(57)【要約】      （修正有）【課題】患者に負担をかけず、手術を妨げずに臓器の移動及び変形を追跡することができる臓器追跡装置、臓器追跡方法及び臓器追跡プログラムを提供する。【解決手段】臓器追跡装置１０は、臓器Ｂの表面の模様が示された、臓器の立体画像Ｐ１を撮影する撮影部１１と、複数の立体画像Ｐ１により示される臓器の立体形状の時間変化及び模様の時間変化に基づいて、臓器の移動量及び変形量の少なくともいずれかを算出する算出部と、を備える。投影部１４は、移動量及び変形量の少なくともいずれかに基づいて、臓器の移動及び変形の少なくともいずれかに追随させ、投影画像Ｐ２を臓器Ｂに投影し、手術のナビゲーションをするプロジェクションマッピングを行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
臓器の表面の模様が示された、前記臓器の立体画像を撮影する撮影部と、
複数の前記立体画像により示される前記臓器の立体形状の時間変化及び前記模様の時間変化に基づいて、前記臓器の移動量及び変形量の少なくともいずれかを算出する算出部と、
を備える臓器追跡装置。
【請求項２】
前記移動量及び前記変形量の少なくともいずれかに基づいて、前記臓器の移動及び変形の少なくともいずれかに追随するプロジェクションマッピングを行う投影部をさらに備える、
請求項１に記載の臓器追跡装置。
【請求項３】
前記移動量及び前記変形量の少なくともいずれかに基づいて、前記立体画像と、前記臓器に関する他の画像とを合成する合成部をさらに備える、
請求項１又は２に記載の臓器追跡装置。
【請求項４】
前記撮影部は、焦点をずらしながら複数枚撮影された画像の合焦した部分に基づいて、前記立体画像を生成する第１生成部を含む、
請求項１から３のいずれか一項に記載の臓器追跡装置。
【請求項５】
前記撮影部は、パターンが投影された前記臓器の画像に基づいて、前記立体画像を生成する第２生成部を含む、
請求項１から３のいずれか一項に記載の臓器追跡装置。
【請求項６】
前記撮影部は、前記臓器の血管により前記模様が示された、前記立体画像を撮影する、
請求項１から５のいずれか１項に記載の臓器追跡装置。
【請求項７】
前記撮影部は、赤外線によって撮影された前記臓器の画像に基づいて、前記模様が示された前記立体画像を生成する第３生成部を含む、
請求項６に記載の臓器追跡装置。
【請求項８】
臓器の表面の模様が示された、前記臓器の立体画像を撮影することと、
複数の前記立体画像により示される前記臓器の立体形状の時間変化及び前記模様の時間変化に基づいて、前記臓器の移動量又は変形量を算出することと、
を含む臓器追跡方法。
【請求項９】
臓器追跡装置に備えられたコンピュータを、
臓器の表面の模様が示された前記臓器の複数の立体画像により示される前記臓器の立体形状の時間変化及び前記模様の時間変化に基づいて、前記臓器の移動量又は変形量を算出する算出部、
として機能させる臓器追跡プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、臓器追跡装置、臓器追跡方法及び臓器追跡プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、患者の腹腔鏡手術を行う場合や放射線治療を行う場合に、臓器を撮影して、臓器の移動や変形を追跡することがあった。
【０００３】
下記特許文献１には、臓器の複数のＣＴ画像を入力データとし、臓器内に分布した血管や気管を抽出して細線化し、細線化した画像を用いて分岐点や連結点の座標を抽出し、これらを特徴点として複数のＣＴ画像間の個々の点の移動を３次元空間中で追跡することにより、臓器の運動を計測する臓器動態の定量化方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−３１４６４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
