JP3016396B2 - 組織体を描画する装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 医学の分野における断層写真の処理の装置に関する。

（従来の技術および発明が解決しようとする課題） 開業している臨床医が人間の組織体の忠実度の高い画
面を得ることができるような診断技術は、患者と医師の
双方にとって有用である。計算による断層写真の（CT）
Ｘ線描画器或いは核磁気共鳴（NMR）機械のような断面
図を提供する描画システムは、手術或いは他の健康な組
織を冒す事なしで人間の組織体の可視化を改善するため
の能力を提供してきた。患者はこのようなイメージシス
テムの走査手法を受けることができ、そして患者の組織
体の構成は訓練された医師によって評価される形に再生
され得る。

十分に経験した医師はこれらの技術で患者の組織体の
イメージを評価することができ、そしてもし異常がある
ならばそれを発見することができる。腫瘍の形状をした
異常は、周囲の領域との認識できるコントラストを有す
る形状としてイメージ上に現れる。コントラストの差
は、周囲の身体組織とは異なるイメージ特性を有する腫
瘍が原因である。さらに腫瘍を示すコントラストのある
形状は、このような形状が健康な人間の同様のイメージ
に対しては通常は現れないようなイメージ上の位置に現
れる。

腫瘍が確認されると、化学療法、放射線療法、および
手術を含めた複数の治療方法が利用されて腫瘍を除去或
いは壊滅させる。化学療法が選択されると、薬物が患者
の身体に投与されて腫瘍を壊滅させる。治療過程中は描
画装置が一般に使用され、患者に定期的な走査を受けさ
せることによって、そして腫瘍形態のいかなる変化をも
深知にするために治療過程にわたって採られたイメージ
を比較することによって治療の進捗を追跡する。

放射線療法においては描画装置によって発生した腫瘍
のイメージがＸ線医によって使用され、Ｘ線照射装置を
調整し、そして腫瘍のみに放射線が直射されるが、腫瘍
の周囲の健康な組織への悪影響は最小に或いは排除され
る。放射線治療過程において、イメージシステムはまた
使用され、化学療法に関して上に記載されたのと同一の
方法で患者の治療の進捗を追跡する。

腫瘍を除去するために手術が行われるときには、患者
内の腫瘍のイメージは手術中の外科医をガイドすること
ができる。手術に先立ってイメージを再生することによ
って、外科医は腫瘍に到達しそして摘出するための最良
の方策を決定することができる。手術が行われた後、さ
らなる走査が利用されて手術の結果および患者の引き続
く治療の進捗を評価する。

上述の走査手法に関連する問題は、異なった時間に描
画装置によって、或いは基本的に同時に得られたイメー
ジであっても例えばCT或いはMRIのような異なったイメ
ージ様式を使用して得られたイメージ間の同一の組織体
の領域の断面を正確に選択しおよび比較することは不可
能である、という問題である。イメージ比較の不正確さ
は、走査手法の説明およびイメージシステムが患者の組
織体の断面“スライス”内のイメージを発生させる方法
からより良く理解され得るであろう。スライスは患者の
組織体の断面内の放射線ビーム或いは磁界によって露出
或いは励起されるありのままの空間を描写しており、そ
の情報はフィルム或いは他の有形媒体上に記録される。
イメージは描画装置に対する患者の相対的位置によって
規定されたスライスから作り出されるので、患者の位置
の変化は結果としてスライスに網羅されるありのままの
空間を異ならせる。したがって、比較の目的のために異
なった時間に採られた２つのほぼ同一の組織体の部分の
量のセットは、共通の画面を共有する各組から選択され
た２つのイメージの間に生じた変化を確定するために正
確に使用されることができるような比較可能な情報を提
供しない。

医学的手法におけるこのようなエラーの悪影響は、患
者内の腫瘍を診断する際に外科医或いはその他の人によ
って利用される診断技術によって例示される。もし患者
に腫瘍があるならば、そのサイズ、密度および位置は走
査装置によって発生されたイメージによって確定される
ことができる。患者の治療の査定を行う臨床医のため
に、２つの走査検査が必要とされる。患者は、例えば脳
のような、診断される組織体の部分を通るいくつかのス
ライスを発生させる初期走査を受ける。走査の際に、患
者は描画装置に対してほぼ固定された位置に保持され
る。特定の走査の各スライスの先のスライスから予め定
められた距離でそしてそれに平行な位置で採られる。ス
ライスのイメージを使用すると、医師は腫瘍を評価する
ことができる。しかし、もし医師が所定の時間の期間に
わたる腫瘍の形態の変化の査定を望むならば、第２のす
なわち“引き続く”走査が採られねばならない。

走査手順は繰り返されるが、患者は元の走査の位置と
は異なった位置にあり得るので、走査の比較は制約され
る。元のスライスと比較するとき引き続く検査で得られ
るスライスは、不注意にもある角度で採られ得る。した
がって、作り出されたイメージは以前に実際に示された
ものよりも大きな容積で描写され得る。それ故に外科医
は、異なった時間に採られた走査を比較するときに腫瘍
のサイズの誤った印象を採り得る。この理由のため、ス
ライス毎の比較が満足のいくように実行され得ない。

ある手術手法に対して同様に、頭蓋の空洞内の腫瘍の
同一セグメントの正確で信頼度の高い定期的な走査が所
望される。もし手術前後の走査が不正確ならば、医師は
手術の結果の正確な画像を得ることができない。これら
の同じ不正確さは上述の化学療法のような他の治療の際
にも生じる。

加えてイメージシステムおよびその肝心の部分に関心
を持って、医師等は手術的なおよび他の腫瘍治療手順を
実行するが、現存する方法では所定の時間に身体内の所
望される位置を確定することができるのには技術不足で
ある。例えば米国特許第4,583,538号明細書（Onik,et a
lによる）には、患者の皮膚上に配置されてCT走査のス
ライスで確認されることができるような位置付け装置が
記載されている。基準点はCT走査上の点と正確に相互に
関連する装置上の位置から選択される。CT走査上の位置
付け装置の計測はそのとき患者上の装置に相互に関連す
る。

患者の頭骨を覆って適合するフレームを記載する米国
特許第4,341,220号明細書（Perryによる）に示されたよ
うな外部装置が、これらの問題のいくつかを正確に解決
しようとする試みにおいて利用されてきた。フレームは
３つのプレートを有し、各プレートは４つの側面の内の
３つ上に複数のスロットを形成する。スロットは長さを
変えられ、そして長さに関して連続的に並べられる。フ
レームの座標は、スロットの高さの変化に対応してフレ
ーム上に形成され見出だされる。頭骨および脳のスライ
スがイメージ装置によって採られるとき、スライスによ
って形成された平面は３つのプレートを横断する。スラ
イス内の完全なスロットの数は各プレートにつき数えら
れて、脳の標的となる場所の座標を確定する。したがっ
て、１つのCT走査のみが標的の座標を正確に定めるため
に必要とされる。

