(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１次マーカを備え、被検体に対して着脱自在な位置決め部材と、
前記位置決め部材を前記被検体に装着した状態で、前記被検体を撮像することで予め画像を取得する画像撮影装置と、
前記被検体に取り付けられる、前記位置決め部材とは別の２次マーカと、
前記２次マーカを用いて、前記被検体と前記予め取得した画像の位置姿勢を対応させる手術キャリブレーション装置と、
を具備し、
前記手術キャリブレーション装置は、
前記被検体に前記位置決め部材を再装着すると共に前記２次マーカを取り付けた状態で、これら１次マーカ及び２次マーカの実空間での座標を取得する手段と、
該取得した前記１次マーカの実空間での座標と、前記予め取得した画像上での前記１次マーカの座標との対応関係を取得する手段と、
前記取得した前記２次マーカの実空間での座標と前記取得した前記対応関係とに基づいて、前記２次マーカの前記予め取得した画像上での座標を求める手段と、
前記２次マーカの実空間での座標と前記予め取得した画像上での座標とを用いて、前記被検体と前記予め取得した画像の位置姿勢を対応させる手段と、
を備える、
ことを特徴とする手術キャリブレーションシステム。
【請求項２】
手術される患者を前記被検体とし、
前記画像撮影装置は、該患者の検査画像を取得し、
前記手術キャリブレーション装置の前記被検体と前記予め取得した画像の位置姿勢を対応させる手段は、前記患者と該患者の前記検査画像の位置姿勢を対応させることを特徴とする請求項１記載の手術キャリブレーションシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は手術キャリブレーションシステムに係り、特に、脳外科をはじめとする外科手術に利用する手術キャリブレーションシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように、手術ナビゲーションシステムを利用した脳外科をはじめとする外科手術では、手術を受けるべき被検体の部位と該被検体の検査画像間の位置合わせを行うことが重要である。
【０００３】
こうした被検体の部位と該被検体の検査画像間の位置関係を規定する手法は、手術キャリブレーションと呼ばれている。
【０００４】
その手術キャリブレーションの方法としては、定位フレームを利用する方法が従来から考案されている［文献１：Ｒ．Ｈ．Ｔａｙｌｏｒ（ｅｄ．），Ｃｏｍｐｕｔｅｒ−Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｓｕｒｇｅｒｙ，ＭＩＴ  Ｐｒｅｓｓ，１９９６］。
【０００５】
この［文献１］の方法では、金属製の固定フレームを利用し、ねじのような金属マーカを被検体の体表面からねじ込むことにより、固定と位置決めを行うようにしている。
【０００６】
また［文献２：Ｎ．Ｈａｔａ，ｅｔ  ａｌ，″Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ  ｏｆａ  ｆｒａｍｌｅｓｓ  ａｎｄ  ａｒｍｌｅｓｓ  ｓｔｅｒｅｏｔａｃｔｉｃｎｅｕｒｏｎａｖｉｇａｔｉｏｎ  ｓｙｓｔｅｍ  ｗｉｔｈ  ｕｌｔｒａｓｏｎｏｇｒａｐｈｉｃ  ｒｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎ，″Ｎｅｕｒｏｓｕｒｇｅｒｙ，Ｖｏｌ．４１，Ｎｏ．３，Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ  １９９７，ｐｐ．６０９−６１４］のように特別な位置決めフレームを装着し、そのフレームを利用して、被検体と検査画像間の座標符合化を行う試みがある。
【０００７】
この［文献２］の方法では、アクリル材で位置決めフレームを構成し、左耳穴部と鼻突出部で位置決めフレームを固定し、位置決めフレーム上に４個の金属製立方体を装着して、それをマーカとして使用し、シリコーンゴムにより左耳穴部と鼻突出部を固定し、ＣＴ画像でマーカを抽出し、その被検体上での位置をプローブで探針し、実際の手術場面では、超音波でマーカ位置を見ながら手術を行う方法が考案されている。
【０００８】
一方、特開平７−３１１８３４号公報には、被検体の歯形を利用したマウスピースを位置決めフレームとして、異種検査画像間の位置合わせを行うようにした補助具が開示されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、上記［文献１］の方法では、上述したように、金属製の固定フレームを利用し、ねじのような金属マーカを被検体の体表面からねじ込むことにより、固定と位置決めを行うため、被検体に対して多大な侵襲を与えてしまうという問題点があった。
【００１０】
また、上記［文献２］の方法では、上述したように、アクリル材で位置決めフレームを構成し、左耳穴部と鼻突出部で位置決めフレームを固定し、位置決めフレーム上に４個の金属製立方体を装着して、それをマーカとして使用し、シリコーンゴムにより左耳穴部と鼻突出部を固定し、ＣＴ画像でマーカを抽出し、その被検体上での位置をプローブで探針し、実際の手術場面では、超音波でマーカ位置を見ながら手術を行うようにしているため、以下に示すような種々の問題点があった。
【００１１】
（１）基本的に二部位によって被検体に位置決めフレームを固定する方法がなされているため、位置決め精度が悪い。
【００１２】
（２）左耳穴部にシリコーンゴムを押し込む形で被検体に固定するため、位置決めフレームをいったん取り外すと、再現性よく被検体に付け直すことが困難である。
【００１３】
（３）金属材料をマーカとして利用しているため、ＭＲＩ検査画像では使用することができない。
【００１４】
（４）金属性マーカの形状が立方体であるため、その検査画像内での像は、視点により大幅に異なり、探針する位置と検査画像内での位置との規定が困難である。
【００１５】
（５）構造上、フレームが大きいため、手術中にフレームを装着したまま手術をすることが困難であり、かつ、手術中に清潔環境下を維持するためのドレープをかけて使用することも困難である。
【００１６】
また、上記特開平７−３１１８３４号公報に開示されている被検体の歯形を利用したマウスピースを位置決めフレームとしての補助具は、上述したように、基本的に異種検査画像間の位置合わせに利用するものであり、実際の手術に利用するには不適切な部分がある。
【００１７】
