JPH021244A - 解剖映像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は解剖映像方法および映像装置に関するもので
ある。

〔従来技術〕

臨床医が人体の解剖学的構造を忠実に観察することがで
きる診断技術は患者と医師の両方にとって有益である。

コンビ、−タレントダン断層写真（ＣＴ）Ｘ線映像装置
あるいは核磁気共鳴（ＮＭＲ）装置のような断面像を与
える映像システムによって、手術あるいは他の侵入的な
技術を用いずに人体の解剖構造の映像化を促進すること
ができる。

このような映像システムでは患者を走査し、患者の解剖
学的構造をある形に再生して熟練した医師によって評価
することができる。

このような技術を十分経験した医師は患者の解剖映像を
評価し、何等かの異常があるか否かを決めることかでき
る。腫瘍や癌の形態を取る異常があると、周囲の領域と
は識別することができる形として映像に現れる。コント
ラストの差ができるのは周囲の人体組織とは異なる映像
特性があるからである。その上腫瘍や癌を示すコントラ
スト形態は、健康な人には通常このような形態が現れな
いような場所に現れる。

一旦癌が識別されると、癌を除去あるいは破壊する幾つ
かの治療が行われるが、これには化学療法、放射線療法
及び手術がある。化学療法では癌を破壊するために薬剤
が患者の体に投与される。

治療の間通常では映像装置が治療経過を見るために用い
られ、患者は周期的に走査にかけられ、治療期間に取ら
れた映像と比較して癌の形態に何等かの変化があるがど
うかが確認される。

放射線治療では映像装置によって生成された癌の映像が
放射線学者によって用いられ、放射線装置を調節して癌
のみに方向づけ、一方では周囲の正常組織への副作用を
最小限にし、あるいは全くないようにする。放射線治療
の間、映像システムはまた化学療法で述べられたのと同
じように患者の経過を追跡するのにも用いられる。

手術して癌を除去する場合は、手術中の外科医が患者の
癌の映像に導かれることになる。手術の前に映像を再度
見ておくことによって、外科医は癌に到達しこれを切除
する最上の戦略を決めることができる０手術が終わると
、さらに走査が行われて、手術の成功及び患者の以後の
経過を評価する。

〔発明の解決すべき課題〕

上記の走査技術に関連する問題点は、映像装置によって
異なる時期に取られた映像の、あるいは本質的には同じ
時期であるが、例え￥ｊ：、ＣＴ及びＭＲＩのような異
なった映像様式を用いて取られた同じ解剖領域の断面を
正確に選択し比較することが不可能であるということで
ある。映像の比較における不正確さは走査技術及び患者
の解剖構造の断面１スライス”の範囲内にどのようにし
て映像システムが映像を生成するかを説明することによ
ってより良く理解されるであろう、１つのスライスは放
射ビームあるいは磁界によって露出されるかあるいは励
起される患者の解剖構造の断面の範囲内のある大きさの
要素を示し、その情報はフィルムかあるいは他の実態的
な媒体に記録される。

映像は映像装置に対して患者の位置がどのようになって
いるかによって決まるスライスから作られ、患者の向き
を変えることによシ大きさの異なる要素がスライスに導
入されることになる。従って比較の目的のため異なる時
期に取られた解剖のほぼ等しい大きさの２つのセットか
らは、各々のセ。

トから選択された２つの映像がどの程度まで共通の面が
あるかはわからないため、セット内の２つの映像の間に
起こる変化を正確に決定するのに用いるような比較情報
をえられない。

このようなエラーの臨床応用での欠点を例として患者の
体内の癌の診断に外科医あるいは他の医師が用いる診断
法によって説明する。患者に癌があると、癌の密度及び
場所は走査装置によって生成される映像によって決めら
れる。医師が患者の治療法を査定するには、２つの走査
診断が必要である。患者はまず初期走査にかけられ、診
断する解剖構造、例えば脳を通してたくさんのスライス
が生成される。走査中、患者は映像装置に対して実質的
に固定した位置に保持される。前のスライスと平行にあ
らかじめ決められた距離で特定走査の各スライスが取ら
れる。医師はスライスの映像を使用して癌を評価する。