他の試みでは、組織体の中へ挿入するためのカテーテ
ルの使用が含まれてきた。例えば米国特許第4,572,198
号明細書（Codingtonによる）には、磁界を励起する或
いは弱めるためにチップ内にコイル巻線を備えたカテー
テルが記載されている。弱い磁界はNMR装置によって検
出され、それ故にNMR装置に関してカテーテルチップの
位置が正確に指摘される。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 出願人の発明は、これまで使用されてきた描画装置に
関して上述された多くの欠陥を大幅に解決する。本発明
は、異なった時刻に異なったイメージ様式から採られた
としても、異なった時刻に採られた走査が前の走査とほ
ぼ同一のイメージを生成することを確実にするための方
法および装置に関する。これは、組織体内のいかなる変
化をもより正確に査定することを確実にする。結果とし
て医師は、頭蓋の空洞内に位置する腫瘍の、或いはその
断面の、サイズ、位置および密度を確定することができ
る。

この能力は、レーザ技術のようなそれら健康な組織を
冒さない手法によって、特に腫瘍を除去する或いは別の
方法で排除する際の手術手法の使用の魅力を高めるであ
ろう。腫瘍の位置およびサイズを正確に規定する能力を
有することによって、レーザビームは腫瘍上に直接焦点
を合わせることができる。手術手法の一部として断続的
な走査は、手術の結果として腫瘍が移動したか或いはそ
のサイズが実質上変化したかを確定することができる。
レーザ或いは他の手術用具はそれにしたがって調整され
ることができる。本発明によって生成された正確なイメ
ージ技術のため、医師は手術中に冒される健康な組織の
量を最小に抑えることを確信し得る。

ここに記載された本発明によって採用された方法は、
基準挿入物或いは挿入物を利用して、描画装置或いは他
のコンピュータと協同する平面を形成し、および特に描
画装置のデータ処理能力を利用して次の走査が最初の走
査中に採られたものとほぼ平行なスライスを結果として
生じることを確実にする。基準挿入物は頭蓋冠の中の皮
膚の真下に挿入され、そして互いに十分に間隔を置かれ
て平面を形成する。これらの挿入物を挿入された患者は
従来の方法で走査装置内に入れられ、そして走査されて
頭蓋の空洞を通る予め定められたパスに沿って、所定の
厚さの連続的で平行なスライスのイメージを提供する。

走査が行われるとき、各基準挿入物の一部或いはすべ
てを適応させるために１つ以上のスライスが必要とされ
るであろう。描画装置或いは他のコンピュータのコンピ
ュータ的特徴は、スライスの任意の選択された平面と基
準挿入物によって形成された平面との間の空間的関係を
考慮に入れるであろう。この能力のため、ちょうど良い
ときに異なった箇所で、異なった角度での次の走査にお
いて採られたイメージは、最初に採られたスライスとほ
ぼ同一であるように再構成される。

この目的のための基準挿入物は特別な形態をしてお
り、そして頭蓋への挿入が可能であり走査装置によって
検知されることができるような材料から作成される。こ
こで記載される基準挿入物は、挿入の際に頭蓋の空洞に
まで達するひびが入ったり或いは拡げられたりするよう
な頭蓋へ悪影響を決して与えないことを確実にする形態
である。或いは頭蓋と皮膚との間に十分に露出されて組
織体の外観を歪めるようなこともまたない。さらに基準
挿入物は、少なくとも皮膚と頭蓋との界面で頭蓋の部分
の上に配置され描画装置によるイメージ作りを容易にす
る。少なくとも挿入物の一部分は、例えば頭蓋の空洞か
ら採られたスライスが挿入物の大きさの中央に配置させ
るために使用されることができるように、断面が対称型
である。これは、挿入物イメージを基準点として使用す
る際に後に続く検査の次のスライスを適切な位置および
方向に変換されることを正確に保証する。

上記では、従来の技術のある欠陥および本発明の利点
が記載されてきた。他の利点は以下の好ましい実施例の
詳細な記載から認められることができる。

（実施例） 第1a,1b及び1c図では、イメージシステムによって検
知される人体用基準挿入物10が示されている。基準挿入
物は第１の部分12と第２の部分14とを具備している。第
１の部分12は（皮膚の真下に位置するときに）イメージ
システムによって検知されるような形態である。第２の
部分14は骨を損傷することなく皮膚の真下の骨に固定さ
れるための形態をしている。第１の部分12は、イメージ
システムによって検知されるために十分に大きく、そし
てそのための材料から作られ、そして皮膚と骨との間の
界面に配置されるときに皮膚の歪みを最小にするために
は十分に小さい。第１の部分12はまた、球面状であり且
つ第２の部分14を骨に固着するため道具と協同して働く
ための表面を形成するような少なくとも１つの部分（例
えば、窪み16の様な）をも有する。加えて、人間の組織
体の部分の中に３つの基準挿入物10を配置することは、
最初の時、すなわち最初の検査において採られたイメー
ジを複製にするためにイメージシステムによって採られ
た組織体の部分の特定のイメージスライスの再生を可能
にする。これは、医師が対象となる組織体を示す選択さ
れたスライス上で治療の進行を正確に追跡することを可
能にする。

さらに３つの基準挿入物10の存在は、外部座標系に関
して標的（例えば腫瘍）を確認することを可能にする。
標的を備えた組織体の部分はそのとき、例えばロボット
的に、操作され得る或いは正確に照射され得る。

少なくとも２つの別の時間でのイメージスライスを正
確に比較することを可能にするために３つの基準挿入物
10はまず、対象となる所望された範囲で患者の身体の中
に挿入される。そこで患者はイメージシステム内に入れ
られ、そして一連の断面スライスのイメージは例えば対
象となる第１の標的である腫瘍の容積を含めて得られ
る。得られたイメージデータから、３つの基準挿入物の
場所が定められそして内部座標系はそれらに関して形成
される。もしそのように所望されるならば、イメージデ
ータはさらに再構成されることができ、イメージ周期中
に最初に得られるのとは異なった方向を有するイメージ
スライスを示す。これらのイメージスライスを表す診断
情報に依存して、患者に対する手術、化学療法或いは放
射線治療法に関する適切な決定が為され得る。イメージ
データはまたCT、PET或いはNMRのような異なったタイプ
の複数のイメージからも使用されることができて、組織
体の同一のものであるが異なった特質が強調されている
から画面が得られる。

もし後で別のイメージデータを得ることが所望される
ならば、そのとき患者はイメージシステムに戻されそし
てイメージデータを得るための手順が繰り返される。基
準挿入物10は第２のイメージセッションに関して配置さ
れ、同一の内部座標系は挿入物10に関して形成される。
同一の内部座標系が第２のイメージセッションに関して
形成されると、内部座標系およびそのイメージの平行移
動および回転は、第１のイメージセッションで作成され
た座標系に関して確定される。（例えば、第３、４及び
５図参照）診断のために使用される第１のイメージセッ
ションから確認されるイメージスライスは第２のイメー
ジセッションから補われる。１つは第１のイメージスラ
イスから、もう１つは第２のイメージスライスからであ
る２つのイメージスライスはそのとき比較されて、たと
えあるとしてもわずかな患者の組織体内に生じた変化を
確定する。

さらに特に３次元の非同一線上の座標系は、完全に規
定された３つの区別された非同一線上の点を必要とす
る。もし３つ以上の確認できる点があるならば、システ
ムは過剰に決定されそして３つの点が座標系を形成する
ために選択されねばならない。もし確認できる区別され
た点が３つ以下であるならば、システムは決定されず、
１つ或いは２つの確認できる点に対する位置は規定され
ないであろう。