患者の手術に先立ってＣＴ画像やＭＲＩ画像等を撮影し、手術の計画を立て、当該画像を参照しながら手術を行う場合がある。従来、手術が計画通り行われるように、手術前に撮影された画像と、手術の進行中に撮影された画像との対応関係を示す手術ナビゲーションシステムが知られていた。
【０００６】
しかしながら、従来の手術ナビゲーションシステムは、臓器の移動及び変形を追跡するために、患者の体にマーカを固定する必要があった。マーカの固定は、外科的な侵襲を伴うため、患者の負担が大きいばかりでなく、マーカによって術野が覆われてしまうことがあり、手術の妨げとなる場合があった。
【０００７】
そこで、本発明は、患者に負担をかけず、手術を妨げずに臓器の移動及び変形を追跡することができる臓器追跡装置、臓器追跡方法及び臓器追跡プログラムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様に係る臓器追跡装置は、臓器の表面の模様が示された、臓器の立体画像を撮影する撮影部と、複数の立体画像により示される臓器の立体形状の時間変化及び模様の時間変化に基づいて、臓器の移動量及び変形量の少なくともいずれかを算出する算出部と、を備える。
【０００９】
この態様によれば、臓器の立体形状の時間変化及び臓器の表面の模様の時間変化に基づいて、臓器の移動量及び変形量の少なくともいずれかを算出することで、臓器の立体形状の時間変化のみに基づいて臓器の移動量及び変形量の少なくともいずれかを算出する場合よりも、臓器の移動量及び変形量を高精度で算出することができる。これにより、非侵襲的に臓器の移動量及び変形量を高精度で算出することができ、患者に負担をかけず、手術を妨げずに臓器の移動及び変形を追跡することができる。
【００１０】
上記態様において、記移動量及び変形量の少なくともいずれかに基づいて、臓器の移動及び変形の少なくともいずれかに追随するプロジェクションマッピングを行う投影部をさらに備えてもよい。
【００１１】
この態様によれば、臓器の移動及び変形の少なくともいずれかに追随するプロジェクションマッピングを行うことで、臓器が移動したり、変形したりする場合であっても、画像を臓器に投影して、手術のナビゲーションを行うことができる。
【００１２】
上記態様において、移動量及び変形量の少なくともいずれかに基づいて、立体画像と、臓器に関する他の画像とを合成する合成部をさらに備えてもよい。
【００１３】
この態様によれば、臓器の移動及び変形の少なくともいずれかに追随するように、立体画像と、臓器に関する他の画像とを合成することができ、立体的な手術のナビゲーションを行うことができる。
【００１４】
上記態様において、撮影部は、焦点をずらしながら複数枚撮影された画像の合焦した部分に基づいて、立体画像を生成する第１生成部を含んでもよい。
【００１５】
この態様によれば、合焦点法によって立体画像を生成することで、高い精度で臓器の立体形状を捉えることができる。また、オクルージョンによって臓器の立体形状が欠けることを抑制することができる。
【００１６】
上記態様において、撮影部は、パターンが投影された臓器の画像に基づいて、立体画像を生成する第２生成部を含んでもよい。
【００１７】
この態様によれば、三角測量の原理で高速に立体画像を生成することができ、臓器の立体形状の時間変化をより高い時間分解能で捉えることができる。
【００１８】
上記態様において、撮影部は、臓器の血管により模様が示された、立体画像を撮影してもよい。
【００１９】
この態様によれば、血管により示される模様の時間変化に基づいて、臓器の移動量及び変形量の少なくともいずれかを算出することで、臓器に特有の模様を捉えることができ、より高精度で臓器の移動及び変形を追跡することができる。
【００２０】
