(57)【要約】【課題】  事前計画（例えば治療計画）と組み合わせて使用される、より洗練された撮像技術を利用する改良された方法及び装置を提供すること【解決手段】  本発明は、事前計画に応じて動物体内の目標容積に対する外科用具の位置を判定する方法に関する。本方法は、i）撮像手段を用いて、それぞれ画像データスライスＩ（ｘ，ｙ，ｚ）で表現される前記目標容積の複数の２次元画像を得る工程と、ii）変換手段を用いて、前記複数の画像データスライスＩ（ｘ，ｙ，ｚ）から容積画像データ列Ｖ（ｘ，ｙ，ｚ）で表現される前記目標容積の３次元画像を再構成する工程と、iii）表示手段を用いて、前記目標容積の前記３次元画像を使用者に表示する工程とを含む。【選択図】図２
2005118553.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
事前計画に応じて動物体内の目標容積に対する外科用具の位置を判定する方法であって、
i）  撮像手段を用いて、それぞれ画像データスライスＩ（ｘ，ｙ，ｚ）で表現される前目標容積の複数の２次元画像を得る工程と、
ii)  変換手段を用いて、前記複数の画像データスライスＩ（ｘ，ｙ，ｚ）から容積画像データ列Ｖ（ｘ，ｙ，ｚ）で表現される前記目標容積の３次元画像を再構成する工程と、
iii）  表示手段を用いて、前記目標容積の前記３次元画像を使用者に表示する工程とを含む方法において、
iv）  選択手段を用いて、前記表示手段によって表示中の前記３次元画像内の少なくとも１つの特定仮想目標位置を前記事前計画に応じて選択する工程と、
v）  前記３次元画像内で選択されている前記特定仮想目標位置に対応する前記目標容積内の特定目標位置の画像データスライスＩ（ｘ，ｙ，ｚ）で表現される１つの２次元画像を実時間で得るために、前記目標容積に対して前記撮像手段を制御する工程と、
vi）  前記表示手段を用いて、前記特定目標位置の前記実時間２次元画像を使用者に表示する工程と、
vii）  表示中の前記特定目標位置の前記実時間２次元画像を用いて、前記特定目標位置内の前記外科用具の実位置を判定する工程とを更に有することを特徴とする方法。
【請求項２】
viii）  前記外科用具の前記判定実位置を前記目標容積に対する前記外科用具の事前計画予定位置と比較する工程と、
ix）  前記目標容積に対する前記外科用具の位置を移動させることによって、前記事前計画予定位置を考慮して前記外科用具の前記判定実位置を修正する工程とを更に有することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
x）  前記外科用具の実位置が前記事前計画予定位置に合致するまで前記修正工程ix）を監視する工程を更に有することを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
xi）  前記事前計画に応じて、工程iii）の間、表示中の前記３次元画像内に仮想外科用具を投影する工程と、
xii）  前記３次元画像内に、工程vii）で判定した前記外科用具の実位置を投影する工程とを更に有することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の方法。
【請求項５】
xiii）  記憶手段を用いて、工程i）、ii）及び／又はv）で得た画像データを格納する工程を更に有することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の方法。
【請求項６】
事前計画に応じて動物体内の目標容積に対する外科用具の位置を判定する装置であって、
それぞれ画像データスライスＩ（ｘ，ｙ，ｚ）で表現される前記目標容積の複数の２次元画像を得るための撮像手段と、
前記複数の画像データスライスＩ（ｘ，ｙ，ｚ）から容積画像データ列Ｖ（ｘ，ｙ，ｚ）で表現される前記目標容積の３次元画像を再構成するための変換手段と、
前記複数の画像データスライスＩ（ｘ，ｙ，ｚ）及び前記容積画像データ列Ｖ（ｘ，ｙ，ｚ）を格納するための記憶手段と、
前記目標容積の前記３次元画像を使用者に表示するための表示手段とを含む装置において、
前記表示手段によって表示中の前記３次元画像内の少なくとも１つの特定仮想目標位置を前記事前計画に応じて選択するための選択手段と、