例えば、マウスピースから顔上部へとアンテナのようなコネクタを使用し、そのコネクタの先端にマーカを装着するため、このフレームの上からドレープをかけて、手術を行うようなことは困難である。
【００１８】
また、最近、注目を集めている鼻腔からの内視鏡手術の場合には、中央にあるコネクタが鼻腔内へ進入する内視鏡に対して邪魔となるという構造上の問題点がある。
【００１９】
さらに、マーカはマウスピース上部に位置するため、脳外科の手術で検査画像を撮影する位置としては、口腔部付近が中心となり、頭部水平面上にマーカ３個が配置されるため、頭部鉛直上での位置決め精度の点で問題があるとともに、脳上部・中央部を覆っていないため、検査画像内でマーカを検出できたとしても、頭部上部から中央部での位置決めに必要な座標変換パラメータを算出する際、より大きな誤差を生じさせる可能性が高くなる。
【００２０】
さらに、実際的な手術の場面では、必ずしも位置決めフレーム上のマーカの位置を実空間上で計測することが不可能な場合がある。
【００２１】
例えば、手術に用いる手術経路が位置決めフレーム付近にない場合や、手術方法により位置決めフレームの１次マーカが、３次元位置センサによって位置計測できない場所にならざるを得ない場合などがある。
【００２２】
また、手術中に位置決めフレームが邪魔になる場合もある。
【００２３】
本発明が解決しようとする課題は、１）複雑な手術経路に対応できるような柔軟な手術キャリブレーションシステムであり、かつ２）手術中に術者の邪魔にならないような手術キャリブレーションシステムを提供することにある。
【００２４】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、複雑な手術経路に対応できるような柔軟な手術キャリブレーションシステム及び手術中に術者の邪魔にならないような手術キャリブレーションシステムを提供することを目的とする。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
本発明によると、上記課題を解決するために、
（１）  １次マーカを備え、被検体に対して着脱自在な位置決め部材と、
前記位置決め部材を前記被検体に装着した状態で、前記被検体を撮像することで予め画像を取得する画像撮影装置と、
前記被検体に取り付けられる、前記位置決め部材とは別の２次マーカと、
前記２次マーカを用いて、前記被検体と前記予め取得した画像の位置姿勢を対応させる手術キャリブレーション装置と、
を具備し、
前記手術キャリブレーション装置は、
前記被検体に前記位置決め部材を再装着すると共に前記２次マーカを取り付けた状態で、これら１次マーカ及び２次マーカの実空間での座標を取得する手段と、
該取得した前記１次マーカの実空間での座標と、前記予め取得した画像上での前記１次マーカの座標との対応関係を取得する手段と、
前記取得した前記２次マーカの実空間での座標と前記取得した前記対応関係とに基づいて、前記２次マーカの前記予め取得した画像上での座標を求める手段と、
前記２次マーカの実空間での座標と前記予め取得した画像上での座標とを用いて、前記被検体と前記予め取得した画像の位置姿勢を対応させる手段と、
を備える、
ことを特徴とする手術キャリブレーションシステムが提供される。
【００２７】
また、本発明によると、上記課題を解決するために、
（２）  手術される患者を前記被検体とし、
前記画像撮影装置は、該患者の検査画像を取得し、
前記手術キャリブレーション装置の前記被検体と前記予め取得した画像の位置姿勢を対応させる手段は、前記患者と該患者の前記検査画像の位置姿勢を対応させることを特徴とする（１）記載の手術キャリブレーションシステムが提供される。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【００２９】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態で利用する位置決めフレーム１を表したものである。
【００３０】
図２は、本発明の第１の実施形態で利用する２次マーカの一つを代表させて表したものである。
【００３１】
本実施形態では、マーカを含む位置決めフレーム（以下、位置決めフレーム上のマーカを１次マーカと呼ぶ）１と、その位置決めフレーム１上にないマーカ群（以下２次マーカという）を被検体に装着することにより、手術キャリブレーションを行う方法について説明する。
【００３２】
位置決めフレーム１は、図１の（ａ）に示すように、メガネあるいはゴーグルを変形したような形状を有しており、メガネ本体部２、右耳当て部３、左耳当て部４から構成される。
【００３３】
そして、メガネ形状の位置決めフレーム１に、検査画像でその形状が顕著に表出する形状を有した複数の１次マーカを装着したものである。
【００３４】
この実施形態の場合には、図１の（ａ）に示すように、メガネ形状の位置決めフレーム１に７個の１次マーカ５，６，７，８，９，１０，１１が固定装着してある。
【００３５】
図１の（ｂ）は、メガネ形状の位置決めフレーム１に固定装着された１次マーカ５〜１１の一つを代表させて斜視形態１２，平面形態１３，側断面形態１４を表したものである。
【００３６】
これらの１次マーカ５〜１１は、図１の（ｂ）に示したような円柱構造をしており、外殻部１５はＸ線画像検査法で顕著に表出する人工骨のようなセラミック系の素材からできている。
【００３７】
また、各１次マーカ５〜１１の上端には探針用窪み部１７があり、この探針用窪み部１７を後述するセンサプローブなどで探針することにより、各１次マーカ５〜１１の位置を計測することができるようになっている。
【００３８】
また、各１次マーカ５〜１１の内部には、ＭＲＩ画像検査法で顕著に表出する内部溶液１６が充填されている。
【００３９】
この内部溶液１６としては、硫酸銅系の溶液などが有効であることが知られているが、硫酸銅系の溶液に限つたものでなく、ＭＲＩ画像検査法で顕著に表出するものであれば何でもよい。
【００４０】
画像検査法として、ＣＴのみしか使用しないような場合には、円柱構造の１次マーカ全体が人工骨のようなセラミック系の素材から構成されていてもよい。
【００４１】
また画像検査法として、ＭＲＩのみしか使用しないような場合には、１次マーカの外殻部１５はセラミック系の素材でなくてもよく、硫酸銅系の溶液と反応しないようなプラスティックやアクリル素材であっても構わない。
【００４２】
