JP2008005923A - 医用ガイドシステム - Google Patents

Abstract

【課題】被検者の体位によることなく、ガイド画像上の医用器具の位置を実際の医用器具の位置に高い精度で一致させることができる医用ガイドシステムを提供する。
【解決手段】医用器具としての超音波内視鏡２の位置および方位を検出する位置データ算出装置４と、超音波内視鏡２を使用する以前に取得された医用画像データを保存する画像記憶部５２と、医用画像データ中における臓器と器官との少なくとも一方の、位置と方向との少なくとも一方を、被検者の体位に合わせて補正する体位補正部５３と、位置データ算出装置４により取得した超音波内視鏡２の位置および方位に基づいて、体位補正部５３が補正した医用画像データにおける超音波内視鏡２の位置を算出する画像構成部５４と、を備えた医用ガイドシステム。
【選択図】図１

Description

本発明は、医用画像を用いて医用器具のガイドを行う医用ガイドシステムに関する。

超音波内視鏡検査や腹腔鏡手術を行う際に、術者は、予め生体内の各器官、各組織の既知の解剖学的な位置関係を念頭に置きながら、現在観察している解剖学上の位置を推定して、診断や手術を行っている。このような診断や手術を支援するために、検査時や手術時に観察している位置を案内するガイド画像を、事前に取得したＣＴ画像やＭＲＩ画像をもとに合成して表示する技術が提案されている。

このような医用ガイド装置の一例として、特開平１０−１５１１３１号公報には、超音波プローブの位置を検出し、超音波画像の断層位置に対応する断層像を画像データから得て、超音波画像と並べて、若しくは重ねて、又は一定時間間隔で交互に、表示する医用ガイド装置が記載されている。

また、特開２００５−３１２７７０号公報には、超音波内視鏡の先端位置を検出して、超音波内視鏡の解剖学的な位置に対応したガイド画像を解剖学的画像データに基づき構築し表示する医用ガイド装置が記載されている。

さらに、特開２００４−１１３６２９号公報には、超音波プローブの走査面の位置と方位とを検出することによって、正確なガイド画像を表示する技術が記載されている。

加えて、特開２００２−３４５７２５号公報には、事前に撮影して得た医用画像データから３次元臓器モデル画像を生成し、さらにこの３次元臓器モデルを臓器の単位時間当たりの変動量に応じて順次補正し、内視鏡先端位置を検出することによって、内視鏡先端位置に相当する３次元モデル画像を表示する医用ガイド装置が記載されている。
特開平１０−１５１１３１号公報 特開２００５−３１２７７０号公報 特開２００４−１１３６２９号公報 特開２００２−３４５７２５号公報

ところで、事前に（医用器具を使用する以前に）画像データを取得するためのＣＴやＭＲＩは、通常は被検者を仰臥位にした状態において撮影される。これに対して、医用器具である内視鏡や超音波内視鏡等を用いた検査や手術等は、被検者を左側臥位や腹臥位にした状態で行われる。しかし、仰臥位と、左側臥位や腹臥位とでは、体に対する重力の方向が異なるために、体腔内における臓器や血管の位置関係が変化してしまうことになる。従って、被検者を仰臥位にして撮影されたＣＴ画像やＭＲＩ画像に基づき内視鏡検査時の画像取得位置に対して作成されたガイド画像は、内視鏡検査により得られる内視鏡画像や超音波画像とは体腔内における臓器位置が異なることになってしまう。

また、上述した例に限らず、腹腔鏡や体外式の超音波診断装置を用いる場合にも、体位が仰臥位でない場合には、上述したような事情は同様に生じる。

さらに、例えば気管支内視鏡のチャンネルに処置具等を挿入して、内視鏡を挿入することができない細い気管支中で組織採取をする場合には、内視鏡画像による観察を行うことができないために、上述したガイド画像のみを観察しながら、処置具の先端位置を組織採取場所まで到達させる必要がある。従って、このような場合には、ガイド画像に高い精度が要求されるために、上述したような、実際の処置具の位置とガイド画像の位置とにずれが生じることは、極めて望ましくない。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、被検者の体位によることなく、ガイド画像上の医用器具の位置を実際の医用器具の位置に高い精度で一致させることができる医用ガイドシステムを提供することを目的としている。

上記の目的を達成するために、第１の発明による医用ガイドシステムは、医用器具の位置および方位を検出する検出手段と、前記医用器具を使用する以前に取得された医用画像データを保存する保存手段と、前記医用画像データ中における臓器と器官との少なくとも一方の位置と方向との少なくとも一方を被検者の体位に合わせて補正する補正手段と、前記検出手段により検出した前記医用器具の位置に基づいて前記補正手段が補正した前記医用画像データにおける前記医用器具の位置を算出する算出手段と、を具備したものである。

このような第１の発明によれば、補正手段により医用画像データ中における臓器と器官との少なくとも一方の位置と方向との少なくとも一方を被検者の体位に合わせて補正するようにしたために、被検者の体位によることなく、ガイド画像上の医用器具の位置を実際の医用器具の位置に高い精度で一致させることができる。

また、第２の発明による医用ガイドシステムは、上記第１の発明による医用ガイドシステムにおいて、前記保存手段が、前記医用画像データとして前記医用器具を使用する以前に取得された被検者本人の本人医用画像データを保存するものであり、前記補正手段は、他の被検者から取得した、臓器と器官との少なくとも一方の、位置と方向との少なくとも一方の、体位の違いに伴う変位を保持しており、前記変位に基づいて、前記本人医用画像データ中における臓器と器官との少なくとも一方の、位置と方向との少なくとも一方を、体位に合わせて補正するものである。

このような第２の発明によれば、補正手段が、保持している体位の違いに伴う変位に基づいて、本人医用画像データ中における臓器と器官との少なくとも一方の、位置と方向との少なくとも一方を、体位に合わせて補正するために、被検者の体位によることなく、ガイド画像上の医用器具の位置を実際の医用器具の位置に高い精度で一致させることができる。そして、本人医用画像データに基づき補正を行っているために、ガイド画像上の臓器と器官との少なくとも一方が、医用器具を使用する被検者本人の臓器と器官との少なくとも一方に、形状を含めて高い精度で一致する。

さらに、第３の発明による医用ガイドシステムは、上記第１の発明による医用ガイドシステムにおいて、前記保存手段が、前記医用画像データとして、前記医用器具を使用する以前に取得された被検者本人の本人医用画像データと、該本人医用画像データを取得したときの被検者と同一体位の他の被検者から前記医用器具を使用する以前に取得された第１の参照用医用画像データと、該本人医用画像データを取得したときの被検者とは異なる体位の前記他の被検者から前記医用器具を使用する以前に取得された第２の参照用医用画像データと、を保存するものであり、前記補正手段は、前記本人医用画像データと、前記第１の参照用医用画像データと、に基づいて、個人差に伴う、臓器と器官との少なくとも一方の、位置と方向との少なくとも一方の変位を算出し、算出した前記変位に基づいて、前記第２の医用画像データの、臓器と器官との少なくとも一方の、位置と方向との少なくとも一方を補正するものである。

このような第３の発明によれば、補正手段が、算出した変位に基づいて、第２の医用画像データの、臓器と器官との少なくとも一方の、位置と方向との少なくとも一方を補正するために、被検者の体位によることなく、ガイド画像上の医用器具の位置を実際の医用器具の位置に高い精度で一致させることができる。