前記３次元画像内で選択されている前記特定仮想目標位置に対応する前記目標容積内の特定目標位置の画像データスライスＩ（ｘ，ｙ，ｚ）で表現される１つの２次元画像を実時間で得るために、前記目標容積に対して前記撮像手段を制御するための制御手段と、
前記特定目標位置の前記実時間２次元画像を用いて、前記特定目標位置内の前記外科用具の実位置を判定する手段とを更に有することを特徴とする装置。
【請求項７】
前記外科用具の前記判定実位置を前記目標容積に対する前記外科用具の事前計画予定位置と比較する比較手段と、
前記目標容積に対する前記外科用具の位置を移動させることによって、前記事前計画予定位置を考慮して前記外科用具の前記判定実位置を修正する修正手段とを更に有することを特徴とする請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記制御手段に基づいて前記目標容積に対して前記撮像手段を移動させるための移動手段を更に有することを特徴とする、請求項６または７に記載の装置。
【請求項９】
前記移動手段は前記撮像手段を長手方向および／または回転方向に移動可能であることを特徴とする請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記撮像手段は、直腸超音波撮像探針などの超音波撮像手段であることを特徴とする請求項６ないし９のいずれか１つに記載の装置。
【請求項１１】
前記撮像手段は、核磁気撮像手段であることを特徴とする請求項６ないし９のいずれか１つに記載の装置。
【請求項１２】
前記制御手段は、前記核磁気撮像手段の適当な傾斜磁場コイルを励磁するように構成されることを特徴とする請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記選択手段は、ディスプレイポインタ、マウスポインタ、または、キーボードの少なくとも１つを含む入力装置からなることを特徴とする請求項６ないし１２のいずれか１つに記載の装置。
【請求項１４】
前記外科用具は少なくとも１本の埋込針であることを特徴とする請求項６ないし１３のいずれか１つに記載の装置。
【請求項１５】
前記外科用具は、組織内放射線照射療法シードまたはＨＤＲ線源を含む少なくとも１つの放射線放出源と見なされることを特徴とする請求項６ないし１３のいずれか１つに記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、事前計画に応じて動物体内の目標容積に対する外科用具の位置を判定する方法であって、
i）  撮像手段を用いて、それぞれ画像データスライスＩ（ｘ，ｙ，ｚ）で表現される前記目標容積の複数の２次元画像を得る工程と、
ii）  変換手段を用いて、前記複数の画像データスライスＩ（ｘ，ｙ，ｚ）から容積画像データ列Ｖ（ｘ，ｙ，ｚ）で表現される前記目標容積の３次元画像を再構成する工程と、
iii）  表示手段を用いて、前記目標容積の前記３次元画像を使用者に表示する工程とを含む方法に関する。
【０００２】
本発明は更に、事前計画に応じて動物体内の目標容積に対する外科用具の位置を判定する装置であって、
それぞれ画像データスライスＩ（ｘ，ｙ，ｚ）で表現される前記目標容積の複数の２次元画像を得るための撮像手段と、
前記複数の画像データスライスＩ（ｘ，ｙ，ｚ）から容積画像データ列Ｖ（ｘ，ｙ，ｚ）で表現される前記目標容積の３次元画像を再構成するための変換手段と、
前記複数の画像データスライスＩ（ｘ，ｙ，ｚ）及び前記容積画像データ列Ｖ（ｘ，ｙ，ｚ）を格納するための記憶手段と、
前記目標容積の前記３次元画像を使用者に表示するための表示手段とを含む装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
医療分野では、撮像技術を用いて対象の内部器官を観察することは周知である。例えば、前立腺癌の診断では、診断医は経直腸的超音波（ＴＲＵＳ）を用いて、病巣が存在するかどうかを特定し、病巣があれば、その位置、寸法及び範囲を判定する。超音波の原理に基づく従来の診断撮像装置は、典型的には、超音波信号を対象内に発信し、対象から反射超音波信号を受信するための超音波探針を有する。超音波探針の受信する反射超音波信号は処理され、検査中の目標容積の２次元画像が形成される。