３つの区別された点の既知の位置は、その上に直交座
標系が創設されるような平面を同定する。もし３つの点
が身体内で時間外（over time）で互いに対する位置に
固定されるならば、時間内（in time）にもまた固定さ
れるような座標系が創設され得る。時間外に人体に対す
る固定された内部座標系を形成する能力は重要な結果を
持つ。身体内のある位置に関して時間外で適所に固定さ
れた完全に形成された内部座標系は、少し列挙すればCT
走査、NMR走査或いはPET走査のようなイメージシステム
の中に採られた身体の継続的なイメージの比較を可能に
する。さらに正確には、これらの比較は診断医が予め定
められた位置で身体内に生じたたとえあるとしてもわず
かな変化を見ることを可能にする。

身体に対する固定された座標系を利用することによっ
て、時間外で同一の座標を比較することができる。しか
し、組織即ち身体組成物が時間外に座標の予め定められ
たセットに対する位置に固定される必要はない。時間の
経過後、組織は移動しており変化は引き続く手術に共通
ではない。それにも拘らず、同じ座標で異なった時刻で
の組織の種々の特性（イメージのタイプに依存する）を
比較する能力は診断の目的に対して非常に有利である。

原則的に、座標系を形成するための（必要とされる）
３つの点は様々な方法で選択されることができる。脳或
いは頭部の範囲に関する１つの実施例では、２つの耳と
１つの歯、或いは２つの耳と鼻が３点を構成し得る。そ
の代わりに頭骨のイメージスライスは、３つの点が選択
されて身体に対する座標系を創設するであろう点のセッ
トを提供することができる。好ましくは、身体内に挿入
されそして走査の際に高いコントラストのイメージを作
り出すような３つの基準点が、座標系を形成するための
最も信頼度の高い方法を提供する。理想的には３つの点
が、分析される身体の同じ適切な領域内にあるべきであ
り、またCT描画装置およびNMR描画装置のような異なっ
たイメージシステムによって確認でき且つ計測できるべ
きでもある。このようなシステムの使用は引例としてこ
こに含まれている米国特許第119,353号別出願明細書
（米国特許第4,991,579）に詳細に記載されている。

３つの基準挿入物10の配置は評価される組織体の部分
に依存する。基本的に３つの基準挿入物10は、それらが
容易に確認できそしてその位置が時間外で互いに関して
固定されるように３つの位置に配置される。例えばもし
頭骨および脳の研究が企図されるならば、挿入物10aは
毛の生え際の真上の頭骨18の中央線上に配置され、他の
２つの挿入物10b,10cは中央線挿入物10aの後方の位置の
中央線の右側と左側にそれぞれ配置されることが好まし
い。第2a図および第2b図には、頭骨19の正面図および平
面図がそれぞれ示されている。対象となる領域の別の例
は胴部であり、そこでは１つの基準挿入物10が胸骨の中
央線上に配置され、他の２つの基準挿入物10は肋骨内で
縦方向に右側と左側それぞれで配置されている。或い
は、１つの基準挿入物10は扱いにくい方法によって中央
線内の脊椎に配置されることができ、そして他の２つの
基準挿入物は腸骨の頂の左右にそれぞれ配置される。

イメージ装置は、配置されることができる区域内の他
のいかなる位置にも関連する固定された軸を提供する。
結果として、基準標識の位置およびこれらの標識が形成
する座標系は、イメージ装置に関連して配置されること
ができる。本発明の特徴は、将来の基準のために記録す
るイメージ装置に関連して標識の位置付けを可能にす
る。継続する走査では、患者の位置はイメージ装置に関
連して変化させることができる。この新しい位置は、基
準標識をイメージ装置に関連して配置することによって
およびそれを先に記録された位置と比較することによっ
て計測されることができる。比較技術は継続的な走査の
イメージを先に記録された尺度に対応する位置へ再度位
置付けることを可能にするので、イメージスライスは先
に記録されたスライスと常に一般的に同一の断面であ
る。

実際の操作では、これらの位置は座標系によって形成
され、そして以下で論議されるように平行移動および回
転によってこれらのシステムの位置付けが達成される。

基準挿入物10が適所に配置されて座標系が形成される
と、同一の組織体の容積領域である継続的なイメージが
比較されることができる。例えばもし脳のイメージが採
られるならば、人間の頭部は前のイメージセッションで
のその位置の下方に、上方に、或いは側部に（第３図参
照）置くことができる。頭部は前のイメージセッション
（第５図参照）と比較されるように回転および平行移動
されても良い。頭部が異なって位置付けられるその理由
に拘らず、脳内の固定され完全に形成された内部座標系
を利用することによって、脳の前の点或いはスライスイ
メージが継続的な情報から位置付けられることができ
る。これは第６図に示されるように、第１の検査におい
て３つの基準点によって形成された面の位置および方向
と第２の検査のときに３つの基準点によって形成された
同一の平面の位置および方向とを比較することによって
達成される。説明を単純にするため座標系の原点は所定
の基準点に配置される。２つの異なった時刻に同一の基
準点（原点）の間の距離、すなわちｘ、ｙ、ｚ方向で計
測することによって、他の座標系に関連する１つの座標
系の原点の平行移動が得られることができる。（第5a,5
b及び5c参照） いかなる点も、所定のデカルト座標系の平行移動およ
び回転によって得られることができる。いかなる点も獲
得され得るので、いかなる平面も獲得されることができ
る。何故なら、平面は点のセットから構成されるからで
ある。例えばもし所定の点が時間外に見ることを所望さ
れるならば、そのとき点の座標は第１の時刻に関連して
確認される。第２の時刻に関する第１の時刻での座標系
に対応する平行移動および回転の情報はそのとき第１の
時刻での点に印加されて、第２の時刻の座標系内の確認
される点の座標を指示する。第２の時刻に関係するイメ
ージデータはそのとき探索されて、所望された点を見出
す。しかしこれは、時間を関数として座標系内の同一の
点を得るための多数の実現可能な方法の内の１つであ
る。

同様に平面或いはスライスイメージ位に対して、同じ
手順がスライスイメージを作成する点のセットの各点に
応用される。所望された点はそのとき、第２の時刻での
座標系に対応するイメージ情報の中で探索される。関連
するイメージ情報にあるすべての点が確認されると、そ
れらは再フォーマットされて、第１の時刻での座標系に
関係する所望されたイメージスライスに対してできるだ
け近接するイメージスライスを生成する。当然ながら、
医師によって最初のイメージスライスから選択されたス
ライスの位置は基準挿入物に関連して決定されねばなら
ない。この端部に対しては、好ましくはシステムのｚ座
標すなわち高さ座標が誘導されねばならない。これはイ
メージセット内のいかなるスライスにも関連して為され
ることができる。例えば、第１の基準挿入物を含むスラ
イスが選択されることができる。