上記態様において、撮影部は、赤外線によって撮影された臓器の画像に基づいて、模様が示された立体画像を生成する第３生成部を含んでもよい。
【００２１】
この態様によれば、赤外線を吸収する血管の特性を利用して、血管により示される模様をより明確に撮影することができる。
【００２２】
本発明の他の態様に係る臓器追跡方法は、臓器の表面の模様が示された、臓器の立体画像を撮影することと、複数の立体画像により示される臓器の立体形状の時間変化及び模様の時間変化に基づいて、臓器の移動量又は変形量を算出することと、を含む。
【００２３】
この態様によれば、臓器の立体形状の時間変化及び臓器の表面の模様の時間変化に基づいて、臓器の移動量及び変形量の少なくともいずれかを算出することで、臓器の立体形状の時間変化のみに基づいて臓器の移動量及び変形量の少なくともいずれかを算出する場合よりも、臓器の移動量及び変形量を高精度で算出することができる。これにより、非侵襲的に臓器の移動量及び変形量を高精度で算出することができ、患者に負担をかけず、手術を妨げずに臓器の移動及び変形を追跡することができる。
【００２４】
本発明の他の態様に係る臓器追跡プログラムは、臓器追跡装置に備えられたコンピュータを、臓器の表面の模様が示された臓器の複数の立体画像により示される臓器の立体形状の時間変化及び模様の時間変化に基づいて、臓器の移動量又は変形量を算出する算出部、として機能させる。
【００２５】
この態様によれば、臓器の立体形状の時間変化及び臓器の表面の模様の時間変化に基づいて、臓器の移動量及び変形量の少なくともいずれかを算出することで、臓器の立体形状の時間変化のみに基づいて臓器の移動量及び変形量の少なくともいずれかを算出する場合よりも、臓器の移動量及び変形量を高精度で算出することができる。これにより、非侵襲的に臓器の移動量及び変形量を高精度で算出することができ、患者に負担をかけず、手術を妨げずに臓器の移動及び変形を追跡することができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、患者に負担をかけず、手術を妨げずに臓器の移動及び変形を追跡することができる臓器追跡装置、臓器追跡方法及び臓器追跡プログラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施形態に係る臓器追跡装置の全体構成を示す概略図である。
【図２】本実施形態に係る臓器追跡装置の機能ブロックを示す図である。
【図３】本実施形態に係る臓器追跡装置の物理的構成を示す図である。
【図４】本実施形態に係る臓器追跡装置及び比較例に係る装置のトラッキングエラーを示す図である。
【図５】本実施形態に係る臓器追跡装置及び比較例に係る装置のトラッキングエラーを示す図である。
【図６】本実施形態に係る臓器追跡装置により実行される追跡処理のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。なお、各図において、同一の符号を付したものは、同一又は同様の構成を有する。
【００２９】
図１は、本発明の実施形態に係る臓器追跡装置１０の全体構成を示す概略図である。臓器追跡装置１０は、臓器Ｂの表面の模様が示された、臓器の立体画像Ｐ１を撮影する撮影部１１を備える。本例では、臓器Ｂは脳であるが、撮影する臓器は任意である。また、撮影部１１は、臓器を外側から撮影するものであってもよいし、消化器等の臓器を内側から撮影するものであってもよい。
【００３０】
臓器追跡装置１０は、複数の立体画像Ｐ１により示される臓器Ｂの立体形状の時間変化及び模様の時間変化に基づいて、臓器Ｂの移動量及び変形量の少なくともいずれかを算出する。例えば、臓器Ｂが脳の場合、頭蓋を開く際に脳が移動したり変形したりする「ブレイン・シフト」が起こることがある。臓器追跡装置１０は、開頭した後に、脳の表面の模様が示された立体画像を撮影し、立体形状の時間変化及び模様の時間変化に基づいて、リアルタイムで脳の移動量及び変形量を算出することができる。
