例えば８ｃｍまで透過した超音波トラン
スデューサの理想的な超音波画像を例示する模式図である。
【図７】 図２ａの装置を用いて、透過のより深い例えば８ｃｍ以上まで透過した超音波ト
ランスデューサの理想的な超音波画像を例示した模式図である。
【図８ａ】 スキャン面（画像面）を確定するのに数学的に有用な、画像面（スキャン面）に
おける起点及び右方向の点、前方の点を決める３つの点を例示する。
【図８ｂ】 第２の位置計測要素に対して基準面を確定するのに数学的に有用である、図８ａ
の標的物クラスタを例示する基準面における起点及び右方向の点、前方の点を決
める３つの点を例示する。
【図９ａ】 画像面即ちスキャン面と基準面とが一致する際にディスプレイ上に表示される、
画像面即ちスキャン面を確定する３つの点（非共線）と、第２の位置計測要素に
対する基準面を確定する３の点（非共線）との相対位置を例示する。
【図９ｂ】 画像面即ちスキャン面が基準面に対して二次元的に移動し回転しているがなお同
一面にある際にディスプレイ上に表示される、画像面即ちスキャン面を決定する
３つの点（非共線）と第２の位置計測要素に対する基準面を決定する３つの点（
非共線）との間の相対位置を例示する。
【図１０】 本発明の実施例に従ってキャリブレーション操作が実施されるアームに取り付け
られた超音波トランスデューサを例示する斜視図である。
【図１１ａ】 本発明の実施例に従ってキャリブレーションを実行するのに有用なトランスデュ
ーサ用の閉込め部の斜視図である。
【図１１ｂ】 本発明の実施例に従ってキャリブレーションを実行するのに有用なトランスデュ
ーサ用の閉込め部の斜視図である。
【図１２ａ】 本発明に従ってキャリブレーションを実行するのに有用な閉込め部の側面図であ
って、この閉じ込め部はそれに関係するチャンバ及び位置計測要素のためにある
。
【図１２ｂ】 本発明に従ってキャリブレーションを実行するのに有用な閉込め部の側面図であ
って、この閉じ込め部はそれに関係するチャンバ及び位置計測要素のためにある
。
【図１３】 本発明のキャリブレーション方法に有用な第２のチャンバの透視図である。
【図１４】 図１３を上から見た図である。
【図１５ａ】 本発明を理解するのに有用なダイアグラムである。
【図１５ｂ】 本発明を理解するのに有用なダイアグラムである。
【図１６ａ】 本発明を理解するのに有用なダイアグラムである。
【図１６ａ’】 本発明を理解するのに有用なダイアグラムである。
【図１６ｂ】 本発明を理解するのに有用なダイアグラムである。
【図１７】 本発明の別の実施例に従った超音波トランスデューサをキャリブレーションする
別のセットアップを例示する。
【図１８】 図１７のキャリブレーションのセットアップの操作を説明するのに役立つダイヤ
グラムである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，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，Ｄ Ｋ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ， ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，Ｌ Ｔ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ， ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，Ｕ Ａ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ (72)発明者 タラン、デイビッド イスラエル国テルアビブ67298・スナピア ーストリート ３ Ｆターム(参考） 4C301 BB30 EE11 FF17 FF30 GC02 GC12 GD02 GD13 GD14 GD16 LL20

Claims (85)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 物体を通るスキャン面に沿って物体をスキャンするために
    スキャンビームを出力するトランスデューサであって、前記トランスデューサ上
    の固定された位置に取着された、前記スキャン面に対する前記トランスデューサ
    の位置及び向きを計測するための第１の位置センサを備えた、該トランスデュー
    サをキャリブレーションする方法であって、 （ａ）スキャン面に沿って物体をスキャンするべく前記トランスデューサを駆
    動し、空間内の固定された基準点に対する前記位置センサの位置及び／又は向き
    を計測する過程と、 （ｂ）前記トランスデューサが前記スキャン面に沿って前記物体をスキャンす
    る間に、第２の位置センサを用いて空間内の前記基準点に対する前記スキャン面
