JP2009195481A - 医用画像診断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】精度誤差が抑制され、短時間で実行できるレジストレーションが可能な医用画像診断装置を実現する。
【解決手段】専用ファントム内の格子位置（８点）と各ポインタとの相対位置関係を登録する（ステップ１０１、１０２）。ポインタ部と格子部とは規定関係にある。ＭＲＩ装置内部にファントムを設置し３Ｄボリューム撮像を行う（ステップ１０３、１０４）。得られた３Ｄ画像から格子位置（ＭＲＩ座標）を算出し（ステップ１０５）、位置検出デバイスでポインタを検出し事前登録で求めた相対位置を加えた位置（格子位置）を位置検出デバイス座標で求める（ステップ１０６）。検出した格子位置（ＭＲＩ座標、位置検出デバイス）座標を関係づけて位置検出デバイス座標→ＭＲＩ座標への変換行列を作成する（ステップ１０７）。精度チェックにより誤差範囲内か否か判断する（ステップ１０８、１０９）。
【選択図】図２

Description

本発明は、三次元位置検出装置と被検体の任意の断面像をリアルタイムにアップデートしながら撮像する医用画像診断装置に関する。

医用画像診断装置である磁気共鳴イメージング装置（ＭＲＩ装置）を用いた心臓イメージングや、手術時の穿刺モニタリング、経皮的治療などに使用されるＩ−ＭＲＩ装置（Interventional−ＭＲＩ装置又はIntraoperative−ＭＲＩ装置）では、リアルタイムで撮像する断層面を任意に設定したいという要望がある。撮像する断層面を任意に選択する手法として、グラフィカルユーザインタフェースにＭＲＩ画像を表示して、画面上のボタンをクリックして、次に撮像する断層面を決定する方法（非特許文献１参照）や、３次元マウスなどを使う方法（特許文献１）などが提案されている。

これらの方法では、撮像する断層面の位置や向きをマウスなどの入力手段で調整、設定しなければならず煩雑なので、ＭＲＩ装置としては、より簡便に撮像する断層面の位置や向きを調整、設定できることが望ましい。

その手法として、特許文献２や特許文献３などの断層面指示デバイス（ポインタなど）を用いて撮像する断層面を決定するＭＲＩ装置が提案され、実際に実用レベルにあるシステムとしては特許文献４に記載された技術がある。

これらの技術は、操作者が、発光ダイオードを有するポインタで所望位置を示したり、被検体にポインタを取り付けておくことにより、ポインタの位置を検出して断層面を調整するものである。

位置検出装置と過去に撮像したボリュームデータを用いた手術ナビゲーションシステムは手術時に患者に対してポインタなどにより指定される位置を、当該位置を含む患者の直交３平面それぞれを断面とする断層画像上に表示することにより手術操作をナビゲーションするシステムであり、脳神経外科手術などの高精度の外科手術に適用されている。

ここで、このような手術ナビゲーションシステムにおける患者の断層画像は、予め、ＭＲＩ装置によって撮像した３次元のデータであるボリュームデータにより生成される。一方、ポインタによる指定位置を定めるために必要とされるポインタの位置検出の方式には、機械式、光学式、磁気式、超音波式などの方式がある。

そして、検出したポインタの位置と、ボリュームデータ中の位置との対応づけであるレジストレーションが行われる。つまり、赤外線カメラ等の位置検出デバイスの位置座標と、ＭＲＩ装置の位置座標との関係を定義する座標変換データを作成する必要があり、この座標変換データを作成することがレジストレーションである。

レジストレーションは、例えば、被検体に複数の被検体マーカを固定して撮像を行うことによりボリューム中に被検体マーカを写しこんでおき、この被検体マーカをポインタで指示した時点におけるポインタの検出位置と３次元データ中の被検体マーカ位置とを対応づけることにより行われる。

上述した手術ナビゲーションの技術については特許文献５に提案され、レジストレーションについては特許文献６に提案されている。同様に、上記Ｉ−ＭＲＩと３Ｄ手術ナビゲーションシステムを組み合わせた技術については特許文献７に提案されている。また、穿刺針（術具）とポインタの取り付け・固定方法は既に提案されており、穿刺針とポインタの関係を毎回同一に保つことが可能なことから、一度レジストレーションを実施した後、数ヶ月は再レジストレーションを行うことなく使用可能である。