理想的には、再フォーマットするステップは第２の時
刻のイメージスライスからイメージ点を採り、そしてそ
れらを一緒に整列し、そして第１の時刻の所望されたイ
メージスライスに対してできるだけ類似しているイメー
ジスライスを生成する。しかしながら実際は、再フォー
マットされたイメージの生成のために必要とされる点は
かなりしばしば存在しない。何故なら、イメージスライ
スは例えば点の上方および下方で採られるからである。
この場合、所望されたイメージスライスが準備され得る
ように得られなかった点の属性を推定するために内挿法
が使用されねばならない。例えば、内挿法の１つの単純
な方法は、実在しない所望された点に最も近接した２つ
の既知の点を利用する。これらの２つの既知の点はまた
それらの間に所望された点を中にしてできるだけ互いに
向かい合わせて近くにする、それ故にそれらの平均は所
望された点のイメージ値に近付く。例えば、もし１点に
関連したイメージの強度が１乃至10単位の尺度で言えば
６単位であり、第２の点の強度は４単位であり、そして
その２つの点が所望された点から基本的に等しい距離に
あるならば、所望された点は５単位のイメージ強度値に
割り当てられる。第６図を参照すると、上述の方法全体
を記載するフローチャートが示されている。

もし内部座標系が異なった時刻にまったく同じように
配置されるならば、内挿法は回避されることができ、イ
メージデータが得られる。これはイメージデータが得ら
れるときはいつでも３つの基準挿入物10を正確に同じ位
置にあるようにすることによって達成されることができ
た。例えばＸ線機械、或いは外部座標系に関連して身体
内の基準挿入物の位置を示すような以下に論議される方
法を有することによって、そしてイメージが生じる第１
の時刻で挿入物がどこに配置されるかを知ることによっ
て、身体は同一の正確な位置に動かされることができ
る。身体を適切な位置に動かす方法の１つは、３次元の
動きを有するテーブル或いはプラットフォームによる。
そのとき座標系がプラットフォームに関連して身体内の
どこにあるかを知ることにより、プラットフォームは上
下前後に動かされおよび／または回転されて、内部座標
系がイメージデータが得られた第１の時刻にあったと同
じように正確に配置されるようになる。

第６図を参照してかいつまんで説明すると、その手順
は以下のステップから構成される： 1.基準挿入物を最初の検査のイメージセット内に配置す
ること、および内部座標系を創設すること； 2.最初のセットで対象となるスライスの選択； 3.基準挿入物によって確定された座標系と選択されたス
ライスとの間での平行移動の距離の確定； 4.引き続く調査では基準挿入物の位置付け； 5.座標系内のオイラー角の確定； 6.最初のシステムで選択されたスライスに対応する変換
されたスライス内の各点の座標の確定； 7.軸方向での内挿法を使用しての各点における強度値の
確定。（軸方向は描画装置テーブルの動き方向として規
定される）。

イメージデータの処理を実行するための多くの異なっ
たハードウェアおよびソフトウェアの実施例があるが、
各例は以下のような機能によって分類される： （１）断面イメージの迅速な再構成を促進するハードウ
ェア； （２）操作者対話的イメージディスプレイ； （３）イメージ用記憶装置； （４）イメージ用ハードコピー能力。

１つの実施例は現存するコンピュータおよびその周辺
機器を利用して、再フォーマットされたイメージを発生
させる。

別の実施例はその中でイメージが各描画装置から供給
されるような独立システムを利用し、そして独立システ
ム内で比較分析を実行する。描画装置のコンピュータ部
分全体は、すべてのタイプのイメージを提供するため
に、基本的に全く同一にされ供給されたデータ入力のた
めの多様なオプションを加えていなければならない。ハ
ードコピー能力はまたその中でマトリックスカメラのよ
うなものが所望され得る。何故なら、永久記録は診断医
にとっては価値がないからである。

独立システム或いは現存システムのどちらかが上述の
再フォーマットの実行に応じて修正され、イメージは以
下のような２つの部分を有するファイルとして記憶され
るのが好ましい：（１）患者の人工学的データおよび検
査自身に関する情報、すなわち照射線量或いはイメージ
処理手順の技術的パラメータを含むヘッダ； （２）イメージマトリックス。これらの２つの部分は一
時的に（通常は２日間）磁気ディスクドライブに記憶さ
れ、それから磁気テープ或いはフロッピーディスクのよ
うな永久記憶媒体に移動されるのが好ましい。このファ
イル構造に加えて、サブファイルが計算の結果を含めて
加えられても良い（例えばオイラー角が加えられても良
い）。

第７図に示されるように、装置100は描画、信号処
理、そして時間外に比較されることができるような身体
内の基本的に同一の座標のイメージを提供するのに、或
いは腫瘍のような標的の位置を提供するのに必要なディ
スプレイを実行する。このような装置100はイメージデ
ータを供給する描画装置102を具備し、そしてプログラ
マブルコンピュータ104によって制御される。イメージ
データは、技術的に公知であるとおりに患者107の周り
に近接して配置された描画装置102内の源106から得られ
る。イメージデータは上述のように信号処理を経験し、
所望されたイメージはディスプレイ108上にディスプレ
イされる。加えて、操作者の対話は操作者制御パネル11
0を通して達成されることができ、そして標的の座標は
放射線療法の応用のための標的ディスプレイの座標112
にディスプレイされることができる。

装置100は以下のような方法で動作する。いくつかの
基準挿入物10が患者107内の対象となる範囲、例えば頭
骨18内に挿入される。基準挿入物10が固着されると、患
者107はそのとき描画装置102の操作範囲内に配置され
る。一連のイメージスライスはそのとき従来の方法で走
査を実行することによって作り出される。これらのイメ
ージスライス（“イメージ走査”）はそのときプログラ
マブルコンピュータ104のデータベースライブラリー内
に記憶される。

装置100は、イメージ走査（或いはこれらの走査のス
ライス）が患者107の最も最近得られたイメージ走査に
対してディスプレイ或いは比較するための新しいイメー
ジに変換されることを可能にする。下記には、イメージ
走査が磁気テープのようなあるタイプのデータ記憶装置
の中へ記憶されるときのプログラマブルコンピュータ10
4の動作が記載されている。

プログラマブルコンピュータ104の動作はウインドウ
ベースである。コンピュータ104は記録テープを読み且
つデータベースライブラリーの中へ書き込み、データベ
ースから見るためのイメージを読み、そして変換および
他の関連する機能を計算し且つ実行する。その動作は
‘C'プログラム言語で実行され、そして例えばSunOS Re
lease4.0動作システムを使用するSUN Microsystem社に
よって製造されるSUN workstationによって駆動される
ことができる。

データベースライブラリーは、容易にアクセスできそ
してデータの完全性を保持するような分類体系的なフォ
ーマット内にある。データベースライブラリーは各患者
に対して１つの患者登録簿を具備する。各患者の登録簿
の下に、その患者から採られた各イメージ走査に対して
１つの走査登録簿が存在する。走査登録簿は複数のデー
タファイルを具備し、それは端末スクリーン上にイメー
ジ走査或いはイメージ走査のスライスを再生するのに必
要なすべてのデータを具備している。

データライブラリーにアクセスすることはコンピュー
タ104の読み／書き能力を介して達成される。使用者
は、コンピュータ104に（磁気テープのような）記憶部
から患者のデータを読み取らせ、そしてそれをデータベ
ースライブラリーに書き込ませる。使用者はまたデータ
ベースライブラリーに含まれたイメージをディスプレイ
でき、そしてそのときディスプレイ108上にディスプレ
イされ得る新しいイメージにそれらのイメージを修正或
いは変換させる。