本発明の医用ガイドシステムによれば、被検者の体位によることなく、ガイド画像上の医用器具の位置を実際の医用器具の位置に高い精度で一致させることができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。

［実施形態１］
図１から図６は本発明の実施形態１を示したものであり、図１は医用ガイドシステムの構成を示すブロック図、図２は３次元ガイド画像と２次元ガイド画像と超音波画像とが表示装置の表示画面に並べて表示されている様子を示す図、図３は医用ガイドシステムの体位補正部の動作を示すフローチャート、図４は医用ガイドシステムの体位補正部による処理の概要を説明するための図、図５は仰臥位参照ボリュームデータに設定される斜交座標系を示す図、図６は本人仰臥位ボリュームデータに設定される斜交座標系を示す図である。

本実施形態においては、検出手段により位置および方位を検出する医用器具が超音波内視鏡であるものとして、説明を行う。

本実施形態の医用ガイドシステム１は、超音波内視鏡２と、超音波観測装置３と、位置データ算出装置４と、ガイド画像作成装置５と、キーボード６と、マウス７と、表示装置８と、を備えており、医用器具としての超音波内視鏡２のガイドを行うシステムとなっている。

超音波内視鏡２は、先端に配設された超音波振動子２１と、この超音波振動子２１の後方において該超音波振動子２１との位置関係が固定された状態で配設された検出手段たる２個の受信コイル２２と、を備えている。これらの内の超音波振動子２１は、超音波観測装置３と接続されている。また、２個の受信コイル２２は、位置データ算出装置４と接続されている。なお、これら２個の受信コイル２２は、それぞれの巻軸方向が、互いに独立した方向となるように構成されている。

超音波観測装置３は、上述したように超音波内視鏡２に内蔵されている超音波振動子２１と接続されているとともに、さらに、ガイド画像作成装置５と接続されている。

位置データ算出装置４は、上述したように超音波内視鏡２に内蔵されている受信コイル２２と接続されているとともに、さらに、ガイド画像作成装置５と接続されている。この位置データ算出装置４は、送信コイル４１と、位置合わせ用受信コイル４２と、を備えた検出手段である。送信コイル４１は、図示しない複数個の磁場発生用コイルを内蔵して構成されており、後述するように交番磁場を発生するための検出手段である。位置合わせ用受信コイル４２は、送信コイル４１により発生された交番磁場を受信して、位置合わせを行うための検出手段である。

ガイド画像作成装置５は、制御部５１と、保存手段たる画像記憶部５２と、補正手段たる体位補正部５３と、算出手段たる画像構成部５４と、混合部５５と、表示回路５６と、を備えている。これらの内の、混合部５５は超音波観測装置３と、画像構成部５４は位置データ算出装置４と、制御部５１はキーボード６およびマウス７と、表示回路５６は表示装置８と、それぞれ接続されている。また、このガイド画像作成装置５の内部においては、体位補正部５３が制御部５１および画像記憶部５２および画像構成部５４と、画像構成部５４が制御部５１および体位補正部５３および混合部５５と、混合部５５が画像構成部５４および表示回路５６と接続されている。なお、制御部５１には、図示はしないが、画像記憶部５２および混合部５５および表示回路５６も接続されて、制御されるようになっている。

次に、この医用ガイドシステム１の作用について説明する。

まず、図１を参照して、医用ガイドシステム１の作用の概要について説明する。なお、この図１においては、各矢印線が以下のような信号、データの流れを示すようになっている。すなわち、実線は位置に係る信号・データの流れ、破線は超音波に係る信号・データの流れ、太線は最終的な表示画像に係る信号・データの流れ、一点鎖線はガイド画像に係る信号・データの流れ、曲線はそれ以外の制御に係る信号・データの流れ、をそれぞれ示している。

術者（術者あるいは介助者等を代表して、ここでは単に「術者」という。以下同様。）は、被検者の体腔内に超音波内視鏡２を挿入して、超音波観測装置３を操作することにより超音波スキャンを開始する。

超音波スキャンが開始されると、超音波振動子２１は、超音波を被検体へ送信するとともに、該被検体により反射された超音波を受信し、超音波断層面の超音波エコー信号を出力する。

超音波観測装置３は、超音波内視鏡２の超音波振動子２１からこの超音波エコー信号を受信して、受信した超音波エコー信号に基づき超音波画像データを作成する。そして、超音波観測装置３は、作成した超音波画像データをガイド画像作成装置５の混合部５５へ出力する。

一方、位置データ算出装置４は、送信コイル４１を励磁して、交番磁場を発生させる（より詳しくは、位置データ算出装置４は、送信コイル４１に設けられた複数個の磁場発生用コイルに対して、異なる周波数の磁場発生電流を供給して、異なる周波数の磁場を発生させる）。すると、内視鏡に内蔵された受信コイル２２が、この送信コイル４１からの交番磁場を検出して位置電気信号に変換し、位置データ算出装置４へ出力する。

位置データ算出装置４は、受信コイル２２から位置電気信号を受信すると、周波数毎に分離し、分離された各位置電気信号に基づいて、受信コイル２２の位置情報と方位情報とを算出する。位置データ算出装置４は、算出した位置情報と方位情報とを、ガイド画像作成装置５の画像構成部５４へ出力する。

ガイド画像作成装置５は、以下のような処理を行うようになっている。

まず、画像記憶部５２は、ＭＤＣＴ（MultiDetector Computed Tomography）により取得された被検者本人の複数枚のスライスデータからなるＭＤＣＴデータ（本人医用画像データ）を、該ＭＤＣＴデータを撮影したときの仰臥位や左側臥位等の体位情報とともに予め保存している。さらに、画像記憶部５２は、被検者とは別人（他の被検者）を仰臥位や左側臥位や右側臥位や腹臥位などの様々な体位で撮影した参照ＭＤＣＴデータ（参照用医用画像データ）を、該参照ＭＤＣＴデータを撮影したときの体位情報とともに予め保存している。ここに、ＭＤＣＴとは、体軸方向に複数列の検出器列を備えたＣＴのことであり、体軸方向に配列された各検出器列からのデータを画像計算することにより、１回の走査によって複数断面のスライスデータを得ることができるようになっている。

術者が、マウス７やキーボード６を操作して、超音波内視鏡２により検査を行うときの被検者の体位を指示すると、この指示に係る信号がガイド画像作成装置５の制御部５１に入力される。すると、制御部５１は、超音波内視鏡２により検査を行うときの体位情報を体位補正部５３へ出力する。

体位補正部５３は、制御部５１から現在の体位情報が入力されると、画像記憶部５２から被検者本人のＭＤＣＴデータと画像撮影時の被検者の体位情報とを取得する。そして、体位補正部５３は、現在の体位情報と画像撮影時の被検者の体位情報とを比較して、これらが一致している場合には、被検者本人のＭＤＣＴデータから特定の臓器や器官を抽出した３次元画像を構築し、構築した３次元画像を画像構成部５４へ出力する。一方、体位補正部５３は、現在の体位情報と画像撮影時の被検者の体位情報とが一致していない場合には、後で詳細に説明するように、被検者本人のＭＤＣＴデータと、このＭＤＣＴデータ取得時と同一体位において取得された参照ＭＤＣＴデータと、に基づいて、臓器や器官毎に、位置や方向の個人差を変換式として算出し、超音波内視鏡２により検査を行うときの被検者の体位と同一体位において取得された参照ＭＤＣＴデータにこの変換式を適用することにより、該内視鏡検査時の被検者の特定の臓器や器官を抽出した３次元画像を作成する。こうして体位補正部５３により作成された３次元画像は、画像構成部５４へ出力される。

