JPH05192314A - 無線周波数電磁界で器具の位置および方向を追跡するための追跡システム - Google Patents

無線周波数電磁界で器具の位置および方向を追跡するための追跡システム

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JPH05192314A
JPH05192314A JP4233195A JP23319592A JPH05192314A JP H05192314 A JPH05192314 A JP H05192314A JP 4233195 A JP4233195 A JP 4233195A JP 23319592 A JP23319592 A JP 23319592A JP H05192314 A JPH05192314 A JP H05192314A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 Ｘ線を使用せずにカテーテル等の侵襲的な器
具の位置および方向を追跡する。 【構成】 侵襲的な器具１２０の端近くに送信コイル３
０を取付けて、ＲＦ電力源により駆動する。送信コイル
により発生された双極子電磁界を、関心のある領域のま
わりに配列された複数の受信コイル４０，１６０により
検出し、アナログ−ディジタル変換後、コンピュータ５
０で送信コイル（器具）の位置および方向を計算する。
計算した器具の位置および方向は記号１５２として診断
用画像上に重ねてディスプレイ１５０で表示する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はカテーテル、ガイドワイ
ヤ、生検針、内視鏡、腹腔鏡等のような侵襲的な器具を
身体の中に挿入する医用手順に関するものであり、更に
詳しくはＸ線を使用しないこのような器具の追跡に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】診断および治療上の医用手順の間に侵襲
的な器具の配置を監視するためにＸ線透視機械が日常的
に使用される。従来のＸ線透視機械はＸ線線量を最小に
するように設計されている。それにもかかわらず、いく
つかの手順は非常に長くなることがあり、患者に対する
累積のＸ線線量がかなりの量になることがある。担当の
医局員の長期間の被曝は更に大きな問題である。担当の
医局員はこれらの手順に定期的に参加するからである。
したがって、これらの手順の間のＸ線線量を低減するこ
とが望ましい。
【０００３】Ｘ線透視機械の使用のもう一つの限界はこ
の技術が事実上、射影的であり、単一の二次元画像が作
成されるということである。操作員は視野の中の物体の
深さに関する情報を得ることはできない。侵襲的な手順
の間にこの情報を得ることが望ましいことがしばしばあ
る。
【０００４】
【発明の概要】Ｘ線を使用しないカテーテルや他の侵襲
的な器具の追跡がＲＦ送信器およびＲＦ受信器を使用し
て行われる。ガイドワイヤ、カテーテル、内視鏡、腹腔
鏡、または生検針のような侵襲的な器具はその端の近く
に小さな送信コイルを取り付けるように修正される。こ
の送信コイルは低電力のＲＦ発生源によって駆動され、
双極子電磁界を作成する。この双極子電磁界は関心のあ
る領域のまわりに分布された受信コイルのアレー（配
列）の中に電流および電圧を誘起する。受信コイルから
のこれらの電圧信号はディジタル化され、追跡コンピュ
ータに送られて、分析される。追跡コンピュータは非線
形の繰り返し法を使うことにより、送信コイルの位置お
よび方向を求める。次に、この位置情報が関心のある領
