(57)【要約】【課題】  三次元位置検出装置の不安定性(揺らぎ)に基づく撮像断面の不安定が抑制された、手術ナビゲーションを行う。【解決手段】  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核磁気共鳴撮像装置とそれらの位置関係を定義する初期設定(レジストレーション)器具を用いて、事前に術具情報からMRIで適用されるFOV情報を用いて撮像に必要な基礎情報を計算および内部メモリに登録し、リアルタイムにアップデート撮像時に基礎情報とレジストレーション情報から撮像断面をリアルタイムに定義する機能に関するものである。【選択図】        図2
2010179024.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体に挿入される術具の位置を検出する位置検出部と、
前記位置検出部により検出された前記術具の位置に追従して、前記被検体の撮像断面を設定する撮像断面設定部と、
前記撮像断面設定部で設定された前記被検体の撮像断面を撮像して該被検体の画像を取得する撮像部と、
前記位置検出部と前記撮像部と前記撮像断面設定部とを制御する制御部とを備えた磁気共鳴イメージング装置であって、
前記撮像断面設定部は、前記術具の所定位置及び方向とに基づいて、複数のＦＯＶの各々について断面基礎情報をそれぞれ算出し、前記断面基礎情報を用いて前記術具位置に追従する撮像断面を設定することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項２】
請求項１記載の磁気共鳴イメージング装置において、
前記断面基礎情報は、ＦＯＶの位置情報と、該ＦＯＶ面を規定する２つのベクトルとを含むことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項３】
請求項２記載の磁気共鳴イメージング装置において、
前記ＦＯＶ面を規定する２つのベクトルは、術具の方向ベクトルと該方向ベクトルに垂直なベクトルであることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項４】
請求項３記載の磁気共鳴イメージング装置において、
前記撮像断面設定部は、前記ＦＯＶの位置情報として、前記術具の先端位置を中心として、術具方向ベクトルと逆方向にＦＯＶ/２地点、かつ、術具方向ベクトルに垂直なベクトルと逆方向にＦＯＶ/２地点を、求めることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項５】
請求項１記載の磁気共鳴イメージング装置において、
前記撮像断面設定部は、前記複数のＦＯＶについての断面基礎情報の内から、撮像時に設定されたＦＯＶに最寄のＦＯＶについての断面基礎情報を選択し、該選択された断面基礎情報に基づいて、前記術具位置に追従する撮像断面を設定することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気共鳴イメージング(以下、MRIという)装置を用いた手術ナビゲーション技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
MRI装置は、被検体中の水素や燐等からの核磁気共鳴信号(以下、MR信号と称する)を測定し、核の密度分布や緩和時間分布等を映像化する装置である。現在、臨床で普及しているMRI装置の撮像対象は、被検体の主たる構成物質、プロトンである。MRI装置は、プロトン密度の空間分布や、励起状態の緩和現象の空間分布を画像化することで、人体頭部、腹部、四肢等の形態または、機能を二次元もしくは三次元的に撮像する。
【０００３】
このようなMRI装置を用いた心臓撮像や、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、または、Intraoperative-MRI装置の略称)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。
【０００４】
撮像する断層面を任意に設定する手法として、非特許文献1には、グラフィカルユーザインタフェース(GUI)にMRI画像を表示して、操作者が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が記載されている。また、特許文献1には、三次元マウスなどを使う方法が記載されている。
【０００５】
これらの方法では、操作者がマウスなどの入力手段を用いて撮像する断層面の位置や向きを調整、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などには、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装置が提案されている。また、特許文献3には、2個の赤外線カメラと3個の反射球を備えたポインタとを使って指示した断層面を自動的に決定して撮像する方法が提案されている。また、特許文献4には、断層面指示デバイスであるポインタに発光ダイオードが設けられ、操作者がポインタで指し示した位置を赤外線カメラで検出したり、関節にセンサが備えられたアームの先端部にポインタを設け、アームの関節の角度などでポインタの位置を検出し、これに基づいて、断層面を自動的に調整する方法が提案されている。実際に実用レベルにあるシステムは特許文献5に示すものがあり、学会等においても臨床適用結果について多数発表されている。