    の位置及び／又は向きを計測する過程と、 （ｃ）前記第１の位置センサを、その前記トランスデューサ上の固定された位
    置に基づいてキャリブレーションする際に用いるための、前記第１の位置センサ
    に対する前記トランスデューサのスキャン面の位置及び向きを表す数値を、（ａ
    ）及び（ｂ）の操作において得られた測定値から計算する過程とを有することを
    特徴とするトランスデューサをキャリブレーションする方法。
  2. 【請求項２】 第２の位置センサを備えた基準面を確定するキャリブレー
    ション装置を使用し、かつ前記トランスデューサの前記スキャン面を前記キャリ
    ブレーション装置における前記基準面に対して整合させることによって、前記（
    ａ）過程及び（ｂ）過程の操作を実施することを特徴とする請求項１に記載の方
    法。
  3. 【請求項３】 前記トランスデューサが、超音波トランスデューサである
    ことを特徴とし、 前記キャリブレーション装置が、 スキャンされる物体の超音波伝播特性に類似した超音波伝播特性を有する液
    体で満たされたチャンバと、 前記第１の位置センサが取着された、キャリブレーションされる前記超音波
    トランスデューサを収容するべく適合された、音響学的に整合した膜によって覆
    われた開口を備える形態に形成された前記チャンバの壁と、 前記第１の位置センサの位置及び向きを、前記超音波トランスデューサの前
    記スキャン面に対してキャリブレーションすることができるように前記チャンバ
    内に基準面を確定するべく、前記チャンバ内部の予め定められた位置に配置され
    た少なくとも３つの同一直線上にないエコー源性素子とを有することを特徴とし
    、 その上の前記第１の位置センサの位置を検出しながら前記超音波トランスデュ
    ーサを移動させて、前記超音波トランスデューサを、前記ロッドによって確定さ
    れた基準面と整合させる過程と、 前記超音波トランスデューサの前記スキャン面が前記キャリブレーション装置
    の前記基準面と整合したとき、前記第１の位置センサの位置及び向きを計算する
    過程と、 前記基準面に対する前記第１の位置センサの前記位置及び向きを記録する過程
    とを有することを特徴とする請求項２に記載の方法。
  4. 【請求項４】 前記超音波トランスデューサが、そのスキャン面を前記垂
    直方向に整列された前記第１のロッド群によって確定された前記基準面に整合さ
    せるべく、アジマス方向及びロール方向の両方に動かされることを特徴とする請
    求項３に記載の方法。
  5. 【請求項５】 前記第２の位置センサが、前記基準面に対する既知の位置
    及び向きにあることを特徴とする請求項２乃至４の何れかに記載の方法。
  6. 【請求項６】 前記キャリブレーション装置が、空間内で固定され、かつ
    前記第２の位置センサが、前記基準面に対する既知の位置及び向きにあることを
    特徴とする請求項２乃至４の何れかに記載の方法。
  7. 【請求項７】 前記トランスデューサが、超音波トランスデューサである
    ことを特徴とし、 操作（ｂ）を実施するとき、前記スキャン面を確定する少なくとも３点を検知
    し、かつ前記空間内の固定された基準点に対する前記３点の位置及び向きを計測
    するべく操作される装置上に前記第２位置センサが設けられることを特徴とする
    請求項１に記載の方法。
  8. 【請求項８】 前記装置が、前記スキャニングトランスデューサによって
    ガイドされながら体の組織に挿入される医療器具であることを特徴とする請求項
    ７に記載の方法。
  9. 【請求項９】 前記医療器具が、前記スキャニングトランスデューサにガ
    イドされる先端部を有するバイオプシー針であって、前記第２の位置センサが、
    前記バイオプシー針上の、その前記先端部に対する既知の位置にあることを特徴
    とする請求項８に記載の方法。
  10. 【請求項１０】 前記空間内の固定された基準点が、前記第１の及び第２
    の位置センサにエネルギーを伝達する送信機によって確定されることを特徴とす
    る請求項１乃至９の何れかに記載の方法。
  11. 【請求項１１】 １回の処理において前記第１の位置センサの位置が計算
    され記録された後、前記トランスデューサを１８０゜回転し、その処理を反復し
    て、この２回の処理における前記第１の位置センサの計算値の平均出力を計算し
    、キャリブレーションデータとして記録することを特徴とする請求項１乃至１０
    の何れかに記載の方法。
  12. 【請求項１２】 物体を通るスキャン面に沿って物体をスキャンするため
    にスキャンビームを出力するトランスデューサであって、前記トランスデューサ
    上の固定された位置に取着された、前記スキャン面に対する前記トランスデュー