域の映像に重ね合わされる。侵襲的な器具の位置および
方向をより良く明らかにするための多数の送信コイルの
同時検出は時間多重方式と周波数多重方式の両方を使っ
て行うことができる。
【０００５】
【発明の目的】本発明の一つの目的はＸ線を使用しない
で侵襲的な器具を追跡するためのシステムを提供するこ
とである。本発明のもう一つの目的は患者および医局員
に対するＸ線線量を最小限にする侵襲的な器具の追跡方
法を提供することである。
【０００６】本発明のもう一つの目的は侵襲的な器具の
画像を別の医用診断画像に重ね合わせた相互作用画像を
提供することである。新規性があると考えられる本発明
の特徴は請求範囲に詳細に示されている。しかし、本発
明による構成および動作方法、ならびに本発明の上記以
外の目的および利点は付図による以下の詳細な説明によ
り最も良く理解することができる。
【０００７】
【詳しい説明】図１を参照すると、少なくとも一つの軸
１０２を中心として回転することができ、ガントリ制御
手段７０によって並進させることができる支持アーム１
０１が示されている。支持アーム１０１はＸ線源１０３
を保持する。Ｘ線源１０３はＸ線イメージングおよびＸ
線透視に適したＸ線１０４の実質的にコリメーションさ
れたビームを放出する。支持アーム１０１はＸ線検出器
１０５も保持している。Ｘ線検出手段１０５はＸ線源１
０３が放出するＸ線１０４の伝搬方向と揃えられてい
る。Ｘ線１０４は被検者支持台１１０および被検者１１
２を貫通する。操作者１４０が侵襲的な器具１２０を被
検者の内部に入れる。侵襲的な器具１２０の位置は追跡
／ディスプレイ・ユニット１０８によって駆動されるデ
ィスプレイ手段１５０のディスプレイ・モニタ１５１上
のＸ線画像のディスプレイで見ることができる。透視で
使用する際、この画像は１秒間に何回か（１２回から６
０回）取得され、ディスプレイされる。
【０００８】本発明によれば、複数Ｍ個のＲＦ受信コイ
ル１６０が被検者のまわりに配置される。実施例では、
受信コイル１６０がＸ線検出手段１０５に取り付けられ
ている。侵襲的な器具１２０は小さなＲＦ送信コイル
（図１には示さない）を含むように変形される。送信コ
イルを数個の侵襲的な器具に取り付けてもよい。この場
合、侵襲的な器具当たり少なくとも１個のコイルがその
位置を決め、侵襲的な器具当たり少なくとも２個のコイ
ルがその方向を決める。追跡／ディスプレイ・ユニット
１０８はＲＦ送信コイルに電力を供給することにより、
双極子電磁界を作成する。この双極子電磁界をＲＦ受信
コイル１６０が検出する。受信コイル１６０が検出した
信号を使用して、追跡／ディスプレイ・ユニット１０８
は送信コイル（したがって侵襲的な器具１２０）の位置
および方向を計算する。侵襲的な器具１２０の計算され
た位置がビデオモニタ１５１上に現れるＸ線画像に重ね
合わせたシンボル又は記号１５２によりディスプレイさ
れる。
【０００９】好ましい手順によれば、被検者１１２およ
び操作者１４０に対するＸ線線量を最小限にするため、
操作者１４０は必要と思われるときだけＸ線画像の取得
を開始する。侵襲的な器具１２０の瞬時位置は毎秒何回
か（理想的には毎秒１２回から６０回）更新される。こ
れにより、従来のＸ線透視システムで操作者１４０が見
たいと思う侵襲的な器具１２０の透視画像の近似が得ら
れる。
【００１０】追跡／ディスプレイ・ユニット１０８は図
２に示すようなＲＦ送信器５およびＲＦ受信器７、なら
びに図３に示すようなアナログ−ディジタル（Ａ／Ｄ）
変換器４８ａ、４８ｂ、４８ｍ、追跡コンピュータ５
０、フレームグラバ（frame grabber ）５４、および重