被検体が、位置決めフレーム１をそのメガネ本体部２、右耳当て部３、左耳当て部４により顔の目の部分にかけることにより、位置決めフレーム１が被検体の左右の耳上端部と被検体の鼻突起部で固定されるようになっている。
【００４３】
また、検査画像撮影時以外や手術時以外のように、位置決めフレーム１を利用しない場合には、被検体から取りはずすことができるようになっている。
【００４４】
図２は、被検体に装着する２次マーカ２２を表したものである。
【００４５】
この２次マーカ２２は、２次マーカ本体部２３と、後述するセンサプローブで探針しやすいような探針用窪み部２４と、被検体の表面に容易に装着できるような接着部２５を含んだものとなっており、図３に示されるように複数の２次マーカ２２が被検体の表面に容易に装着できるようになっている。
【００４６】
なお、被検体に、前記メガネ形状の位置決めフレーム１を装着して不安定な場合には、図３に示されるような経時固化素材（例えば、シリコーンゴム）１８、１９をメガネ形状フレーム１と被検体の体表面の間に挿入し、メガネ形状フレーム１上にも装着するように固定することで、被検体に確実に固定できるようにすることができる。
【００４７】
図３では、被検体の額部に装着した経時固化素材１８と被検体の鼻部に装着した経時固化素材１９がある。
【００４８】
また、図３で示されるように、２次マーカ２２は複数利用され、位置決めフレーム１以外の被検体の表面に装着されて使用される。
【００４９】
図４は、本発明の第１の実施形態に係る手術キャリブレーション装置２６を含むシステム構成を示すブロック図である。
【００５０】
すなわち、このシステムは、被検体の表面に装着される位置決めフレーム１及び２次マーカ２２と、被検体のＸ線（ＣＴ）画像やＭＲＩ画像を撮影し、コンピュータで処理可能なディジタルイメージデータに変換する検査画像装置２７と、本発明の手術キャリブレーション装置２６と、実際に手術で使用される術具または観察具３０とから構成される。
【００５１】
前記手術キャリブレーシヨン装置２６は、位置決めフレーム１や２次マーカ群２２の探針を行うことで、それらの位置を計測する３次元位置センサ２８、３次元位置センサ２８が計測した位置信号を解祈して、検査画像と被検体間の座標符合化を行うＰＣ２９から構成される。
【００５２】
このＰＣ２９は、汎用のコンピュータやデータ処理装置などが対応する。
【００５３】
次に、上記の位置決めフレーム１を利用した手術キャリブレーション方法について解説する。
【００５４】
まず、その詳細を解説する前に、本発明で使用する用語に関して簡単に説明する。
【００５５】
座標系：
本発明では、手術キャリブレーションに必要ないくつかの座標系を定義している。
【００５６】
手術に用いる術具（含む観察具）は、例えば、内視鏡・手術用顕微鏡・鉗子・ピンセットなど手術に使用する道具一般を意味する。
【００５７】
これら術具または観察具には、それぞれ固有の座標系を考えることができ、この座標系Ｅを利用して術異の３次元位置姿勢を定義することができる。
【００５８】
いま、その座標系での位置座標（ｘｙｚ座標）をＥ（ＸE ，ＹE ，ＺE ）て表現する。
【００５９】
被検体を撮影した検査画像としては、ＭＲＩ・ＣＴ・ＳＰＥＣＴなどの画像セットを考えることができる。
【００６０】
これらの３次元構造は２次元スライス像を複数枚統合することにより構築することができる。
【００６１】
そして、このような３次元構造に関して、検査画像座標系Ｐを定義することができる。
【００６２】
この座標系での座標値は（ＸP ，ＹP ，ＺP ）で表現することができる。
【００６３】
例えば、ＭＲＩ画像を例にとって説明する。
【００６４】
ＭＲＩ画像の場合、被検体の体軸に沿つて検査画像を撮影することが一般的であり、その軸を例えばｚ軸と定義すると、各スライス像はｘｙ平面を構成すると考えることができる。
【００６５】
そこで、ｚ軸方向のスライスピッチをｄｚ（ｍｍ／ｓｌｉｃｅ）とし、スライス像の横方向をｘ軸とし、ｘ方向の画像ピクセル解像度をｄｘ（ｍｍ／ｐｉｘｅｌ）とし、スライス像の縦方向をｙ軸とし、ｙ軸方向の画像ピクセル解像度をｄｙ（ｍｍ／ｐｉｘｅｌ）とすると、検査画像撮影開始位置を例えば原点として、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸が定義され、かつ検査画像のｘ，ｙ，ｚ軸方向のインデックス（ｉ，ｊ，ｋ）に対して、その検査画像での３次元位置は（ｉｄｘ，ｊｄｙ，ｋｄｚ）なる位置座標が定義できる。
【００６６】
このように定義される検査画像の座標系を検査画像座標系Ｐ（ＸP ，ＹP ，ＺP ）と呼ぶわけである。
【００６７】
被検体が実在する実空間に対しても座標系を定義することができる。
【００６８】
そして、被検体座標系Ｗは手術室内で定義される基準座標系として考えることもできる。
【００６９】
この座標系での座標値をＷ（ＸW ，ＹW ，ＺW ）で表現する。
【００７０】
座標符合化：
こうした複数の座標系間で座標符合化をすることは、座標系間の位置関係を規定することを意味する。
【００７１】
すなわち、ある座標系Ａと別の座標系Ｂを符合することは、座標系Ａから座標系Ｂへの座標変換（あるいは座標系Ｂから座標系Ａへの座標変換）を規定することである。
【００７２】
もう、少し具体化すると、座標系Ａから座標系Ｂへの座標変換パラメータを算出するといってもよい。
【００７３】
数学的には、座標変換パラメータとして斉次変換行列を考えると、座標系Ａでの座標値（ＸA ，ＹA ，ＺA ）が座標系Ｂで座標値（ＸB ，ＹB ，ＺB ）に対応するならば、
【００７４】
【数１】
0004409004.tif 000002
【００７５】
の BＨA で表現される４×４行列で表現される。
【００７６】
これらを表現する方法は、斉次変換行列を利用する方法以外にもある。
【００７７】
例えば、
【００７８】
【数２】
0004409004.tif 000003
【００７９】
で表される回転行列Ｒと並進べクトルｔを利用する方法や、回転行列Ｒに対して四元数（ｑｕａｔｅｒｎｉｏｎ）を利用する方法などがある。
【００８０】
座標変換パラメータとしては、以上のような方法のいずれでもよい。
【００８１】
手術キャリブレーション：
手術キャリブレーションとは、検査画像座標系と被検体が実在する被検体座標系との座標符合化を行う処理を意味する。
【００８２】
図５は、本手術キャリブレーションで使用する座標系を表したものである。
【００８３】