    サの位置及び向きを計測するための第１の位置センサを備えた、該トランスデュ
    ーサをキャリブレーションする装置であって、 （ａ）スキャン面に沿って物体をスキャンするべく前記トランスデューサを駆
    動し、空間内の固定された基準点に対する前記位置センサの位置及び／又は向き
    を計測するための手段と、 （ｂ）前記トランスデューサが前記スキャン面に沿って前記物体をスキャンす
    る間に、第２の位置センサを用いて空間内の前記基準点に対する前記スキャン面
    の位置及び／又は向きを計測するための第２の位置センサと、 （ｃ）前記第１の位置センサを、その前記トランスデューサ上の固定された位
    置に基づいてキャリブレーションする際に用いるための、前記第１の位置センサ
    に対する前記トランスデューサのスキャン面の位置及び向きを表す数値を、（ａ
    ）及び（ｂ）の操作において得られた測定値から計算するためのコンピュータと
    を有することを特徴とするトランスデューサをキャリブレーションする装置。
  13. 【請求項１３】 前記第２の位置センサが、前記トランスデューサのスキ
    ャン面と整合される基準面を確定するキャリブレーション装置上に設けられるこ
    とを特徴とする請求項１２に記載の装置。
  14. 【請求項１４】 前記トランスデューサが、超音波トランスデューサであ
    ることを特徴とし、 前記キャリブレーション装置が、 スキャンされる物体の超音波伝播特性に類似した超音波伝播特性を有する液
    体で満たされたチャンバと、 前記第１の位置センサが取着された、キャリブレーションされる前記超音波
    トランスデューサを収容するべく適合された、音響学的に整合した膜によって覆
    われた開口を備える形態に形成された前記チャンバの壁と、 前記第１の位置センサの位置及び向きを、前記超音波トランスデューサの前
    記スキャン面に対してキャリブレーションすることができるように前記チャンバ
    内に基準面を確定するべく、前記チャンバ内部の予め定められた位置に配置され
    た少なくとも３つのエコー源性素子とを有することを特徴とする請求項１３に記
    載の装置。
  15. 【請求項１５】 前記スキャン面を確定する少なくとも３点を検知し、か
    つ前記空間内の固定された基準点に対する前記３点の位置及び向きを計測するべ
    く操作される装置上に前記第２位置センサが設けられることを特徴とする請求項
    １２に記載の装置。
  16. 【請求項１６】 前記装置が、前記スキャニングトランスデューサによっ
    てガイドされながら体の組織に挿入される医療器具であることを特徴とする請求
    項１５に記載の装置。
  17. 【請求項１７】 前記医療器具が、前記スキャニングトランスデューサに
    ガイドされる先端部を有するバイオプシー針であって、前記第２の位置センサが
    、前記バイオプシー針上の、その前記先端部に対する既知の位置にあることを特
    徴とする請求項１６に記載の装置。
  18. 【請求項１８】 前記空間内の固定された基準点が、前記第１の及び第２
    の位置センサにエネルギーを伝達する送信機によって確定されることを特徴とす
    る請求項１２乃至１７の何れかに記載の装置。
  19. 【請求項１９】 物体を通るスキャン面に沿って物体をスキャンするため
    に用いられる超音波トランスデューサ上の位置センサを、該トランスデューサに
    対してキャリブレーションするためのキャリブレーション装置であって、 スキャンされる物体の超音波伝播特性に類似した超音波伝播特性を有する液体
    で満たされたチャンバと、 前記第１の位置センサが取着された、キャリブレーションされる前記超音波ト
    ランスデューサを収容するべく適合された、音響学的に整合した膜によって覆わ
    れた開口を備える形態に形成された前記チャンバの壁と、 前記第１の位置センサの位置及び向きを、前記超音波トランスデューサの前記
    スキャン面に対してキャリブレーションすることができるように前記チャンバ内
    に基準面を確定するべく、前記チャンバ内部の予め定められた位置に配置された
    少なくとも３つのエコー源性素子とを有することを特徴とするキャリブレーショ
    ン装置。
  20. 【請求項２０】 前記複数のエコー源性素子によって確定される前記基準
    面が、前記チャンバを通る中間面であることを特徴とする請求項１９に記載のキ
    ャリブレーション装置。
  21. 【請求項２１】 前記膜に覆われた前記チャンバの壁における前記開口が
    、矩形の形状であることを特徴とする請求項１９若しくは２０に記載のキャリブ
    レーション装置。
  22. 【請求項２２】 前記チャンバが、第１及び第２の側面壁、第１及び第２
