(57)【要約】【課題】術具を用いた手術や治療において、術具先端と目的部位や危険部位との位置関係の情報をリアルタイムで術者に提供する。【解決手段】術前に撮像したボリュームデータを用いて特定領域を描出し、特定領域以外の各ピクセル位置から特定領域における最長距離、最短距離、方向等の相対位置情報を求めてデータベースとして登録する。手術時には位置検出装置を用いて検出した術具先端位置とボリュームデータに相当するピクセル位置からデータベースに登録した情報を瞬時に読み取り、術者に必要な情報をリアルタイムで提供しながら必要に応じて警告を発する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査対象が置かれる空間内の任意の位置を検出する位置検出手段と、前記空間に配置される検査対象のボリューム画像を収納する記憶手段と、前記空間の座標と前記記憶手段における画像座標との対応を行なう座標変換手段を有し、前記位置検出手段によって検出された位置に対応する前記ボリューム画像の断面像を作成、表示する画像処理手段とを備え、
前記画像処理手段は、前記検査対象内の、第１の領域に対応する前記ボリューム画像の画素群と前記第１の領域以外の第２の領域に対応する前記ボリューム画像の画素との相対位置情報を、前記第２の領域に対応する画素毎に算出し、前記記憶手段に登録する相対位置情報登録手段と、
前記位置検出手段によって検出された点について、前記記憶手段に登録された当該点に対応する画素の相対位置情報を読み出し、前記相対位置情報に応じて必要な警告を発する警告手段とを備えたことを特徴とする手術支援装置。
【請求項２】
請求項１記載の手術支援装置において、
前記相対位置情報登録手段は、前記第２の領域に対応する前記ボリューム画像の画素の、前記第１の領域に対応する前記ボリューム画像の画素群との最長距離および最短距離を算出し、相対位置情報として登録することを特徴とする手術支援装置。
【請求項３】
請求項２記載の手術支援装置において、
前記警告手段は、前記最長距離または最短距離が予め設定した閾値を超えたときに警告を発することを特徴とする手術支援装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の手術支援装置において、
前記検査対象が置かれる空間は、磁気共鳴撮像装置、Ｘ線ＣＴ装置、超音波診断装置、ＰＥＴ装置、Ｘ線診断装置および核医学システムから選ばれる撮像装置の撮像空間であり、前記撮像装置が前記位置検出装置により検出された前記検査対象内又は検査対象上の点を含む断面の撮像を行うように前記撮像装置を制御する制御手段を備えたことを特徴とする手術支援装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置を利用して手術や治療における治療機器の操作を支援するための装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、MRI装置などを手術時の穿刺モニタリング、経皮的治療などに応用する技術が開発されている。その一つは手術や治療中にリアルタイムで撮像する断層面を任意に設定して撮像するという技術で、インタラクティブスキャン（ISC）と呼ばれる。ISCを行うためのMRI装置として、例えば特許文献１などに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。
【０００３】
撮像装置を利用した他の手術支援技術として、手術ナビゲーションシステムと呼ばれる技術がある。手術ナビゲーションシステムでは、過去に撮像したボリュームデータを用い、手術時に患者に対してポインタなどにより指定された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を作成し表示する。これ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２などに提案されている。また手術ナビゲーションシステムとISC技術を組み合わせた技術については特許文献３に提案されている。
【０００４】
これら技術をさらに発展させた技術として、特定領域を描出しセグメンテーションする方法や、手術のアクセス経路を計算・描出する方法なども提案されている（特許文献４、特許文献５など）。
【特許文献１】米国特許5365927号
【特許文献２】特開2002-35007号公報
【特許文献３】特開2003-190117号公報
【特許文献４】特開2002-248083号公報
【特許文献５】特開2003-30624号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、ロボットアーム等を駆使した高精度の手術が行われるようになり、上述した手術支援技術の重要性が高まっている。特に精度を必要とする手術において、術前に撮像したボリュームデータを用いて特定領域を描出し、術具先端位置とボリュームデータに相当する距離を描出・表示する技術は必要不可欠となっている。しかし、距離を描出する方法は数ミリ秒毎に計算を行わなければならないためリアルタイム性には欠けていた。