【００３１】
このように、臓器追跡装置１０によれば、臓器Ｂの立体形状の時間変化及び臓器Ｂの表面の模様の時間変化に基づいて、臓器Ｂの移動量及び変形量の少なくともいずれかを算出することで、臓器Ｂの立体形状の時間変化のみに基づいて臓器Ｂの移動量及び変形量の少なくともいずれかを算出する場合よりも、臓器Ｂの移動量及び変形量を高精度で算出することができる。これにより、非侵襲的に臓器Ｂの移動量及び変形量を高精度で算出することができ、患者に負担をかけず、手術を妨げずに臓器Ｂの移動及び変形を追跡することができる。
【００３２】
臓器追跡装置１０は、臓器Ｂの移動量及び変形量の少なくともいずれかに基づいて、臓器Ｂの移動及び変形の少なくともいずれかに追随するプロジェクションマッピングを行う投影部１４を備える。投影部１４は、既存のレーザプロジェクタによって構成されてよく、手術前に用意された投影画像Ｐ２を臓器Ｂに投影してよい。投影画像Ｐ２は、任意の画像であってよいが、例えば切除箇所を示したり、切開箇所を示したりする画像であってよい。
【００３３】
臓器Ｂの移動及び変形の少なくともいずれかに追随するプロジェクションマッピングを行うことで、臓器Ｂが移動したり、変形したりする場合であっても、投影画像Ｐ２を臓器Ｂに投影して、手術のナビゲーションを行うことができる。
【００３４】
図２は、本実施形態に係る臓器追跡装置１０の機能ブロックを示す図である。臓器追跡装置１０は、撮影部１１、算出部１２、合成部１３、投影部１４、記憶部１５及び表示部１０ｆを備える。
【００３５】
撮影部１１は、臓器の表面の模様が示された、臓器の立体画像を撮影する。撮影部１１は、既存のカメラで構成されてよく、可視光を撮影するカメラであったり、赤外線を撮影するカメラであったり、その両方を含んだりしてよい。撮影部１１は、臓器の血管により模様が示された立体画像を撮影してよい。血管により示される模様の時間変化に基づいて、臓器の移動量及び変形量の少なくともいずれかを算出することで、臓器に特有の模様を捉えることができ、より高精度で臓器の移動及び変形を追跡することができる。
【００３６】
撮影部１１は、第１生成部１１ａ、第２生成部１１ｂ及び第３生成部１１ｃを含んでよい。第１生成部１１ａは、焦点をずらしながら複数枚撮影された画像の合焦した部分に基づいて、立体画像を生成する。すなわち、第１生成部１１ａは、光学系の焦点をずらしながら臓器の画像を複数撮影して、画像の合焦した部分に基づいて撮影部１１からの距離を算出し、臓器の立体画像を生成する。第１生成部１１ａは、光学系の焦点をずらしながら臓器のカラー画像を例えば１００枚程度撮影して、画像の合焦した部分に基づいて撮影部１１からの距離を算出し、臓器の表面の模様が示された立体画像を生成してよい。合焦点法によって立体画像を生成することで、高い精度で臓器の立体形状を捉えることができる。また、オクルージョンによって臓器の立体形状が欠けることを抑制することができる。
【００３７】
第２生成部１１ｂは、パターンが投影された臓器の画像に基づいて、立体画像を生成する。ここで、パターンは、任意のものであってよいが、モアレパターンであったり、符号化パターンであったり、ランダムドットパターンであったりしてよい。この場合、第２生成部１１ｂは、臓器に投影されたパターンと撮影部１１の距離を三角測量の原理で算出し、立体画像を生成する。第２生成部１１ｂは、パターンが投影された臓器のモノクロ画像に基づいて臓器の立体形状を測定し、モノクロ画像の撮影と同じ方向、同じ距離から臓器のカラー画像を撮影して、測定された立体形状にカラー画像を重ねることで、臓器の表面の模様が示された立体画像を生成してよい。三角測量の原理により立体画像を生成することで、高速に立体画像を生成することができ、臓器の立体形状の時間変化をより高い時間分解能で捉えることができる。