    の端面壁、上面壁、及び底面壁を有する直角柱の形状であることを特徴とする請
    求項１９乃至２１の何れかに記載のキャリブレーション装置。
  23. 【請求項２３】 前記複数のエコー源性素子によって確定される前記基準
    面が、前記第１側面壁と前記第２側面壁との間にあり、それらに平行な平面であ
    ることを特徴とする請求項２２に記載のキャリブレーション装置。
  24. 【請求項２４】 前記複数のエコー源性素子が、それぞれ前記第１の側面
    壁及び前記第２の側面壁に固定され、それらの側面壁に直交する方向に前記チャ
    ンバの内方に延在するエコー源性材料の小さい断面の第１のロッド群及び第２の
    ロッド群を有し、各郡のロッドが、他のロッド群に対して位置がずらされており
    、かつ前記チャンバ内部の前記基準面において、反対側の側面壁から離隔した遊
    端を有することを特徴とする請求項２２若しくは２３に記載のキャリブレーショ
    ン装置。
  25. 【請求項２５】 前記ロッドが円柱形状で、かつこの超音波画像システム
    の解像度より小さい直径を有することを特徴とする請求項２４に記載のキャリブ
    レーション装置。
  26. 【請求項２６】 前記チャンバが、前記チャンバの前記基準面に対して既
    知の位置及び向きにある位置センサを更に備えることを特徴とする請求項１９乃
    至２５の何れかに記載のキャリブレーション装置。
  27. 【請求項２７】 前記第１の側面壁に固定された前記第１のロッド群が、
    少なくとも３つの垂直方向に整合されたロッドを有することを特徴とする請求項
    ２４乃至２６の何れかに記載のキャリブレーション装置。
  28. 【請求項２８】 前記第１の側面壁に固定された前記第１のロッド群が、
    前記垂直方向に整合されたロッド群の１つに対して水平方向に整合されたロッド
    を含むことを特徴とする請求項２７に記載のキャリブレーション装置。
  29. 【請求項２９】 前記第１の群における前記垂直方向に整合されたロッド
    が５本あることを特徴とする請求項２７若しくは２８に記載のキャリブレーショ
    ン装置。
  30. 【請求項３０】 前記第２の側面壁に固定された前記第２のロッド群が、
    前記第２の側面壁の両端部に設けられた、上側の一対の水平方向に整合されたロ
    ッドと、前記第２の側面壁の両端部に設けられた、下側の一対の水平方向に整合
    されたロッドとを有することを特徴とする請求項２４乃至２９の何れかに記載の
    キャリブレーション装置。
  31. 【請求項３１】 前記上側の一対の水平方向に整合されたロッドが、それ
    ぞれの端面壁から、前記下側の一対の水平方向整合されたロッドのそれぞれの端
    面壁からの距離と異なった距離だけ離隔されていることを特徴とする請求項３０
    に記載のキャリブレーション装置。
  32. 【請求項３２】 添付の図面に示され、かつそれに関連付けて明細書で説
    明された請求項１乃至１１の何れかに記載の位置センサをキャリブレーションす
    る方法。
  33. 【請求項３３】 添付の図面に示され、かつそれに関連付けて明細書で説
    明された請求項１２乃至１８の何れかに記載のキャリブレーション装置。
  34. 【請求項３４】 添付の図面に示され、かつそれに関連付けて明細書で説
    明された請求項１９乃至３１の何れかに記載のキャリブレーション装置。
  35. 【請求項３５】 物体を通るスキャン面に沿って物体の体積部分をスキャ
    ンするためにスキャンビームを出力するトランスデューサであって、前記トラン
    スデューサ上の固定された位置に取着された第１の位置計測要素を備え、前記第
    １の位置計測要素が、前記スキャン面に対する前記第１の位置計測要素の位置及
    び向きを計測する、該トランスデューサをキャリブレーションする方法であって
    、 第１の位置にある基準面を確立する過程と、 前記基準面に対する既知の位置にある第２の位置計測要素を準備する過程と、 前記スキャン面が前記基準面と概ね同一平面上にくるように、前記トランスデ
    ューサを操作する過程と、 前記第２の位置計測要素に対する前記第１の位置計測要素の位置を決定する過
    程と、 前記スキャン面に対する前記第１の位置計測要素の位置を決定するべく、前記
    第２の位置計測要素に対する前記第１の位置計測要素の位置に対応するデータと
    、前記基準面に対する前記スキャン面の位置に対応するデータとを処理する過程
    とを有することを特徴とするトランスデューサをキャリブレーションする方法。
  36. 【請求項３６】 前記第２の位置計測要素に対する前記第１の位置計測要
    素の位置を決定する前記過程が、前記第２の位置計測要素に対する前記第１の位
    置計測要素の位置を直接計測する過程を含むことを特徴とする請求項３５に記載