【０００６】
そこで本発明は、術具を用いた手術や治療において、術具先端と目的部位や危険部位との位置関係の情報をリアルタイムで術者に提供することが可能な手術支援装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するため、本発明は、術前に撮像したボリュームデータを用いて特定領域を描出し、特定領域以外の各ピクセル位置から特定領域における最長距離、最短距離、方向等の相対位置情報を求めてデータベースとして登録を行い、実際の手術時には位置検出装置を用いて検出した術具先端位置とボリュームデータに相当するピクセル位置からデータベースに登録した情報を瞬時に読み取ることができる手術支援装置を提供する。
【０００８】
すなわち本発明の手術支援装置は、検査対象が置かれる空間内の任意の位置を検出する位置検出手段と、前記空間に配置される検査対象のボリューム画像を収納する記憶手段と、前記空間の座標と前記記憶手段における画像座標との対応を行なう座標変換手段を有し、前記位置検出手段によって検出された位置に対応する前記ボリューム画像の断面像を作成、表示する画像処理手段とを備え、前記画像処理手段は、前記検査対象内の、第１の領域に対応する前記ボリューム画像の画素群と前記第１の領域以外の第２の領域に対応する前記ボリューム画像の画素との相対位置情報を、前記第２の領域に対応する画素毎に算出し、前記記憶手段に登録する相対位置情報登録手段と、前記位置検出手段によって検出された点について、前記記憶手段に登録された当該点に対応する画素の相対位置情報を読み出し、前記相対位置情報に応じて必要な警告を発する警告手段とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
相対位置情報登録手段は、例えば、第２の領域に対応するボリューム画像の画素の、第１の領域に対応するボリューム画像の画素群との最長距離および最短距離を算出し、相対位置情報として登録する。また警告手段は、最長距離または最短距離が予め設定した閾値を超えたときに警告を発する。
【００１０】
また本発明の手術支援装置は、検査対象が置かれる空間が、磁気共鳴撮像装置、Ｘ線ＣＴ装置、超音波診断装置、ＰＥＴ装置、Ｘ線診断装置および核医学システムから選ばれる撮像装置の撮像空間であり、撮像装置は位置検出装置により検出された検査対象内又は検査対象上の点を含む断面の撮像を行うように撮像装置を制御する制御手段を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、手術における治療時間短縮と治療精度向上両立を可能とし、術者および患者に対する負担も軽減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明の第１の実施の形態の手術支援装置の概要を示す図である。この手術支援装置は、主として、MRI装置などの撮像装置10と、撮像装置10の撮像空間内の位置を検出する三次元位置検出装置20と、画像処理や手術支援に必要な各種演算を行なう演算装置30と、演算装置30が処理する三次元画像（ボリューム画像）等を格納する記憶装置40と、インターフェイス装置50とを備えている。撮像装置10としては、MRI装置のほか、Ｘ線ＣＴ装置、超音波診断装置、ＰＥＴ装置、Ｘ線診断装置、核医学システム等の医療画像装置のいずれでもよい。
【００１３】
図２は、撮像装置10がMRI装置である場合の全体構成を示す図である。このMRI装置10は、撮像空間を挟んで上下に磁石を配置した垂直磁場方式の装置で、上部磁石13、下部磁石15、これら磁石を連結するとともに上部磁石13を支持する支柱17、ベッド19、液晶モニタ11、制御部14などを備えている。図示していないが、上部磁石13および下部磁石15に近接して、撮像空間に傾斜磁場を与える傾斜磁場コイル、検査対象（手術や治療を受ける患者）60に高周波磁場を印加するための送信用高周波コイル、検査対象からの核磁気共鳴信号を受信するための受信用高周波コイル、これらコイルを駆動するための電源や受信用高周波コイルが受信した信号を処理するための信号処理系などが備えられている。
【００１４】
患者60は、ベッド19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12に搬送され、断層面の撮像が行われる。受信用高周波コイルが検出した信号は、信号処理系で信号処理され、また計算により画像信号に変換される。画像信号は、モニタ11に断層像として表示される。このようなMRI装置10の動作は制御部14により制御される。
【００１５】