ｌ−かしもし医師が所定のある期間にわたって癌の形態
変化を査定したいならば、第２の、すなわち１追跡”走
査を行わなければならない。

走査工程は繰シ返されるが、患者はもとの走査とは異な
る位置に置かれるため、走査の比較は妨げられる。追跡
評価で得られるスライスはもとのスライスと比較される
場合にたまたま別の角度で取られることもあシ得る。従
ってそのような場合作られた映像は実際に以前に取られ
たものよりも体積がさらに大きくなる。その結果外科医
は比較スキャンが異なる期間に取られた場合病の大きさ
に関して誤った印象を得ることも有り得る。このためス
ライスごとの比較はうまくいかない。

同様にある外科技術のためには、頭蓋骨内の癌の同じセ
グメントの正確かつ信頼できる周期的な走査を得ること
が望ましい、もし手術の前及び後の走査が不正確だと、
医師は手術結果の正確な画像を得ることができない。前
記の化学療法のような他の治療法にも同じ不正確さは現
れる。

従って映像システムは＠瘍や癌の手術その他の治療法に
不可欠な役割を果たしておシ、与えられた時期の人体内
の望ましい位置を決定する方法は現在欠乏している。例
えば米国特許第４５８３５３８号（オニーケクらによる
）明細書には、ＣＴスキャンのスライス中に識別するこ
とができる患者の皮りｎ上に置かれた局所装置が記載さ
れている。基準点はＣＴスキャン上の点に正確に相関す
る装置上の位置から選択される。そしてＣＴスキャン上
の局所装置の計測は患者上の装置と相関される。

米国特許第４３４１２２０号明細書に記載されているよ
うな患者の頭蓋骨にぴったりとあてはまるフレームのよ
うな外部装置が上記の問題のいくつかを正確に解決する
ために提示されている。フレームには３つのプレートが
あシ、各プレートは４つの側面の内３つの側面上の複数
のスロットを限定している。スロットの長さは変化し、
長さの順に順序だっている。フレーム上で限定され存在
するフレーム座標はスロットの変化する高さに対応する
。頭蓋骨及び脳のスライスが映像装置によって取られる
と、スライスによって形成される面は３つのプレートと
交差する。スライス内の完全スロットの数は各プレート
に関してカウントされて、脳のターグツト面の座標が決
まる。従ってターゲットの座標を的確に示すのに必要な
ＣＴスキャンはただ１つである。

他の方法では解剖部分にカテーテルを挿入する。

例えば米国特許第４５７２１９８号明細書には、磁界を
励起したり弱めたシするために先端にコイルが巻かれた
カテーテルが記載されている。磁界が弱ければＮＭＲ装
置で検出することができるため、ＮＭＲ装置に関するカ
テーテル先端の位置を的確に示すことができる。

本発明は上記のような従来の映像装置に関する上記の欠
点の多くを解決している０本発明は、映像様式が異なシ
時期が異なっていても、異なる時間に取られた走査が以
前の走査と実質的に同一な映像を生成することが確実に
行える方法及び装置を提供する。このため解剖構造の変
化をより正確に査定することができる。その結果医師は
頭蓋骨内にある癌の大きさ、部位及び密度あるいは断面
に関してよシ正確に知ることができる。

このためレーザ法のような非侵入的な方法で特に癌を除
去する場合の外科的な方法を促進する。

癌の部位及び大きさを正確に決めることができるため、
レーデビームを癌に直接集中することができる。外科的
な方法の一部として、手術の結果として癌が除去された
シあるいは実質的に大きさが変化したかどうかを決める
のに走査を間欠的に用いることができる。レーデ等の手
術器具はそれに応じて調整される０本発明によって得ら
れる映像技術は正確であるため、医師は手術中に破壊さ
れる正常組織の量が最小限に押さえられることが確認で
きる。

〔課題解決のための手段〕

本発明の方法は、基準インプラントを使用することを特
徴とし、このインプラントが映像装置あるいは他のコン
ビ、−タ、特に後続の走査が最初の走査の間に取られる
走査と実質的に平行なスライスを確実に生成するデータ
処理能力を有する映像装置と協働する平面を限定する。