ね合わせ手段５６で構成される。ＲＦ送信器５には主発
振器１０が用いられ、主発振器１０は選択された周波数
で信号を発生する。この信号は選択された異なる周波数
の複数Ｎ個の信号を発生する複数Ｎ個の送信周波数オフ
セット手段２０ａ、２０ｂ、２０ｎに伝搬される。各周
波数オフセット手段２０ａ、２０ｂ、２０ｎはその信号
をゲート手段２１ａ、２１ｂ、２１ｎにそれぞれ伝搬す
る。ゲート手段２１ａ、２１ｂ、２１ｎは信号を増幅手
段２３ａ、２３ｂ、２３ｎにそれぞれ通過させるか、ま
たは信号を阻止する。増幅手段２３ａ、２３ｂ、２３ｎ
は信号を選択された利得Ｇ１で増幅し、送信コイル３０
ａ、３０ｂ、３０ｎをそれぞれ駆動する。このようなＮ
個の送信コイル３０ａ、３０ｂ、３０ｎは侵襲的な器具
１２０の上に配置されている。
【００１１】送信コイルの発生する信号は被検者のまわ
りの既知の位置および既知の方向に配置された複数Ｍ個
の受信コイル４０ａ、４０ｂ、４０ｍが検出する。各受
信コイル４０ａ、４０ｂ、４０ｍはすべての送信コイル
が放出する信号を検出する。これらの検出された信号の
振幅および位相は送信コイルおよび受信コイルの相対的
な位置および方向の関数である。各受信コイル４０ａ、
４０ｂ、４０ｍが検出した信号はＲＦ受信器７内の低雑
音増幅器４２ａ、４２ｂ、４２ｍにそれぞれ伝搬され、
そこで、選択された増幅率Ｇ２で増幅される。増幅され
た信号は低雑音増幅器４２ａ、４２ｂ、４２ｍから直角
位相検出器４４ａ、４４ｂ、４４ｍに送られる。増幅さ
れた信号は直角位相検出器４４ａ、４４ｂ、４４ｍで、
主発振器１０により駆動される受信周波数オフセット手
段４３からの基準信号と混合される。各直角位相検出器
で二つの信号を混合した結果、周波数が入力周波数の和
に等しい成分と周波数が入力周波数の差に等しい成分を
そなえた信号が得られる。本発明の実施例で関心のある
成分は入力周波数の差に等しい成分である。信号は直角
形式で（すなわち、９０度の位相差のある信号対とし
て）フィルタ４６ａ、４６ｂ、４６ｍにそれぞれ伝搬さ
れる。フィルタ４６ａ、４６ｂ、４６ｍで、低周波数成
分が選択され、Ａ／Ｄ変換器４８ａ、４８ｂ、４８ｍに
それぞれ伝搬される。Ａ／Ｄ変換器は各直角対の低周波
数信号をディジタル形式に変換する。このディジタル化
情報はデータバス５１を介して追跡コンピュータ５０に
送られる。追跡コンピュータはＭ個の受信コイルから得
られるディジタル化された信号を使ってＮ個の送信コイ
ルの位置および方向を計算する。Ｎ個の送信コイルの計
算された位置および方向はディスプレイ座標に変換され
る。
【００１２】Ｘ線イメージング透視システム５２を使っ
てビデオ信号が作成される。このビデオ信号はフレーム
グラバ手段５４に伝搬される。フレームグラバ手段５４
はＸ線システム５２から単一の画像を獲得する。フレー
ムグラバ手段５４はビデオ形式の単一のＸ線画像を重ね
合わせ手段５６に伝搬する。重ね合わせ手段５６はフレ
ームグラバ手段５４から与えられるビデオ信号の上に記
号１５２を重ねる。複合ビデオ信号は適当なディスプレ
イ手段１５０、たとえば図１に示すビデオモニタ１５１
に伝搬される。Ｘ線画像が侵襲的な器具を検出する。台
１１０の上に印をつけた原点に侵襲的な器具を配置し
て、この位置を零にセットすることにより、追跡コンピ
ュータ５０が初期設定される。Ｘ線システムも同様に台
上に印をつけた原点と一致するように調整される。
【００１３】追跡コンピュータ５０はインタフェース接
続５９を介して制御コンピュータ６０（図２）と通信す
る。制御コンピュータ６０は制御バス６２を介して送信