米国特許第５５１２８２７号公報 米国特許第５３６５９２７号公報 米国特許第６０２６３１５号公報 国際公開番号ＷＯ０３／０２６５０５Ａ１号公報 特開２００２−３５００７号公報 特開２００５−３１２６９８号公報 特開２００３−１９０１１７号公報 Magnetic Resonance in Medicine: Real-time interactive MRI on a conventional scanner; AB．Kerr他、３８巻、ｐｐ．３５５−３６７（１９９７）

しかしながら、上記従来技術においては、指定位置の指示部材の発光体または反射体からの光を検出する光学センサと、上記指示部材の発光体または反射体の位置をＭＲＩ座標系に変換するレジストレーションの実行は、上述したような人的作業を必要とするため、人的作業時間と精度安定性にばらつきがあった。

つまり、例えば、特許文献６に記載の技術にあっては、装置に登録された術具を用いて、作業者がファントムに表示されたマーカを指示して赤外線カメラで検出する行為を、指示するマーカの位置を変更しながら行わなければならなかった。

このため、作業者からは、全自動化かつ安定したレジストレーション手段が望まれている。

本発明の目的は、精度誤差が抑制され、短時間で実行できるレジストレーションが可能な医用画像診断装置を実現することである。

上記目的を達成するため、本発明は、次のように構成される。

本発明の医用画像診断装置は、断面部位指示手段により指示された被検体の部位を検出する三次元位置検出手段と、検出した被検体の部位の断面像を撮像する撮像手段と、撮像された断面像を表示する表示手段と、これら三次元位置検出手段、撮像手段及び表示手段の動作を制御する制御手段とを有し、上記制御手段は、上記三次元位置検出手段により検知可能なポインタと、複数の特定位置を有するファントム部材とを有するファントムについて、上記ポインタと上記複数の特定位置との位置関係を記憶するメモリと、上記撮像手段により、上記ファントムを撮像させ、上記メモリに記憶された上記位置関係に基づいて、医用画像診断装置を基準とした装置座標における上記ファトムの上記複数の特定位置を算出する装置座標算出部と、上記三次元位置検出手段により、上記ファントムを検出させ、上記メモリに記憶された上記位置関係に基づいて、三次元位置検出手段を基準とした位置検出手段座標における上記ファントムの上記複数の特定位置を算出する検出位置座標算出部と、上記装置座標と上記検出位置座標との座標変換データを算出する座標変換データ算出部とを備え、上記制御部によりレジストレーションを行う。

精度誤差が抑制され、短時間で実行できるレジストレーションが可能な医用画像診断装置を実現することができる。

以下、本発明の実施例形態について添付図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明が適用される医用画像診断装置であるＭＲＩ装置の概略構成図である。図１において、ＭＲＩ装置１は、例えば、垂直磁場方式０．３Ｔ永久磁石ＭＲＩ装置であり、垂直な静磁場を発生させる上部磁石３及び下部磁石５と、これら磁石３と５とを連結するとともに上部磁石３を支持する支柱７と、位置検出デバイス（三次元位置検出手段）９と、アーム１１と、モニタ１３と、モニタ支持部１５と、基準ツール１７と、パーソナルコンピュータ１９と、ベッド２１と、制御部２３とを備えている。

ＭＲＩ装置１の図示しない傾斜磁場発生部は、領斜磁場をパルス的に発生させ、最大傾磁場強度１５ｍＴ／ｍで、スルーレート２０ｍＴ／ｍ／ｍｓである。更に、ＭＲＩ装置１は、静磁場中の被検体２４に核磁気共鳴を生じさせるための図示しないＲＦ送信器と、被検体２４からの核磁気共鳴信号を受信する図示しないＲＦ受信器とを備え、これらは１２．８ＭＨｚの共振型コイルである。

位置検出デバイス９は、２台の赤外線カメラ２５と、赤外線を発光する図示しない発光ダイオードを含んで構成され、断層面指示手段であるポインタ２７の位置及び姿勢を検出する。また、位置検出デバイス９は、アーム１１により移動可能に上部磁石３に連結され、ＭＲＩ装置１に対する配置を適宜変更することができる。