基準インプラントは頭蓋上内に皮膚の下に移植され、相
互に十分に離間して設けられ、平面を限定している。こ
れらのインプラントが移植された患者は従来の方法で走
査装置に置かれ、走査されて頭蓋骨を通してあらかじめ
決められた・母スに清って所定の厚みの連続的な平行ス
ライスの映像を提供する。

走査が行われると、各基準インプラントの一部かあるい
は全体を収容するのに１以上のスライスが必要となる。

映像装置あるいはコンピュータの計算特性によシ、スラ
イスの選択された面と基準インプラントによって限定さ
れる面の間の空間的な関係が考慮される。このため異な
る角度で時間的に異なる点における後続走査で取られた
映像はもともと取られたスライスと実質的に同じになる
ように再構成される。

このような目的の基準インプラントは特別に構成され、
頭蓋骨に移植できて、かつスキャン装置４によって検出
される性質の材料で構成される。ここで記載される基準
インプラントは、移植中に頭蓋骨がひび割れたシ頭蓋骨
を貫通して突出するような頭蓋骨への悪い副作用を持た
ないように構成される。頭蓋骨と皮膚の間が十分に露出
されて解剖部分の外部特性を歪めることもない。さらに
基準インプラントは少なくとも頭蓋骨の皮膚と骨の境界
面で頭蓋骨部分に設けられていて、映像装置による映像
化を促進している。少なくともインプラントの一部分は
断面が対称的で、例えば頭蓋骨部分におけるスライスが
インプラントの大きさの中心位置を定めるのに用いられ
るようになっている。このためインプラント映像を基準
点として用いることによって追跡調査の後続スライスを
正確に適切な位置及び方向に変換することが容易になる
。

上記は先行技術の欠点及び本発明の利点について説明し
たが、以下の望ましい実施例の詳細な説明からその他の
利点も明らかにされるであろう。

〔実施例〕 第１図には人体の基準インプラント１０が示されており
、このインプラントは映像システムによって検出するこ
とができる。基準インプラント１０は第１の部分１２と
第２の部分１４から構成されている。第１の部分１２は
（皮膚の下に設けられている場合の）映像システムによ
って検出されるように構成されている。第２の部分１４
は全体が骨を貫通したり骨を破砕したりしないで皮膚の
下の骨に固着されるように構成されている。第１の部分
１２は映像システムによって検出される程度の十分に大
きい材料から構成され、また皮膚と骨の間の接触面に設
けられた場合に皮膚の損傷が最小限になる程度に十分小
さい。第１の部分１２にはまた、球形で第２の部分１４
を骨に固定するための器具と協働する表面を限定する部
分が少なくとも設けられている。さらに、３個の基準イ
ンプラント１０を人体の組織部分に設けることによって
、第１の期間、すなわち初期診断で取られた映像を複写
するために映像システムによって捕らえた組織部分の特
定の映像スライスを再生することができる。このため熟
練医師が問題の組織部分を示す選択スライスへの治療の
経過を正確に追跡することができる。

その上、３個の基準インプラント１０の存在によって、
ターダウト（例えば腫瘍）が外部の座標系に関して識別
できる。次にターゲットを保持する組織部分が、例えば
機械的にあるいは正確な放射線照射で適切に処理される
。

少なくとも２つの異なる期間でおける映像スライスを正
確に比較するために、３つの基準インプラント１０がま
ず患者の人体の問題の望ましい領域に移植される６次に
患者は映像システム中に置かれ、連続した断面スライス
の映像が取られ、これには例えば問題の初期ターゲット
である腫瘍部分が含まれる。得られた映像データから、
３つの信頼インプラントの位置が決められ、内部座標系
がインプラントに関して限定される。映像データは、そ
れが望ましｂ場合はさらに再方式化されて、その方向が
映像期間中にもともと得られたスライスとは異なる映像
スライスを示すようにすることもできる。これらの映像
スライスが表す診断情報によって、患者の手術、化学療
法あるいは放射線療法に関して適切な決定が行われる。