【００３８】
第３生成部１１ｃは、赤外線によって撮影された臓器の画像に基づいて、模様が示された立体画像を生成する。これにより、赤外線を吸収する血管の特性を利用して、血管により示される模様をより明確に撮影することができる。
【００３９】
算出部１２は、複数の立体画像により示される臓器の立体形状の時間変化及び模様の時間変化に基づいて、臓器の移動量及び変形量の少なくともいずれかを算出する。算出部１２は、撮影部１１によって連続的又は間欠的に撮影され、それぞれ臓器の表面の模様が示された複数の立体画像に基づいて、臓器の移動量及び変形量の少なくともいずれかを算出する。算出部１２は、臓器の表面の模様が示された立体画像から模様の特徴点を検出して、模様の特徴点の時間変化に基づいて、臓器の移動量及び変形量の少なくともいずれかを算出してもよい。このように、臓器の表面の模様を追跡することで、臓器にマーカを固定せずとも、臓器の移動及び変形を追跡することができる。なお、撮影部１１により撮影される複数の立体画像は、それぞれ臓器の表面の模様が示された立体画像であってよいが、例えば、撮影部１１は、臓器の立体形状が示された立体画像と、臓器の表面の模様が示された画像とをそれぞれ撮影してもよい。その場合、算出部１２は、臓器の立体形状が示された複数の立体画像により示される臓器の立体形状の時間変化と、臓器の表面の模様が示された複数の画像により示される模様の時間変化とに基づいて、臓器の移動量及び変形量の少なくともいずれかを算出してよい。
【００４０】
合成部１３は、移動量及び変形量の少なくともいずれかに基づいて、立体画像と、臓器に関する他の画像とを合成する。ここで、臓器に関する他の画像は、記憶部１５に記憶されていてよく、例えば、予め撮影されたＭＲＩ画像、ＣＴ画像、レントゲン画像、ＰＥＴ画像、超音波画像、血管造影画像及び内視鏡画像等であってよい。合成部１３は、臓器の立体画像と、臓器に関する他の画像とを、３次元的な位置関係を正しく再現するように合成してよい。合成部１３により合成された画像は、表示部１０ｆに表示されてよい。これにより、臓器の移動及び変形の少なくともいずれかに追随するように、立体画像と、臓器に関する他の画像とを合成することができ、立体的な手術のナビゲーションを行うことができる。
【００４１】
投影部１４は、移動量及び変形量の少なくともいずれかに基づいて、臓器の移動及び変形の少なくともいずれかに追随するプロジェクションマッピングを行う。臓器の移動及び変形の少なくともいずれかに追随するプロジェクションマッピングを行うことで、臓器が移動したり、変形したりする場合であっても、画像を臓器に投影して、手術のナビゲーションを行うことができる。
【００４２】
図３は、本実施形態に係る臓器追跡装置１０の物理的構成を示す図である。臓器追跡装置１０は、演算部に相当するＣＰＵ（Central Processing Unit）１０ａと、記憶部に相当するＲＡＭ（Random Access Memory）１０ｂと、記憶部に相当するＲＯＭ（Read only Memory）１０ｃと、通信部１０ｄと、入力部１０ｅと、表示部１０ｆと、を有する。これらの各構成は、バスを介して相互にデータ送受信可能に接続される。なお、本例では臓器追跡装置１０が一台のコンピュータで構成される場合について説明するが、臓器追跡装置１０は、複数のコンピュータが組み合わされて実現されてもよい。また、図３で示す構成は一例であり、臓器追跡装置１０はこれら以外の構成を有してもよいし、これらの構成のうち一部を有さなくてもよい。
【００４３】
ＣＰＵ１０ａは、ＲＡＭ１０ｂ又はＲＯＭ１０ｃに記憶されたプログラムの実行に関する制御やデータの演算、加工を行う制御部である。ＣＰＵ１０ａは、臓器の移動及び変形を追跡するプログラム（臓器追跡プログラム）を実行する演算部である。ＣＰＵ１０ａは、入力部１０ｅや通信部１０ｄから種々のデータを受け取り、データの演算結果を表示部１０ｆに表示したり、ＲＡＭ１０ｂやＲＯＭ１０ｃに格納したりする。