モニタ１３は、開口部３２において、操作者２９が把持するポインタ（断面部位指示手段）２７により指示された被検体２４の部位の断層面の画像を表示するもので、モニタ支持部１５により、赤外線カメラ２５と同様に上部磁石３に連結されている。基準ツール１７は、赤外線カメラ２５の座標系とＭＲＩ装置１の座標系とをリンクさせるもので、３つの反射球３５を備え、上部磁石３の側面に設けられている。

パーソナルコンピュータ１９には、赤外線カメラ２５が検出し算出したポインタ２７の位置が、位置データとして、例えば、ＲＳ２３２Ｃケーブル３３を介して送信される。制御部２３は、ワークステーションで構成され、図示しないＲＦ送信器、ＲＦ受信器などを制御する。また、制御部２３は、パーソナルコンピュータ１９と接続されている。

パーソナルコンピュータ１９では赤外線カメラ２５が検出し算出したポインタ２７の位置をＭＲＩ装置１で利用可能な位置データに変換し制御部２３へ送信する。位置データは、撮像シーケンスの撮像断面へ反映される。新たな撮像断面で取得された画像は液晶モニタ１３に表示されるとともに映像記録装置３４に同時に記録される。

例えば、断層面指示デバイスであるポインタを穿刺針などにとりつけ、穿刺針のある位置を常に撮像断面とする様に構成した場合、モニタ１３には針を常に含む断面が表示されることになる。

次に、上記ＭＲＩ装置１に適用される本発明の一実施形態によるレジストレーションの動作（制御指令等はパーソナルコンピュータ１９により実行される）を説明する。

図２は本発明の一実施形態であるレジストレーションの動作フローチャートである。また、図３、図４は、一実施形態であるレジストレーションを実行するためのファントムを示す図である。さらに、図５は、登録用模擬術具構成を示す図である。

ファントム２０１は、図３に示すように、長方形容器（例えば、縦１５〜２００ｃｍ、横約１０ｃｍ、高さ約１０ｃｍ）内には、金属板以外の板（例えばアクリル板）を格子状に組み合わせた格子部２０２が配置され、塩化ニッケル水溶液で満たされている。そして、ファントム２０１の側面には、４つのポインタ２０４を有するポインタ部２０３が取り付けられている。このファントム２０１が図６に示すように、ＭＲＩ装置１のベッド２１上に配置され、レジストレーションが行われる。

まず、事前作業として、専用ファントム２０１内の格子位置（８点）３０１〜３０８（図４の（Ｂ））と各ポインタ２０４との相対位置関係をパソコン１９に事前に登録する（ステップ１０１）。ここで、ファントム２０１内の格子部２０２はファントム２０１内部に規定した位置にあり、算出した位置はパソコン１９内の内部メモリに保存される（ステップ１０２）。

つまり、ポインタ部２０３と格子部２０２とは規定関係にある。この関係を登録するため、図５に示す登録用模擬術具にて事前登録を行う。登録用模擬術具はファントム２０１と同様に、複数の反射球４１２を有するポインタ部４１１と、高さを調整するスペーサー４０６と、模擬針４０１とを備えている。

スペーサー４０６はポインタ部４１１の４箇所４０２〜４０５に取り付け可能であり、各スペーサー４０６は模擬針４０１を２箇所固定できる仕組みを有している。よって、合計８箇所に模擬針４０１を固定でき、８箇所の針先端がファントム２０１内の格子３０１〜３０８になるようになっている。ステップ１０２において、８箇所を登録する方法は、反射球４１２に対する模擬針４０１の先端の位置座標をそれぞれ手入力する方法と、針４０１の先端にポインタに変わる反射球を取り付け、ポインタと同時に術具位置検出デバイス９にて位置を検出し、相対位置関係を内部的に計算する方法との２通りの方法がある。

上記事前登録の次は、ＭＲＩ装置１内部にてレジストレーションを行う。図６に示すように、ＭＲＩ装置１内部にファントム２０１を設置し（ステップ１０３）、３Ｄボリューム撮像を行う（ステップ１０４）。得られた３Ｄ画像から格子位置（ＭＲＩ座標）を算出する（ステップ１０５）。さらに、位置検出デバイス９でポインタ２０４を検出し、事前登録で求めた相対位置を加えた位置（格子位置）を位置検出デバイス座標にて求め（ステップ１０６）、それぞれ検出した格子位置（ＭＲＩ座標、位置検出デバイス）座標を関係づけることで、位置検出デバイス座標→ＭＲＩ座標への変換行列を作成することができる（ステップ１０７）。