【０００６】
一方、術具の位置検出装置と過去に撮像したボリュームデータとを用いた手術ナビゲーションシステムが実用化されている。この手術ナビゲーションシステムは、手術時に被検体に対してポインタなどにより指定された位置を、当該位置を含む被検体の直交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。
【０００７】
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被検体の断層画像は、予め、MRI装置によって撮像した三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、ポインタによる位置指定の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。このような手術ナビゲーションの技術については、特許文献6に提案されている。同様に、上記I-MRI装置と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、10に提案されている。
【０００８】
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(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三次元データ中の被検体マーカ位置を対応づけることにより行われる。このような手術ナビゲーションの技術については、特許文献8に、レジストレーションについては、特許文献9に提案されている。また、穿刺針(術具の一例)とポインタの取り付け・固定方法は特許文献5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という特徴を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】米国特許第5512827号公報
【特許文献２】米国特許第5365927号公報
【特許文献３】米国特許第6026315号公報
【特許文献４】米国特許第5365927号公報
【特許文献５】国際公開WO2003-026505号公報
【特許文献６】特開2003-79637号公報
【特許文献７】特開2003-190117号公報
【特許文献８】特開2002-35007号公報
【特許文献９】特開2005-312698号公報
【特許文献１０】特開2003-190117号公報
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】Magnetic Resonance in Medicine:Real-time interactive MRI on a conventional scanner;AB.Kerr他、38巻、pp.355-367(1997)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
三次元位置検出装置で得られる術具先端位置および方向ベクトルから撮像断面を計算して、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方法は、三次元位置検出装置の不安定性(揺らぎ)に比例して撮像断面が不安定となる(揺らぐ)可能性がある。撮像断面が揺らぐと、臨床時において不安定な画像から穿刺精度の低下を招いてしまう。
【００１２】
そこで、本発明は、MRI装置において、三次元位置検出装置の不安定性(揺らぎ)に基づく撮像断面の不安定が抑制された、手術ナビゲーションを行うことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の課題を解決するために、本発明のMRI装置は、被検体に挿入される術具の位置を検出する位置検出部と、位置検出部により検出された術具の位置に追従して、被検体の撮像断面を設定する撮像断面設定部と、撮像断面設定部で設定された被検体の撮像断面を撮像して該被検体の画像を取得する撮像部と、位置検出部と撮像部と撮像断面設定部とを制御する制御部とを備え、撮像断面設定部は、術具の所定位置及び方向とに基づいて、複数のFOVの各々について断面基礎情報をそれぞれ算出し、断面基礎情報を用いて術具位置に追従する撮像断面を設定することを特徴とする。
【００１４】
具体的には、三次元位置検出装置と被検体の任意の断面像をアップデートしながら撮像する核磁気共鳴撮像装置とそれらの位置関係を定義する初期設定(レジストレーション)において、事前に術具情報からMRI装置で適用されるFOV情報を用いて撮像に必要な断面基礎情報を計算および内部メモリに登録し、アップデート撮像時に基礎情報とレジストレーション情報から撮像断面を更新する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のMRI装置によれば、撮像断面情報をその都度求めるのではなく、予め求めておいた断面基礎情報を用いてアップデートしながら撮像する。これより、撮像断面の計算負荷低減だけでなく、撮像断面の高速更新が可能となる。また、計算方法を簡素化することで、三次元位置検出装置の不安定性(揺らぎ)に基づく撮像断面の不安定が抑制された、手術ナビゲーションを行うことができる。その結果、画面を見る術者の精神的ストレスを低減する効果も期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態に係る装置構成を定義する模式図。