映像データはまたＣＴ、ＰＥＴあるいはＮＭＲのような
幾つかの異なる型の映像から、人体組織の性質は異なる
が同じ面が得られるように用いられる。

後にさらに映像データを得ることが決まったならば、患
者は映像システムに戻されて映像データを得る工程が繰
り返される。基準インプラント１０は第２の映像期間に
関して位置づけられ、基準インプラント１０に関して同
じ内部座標系が限定される。第２の映像期間に関して同
じ内部座標系が定められると、内部座標系とこの座標を
伴う映像の変換及び回転が、第１の映像期間に確立され
た座標系に関して決められる。診断に用いられる第１の
映像期間から識別された映像スライスが第２の映像期間
から捜し出される０次に、１つは第１の映像期間からま
た１つは第２の映像期間からの２つの映像スライスが、
もしあれは患者の人体組織部分にどのような変化が生じ
たかを決めるために比較される。

さらに詳細に説明すると、３次元の非円−線上の座標系
によって３つの明確な同一線上にない点が完全に限定さ
れることが必要とされる。識別可能な点が３つ以上ある
場合は、システムが過剰に決定されて座標系を決定する
のに３つの点が選択される。識別可能な別々の点が３つ
より少い場合は、システムは決定されず１つあるいは２
つの識別可能な点に関する位置は決定されない。

既知の３つの分離された点の位置によって、直交座標系
が確立できるような面が識別される。人体内で時間の変
化に対して３つの点の相対位置が固定されている場合は
、座標系が確立されて、時間的にも固定化される。固定
された内部座標系を人体にずっと限定する能力には重要
な分枝がある。

人体のある位置に関してずつと面に固定される完全に限
定された内部座標系によって、例をあげただけでもＣＴ
スキャン、ＮＭＲスキャンあるいはＰＥＴスキャンのよ
うな映像システムに取られた人体の後続映像を比較する
ことができる。このように比較することで、もし人体内
のあらかじめ決められた位置に変化があるならば、どの
ような変化があるかを臨床医が見ることができる。

人体に関する固定座標系を用いることによって。

時間経過にしたがって同じ座標を比較することができる
。しかし組織あるいは人体材料はずっと座標のあらかじ
め決められた設定された場所に必ずしも固定されている
わけではない。時間が経過すると、組織は変換し手術に
絖〈通常の変化が起こる。それにもかかわらず、いろい
ろな性質（映像の型によって）の組織を同じ座標系で異
なる時間において比較する能力は診断上大きな利点であ
る。

原則として、座標系を限定する（のに必要な）３つの点
はいろいろな方法で選択することができる。脳あるいは
頭部に関する一実施例では、２つの耳と歯、あるいは２
つの耳と鼻に３個の点かある。あるいは１頭蓋骨の映像
スライスによって点のセットが与えられ、これらの点か
ら３つの点が選択されて人体の座標系を形成する。人体
に移植され走査中コントラストの高い映像を形成する３
つの基準点によって、座標系を限定する最も信頼できる
方法が与えられることが望ましい。分析中の人体の同じ
接近した領域に３個の点かあシ、これらの点はまたＣＴ
映像装置及びＮＭＲ映像装置のような異なる映像システ
ムによって識別可能であ＃）また計測可能であることが
理想的である。

完全に限定された座標系を形成するために、３つの分離
した同一直線上にない基準点を検出することが必要であ
る０人体に固定された完全に定められた座標系の形成に
関して、検出の必要性によって、基準インプラント１０
を人体を映像化するシステムによって検出されうる材料
で構成することが必要となる。基準・ｆンプラント１０
には人体内のあらかじめ決められた位置をマークする手
段と々る＠１の部分１２を有する（第１図参照）。

第１の部分、すなわちマーカー１２は周囲の材料と比較
して映像内に高いコントラストを与えることが理想的で
ある。材料マーカー１２はまた映像に与える歪が可能な
限シ小さくなるように構成され、その表示の大きさは最
小限になっている。マーカー１２はまた人体での使用上
安全であり、装着人が不快感や意識を感じることはない
ように構成しなければならない。

マーカー１２は映像システムによる位置決めを容易にす
るために対称体となっている。マーカー１２が走査され
ると、対称であるためにインプラントを通る任意の面に
よって基本的に同じ映像及びその中心位置を決める能力
が与えられる。マーカー１２の中心を識別する能力が重
要であるのは、座標システムを限定する際に正確に同じ
点を再生して見付は出し用いることができるからである
。

従って座標系を以前の配列から置き換えることによって
、それに続く同じ座標系の再形成で生じる誤差を最小限
にすることができる。例えば球の任意の面の映像は常に
円形であるため、対称体に関してマーカー１２の理想的
な形態は球形である。