【００４４】
ＲＡＭ１０ｂは、記憶部のうちデータの書き換えが可能なものであり、例えば半導体記憶素子で構成されてよい。ＲＡＭ１０ｂは、ＣＰＵ１０ａが実行する探索プログラム、磁気双極子の回転の角周波数といったデータを記憶してよい。なお、これらは例示であって、ＲＡＭ１０ｂには、これら以外のデータが記憶されていてもよいし、これらの一部が記憶されていなくてもよい。
【００４５】
ＲＯＭ１０ｃは、記憶部のうちデータの読み出しが可能なものであり、例えば半導体記憶素子で構成されてよい。ＲＯＭ１０ｃは、例えば探索プログラムや、書き換えが行われないデータを記憶してよい。
【００４６】
通信部１０ｄは、臓器追跡装置１０を他の機器に接続するインターフェースである。通信部１０ｄは、インターネットやＬＡＮ（Local Area Network）等の通信ネットワークに接続されてよい。
【００４７】
入力部１０ｅは、ユーザからデータの入力を受け付けるものであり、例えば、キーボード及びタッチパネルを含んでよい。
【００４８】
表示部１０ｆは、ＣＰＵ１０ａによる演算結果を視覚的に表示するものであり、例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）により構成されてよい。表示部１０ｆは、例えば臓器の立体画像と他の画像の合成画像を表示してよい。
【００４９】
臓器追跡プログラムは、ＲＡＭ１０ｂやＲＯＭ１０ｃ等のコンピュータによって読み取り可能な記憶媒体に記憶されて提供されてもよいし、通信部１０ｄにより接続される通信ネットワークを介して提供されてもよい。臓器追跡装置１０では、ＣＰＵ１０ａが臓器追跡プログラムを実行することにより、図２を用いて説明した様々な動作が実現される。なお、これらの物理的な構成は例示であって、必ずしも独立した構成でなくてもよい。例えば、臓器追跡装置１０は、ＣＰＵ１０ａとＲＡＭ１０ｂやＲＯＭ１０ｃが一体化したＬＳＩ（Large-Scale Integration）を備えていてもよい。
【００５０】
図４は、本実施形態に係る臓器追跡装置１０及び比較例に係る装置のトラッキングエラーを示す図である。同図では、垂直方向の移動に関して、横軸に移動量（Displacement [mm]）を示し、縦軸にトラッキングエラー（TRE [mm]）を示している。ここで、トラッキングエラーは、真の移動量と、臓器追跡装置１０及び比較例に係る装置により算出された移動量との差である。
【００５１】
比較例に係る装置は、Ｒｉｇｉｄ  ＩＣＰ（Iterative Closest Point）アルゴリズムを用いて臓器の移動を追跡するものと、ｎｏｎ−Ｒｉｇｉｄ  ＩＣＰアルゴリズムを用いて臓器の移動を追跡するものである。両アルゴリズムは、臓器の立体形状に基づいて臓器を追跡するものであり、臓器の表面の模様を利用するものではない。Ｒｉｇｉｄ  ＩＣＰを用いる比較例のトラッキングエラーは、丸印で示されており、臓器の移動量が５ｍｍ〜１５ｍｍの場合に、トラッキングエラーは、０．９〜１．２ｍｍ程度である。また、ｎｏｎ−Ｒｉｇｉｄ  ＩＣＰを用いる比較例のトラッキングエラーは、白抜きの四角印で示されており、臓器の移動量が５ｍｍ〜１５ｍｍの場合に、トラッキングエラーは、０．７〜０．８ｍｍ程度である。
【００５２】
一方、本実施形態に係る臓器追跡装置１０のトラッキングエラーは、黒塗りの四角印で示されており、臓器の移動量が５ｍｍ〜１５ｍｍの場合に、トラッキングエラーは、０．３〜０．７ｍｍ程度である。本実施形態に係る臓器追跡装置１０のトラッキングエラーは、全ての移動量の範囲で、いずれの比較例のトラッキングエラーよりも小さい。本実施形態に係る臓器追跡装置１０によれば、臓器の垂直方向の移動を、従来技術よりも高精度で追跡することができる。