【図２】本発明の実施形態を示すフローチャート図。
【図３】本発明の実施形態に係る装置座標を定義する模式図。
【図４】本発明の実施形態に係る各空間軸定義を示す模式図。
【図５】本発明の実施形態に係る座標統合アルゴリズムを示す模式図。
【図６】本発明の実施形態に係る術具登録方法を示す模式図。
【図７】本発明の実施形態に係る撮像断面定義方法を示す模式図。
【図８】本発明の実施形態に係る術具登録方法を示す模式図。
【図９】本発明の実施後の撮像断面定義方法を示す模式図。
【図１０】本発明の実施後の使用例(GUI)を示す模式図。
【図１１】本発明の実施形態を示すGUI模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明のMRI装置の各実施形態を図面に基づいて説明する。なお、本発明の実施形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
【００１８】
最初に、本発明に係るMRI装置の一例の概略を図1に基づいて説明する。図1は本発明に係るMRI装置の一例の全体構成を示し、例えば、垂直磁場方式0．3T永久磁石MRI装置1であり、被検体の周囲に垂直な静磁場を発生させる上部磁石3と下部磁石5とが開口部32を間に挟んで配置され、これら磁石を連結するとともに上部磁石3を支持する支柱7、位置検出デバイス9、アーム11、モニター13、モニター支持部15、基準ツール17、パーソナルコンピュータ19、ベッド21、制御部23などを含んで構成されている。その他に、特に図示していないが、静磁場空間に傾斜磁場を発生する傾斜磁場コイルと、この領域に高周波磁場を発生するRF送信コイルと、被検体が発生する核磁気共鳴信号を検出するRF受信コイルを含み構成されている。
【００１９】
傾斜磁場コイルは、X、Y、Zの3方向の傾斜磁場コイルで構成され、傾斜磁場電源からの信号に応じてそれぞれ傾斜磁場を発生する。RF送信コイルは、RF送信部の信号に応じて高周波磁場を発生する。RF受信コイルの信号は、信号検出部で検出され、信号処理部で信号処理され、また計算により画像信号に変換される。画像信号は、表示部で断層像として表示される。傾斜磁場電源、RF送信部、信号検出部などは、ワークステーションで構成された制御部23で制御され、制御のタイムチャートは一般にパルスシーケンスと呼ばれている。被検体24は、ベッド21に横たわってRF受信コイル、RFコイル、傾斜磁場コイルなどで囲まれた装置内の空間32に搬送され、断層面の撮像が行われる。
【００２０】
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、断層面指示デバイスであるポインタ27の位置及び姿勢を検出するものである。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、図1に示すように、MRI装置1に対する配置を適宜変更することができる。モニター13は、図1に示すように、操作者29が把持するポインタ27により指示された被検体24の断層面の画像を表示するもので、モニター支持部15により、赤外線カメラ25同様上部磁石3に連結されている。基準ツール17は、位置検出デバイスとしての赤外線カメラ25の座標系とMRI装置1の座標系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。
【００２１】
パーソナルコンピュータ(PC)19には、赤外線カメラ25が検出し算出したポインタ27の情報が、術具位置データとして、例えば、RＳ232Cケーブル33を介して送信される。制御部23は、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の位置から術具36を考慮して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ーに表示される。また、画像は映像記録装置34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、モニター13には針を常に含む断面が表示されることになる。生体情報(呼吸、脈波、心電)は専用の同期計測装置41から取得される。
【００２２】
(レジストレーション法の説明)
次に、レジストレーションの方法について、図3〜図7に基づいて説明する。  
図3にレジストレーションにおけるMRI装置と位置検出デバイス座標構成を示す。MRI装置系301はMRI装置座標系302を持っており、位置検出装置系303は位置検出デバイス座標系304を持っており、これらは互いに異なる座標系である。各装置座標系を統合するため、例えばファントム305の位置検出デバイス座標系304における位置情報を位置検出デバイス9の赤外線カメラ25が読み取り、装置座標変換307が行われて、MRI装置座標系302における位置情報に変換される。ここで、MRI装置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ため、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の設置位置を気にする必要がなくなる。