球形対象物の半径を知り標準アルゴリズムを適用するこ
とによって、球を通る任意の面から球形マーカー１２の
中心を決めることができる１球の中心を決めるアルゴリ
ズムはインプラントの適切な位置をマークするためにオ
ペレータの相互作用を必要とする。対象物の中心はオペ
レータの相互作用を通して識別される円形輪郭の境界か
らうまく概算して決めることができる。例えば基準イン
プラントの映像の密度分布に関する優先情報を持ち、ま
たそれが球対称であると仮定することによって、映像を
通しての走査プロファイルがベル状分布となシ、この分
布の境界がここから決められる。境界から中心点が計算
される。特に基準インプラント１０の物理的な大きさが
走査スライスの大きさを越えた場合に、基準インプラン
トの大きさ及び隣接スライスに関する相対的な位置によ
ってはさらにスライスが必要となる。

３個の基準インプラント（１０ｈ、１０ｂ、１０ａ）の
大きさの中心が決められると、その内の２個（１０ａ、
１０ｂ）が、例えば座標系のＸ軸ベクトルを決定し、ペ
クトｋ　１０　ａと１０ｂ、１０ａと１０ｃのベクトル
積が第５Ａ図（以下にさらに詳細に説明される）に示さ
れているように座標系を完全に定める。

直径が１ないし１０ミリメータ、望ましくは４ミリメー
タであるマーカー１２は、例えば中空球形のチタニウム
で構成することができる。球の内部は、例えばアガロー
ス（ａｇａｒｏ■ｅ）グルで満たされ、このグルにはい
ろいろな望ましいドーノ母ント（その選択はマーカー１
２が顕著になるように用いられる映像システムによる）
が与えられる。

マーカー１２は基準インプラント１０の第２の部分１４
と密着している。

第２の部分１４はインプラント１ｏを人体に固着する手
段を提供している。骨はインプラント手段をその場所に
保持するのに良い材料であり、また人体内で長時間にわ
たって固定位置に留どまっているため、マーカー１２を
人体に固着する部位として好ましい、アンカー１４の長
さは固着される骨に挿通するのに十分であり、また骨を
破砕することなくしっかりと埋め込むのにも十分であり
、工ないし１０ミリメータ、特に３ミリメータが望まし
い。アンカー１４は衝撃工具で駆動するのではなく骨に
ネジどめされていて、骨を破砕する可能性を減らすよう
になっていなければならない。

アンカーＩ４の材料としては、例えばチタニウムが使用
される。

基準インプラント１０にはまだ力を受けるだめの手段１
６があり、それによってアンカー１４が人体にしっかり
と支持される。アンカー１４がネジであれば、アレンス
パナを受ける多角形の凹部１６がマーカー１２に設けら
れていることが望ましい。関連する多角形凹部１６にア
レンスパナを用いると、十字形の溝にフィリップススク
リュドライバを用いたり、あるいは単一溝に標準スクリ
二ドライバを用いｆＩ：、シするよシもよシ対称的な構
成体となる。

アンカー　この場合はネジ１４を備えた基準インｆ′：
７ント１０を移植するには、皮膚を貫通し所望の骨の部
位に到達するために套管針（ｔｒｏｅａｒ）（図示され
ていない）を用いることが望ましい。

まず套管針を所望のアンカ一部位の皮膚に置き、内部の
ピアスロッドによって皮膚に力をかける。

次に套管針をそのまま保持しながらその内部のピアスロ
ッドを抜く。インプラント１０の第１の部分１２の多角
形凹部にアレンス／４ナヘ、ドがついているロッドをは
め、インプラントＩＱのネジ１４がアンカ一部位、例え
ば骨に接触するまで套管針中に邦人する。次にインプラ
ントｌＯが骨に埋設されるまで套管針から延出している
ロッド部分に力をかける。このような工程は麻酔をかけ
た状態で約５分間で行わなけれはならない。