図示する実施の形態では、制御部14はワークステーションで構成され、撮像シーケンスに基づく撮像制御および三次元位置検出装置20からの位置情報を利用したISC制御を行うほか、画像処理を行なう演算装置30としても機能する。制御部14には記憶装置40、インターフェイス装置50、映像記録装置70などが接続されている。映像記録装置70は、手術中に撮像装置10によってリアルタイムで撮像される画像や内視鏡などを用いる場合には内視鏡映像などを記録するためのものである。インターフェイス装置50にはディスプレイ等の表示装置およびキイボード、マウスなどの入力装置が備えられている。インターフェイス装置50を介してユーザは撮像条件の入力、表示の指示など各種指令を制御部14に与えることができる。
【００１６】
記憶装置40には、予め手術対象である患者60のボリューム画像が格納されている。ボリューム画像は、三次元画像データであれば、この手術支援装置が接続された撮像装置（ここではMRI装置）10により撮像した画像でもよいし、それ以外の撮像装置で撮像されたものでもよい。また記憶装置40には、このボリューム画像から算出される患者の特定部位への最長距離/最短距離などの相対位置情報が格納される。相対位置情報はボリューム画像とともに手術支援手段として利用される。相対位置情報の算出およびその利用については後述する。
【００１７】
三次元位置検出装置20は、機械式、光学式、磁気式、超音波式などの種々の方式が知られており、そのいずれも使用することが可能である。ただし撮像装置がMRI装置の場合には、磁気式以外のものが好適である。図２に示す実施の形態では、光学式の三次元位置検出装置が採用されている。この三次元位置検出装置20は、位置検出デバイス21、小型コンピュータ23、基準ツール25、ポインタ27などから構成される。
【００１８】
位置検出デバイス21は、２台の赤外線カメラ29と、赤外線を発光する図示しない発光ダイオードを備え、ポインタ27に固定された３つの反射球の位置を検出することにより、ポインタ27の位置及び姿勢を検出する。位置検出デバイス21は、アーム16により移動可能に上部磁石13に連結され、MRI装置10に対する配置を適宜変更することができる。
【００１９】
基準ツール27は、赤外線カメラ29の座標系とMRI装置10の座標系をリンクさせるもので、ポインタ27と同様の３つの反射球271を備え、上部磁石13の側面に設けられている。
【００２０】
パーソナルコンピュータ23は、例えば、RS232Cケーブル28を介して赤外線カメラ29と接続されており、赤外線カメラ29が検出し算出したポインタ27の位置データを受信し、これをMRI装置10で利用可能な位置データに変換し、制御部14へ送信する。制御部14が受信した位置データは、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11に表示される。
【００２１】
このような構成の手術支援装置では、例えば断層面指示デバイスであるポインタ27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ように設定することにより、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。
【００２２】
次に手術支援装置の動作を説明する。図３は、上記手術支援装置を用いたISC危険領域警告機能の手順を示すフロー図である。ISC危険領域警告機能は、大きく分けて、術前プランニング300と手術中機能310とがあり、前者で患者のボリューム画像の取得、記録、ボリューム画像からの相対位置情報の算出、登録を行い、手術中機能310では、手術を進めながらISCと危険領域へ術具が接近したことを検出し報知する機能を実現する。以下、各ステップを詳細に説明する。
【００２３】
まず図４（ａ）に示すように、患者60をMRI装置10の撮像空間に配置し、患者60の手術部位を含む範囲61のボリューム画像を取得するための撮像を行う（ステップ301）。撮像方法は特に限定されず、スライス方向のエンコードを用いる３D撮像でもよいし、マルチスライス撮像でもよい。取得したボリューム画像は、記憶装置40に格納される。次にボリューム画像に対し、MPR (Multi Planar Reconstruction)、3D ボリュームレンダリング等の画像処理を施し、３軸２次元表示する（ステップ302）。図４（ｂ）に３軸２次元表示による３断面406〜408とボリュームレンダリング画像409の表示例を示す。これら３軸２次元表示された画像をもとにセグメンテーション領域を登録する（ステップ303）。セグメンテーション領域は、例えば、手術の目的とする部位や術具が触れてはならない臓器や動脈などを対象に、１ないし複数の領域を指定する。表示画像をもとに輪郭などを描画してセグメンテーション領域を指定する技術は公知であり（例えば特許文献４など）、これら技術を用いることができる。図４（ｂ）に示す例では、術具の経路近傍にある大動脈がセグメンテーション領域410、411、412、413として登録されている。
【００２４】