周波数オフセット手段２０ａ、２０ｂ、２０ｎ、ゲート
手段２１ａ、２１ｂ、２１ｎ、送信増幅手段２３ａ、２
３ｂ、２３ｎ、受信周波数オフセット手段４３、および
フィルタ４６ａ、４６ｂ、４６ｍとも結合される。更
に、追跡コンピュータ５０はインタフェース接続７５を
介してガントリ制御手段７０と結合される。ガントリ制
御手段７０は被検者とＸ線検出手段１０５（図１）の相
対位置および相対方向を変えることができる。制御コン
ピュータ６０は主発振器１０からのタイミング信号に応
動する。
【００１４】本発明の実施例では、図１に示す侵襲的な
器具１２０の上に送信コイル３０ａ、３０ｂ、３０ｎが
配置される。受信コイルと送信コイルとの間に互換関係
が存在し、受信コイル４０ａ、４０ｂ、４０ｍを侵襲的
な器具１２０の上に配置し、送信コイル３０ａ、３０
ｂ、３０ｎを被検者の外側に配置することが可能であ
る。
【００１５】本発明の図示した実施例では、侵襲的な器
具１２０の位置および方向を曖昧でなく決めるために最
小限、Ｎ＝１個の送信コイルおよびＭ＝５個の受信コイ
ルが必要とされる。侵襲的な器具の上の多数の点および
／または多数の侵襲的な器具に対して位置および方向を
与えるためＮ＞１個の送信コイルをそなえることが都合
がよいことがあり得る。
【００１６】多数の送信コイルから信号を検出するため
の方法としていくつかの方法がある。一つの方法では、
いかなるときもＮ個のゲート手段のうち一つのゲート手
段しか信号を伝搬することができない。伝搬するゲート
手段の選択は制御コンピュータ６０によって行われる。
制御コンピュータ６０は選択されたゲート手段を追跡コ
ンピュータ５０に通知する。プロセスはＮ個のコイルの
各々に対して繰り返される。したがって、追跡コンピュ
ータ５０はＮ個の送信コイルの位置を計算することがで
きる。
【００１７】代替実施例では、Ｎ個の送信コイルをすべ
て一度に活性状態にする。各送信コイルは異なる周波数
で送信する。Ｎ個の送信周波数がすべて各フィルタ手段
の選択された帯域幅の中に入っていれば、各Ａ／Ｄ変換
手段からＬ個のデータ点の集合を取得することができ
る。データ点をフーリエ変換またはアダマール変換によ
り多重分離（デマルチプレクス）することにより、各送
信コイルから生じる個別周波数成分を分離する。代替案
として、各送信周波数がＭ個の受信器のフィルタ手段の
帯域幅の中にあれば、Ｍ個の受信器をＮ個の送信器に対
して設けることができる。
【００１８】次に図４には、Ｘ軸、Ｙ軸、およびＺ軸を
含み、原点をそなえた三次元座標の中に配置された電磁
双極子２００のベクトル表現が示されている。三次元空
間内の（ｘ、ｙ、およびｚで表わされる）任意の位置２
０５における双極子により発生された電磁界の強さは位
置２０５と、ここでは回転角θおよびφで定められる双
極子の方向と、自由空間の透磁率として知られている物
理的定数μ0 との関数であり、次式で表すことができ
る。
【００１９】
【数１】
【００２０】この式では、空間内の選択された位置２０
５に於ける電磁界は単位ベクトル量ｉ，ｊ，ｋで定めら
れる三つの直交成分に分解される。Ｒは双極子の位置と
選択された位置との間の距離を表し、次式で定義され
る。 Ｒ＝（ｘ2 ＋ｙ2 ＋ｚ2 ）1/2 ［２］ 量Ｍx 、Ｍy 、およびＭz はｘ軸、ｙ軸、およびｚ軸に
沿った単位双極子のベクトル成分を表し、次式のように
表すことができる。
【００２１】 Ｍz＝cos（θ） ［３］ Ｍy＝sin（φ） sin（θ） ［４］ Ｍx＝cos（φ） sin（θ） ［５］ 但し、θおよびφは図４に示す角度である。本発明で