【００２３】
図4にレジストレーション方法を示す。MRI装置は、マーカ402、403、404を取り付けた被検体401(患者又はファントム)を3Dボリューム撮像し、3Dボリュームデータから3軸画像(410,411,412)およびVolume Rendering画像(413)を、4分割された画面上にそれぞれ表示する。次に、MRI装置は、3軸画像上に描出されたマーカ414〜416を検出し、各マーカの画像座標(421〜423)をメモリに登録する。同時にこれらのマーカ情報をPC19に通知し、PC19は画像上のマーカ位置を認識することになる。次に、三次元位置検出装置9は、術具位置を検出する。例えば赤外線を発するカメラ25が、登録用術具405に取り付けられたポインタ406の位置を特定する。なお、ポインタ406と術具405の関係は予め三次元位置検出装置9に登録されており、ポインタ位置に対する術具先端は既に分かっているものとする。また、この術具先端情報をPC19を介してMRI装置に通知する。次に、MRI装置が、三次元位置検出器9で得られる術具先端情報と画像座標として登録したマーカ情報を統合する作業(レジストレーション)を行う。レジストレーションに必要なマーカは最低3個以上が必要となる。
【００２４】
図5に座標統合アルゴリズムを示す。位置検出デバイスの格子座標を501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502に対して、8個の座標(m0〜mi)が存在する。MRI装置は、この8つの位置の合わせ込み(503)を規定回数繰り返す(510)ことで、複数個の変換行列を作成し(504)、最終的に平均誤差最小の変換行列を採用する(511)。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、MRI装置が、術具位置検出デバイスで検出された術具位置情報がMRI装置座標系へ変換された値として有している。また、本座標統合処理はMRI装置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。
【００２５】
図6に術具登録方法を示す。登録用の術具601には三次元位置検出装置9で検出できるポインタ27が取り付けられており、三次元位置検出装置9は赤外線25を用いてポインタ27の位置検出を行う。術具先端606は専用固定台610の規定位置に固定される。この状態で、三次元位置検出装置9は、固定台に取り付けられたポインタ603〜605と術具ポインタ27の位置情報を両方同時に取得する。ここで、固定台ポインタと規定位置606の位置関係は予め登録済みであることから、術具ポインタ27と術具601先端位置、および、術具601に沿う方向ベクトル608と、この方向ベクトル608に直交する第一直交ベクトル607とが、PC19で算出・登録されて、術具登録作業の終了となる。この第一直交ベクトル607は、専用固定台610に対して、図6に示す様に、一義的に定められている。
【００２６】
比較のために、図7に従来の撮像断面定義方法を示す。従来の撮像断面定義方法は、三次元位置検出装置による術具位置の検出を行い(701)、術具先端位置および単位ベクトルRow、Columnの算出を行う(702,703)。これより式(1)に従い撮像断面情報の計算(704)および撮像(705)を行うこととなる。
2010179024.tif 000003
CpM：術具先端位置
Row：針方向ベクトル
Column：Rowとの直交ベクトル
PtoM：回転行列
FOV：Field Of View
撮像断面位置Pは、撮像断面FOVの左上隅の位置を表す。ここで、三次元位置検出装置で検出した位置情報にゆらぎがなければ、術具位置710とFOV 714に対するP1(711)、Row1(712)、Column1(713)から撮像断面715が求められるが、揺らぎを検出した場合には、P2(721)はFOV/2に比例してズレ量(726)が大きくなる。P2(721)からRow2 (722)、Column2 (723)が定義され撮像断面(725)が定義されるので、三次元位置検出装置の揺らぎ量に比例して撮像断面が揺らいでしまう。
【００２７】
(処理フローの説明)
次に、本発明に係る撮像断面定義方法の処理フローの概要を図2に示すフローチャートに基づいて説明する。
【００２８】
ステップ201で、操作者は、MRI装置の静磁場中に専用ファントム(マーカを取り付けた被検体でも良い)をMRI装置の静磁場空間に設置する。
【００２９】
ステップ202で、操作者は、ステップ201で設置した専用ファントムの3Dボリューム撮像を起動し、これに応じてMRI装置は、専用ファントムの3Dボリューム撮像を行う。
【００３０】
ステップ203で、制御部23は、ステップ202で取得された3D画像から、マーカの位置情報(MRI DICOM情報)を検出する。検出には、例えば、公知の画像処理方法を用いればよい。
【００３１】
ステップ204で、制御部23は、ステップ203で得られたマーカの位置情報を専用PC19に通知し、PCのメモリ内部に記録させる。
【００３２】
ステップ205で、操作者は、ステップ203で検出されたマーカの内から任意のマーカを、登録術具を用いて指示する。制御部23は、指定されたマーカについての、三次元位置検出装置で検出された位置情報と、ステップ203で検出された3D画像上での位置情報とを関係づける(レジストレーション)。レジストレーションの詳細は前述のとおりである。