上述のデータアクセス動作は第９図にフローチャート
として例示されている。標準的な磁気テープのようなデ
ータ記憶装置には、ステップ301での走査処理中に生デ
ータが搭載される。コンピュータ104はデータ記憶装置
或いは描画装置102自身からのいかなる所定のデータフ
ォーマットをも事実上読み取るようにプログラム可能で
ある。入力ステップ303を参照すると、使用者はそのと
きどのデータフォーマットが使用されるか、およびデー
タ記憶装置からのどのイメージ走査或いはイメージ走査
のスライスがデータベースライブラリーに転送されるか
を指示する。コンピュータ104はそのときステップ305に
おいて、データ記憶装置からのデータフォーマットをコ
ンピュータ14によって使用できるフォーマットに変換す
る。このフォーマットの変換はデータを変化させること
はないが、そのデータをコンピュータ104に対して適切
なような形式に再配置することのみは実行する。再フォ
ーマットされたデータはそのときステップ308でデータ
ベースライブラリーの中に書き込まれて、将来使用する
ときのために記憶される。

スライスを見てそして変換するためのコンピュータ10
4の動作は、第10a図および第10b図のフローチャートに
よって例示されている。使用者はまず入力ステップ310
で画面オプションを選択するので、データベースライブ
ラリーはアクセスされてディスプレイステップ314でス
クリーン上にディスプレイされる患者のメニューを検索
する。使用者はそのとき入力ステップ316で患者および
その患者のイメージ走査を選択し、そしてイメージ走査
をディスプレイ108の２つのディスプレイスクリーンの
両者に（入力ステップ318で）割り当てる。ディスプレ
イステップ320では、患者の名前、I.D.、および走査の
名前が選択されたディスプレイスクリーンの下にディス
プレイされる。決定ステップ322では、使用者は今イメ
ージ走査のスライスをディスプレイするためのオプショ
ンを有する。使用者がそのように選択したと仮定する
と、使用者はそのとき入力ステップ324でどのスライス
を見ようとするかを入力する。これは、適切なスライス
の数を選択することか或いは小規模にディスプレイされ
そしてグループから個々のスライスを拾うようなスライ
スのグループを選択することによってかのいずれかによ
って為される。スライスはその時ディスプレイ326で適
切なイメージスクリーン上にディスプレイされる。

使用者はそのとき決定ステップ328で、ディスプレイ
されたスライスの中に疑似基準を挿入するというオプシ
ョンを有する。疑似基準は実際の基準標識に加えられた
基準点を発生させたコンピュータである。これらの付加
的な基準点は、変換を計算し且つ実行するために後に使
用されることができる。もし使用者がこのオプションを
実行するように選択するならば、疑似基準の形状、サイ
ズ、およびその位置は入力ステップ334に入力される。
適切な入力が為された後、ディスプレイステップ330で
はコンピュータ104が疑似基準をディスプレイスクリー
ン108上のスライス上に重畳するであろう。使用者は挿
入処理を繰り返すことができ、そしていかなる所定のス
ライス内にも９つまでの疑似基準を挿入することができ
る。

使用者はそのとき決定ステップ336で、疑似基準およ
び実際の基準の両者を含めたいかなる基準をもスライス
内に“配置”するように選択できる。位置付け処理の目
的は、基準の正確な中心を確認することであるので、コ
ンピュータは変換を計算および実行するときにこれらの
座標を使用することができる。基準の中心はステップ33
8で使用者の手によって確定される。使用者はカーソル
を基準の中央に動かしそして適切なボタンを押すことに
よってこの基準の中央を指示する。基準は１つ以上のス
ライス内の区域を占有することができる３次元目標であ
るので、使用者がいかなる特定のスライス上の基準の中
心をも線泣するだけでなく、この特定の基準の中心を通
る特定のスライスを選択することも重要である。使用者
が中心を選択した後、ステップ340においてコンピュー
タ104は将来の基準のために基準に番号を付け、そして
その座標を記録する。使用者は所望されるだけ多くのス
ライス内の他の基準を位置付けることができる。

使用者が基準を挿入および／または基準をスライス内
に位置付け、或いはそうしないように選択した後、使用
者はそのときこのイメージ走査内のいかなる他のスライ
スをもディスプレイできそして同じ処理（パス341にし
たがって決定ステップ322に戻る）を繰り返すことがで
きる。選択されたイメージ走査のスライスを見た後、使
用者はそのとき、使用者は同時に見るために別のイメー
ジ走査を選択するというオプションを有するような決定
ステップ342に進むことができる。もし同時に見ること
が選択されるならば、コンピュータ104の動作はパス343
にしたがってディスプレイステップ314に戻り、そして
別のイメージ走査が選択される。第２のイメージ走査は
ディスプレイ108の第２のディスプレイスクリーンに割
り当てられることができ、それによって使用者が同時に
第１および第２の両者のイメージ走査を見ることがで
き、そしてその２つのイメージ走査を比較することがで
きる。

使用者が１つ或いは２つのイメージ走査を選択しそし
てそれらの中に基準を位置付けた後、パス345は使用者
が変換を計算するというオプションを提示されるような
決定ステップ344に戻される。決定ステップ346は使用者
が、１）１つのディスプレイされたイメージ走査の第２
のディスプレイされたイメージ走査上への変換を計算す
るために、或いは２）使用者が入力するであろうような
テストパラメータによって１つのディスプレイされたイ
メージ走査の変換を計算するために、選択することを可
能にする。もし使用者が使用者自身のパラメータ（パス
347）を入力するように選択するならば、変換に関連す
る３つのオイラー角が入力ステップ348に入力される。
そこでこれらのパラメータはイメージ走査データと共に
（ステップ50）、変換が実行されるまでパラメータがそ
のままであるであろうデータベースライブラリーに記憶
される。

その代わりに、もし使用者が１つのディスプレイされ
たイメージ走査の他のディスプレイされたイメージ走査
への変換を計算することを選択したならば、パス351が
追従される。入力ステップ352では、使用者はどのイメ
ージが変換されるべきかを選択し、そしてそのイメージ
内の３つの基準を主要な基準としてラベル付けする。こ
れらの３つの主要な基準は先に位置付けられねばならな
い。コンピュータ104はこれらの基準の座標を使用し
て、イメージ走査の容積全体に対する座標系を確定す
る。使用者はそのとき（第１のイメージ走査がこれに変
換される）第２のイメージ走査に進み、そして第２のイ
メージ走査内の対応する３つの基準をラベル付けする。
各走査内の適切な基準がラベル付けされるのでコンピュ
ータ104が変換を適切に計算できることを確実にするの
は使用者の責務である。

使用者はそのとき、オイラー角からすると変換が何で
あるかに関するおおよその推測を入力する。開始点とし
てこの推測を使用して、コンピュータ104はステップ356
で正確な変換を計算する。この計算は、変換が結果とし
て３つの主要な基準および変換されたイメージと変換さ
れたイメージ内の３つの主要な基準との間で座標が調和
することを生じさせるまで、オイラー角を繰り返し改良
するようなアルゴリズムの試行錯誤の方法によって実行
される。コンピュータの変換はそのとき、データベース
ライブラリー内の各イメージ走査のデータと共に記憶さ
れる。