【０００４】
超音波探針の典型的な具体例は、女性の場合、膣、子宮及び卵巣などの骨盤内器官を検査するために婦人科及び産科の分野で主として用いられる腔内超音波探針である。
【０００５】
腔内超音波探針を使用する別の用途は、前立腺付近又は前立腺内の体内に挿入した中空針経由で放射性シードを埋め込むことによって前立腺癌を治療することである。動物体内に挿入した多数の針から放射性シードを埋め込むことによって動物体内で放射線治療を実施する装置の一例は、例えば、ヨーロッパ特許出願第ＥＰ−Ａ１−１  ０７０  ５１９号明細書に開示されている。放射性シードを埋め込む前に、この装置では、１本以上の中空針が動物体内に挿入される。針の（先端の）正確な位置は、患者の直腸内に挿入された腔内超音波探針で得られる画像を用いて監視される。針の事前計画された予定深度（位置）への挿入は、前記画像から得られる情報を用いて制御される。別の撮像技術は、磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）の原理に基づく。
【０００６】
上記撮像技術は、患者の体の目標容積の２次元画像スライスを生成する。検査対象である患者の体の内部器官（目標容積）の全体図を得るためには、互いに長手方向に間隔を置いた複数の２次元画像スライスが必要となる。これらの複数の２次元画像スライスを結合して１つの３次元画像に変換し、撮像中の目標容積の３次元全体図を生成する提案は幾つか存在する。
【０００７】
例えば、超音波撮像に基づく上記序文に合致する２次元・３次元変換技術がＵＳ−Ａ−５，４５４，３７１に開示されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、事前計画（例えば治療計画）と組み合わせて使用される、より洗練された撮像技術を利用する改良された方法及び装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によれば、前記方法は、
iv）  選択手段を用いて、前記表示手段によって表示中の前記３次元画像内の少なくとも１つの特定仮想目標位置を前記事前計画に応じて選択する工程と、
v）  前記３次元画像内で選択されている前記特定仮想目標位置に対応する前記目標容積内の特定目標位置の画像データスライスＩ（ｘ，ｙ，ｚ）で表現される１つの２次元画像を実時間で得るために、前記目標容積に対して前記撮像手段を制御する工程と、
vi）  前記表示手段を用いて、前記特定目標位置の前記実時間２次元画像を使用者に表示する工程と、
vii）  表示中の前記特定目標位置の前記実時間２次元画像を用いて、前記特定目標位置内の前記外科用具の実位置を判定する工程とを更に有することを特徴とする。
【００１０】
これらの特徴によって、診断医が検査・観察対象である動物体の目標容積に対して撮像手段を制御できる、改良された撮像技術が実現される。このようにして２次元画像から得られた３次元画像は、診断医のための仮想作業空間として用いられる。診断医に対して表示された前記３次元仮想作業空間内での操作を通じて、診断医は、目標容積の関心領域の実時間又は略実時間２次元画像を得るために患者の体に対して撮像手段を簡単に操作することができる。
【００１１】
前記目標容積の関心領域は、３次元仮想画像内で選択される必要がある。この選択に基づいて、本発明による方法は、撮像手段を前記目標容積の関心領域に対して自動的に合焦させる。
【００１２】
本発明によるこの撮像技術によって、診断医は、例えば治療のために、前記目標容積に対して外科用具の存在及び位置を簡単に追跡することが可能となる。より具体的には、本撮像技術によって、診断医は、例えば、動物体内へ前記外科用具を挿入中又は操縦中に、前記目標容積に対する前記外科用具の移動経路を監視することができる。
【００１３】
本発明による方法の更なる改良では、本方法は、
viii）  前記外科用具の前記判定実位置を前記目標容積に対する前記外科用具の事前計画予定位置と比較する工程と、
ix）  前記目標容積に対する前記外科用具の位置を移動させることによって、前記事前計画予定位置を考慮して前記外科用具の前記判定実位置を修正する工程とを有することを更なる特徴とする。
【００１４】
これによって、診断医は、前記目標容積に対する前記外科用具の移動経路を洗練された実時間方式で修正することができる。