被検体３１の検査画像によって規定される検査画像座標系３２、実際の手術を行う時に被検体により規定される実空間上での座標系である被検体座標系３３、位置決めフレーム１上の１次マーカあるいは２次マーカ２２の被検体座標系３３における３次元位置を計測する３次元位置センサ２８、そして検査画像座標系３２から被検体座標系３３への座標変換３４から構成される。
【００８４】
図６は、手術キャリブレーション処理の基本的な流れを表したフローチャートである。
【００８５】
まず、ステップＳ１では、被検体に位置決めフレーム１を装着して検査画像を撮影する。
【００８６】
次に、ステップＳ２では、その検査座標内から位置決めフレーム１に装着されている１次マーカの位置を検出する。
【００８７】
ここで、１次マーカの位置は、検査画像座標系におけるマーカの３次元位置を意味する。
【００８８】
これら位置を（ＸP (i) ，ＹP (i) ，ＺP (i))（ｉ＝１，２，．．．，ｎ）とする。
【００８９】
次に、ステップＳ３では、実際の手術場面においてなされる操作である。
【００９０】
ステップＳ２で検出された１次マーカに対して、被検体が実在する被検体座標系における１次マーカ位置を測定し、被検体が実在する被検体座標系と検査画像座標系との間の座標符合化を行うことで、検査画像内に存在する目標物（ターゲット）が、実空間上でどの位置に存在するかの位置合わせを行う作業と捉えることができる。
【００９１】
その測定された３次元位置を（ＸW (i) ，ＹW (i) ，ＺW (i) ）（ｉ＝１，２，．．．，ｎ）とする。
【００９２】
次に、ステップＳ４では、ステップＳ２で検出された検査画像座標系での１次マーカ位置（ＸP (i) ，ＹP (i) ，ＺP (i))（ｉ＝１，２，．．．，ｎ）とステップＳ３で測定された１次マーカ位置（ＸW (i) ，ＹW (i) ，ＺW (i) ）（ｉ＝１，２，．．．，ｎ）を利用して、検査画像座標系と被検体が実在する被検体座標系間の座標符合化を行う。
【００９３】
具体的には、検査画像座標系から被検体座標系への座標変換が規定されることになる。
【００９４】
以下各ステップを詳細に解説する。
【００９５】
以下の解説では、ＭＲＩ画像を検査画像とした場合について解説する。
【００９６】
もちろんＣＴ画像などを検査画像とした場合にも、ほとんど同様な処理ができることは言うまでもない。
【００９７】
ステップＳ１：
被検体に位置決めフレーム１を装着する。
【００９８】
このとき、位置決めフレーム１の固定が確実でない場合には、図３で示されるような経時固化素材１８，１９を利用して、位置決めフレーム１を被検体の鼻突出部や額部に確実に固定できるように調節する。
【００９９】
この後、被検体に対して、検査画像の撮影を行い、スライス画像群から構成される検査画像データを得る。
【０１００】
ステップＳ２：
検査画像データからマーカ領域を抽出し、検査画像座標系における１次マーカ位置を算出する。
【０１０１】
いま、検出された１次マーカの数をｎとして、それらの位置を（ＸP (i) ，ＹP (i) ，ＺP (i))（ｉ＝１，２，．．．，ｎ）で表現するものとする。
【０１０２】
この方法に関しては、画像処理の方法を用いて自動的に抽出してもよい。
【０１０３】
また、ユーザが検査像を見ながら、マウスなどのポインティングデバイスを利用し、マニュアルで位置計測を行うようにしてもよい。
【０１０４】
ステップＳ３：
このステップＳ３は、被検体に対して手術を行う直前になされるキャリブレーション処理（座標符合化処理）に対応するものである。
【０１０５】
次に、図７に示す、各サブステップについて説明する。
【０１０６】
３−１）被検体に位置決めフレーム１を装着する。
【０１０７】
本ステップＳ３１では、被検体は検査画像を撮影したときに使用した位置決めフレーム１を再度装着し、撮影時と同一な場所の位置決めフレーム１が装着してあることを確認する。
【０１０８】
この際、位置決めが確定するように経時固化素材１８，１９が有効に働く。
【０１０９】
３−２）探針可能な２次マーカ２２を被検体に装着する。
【０１１０】
本ステップＳ３２で２次マーカ２２を装着する場所は、図３に示されるように被験者の体表面であり、かつ手術に際して後述するセンサプローブにより探針可能な位置とする。
【０１１１】
この際、装着する２次マーカ２２の個数は少なくとも３以上であることが要求される。
【０１１２】
３−３）位置決めフレーム１上の１次マーカ５〜１１等の位置を３次元位置センサ２８で測定し、その１次マーカ位置の被検体座標系での位置座標を求める（これは不潔環境下でも構わない）。
【０１１３】
本ステップＳ３３では、３次元位置センサ２８を利用して、位置決めフレーム１上の１次マーカの実空間上での位置を計測する。
【０１１４】
この位置を（ＸW (i) ，ＹW (i) ，ＺW (i) ）とする。
【０１１５】
ここで説明される３次元位置センサ２８としては、探針用のセンサプローブなどが挙げられる。
【０１１６】
このセンサプローブでは、実空間で定義される基準座標系（被検体座標系）において、『位置決めフレーム状の１次マーカの先端（探針用窪み部）』を探針することにより、被検体座標系におけるマーカの位置を測定する。
【０１１７】
このようなセンサプローブとしては、
（１）赤外線検知可能な光学式センサシステムや
（２）機械的アームを利用した機械式センサシステム
などが利用可能である。
【０１１８】
この赤外線検知可能な光学式センサシステム（１）では、センサプローブに複数の赤外線発光ダイオード（ＬＥＤ）が装着されており、その赤外線発光ダイオードの発光を感知する複眼ＣＣＤカメラ（ステレオカメラを被検体座標系に配置）で検知し、三角測量の原理に基づいて、発光ダイオードの被検体座標系における位置を計測するものである。
【０１１９】
こうして個々の赤外線発光ダイオードの位置が計測できると、センサプローブの先端の位置が、被検体座標系で測定できるものである。
【０１２０】
一方、機械的アームを利用した機械式センサシステム（２）では、アームの回転をエンコーダなどを利用して検知し、その回転に応じて、機械的センサの先端のプローブの位置を検知するものであり、（１）の場合と同様に、被検体座標系における先端のセンサプローブの位置を計測することができるものである。
【０１２１】
このようなセンサプローブを利用して、ステップＳ２で検知された位置決めフレーム１上での１次マーカの位置が、被検体座標系内で（ＸW (i) ，ＹW (i) ，ＺW (i))（ｉ＝１，２，．．．，ｎ）として測定されることになる。