    の方法。
  37. 【請求項３７】 前記第１の位置計測要素及び前記第２の位置計測要素が
    、磁気式、音響式、又は光式位置計測システムの一部であることを特徴とする請
    求項３６に記載の方法。
  38. 【請求項３８】 前記第２の位置計測要素に対する前記第１の位置計測要
    素の位置を決定する前記過程が、前記第２の位置計測要素に対する前記第１の位
    置計測要素の位置を間接的に計測する過程を含むことを特徴とする請求項３５に
    記載の方法。
  39. 【請求項３９】 前記第１の位置計測要素の位置を間接的に計測する前記
    過程が、 第３の位置計測要素を準備する過程と、 前記第３の位置計測要素に対する前記第１の位置計測要素の位置を計測するこ
    とによって第１の数値を得る過程と、 前記第２の位置計測要素及び前記第３の位置計測要素に対する前記第２の位置
    計測要素の位置を計測することによって第２の数値を得る過程と、 前記第２の位置計測要素に対する前記第１の位置計測要素の前記位置を、前記
    第１及び第２の数値から計算する過程とを含むことを特徴とする請求項３８に記
    載の方法。
  40. 【請求項４０】 前記第１の位置計測要素、前記第２の位置計測要素、及
    び前記第３の位置計測要素が、磁気式、音響式、又は光式位置計測システムの一
    部であることを特徴とする請求項３９に記載の方法。
  41. 【請求項４１】 前記トランスデューサを操作する前記過程が、 前記スキャン面を前記トランスデューサの動きに対応して動かすべく、前記ト
    ランスデューサを動かす過程と、 前記基準面に対して前記スキャン面が同一平面上にあるかを評価する過程とを
    含むことを特徴とする請求項３５に記載の方法。
  42. 【請求項４２】 前記トランスデューサを動かす前記過程が、 前記トランスデューサを動かすために部材を準備する過程と、 前記トランスデューサを動かすための前記部材を制御する過程とを含むことを
    特徴とする請求項４１に記載の方法。
  43. 【請求項４３】 前記トランスデューサを操作する前記過程が、 データの少なくとも１種類の予め定められた特性を認識し、比較するようにプ
    ログラミングされたコンピュータを準備する過程と、 前記データの少なくとも１種類の予め定められた特性を、前記基準面から決定
    する過程と、 前記スキャン面が、前記データの少なくとも１種類の予め定められた特性とし
    て認識されるデータを含むようになるまで、前記トランスデューサを動かす過程
    とを含むことを特徴とする請求項４１に記載の方法。
  44. 【請求項４４】 前記基準面に対する既知の位置において前記トランスデ
    ューサの少なくとも一部を受容するための閉込め部を準備する過程と、 前記トランスデューサを少なくとも部分的に前記閉込め部内に設置する過程と
    を更に有することを特徴とする請求項３５に記載の方法。
  45. 【請求項４５】 その内部の既知の位置に前記基準面を有するチャンバを
    準備する過程と、 前記チャンバ及び前記第２の位置計測要素を受容し、かつ保持するための部材
    を準備する過程と、 前記トランスデューサを前記チャンバの少なくとも近傍に設置する過程とを有
    することを特徴とする請求項３５に記載の方法。
  46. 【請求項４６】 前記基準面に対応する表示を前記チャンバに設ける過程
    と、 前記トランスデューサを前記表示の少なくとも近傍に設置する過程とを有する
    ことを特徴とする請求項４５に記載の方法。
  47. 【請求項４７】 前記トランスデューサが、超音波トランスデューサであ
    ることを特徴とする請求項３５に記載の方法。
  48. 【請求項４８】 前記トランスデューサを操作する前記過程が、 前記スキャン面が前記基準面と概ね一致するように前記トランスデューサを操
    作する過程を含むことを特徴とする請求項３５に記載の方法。
  49. 【請求項４９】 物体を通るスキャン面に沿って物体の体積部分をスキャ
    ンするためにスキャンビームを出力するトランスデューサであって、前記トラン
    スデューサ上の固定された位置に取着された第１の位置計測要素を備え、前記第
    １の位置計測要素が、前記スキャン面に対する前記第１の位置計測要素の位置及
    び向きを計測する、該トランスデューサをキャリブレーションする方法であって
    、 第１の位置にある基準面を確立する過程と、 標的の体積部分を、前記基準面の少なくとも近傍に配置する過程と、 前記基準面に対する既知の位置にある第２の位置計測要素を準備する過程と、 前記標的の体積部分の上に前記トランスデューサを設置する過程と、 前記基準面に対する前記スキャン面の位置を、前記スキャン面の画像から決定