３個の基準インプラント１０を設けることは診断する組
織部分による。基本的には３＆ｌの基準インプラントは
容易に態別可能であって、また長時間にわたって相互位
置が固定されているように３つの位置に設けられる０例
えに頭蓋骨及び脳の研究に着手するのであれば、インプ
ラント１θ＆をヘアラインのすぐ上の頭蓋骨１８の中央
に置き、他の２つのインプラントｌＯｂ、１０ｃはそれ
ぞれ中央インプラント１０１Ｌの後部位仔の中央ライン
の右及び左側に設けることが望ましい（頭蓋骨１８の前
方及び上方からそれぞれ見たｉＺａ図及びｉＺｂ図参照
）、本発明の別の興味ある箇所の例は胴であり、１つの
基準インプラントを胸骨の中央に設け、他の２つの基準
インプラント１０をそれぞれ肋骨の横の右及び左側に設
ける。あるいは、１個の基準インプラント１０を中央線
のを椎のとげのある部分に設け、他の２個の基準インプ
ラントをそれぞれ右及び左の腸骨に設ける。

映像装置では空間の他の任意の位置を相対的に位置付け
ることが可能な固定軸が提供される。その結果基準マー
カーの位置及びこれらのマーカーの座標系は映像装置に
対して相対的に位置付けることができる０本発明の特徴
によって、マーカーの位置を将来の参考に記録すべき映
像装置に対して配置することができる。後続の走査では
、映像装置に対して患者の向きを変えても良い、この新
しい向きは、映像装置に関する基準マーカーを位置付け
またそれを以前の記録位置と比較することによって計測
される。比較法によって前の記録された走査に対応する
位置に後の走査の映像の向きを変えることができ、一般
的に映像スライスが常に前の記録されたスライスと同じ
断面になるようにできる。

実際の操作ではこれらの位置は座標系によって決まり、
以下に説明するようにこれらのシステムの位置は回転に
よる変換によって得られる。

−旦基準インプラント１０が設けられて座標系が定めら
れると、人体組織領域が同じ後続の映像と比較すること
ができる。例えは脳の映像が取られると、人体の頭部は
前の映像期間におけるその位置の下、上、あるいは側面
（第３図参照）に置かれる。頭部は前の映像期間中の方
向と比較するように回転される（第４崗参照）０頭部を
前の映像期間と比較するように回転および変換しても良
い（第５図参照）。なぜ頭部を異なる向きにするかとい
う理由を考慮せずに、脳中の完全に定められた固定円座
標系を利用することによって、脳の以前の点あるいはス
ライスの映像を後続の映像情報から得ることができる。

これは第６図に示されているように、第１の診断で３個
の基準点によって定められた面の位置及び方向を、第２
の診断時に３個の基準点によって定められた同じ面の位
置及び方向と比較することによって行われる。簡単にす
るために、座標系の原点を与えられた基準点に位置させ
る０例えば時間の異なる同じ基準点（ぷ点）の間のＸ＊
７ｓＺ方向の距離を計測することによって、１つの座標
系の原点の他の座標系に対する変換が得られる。

特定のシーケンスで実行される３つの連続回転の手段に
よって、与えられたデカルト座標系から別の座標系への
回転に関して変換を行えることが望ましい０次にオイラ
ー角度として知られる３つの角度が決定される。これら
の３つのオイラー角度は変換の実行に必要な回転の３つ
の連続角度である。オイラー角度の決定は、まず基準イ
ンプラントによって決まる２つの面の交差を計算し、次
に基準Ｘ軸及び交差線（Ｆ：ｐｓｉ）の間の角度を計算
し、そして角度θ及び角度ψを計算することによって行
われる。この時点で３つのオイラー角度が決まる。第５
Ａ図、第５Ｂ図及び第５Ｃ図に示された例では、変換の
実行に必要なシーケンスは、ｘｙｚ軸の最初の系を第５
Ａ図に示されているように２軸に関して反時計方向に角
度ψだけ回転させることによって開始される。その結果
できる座標系はキシ（ｘｉ）　ｔエタ（ｅｔａ）　、ゼ
タ（ｚ＠ｔａ）軸という符号が付けられる。第２の段階
では、中間軸キシ、エタ、ゼタがキシ軸に関してθ角度
だけ反時計方向に回転して、第５Ｂ図に示されるように
別の中間セット、すなわちキノ軸、エタｌ軸。