【０１２２】
図７において、各サブステップは、以下のようになる。
【０１２３】
３−４）２次マーカの位置を３次元位置センサ２８で測定し、その２次マーカ位置の被検体座標系での位置座標を求める（これは不潔環境下で構わない）。
【０１２４】
本ステップＳ３４での位置計測は、３次元位置センサ２８を利用することによる。
【０１２５】
その位置を（ＸW2(J) ，ＹW2(J) ，ＺW2(J))とする。
【０１２６】
３−５）本ステップＳ３５では、被検体座標系から検査画像座標系への座標変換パラメータを算出する。
【０１２７】
具体的には、被検体座標系及び検査画像座標系の両方の座標系で検出された位置決めフレーム１上の１次マーカの位置座標対（Ｘp (k) ，Ｙp (k) ，Ｚp (k))，（ＸW (k) ，ＹW (k) ，ＺW (k))により、被検体座標系から検査画像座標系への座標変換パラメータｐＨｗを算出する。
【０１２８】
これを数学的に記述すると以下のようになる。
【０１２９】
【数３】
0004409004.tif 000004
【０１３０】
で示されるｐＨｗまたは（Ｒ，ｔ）を推定する問題となる。
【０１３１】
いま、両座標系での１次マーカ群の重心べクトルを（Ｘｗｍｅａｎ，Ｙｗｍｅａｎ，Ｚｗｍｅａｎ），（Ｘｐｍｅａｎ，Ｙｐｍｅａｎ，Ｚｐｍｅａｎ）とすると、
【０１３２】
【数４】
0004409004.tif 000005
【０１３３】
が成立し、並進べクトルと回転行列を別々の式で算出することができる。
【０１３４】
ｉ＝１，２，３に対して、上記方程式を解く方法としては、ｑｕａｔｅｒｎｉｏｎ法（四元数法）がある。
【０１３５】
この方法の詳細は文献（Ｂ．Ｋ．Ｐ．゜Ｈｏｒｎ，“Ｃｌｏｓｅｄ−ｆｏｒｍｓｏｌｕｔｉｏｎ  ｏｆ  ａｂｓｏｌｕｔｅ  ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ  ｕｓｉｎｇ  ｕｎｉｔ  ｑｕａｔｅｒｎｉｏｎｓ，”Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｓｏｃｉｅｔｙ  ｏｆ  Ａｍｅｒｉｃａ  Ａ，Ｖｏｌ．４，Ｎｏ．４，１９８７，ｐｐ．６２９−６４２．）に述べられているので、その詳細はここでは省略する。
【０１３６】
このようにＲ，ｔが算出されると、斉次変換行列ｐＨｗも容易に計算できるのは明白である。
【０１３７】
具体的には、Ｒの要素をｒij，ｔの要素を（ｔx ，ｔy ，ｔz ，）としたとき、
【０１３８】
【数５】
0004409004.tif 000006
【０１３９】
と記述することができる。
【０１４０】
３−６）本ステップＳ３６では、２次マーカの検査画像座標系での位置座標を算出する。
【０１４１】
これらを２次マーカ座標として登録する。
【０１４２】
上記サブステップ３−５）で算出された被検体座標系から検査画像座標系への座標変換パラメータｐＨｗを利用する。
【０１４３】
具体的には、
【０１４４】
【数６】
0004409004.tif 000007
【０１４５】
により、２次マーカの検査画像座標系での位置座標（ＸP2(J) ，ＹP2(J) ，ＺP2(J))が算出できることになる。
【０１４６】
３−７）本ステップＳ３７では、必要に応じて、被検体から位置決めフレーム１を取り外す。
【０１４７】
ただし、２次マーカは取り外さないこととする（もちろん、必ずしも、位置決めフレーム１を取り外す必要はない。）
以上の処理により、位置決めフレーム１の使用は終了し、２次マーカ群の位置計測により、すべての位置情報が獲得されたことになる。
【０１４８】
３−８）本ステップＳ３８では、手術室内で被検体に２次マーカ２２を装着したまま、必要ならば２次マーカの上からドレープなどをかけ、手術に必要な清潔環境を作り出す。
【０１４９】
３−９）本ステップＳ３９では、３次元位置センサ２８を利用し、被検体座標系における２次マーカ２２の位置を計測する。
【０１５０】
これには、３次元位置センサ２８を利用して、２次マーカ２２の実空間上での位置を計測する。
【０１５１】
この位置を（ＸW2(J) ，ＹW2(J) ，ＺW2(J))とする。
【０１５２】
次に、再び、図６のフローチャートに戻って説明する。
【０１５３】
ステップＳ４：
本ステップでは、２次マーカの検査画像内での位置と実空間内での位置を利用することにより、検査画像座標系と被検体座標系間の座標符合化を行うことになる。
【０１５４】
具体的には、検査画像座標系と被検体座標系間の両方で検出された２次マーカの位置座標対（Ｘp2(J) ，Ｙp2(J) ，Ｚp2(J))，（ＸW2(J) ，ＹW2(J) ，ＺW2(J))を利用することで、被検体座標系から検査画像座標系への座標変換パラメータｐＨ´ｗを算出することになる。
【０１５５】
ステップＳ３の検査画像座標系で登録されたすべての２次マーカ群が、３次元位置センサ２８で実際の手術室で計測できるとは限らない。
【０１５６】
これは、ドレープ処理等を行うために起こるものである。
【０１５７】
このため、本ステップＳ４では、対応付けができた２次マーカ群のみを利用して、被検体座標系から検査画像座標系への座標変換パラメータを算出することになる。
【０１５８】
これら対応付けが行えた座標値を（Ｘp2(k) ，Ｙp2(k) ，Ｚp2(k))，（ＸW2(k) ，ＹW2(k) ，ＺW2(k))（ｋ＝１，２，．．．，ｎ）とする。
【０１５９】
すると、先に述べたのと同様な方法により、数学的に記述すると、以下のようになる。
【０１６０】
【数７】
0004409004.tif 000008
【０１６１】
で表される座標変換パラメータｐＨ´ｗを算出することができることになり、この結果、検査画像座標系と被検体座標系間の座標符合化をおこなうことができることになる。
【０１６２】
以上説明してきたように、第１の実施形態で述べた位置決めフレーム１を利用することで、従来では問題であった実際的な手術場面においても、手術の位置決め（キャリブレーション）に必要な処理が容易に達成可能となる。
【０１６３】
より具体的には、位置決めフレーム１と２次マーカ２２を同時に利用して手術キャリブレーションを行うことにより、位置決めフレーム１を術中に使用する必要がなくなり、実際の手術中でも２次マーカ２２は邪魔にならないため、かつ被検体に対して負担をかけないようにするため、より有効な手術ナビゲーション等を実践することができる。