次に、超音波画像データと特定の臓器や器官を抽出した３次元画像との位置合わせの方法について説明する。

術者が、マウス７やキーボード６を操作して、ガイド画像作成装置５の制御部５１に位置合わせの開始を指示すると、制御部５１は位置合わせ開始情報を画像構成部５４へ出力する。

画像構成部５４は、位置合わせ開始情報が入力されると、体位補正部５３から入力された特定の臓器や器官を抽出した３次元画像に基づき、この３次元画像を体軸方向と垂直な面でスライスした特徴点指定用２次元画像データを作成する。そして、画像構成部５４は、作成した特徴点指定用２次元画像データを混合部５５へ出力する。

混合部５５は、超音波観測装置３からの超音波画像データと、画像構成部５４からの特徴点指定用２次元画像データと、を並べて、表示用のデジタルデータを作成し、表示回路５６へ出力する。

表示回路５６は、混合部５５から入力されたデジタルデータを、表示用の出力信号に変換して、表示装置８へ出力する。

表示装置８は、表示回路５６からの出力信号に基づいて表示を行うために、この表示装置８には、特徴点指定用２次元画像データと超音波画像とが表示される。

術者は、特徴点指定用２次元画像データの体軸方向の位置を、マウス７やキーボード６を操作することにより変更しながら、特徴点指定用２次元画像データ上において解剖学的な特徴点を選択する。

この術者の選択を制御部５１を介して受けると、画像構成部５４は、特定の臓器や器官を抽出した３次元画像上における特徴点位置を算出する。

その後、術者は、マウス７やキーボード６の操作により選択した解剖学的な特徴点と同一の、被検者上の解剖学的な特徴点に、位置合わせ用受信コイル４２または超音波内視鏡２を接触させて、マウス７やキーボード６を操作することにより位置データの取得を指示する。これに応じて制御部５１は、位置データ取得命令を画像構成部５４へ出力する。画像構成部５４は、制御部５１から位置データ取得命令を受けると、位置データ算出装置４から入力されている位置データを、特定の臓器や器官を抽出した３次元画像上における特徴点位置と対応付ける。

このような特徴点と位置データとの対応付けを、複数の特徴点について行うことにより、超音波画像データと特定の臓器や器官を抽出した３次元画像との位置合わせが完了する。

こうして位置合わせが完了した後に、術者が、マウス７やキーボード６を操作して、ガイド画像作成装置５の制御部５１に被検者のガイドの開始を指示すると、制御部５１は、ガイド開始命令を画像構成部５４へ出力する。

画像構成部５４は、制御部５１からガイド開始命令を受けると、体位補正部５３から入力された特定の臓器や器官を抽出した３次元画像と、位置データ算出装置４から入力された超音波内視鏡２の受信コイル２２の位置情報および方位情報と、に基づいて、超音波内視鏡２の超音波画像データ取得位置を算出する。さらに、画像構成部５４は、上述した位置合わせ結果に基づいて、特定の臓器や器官を抽出した３次元画像中における超音波画像データ取得位置を算出し、ガイド画像データを作成する。

ここに、ガイド画像データは、図２に示すように、３次元ガイド画像８ｃに係るデータ（３次元ガイド画像データ）と、２次元ガイド画像８ｄに係るデータ（２次元ガイド画像データ）と、を含んでいる。

３次元ガイド画像データは、体位補正部５３から入力された特定の臓器や器官（図２に示す例においては、膵臓１０１、大動脈１０２、および門脈系の血管１０３）を抽出した３次元画像中に、超音波画像データ取得位置を表す超音波断層面マーカ１０４を重畳した画像データである。

また、２次元ガイド画像データは、特定の臓器や器官を抽出した３次元画像から、超音波画像データと解剖学的に位置および向きが一致する断面（２次元面）を切り出した画像データである。

具体例として、図２に示すように、超音波画像データ（表示装置８の表示画面８ａにおける超音波画像８ｂ参照）が、十二指腸からみた膵臓頭部（図２中の膵臓１０１参照）の断面の画像データである場合を挙げる。このときに、画像構成部５４は、特定の臓器や器官を抽出した３次元画像に基づいて、該３次元画像中の十二指腸と膵臓頭部とに超音波断層面マーカ１０４を表示した３次元ガイド画像データを作成する。さらに、画像構成部５４は、特定の臓器や器官を抽出した３次元画像に基づいて、該３次元画像から切り出した十二指腸からみた膵臓頭部の断面の２次元ガイド画像データを作成する。そして、画像構成部５４は、作成したこれらのガイド画像データを混合部５５へ出力する。

混合部５５は、超音波観測装置３からの超音波画像データと画像構成部５４からの２種類のガイド画像データとを並べて、表示用のデジタルデータを作成する。

表示回路５６は、混合部５５からのデジタルデータを表示用の出力信号に変換する。

表示装置８は、表示回路５６からの出力信号に基づいて、超音波画像８ｂとガイド画像（３次元ガイド画像８ｃおよび２次元ガイド画像８ｄ）とを並べて、図２に示すように表示画面８ａに表示する。

こうして、術者は、表示装置８の表示画面８ａに表示されているガイド画像８ｃ，８ｄを見て、現在、超音波画像８ｂにより観察している位置が、解剖学的に被検者のどの位置であるのかを認識しながら、より正確に診断を行うことができる。

次に、図３のフローチャートを参照して、実際の使用例に沿った体位補正部５３の作用を詳細に説明する。

なお、このフローチャートの説明においては、画像記憶部５２に保存されている参照画像としてのＭＤＣＴデータに、図４（Ａ）に示すように仰臥位において取得されたものと、図４（Ｃ）に示すように左側臥位において取得されたものと、が含まれていることを前提とする。さらに、画像記憶部５２に保存されている被検者本人のＭＤＣＴデータが図４（Ｂ）に示すように仰臥位において取得されたものであり、超音波内視鏡２により検査を行うときの被検者の体位が図４（Ｄ）に示すように左側臥位であるものとする。従って、この例においては、体位補正部５３により作成される被検者本人の特定の臓器や器官を抽出した３次元画像は、左側臥位の３次元画像となる。

以下において詳細に説明する体位補正部５３の作用の概略を説明しておくと、次のようになっている。体位補正部５３は、まず、図４（Ａ）に示すような仰臥位の参照ＭＤＣＴデータと、図４（Ｂ）に示すような被検者本人の仰臥位ＭＤＣＴデータとに基づいて、臓器や器官毎に、位置や方向の個人差を変換式として算出する。次に、体位補正部５３は、図４（Ｃ）に示すような左側臥位参照ＭＤＣＴデータに、算出した変換式を適用することにより、図４（Ｄ）に示すような被検者本人の左側臥位における特定の臓器や器官を抽出した３次元画像を作成する。このようにして、体位補正部５３の処理が行われる。

体位補正部５３は、超音波内視鏡２により検査を行うときの体位情報である「左側臥位」が制御部５１から入力されると、画像記憶部５２に保存されている仰臥位において取得された被検者本人のＭＤＣＴデータ（図４（Ｂ）参照）と、このＭＤＣＴデータを撮影したときの体位情報である「仰臥位」と、を読み出す（ステップＳ１）。