セグメンテーション領域が指定されたならば、セグメンテーション領域以外の各ピクセル座標から、セグメンテーション領域の全ピクセル座標に対して距離を計測し、最長距離/最短距離となる場所及び方向・距離を求めてデータベースに登録する（ステップ304）。最長距離/最短距離となる場所及び方向・距離の求め方については後述する。セグメンテーション領域が複数ある場合には、セグメンテーション領域毎にステップ304の処理を行う。最後に警告を発する距離(しきい値)を登録して術前作業は終了となる（ステップ305）。警告には、セグメンテーション領域が手術の目的部位や臓器である場合に、術具がその領域に近づいたことを知らせる警告や、セグメンテーション領域が術具が触れてはならない部位や臓器である場合に、術具の方向や位置の変更を促すための警告など、警告する対象や緊急度に応じて複数の種類があり、種類に応じて複数の警告方法が選択できるようになっている。また警告はモニタ上表示による警告のほか、音声や警告用ランプの点灯など任意の方法を適宜組み合わせて採用することができる。
【００２５】
次に、各ピクセル位置における最長/最短距離算出方法の詳細を図５および図６を用いて説明する。既に説明したように、3Dボリューム撮像によって得られた被検体患部のボリューム画像から所定の部位がセグメンテーション領域501として登録されており、画像ボリューム502上ではセグメンテーション領域501とそれ以外の領域503の認識がなされている。距離算出は、ボリューム画像のセグメンテーション領域以外の全てのピクセルから、セグメンテーション領域を含む全てのピクセルまでの距離を計算することにより行なわれる。
【００２６】
一例として、256×256×256画像として説明する。仮にセグメンテーション領域を含む全てのピクセルA、B、・・・Hの座標が例えばA(x1,y1,z1)、B(x2,y2,z2)・・・H(xn,yn,zn)(nはセグメンテーション領域を含むピクセルの数)であるとすると、ピクセル座標０(0,0,0)からのピクセルA、B・・Hまでの画像座標における距離は、それぞれ√{(x1)2+(y1)2+(z1)2}、√{(x2)2+(y2)2+(z2)2},・・・√{(xｎ)2+(yｎ)2+(zｎ)2}となる。実空間における距離は、画像座標における距離にピクセルサイズを乗じたものとなる。求めた距離のうち値が最小のものを最短距離、値が最大のものを最長距離として登録する。同様にしてピクセル位置０から各ピクセルA、B・・Hに向かうベクトル（方向）が求められる。またピクセル位置０から同一方向となるピクセルが２以上ある場合には、その方向に術具を進めた場合、セグメンテーション領域を術具が貫通することを意味するので、該当する方向はピクセル位置０から各ピクセルへの方向の情報と共に登録される。
【００２７】
以上のような距離と方向を含む位置情報の算出と登録を、セグメンテーション領域501を除く全ピクセル位置{(0,0,0)〜(256,256,256)}について行い、データベースに登録する。なおここでは位置計算を256×256×256の全ピクセルについて実行する場合を説明したが、複数（例えば3×3×3）のピクセルの集合を１ボクセルとして、ボクセル単位で行なってもよい。
【００２８】
こうして術前プランニング（図３：ステップ300）が終了した後、手術を開始する（図３：ステップ350）。実際の手術時においては、まずISCを開始する（ステップ306）。ISCでは三次元位置検出装置20（位置検出デバイス21）がポインタ27の位置を検出することにより、術具位置をリアルタイム検出し（ステップ307）、術具位置を含む断面の撮像を行う。ISCによる撮像は、三次元位置検出装置20の位置検出頻度に合わせて繰り返される。撮像と同時に、演算装置30は、術具先端位置に相当するピクセル位置からデータベースに登録した相対位置情報をリアルタイムに読み取る（ステップ308）。読み取った相対位置情報は、図４（ｂ）に示したような先端位置とともにモニタに表示される。相対位置情報において、例えば、術具が触れてはならない部位や臓器との距離（最短距離）が予め設定しておいた警告閾値と比べて小さい場合は（ステップ309）、GUI又は音声による警告を発し（ステップ310）、ターゲットまでの距離をユーザに対して表示する（ステップ311）。この処理を終了指示があるまで繰り返す（ステップ312）。
【００２９】
さらに術具の方向も考慮して警告の程度を異ならせることも可能である。その場合には、まず三次元位置検出装置20が検出した術具の方向と先端位置を読み取り、先端位置とセグメンテーション領域の距離が閾値に達したか否かを判断するとともに術具の方向がその先端位置のピクセルについて登録されたセグメンテーション領域に対する方向（複数の方向が登録されている）に該当するか否かを判断する。先端位置とセグメンテーション領域の距離が閾値より小さく、ただし術具の方向が登録された方向から外れている場合には、中程度の重要度を示す警告を発する。一方、先端位置とセグメンテーション領域の距離が閾値より小さく、且つ術具の方向が登録された方向と一致する場合には、緊急度の高い警告を発する。