そして、精度チェックを行い（ステップ１０８）、誤差範囲内で問題なければ（ステップ１０９）レジストレーション終了となる。なお、ステップ１０８の精度チェックは、後述する図８に示す誤差算出を行うことにより実行する。

図７にレジストレーションにおける実空間と装置座標との関係を示す。ＭＲＩ装置６０１（１）は、ＭＲＩ装置座標６０２を持っており、位置検出デバイス６０３（９）には位置検出デバイス座標６０４が存在する。各装置座標を統合するため、ファントム２０１に取り付けられたポインタ２０４を位置検出デバイス９の赤外線カメラ２５が読み取り、図２に示した処理を経て装置座標変換６０５が行われる。

ここで、ＭＲＩ装置１に取り付けられたポインタ３５は基準ポインタであり、位置検出デバイス９の位置を特定するものである。通常、位置検出デバイス９の位置が変わった場合には、レジストレーションをその都度実施する必要があるが、基準ポインタ３５を設置することで、位置検出デバイス９の相対位置が分かり、その移動量を加味した補正が可能となる。これにより、位置検出デバイス９の移動が可能となる。つまり、一度レジストレーション作業を行えば、位置検出デバイス９の設置位置を変更しても、その都度、レジストレーションを行う必要がなくなる。

図８に座標統合アルゴリズムを示す図である。図８において、位置検出デバイス９の格子座標７０１に対して、８個の座標（ｎ０〜ｎｉ）が存在する。同様にＭＲＩ画像の格子座標７０２に対して、８個の座標（ｍ０〜ｍｉ）が存在する。この８つの位置の合わせ込み７０３の規定回数繰り返し７１０を実行することで、複数個の変換行列７０４が作成される。これら複数個の変換行列７０４の最大誤差、平均誤差を算出し、最終的に平均誤差最小の変換行列７１１が採用される。但し、レジストレーションを行うためには少なくとも３点以上の位置情報を取得する必要がある。

Ｉ−ＭＲＩで使用する術具位置情報は、術具位置検出デバイス９で検出した術具位置情報をＭＲＩ装置座標系へ変換した値を共有している。また、本機能はＭＲＩ装置１内部でのみ動作させることを目的としているため、レジストレーションを手術直前に実施する必要はなく、事前に作業することができる。

ＭＲＩ装置１と術具位置検出デバイス９の装置座標関係を図９に示し、術具位置検出デバイス座標からＭＲＩ装置座標への座標変換の関係を図１０に示す。但し、図１０において、［ＣＲ］は術具位置検出デバイス座標系から基準座標系への変換行列、［ＣＰ］は術具位置検出デバイス座標系からポインタツール座標系への変換行列、［ＣＭ］は術具位置検出デバイス座標系からＭＲＩ装置座標系への変換行列、［ＲＭ］は基準座標系からＭＲＩ装置座標系への変換行列、［ＰＭ］は初期位置のポインタ座標系からＭＲＩ装置座標系への変換行列と定義する。

ここで、［ＣＰ］、［ＣＲ］は術具位置検出デバイス９が検出するポインタツール２７と基準ツール１７の位置情報から算出する。［ＣＭ］は、ＭＲＩ装置１に対して位置関係が既知となる初期断面（冠状断面）位置にポインタツール２７を置き、任意の位置に固定した術具位置検出デバイス９が検出するポインタツール２７の位置情報から、ＭＲＩ装置１と術具位置検出デバイス座標系の関係として算出する。

［ＣＰ］、［ＣＲ］、［ＣＭ］が算出できれば、［ＣＭ］と［ＣＰ］から［ＰＭ］、［ＣＭ］と［ＣＲ］から［ＲＭ］が算出できる。但し、基準ツール１７はガントリーに固定しているので、［ＲＭ］は術具位置検出デバイス９が移動しても常に一定である。よって、［ＲＭ］とポインタツール２７や術具位置検出デバイス９が移動した際の［ＣＰ］、［ＣＲ］を使ってポインタの位置情報をＭＲＩ装置座標の位置に変換し、撮像断面の位置情報を得る。