次に、体位補正部５３は、画像記憶部５２に保存されている被検者とは別人を様々な体位で撮影して得られた参照ＭＤＣＴデータの中から、ステップＳ１において取得した超音波内視鏡２による検査時の体位情報である「左側臥位」に相当する体位において取得された左側臥位参照ＭＤＣＴデータ（図４（Ｃ）参照）と、被検者本人のＭＤＣＴデータを撮影したときの体位情報である「仰臥位」に相当する体位において取得された仰臥位参照ＭＤＣＴデータ（図４（Ａ）参照）と、を読み出す（ステップＳ２）。

続いて、体位補正部５３は、ステップＳ１において取得した被検者本人の仰臥位ＭＤＣＴデータと、ステップＳ２において読み出した仰臥位参照ＭＤＣＴデータおよび左側臥位参照ＭＤＣＴデータと、をそれぞれボリュームデータ化し、本人仰臥位ボリュームデータと仰臥位参照ボリュームデータと左側臥位参照ボリュームデータとを作成する（ステップＳ３）。

さらに、体位補正部５３は、術者による入力により、または自動的な算出により、各ボリュームデータにおける骨格上に４点ずつ特徴点を設定する。本実施形態においては、骨格上に設定する４特徴点が、剣状突起・骨盤右端・骨盤左端・骨盤右端と骨盤左端とを結んだ背骨上の点、であるものとする。なお、各ボリュームデータ上における４特徴点に、次のように符号を付すものとする。まず、仰臥位参照ボリュームデータ上においては、それぞれ、剣状突起Ｐ0・骨盤右端Ｐ1・骨盤左端Ｐ2・骨盤右端と骨盤左端とを結んだ背骨上の点Ｐ3、とする（なお、添え字は半角文字で代用することにする。以下同様。）。また、本人仰臥位ボリュームデータ上においては、それぞれ、剣状突起Ｐ0'・骨盤右端Ｐ1'・骨盤左端Ｐ2'・骨盤右端と骨盤左端とを結んだ背骨上の点Ｐ3'、とする。さらに、左側臥位参照ボリュームデータ上においては、それぞれ、剣状突起Ｐ0"・骨盤右端Ｐ1"・骨盤左端Ｐ2"・骨盤右端と骨盤左端とを結んだ背骨上の点Ｐ3"、とする（ステップＳ４）。

そして、体位補正部５３は、各ボリュームデータ上の骨格４特徴点の内の１点である剣状突起Ｐ0，Ｐ0'，Ｐ0"をそれぞれのボリュームデータにおける原点として、この原点から各ボリュームデータにおける残りの３点への次の数式１に示すようなベクトル、すなわち、仰臥位参照ボリュームデータ上のベクトルｉ，ｊ，ｋ（表記上の理由から、明細書中においては、ベクトルおよび行列を、肉太文字を用いてあるいは文字上に矢印記号を付して表す代わりに、通常の文字を用いることにする。以下同様。）、本人仰臥位ボリュームデータ上のベクトルｉ’，ｊ’，ｋ’、左側臥位参照ボリュームデータ上のベクトルｉ”，ｊ”，ｋ”、

により、各ボリュームデータ上に斜交座標を設定する（ステップＳ５）。そして、以下の計算では、この斜交座標を用いることにする。

続くステップＳ６〜Ｓ９の処理は、ガイド画像中に表示する部位毎（臓器や器官毎）に行うようになっている。従って、複数の部位をガイドに画像中に表示させたい場合には、これらステップＳ６〜Ｓ９の処理を複数回繰り返して行うことになる。

本実施形態においては、ガイドに使用する部位が、動脈系の主な血管・門脈系の主な血管・膵臓・胆嚢・肝臓・脾臓・腎臓であるものとする。そして、以下においては、説明の便宜上、動脈系の血管についてのみを説明するが、他の臓器や器官についてもステップＳ６〜Ｓ９の処理を同様に繰り返して行えばよい。

すなわち、体位補正部５３は、仰臥位参照ボリュームデータと本人仰臥位ボリュームデータと左側臥位参照ボリュームデータとのそれぞれについて、動脈系の主な血管を抽出する（ステップＳ６）。

次に、体位補正部５３は、ステップＳ６により抽出した部位上に、血管の分岐点などの特徴点を４点、術者による指定により、または自動的な算出により指定する（ステップＳ７）。ここに、仰臥位参照ボリュームデータ上において指定された特徴点をそれぞれＰa、Ｐb、Ｐc、Ｐdとし、本人仰臥位ボリュームデータ上において指定された特徴点をそれぞれＰa'、Ｐb'、Ｐc'、Ｐd'とする。これらの特徴点は、ＰaとＰa'、ＰbとＰb'、ＰcとＰc'、ＰdとＰd'がそれぞれ解剖学的に同じ位置を表す特徴点である。

これらの特徴点の斜交座標上における位置は、ステップＳ５により各ボリュームデータ上に設定した斜交座標系Ｐ0-ijkと斜交座標系Ｐ0'-i'j'k'とにおいて、それぞれ次の数式２および数式３に示すように表記することができる。

ところで、人体の骨格に対する各臓器の配置や大きさは、人によって異なると考えられる。そのために、ステップＳ７において指定した４点に基づいて、仰臥位参照ボリュームデータ上の動脈系の主な血管の位置や方向を本人仰臥位ボリュームデータ上の動脈系の主な血管の位置や方向に変換する変換式を算出することにより、臓器位置の個人差を定式化する（ステップＳ８）。

このステップＳ８における定式化の手段について、図５および図６を参照しながら以下に説明する。

仰臥位参照ボリュームデータ上の動脈系の主な血管の任意の点Ｒが図５に示す三角錐ＰaＰbＰcＰdに対して特定の位置にあるとすると、本人仰臥位ボリュームデータ上の図６に示す三角錐Ｐa'Ｐb'Ｐc'Ｐd'に対して同等の位置にある点Ｒ'は動脈系の主な血管上の点Ｒと同一の点に相当すると仮定することができる。この仮定の下では、適当な実数ａ，ｂ，ｃを用いた次の数式４および数式５が成り立つ。

ここで、点Ｒの位置ベクトルＰaＲの斜交座標軸ｉ，ｊ，ｋにおける各方向成分をｘR，ｙR，ｚRと定義すると、次の数式６が成り立つ。

同様に、点Ｒ'の位置ベクトルＰa'Ｒ'の斜交座標軸ｉ’，ｊ’，ｋ’における各方向成分をｘR'，ｙR'，ｚR'と定義すると、次の数式７が成り立つ。

以下では、上述した各式に基づいて、仰臥位参照ボリュームデータ上にある任意点Ｒから、本人仰臥位ボリュームデータ上の対応点Ｒ'の位置ベクトルＰ0'Ｒ'と、この対応点Ｒ'の斜交座標の各方向成分ｘR'，ｙR'，ｚR'と、を求める。

まず、数式４を原点Ｐ0からの位置ベクトルとして表すことにより、次の数式８が得られる。

この数式８を、数式２および数式６を用いて成分表記することにより、次の数式９が得られる。

ここで、以降の式を簡単に表現するために、次の数式１０に示すような３×３行列Ｑを定義しておく。

この数式１０を数式９に代入することにより、次の数式１１が得られる。

従って、数式１１の両辺に行列Ｑの逆行列を左から演算することにより、次の数式１２が得られる。

一方、数式５を原点Ｐ0'からの位置ベクトルとして表すことにより、数式４から数式８を得たのと同様に、次の数式１３が得られる。

さらに、この数式１３を、数式３および数式７を用いて成分表記することにより、数式２および数式６を数式８に適用して数式９を導いたのと同様にして、次の数式１４が得られる。