【００１５】
特に、本発明による撮像技術をある種の事前計画（例えば、放射性線源を用いて前立腺癌を治療するための事前計画された放射線治療計画）と組み合わせて実行する上で好都合なように、本方法は、
x）  前記外科用具の実位置が前記事前計画予定位置に合致するまで前記修正工程ix）を監視する工程を有することを更なる特徴とすることができる。
【００１６】
例えば、事前計画と組み合わせて本発明による前記撮像方法を実施する上で診断医を更に支援するために、本方法は、
xi）  前記事前計画に応じて、工程iii）の間、表示中の前記３次元画像内に仮想外科用具を投影する工程と、
xii）  前記３次元画像内に、工程vii）で判定した前記外科用具の実位置を投影する工程とを有することを更なる特徴とする。
【００１７】
これによって、事前計画された予定又は所期の位置に関連させて、目標容積に対する外科用具の正確な位置を診断医に対して持続的、視覚的に知らせるので、診断医の３次元仮想作業空間において単純ではあるが有利なフィードバック制御が提供される。
【００１８】
また、本発明による方法は、viii）記憶手段を用いて、工程i）、ii）及び／又はv）で得た画像データを格納する工程を有する。
【００１９】
本発明による装置は、前記表示手段によって表示中の前記３次元画像内の少なくとも１つの特定仮想目標位置を前記事前計画に応じて選択するための選択手段と、前記３次元画像内で選択されている前記特定仮想目標位置に対応する前記目標容積内の特定目標位置の画像データスライスＩ（ｘ，ｙ，ｚ）で表現される１つの２次元画像を実時間で得るために、前記目標容積に対して前記撮像手段を制御するための制御手段と、前記特定目標位置の前記実時間２次元画像を用いて、前記特定目標位置内の前記外科用具の実位置を判定する手段とを有することを特徴とする。
【００２０】
本発明による装置を用いれば、検査・観察対象である動物体の目標容積に対して撮像手段を制御することが可能となる。例えば、目標容積に対して特定の方位に撮像手段を直接操作することによって撮像手段を目標容積に対して直接制御するのではなく、前記操作は、ここでは、遠隔方式で実施される。２次元画像から得られた３次元画像は、診断医のための仮想作業空間として使用される。
【００２１】
表示中の前記３次元仮想作業空間内での操作を通じて、診断医は、目標容積の関心領域の実時間又は略実時間２次元画像を得るために、遠隔方式で患者の体に対して撮像手段を操作することは勿論、方向付けや方向転換も可能となる。
【００２２】
これによって、撮像手段の直接操作は最早必要ではなく、例えば治療のために、前記目標容積に対する外科用具の存在及び／又は位置を簡単に追跡することが可能となる。より具体的には、本撮像技術によって、診断医は、例えば、動物体内へ前記外科用具を挿入中又は操縦中に、前記目標容積に対する前記外科用具の移動経路を監視することができる。
【００２３】
前記目標容積に対する前記外科用具の移動経路を洗練された実時間方式で修正することができる、本発明による装置の改良された実施例では、前記外科用具の前記判定実位置を前記目標容積に対する前記外科用具の事前計画予定位置と比較する比較手段と、前記目標容積に対する前記外科用具の位置を移動させることによって、前記事前計画予定位置を考慮して前記外科用具の前記判定実位置を修正する修正手段とが設けられる。これらの特徴は、本発明による装置をある種の事前計画（例えば、放射性線源を用いて前立腺癌を治療するための事前計画された放射線治療計画）と組み合わせて実行する場合に特に好適である。
【００２４】
より具体的には、本発明による装置の改良された動作を得るためには、前記制御手段に基づいて前記目標容積に対して前記撮像手段を移動させるための移動手段が設けられる。
【００２５】
特に、前記移動手段が前記撮像手段を長手方向及び／又は回転方向に移動可能であれば、事前計画に関連させて撮像手段を有利に制御することができる。
【００２６】
好適な撮像手段としては、直腸超音波撮像探針などの超音波撮像手段又は核磁気撮像手段を本発明による装置と共に使用することができる。
【００２７】