変換が計算されそして記憶された後、使用者はそのと
き決定ステップ358でそれを実行するというオプション
を有する。ステップ360での変換の実行は、上記で概略
されたような数学的処理を含む。簡単に言えば、イメー
ジ走査内のすべてのスライスは１つの容積に組み立てら
れて標準化される。スライスは個々にその厚さが均一で
なく、それ故にぎざぎざの縁を有する。それ故にスライ
スは一緒に正確には合わさらず、ぎざぎざの縁が適切に
合わない様な所ではそれらの間に穴が開いた状態にな
る。コンピュータ104は、最も近接した利用可能な点の
間に内挿することによってイメージ走査容積内のこれら
の穴を埋め、このようにして穴に対する適切なデータを
概算する。

すべての穴が埋められそしてイメージ走査容積が完全
になるとき、変換が進められ得る。イメージ走査容積全
体は３つの主要な基準から指示され、そして新しいスラ
イスの角度は先に計算されるか入力されたオイラー角に
準じて選択される。イメージ走査容積はそのときこの角
度で均一にスライスされ、そして変換の新しいスライス
データは原点のイメージ走査の古いデータを置換する。
メモリ区域を保護するためにコンピュータ104は、もし
必要ならばデータ記憶装置から読み出され得る古いデー
タを排除することが好ましい。変換されたイメージ走査
は原点のイメージ走査が割り当てられるような同じスク
リーンに割り当てられる。使用者は今、変換されたイメ
ージ走査のスライスと決定ステップ362およびパス343で
変換されたイメージ走査のスライスとを比較できる。見
ることおよび変換処理全体は所望されるように繰り返さ
れることができる。

第９図および第10図のフローチャートによって概略記
述された機能に加えて、コンピュータ104は複数の付加
的な特徴を有する。距離計測機能は使用者に、イメージ
走査容積内のいかなる距離の計測をも可能にする。使用
者はただ、任意の所定のスライス上の点Ａと任意の所定
のスライス上或いはイメージ走査容積内の他の任意のス
ライス上の点Ｂとを選択すれば良い。コンピュータ104
はその２点間の距離を計算しそして結果をディスプレイ
するであろう。コンピュータ104はまた、使用者がディ
スプレイされたスライスのいかなる目立つ点の周囲のラ
インをも追跡できるような追跡機能を具備する。使用者
はまた、２つのイメージスクリーン上にディスプレイさ
れた１対のスライス上で同時に追跡するための追跡機能
を使用することもできる。追跡および距離計測の機能
は、患者107内に見られる腫瘍或いはその他の目立つ点
の相対的なサイズを正確に計測および比較することがで
きる。これは、患者の状態の改善か或いは衰微のより効
果的な評価を導く。

身体の完全に規定された内部座標系を利用する応用
は、放射線療法に関連する。放射線療法に対しては、外
部座標系の放射性ビームの配置が内部座標系にに関連せ
ねばならない。第５図を参照すると、ここでは外部座標
系は未準備システムとして見なされ、そして内部座標系
は準備されたシステムとして見なされることができる。
点Ｐは腫瘍の点の位置を表すことができる。この状況で
は、準備された座標系内の点Ｐの実際の距離および位置
と、準備された座標系内の原点の位置Ｓとが重要であ
る。もし点Ｐが内部座標系すなわち準備された座標系に
関して知られており、準備された座標系が外部座標系す
なわち未準備座標系に関して知られており、そして回転
のオイラー角が知られているならば、そのとき点Ｐの位
置は外部座標系に関して知られることになる。例えば第
７図を参照すると、放射線療法および手術では、内部座
標系Ａが外部座標系Ｂに関してどこにあるかを知ること
が多く用いられている。放射線療法では、もし腫瘍の位
置が内部座標系に関して知られており、内部座標系が癌
細胞を殺すためのＸ線機械のような放射線源20を有する
外部座標系に関して知られているならば、そのとき放射
線は腫瘍のみに適用されることができ、そして腫瘍の容
積のみに集中することができるように提供される。これ
は、放射線療法士が身体内の腫瘍の多様なイメージを見
る際の、そして好ましくは腫瘍のみに放射線を照射する
ように放射線源を配置しようとする際の推測的な仕事を
取り除くであろう。内部座標系内の腫瘍の位置は、例え
ば第１のイメージセッションによって確認されることが
できる。そこからのデータは、腫瘍の位置が知られるよ
うに所望されるときおよび組織体のイメージを再度採ら
ねばならないようには所望されないときに呼び戻すこと
ができるように媒体内に記憶される。

例えば腫瘍のある身体32の特定の位置に放射線照射を
達成できる１つの方法は、その基板36が外部座標系Ｂの
原点（0,0,0）として選択されることができるロボット
アーム34の使用を含む。ロボットアーム34のチップ38は
センサ40を配置される。センサ40は金属検知器或いは超
音波検知器或いは身体32内の基準挿入物10の位置を感知
できるようないかなる機器でもあり得る。もし基準挿入
物10が頭骨18内に配置されそしてその中に腫瘍が存在す
るならば、ロボットアーム34のチップ38内のセンサ40
は、頭骨18内の基準挿入物10に接触するまでアーム34に
よって動かされる。ロボットアーム34の動きはコンピュ
ータ（図示されない）によって追跡されるので、アーム
34に関連するセンサ40、基準36、外部座標系Ｂの原点０
の位置を知ることができる。アームを追跡する手段は十
分に公知であり、それはアーム74のジョイント42の回転
或いは動きを検知しているアーム34の決定的な位置内の
センサ（図示されない）によって達成される。この情報
を、ロボットアーム34の構造の固定された長さの情報と
共にコンピュータに供給することによって、アーム34の
チップ38の位置は常に知られている。アーム34のチップ
38が頭骨18内の基準挿入物10上に位置するとき、基準挿
入物10によって形成された内部座標系Ａの位置は外部座
標系Ｂに関連して知られる。回転のオイラー角と内部座
標系Ａに関してコンピュータに知られている腫瘍の位置
を供給することは、外部座標系Ｂ内の腫瘍の位置を確定
する能力を提供する（第８図参照）。腫瘍の位置は例え
ば既に記憶されたイメージデータを通して内部座標系に
関連して知られており、そして基準挿入物10が適所に配
置されるとそれらはまた互いに関連して固定されるとい
う事実がある。放射線源30およびその照射しようとす位
置は、外部座標系Ｂに関連してコンピュータによって知
られている。腫瘍が外部座標系Ｂ内のどこに位置するか
という情報を有するコンピュータは、放射線源30を脳内
の腫瘍の位置に正確に照射させようとすることができ
る。一般に、外部座標系に関連する内部座標系内の点Ｐ
の位置は、上述されたように２つの座標系の原点の間の
距離が知られているときおよびオイラー角が知られてい
るときに確定される。

手術では、３つの基準挿入物によって形成された内部
座標系が、例えばレーザを組織を通して腫瘍に達するよ
うに追跡させることができる。手術教室に存在するイメ
ージシステムは、入力されたデータに基いてレーザをガ
イドもするようなコンピュータシステムに提供されるイ
メージデータを継続的に採るために配置される。レーザ
が組織を通るとき、イメージシステムを通して組織内の
変化が現れ、そしてその変化は固定された内部座標系に
関連して追跡されることができる。予め定められた位置
がレーザによって達成されるとき、或いは組織の予め定
められた位置がレーザによって除去されたとき、レーザ
を制御し且つイメージデータを処理するコンピュータ
は、レーザの動作を中断するであろう。