［ＰＭ］は、ポインタツール２７を初期位置に固定した状態での変換行列であり、初期状態のポインタ座標とのＭＲＩ装置座標との関係を明らかにするために使用する。

図１１はレジストレーション時のＧＵＩ表示例を示す図である。図１１において、メイン画面に作業状況表示部８０１、３軸直交断面及びＶｏｌｕｍｅ Ｒｅｎｄｅｒｉｎｇ画像表示部８０２、メッセージその他表示部８０３及び作業ボタン８４１〜８４６にて構成されている。

ユーザはガイド機能に従った操作を行うことでＩＳＣ術前登録を簡単に終了することが可能となる。この図１１は、画像による登録の画面を表示しており、ポインタ定義ボタン８４１を押下することで、最初の作業を示す表示部分が点灯する。

まず、位置検出デバイス９を用いて、ポインタ部２０３のポインタ２０４に対する特定位置３０１〜３０８を登録し（ステップ８１１）、３Ｄ撮像ボタン８４２、８４３を押下することで、３Ｄ撮像を行う（ステップ８１２）。これにより、画像表示部に、ファントム２０１の格子部２０２のＡｘｉａｌ画像８２１、Ｓａｇｉｔａｌ画像８２２、Ｃｏｌｏｎａｌ画像８２３、Ｖｏｌｕｍｅ Ｒｅｎｄｅｒｉｎｇ画像８２４が画面上に表示される。

特定位置描出１ボタン８４４を押下することで、３Ｄ画像から特定位置を検出し、特定位置に対するＭＲＩ座標を算出する（ステップ８１３）。３Ｄ画面８０２には格子部分３０１〜３０８が描出され、立体的に表示される（ステップ８３１）。また、現状どのような状況にあり、残作業が何かを示すメッセージ８３２が表示されているため、ユーザはこれに従って作業を進めることになる。

更に、特定位置描出２ボタン８４５を押下することで、位置検出デバイス９でポインタ２０４を検出し（ステップ８１４）、レジストレーションボタン８４６を押下する。これにより、計算した位置情報とＭＲＩ座標情報とを関係づけることができる（ステップ８１５）。レジストレーション結果はメッセージ部８３２に誤差値と一緒に表示され、問題なければ終了となり、ＩＳＣ（インタラクティブスキャンコントロール）が開始される(ステップ８１６)。

図１２は、本発明の一実施形態における臨床時のＧＵＩ構成画面例を示す図である。図１２において、画面は、画像表示部１００２と、手術支援メッセージ部１００３と、ボタンとを表示し、ボタンは手術前に使用する術前プラニング部と、手術時に使用する手術支援機能部と、オプションとして使用する手術支援付加機能部とによって構成されている。

まず、手術前において、３ＤＳｃａｎボタン１００４を押して３Ｄ撮像を行い、Ａｘｉａｌ画像１００５、Ｓａｇｉｔａｌ画像１００６、Ｃｏｌｏｎａｌ画像１００７、Ｖｏｌｕｍｅ Ｒｅｎｄｅｒｉｎｇ画像１００８が画面上に表示される。

次に、Ｐｌａｎｎｉｎｇボタン１０１０を押下することで、３Ｄ画像上にて手術経路１０１１を表示してシミュレーションを行う。手術時にはＩＳＣボタン１０２０を押下することで、二次元のリアルタイム画像１０２１が撮像・表示され、画像１０２１にはシミュレーションによる手術経路１０１１と実際の術具位置１０２３とが表示される。

メッセージ部１０３０には、装置情報、患者情報、各種機能情報、術具情報がリアルタイムに表示される。一方、ナビゲーションボタン１０２２を押下することで、Ａｘｉａｌ画像１００５、Ｓａｇｉｔａｌ画像１００６、Ｃｏｌｏｎａｌ画像１００７、Ｖｏｌｕｍｅ Ｒｅｎｄｅｒｉｎｇ画像１００８上に、手術経路１０１１と実際の術具位置１０２１とが表示される。

オプション機能として、手術支援付加機能部１０３０のＶｏｌｕｍｅ Ｒｅｎｄｅｒｉｎｇボタン１０３４、Ａｘｉａｌボタン１０３１、Ｓａｇｉｔａｌボタン１０３２、Ｃｏｌｏｎａｌボタン１０３３を押すことにより表示方向を切り替えて、術具位置確認ボタン１０４０を押下することで、立体構成表示部１０２２に手術経路１０１１と実際の術具位置１０２１とが表示される。