    する過程と、 前記第２の位置計測要素に対する前記第１の位置計測要素の位置を決定する過
    程と、 前記スキャン面に対する前記第１の位置計測要素の位置を決定するべく、前記
    第２の位置計測要素に対する前記第１の位置計測要素の位置に対応するデータと
    、前記基準面に対する前記スキャン面の位置に対応するデータとを処理する過程
    とを有することを特徴とするトランスデューサをキャリブレーションする方法。
  50. 【請求項５０】 前記第２の位置計測要素に対する前記第１の位置計測要
    素の位置を決定する前記過程が、前記第２の位置計測要素に対する前記第１の位
    置計測要素の位置を直接計測する過程を含むことを特徴とする請求項４９に記載
    の方法。
  51. 【請求項５１】 前記第１の位置計測要素及び前記第２の位置計測要素が
    、磁気式、音響式、又は光式位置計測システムの一部であることを特徴とする請
    求項５０に記載の方法。
  52. 【請求項５２】 前記第２の位置計測要素に対する前記第１の位置計測要
    素の位置を決定する前記過程が、前記第２の位置計測要素に対する前記第１の位
    置計測要素の位置を間接的に計測する過程を含むことを特徴とする請求項４９に
    記載の方法。
  53. 【請求項５３】 前記第１の位置計測要素の位置を間接的に計測する前記
    過程が、 第３の位置計測要素を準備する過程と、 前記第３の位置計測要素に対する前記第１の位置計測要素の位置を計測するこ
    とによって第１の数値を得る過程と、 前記第２の位置計測要素及び前記第３の位置計測要素に対する前記第２の位置
    計測要素の位置を計測することによって第２の数値を得る過程と、 前記第２の位置計測要素に対する前記第１の位置計測要素の前記位置を、前記
    第１及び第２の数値から計算する過程とを含むことを特徴とする請求項５２に記
    載の方法。
  54. 【請求項５４】 前記第１の位置計測要素、前記第２の位置計測要素、及
    び前記第３の位置計測要素が、磁気式、音響式、又は光式位置計測システムの一
    部であることを特徴とする請求項５３に記載の方法。
  55. 【請求項５５】 前記基準面に対する既知の位置において前記トランスデ
    ューサの少なくとも一部を受容するための閉込め部を準備する過程と、 前記トランスデューサを少なくとも部分的に前記閉込め部内に設置する過程と
    を更に有することを特徴とする請求項４９に記載の方法。
  56. 【請求項５６】 その内部の既知の位置に前記基準面を有するチャンバを
    準備する過程と、 前記チャンバ及び前記第２の位置計測要素を受容し、かつ保持するための部材
    を準備する過程と、 前記トランスデューサを前記チャンバの少なくとも近傍に設置する過程とを有
    することを特徴とする請求項５５に記載の方法。
  57. 【請求項５７】 前記基準面に対応する表示を前記チャンバに設ける過程
    と、 前記トランスデューサを前記表示の少なくとも近傍に設置する過程とを有する
    ことを特徴とする請求項５６に記載の方法。
  58. 【請求項５８】 前記標的の体積部分のスキャン時に受け取ったデータを
    解析し、少なくとも前記基準面に対する前記スキャン面の位置を認識するように
    プログラミングされたコンピュータを準備する過程を更に含むことを特徴とする
    請求項４９に記載の方法。
  59. 【請求項５９】 前記トランスデューサが、超音波トランスデューサであ
    ることを特徴とする請求項４９に記載の方法。
  60. 【請求項６０】 前記基準面に対する既知の向きにおいてトランスデュー
    サの少なくとも一部分を受け取るための、前記チャンバと連通した閉込め部を更
    に有することを特徴とする請求項１９に記載のキャリブレーション装置。
  61. 【請求項６１】 前記開口を備えた前記チャンバの前記壁が、トランスデ
    ューサの位置決めの際の補助となる、前記基準面に対応する表示を有することを
    特徴とする請求項１９に記載のキャリブレーション装置。
  62. 【請求項６２】 キャリブレーション処理能力を向上させるための装置で
    あって、 その内部に基準面を有するキャリブレーションチャンバを保持するべく適合さ
    れた第１の閉込め部であって、前記基準面が前記第１の閉込め部に対して既知の
    位置にあるように構成された、該第１の閉込め部と、 前記第１の閉込め部に対して既知の位置にあり、少なくとも１個の位置計測要
    素を保持するべく適合された第２の閉込め部とを有することを特徴とするキャリ
    ブレーション処理能力を向上させるための装置。
  63. 【請求項６３】 物体を通るスキャン面に沿って物体の体積部分をスキャ
    ンするためにスキャンビームを出力するトランスデューサであって、前記トラン