本発明の動作では、基準挿入物が患者内の適所に位置
された後、イメージデータが第１の時刻に採られそして
記憶される。時間内ではっきりと間隔をおいて、例えば
その後は毎年、患者はイメージシステムの位置或いはそ
れに類似した位置に戻って、引き続く描画を受ける。最
も最近受信されたイメージデータはそのとき、上述した
ように再フォーマットされて先のセッションの際に到達
したような身体上の同一の断面の高い忠実度のイメージ
を得る。先に述べられたように比較の目的は多数であり
得る：（ａ）療法なしに腫瘍の成長を単純に追跡するこ
とか、或いは（ｂ）放射線或いは化学療法のような療法
的処置の検証か、或いは（ｃ）手術的治療の追跡かであ
る。

放射線療法に関連する本発明の動作では、腫瘍はまず
患者の身体内で確認される。患者はそのとき、少なくと
も腫瘍領域が描画され得るようにイメージシステム内に
位置付けられる。イメージシステムは内部座標系内の腫
瘍の位置を位置付けるために使用される。イメージデー
タは例えばそのとき後の使用のために記憶されることが
できるので、腫瘍の位置が放射線療法が実行される度に
獲得されるような新しいイメージなしに確認される。患
者はそのとき放射線源の前に配置されることができ、そ
して放射線療法が行われる度に、記憶されるイメージセ
ッションからの情報が放射線源を操作するコンピュータ
に供給される。内部座標系は、例えば上述されたように
外部座標系内の既知の位置に関連して１つの基準挿入物
を配置することによって、外部座標系に関連して配置さ
れる。内部座標系の位置が外部座標系に関連して知られ
ると、腫瘍の位置は記憶されたイメージ情報から外部座
標系に関連して知られる。放射線源はそのとき、例えば
イメージおよび位置データを受信するためのコンピュー
タによって、身体内の腫瘍に向けられる。手術に関して
は、基準挿入物を利用して追跡される手順が放射線療法
に対して上述された手順と類似している。腫瘍が内部座
標系に関連して位置が定められ、そして内部座標系の位
置が外部座標系に関連して知られると、腫瘍が外部座標
系に関連して位置が定められる。手術機器はそのとき、
対話的モードにされたイメージシステムを備えたコンピ
ュータによって腫瘍にガイドされることができる。イメ
ージシステムは絶えずコンピュータに供給するようなイ
メージデータは、コンピュータに手術の進行および程度
を追跡させることができる。

代わりの例では、３つの基準挿入物10が内部座標系を
形成するのに必要最低限である一方、ｎ個の基準挿入物
10であっても良く、そのｎとは４より大きいかそれに等
しく且つ整数であるなら使用できる。ｎ個の基準挿入物
10を使用する利点とは、付加的な内部座標系が結果とし
て、イメージの明瞭度を最大にするための座標系を適切
に選択することによって描画装置から得られるイメージ
の明瞭度を増加させる点である。これは、例えば患者の
組織体の同一の部分に関係する磁気共鳴描画装置からの
イメージとCT描画装置からのイメージとの比較に関連し
て基本的に真実である。得られたイメージ内に存在する
たとえあるとしてもわずかな歪みに依存すると、３つの
基準挿入物10が、患者内に存在するｎ個の基準挿入物10
の中から選択されて患者に関連する最高の明瞭度を提供
する。内部座標系は、ｎ個の基準挿入物10の中のどの３
つの基準挿入物10が対象となる組織体の部分の最も明瞭
なイメージ或いは最良の画面を生成するような内部座標
系を提供するかを選択することによって確定されること
ができる。加えて、３つの基準挿入物10がｎ個の基準挿
入物10の中から選択されると、各イメージがこれらの３
つの基準挿入物10によって形成された座標系に関連して
生成されねばならないことを意味する必要はない。その
代わり、各イメージが患者の組織体のある部分に関連し
て生成されると、ｎ個の基準挿入物10があるために存在
する多様な座標系を再調査することができ、そして各イ
メージに対して最高の明瞭度を提供する座標系の選択が
為され得る。３つの基準挿入物10が選択されると、その
ときそれらによって形成された内部座標系がここに記載
されるように使用されることができる。

明らかに、本発明の多数の（付加的な）変換および変
化が上述の教示に照らして可能である。それ故に、添付
の請求の範囲内で本発明はここに特別に記載されたのと
は別な具合に実行されても良い。

【図面の簡単な説明】

第1a,1b及び1c図は基準挿入物の側面図および平面図で
あり、第1b及び1c図は第1a図の実施例に示されていない
ねじ構造及び六角キイ構造を示す、第２図は頭骨内の基
準挿入物の好ましい位置の概観を示す側面図および平面
図、第３図は互いに関連して平行移動した２つの座標系
のオフセット図、第４図は互いに関連して回転した２つ
の座標系のオフセット図、第５図、第5a図、第5b図、お
よび第5c図は互いに関連して平行移動および回転した２
つの座標系のオフセット図、第６図は身体に対する内部
座標系で２つの異なった時刻に同一のポイントＰを決定
することに関するフローチャート、第７図は本発明の好
ましい実施例の側面図、第８図は外部座標系に対して内
部座標系でポイントＰの位置を決定することに関するフ
ローチャート、第９図は本発明の実施例によるデータア
クセス実施のフローチャート、第10a図および第10b図は
本発明の実施例による変換処理を示す。 10,10a,10b,10c……基準挿入物、100……装置、102……
描画装置、104……プログラマブルコンピュータ、108…
…ディスプレイ、110……操作者制御パネル、112……標
的ディスプレイ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (73)特許権者 999999999 ジョン・エム・フイッツパトリック アメリカ合衆国、テネシー州 37205、 ナッシュビル、ロビン・ヒル・ロード 6301 (73)特許権者 999999999 ベンカテスワラ・アール・マンダバ アメリカ合衆国、テネシー州 37204, ナッシュビル、アパートメント ８，ウ ッドモント・ブールバード 910 (73)特許権者 999999999 スアン・チャン アメリカ合衆国、テネシー州 37212, ナッシュビル、アパートメント 12，フ ェアファックス・アベニュー 2120 (72)発明者 ジョージ・エス・アレン アメリカ合衆国、テネシー州 37205、 ナッシュビル、ウエストビュー・アベニ ュー 628 (72)発明者 ロバート・ジェイ・マシウナス アメリカ合衆国、テネシー州 37215, ナッシュビル、チッカリング・ウッズ・ レーン 6320 (72)発明者 ジョン・エム・フィッツパトリック アメリカ合衆国、テネシー州 37205, ナッシュビル、ロビン・ヒル・ロード 6301 (72)発明者 ベンカテスワラ・アール・マンダバ アメリカ合衆国、テネシー州 37204, ナッシュビル、アバートメント ８、ウ ッドモント・ブールバード 910 (72)発明者 スアン・チャン アメリカ合衆国、テネシー州 37212, ナッシュビル、アパートメント 12、フ ェアファックス・アベニュー 2120 (56)参考文献 特開 平２−1244（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) A61B 6/03