【０１６４】
このような第１の実施形態では、被検体に固定した位置決めフレームを用いて検査画像と被検体の位置姿勢キャリブレーションを行うキャリブレーション方法において、被検体に上記フレーム上にないマーカ群を装着し、上記位置決めフレームを用いて検査画像が規定する検査画像座標系におけるマーカ群の位置を規定し、被検体が実空間上で規定する被検体座標系におけるマーカ群の位置を測定することにより、検査画像座標系と被検体座標系との座標符合化を行うことを特徴とするキャリブレーシヨン方法により、特に、位置決めフレーム上の１次マーカ以外の２次マーカも装着し、位置決めフレーム上の１次マーカと２次マーカの両方を有効に活用することにより、柔軟な手術方法に対応することができるという効果がある。
【０１６５】
（第２の実施形態）
前述した第１の実施形態では、２次マーカとして登録され、かつ計測可能であったものをすべて利用して、被検体座標系から検査画像座標系への座標変換パラメータを算出するようにしている。
【０１６６】
しかしながら、２次マーカの装着位置によっては、ドレープ処理などにより、局部的に変形が発生する場合があり得る。
【０１６７】
そこで、この第２の実施形態では、こうした２次マーカ位置の局部的な変形に対して、変形が起こったと判定できた２次マーカに関して、その２次マーカの登録を排除し、被検体座標系から検査画像座標系への座標変換パラメータを算出することを行うものである。
【０１６８】
具体的には、前述した第１の実施形態のステップＳ４において、以下のような処理を追加することにより、２次マーカの登録排除を行うことになる。
【０１６９】
ステップ４−１：
前述した第１の実施形態のステップＳ３で登録され、かつ、３次元位置センサ２８で計測することができた２次マーカ群に対して、検査画像座標系における位置座標を（Ｘp2(k) ，Ｙp2(k) ，Ｚp2(k))、３次元位置センサ２８により計測された２次マーカの被検体座標系における位置座標を（ＸW2(k) ，ＹW2(k) ，ＺW2(k))とする。
【０１７０】
このとき、まず、これらすべての対応点を利用して、被検体座標系から検査画像座標系への座標変換パラメータｐＨ´ｗを算出する。
【０１７１】
ここでｐＨ´ｗは
【０１７２】
【数８】
0004409004.tif 000009
【０１７３】
で表されるとする。
【０１７４】
この方法は、第１の実施形態で説明したのと同様であるので、ここでは詳細は述べない。
【０１７５】
ステップ４−２：
この座標変換パラメータｐＨｗ，Ｒ´，ｔ´を利用して、各２次マーカの対応度ｅ（ｋ）（ｋ＝１，２，．．．，Ｎ）を以下の式により算出する。
【０１７６】
【数９】
0004409004.tif 000010
【０１７７】
ステップ４−３：
ｅ（ｋ）に対して、ｅ（ｋ）＜ｔｈｒｅｓｈｏｌｄなる２次マーカｋに対しては、その２次マーカの装着部位に問題がないとして再登録し、そうでないものに関しては、２次マーカから除外する。
【０１７８】
ここで、ｔｈｒｅｓｈｏｌｄはある定められた定数である（ただし、再登録された２次マーカの数は、３以上とする）。
【０１７９】
このようにして、再登録された２次マーカ群の位置座標を再度（Ｘp2(k) ，Ｙp2(k) ，Ｚp2(k))，（ＸW2(k) ，ＹW2(k) ，ＺW2(k))として、ステップ４−１と同様に、ｐＨ´ｗを算出する。
【０１８０】
以上のようなステップをとることにより、より信頼度のある座標変換パラメータを算出することが可能となり、手術キャリブレーションの信頼性を向上させることができる。
【０１８１】
このような第２の実施形態では、マーカの位置計測に誤差があらかじめ設定された値以上であると判定できた場合には、該マーカの計測を排除して、被検体座標系と検査画像座標系間の座標符合化を行うことを特徴としたキャリブレーション方法により、より正確な座標符合化を行うことができるという効果がある。
【０１８２】
（第３の実施形態）
（位置センサ付きの２次マーカ）前述した第１の実施形態や第２の実施形態では、２次マーカ２２を被検体に装着したのち、２次マーカ２２の位置をセンサプローブなどの３次元位置センサ２８で探針することにより、被検体座標系における３次元位置を計測するようにしている。
【０１８３】
これらの方法では、２次マーカ自体が、ワイヤレスで装着できるという利点はあるが、３次元位置センサ２８による探針が必要であった。
【０１８４】
そこで、この第３の実施形態では、位置決めフレーム１に装着可能なアクティブマーカプレートと、２次マーカ自体にＬＥＤ等のアクティブ型位置センサを埋め込むようにしたアクティブ２次マーカとを採用することにより、センサプローブなどにより探針しないでも手術キャリブレーションを行うことが可能となる方法を提供するものである。
【０１８５】
図８は、この第３の実施形態で採用する取り外し可能なアクティブマーカプレート３５を示したものである。
【０１８６】
すなわち、図８は、位置決めフレーム１上に、アクティブマーカ３６を装着したアクティブマーカプレート３５を装着した場合について示したものである。
【０１８７】
この場合、アクティブマーカプレート３５は着脱可能な構造となっており、図８に示したように装着した場合には、位置決めフレーム１に高精度で再現性よく装着できる構造となっている。
【０１８８】
いま、図８に示したように装着した状態でのアクティブマーカプレート３５上のアクティブマーカ３６の位置を、アクティブマーカプレート３５が規定するアクティブマーカプレート座標系で（ＸL (i) ，ＹL (i) ，ＺL (i))とし、同様の座標系で位置決めフレーム１上の１次マーカ５〜１１の位置を（ＸM (J) ，ＹM (J) ，ＺM (J))とする。
【０１８９】
アクティブマーカプレート３５上のアクティブマーカ３６の位置を、被検体座標系で規定される３次元位置センサ２８で計測することにより、アクティブマーカプレート座標系から被検体座標系への座標変換パラメータ WＨL を算出することができる。
【０１９０】
この座標変換を利用することにより、位置決めフレーム１上の１次マーカ５〜１１の被検体座標系での位置（ＸW (J) ，ＹW (J) ，ＺW (J))は、以下の式
【０１９１】
【数１０】
0004409004.tif 000011
【０１９２】
により算出することができる。
【０１９３】
すなわち、位置決めフレーム１上の１次マーカ５〜１１の位置を探針することなく、被検体座標系内で算出することができることとなる。