更に、立体構成表示部１０２２には、事前に登録したターゲット部位１０２４も表示されていることから、立体的かつ術具との相対距離が一目で把握できるようになっている。また、治療効果確認ボタン１０４１を押下することで、仮想的に針先先端からの治療領域１０４２を表示する機能を設けている。これは、Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ａｂｌａｔｉｏｎ（ＲＦＡ）やＣｒｙｏｔｈｅｒａｐｙ等の温熱治療を想定したものであり、仮想治療領域１０４２がターゲット部位１０２４を包み込めれば治療が可能ということを示している。術者はこれらの機能を有効に利用して手術を進めることになる。

追加機能として、二次元画像１０２１上に表示されるリアルタイム画像を用いて、レジストレーションの補正を行うことができるように構成することも可能である。画像上に表示される術具１０２３は、座標変換データに基いて変換された装置座標に従って、表示画面の一部分である画面１０２１の中心に必ず表示するよう設定されている。しかし、術具である針が上下にずれて表示された場合には、レジストレーション誤差により座標変換データに誤りが生じていると考えられる。

このため、術具が上下にずれて表示された場合は、マウスやキーボード等の操作手段を用いて、操作者の手動操作により術具を画面１０２１の中心に移動させることが可能とすることができる。この場合、画面１０２１上における術具の移動量に基いて、パーソナルコンピュータ１９又は制御部２３は、座標変換データを自動補正することが可能である。

以上のように、本発明は、三次元位置検出装置と被検体の任意の断面像をリアルタイムにアップデートしながら撮像する磁気共鳴イメージング装置において、位置関係を定義する初期設定（レジストレーション）時に、位置検出のためのポインタ２０４を含む専用ファントム２０１一式をボリューム撮像し、得られた画像情報からポインタ２０４の種類・形状・配置座標を自動で認識する手段と、前記ポインタ位置から事前に登録した特定位置座標（三次元位置検出装置座標）を求める手段と、前記得られたボリューム画像から特定位置座標（核磁気共鳴撮像装置座標）を算出する手段と、前記二つの座標を統合するための座標変換（回転行列）を安定かつ全自動で簡単に作成することができる。

本機能は全ての処理をＰＣ内部で行うことから人的作業による精度誤差がなくなり、短時間で精度安定性に優れたレジストレーションが実現できる。

つまり、本発明によれば、精度誤差が抑制され、短時間で実行できるレジストレーションが可能な磁気共鳴イメージング装置を実現することができる。

なお、上述した例は、本発明をＭＲＩ装置に適用した場合の例であるが、本発明は、ＭＲＩ装置にかぎらず、ＣＴ装置等の他の医用画像診断装置に適用可能である。

また、上述した例においては、レジストレーションの処理を主にマイクロコンピュータ１９により行うように構成したが、制御部２３内に同様な機能を持たせ、制御部２３により、レジストレーション処理を実行することも可能である。

つまり、制御部２３内に、位置検出のためのポインタを含む専用ファントム一式のボリューム撮像による画像情報からポインタの種類・形状・配置座標を自動で認識する位置検出部と、検出したポインタ位置から事前に登録した特定位置座標（三次元位置検出装置座標）を求める三次元検出位置座標算出部と、得られたボリューム画像から装置の特定位置座標（磁気共鳴撮像装置座標）を算出する装置座標算出部と、三次元検出位置座標及び装置座標の二つの座標を統合するための座標変換機能（回転行列）を作成する座標変換部とを備えるように構成することも可能である。

本発明が適用されるＭＲＩ装置の概略構成図である。 本発明の一実施形態におけるレジストレーションの動作フローチャートである。 本発明の一実施形態に係るファントムの全体構成を示す模式図である。 本発明の一実施形態に係るファントムの格子部分の構成を示す模式図である。 本発明の一実施形態に係る登録用模擬術具の構成を示す模式図である。 本発明の一実施形態において、ファントムをＭＲＩ装置に配置する例を示す図である。 本発明の一実施形態によるレジストレーションにおける実空間と装置座標との関係を示す模式図である。 本発明の一実施形態における座標統合アルゴリズムを示す図である。 本発明の一実施形態におけるＭＲＩ装置と術具位置検出デバイスとの装置座標関係を示す図である。 本発明の一実施形態における術具位置検出デバイス座標からＭＲＩ装置座標への座標変換の関係を示す図である。 本発明の一実施形態におけるレジストレーション時のＧＵＩ表示例を示す図である。 本発明の一実施形態における臨床時のＧＵＩ構成画面例を示す図である。