Claims (12)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】空間的標準標識として使用する３つの基準
   挿入物であり、前記基準挿入物が、描かれるべき組織体
   の或る部分に一つの平面を形成する様に空間的に互いに
   間隔を採って挿入される、前記基準挿入物と、 前記基準挿入物を通って採られ、組織体の前記部分の決
   まった厚さの平行な断面のスライスの幾つかを含む、前
   記スライスの第一のシリーズのイメージを採る為の手段
   と、 コンピュータが創出した少なくとも一つの標準点を前記
   イメージの第一のシリーズ内の少なくとも一つのスライ
   スに割り当てる事により追加の標準標識の第一のセット
   を配置する為の手段であり、その内の少なくとも一つが
   前記追加の標準標識の第一のセットからである３つの前
   記基準挿入物と前記追加の標準標識の第一のセットとか
   ら一つの平面を規定する為の手段と、 前記イメージに対応する前記データの第一のセットを前
   記基準挿入物により確立される面に関連して記憶装置内
   に記憶する為の手段と、 前記データに対応する前記イメージの第一のシリーズの
   少なくとも一つを前記記憶装置から使用者に見せる為に
   ディスプレイする為の手段と、 を具備する、組織体の或る部分を描画する為の装置。
2. 【請求項２】前記基準挿入物を通って採られる前記スラ
   イスの幾つかを含む、組織体の前記部分の決まった厚さ
   の平行な断面のスライスでイメージの第二のシリーズを
   採る為の手段と、 コンピュータが創出した多くの標準点をイメージの第二
   のシリーズ内の少なくとも一つのスライスに前記イメー
   ジの第一のシリーズ内で少なくとも一つのスライスに割
   り当てる事により追加の標準標識の第二のセットを配置
   する為の手段と、前記イメージの第二のシリーズに対応
   する前記データの第二のセットを前記基準挿入物により
   確立される面に関連して前記記憶装置内に記憶する為の
   手段と、を更に具備し、 前記ディスプレイする為の手段は前記データに対応する
   前記イメージの第二のセットの少なくとも一つの部分を
   前記記憶装置からディスプレイする事が可能であり、３
   つの前記基準挿入物と前記追加の標準標識の第二のセッ
   トにより規定される複数の平面に対応する複数のイメー
   ジをディスプレイする為の手段を含む、請求項１記載の
   装置。
3. 【請求項３】前記ディスプレイする為の手段が前記イメ
   ージの第二のシリーズの少なくとも一つと同時に前記イ
   メージの第一のシリーズの少なくとも一つのディスプレ
   イする為の手段を含む請求項２記載の装置。
4. 【請求項４】平行な断面のスライスの前記イメージの第
   一のシリーズと平行な断面のスライスの前記イメージの
   第二のシリーズとの間に変換角度を計算する為の手段を
   更に具備する請求項３記載の装置。
5. 【請求項５】前記変換角度を計算する為の手段が前記イ
   メージの第一のシリーズから第一のイメージを選択する
   為の手段と、前記イメージの第二のシリーズから変換さ
   れるべき第二のイメージを選択する為の手段と、選択さ
   れた第二のイメージ内の前記追加の標準標識の第一のセ
   ットと前記基準挿入物の３つにラベル付けをする為の手
   段と、前記第二のイメージの前記第一のイメージへの変
   換を計算する為の手段と、変換データをデータベースラ
   イブラリに記憶する為の手段と、前記第二のイメージの
   前記第一のイメージへの変換を実行する為の手段とを含
   む請求項４記載の装置。
6. 【請求項６】前記変換を計算する為の手段がイメージの
   第二のシリーズの全部を変換する事と前記イメージの第
   二のシリーズに対応するデータを前記データベースライ
   ブラリ内の前記変換に対応するデータと置き換える為の
   手段とを含む請求項５記載の装置。
7. 【請求項７】前記第一のイメージからのデータとの比較
   をディスプレイする為の前記手段を更に具備する請求項
   ６記載の装置。
8. 【請求項８】テストパラメータを入力する為の手段と前
   記テストパラメータによりディスプレイされる一つのイ
   メージの変換角度を計算する為の手段を更に具備する請
   求項３記載の装置。
9. 【請求項９】前記テストパラメータを入力する為の手段
   が変換角度と関連する３つのオイラー角を入力する為の
   手段を含む請求項８記載の装置。
10. 【請求項１０】標準標識として使用する３つの基準挿入
    物であり、前記基準挿入物が、描かれるべき組織体の或
    る部分に一つの平面を形成する様に空間的に互いに間隔
    を採って挿入される、前記基準挿入物と、 組織体の前記標準組織を含む前記部分の決まった厚さの
    平行な断面の、データの第一のセットを構成する、スラ
    イスのセットの第一のシリーズのイメージを採る為の手
    段と、 コンピュータが創出した少なくとも一つの標準点を前記
    イメージの第一のシリーズからの少なくとも一つのスラ
    イスに配置する為の手段と、 前記イメージに対応する前記データの第一のセットを記
    憶装置内に記憶する為の手段と、 組織体の前記部分の決まった厚さの平行な断面のスライ
    スで、前記標準標識に対応しデータの第二のセットを構
    成する空間内に複数の点を含む、イメージの第二のセッ
    トを採る為の手段と、 前記イメージの第二のセットからの少なくとも一つのス
    ライスにコンピュータが創出した少なくとも一つの標準
    点を配置する為の手段と、 前記イメージの第二のシリーズに対応する前記データの
    第二のセットを前記記憶装置に記憶する為の手段と、 前記データの第一のセットと前記データの第二のセット
    とに対応するデータをデータベースライブラリに転送す
    る為の手段と、 前記イメージの第一のセットの少なくとも第一のスライ
    スをディスプレイする為の手段と、 前記標準組織とコンピュータが創出した標準点との幾つ
    かを前記第一のスライスに集める為の手段と、 前記データの第二のセットの第二のスライスをディスプ
    レイする為の手段と、 前記標準組織とコンピュータが創出した標準点との幾つ
    かの３つを前記第二のスライスに集める為の手段と、 前記第一のスライス内の３つの標準標識とコンピュータ
    が創出した標準点とにラベル付けをする為の手段と、 前記第二のスライスに集められた前記３つの標準標識と
    コンピュータが創出した標準点とにラベル付けをする為
    の手段と、 前記ラベル付けをされた標準標識とコンピュータが創出
    した標準点に基ずいて前記第一のスライスの前記第二の
    スライスに関連するＡ変換データを計算する為の手段
    と、 前記変換データを前記データベースライブラリに記憶す
    る為の手段と、 前記第一のイメージに関する前記第二のイメージの空間
    的な変換を前記変換データを使って実行する為の手段
    と、 前記変換された第二のイメージをディスプレイする為の
    手段と、 を具備する、組織体を描画する為の装置。
11. 【請求項１１】前記データの何れかのセットから第一の
    点を選択する為の手段と、 同一のデータのセット内の第二の点を選択する為の手段
    と、 第一と第二のデータの点の間の距離を計算する為の手段
    と、 を更に具備する請求項10記載の装置。
12. 【請求項１２】或るスライスの或る点に関する或る連続
    する線を辿る為の装置であり、前記辿る為の装置が前記
    ディスプレイに結合されており、辿る事がスライスに沿
    ってディスプレイされ得る手段を更に具備する請求項11
    記載の装置。