は、図５に示すように双極子の位置を原点以外の位置に
並進させることが都合がよい。座標系は単に並進させら
れ、回転させられないので、新しい座標系の回転角θ’
およびφ’はもとの回転角θおよびφに等しい。並進し
た原点は２０１’（ｘ0 ，ｙ0 ，ｚ0 ）となる。並進し
た双極子２００’により、空間内の位置２０５（ｘi ，
ｙi ，ｚi ）にある選択された受信コイルｉに電磁界が
生じる。この電磁界はｘ、ｙ、およびｚに対して次のよ
うな置換を使用することにより式［１］から計算するこ
とができる。
【００２２】 ｘ＝ｘi −ｘ0 ［６］ ｙ＝ｙi −ｙ0 ［７］ ｚ＝ｚi −ｚ0 ［８］ 各受信コイルは所定の位置に配置される。受信コイル１
は（ｘ1 ，ｙ1 ，ｚ1 ）に配置され、受信コイル２は
（ｘ2 ，ｙ2 ，ｚ2 ）に配置される等である。
【００２３】同じ点（ｘ0 ，ｙ0 ，ｚ0 ）の同じ送信コ
イルにより、受信コイル２は位置（ｘ2 ，ｙ2 ，ｚ2 ）
で磁束密度Ｂ2 の磁界を受ける。このことは任意の時点
ですべての受信コイルについて当てはまる。ｘ＝ｘi −
ｘ0 、ｙ＝ｙi −ｙ0 、ｚ＝ｚi −ｚ0 であるので、ｉ
＝１からＭの受信コイルの各々に対して式［１］のｘ、
ｙ、およびｚを既知の量で置き換えることができ、その
結果として次式が得られる。
【００２４】
【数２】
【００２５】これらの式は次のように一般化することが
できる。 Ｂ1 ＝ｆ（θ，φ，ｘ0 ，ｙ0 ，ｚ0 ） Ｂ2 ＝ｆ（θ，φ，ｘ0 ，ｙ0 ，ｚ0 ） Ｂ3 ＝ｆ（θ，φ，ｘ0 ，ｙ0 ，ｚ0 ） Ｂ4 ＝ｆ（θ，φ，ｘ0 ，ｙ0 ，ｚ0 ） ・ ・ ・ Ｂm ＝ｆ（θ，φ，ｘ0 ，ｙ0 ，ｚ0 ） これは５個の未知数を含むＭ個の等式の組である。Ｍが
５以上であれば、これらの等式は解くことができる。こ
れは少なくとも５個の受信コイルが無ければならないと
いうことを意味する。
【００２６】追跡コンピュータ５０（図３）を使用する
ことにより、双極子として作用する送信コイルに対する
（ｘ，ｙ，ｚ）位置データを解く。位置データを解く方
法の流れ図が図６に示されている。ステップ３０１はこ
の方法に入る入口としての役目を果たす。ステップ３０
３では、変数が適当な値に初期設定される。ステップ３
０４では、追跡されているＮ個の送信コイルの位置およ
び方向（θ，φ，ｘ0 ，ｙ0 ，ｚ0 ）に対する初期推量
が行われる。この初期推量は、台１１０（図１）の上に
（ｘ0 ，ｙ0 ，ｚ0 ）位置として印を付けられた所定の
位置に侵襲的な器具を配置し、追跡プロセスの初めにや
はり台上に印を付けられた所定の方向（θ，φ）に侵襲
的な器具を揃えることにより行われる。
【００２７】ステップ３０５では、Ｍ個の受信コイルか
らデータが取得される。ステップ３０７では、受信コイ
ルによって取得されたＭ組のうち、各組のデータに含ま
れるＮ個の成分が分離される。この分離はフーリエ変換
またはアダマール変換もしくは他の適当な任意の方法に
よって行うことができる。ステップ３０９では、式
［９］を使ってＮ個の送信コイルの各送信コイルの位置
が計算される。ステップ３０９は任意の適当な数学的ア
ルゴリズムにより遂行することができるが、好ましい方
法は多次元ニュートン・ラフソン（Ｎｅｗｔｏｎ−Ｒａ
ｐｈｓｏｎ）法のような反復非線形最適化法である。多
次元ニュートン・ラフソン法についてはケンブリッジ・
ユニバーシティ・プレス、１９８６年発行、ウィリアム
・エッチ・プレス、ブライアン・ピー・フラナリ、ソー
ル・エー・チュコルスキー、およびウィリアム・ティー
・ベタリング著、「数値法、科学計算技術（Ｎｕｍｅｒ