符号の説明

１・・・ＭＲＩ装置、３・・・上部磁石、５・・・下部磁石、７・・・支柱、９・・・位置検出デバイス、１１・・・アーム、１３・・・モニタ、１５・・・モニタ支持部、１７・・・基準ツール、１９・・・パーソナルコンピュータ、２１・・・ベッド、２３・・・制御部、２４・・・被検体、２５・・・赤外線カメラ（位置検出デバイス）、２７・・・術具Ａ、２９・・・操作者、３２・・・開口部、３４・・・映像記録装置、３５・・・反射球、２０１・・・ファントム、２０２・・・格子部、２０３・・・ポインタ部、２０４・・・ポインタ、３０１〜３０８・・・格子位置、４０１・・・模擬針、４０６・・・スペーサ、４１１・・・ポインタ部、４１２・・・反射球

Claims (8)

1. 断面部位指示手段により指示された被検体の部位を検出する三次元位置検出手段と、検出した被検体の部位の断面像を撮像する撮像手段と、撮像された断面像を表示する表示手段と、これら三次元位置検出手段、撮像手段及び表示手段の動作を制御する制御手段とを有する医用画像診断装置において、
   上記制御手段は、
   上記三次元位置検出手段により検知可能なポインタと、複数の特定位置を有するファントム部材とを有するファントムについて、上記ポインタと上記複数の特定位置との位置関係を記憶するメモリと、
   上記撮像手段により、上記ファントムを撮像させ、上記メモリに記憶された上記位置関係に基づいて、医用画像診断装置を基準とした装置座標における上記ファトムの上記複数の特定位置を算出する装置座標算出部と、
   上記三次元位置検出手段により、上記ファントムを検出させ、上記メモリに記憶された上記位置関係に基づいて、三次元位置検出手段を基準とした位置検出手段座標における上記ファントムの上記複数の特定位置を算出する検出位置座標算出部と、
   上記装置座標と上記検出位置座標との座標変換データを算出する座標変換データ算出部と、
   を備え、上記制御部によりレジストレーションを行うことを特徴とする医用画像診断装置。
2. 請求項１記載の医用画像診断装置において、上記ファントム部材は、複数の板状部材を格子状に配列した格子状部材であり、上記複数の特定位置は、上記複数の板状部材の複数の格子点であることを特徴とする医用画像診断装置。
3. 請求項２記載の医用画像診断装置において、上記複数の板状部材は、アクリル板から形成され、上記ファントムの内部は塩化ニッケル水溶液で満たされていることを特徴とする医用画像診断装置。
4. 請求項１記載の医用画像診断装置において、上記メモリに記憶された上記ポインタと上記複数の特定位置との位置関係は、上記制御が、上記三次元位置検出手段により、上記ファントムを検出し、検出した位置から算出したデータであることを特徴とする医用画像診断装置。
5. 請求項１記載の医用画像診断装置において、上記座標変換データ算出部は、座標変換データにより、上記位置検出座標を上記装置座標に変換、又は、上記装置座標を上記検出位置座標に変換して、互いの座標位置の誤差を算出し、算出した誤差が最小となるように、上記座標変換データを算出することを特徴とする医用画像診断装置。
6. 請求項１記載の医用画像診断装置において、上記制御部は、上記三次元位置検出手段により、術具が検知されたとき、この術具が示す被検体の部位を、上記座標変換データにより装置座標に変換し、変換した座標に基いて、上記被検体の部位の断面を撮像し、上記表示手段に表示させ、この表示手段の表示画面の一部分の特定位置に上記術具を表示させることを特徴とする医用画像診断装置。
7. 請求項６記載の医用画像診断装置において、上記術具が上記表示画面の一部分の特定位置からずれて表示されている場合、操作者が上記表示画面内の術具の位置を上記特定位置に移動できる操作手段を備え、上記制御部は、上記操作手段により移動された表示画面内の術具の移動量に基いて、上記座標変換データを補正することを特徴とする医用画像診断装置。
8. 請求項１記載の医用画像診断装置において、当該医用画像診断装置は、磁気共鳴イメージング装置であることを特徴とする医用画像診断装置。

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