【００３０】
本実施の形態におけるGUIの一例を図７および図８に示す。図７は術前のGU表示例、図８は術中のGUI表示例を示している。
【００３１】
図示するように、操作用画面700は、画像表示部710、データ表示部720、操作ボタン表示部730、手術中情報表示部740などが設けられている。術前プランニングにおいては、例えば操作ボタン表示部730のボタン731、732を操作して所望の撮像シーケンスによる3D撮像を実行することができ、これによって作成された３軸断面711,712,713及びボリューム断面714が画像表示部710に表示される。次に操作ボタン表示部730のセグメンテーション733を選択するとセグメンテーションモードとなり、マウス等の入力装置を介したセグメンテーション715のための作業を行うことが可能となる。セグメンテーション作業後、操作ボタン表示部730の最長/最短距離・方向算出ボタン734を操作することにより、各ピクセルについて最長/最短距離・方向が算出され、データベースが作成される。データベースに登録された内容はデータ表示部720に表示される。
【００３２】
図示する例では、画像ピクセル座標721、それに対するセグメンテーション領域の最短座標722、最長距離723、最短距離724、方向725が全ての画像ピクセル位置において表示される。セグメンテーション領域を含むピクセル位置726のこれら情報は当然ながら０となる。なお図では（0,0,0）〜（256,256,256）の全体が表示されている様子を示しているが、現実にはピクセル数は256×256×256と膨大であるので、画面をスクロールして表示する、或いは代表的なピクセルの情報を表示するなどの手法を採用する。最後に手術中情報表示部740において、警告しきい値741、警告方法742、自動警告機能743、ISC744の基本情報を入力することで手術準備が完了する。
【００３３】
図８に示すように、手術中の操作画面800も画像表示部810、データ表示部820、操作ボタン表示部830、手術中情報表示部840が設置されていることは術前プランニングのGUIと同じである。手術時にはISC機能844が選択され、ONとなっている場合は、その旨が色の変化などで表示され、三次元位置検出装置を用いて術具位置を追随することにより、術具815を含む３軸断面（Axia1 811、Sagital 812、Colona1 813）及びVolume Rendering画像814が時系列的に変化する。同時にデータベースから術具先端位置の画像ピクセル座標821と各種登録情報822〜825を読み出して、リアルタイムにデータベース情報を表示する。
【００３４】
図示する例では、データ表示部820において三次元位置検出装置が検出した術具先端位置に対応するボックス826の色が変化し、データ表示部上でも術具先端位置がリアルタイムで表示されるようになっている。ボックス826内の最短距離824の値が警告閾値841以下となった場合には警告方法842に従った警告が発せられる。
【００３５】
このように本実施の形態によれば、術前に撮像したボリュームデータを用いて特定領域を描出し、抽出された領域に対する全ピクセルからの距離・方向等の相対位置情報を算出し、登録しておくことにより、従来のように術具位置を検出する毎に距離計算等を行う必要がないので、術者に必要な情報をリアルタイムで提供しながら必要に応じて警告を発することができる。これにより、例えばセグメンテーション領域が術具による接触が禁止される部位や臓器である場合には、速やかに術具の進行を停止し、事故を防止できる。またセグメンテーション領域が手術のターゲットである場合には、術具を進める速度を遅くするなど迅速で且つ適切な手術を行うよう支援することができる。さらに術具がセグメンテーション領域を貫通する方向が登録されている場合には、その方向において最短距離にあるピクセルと最長距離にあるピクセルとからセグメンテーション領域のほぼ中央を推定することも可能である。
【００３６】
なお以上の実施の形態では、手術中はポインタで患者の位置を指定するとともに、その位置を三次元位置検出装置で検出する場合を説明したが、術具自体が撮像装置で検出可能なものである場合には、ISCにより撮像装置が撮像した画像から術具先端位置を検出し、その位置に対応する距離・方向等の位置情報を記憶装置から読み出し、表示・警告を行なうようにすることも可能である。撮像装置で検出可能な術具としては、例えば、撮像装置がMRI装置の場合には、先端近傍の２箇所以上に小型受信コイルを搭載したカテーテル等の術具やMRI装置によって検出可能なマーカーを含む術具などが挙げられる。またCT装置で検出可能な材料からなる術具でもよい。
【００３７】