ここでも、以降の式を簡単に表現するために、次の数式１５に示すような３×３行列Ｑ’を定義しておく。

この数式１５を数式１４に代入することにより、次の数式１６が得られる。

この数式１６の右辺のａ，ｂ，ｃは、上述した数式１２により定められるために、数式１２を数式１６へ代入することにより、次の数式１７が得られる。

従って、次の数式１８が得られる。

こうして、数式７と数式１８とにより、仰臥位参照ボリュームデータ上にある任意点Ｒから、本人仰臥位ボリュームデータ上の対応点Ｒ'の位置ベクトルＰ0'Ｒ'と、この対応点Ｒ'の斜交座標の各方向成分ｘR'，ｙR'，ｚR'と、が求められた。

これにより、仰臥位参照ボリュームデータ上の動脈系の主な血管と、本人仰臥位ボリュームデータ上の動脈系の主な血管と、の関係が定式化された。

上述したようなステップＳ８の処理が終了したら、次に、ステップＳ９の処理を行う。すなわち、上述したステップＳ８において算出した仰臥位参照ボリュームデータ上の動脈系の主な血管と本人仰臥位ボリュームデータ上の動脈系の主な血管との関係式（臓器位置の個人差）に基づいて、左側臥位参照ボリュームデータ上の動脈系の主な血管を被検者本人が左側臥位になった場合の動脈系の主な血管の推定位置に補正することにより、本人左側臥位ボリュームデータを作成する（ステップＳ９）。

このステップＳ９における処理の詳細について、以下に説明する。

まず、ステップＳ６において抽出した左側臥位参照ボリュームデータ上の動脈系の主な血管上の画素Ｒ”について、その位置を、ステップＳ５において算出した左側臥位参照ボリュームデータ上の斜交座標系Ｐ0"-i"j"k"を用いて、次の数式１９に示すように表す。

また、この画素Ｒ”を被検者本人の左側臥位における位置に補正した位置Ｒ'''を、斜交座標系Ｐ0"-i"j"k"を用いて次の数式２０に示すように表す。

そして、上述した数式１８を、次の数式２１に示すように置き換える。

次に、数式２１にｘR"，ｙR"，ｚR"を代入することにより、画素Ｒ”の被検者本人の左側臥位における位置ｘR'''，ｙR'''，ｚR'''を算出することができる。

こうして算出した位置ｘR'''，ｙR'''，ｚR'''に、Ｒ”の画素値を配置する。

このような処理を動脈系の主な血管の画像を構成する全ての画素について行うことにより、動脈系の主な血管についての被検者本人の左側臥位３次元画像が完成する。

その後、ガイド画像中に表示させたい全ての部位について、ステップＳ６〜Ｓ９の処理が完了したか否かを判定する（ステップＳ１０）。上述したように、本実施形態においては、ガイドに使用する部位を、動脈系の主な血管・門脈系の主な血管・膵臓・胆嚢・肝臓・脾臓・腎臓としている。従って、このステップＳ１０において、全ての部位についての処理がまだ完了していないと判定された場合には、ステップＳ６へ戻って、上記７種の臓器もしくは器官の内の未処理の部位について部位を変更しながら、上述したようなステップＳ６〜Ｓ９の処理を繰り返して行う。

こうして、ステップＳ１０において、全ての部位についての処理が完了したと判定された場合には、被検者本人の左側臥位の特定の臓器や器官を抽出した３次元画像が完成したことになり、この処理を終了する。

このような実施形態１によれば、超音波内視鏡２により検査を行うときの被検者の体位がＭＤＣＴを撮像したときの被検者の体位と異なっていた場合でも、ガイド画像の臓器や器官の位置と方向とを被検者の体位に合わせて変更することができるために、ガイド画像上の超音波走査面と周辺臓器や周辺器官との位置関係が、実際の超音波内視鏡２と臓器や器官との位置関係と精度良く一致する。このことは、病変部等の関心領域へのアプローチを早くすることにつながり、検査時間の短縮に寄与することができる。

また、仰臥位において撮影したＭＤＣＴの臓器や器官の位置と方向とを、左側臥位のものに補正することができるために、超音波内視鏡２による検査時のガイドを行うために左側臥位でＭＤＣＴを撮像する必要が無くなる。つまり、通常に撮影された仰臥位のＣＴを使用して、超音波内視鏡２による検査時のガイド画像を作成することができるために、被検者および術者の事前準備に要する負担を軽減することができる。

さらに、超音波内視鏡２による検査においては、空気中では超音波が減衰してしまうために、管腔内に水をためて、ためた水の中に超音波振動子２１を入れて超音波画像を取得することがある。このとき、管腔内に水をため易いように、被検者の体位を検査中に変更することがある。このような場合にも、体位情報を入力することにより、検査中にガイド画像の臓器位置を体位に合わせて補正することが可能となる利点がある。

そして、臓器や器官を部位毎に分けて、それぞれの部位毎に体位に基づく補正を行うようにしたために、臓器や器官毎の配置や大きさに個人差がある場合にも、臓器や器官毎に最適な補正が可能となる。こうして、ガイド画像上の超音波走査面と周辺臓器や周辺器官との位置関係を、実際の超音波内視鏡２と臓器や器官との位置関係と、精度良く一致させることができる。

加えて、被検者の体位が変化したときに、体の下側に位置するなどの理由により形状が変形する臓器や器官の場合であっても、超音波内視鏡２による検査時の体位と同じ体位で撮影された別人の参照ＣＴの各臓器や器官に基づいて、個人差を加味して臓器や器官の大きさと配置とを補正するようにしたために、ガイド画像上の臓器や器官にその体位における臓器や器官の形状を反映させて再現することができる。これにより、実際の超音波画像上の臓器や器官の形状と、ガイド画像上の臓器や器官の形状と、が精度良く一致する。

また、超音波画像と解剖学的な３次元画像との位置合わせを行う際にも、体位補正を行った解剖学的な３次元画像から２次元断層画像データを作成して、作成した２次元断層画像データ上において特徴点を指定することができる。このために、ガイド画像上の超音波走査面と周辺臓器や周辺器官との位置関係が、実際の超音波内視鏡２と臓器や器官との位置関係と、精度良く一致する。

なお、上述においては、画像記憶部５２に記録される情報（本人医用画像データ）の一つとして、被検者本人のＭＤＣＴを挙げているが、これに限るものではない。すなわち、被検者本人の解剖学的な画像情報であって、該画像情報に基づいてボリュームデータを作成することが可能であるような情報であれば、ＭＲＩ画像や超音波画像であっても良い。

同様に、画像記憶部５２に記録される情報（参照用医用画像データ）の一つとして、被検者とは別人を様々な体位で撮影した参照ＭＤＣＴを挙げているが、これに限るものでもない。すなわち、ボリュームデータを作成することが可能であるような情報であれば、ＭＲＩ画像や超音波画像であっても良いし、複数人（他の被検者群）のデータの平均値から作成した臓器モデルのようなものであっても構わない。

また、上述では、ガイドする対象となる医用器具を超音波内視鏡２としているが、これに限るものではない。医用器具は、例えば、腹腔鏡やこの腹腔鏡に用いる処置具であっても良く、あるいは、内視鏡の挿入部内に管路として設けられている処置具チャンネルに挿入する処置具であっても構わない。