【００３３】
ステップ206で、制御部23は、ステップ205のレジストレーション結果の誤差値を判定する。誤差値が規定値以上の場合にはステップ207に移行し、規定値未満であればステップ208に移行する。
【００３４】
ステップ207で、誤差値が規定値以上の場合には、指定マーカを変更して、再度レジストレーションを行うためにステップ205に戻る。この場合、再度ステップ205の処理を行う際に、別のマーカを選択するよう操作者に促しても良い。
【００３５】
ステップ208で、制御部23は、座標変換行列の作成および記録を行う。
【００３６】
ステップ209で、操作者は、術具登録作業を行うために、術具に位置検出デバイスで検出可能なポインタを取り付ける。
【００３７】
ステップ210で、操作者は、位置検出デバイスを用いて術具を登録する(術具先端および術具方向ベクトル)。登録処理の詳細は前述のとおりである。
【００３８】
ステップ211で、制御部23は、術具(デバイス)に対するFOV情報計算を行う。
【００３９】
ステップ212で、制御部23は、FOVが複数種類のデータであることに基づいて、この情報を用いて基礎情報(Pos、Row、Col)を計算し、内部メモリに記録させる。ステップ211とステップ212の詳細は後述する。
【００４０】
ステップ213で、制御部23は、実際のISC撮像時に、ステップ212に求めた複数の基礎情報の内から、FOV情報に基づいて、最適な基礎情報(Pos、Row、Col)を自動的に選択する。
【００４１】
ステップ214で、制御部23は、回転行列(つまり、ステップ208の座標変換行列)を用いて実際の撮像断面をリアルタイムに計算し、その撮影断面の撮像を行う。
【００４２】
以上までが、本発明に係る撮像断面定義方法の処理フローの概要の説明である。
【００４３】
次に、上記処理フローの各ステップのうちで、本発明の特徴的な処理の詳細を説明する。  
最初に、ステップ210〜ステップ212の術具登録方法を図8に基づいて説明する。ポインタが取り付けられた術具の登録を図6に示すように実施される。但し、制御部23における内部的な計算が追加されているが、術者・操作者が行う内容は何れも変わらない。術具登録時に得られる術具方向Row608と第一直交ベクトルColumn607は同様に登録される。さらに、制御部23は、Row、Columnベクトルを用いて、例えばFOV=100〜450までの撮像断面基礎情報(Pa,Rowa,Columna)〜(Ph,Rowh,Columnh)を、式2を用いて、FOVを変えてそれぞれ計算する。
2010179024.tif 000004
全ての術具方向(単位)ベクトルRow608、801〜808(Row608と方向が同じで位置がそれぞれ異なる)、第一直交(単位)ベクトルColumn607、809〜816(Colum607と方向が同じで位置がそれぞれ異なる)および撮影断面位置P817〜824を、MRI装置メモリ内部に登録して終了となる。本例ではFOV=100から50ピッチの例であるが、1ピッチから登録しても良い。
【００４４】
次に、ステップ213〜ステップ214の撮像断面定義方法を図9に基づいて説明する。  
ステップ902で、術具位置検出デバイス9は、術具909の位置を検出する。  
ステップ903で、制御部23は、図8で説明したように、ステップ212で求めた撮像断面基礎情報(P、Row、Column)を用いて撮像断面を算出する。例えばFOV=300と設定された場合、制御部23は、メモリ内部に登録された基礎情報901から最寄のFOVに該当する基礎情報を読み出す。この場合は、FOV=300に該当する基礎情報を読み出す(Pe、Rowe、Columne)。なお、操作者が、その後、選択すべき基礎情報を変更してよい。
【００４５】
ステップ904で、制御部23は、ステップ902で検出された術具位置と、ステップ903で読み出した基礎情報とを用いて、当該術具位置における回転行列から撮像断面P906、Row907、Column908を計算する。
P      ＝Pe×PtoM・・・(3)
Row    ＝Rowe×PtoM・・・(4)
Column ＝Columne×PtoM・・・(5)
P       ：撮像断面(位置情報)
Row     ：行ベクトル(針方向ベクトル)
Column  ：列ベクトル(Rowとの直交ベクトル)
PtoM    ：回転行列
ステップ905で、制御部23は、ステップ904で算出された撮像断面の撮像を行う。  
以上までが、撮像断面定義方法の処理フローの説明である。
【００４６】
制御部23は、この計算を連続的に行うことで、つまり、検出した術具位置の回転行列に基づいて、式(3)〜(5)を用いて計算することにより、術具に追随した連続断面が撮像されることとなる。この結果、図7の従来方法と比べてP、Row、Columnのすべてが撮像断面の揺らぎに影響を与えるのではなく、Row、Columnの影響だけに限定されることとなる。その結果、三次元位置検出装置の不安定性(揺らぎ)に基づく撮像断面の不安定が抑制された、手術ナビゲーションを行うことができるようになる。
【００４７】