    スデューサ上の固定された位置に取着された第１の位置計測要素を備え、前記第
    １の位置計測要素が、前記スキャン面に対する前記第１の位置計測要素の位置及
    び向きを計測する、該トランスデューサをキャリブレーションする方法であって
    、 第２の位置計測要素がその上の固定された既知の位置に取着された、前記スキ
    ャンビームによって特定可能な第２の装置を準備する過程と、 前記第２の装置を操作することによって、前記スキャン面上の、前記第２の位
    置計測要素から既知の位置にある少なくとも３点を選択する過程と、 前記第２の位置計測要素に対する前記第１の位置計測要素の位置を決定する過
    程と、 前記スキャン面に対する前記第１の位置計測要素の位置を決定するべく、前記
    第２の位置計測要素に対する前記第１の位置計測要素の位置に対応するデータと
    、前記基準面に対する前記少なくとも３点のそれぞれに対応するデータとを処理
    する過程とを有することを特徴とするトランスデューサをキャリブレーションす
    る方法。
  64. 【請求項６４】 前記第２の位置計測要素に対する前記第１の位置計測要
    素の位置を決定する前記過程が、前記第２の位置計測要素に対する前記第１の位
    置計測要素の位置を直接計測する過程を含むことを特徴とする請求項６３に記載
    の方法。
  65. 【請求項６５】 前記第１の位置計測要素及び前記第２の位置計測要素が
    、磁気式、音響式、又は光式位置計測システムの一部であることを特徴とする請
    求項６４に記載の方法。
  66. 【請求項６６】 前記第２の位置計測要素に対する前記第１の位置計測要
    素の位置を決定する前記過程が、前記第２の位置計測要素に対する前記第１の位
    置計測要素の位置を間接的に計測する過程を含むことを特徴とする請求項６３に
    記載の方法。
  67. 【請求項６７】 前記第１の位置計測要素の位置を間接的に計測する前記
    過程が、 第３の位置計測要素を準備する過程と、 前記第３の位置計測要素に対する前記第１の位置計測要素の位置を計測するこ
    とによって第１の数値を得る過程と、 前記第２の位置計測要素及び前記第３の位置計測要素に対する前記第２の位置
    計測要素の位置を計測することによって第２の数値を得る過程と、 前記第２の位置計測要素に対する前記第１の位置計測要素の前記位置を、前記
    第１及び第２の数値から計算する過程とを含むことを特徴とする請求項６６に記
    載の方法。
  68. 【請求項６８】 前記第１の位置計測要素、前記第２の位置計測要素、及
    び前記第３の位置計測要素が、磁気式、音響式、又は光式位置計測システムの一
    部であることを特徴とする請求項６７に記載の方法。
  69. 【請求項６９】 前記少なくとも３点が、同一直線上にないことを特徴と
    する請求項６３に記載の方法。
  70. 【請求項７０】 前記少なくとも３点の位置が、前記第２の装置のスキャ
    ン時に受け取ったデータを処理するコンピュータによって前記スキャン面に対し
    て計算されることを特徴とする請求項６３に記載の方法。
  71. 【請求項７１】 前記トランスデューサが、超音波トランスデューサであ
    ることを特徴とする請求項６３に記載の方法。
  72. 【請求項７２】 ＣＴスキャントランスデューサ上の固定された位置に取
    着された第１の位置計測要素に対して、ＣＴスキャン・画像化面をキャリブレー
    ションする方法であって、 第１の位置にある基準面を確立する過程と、 前記基準面の周辺にＣＴスキャニングトランスデューサによって特定可能な標
    的の体積部分を配置する過程と、 前記基準面に対する既知の位置にある第２の位置計測要素を準備する過程と、 前記標的の体積部分をスキャンするべく前記ＣＴスキャニングトランスデュー
    サを操作する過程と、 前記基準面に対する前記スキャン面の位置を決定する過程と、 前記第２の位置計測要素に対する前記第１の位置計測要素の位置を決定する過
    程と、 前記第１の位置計測要素に対する前記スキャン面の位置を計算するために、前
    記第２の位置計測要素に対する前記第１の位置計測要素の位置に対応するデータ
    と、前記基準面に対する前記スキャン面の位置に対応するデータとを処理する過
    程とを有することを特徴とするＣＴスキャン・画像化面をキャリブレーションす
    る方法。
  73. 【請求項７３】 前記第２の位置計測要素に対する前記第１の位置計測要
    素の位置を決定する前記過程が、前記第２の位置計測要素に対する前記第１の位
    置計測要素の位置を直接計測する過程を含むことを特徴とする請求項７２に記載
    の方法。
  74. 【請求項７４】 前記第１の位置計測要素及び前記第２の位置計測要素が