さらに、上述では、各臓器や器官の位置を補正する際に、２種類のボリュームデータにおいて、対象となる臓器上に設定した４点から求めた斜交座標を用いて、変換式を算出しているが、手段はこれに限るものではない。例えば、２種類のボリュームデータにおいて、臓器上に指定した２組の複数点集合に基づき、擬似逆行列を用いて算出するようにしても良い。

［実施形態２］
図７および図８は本発明の実施形態２を示したものであり、図７は医用ガイドシステムの体位補正部の動作を示すフローチャート、図８は医用ガイドシステムの体位補正部による処理の概要を説明するための図である。

この実施形態２において、上述の実施形態１と同様である部分については同一の符号を付して説明を省略し、主として異なる点についてのみ説明する。

まず、本発明の医用ガイドシステムの構成は、上述した実施形態１の図１に示したものと同様である。

これに対して、本実施形態の医用ガイドシステムは、ガイド画像作成装置５の体位補正部５３の作用が、上述した実施形態１とは異なるものとなっている。

以下では、図７のフローチャートを参照して、実際の使用例に沿った体位補正部５３の作用の詳細を説明する。

なお、このフローチャートの説明においては、上述した実施形態１と同様に、画像記憶部５２に保存されている参照画像としてのＭＤＣＴデータに、図８（Ａ）に示すように仰臥位において被検者とは別人（他の被検者）に対して取得されたものと、図８（Ｃ）に示すように左側臥位において該被検者とは別人に対して取得されたものと、が含まれていることを前提とする。さらに、画像記憶部５２に保存されている被検者本人のＭＤＣＴデータが図８（Ｂ）に示すように仰臥位において取得されたものであり、超音波内視鏡２により検査を行うときの被検者の体位が図８（Ｄ）に示すように左側臥位であるものとする。従って、本実施形態においても、被検者本人の左側臥位の特定の臓器や器官を抽出した３次元画像を作成する場合を例に説明する。

以下において詳細に説明する体位補正部５３の作用の概略を説明しておくと、次のようになっている。体位補正部５３は、まず、図８（Ａ）に示すような仰臥位の参照ＭＤＣＴデータと、図８（Ｃ）に示すような左側臥位の参照ＭＤＣＴデータとに基づいて、臓器や器官毎の体位差による変位を変換式として算出する。次に、体位補正部５３は、図８（Ｂ）に示すような被検者本人の仰臥位ＭＤＣＴデータに、算出した変換式を適用することにより、図８（Ｄ）に示すような被検者本人の左側臥位における特定の臓器や器官を抽出した３次元画像を作成する。このようにして、体位補正部５３の処理が行われる。

図７に示す処理を開始すると、体位補正部５３は、ステップＳ１１〜Ｓ１６に示すような処理を行うが、これらの処理は、上述した実施形態１のステップＳ１〜Ｓ６に示した処理とそれぞれ同様であるために、説明を省略する。

なお、ステップＳ１６および次に説明するステップＳ１７〜Ｓ１９の処理は、ガイドに使用する部位毎（臓器や器官毎）に行うようになっている。従って、複数の部位をガイドに使用したい場合には、これらステップＳ１６〜Ｓ１９の処理を複数回繰り返して行うことになる。

本実施形態においては、ガイドに使用する部位が、動脈系の主な血管・門脈系の主な血管・膵臓・胆嚢・肝臓・脾臓・腎臓であるものとする。そして、以下においては、説明の便宜上、動脈系の血管についてのみを説明するが、他の臓器や器官についてもステップＳ１６〜Ｓ１９の処理を同様に繰り返して行えばよい。

すなわち、体位補正部５３は、ステップＳ１６の処理により抽出された部位上に、術者による入力により、または自動的な算出により、特徴点を４点ずつ指定する（ステップＳ１７）。ここに、仰臥位参照ボリュームデータ上において指定された特徴点をそれぞれＰa、Ｐb、Ｐc、Ｐdとし、左側臥位参照ボリュームデータ上において指定された特徴点をそれぞれＰa"、Ｐb"、Ｐc"、Ｐd"とする。これらの特徴点は、ＰaとＰa"、ＰbとＰb"、ＰcとＰc"、ＰdとＰd"がそれぞれ解剖学的に同じ位置を表す特徴点である。

これらの特徴点の斜交座標上における位置は、ステップＳ１５により各ボリュームデータ上に設定した斜交座標系Ｐ0-ijkと斜交座標系Ｐ0"-i"j"k"とにおいて、それぞれ次の数式２２および数式２３に示すように表記することができる。

ところで、人体の骨格に対する各臓器の配置は、体位によって各臓器への重力の方向が変わることにより変化すると考えられる。そのために、ステップＳ１７において指定した４点に基づいて、仰臥位参照ボリュームデータ上の動脈系の主な血管の位置を左側臥位参照ボリュームデータ上の動脈系の主な血管の位置に変換する変換式を算出することにより、体位による臓器位置の違いを定式化する（ステップＳ１８）。

このステップＳ１８における定式化の手段について、以下に説明する。

仰臥位参照ボリュームデータ上の動脈系の主な血管の任意の点Ｒが三角錐ＰaＰbＰcＰdに対して特定の位置にあるとすると、左側臥位参照ボリュームデータ上の三角錐Ｐa"Ｐb"Ｐc"Ｐd"に対して同等の位置にある点Ｒ”は動脈系の主な血管上の点Ｒと同一の点に相当すると仮定することができる。この仮定の下では、適当な実数ａ，ｂ，ｃを用いた次の数式２４および数式２５が成り立つ。

ここで、点Ｒの位置ベクトルＰaＲの斜交座標軸ｉ，ｊ，ｋにおける各方向成分をｘR，ｙR，ｚRと定義すると、次の数式２６が成り立つ。

同様に、点Ｒ”の位置ベクトルＰa"Ｒ”の斜交座標軸ｉ”，ｊ”，ｋ”における各方向成分をｘR"，ｙR"，ｚR"と定義すると、次の数式２７が成り立つ。

以下では、上述した各式に基づいて、仰臥位参照ボリュームデータ上にある任意点Ｒから、左側臥位参照ボリュームデータ上の対応点Ｒ”の位置ベクトルＰ0"Ｒ”と、この対応点Ｒ”の斜交座標の各方向成分ｘR"，ｙR"，ｚR"と、を求める。

まず、数式２４を原点Ｐ0からの位置ベクトルとして表すことにより、次の数式２８が得られる。

この数式２８を、数式２２および数式２６を用いて成分表記することにより、次の数式２９が得られる。

ここで、以降の式を簡単に表現するために、次の数式３０に示すような３×３行列Ｑを定義しておく。

この数式３０を数式２９に代入することにより、次の数式３１が得られる。

従って、数式３１の両辺に行列Ｑの逆行列を左から演算することにより、次の数式３２が得られる。

一方、数式２５を原点Ｐ0"からの位置ベクトルとして表すことにより、数式２４から数式２８を得たのと同様に、次の数式３３が得られる。

さらに、この数式３３を、数式２３および数式２７を用いて成分表記することにより、数式２２および数式２６を数式２８に適用して数式２９を導いたのと同様にして、次の数式３４が得られる。