次に、本発明に係るレジストレーションGUIの基本構成を、図10に基づいて、処理フローに従って説明する。レジストレーションGUIは、現在タスクを示す領域1001、画像情報を示す領域1002、詳細情報を示す領域1003で構成されている。その他、操作者をアシストする機能として、作業状況メッセージを表示する画面1034があり、エラーメッセージの他、次に術者が何をすべきかをアシストメッセージが表示される。アシストメッセージとしては、例えば
・3面及びVolume Rendering画像が表示されていることを確認してください。
・3面図の各画像上の十字カーソルを移動し、格子位置をそれぞれ登録してください。
・登録内容に間違いがなければ次のステップに進んでください。
を表示することができる。
【００４８】
ステップ2010で、操作者が、3D Scanボタン1004、1005を押下することで、制御部23は、3Dボリューム撮像を行い、Axial断面1020、Sagittal断面1021、Coronal断面1022、Volume Rendering画像1023を画面に表示させる。
【００４９】
ステップ2011で、操作者が、特定位置描出ボタン1006を押下することで、制御部23は、3D画像1020〜1023から特定位置(1024〜1026)を検出し、特定位置に対するMRI装置座標を算出する。
【００５０】
ステップ2012で、操作者は、特定位置描出ボタン2(1007)を押下して、三次元位置検出デバイスを起動させるとともに、特定領域(1024〜1026)を指し示す。これにより、制御部23は、少なくとも特定領域を3ヶ所(1031〜1033)以上登録する。
【００５１】
ステップ2013で、操作者がレジストレーションボタン1008を押下することで、制御部23は、特定領域についての、MRI装置座標と位置検出デバイスで取得した位置情報の合わせこみを行う。つまり、変換行列を作成する。
【００５２】
ステップ2014で、操作者が、最後に手術に使用する術具の登録を行うための術具登録ボタン1009を押下すると、制御部23は、各FOV情報に対するPos、Row、Columnを自動計算し、メモリ内部に記録する。
【００５３】
ステップ2015で、ISCが開始された場合には、制御部23は、図9の内容に従い、撮像断面定義の計算を行う。  
以上までが、レジストレーションGUIの基本構成の説明である。
【００５４】
次に、臨床時のGUI構成を図11に基づいて説明する。臨床時のGUIは、画像表示部1101、手術支援メッセージ部1102及びボタン構成によって成り立っている。ボタン構成は手術前に使用する術前プラニング部、手術時に使用する手術支援機能部、オプションとして使用する手術支援付加機能部によって構成されている。
【００５５】
まず手術前において、3DScanボタン1103が押下されて3D撮像を起動し、Axial 1113、Sagittal 1114、Coronal 1115、Volume Rendering 1116画面上に画像が表示される。Planningボタン1104が押下されることで、3D画像上にて手術経路のシミュレーション1121が行われる。手術時にはナビゲーションボタン 1106が押下されると、Axial 1113、Sagittal 1114、Coronal 1115、Volume Rendering 1116画面上に手術シミュレーション情報1121と実際の術具位置1120が表示され、術者は視覚的に手術経路を補償することができる。
【００５６】
また、ISC ボタン1105が押下されると、二次元のリアルタイム画像1117が撮像・表示され、シミュレーションによる手術経路1123と実際の術具位置1122が表示される。メッセージ部1119には、装置情報、被検体情報、各種機能情報、術具情報がリアルタイムに表示される。オプション機能として、Volume Rendering 1107のAxial 1108、Sagittal 1109、Coronal 1110方向の表示切り替え機能や術具位置確認ボタン1111が押下されることで、立体構成表示部1118に手術経路1125と実際の術具位置1124が表示される。さらに事前に登録したターゲット部位1126も表示されていることから、術者は、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1112が押下されることで、仮想的に針先先端からの治療領域1127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1127がターゲット部位1126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。
【符号の説明】
【００５７】
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  モニター、14  モニター、15  モニター支持部、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、27  ポインタ、28  術具B、29  操作者、30  術者用モニター、32  開口部、34  映像記録装置、35  反射球、36  術具(治療器具)、41  同期(時相)計測装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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