    、磁気式、音響式、又は光式位置計測システムの一部であることを特徴とする請
    求項７３に記載の方法。
  75. 【請求項７５】 前記第２の位置計測要素に対する前記第１の位置計測要
    素の位置を決定する前記過程が、前記第２の位置計測要素に対する前記第１の位
    置計測要素の位置を間接的に計測する過程を含むことを特徴とする請求項７２に
    記載の方法。
  76. 【請求項７６】 前記第１の位置計測要素の位置を間接的に計測する前記
    過程が、 第３の位置計測要素を準備する過程と、 前記第３の位置計測要素に対する前記第１の位置計測要素の位置を計測するこ
    とによって第１の数値を得る過程と、 前記第２の位置計測要素及び前記第３の位置計測要素に対する前記第２の位置
    計測要素の位置を計測することによって第２の数値を得る過程と、 前記第２の位置計測要素に対する前記第１の位置計測要素の前記位置を、前記
    第１及び第２の数値から計算する過程とを含むことを特徴とする請求項７５に記
    載の方法。
  77. 【請求項７７】 前記第１の位置計測要素、前記第２の位置計測要素、及
    び前記第３の位置計測要素が、磁気式、音響式、又は光式位置計測システムの一
    部であることを特徴とする請求項７６に記載の方法。
  78. 【請求項７８】 前記基準面に対する前記スキャン面の位置が、前記標的
    の体積部分のスキャン時に受け取ったデータに基づいて、画像処理手段を用いて
    プログラミングされたコンピュータによって計算されることを特徴とする請求項
    ７２に記載の方法。
  79. 【請求項７９】 ＭＲＩスキャントランスデューサ上の固定された位置に
    取着された第１の位置計測要素に対して、ＭＲＩスキャン・画像化面をキャリブ
    レーションする方法であって、 第１の位置にある基準面を確立する過程と、 前記基準面の周辺にＭＲＩスキャニングトランスデューサによって特定可能な
    標的の体積部分を配置する過程と、 前記基準面に対する既知の位置にある第２の位置計測要素を準備する過程と、 前記標的の体積部分をスキャンするべく前記ＭＲＩスキャニングトランスデュ
    ーサを操作する過程と、 前記基準面に対する前記スキャン面の位置を決定する過程と、 前記第２の位置計測要素に対する前記第１の位置計測要素の位置を決定する過
    程と、 前記第１の位置計測要素に対する前記スキャン面の位置を計算するために、前
    記第２の位置計測要素に対する前記第１の位置計測要素の位置に対応するデータ
    と、前記基準面に対する前記スキャン面の位置に対応するデータとを処理する過
    程とを有することを特徴とするＭＲＩスキャン・画像化面をキャリブレーション
    する方法。
  80. 【請求項８０】 前記第２の位置計測要素に対する前記第１の位置計測要
    素の位置を決定する前記過程が、前記第２の位置計測要素に対する前記第１の位
    置計測要素の位置を直接計測する過程を含むことを特徴とする請求項７９に記載
    の方法。
  81. 【請求項８１】 前記第１の位置計測要素及び前記第２の位置計測要素が
    、磁気式、音響式、又は光式位置計測システムの一部であることを特徴とする請
    求項８０に記載の方法。
  82. 【請求項８２】 前記第２の位置計測要素に対する前記第１の位置計測要
    素の位置を決定する前記過程が、前記第２の位置計測要素に対する前記第１の位
    置計測要素の位置を間接的に計測する過程を含むことを特徴とする請求項７９に
    記載の方法。
  83. 【請求項８３】 前記第１の位置計測要素の位置を間接的に計測する前記
    過程が、 第３の位置計測要素を準備する過程と、 前記第３の位置計測要素に対する前記第１の位置計測要素の位置を計測するこ
    とによって第１の数値を得る過程と、 前記第２の位置計測要素及び前記第３の位置計測要素に対する前記第２の位置
    計測要素の位置を計測することによって第２の数値を得る過程と、 前記第２の位置計測要素に対する前記第１の位置計測要素の前記位置を、前記
    第１及び第２の数値から計算する過程とを含むことを特徴とする請求項８２に記
    載の方法。
  84. 【請求項８４】 前記第１の位置計測要素、前記第２の位置計測要素、及
    び前記第３の位置計測要素が、磁気式、音響式、又は光式位置計測システムの一
    部であることを特徴とする請求項８３に記載の方法。
  85. 【請求項８５】 前記基準面に対する前記スキャン面の位置が、前記標的
    の体積部分のスキャン時に受け取ったデータに基づいて、画像処理手段を用いて
    プログラミングされたコンピュータによって計算されることを特徴とする請求項
    ７９に記載の方法。
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