ｉｃａｌ Ｒｅｃｉｐｅｓ， Ｔｈｅ Ａｒｔ ｏｆ
Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ）」の９．
４章、「導関数を使用するニュートン・ラフソン法」に
説明されている。Ｍ個の受信コイルから取得されたデー
タと式［１−９］を使って計算された予測データとの間
の差を最小にするためにニュートン・ラフソン法が適用
され、Ｎ個の送信コイルの位置（ｘ0 ，ｙ0 ，ｚ0 ）お
よび方向（θ，φ）の最も良い推量が得られる。アルゴ
リズムのステップ３１１では、Ｎ個の送信コイル３０
ａ、３０ｂ、３０ｎの計算された位置（ｘ0 ，ｙ0 ，ｚ
0 ）が重ね合わせ手段５６およびディスプレイ手段１５
０（図３）によってディスプレイされる。アルゴリズム
のステップ３１３では、追跡ブロセスが完了したか否か
が判定される。追跡プロセスが完了していれば、アルゴ
リズムのステップ３１５に進み、プロセスは停止する。
追跡プロセスが完了していなければ、アルゴリズムのス
テップ３１７でＮ個の送信コイルの各々に対して位置
（ｘ0 ，ｙ0 ，ｚ0 ）および方向（θ，φ）の新しい推
量が行われる。ステップ３１７で推量を行うために現在
好ましい方法は、Ｎ個のコイルの各々に対して計算され
た直前の二つの位置および方向に基く位置および方向の
線形外挿である。アルゴリズムのステップ３１７が完了
した後は、ステップ３０５で新しいデータが取得され、
プロセスは続行される。
【００２８】図１に於いて、本発明は支持アーム１０１
を使用することにより侵襲的な器具１２０のまわりの所
望の領域の中に被検者を自動的に配置し、揃えることに
も関係している。今の場合、これは侵襲的な器具の計算
された位置を追跡コンピュータ５０（図３）から支持台
１１０に対する支持アーム１０１の位置および方向を制
御するための手段７０に送ることにより行われる。付加
的なＸ線画像が必要とされる被検者の領域に侵襲的な器
具１２０が入ると常にＸ線画像を開始することも可能で
ある。この実施例により、Ｘ線システム５２の視野内に
侵襲的な器具１２０を保持するという仕事から操作者が
解放され、また操作者が必要とする助手の数を減らすこ
とが可能となる。
【００２９】侵襲的な器具を表す記号をその上に重ね合
わせる放射線画像はＸ線以外の手段で得てもよい。磁気
共鳴スキャナ、超音波スキャナ、ポジトロン放射形断層
撮影スキャナ等で得たデータをＸ線システムの代わりに
使用することができる。新規な無線周波数追跡システム
のいくつかの実施例を詳細に説明してきたが、熟練した
当業者は多数の変形および変更を考え得る。したがっ
て、本発明の趣旨に合致するこのような変形および変更
をすべて包含するように請求範囲を記載してある。
【図面の簡単な説明】
【図１】患者内の侵襲的な器具の位置および方向を追跡
する動作に於ける、本発明の一実施例の斜視図である。
【図２】本発明による無線周波数追跡システムの一部分
を示す概略ブロック図である。
【図３】本発明による無線周波数追跡システムの残りの
部分を示す概略ブロック図であり、図２と組み合わさっ
て該システムの全体を構成する。
【図４】原点に位置する電磁双極子のベクトル図であ
る。
【図５】空間内の原点以外の位置にある電磁双極子のベ
クトル図である。
【図６】侵襲的な器具の位置および方向を計算するため
に使用される方法の流れ図である。
【符号の説明】