磁気共鳴撮像を使用するときには、本発明による装置の制御手段は、核磁気撮像手段の適当な傾斜磁場コイルを励磁するように構成される。これによって、３次元仮想作業空間において診断医が選択した撮像対象である関心領域に応じた、撮像手段のより向上した制御が可能となる。
【００２８】
より具体的には、前記選択手段は、ディスプレイポインタ、マウスポインタ、又は、キーボードなどの入力装置からなる。
【００２９】
本発明による装置を動作させるときには、種々の外科用具を使用することができる。例えば、前記外科用具は少なくとも１本の埋込針、及び／又は、埋込針経由で挿入される少なくとも１つの放射性近接照射療法シードやＨＤＲ線源などの放射線放出源であり得る。これら種々の外科用具を用いれば、本発明による装置（及び方法）は、近接照射治療（例えば、前立腺癌の治療）に使用する上で非常に好適なものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明を図面とともに説明する。
【００３１】
図１は、超音波撮像手段を用いて、１つ以上の放射性シードなどのエネルギー放出源を動物体内の目標位置、例えば前立腺内に埋め込むためのテンプレート組立体を用いた公知の放射線治療装置の様々な要素を非常に概略的に示す。
【００３２】
図１に示す公知の装置は次のように動作する。患者１は、脊髄麻酔又は全身麻酔下にあり、切石位で手術台２に横たわっている。（超音波）撮像探針７は直腸に導入され、信号線７ａ経由で周知の映像スクリーンと接続される。映像スクリーンには、撮像探針７の視点から見える患者の内部、特に前立腺１１の画像が見える。超音波画像形状とテンプレート組立体５の相関を保証するように、テンプレート組立体５はステッパユニット３に装着され、撮像探針７はホルダ６を介してステッパユニット３およびテーブル４に接続されている。次に、更に針１０が１本ずつ超音波誘導下に体内及び前立腺内に導入される。なお、針９は、前立腺１１をテンプレート５に対して所定の位置に固定するために用いられる。
【００３３】
駆動手段（ステッパユニット３，テーブル４，４ａ）を用いて撮像探針を直腸内の長手方向に移動させて、各針１０の針深度を制御する。全ての針１０が設置されると、それらの前立腺１１に対する位置が幾つかの公知の方法のうちの少なくとも１つの方法で決定される。ある公知の方法では、治療計画モジュール１２ａが針１０を前立腺内でどのように配置すべきか、また、どれぐらいの数の放射線放出源を各針１０内へどんな順番で配置すべきかを決定する。針１０における放射性シードの予定配置に関する情報は、シード装填ユニット８を制御するのに用いられる。なお、符号１２はシード装填ユニット８を制御するための制御装置、符号１２ｂは制御装置１２に入力するためのキーボードである。
【００３４】
図２及び３は、本発明による方法の第１及び第２実施例を示すブロック図である。これらの図では、撮像手段は参照番号２０で示され、図２では、磁気共鳴撮像に基づいた撮像手段からなる。図２において参照番号２０で示すＭＲＩ手段は、一般的には、傾斜磁場コイルＧｘ、Ｇｙ、Ｇｚを励磁させるための電源を有する。傾斜磁場コイルは、図２では参照番号２１（Ｇｘ−Ｇｙ−Ｇｚ）で示される。
【００３５】
個別に励磁させることによって、３つの傾斜磁場コイルは、どの方向にも線形可変磁場を生じ得る。この場合、正味傾斜は√（Ｇｘ２＋Ｇｙ２＋Ｇｚ２）に等しくなる。適当な設計を用いて、傾斜磁場コイルＧｘ、Ｇｙ、Ｇｚは、事前定義済みの視野上において距離対強度が直線的に変化する磁場を発生する。図示されていない均質磁場Ｂ０上に重ね合わせると、正傾斜域がＢ０に加算され、負傾斜域がＢ０を減じる。
【００３６】
結果として生じる傾斜は線形、位置依存なので、公知の予測可能な方法によって、プロトンは、印可された傾斜に沿ってその位置に応じてその歳差周期が変更させられる。３つの磁場の重ね合わせによって如何なる傾斜方向も可能である。ＭＲＩは、プロトンのラーモア周波数でのＲＦ励磁を磁場傾斜と組み合わせて、励磁後に個々の体素からの信号を局在化させる。
【００３７】
ＭＲ撮像手段２０は、撮像手段２０を動作させるために設けられた中央演算装置ＣＰＵ２２に接続される。
【００３８】
中央演算装置２２は、変換手段２３と相互作用する。変換手段２３は、前記撮像手段２０の生成した２次元画像をデジタル化して更に処理するためのデジタイザと画像処理装置とを有する。
【００３９】