ゼタ′軸が形成される（ここでは第３の基準インブラン
）１０ｃが理解を容易にするために図示されていない）
、キシ′軸はＸ’１面とキシ′エタ′面との交麩線であ
りノードのラインとして知られる。最後にキシ′、エタ
′、ゼタ′軸はゼタ′軸に関して角度Ｖだけ反時計方向
に回転されて、第５Ｃ図に示されているように望ましい
ｘ　Ｚ　ｙ　／　ｚ　Ｉ軸の座標系を構成する。従って
オイラー角度θ、ψ、ＶはＸ７Ｚ座像系に対してｘ’　
ｙ’　ｚ’座標系の方向を完全に特定するため、３つの
必要な一般座標として作用する１゜ 各々がマトリ、クスフォームに書き込むことができる別
々の回転の３重積として完全な変換マトリックスを曹く
ことによって、完全変換Ａの要素を得ることができる。

従って２軸に関する初期回転はマトリックスＤによって
示すことができる。

１ｉ　　＝ｒ　Ｄ！ ただしｘｌ及びＸは列マトリックスを示す。同様にキシ
、エタ、ゼタからキシ′、エタ′、ゼタ′への変換はマ
トリックスＣによって示され、 ｘ’＝ｃｘｉ 最後のｘ　ｌ　ｙ　Ｉ　ｚ　／への回転はマトリックス
Ｂによって示される。

ｘ’＝Ｂｘｉ’ 従って完全変換のマトリックスは次のように示すことが
できる。

ｘ’−＋Ａｘ これは連続マトリックスの積である。

Ａ　＝　　ＢＣＤ マトリックスＤは以下のように示される。

回ψ　廁ψ　ゝＲ Ｄ＝　　−画ψ　邸ψ　′Ｒ ’Ｒ’Ｒ１ マトリックスＣは次のように示される。

１　　ゝＲ’Ｒ Ｃ＝　ゝＲ羞θ　ｓｉｎθ ＼Ｒ−画θ　　　可θ マトリ、クスＢは次のように示される。

房ψ　出ψ　″Ｒ Ｂニー尚ψ　房ψ　ゝＲ Ｒ’Ｒ１ 従ってマトリックスＡ＝ＢＣＤの積は上記の式によって
得られる。マトリ、クスの乗算の順番は識別されるタス
クによシ、この場合ｘｙｚ軸のセットから！’　３Ｆ’
　！’軸のセットへの変換を定理する。

−旦オイラー角度が決まると、原則的に少なくとも方向
の問題は解決される。しかし計算の主な簡略化はオイラ
ーの定理を用いて行うことができる。

固定した人体の動きにおけるオイラーの定理では、−点
が固定した固定体の一般的な変位はある軸に関しての回
転とみなされる。

固定点が人体の軸のセットの原点として定められるなら
ば、固定体の変位は人体の軸のセットの変換を含まず、
方向だけが変わるものとなる。そしてこの定理では、人
体の軸のセットは常に最初の座標系の単一回転として得
られるということになる。操作によって影響を受けない
回転の方向を残すことが回転の特徴である。言い換える
と、回転の軸方向にある任意のベクトルは回転の前と後
で同じ成分でなければならない、ベクトルの大きさは影
響を受けず、直交条件によって自動的に与えられること
が必要条件である。従って変換の前と後で、すなわち両
方の座標系において成分が同じベクトルＲが存在するな
らば、オイラーの定理を証明することができる。このこ
とから、Ｒ’＝ＡＲ＝Ｒ これはＡＲ−ｋＲ（ただしｋは一定）として示される固
有値の問題である。には定数であり、解が得られるｋの
値はマトリ、クスの固有値と言う。

固有値の式は（Ａ−ｋｌ　）Ｒ＝’Ｒとして示される。

この式にはベクトル凡の成分ｘ、ｙ、ｚの３つの目次の
連立方程式のセットが含まれる。このため、これらの式
は３つの成分の固定値、すなわち割合だけを与えること
はない、従って成分の大きさは決定されないままである
。同次式の場合上記の式の行列式が消え、解によってｋ
の値が与えられる。