５ ＲＦ送信器 ７ ＲＦ受信器 １０ 主発振器 ２０ａ、２０ｂ、２０ｎ 送信周波数オフセット手段 ２１ａ，２１ｂ，２１ｎ ゲート手段 ２３ａ、２３ｂ、２３ｎ 増幅手段 ３０ａ、３０ｂ、３０ｎ 送信コイル ４０ａ、４０ｂ、４０ｍ 受信コイル ４２ａ、４２ｂ、４２ｍ 低雑音増幅器 ４３ 受信周波数オフセット手段 ４４ａ、４４ｂ、４４ｍ 直角位相検出器 ４６ａ、４６ｂ、４６ｍ フィルタ ４８ａ、４８ｂ、４８ｍ アナログ−ディジタル変換器 ５０ 追跡コンピュータ ５２ Ｘ線システム ５６ 重ね合わせ手段 ６０ 制御コンピュータ １０８ 追跡／ディスプレイ・ユニット １１２ 被検者 １２０ 侵襲的な器具 １５０ ディスプレイ手段 ２００ 電磁双極子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジョン・フレデリック・スケンク アメリカ合衆国、ニューヨーク州、スケネ クタデイ、キャリー・コート、17番 (72)発明者 ピーター・バーナード・ローマー アメリカ合衆国、ニューヨーク州、スケネ クタデイ、エイボン・クレスト・ブールバ ード、969番

Claims (19)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 被検者内の少なくとも一つの侵襲的な器
    具の位置を追跡するためにイメージングシステム内で使
    用するための追跡システムに於いて、 （ａ）被検者内に幾何学的配置がわかっている電磁界を
    発生するための電磁界発生手段、 （ｂ）選択された複数Ｍ個の位置に於ける電磁界を検出
    するためのＲＦ受信器、 （ｃ）Ｍ個の選択された位置に於ける検出された電磁界
    から、電磁界発生手段の位置および方向を計算する追跡
    手段 を含むことを特徴とする追跡システム。
  2. 【請求項２】 更に （ｄ）医用診断画像を取得するための手段、 （ｅ）電磁界発生手段を表す記号を計算された位置に医
    用診断画像の上に重ね合わせるための重ね合わせ手段、
    および （ｆ）医用診断画像の上に重ね合わされた画像を表示す
    るためのディスプレイ手段 を含む請求項１記載の追跡システム。
  3. 【請求項３】 電磁界発生手段が、標準タイミング信号
    を設定するための主発振器、主発振器に結合され、標準
    タイミング信号に応動する制御コンピュータ、ならびに
    Ｎを１以上の数としてＮ個の送信枝路を含み、 各送信枝路が、標準タイミング信号に基いて制御コンピ
    ュータで決定される周波数のＲＦ送信信号を作成するた
    めの送信周波数オフセット手段、送信周波数オフセット
    手段に結合され、制御コンピュータに応動してＲＦ送信
    信号を通過または阻止するためのゲート手段、制御コン
    ピュータに応動してゲート手段からＲＦ送信信号を受
    け、制御コンピュータにより決められた利得で信号を増
    幅するための増幅器、および増幅器に結合され、ＲＦ送
    信信号を受信した時に電磁界を発生する送信コイルを含
    んでいる請求項１記載の追跡システム。
  4. 【請求項４】 電磁界発生手段が、電磁双極子を発生す
    る手段を含んでいる請求項１記載の追跡システム。
  5. 【請求項５】 少なくとも一つの送信コイルがガイドワ
    イヤ、カテーテル、内視鏡、腹腔鏡、および生検針で構
    成される群の中の一つに取り付けられている請求項３記
    載の追跡システム。
  6. 【請求項６】 少なくとも一つの送信コイルが外科器具
    の中に組み込まれている請求項３記載の追跡システム。
  7. 【請求項７】 少なくとも一つの送信コイルが治療器具
    に取り付けられている請求項３記載の追跡システム。