【０１９４】
すなわち、取り外し可能なアクティブマーカプレート３５を採用することにより、アクティブマーカプレート３５上のアクティブマーカ３６の位置を直接的に３次元位置センサ２８で計測し、位置決めフレーム１上の１次マーカ５〜１１の被検体座標系での位置を算出することができることになる。
【０１９５】
なお、上記説明では、アクティブマーカプレート３５を利用するようにしたが、アクティブマーカ３６は必ずしもアクティブマーカプレート３５上に設置される必要はない。
【０１９６】
例えば、アクティブマーカ３６自体が、直接的に位置決めフレーム１上にねじ込める形態のものでもよい。
【０１９７】
このような場合でも、同様に、アクティブマーカの位置が再現性良く位置決めフレーム１上で定義できるので、上記の方法と同様に位置決めフレーム１上の１次マーカ５〜１１を探針することなく、被検体座標系での位置決めフレーム１内の１次マーカ５ー１１の位置を算出できることになる点で、手術キャリブレーションを簡略化することができる。
【０１９８】
図９は、この第３の実施形態で採用するアクティブ２次マーカ３７の構造を示したものである。
【０１９９】
該アクティブ２次マーカ３７の本体部３８には、赤外線ＬＥＤセンサであるＬＥＤ部３９が装着されており、その赤外線ＬＥＤ部３９が発光すると、図４で示された３次元センサ２８により、実空間上で規定された被検体座標系における赤外線ＬＥＤ部３９の３次元位置、すなわちアクティブ２次マーカ３７の３次元位置座標を得ることができるようになっている。
【０２００】
この第３の実施形態の方法で、第１の実施形態と異なる点は、図７のステップＳ３に対応する部分である。
【０２０１】
図１０は、ステップＳ３に対応する部分の詳細を表したものである。
【０２０２】
３３−１）まず、ステップＳ３３１では、位置決めフレーム１にアクティブマーカプレート３５を装着する。
【０２０３】
その後、被検体に位置決めフレーム１（アクティブマーカプレートごと）を装着する。
【０２０４】
本ステップＳ３３１では、被検体に対し、検査画像を撮影したときに使用した位置決めフレーム１を再度装着し、撮影時と同一な場所の位置決めフレーム１が装着してあることを確認する。
【０２０５】
この際、第１の実施形態と同様に、位置決めが確定するように経時固化素材１８，１９が有効に働く。
【０２０６】
３３−２）次に、ステップＳ３３２では、アクティブ２次マーカ３７を被検体に装着する。
【０２０７】
このアクティブ２次マーカ３７を被検体に装着する場所は、図３に示されるように被験者の体表面であり、かつ手術に際して３次元位置センサ２８が計測可能な位置とする。
【０２０８】
この際、被検体に装着するアクティブ２次マーカ３７の個数は、少なくとも３以上であることが要求される。
【０２０９】
３３−３）次に、ステップＳ３３３では、アクティブマーカプレート３５上のアクティブマーカ３６の位置を３次元位置センサ２８で測定し、その後、位置決めフレーム１上の１次マーカ位置の被検体座標系での位置座標を求める。
【０２１０】
この方法は、先に述ベた通りである。
【０２１１】
この位置を（ＸW (i) ，ＹW (i) ，ＺW (i))とする。
【０２１２】
３３−４）次に、ステップＳ３３４では、アクティブ２次マーカ３７の位置を３次元位置センサ２８で測定し、そのアクティブ２次マーカ位置の被検体座標系での位置座標を求める。
【０２１３】
この位置計測は、３次元位置センサ２８を利用することによる。
【０２１４】
その位置を（ＸW2(J) ，ＹW2(J) ，ＺW2(J))とする。
【０２１５】
３３−５）次に、ステップＳ３３５では、被検体座標系から検査画像座標系への座標変換パラメータを算出する。
【０２１６】
具体的には、両方の座標系で検出された位置決めフレーム１上の１次マーカの位置座標対（Ｘp (k) ，Ｙp (k) ，Ｚp (k))，（ＸW (k) ，ＹW (k) ，ＺW (k))により、被検体座標系から検査画像座標系への座標変換パラメータｐＨｗを算出する。
【０２１７】
３３−６）次に、ステップＳ３３６では、アクテイブ２次マーカ３７の検査画像座標系での位置座標を算出する。
【０２１８】
これらをアクティブ２次マーカ座標として登録する。
【０２１９】
この際、上記サブステップ３３−５）で算出された被検体座標系から検査画像座標系への座標変換パラメータｐＨｗを利用する。
【０２２０】
具体的には、
【０２２１】
【数１１】
0004409004.tif 000012
【０２２２】
により、アクティブ２次マーカ３７の検査画像座標系での位置座標（ＸP2(J) ，ＹP2(J) ，ＺP2(J))が算出できることになる。
【０２２３】
３３−７）次に、ステップＳ３３７では、被検体から位置決めフレーム（アクティブマーカプレートを含む）１を取り外す。
【０２２４】
ただし、アクティブ２次マーカ３７は取り外さないものとする。
【０２２５】
３３−８）次に、ステップＳ３３８では、手術室内で被検体にアクティブ２次マーカ３７を装着したまま、必要ならばアクティブ２次マーカ３７の上からドレープなどをかけ、手術に必要な清潔環境を作り出す。
【０２２６】
３３−９）次に、ステップＳ３３９では、３次元位置センサ２８を利用し、被検体座標系における２次マーカの位置を計測する。
【０２２７】
これには、３次元位置センサ２８を利用して、アクティブ２次マーカ３７の実空間上での位置を計測する。
【０２２８】
この位置を（ＸW2(J) ，ＹW2(J) ，ＺW2(J))とする。
【０２２９】
このように、ステップ３に対応する新たな部分で得られたアクティブ２次マーカ３７の被検体座標系での３次元位置を計測することが可能となる。
【０２３０】
この後、第１の実施形態あるいは第２の実施形態のステップ４と同様な方法により、検査画像座標系と被検体座標系間の座標符合化を行うことができる。
【０２３１】
以上説明してきたように、第３の実施形態の方法を適用することにより、２次マーカを利用しながらもセンサプローブ等で探針することなく、手術キャリブレーションを効率的に行うことができる。
【０２３２】
また、センサプローブによる探針の誤差をなくすことも可能となるので、より正確な手術キャリブレーションを実現することができる。
【０２３３】
このような第３の実施形態では、マーカ自体にセンサ機能を付加することにより、手術に煩わしいキャリブレーション操作を行うことを省略することができるという効果がある。
【０２３４】