【００５３】
図５は、本実施形態に係る臓器追跡装置１０及び比較例に係る装置のトラッキングエラーを示す図である。同図では、水平方向の移動に関して、横軸に移動量（Displacement [mm]）を示し、縦軸にトラッキングエラー（TRE [mm]）を示している。ここで、トラッキングエラーは、真の移動量と、臓器追跡装置１０及び比較例に係る装置により算出された移動量との差である。
【００５４】
比較例に係る装置は、Ｒｉｇｉｄ  ＩＣＰアルゴリズムを用いて臓器の移動を追跡するものと、ｎｏｎ−Ｒｉｇｉｄ  ＩＣＰアルゴリズムを用いて臓器の移動を追跡するものである。Ｒｉｇｉｄ  ＩＣＰを用いる比較例のトラッキングエラーは、丸印で示されており、臓器の移動量が５ｍｍ〜２０ｍｍの場合に、トラッキングエラーは、０．８〜２．０ｍｍ程度である。また、ｎｏｎ−Ｒｉｇｉｄ  ＩＣＰを用いる比較例のトラッキングエラーは、白抜きの四角印で示されており、臓器の移動量が５ｍｍ〜２０ｍｍの場合に、トラッキングエラーは、０．６〜１．５ｍｍ程度である。
【００５５】
一方、本実施形態に係る臓器追跡装置１０のトラッキングエラーは、黒塗りの四角印で示されており、臓器の移動量が５ｍｍ〜２０ｍｍの場合に、トラッキングエラーは、０．５〜０．８ｍｍ程度である。本実施形態に係る臓器追跡装置１０のトラッキングエラーは、全ての移動量の範囲で、いずれの比較例のトラッキングエラーよりも小さい。本実施形態に係る臓器追跡装置１０では、移動量の増加に対するトラッキングエラーの増加が緩やかであり、移動量が大きくなってもトラッキングエラーが小さく保たれる。本実施形態に係る臓器追跡装置１０によれば、臓器の水平方向の移動を、従来技術よりも高精度で追跡することができる。
【００５６】
図６は、本実施形態に係る臓器追跡装置１０により実行される追跡処理のフローチャートである。はじめに、臓器追跡装置１０は、臓器の表面の模様が示された、臓器の立体画像を撮影する（Ｓ１０）。ここで、立体画像は、連続的又は間欠的に撮影されてよい。そして、臓器追跡装置１０は、複数の立体画像に基づいて、臓器の立体形状の変化を検出し（Ｓ１１）、臓器の表面の模様の変化を検出する（Ｓ１２）。
【００５７】
その後、臓器追跡装置１０は、立体形状及び模様の変化に基づいて、臓器の移動量及び変形量を算出する（Ｓ１３）。臓器追跡装置１０は、臓器の移動及び変形に追随するように、臓器に画像を投影する（Ｓ１４）また、臓器追跡装置１０は、臓器の移動量及び変形量の少なくともいずれかに基づいて、臓器の立体画像と、臓器に関する他の画像とを合成して表示する（Ｓ１５）。なお、臓器に画像を投影する処理と、立体画像と他の画像とを合成して表示する処理とは、手術中に行うこととしてよく、必ずしも両方の処理を行わなくてもよく、いずれか一方を行うこととしてもよい。
【００５８】
以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。実施形態が備える各要素並びにその配置、材料、条件、形状及びサイズ等は、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、異なる実施形態で示した構成同士を部分的に置換し又は組み合わせることが可能である。
【符号の説明】
【００５９】
１０…臓器追跡装置、１０ａ…ＣＰＵ、１０ｂ…ＲＡＭ、１０ｃ…ＲＯＭ、１０ｄ…通信部、１０ｅ…入力部、１０ｆ…表示部、１１…撮影部、１１ａ…第１生成部、１１ｂ…第２生成部、１１ｃ…第３生成部、１２…算出部、１３…合成部、１４…投影部、１５…記憶部、Ｂ…臓器、Ｐ１…立体画像、Ｐ２…投影画像
【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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