この点に関して、変換手段２３は、２次元情報として撮像手段２０から得た２次元画像を格納するための記憶手段（例えば、物理メモリー）を有してもよい。変換手段２３は、２次元情報を捕捉してデジタル化し、立案及び視覚化のために２次元情報をコンピュータシステム２４に転送する。コンピュータシステム２４においても、前記２次元画像情報は、撮像中の目標容積の３次元画像に変換される。
【００４０】
前記コンピュータシステム２４は、撮像手段２０によって撮像中の目標容積に対して、例えば放射線治療を事前計画するための立案ソフトウェアを有してもよい。
【００４１】
図４を参照してより詳細に解説すると、本発明の方法は、前記コンピュータシステム２４によって視覚化されている前記３次元画像内において、適当な選択手段を用いて特定の仮想目標位置が選択されることを更なる特徴とする。前記コンピュータシステム２４で前記選択がなされると、前記コンピュータシステム２４から中央制御装置２２に対して制御信号が与えられる。それによって、前記３次元画像内で選択された仮想目標位置に対応する目標容積内の目標位置が得られる２次元画像を得るため、ＣＰＵ２２はＭＲ撮像手段２０を制御する。
【００４２】
図３では、本発明の方法は、超音波トランスデューサ２１を有する超音波探針２０を用いて説明される。超音波トランスデューサ２１は、複数の超音波トランスデューサ要素２１ｎからなってもよい。超音波探針２０は、撮像対象である目標容積に対して長手方向又は回転方向にトランスデューサ要素２１を移動するための駆動手段（図示せず）を備える。
【００４３】
検査対象である目標容積に向けてトランスデューサ要素２１の発信する超音波信号は、スライスとして撮像すべき目標容積と交差する物理相互作用場に向けられる。前記物理相互作用場内で超音波信号は組織の組成に応じて透過、吸収又は反射される。
【００４４】
反射超音波信号はトランスデューサ要素２１によって受信され、目標容積の物理相互作用場（画像スライス）に応じた２次元画像を生成するための超音波処理装置（変換手段）２３に供給される。トランスデューサ要素２１を回転させることによって互いに間隔を置いた複数の２次元画像スライスが得られる。
【００４５】
図２と同様、図３においても、装置２４がこれらの２次元画像スライスを１つの３次元画像に変換する。３次元画像は、立案及び視覚化のために前記コンピュータシステム２４によって使用される。
【００４６】
前記コンピュータシステム２４によって表示中の前記３次元画像内で仮想目標位置を選択すると、制御信号が生じ、超音波探針２０の制御手段に供給される。前記制御信号に基づいて、トランスデューサ要素２１は、目標容積に向けて伝播する超音波信号の物理相互作用場が前記３次元画像内で選択された仮想目標位置に合致するように、目標容積に対して長手方向又は回転方向に移動される。
【００４７】
こうして、前記３次元画像内で選択された仮想目標位置に対応する目標容積内の前記特定目標位置の２次元画像が得られる。
【００４８】
図４では、本発明の方法を実施する装置のより詳細な実施例が示される。正確に理解するために、同様な部分は同一参照番号で示される。
【００４９】
図４において、参照番号３０は動物体（患者）を概略示する。参照番号３１は、検査中の目標容積、例えば動物体３０に含まれる内部器官を示す。図１を参照すると、前記器官３１は、放射線治療処置を受けねばらない男性３０の前立腺であり得る。放射線治療処置は、複数の埋込針２８ｎを用いて、前記埋込針２８ｎを介して１つ以上の放射性シードなどのエネルギー放出源を前立腺３１内の予定位置に埋め込むことによって行われる。
【００５０】
本発明による方法及び装置と共に使用される撮像技術を実施するために、磁気共鳴撮像手段２０（ＭＲＩ）が使用される。図２で既に説明したように、各ＭＲＩ手段は複数の傾斜磁場コイル２１（Ｇｘ、Ｇｙ、Ｇｚ）からなる。そのコイルは実施すべき画像獲得に応じて別個に励磁又は起動させることができる。
【００５１】
本発明の方法及び装置は、撮像手段２０の適当な動作によって複数の２次元画像スライス３１２Ｄを発生することによって動物体３０内の特定目標容積３１の３次元画像を得る撮像技術に基づく。
【００５２】
複数の２次元画像スライス３１２Ｄを得るために、１つの画像スライスに対応する目標容積３１と交差又はスライスする物理相互作用場を生じるように傾斜磁場コイル２１（Ｇｘ、Ｇｙ、Ｇｚ）を制御する。