そして、上述したような実施の形態で示した本明細書には、特許請求の範囲に示した請求項１乃至３以外にも、以下に付記１乃至付記９として示すような発明が含まれている。
【０２３５】
（付記１）被検体に位置決め部材を装着して、被検体を撮像した画像上での位置決め部材の座標と、実空間での位置部材の座標との対応関係を用いて、被検体と該被検体を撮像した画像の位置姿勢を対応させるキャリブレーション方法において、
前記被検体に上記位置決め部材とは別に目印を装着して、この目印の実空間での座標と、上記対応関係を用いて、上記目印の上記画像上で座標を求めておき、上記目印を用いて、前記被検体と該被検体を撮像した画像の位置姿勢を対応させることを特徴とするキャリブレーション方法。
【０２３６】
（付記２）上記目印は複数個存在し、上記目印の実空間での座標の測定誤差が所定の範囲以内の目印のみを用いて、前記被検体と該被検体を撮像した画像の位置姿勢を対応させることを特徴とする付記１記載のキャリブレーション方法。
【０２３７】
（付記３）上記目印は位置計測用のセンサを有していることを特徴とする付記１乃至３のいずれかに記載のキャリブレーション方法。
【０２３８】
（付記４）被検体と該被検体を撮像した画像の位置姿勢を対応させる方法であり、
被検体に着脱可能に構成され、複数の第１の目印が配置された位置決め部材を、被検体に装着し、
上記位置決め部材を装着した被検体を撮像し、上記被検体を撮像した画像に現れた上記第１の目印の座標を、上記画像に固定された座標系において計測し、
上記位置決め部材を装着した被検体に、複数の第２の目印を装着し、上記第１の目印の座標と上記第２の目印の座標を、実空間に固定された座標系で計測し、実空間に固定された座標系における上記第１の目印の座標と、上記画像に固定された座標系における上記第１の目印の座標より、実空間に固定された座標系と上記画像に固定された座標系との関係を求め、
上記実空間に固定された座標系における上記第２の目印の座標と、上記関係を利用して、上記画像に固定された座標系における上記第２の目印の座標を求めておき、
上記第２の目印を用いて、被検体と該被検体を撮像した画像の位置姿勢を対応させることを特徴とするキャリブレーション方法。
【０２３９】
（付記５）手術される患者を被検体とし、付記４記載の方法を用いて、患者と該患者の検査画像の位置姿勢を対応させることを特徴とする手術キャリブレーション装置。
【０２４０】
（付記６）被検体に固定した位置決めフレームを用いて検査画像と被検体の位置姿勢キヤリブレーションを行うキャリブレーション方法において、
上記被検体に上記位置決めフレーム上にないマーカ群を装着し、
上記位置決めフレームを用いて検査画像が規定する検査画像座標系における上記マーカ群の位置を規定し、
上記被検体が実空間上で規定する被検体座標系における上記マーカ群の位置を測定することにより、
上記検査画像座標系と上記被検体座標系との座標符合化を行うことを特徴とする手術キャリブレーション方法。
【０２４１】
（付記７）上記マーカの位置計測に誤差があらかじめ設定した値以上であると判定できた場合には、該マーカの計測値を排除して、上記被検体座標系と上記検査画像座標系間の座標符合化を行うことを特徴とした付記５記載のキャリブレーション方法。
【０２４２】
（付記８）上記マーカは位置計測用のセンサを有していることを特徴とする付記６または７記載のキャリブレーション方法。
【０２４３】
（付記９）手術される患者を被検体とし、付記６乃至８いずれかに記載の方法を用いて、患者と該患者の検査画像の位置姿勢を対応させることを特徴とする手術キャリブレーション装置。
【０２４４】
【発明の効果】
従って、以上説明したように、本発明によれば、複雑な手術経路に対応できるような柔軟な手術キャリブレーションシステム及び手術中に術者の邪魔にならないような手術キャリブレーションシステムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の第１の実施形態で利用する位置決めフレーム１を表した図である。
【図２】図２は、本発明の第１の実施形態で利用する２次マーカを表した図である。
【図３】図３は、本発明の第１の実施形態で利用する前記メガネ形状フレーム１を被検体に装着した図である。
【図４】図４は、本発明の第１の実施形態に係る手術キャリブレーション装置を含むシステム構成を示すブロック図である。
【図５】図５は、本発明の第１の実施形態に係る手術キャリブレーションで使用する座標系を表した図である。
【図６】図６は、本発明の第１の実施形態に係る手術キャリブレーション処理の基本的な流れを表したフローチャートである。
【図７】図７は、図６におけるステップＳ３のサブステップのな流れを表したフローチャートである。
【図８】図８は、第３の実施形態で採用する取り外し可能なアクティブマーカプレート３５を示した図である。
【図９】図９は、第３の実施形態で採用するアクティブ２次マーカ３７の構造を示した図である。
【図１０】図１０は、第３の実施形態で採用するステップＳ３のサブステップの詳細な流れを表したフローチャートである。
【符号の説明】
１…位置決めフレーム、
２…メガネ本体部、
３…右耳当て部、
４…左耳当て部、
５〜１１…１次マーカ、
１５…外殻部、
１６…内部溶液、
１７…探針用窪み部、
１８，１９…経時固化素材、
２２…２次マーカ、
２３…２次マーカ本体部、
２４…探針用窪み部、
２５…接着部、
２６…手術キャリブレーション装置、
２７…検査画像装置、
２８…３次元位置センサ、
２９…ＰＣ、
３０…実際に手術で使用される術具または観察具、
３１…被検体、
３２…検査画像座標系、
３３…被検体座標系、
３４…座標変換、
３５…アクティブマーカプレート、
３６…アクティブマーカ、
３７…アクティブ２次マーカ、
３８…本体部、
３９…赤外線ＬＥＤセンサであるＬＥＤ部。
【図１】
0004409004.tif 000013
【図２】
0004409004.tif 000014
【図３】
0004409004.tif 000015
【図４】
0004409004.tif 000016
【図５】
0004409004.tif 000017
【図６】
0004409004.tif 000018
【図７】
0004409004.tif 000019
【図８】
0004409004.tif 000020
【図９】
0004409004.tif 000021
【図１０】
0004409004.tif 000022