ここでも、以降の式を簡単に表現するために、次の数式３５に示すような３×３行列Ｑ”を定義しておく。

この数式３５を数式３４に代入することにより、次の数式３６が得られる。

この数式３６の右辺のａ，ｂ，ｃは、上述した数式３２により定められるために、数式３２を数式３６へ代入することにより、次の数式３７が得られる。

従って、次の数式３８が得られる。

こうして、数式２７と数式３８とにより、仰臥位参照ボリュームデータ上にある任意点Ｒから、左側臥位参照ボリュームデータ上の対応点Ｒ”の位置ベクトルＰ0"Ｒ”と、この対応点Ｒ”の斜交座標の各方向成分ｘR"，ｙR"，ｚR"と、が求められた。

これにより、仰臥位参照ボリュームデータ上の動脈系の主な血管と、左側臥位参照ボリュームデータ上の動脈系の主な血管と、の関係が定式化された。

上述したようなステップＳ１８の処理が終了したら、次に、ステップＳ１９の処理を行う。すなわち、上述したステップＳ１８において算出した仰臥位参照ボリュームデータ上の動脈系の主な血管と左側臥位参照ボリュームデータ上の動脈系の主な血管との関係式（体位による臓器位置の差）に基づいて、本人仰臥位ボリュームデータ上の動脈系の主な血管を被検者本人が左側臥位になった場合の動脈系の主な血管位置に補正することにより、本人左側臥位ボリュームデータを作成する（ステップＳ１９）。

このステップＳ１９における処理の詳細について、以下に説明する。

まず、ステップＳ１６において抽出した本人仰臥位ボリュームデータ上の動脈系の主な血管上の画素Ｒ’について、その位置を、ステップＳ１５において算出した本人仰臥位ボリュームデータ上の斜交座標系Ｐ0'-i'j'k'を用いて、次の数式３９に示すように表す。

また、この画素Ｒ’を被検者本人の左側臥位における位置に補正した位置Ｒ'''を、斜交座標系Ｐ0'-i'j'k'を用いて次の数式４０に示すように表す。

そして、上述した数式３８を、次の数式４１に示すように置き換える。

次に、数式４１にｘR'，ｙR'，ｚR'を代入することにより、画素Ｒ’の被検者本人の左側臥位における位置ｘR'''，ｙR'''，ｚR'''を算出することができる。

こうして算出した位置ｘR'''，ｙR'''，ｚR'''に、Ｒ”の画素値を配置する。

このような処理を動脈系の主な血管の画像を構成する全ての画素について行うことにより、動脈系の主な血管についての被検者本人の左側臥位３次元画像が完成する。

その後、ガイド画像中に表示させたい全ての部位について、ステップＳ１６〜Ｓ１９の処理が完了したか否かを判定する（ステップＳ２０）。上述したように、本実施形態においては、ガイドに使用する部位を、動脈系の主な血管・門脈系の主な血管・膵臓・胆嚢・肝臓・脾臓・腎臓としている。従って、このステップＳ２０において、全ての部位についての処理がまだ完了していないと判定された場合には、ステップＳ１６へ戻って、上記７種の臓器もしくは器官の内の未処理の部位について部位を変更しながら、上述したようなステップＳ１６〜Ｓ１９の処理を繰り返して行う。

こうして、ステップＳ２０において、全ての部位についての処理が完了したと判定された場合には、被検者本人の左側臥位の特定の臓器や器官を抽出した３次元画像が完成したことになり、この処理を終了する。

このような実施形態２によれば、超音波内視鏡２により検査を行うときの被検者の体位がＭＤＣＴを撮像したときの被検者の体位と異なっていた場合でも、ガイド画像の臓器や器官の位置を被検者の体位に合わせて変更することができるために、ガイド画像上の超音波走査面と周辺臓器や周辺器官との位置関係が、実際の超音波内視鏡２と臓器や器官との位置関係と精度良く一致する。このことは、病変部等の関心領域へのアプローチを早くすることにつながり、検査時間の短縮に寄与することができる。

また、仰臥位において撮影したＭＤＣＴの臓器や器官の位置を、左側臥位のものに補正することができるために、超音波内視鏡２による検査時のガイドを行うために左側臥位でＭＤＣＴを撮像する必要が無くなる。つまり、通常に撮影された仰臥位のＣＴを使用して、超音波内視鏡２による検査時のガイドを行うことができるために、被検者および術者の事前準備に要する負担を軽減することができる。

さらに、超音波内視鏡２による検査においては、空気中では超音波が減衰してしまうために、管腔内に水をためて、ためた水の中に超音波振動子２１を入れて超音波画像を取得することがある、このとき、管腔内に水をため易いように、被検者の体位を検査中に変更することがある。このような場合にも、体位情報を入力することにより、検査中にガイド画像の臓器位置を体位に合わせて補正することが可能となる利点がある。

そして、臓器や器官を部位毎に分けて、それぞれの部位毎に体位に基づく補正を行うようにしたために、臓器や器官毎の配置や大きさに個人差がある場合にも、臓器や器官毎に最適な補正が可能となる。こうして、ガイド画像上の超音波走査面と周辺臓器や周辺器官との位置関係を、実際の超音波内視鏡２と臓器や器官との位置関係と、精度良く一致させることができる。

加えて、超音波内視鏡２による検査を受診する被検者本人の仰臥位ＣＴにおける各画素に変換式を適用することにより、各臓器や器官の配置の体位変化による重力の影響を反映させているために、人によって形状に大きな違いがある臓器や器官あるいは病変部であっても、ガイド画像上の臓器や器官に被検者本人特有の形状や病変部を再現することができる。このために、実際の超音波画像上の臓器や器官の形状とガイド画像上の臓器や器官の形状とが精度良く一致する。

また、超音波内視鏡２による検査を受診する被検者本人の仰臥位ＣＴにおける各画素値をそのままガイド画像上に表示するようにしているために、被検者本人の病変部を超音波画像と比較することができる。このために、実際の超音波画像上の臓器や器官の形状とガイド画像上の臓器や器官の形状とが精度良く一致する。

また、超音波画像と解剖学的な３次元画像との位置合わせを行う際にも、体位補正を行った解剖学的な３次元画像から２次元断層画像データを作成して、作成した２次元断層画像データ上において特徴点を指定することができる。このために、ガイド画像上の超音波走査面と周辺臓器や周辺器官との位置関係が、実際の超音波内視鏡２と臓器や器官との位置関係と、精度良く一致する。

なお、被検者本人のＭＤＣＴに代えて、被検者本人のＭＲＩ画像や超音波画像を本人医用画像データとして用いても良いことは、上述した実施形態１と同様である。

同様に、参照ＭＤＣＴに代えて、被検者とは別人のＭＲＩ画像や超音波画像、あるいは複数人（他の被検者群）のデータの平均値から作成した臓器モデルを参照用医用画像データとして用いても構わないことも、上述した実施形態１と同様である。

また、ガイドする対象となる医用器具が、腹腔鏡や処置具であっても構わないことも、上述した実施形態１と同様である。

さらに、各臓器や器官の位置を補正するための変換式の算出を、例えば、２種類のボリュームデータにおいて、臓器上に指定した２組の複数点集合に基づき、擬似逆行列を用いて行うようにしても良いことも、上述した実施形態１と同様である。