【００５３】
前記磁気共鳴撮像手段の発生する磁場及びＲＦは、前記物理相互作用場で目標容積３１の組織と交差する。傾斜磁場コイル２１（Ｇｘ、Ｇｙ、Ｇｚ）の発生する磁場間の相互作用は、磁気共鳴撮像手段２０の受信機コイル２５によって収集され、前記スライス（物理相互作用場）内の目標容積３１の視覚表現に応じた２次元画像となる。
【００５４】
複数の２次元画像スライス３１２Ｄが処理装置３３内の適当な記憶手段に収集、格納される。複数の２次元画像スライス３１２Ｄは、適当な変換手段を用いてコンピュータシステム２４によって目標容積３１の３次元画像に変換される。３次元画像はコンピュータシステム２４内に格納され、ディスプレイ２４ａに表示される（参照番号３１３Ｄ）。
【００５５】
この複数の２次元画像スライスから１つの３次元画像を生成する変換技術は従来技術において公知である。
【００５６】
本発明によれば、ディスプレイ２４ａに表示中の３次元画像３１３Ｄ内で１つの特定仮想目標位置３７を選択することによって撮像手段２０を操作することになる。選択された目標位置は、図４では円３７で示される。前記仮想目標位置３７の選択は、マウスポインタやディスプレイポインタ（例えばライトペン）などの特定の選択手段やコンピュータキーボードなどの他の適当な入力装置を用いて行うことができる。
【００５７】
特定仮想目標位置又は領域３７が選択されると、撮像手段２０を制御する制御手段２２（中央処理装置）が始動又は起動される。図４では、仮想３次元画像３１３Ｄ内で特定目標領域３７が選択されると、磁気共鳴撮像手段２０が制御・起動されて、選択された前記仮想目標領域３７の１つの２次元画像３１２Ｄが変換手段２３経由で得られるように傾斜磁場コイル２１（Ｇｘ、Ｇｙ、Ｇｚ）を起動する。変換手段２３では、更なる表示のために、前記１つの２次元画像スライスが画像化及びデジタル化される。
【００５８】
このデジタル化２次元画像３１２Ｄ’は、ディスプレイ手段３４を用いて使用者（診断医）に対して表示される。前記ディスプレイ手段３４は、変換手段２３の一部となる別のディスプレイ装置としてもよいが、コンピュータシステム２４のディスプレイ２４ｂで実現してもよい。後者の場合、ディスプレイ２４ｂは幾つかのサブウインドウに分割され、各サブウインドウはそれぞれ３次元画像３１３Ｄ又は前記３次元画像３１３Ｄ内で選択した特定目標領域３７の単一２次元画像３１２Ｄ’を表示するのに用いられる。
【００５９】
同様に、図５に示すような超音波撮像手段と組み合わせて本方法及び装置を実現することもできる。図５では、超音波探針２０のトランスデューサ要素２１ｎを用いて超音波画像スライスを生成する。前記探針２０は図１と同様に、内部器官、より具体的には前立腺３１の超音波撮像のため、男性患者３０の直腸に挿入される。
【００６０】
超音波信号２６が（超音波トランスデューサ２１の）トランスデューサ要素２１ｎによって前立腺３１（目標容積）に向けて発信され、そこから反射超音波信号が受信される。超音波探針２０によって受信された反射超音波信号は超音波処理装置（変換手段）２３によって処理され、検査中の目標容積の２次元画像が形成される。超音波探針２０（超音波トランスデューサ２１）を目標容積に対して回転させることによって、後続の２次元画像スライス３１２Ｄが得られ、超音波処理装置（変換手段）２３によって処理される。
【００６１】
変換手段２３は２次元画像情報を捕捉してデジタル化し、立案及び視覚化のために２次元情報をコンピュータシステム２４に転送する。コンピュータシステム２４においても、前記複数の２次元画像スライス３１２Ｄは、撮像中の目標容積３１の３次元画像３１３Ｄに変換される。前記コンピュータシステム２４は、撮像手段２０によって撮像中の目標容積３１に対して、例えば放射線治療を事前計画するための立案ソフトウェアを有してもよい。
【００６２】
図４の実施例と同様、超音波撮像探針２０は、ディスプレイ２４ａに表示中の３次元画像３１３Ｄ内で１つの特定仮想目標位置３７を選択することによって操作することができる。選択された目標位置は、図５では円３７で示される。
【００６３】