次に、本発明の第２の実施の形態を説明する。本実施の形態の手術支援装置の構成を図９に示す。この手術支援装置も撮像装置10と、演算装置30と、ボリューム画像等を格納する記憶装置40と、インターフェイス装置50とを備えていることは、図１に示す第１の実施の形態と同様である。三次元位置検出装置20は、ISCを行なうために備えていてもよいがなくてもよい。また術前プランニングとして、過去に撮像したボリューム画像を用いてセグメンテーションを行い、各ピクセルからセグメンテーション領域までの距離・方向等の相対位置情報を算出し、登録することも第１の実施の形態と同様である。
【００３８】
ただし本実施の形態では、術具はロボット80のロボットアームに固定されており、ロボットアームを介して手術が行なわれる。術具の位置情報は、ロボット80に内蔵される駆動・制御系（図示せず）においてロボット座標系の位置として把握されている。演算装置30は、ロボット80から術具先端のロボット座標系における位置を受け取り、これを画像座標に変換し、対応するピクセルについて登録された相対位置情報を読み取る。
【００３９】
以下、第２の実施の形態の手術支援装置の術中の動作を図１０を参照して説明する。まず第1の実施の形態と同様に、ISCを開始する（ステップ1001）。ISCでは三次元位置検出装置20（位置検出デバイス21）がポインタ27の位置を検出することにより、術具位置をリアルタイム検出し、術具位置を含む断面の撮像を行う。或いは術具先端位置をロボット80から受け取り、これを実空間座標（撮像空間の座標）に変換し、撮像を行なってもよい。この場合には三次元位置検出装置20は不要である。ISCによる撮像と同時に、演算装置30は、ロボット80から術具の方向と先端位置を読み取るとともに（ステップ1002）、先端位置について登録されたセグメンテーション領域との相対位置情報をデータベースから読み取る（ステップ1003）。
【００４０】
セグメンテーション領域が手術の目的部位である場合には（ステップ1004）、術具の方向がその先端位置のピクセルについて登録されたセグメンテーション領域に対する方向（複数の方向が登録されている）に該当するか否かを判断する（ステップ1005）。術具の方向が登録された方向から外れている場合には、術具の挿入しなおし或いは方向転換が必要である旨をモニタ表示する（ステップ1006）。術具の方向が登録された方向と一致する場合には、先端位置とセグメンテーション領域の距離が閾値に達したか否かを判断し（ステップ1007）、閾値に達した場合にはロボット80に指示を送り、その速度を低速に変える。或いはロボット80の駆動を停止する（ステップ1008）。
【００４１】
またセグメンテーション領域が、術具が接触してはならない危険部位である場合には、術具の方向が登録された方向と一致し且つ先端位置とセグメンテーション領域の距離が閾値に達したときに、ロボット80の駆動を停止するとともに術具の挿入しなおし或いは方向転換が必要である旨をモニタ表示する（ステップ100９〜1011）。これらの処理を終了指示があるまで繰り返す。
【００４２】
このように本実施の形態によれば、第1の実施の形態と同様に、予め登録された相対位置情報を用いて、術者に必要な情報をリアルタイムで提供しながら必要に応じて警告を発することができる。その際、ロボット80からの位置情報を利用することができるので三次元位置検出装置を省くことができる。また演算装置による判断結果をロボット80の駆動に反映させることができる。
【００４３】
以上、本発明の手術支援装置の実施の形態を説明したが、本発明の特徴は、所定の部位や臓器とそれ以外の領域との相対位置情報を予め算出・登録しておき、それを手術中に検出した位置をもとにリアルタイムで相対位置情報を読み出せる点にあり、上述した実施の形態や図面に限定されることなく種々の変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の第１の実施の形態の手術支援装置の概要を示す図
【図２】本発明の手術支援装置をMRI装置に適用した場合の全体構成を示す図
【図３】第1の実施の形態による動作手順を示すフローチャート図
【図４】本発明における術前プランニングのセグメンテーション工程を示す図
【図５】本発明の最長/最短距離算出方法を説明する図
【図６】本発明の最長/最短距離算出方法を説明する図
【図７】第1の実施の形態のGUI表示例（術前）を示す図
【図８】第1の実施の形態のGUI表示例（術中）を示す図
【図９】本発明の第２の実施の形態の手術支援装置の概要を示す図
【図１０】第２の実施の形態による動作手順を示すフローチャート図
【符号の説明】
【００４５】
10・・・撮像装置（MRI装置）、20・・・三次元位置検出装置、30・・・演算装置（画像処理部）、40・・・記憶装置、50・・・インターフェイス装置。
【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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