加えて、本実施形態においては、ガイド画像作成装置５の画像記憶部５２に様々な体位における参照ＭＤＣＴデータを保存しておき、このＭＤＣＴデータに基づき体位補正部５３が、各臓器や器官毎に、体位による変位を与える変換式を算出するように構成した。しかし、本実施形態は、このような構成に限るものではない。例えば、各体位におけるＭＤＣＴデータに基づき作成した各臓器や器官毎の体位に応じた変換式を予め算出しておき、算出した変換式を体位補正部５３に保持しておくようにしても良い。このような構成を採用すると、体位補正部５３により参照ＭＤＣＴデータの解析を行うことが不要となるために、体位補正処理をより高速に行うことが可能となる。

なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲内において種々の変形や応用が可能であることは勿論である。

［付記］
以上詳述したような本発明の上記実施形態によれば、以下のごとき構成を得ることができる。

（１） 医用器具の位置および方位を検出する検出手段と、
前記医用器具を使用する以前に取得された医用画像データを保存する保存手段と、
前記医用画像データ中における臓器と器官との少なくとも一方の、位置と方向との少なくとも一方を、被検者の体位に合わせて補正する補正手段と、
前記検出手段により検出した前記医用器具の位置および方位に基づいて、前記補正手段が補正した前記医用画像データにおける前記医用器具の位置を算出する算出手段と、
を具備したことを特徴とする医用ガイドシステム。

（２） 前記保存手段は、前記医用画像データとして、前記医用器具を使用する以前に取得された被検者本人の本人医用画像データを保存するものであり、
前記補正手段は、他の被検者から取得した、臓器と器官との少なくとも一方の、位置と方向との少なくとも一方の、体位の違いに伴う変位を保持しており、前記変位に基づいて、前記本人医用画像データ中における臓器と器官との少なくとも一方の、位置と方向との少なくとも一方を、体位に合わせて補正するものであることを特徴とする付記（１）に記載の医用ガイドシステム。

（３） 前記保存手段は、前記医用画像データとして、前記医用器具を使用する以前に取得された被検者本人の本人医用画像データと、該本人医用画像データを取得したときの被検者と同一体位の他の被検者から前記医用器具を使用する以前に取得された第１の参照用医用画像データと、該本人医用画像データを取得したときの被検者とは異なる体位の前記他の被検者から前記医用器具を使用する以前に取得された第２の参照用医用画像データと、を保存するものであり、
前記補正手段は、前記本人医用画像データと、前記第１の参照用医用画像データと、に基づいて、個人差に伴う、臓器と器官との少なくとも一方の、位置と方向との少なくとも一方の変位を算出し、算出した前記変位に基づいて、前記第２の医用画像データの、臓器と器官との少なくとも一方の、位置と方向との少なくとも一方を補正するものであることを特徴とする付記（１）に記載の医用ガイドシステム。

（４） 前記補正手段は、ガイド画像に表示しようとする臓器および器官毎に、上記補正を行うものであることを特徴とする付記（２）または付記（３）に記載の医用ガイドシステム。

付記（４）に記載の発明によれば、臓器または器官毎に位置を補正することができるために、臓器または器官毎に体位による変化量が異なる場合であっても、高い精度で、ガイドすることができる。

（５） 前記保存手段は、前記医用画像データとして、さらに、前記本人医用画像データを取得したときの被検者と同一体位の前記他の被検者から前記医用器具を使用する以前に取得された第１の参照用医用画像データと、該本人医用画像データを取得したときの被検者とは異なる体位の前記他の被検者から前記医用器具を使用する以前に取得された第２の参照用医用画像データと、を保存するものであり、
前記補正手段は、前記第１の参照用医用画像データと、前記第２の参照用医用画像データと、に基づいて、他の被検者から取得した、臓器と器官との少なくとも一方の、位置と方向との少なくとも一方の、体位の違いに伴う変位を算出し、保持するものであることを特徴とする付記（２）に記載の医用ガイドシステム。

（６） 前記本人医用画像データを取得したときの被検者とは異なる体位は、前記医用器具を使用するときの被検者の体位と同一体位であることを特徴とする付記（３）または付記（５）に記載の医用ガイドシステム。

本発明は、医用画像を用いて医用器具のガイドを行う医用ガイドシステムに好適に利用することができる。

本発明の実施形態１における医用ガイドシステムの構成を示すブロック図。 上記実施形態１において、３次元ガイド画像と２次元ガイド画像と超音波画像とが表示装置の表示画面に並べて表示されている様子を示す図。 上記実施形態１における医用ガイドシステムの体位補正部の動作を示すフローチャート。 上記実施形態１における医用ガイドシステムの体位補正部による処理の概要を説明するための図。 上記実施形態１において、仰臥位参照ボリュームデータに設定される斜交座標系を示す図。 上記実施形態１において、本人仰臥位ボリュームデータに設定される斜交座標系を示す図。 本発明の実施形態２における医用ガイドシステムの体位補正部の動作を示すフローチャート。 上記実施形態２における医用ガイドシステムの体位補正部による処理の概要を説明するための図。

符号の説明

１…医用ガイドシステム
２…超音波内視鏡（医用器具）
３…超音波観測装置
４…位置データ算出装置（検出手段）
５…ガイド画像作成装置
６…キーボード
７…マウス
８…表示装置
８ａ…表示画面
８ｂ…超音波画像
８ｃ…３次元ガイド画像
８ｄ…２次元ガイド画像
２１…超音波振動子
２２…受信コイル（検出手段）
４１…送信コイル（検出手段）
４２…位置合わせ用受信コイル（検出手段）
５１…制御部
５２…画像記憶部（保存手段）
５３…体位補正部（補正手段）
５４…画像構成部（算出手段）
５５…混合部
５６…表示回路
１０４…超音波断層面マーカ

Claims (3)

1. 医用器具の位置および方位を検出する検出手段と、
   前記医用器具を使用する以前に取得された医用画像データを保存する保存手段と、
   前記医用画像データ中における臓器と器官との少なくとも一方の、位置と方向との少なくとも一方を、被検者の体位に合わせて補正する補正手段と、
   前記検出手段により検出した前記医用器具の位置に基づいて、前記補正手段が補正した前記医用画像データにおける前記医用器具の位置を算出する算出手段と、
   を具備したことを特徴とする医用ガイドシステム。
2. 前記保存手段は、前記医用画像データとして、前記医用器具を使用する以前に取得された被検者本人の本人医用画像データを保存するものであり、
   前記補正手段は、他の被検者から取得した、臓器と器官との少なくとも一方の、位置と方向との少なくとも一方の、体位の違いに伴う変位を保持しており、前記変位に基づいて、前記本人医用画像データ中における臓器と器官との少なくとも一方の、位置と方向との少なくとも一方を、体位に合わせて補正するものであることを特徴とする請求項１に記載の医用ガイドシステム。
3. 前記保存手段は、前記医用画像データとして、前記医用器具を使用する以前に取得された被検者本人の本人医用画像データと、該本人医用画像データを取得したときの被検者と同一体位の他の被検者から前記医用器具を使用する以前に取得された第１の参照用医用画像データと、該本人医用画像データを取得したときの被検者とは異なる体位の前記他の被検者から前記医用器具を使用する以前に取得された第２の参照用医用画像データと、を保存するものであり、
   前記補正手段は、前記本人医用画像データと、前記第１の参照用医用画像データと、に基づいて、個人差に伴う、臓器と器官との少なくとも一方の、位置と方向との少なくとも一方の変位を算出し、算出した前記変位に基づいて、前記第２の医用画像データの、臓器と器官との少なくとも一方の、位置と方向との少なくとも一方を補正するものであることを特徴とする請求項１に記載の医用ガイドシステム。

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