特定仮想目標位置又は領域３７が選択されると、超音波探針２０はコンピュータシステム２４によって制御される。選択された仮想目標位置３７に応じて目標容積３１を通る物理相互作用場を生成するために、超音波トランスデューサ２１は目標容積３１に対して長手方向及び回転方向に移動させることができる。超音波トランスデューサ２１を目標容積に対して方向転換すると、選択された前記仮想目標領域３７の１つの２次元画像３１２Ｄ’が生成される。前記単一２次元画像３１２Ｄ’は更なる表示のために変換手段２３によって捕捉されデジタル化される。
【００６４】
このデジタル化２次元画像３１２Ｄ’は、ディスプレイ手段３４を用いて使用者（診断医）に対して表示される。前記ディスプレイ手段３４は、変換手段２３の一部となる別のディスプレイ装置としてもよいが、コンピュータシステム２４のディスプレイ２４ｂで実現してもよい。後者の場合、ディスプレイ２４ｂは幾つかのサブウインドウに分割され、各サブウインドウはそれぞれ３次元画像３１３Ｄ又は前記３次元画像３１３Ｄ内で選択した特定目標領域３７の単一２次元画像３１２Ｄ’を表示するのに用いられる。
【００６５】
このように、本発明の方法及び装置を用いれば、動物体３０内の目標容積３１の３次元画像において１つの画像方向を選択することによって撮像手段２０（ＭＲＩ又は超音波）を間接遠隔方式で制御することが可能となる。使用者はコンピュータシステム２４及び制御手段２２を用いてディスプレイ２４ａの背後から磁気共鳴撮像手段２０を制御することができる。
【００６６】
この撮像技術は、図１に示すような装置を用いて、例えば事前計画を用いる医療用途、例えば事前計画治療処置、より具体的には前立腺癌の近接照射治療（組織内放射線照射治療−brachytherapy treatment）で使用するのに有益である。
【００６７】
前立腺癌の治療には、男性３０の前立腺３１内に挿入される複数の埋込針２８ｎを用いて、例えばコンピュータシステム２４に含まれる公知の治療計画ソフトウェアを用いて所望の治療に応じて複数の埋込針２８ｎの所望の事前計画位置・深度が事前計画される。埋込針２８ｎは外科用具と見なされ、仮想外科用具２８ｎ’として表示され、前立腺３１の前記３次元画像３１３Ｄ上に投影される。
【００６８】
また、前記３次元画像３１３Ｄ上に垂直及び水平線のフレーム２４ｂを投影することもできる。このフレーム２４ｂは、図１に示すようなテンプレート組立体５上の開口又はグリッド配置に合致させてもよい。フレーム２４ｂ内で１つの特定グリッド位置を選択することによって、特定の埋込針２８１（例えば参照番号２９で示す埋込針）が選択される。前立腺３１内の所望の事前計画深度に向かって動物体内３０を埋込針２８１が挿入される様子は、単一２次元画像３１２Ｄ’で監視することができる。
【００６９】
特定の埋込針２９に対応するフレーム２４ｂ内のグリッド位置が選択されると、制御手段２２経由で撮像手段２０の遠隔制御が行われ、前記グリッド位置と交差する画像スライスを示す１つの２次元画像３１２Ｄ’が生成される。
【００７０】
本撮像技術を用いれば、特定の埋込針２９の挿入を実時間で監視できるので、前記埋込針２９が前立腺３１に対してその所望の事前計画深度に達するまで制御線３５経由で針挿入手段３６を制御することが可能となる。
【００７１】
コンピュータシステム２４に含まれる立案ソフトウェアを用いて事前計画した放射線治療処置を実施するために、後続のエネルギー放出源、例えば放射性シードを前記埋込針２９から挿入することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】撮像手段を用いた公知の放射線治療装置を示す非常に概略的な図である。
【図２】本発明による方法の第１実施例を示すブロック図である。
【図３】本発明による方法の第２実施例を示すブロック図である。
【図４】本発明による装置のより詳細な実施例を示す図である。
【図５】本発明による装置の更により詳細な実施例を示す図である。
【符号の説明】
【００７３】
２０  ＭＲ撮像手段
２１  傾斜磁場コイル、超音波トランスデューサ
２２  中央演算装置（ＣＰＵ）
２３  変換手段
２４  コンピュータシステム
２５  受信機コイル
【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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