  8. 【請求項８】 ＲＦ受信器が、基準周波数信号を発生す
    るための受信周波数オフセット手段、ならびに複数の受
    信枝路を含み、 各受信枝路が、電磁界を検知するための受信コイル、上
    記受信コイルによる上記電磁界の検知に応動して高周波
    数成分および低周波数成分を持つ増幅された信号を作成
    するための、上記受信コイルに結合された増幅器、増幅
    された信号をサンプリングして、基準周波数信号と比較
    するための、増幅器および受信周波数オフセット手段に
    結合された直角位相検出器、サンプリングされた信号の
    高周波数成分を除き、低周波数成分を通過させるための
    フィルタ、および受信コイルによって検出された被検者
    内の電磁界を表すディジタル信号を作成するための、フ
    ィルタに結合されたＡ／Ｄ変換器を含んでいる請求項１
    記載の追跡システム。
  9. 【請求項９】 受信コイルがガイドワイヤ、カテーテ
    ル、内視鏡、腹腔鏡、および外科器具で構成される群の
    中の一つを含む侵襲的な器具に取り付けられ、そして電
    磁界発生手段が被検者の中の所定の位置に配置されてい
    る請求項８記載の追跡システム。
  10. 【請求項１０】 医用診断画像を取得するための手段が
    Ｘ線システムで構成されている請求項２記載の追跡シス
    テム。
  11. 【請求項１１】 上記Ｘ線システムが、選択されたＸ線
    画像を透視シーケンスから得る手段を含んでいる請求項
    １０記載の追跡システム。
  12. 【請求項１２】 医用診断画像を取得するための手段が
    磁気共鳴システムで構成されている請求項２記載の追跡
    システム。
  13. 【請求項１３】 医用診断画像を取得するための手段が
    ポジトロン放射形断層撮影システムで構成されている請
    求項２記載の追跡システム。
  14. 【請求項１４】 常に送信枝路のうちの選択された一つ
    の枝路だけから電磁界を発生させる手段が含まれている
    請求項３記載の追跡システム。
  15. 【請求項１５】 Ｍ個の受信枝路によって検出されるＮ
    個の電磁界をＮ個の送信枝路から同時に発生させる手段
    が含まれ、上記追跡手段が上記Ｎ個の電磁界に応動して
    Ｎ個の位置および方向を計算する請求項３記載の追跡シ
    ステム。
  16. 【請求項１６】 Ｍ個の受信枝路でＮ個の送信枝路から
    のＮ個の電磁界を同時に検出させる手段が含まれ、上記
    追跡手段が上記Ｎ個の電磁界に応動してＮ個の位置およ
    び方向を計算する請求項８記載の追跡システム。
  17. 【請求項１７】 フーリエ変換およびアダマール変換で
    構成される群の中の一つの変換を含むデマルチプレクシ
    ング・アルゴリズムが追跡手段に組み込まれている請求
    項１６記載の追跡システム。
  18. 【請求項１８】 所定の時点に複数の送信枝路から異な
    るＲＦ周波数の電磁界を発生させる手段、および異なる
    ＲＦ周波数の上記電磁界を検出するための複数の検出手
    段が含まれ、上記複数の検出手段の各検出手段が選択さ
    れた異なる無線周波数にそれぞれ応動する請求項３記載
    の追跡システム。
  19. 【請求項１９】 少なくとも一つずつ送信コイルをそな
    えた複数の侵襲的な器具が追跡される請求項３記載の追
    跡システム。
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