実質的な直交マ）　ＩＪワックス場合この式にはに＝＋
１でなければならない。

一般的に式には３つの固有値に対応する３つの根がある
。考えるとｋの対角線マトリックスが導かれる。

ｋｌ　　　ゝＲゝＲ １（＝　　　　’Ｒｋ２　　　’Ｒ ’Ｒ’Ｒｋ３ そしてマトリックス式はＡＲ＝Ｒｋのように示されるか
、あるいはＲ＋　’Ｉｔ　（ｔ　）によってＲ”（−１
）ＡＲ＝にのように左から乗算される。この式は問題に
対して有効なアプローチを提供する。要素が望ましい固
有値であるＡを多角マトリックスに変形するマトリック
スをさがす。

最後に回転角度が決められる。回転角度の方向コサイン
は、固有値式にに＝１を設定し、Ｒの成分について解く
ことによって得ることができる。

マトリックスＡの跡は回転角度を決めるために用いられ
ることを示すことができる。Ａの跡、すなわちＴを計算
しなけれはならない、すなわちＴ＝１　　＋囲Ｗ この式からＷが決められる。

上記の回転が何等かの意味を持つようにするために、基
準インプラント１０ａ、あるいはいくつかの点が整列さ
れている２つの座標系の同じ面になければならない。こ
のため、１つの座標系に対応する位置における基準イン
ブラン）１　（７ａを他の座標系における基準インブラ
ン）Ｊ　Ｏａの位置に変換することが必要となる。望ま
しい座標系を簡単に動かすことによって、デカルト座標
系に関する線量ｘｓ　）’　＊　ｚｓ基準インブラン）
Ｚ（Ｊａは同じ位置に保持されている。デカルト座標系
を別のシステムに変換するもっと完全な説明には、ヘル
ベルト・ゴールドスタイン著、１古典力学１（アデソヌ
エズレイ社出版、レディング、ＭＡ。

１９６５年、第１０７頁ないし第１０９頁）を参照され
たい。

与えられたデカルト座標系の変換及び回転に関して任意
の点を得ることができる。任意の点を得ることができる
ために、点のセットから成る面もまた任意に得ることが
できる６例えば与えられた点を長時間にわたって観察す
ることが望ましけれは、第１の時間に関して点の座標が
識別される。

次に第２の時間に関する第１の時間における座標系に対
応する変換及び回転情報が第１の時間における点に与え
られ、第２の時間における座標系における同一点の座標
を指示する。そして第２の時間に関連する映像データを
サーチして所望の点を見付ける。これは座捷系内の同じ
点を時間の関数として得る多数の可能な方法の中の１つ
でしかない。

同様に面あるいはスライス映像でも、スライス映像を構
成する点のセットの各点に同じ過程が適用される。そし
て第２の時間における座標系に対応する映像情報で望ま
しい点がサーチされる。関連する映像情報と共にすべて
の点が識別されると、これらの点は再方式化されて、第
１の時間における座標系に関する望ましい映像スライス
に可能な限り近い映像スライスを生成する。勿論医師に
よって最初の映像スライスから選択されたスライスの位
置は基準インプラントに関して決めなければならない、
この目的のために、システムの２座標、すなわち高さの
座標を導入することが望ましい。

これは映像セットにおける任意のスライスに関して行う
ことができる０例えば第１の基準インプラントを含むス
ライスを選択することができる。

再方式化工程によって第２の時間の映像スライスから映
像点が取られ、これらの点を〒緒に配列して第１の時間
の望ましい映像スライスに可能な限シ同じ映像スライス
を生成するのが理想的である。しかし実際には再方式化
された映像の生成に必要な点は、映像スライスが例えば
その点の上か下で取られるために、存在しない場合が多
い、この場合望ましい映像スライスを準備できるように
、失なわれた点の表現が行われるように挿間が使用され
なければならない０例えば挿間の簡単な１つの方法では
、存在しない望ましい点に最も近い既知の２つの点を用
いる。これらの２つの既知の点はまたその間に望ましい
点があるようにその点の反対側にあシ、これらの映像値
を平均化する。例えば１つの点に関する映像の強度が工
ないしＩＯユニットの中の６ユニツトであり、第２の点
の映像強度が４ユニツトであり、またこの２つの点が望
ましい点からの距離が基本的に等しい場合、望ましい点
の映像強度は５ユニ、トが割シ当てられる。第６図には
上記の工程全体のフローチャートが示されている。

内部座標系が映像データを得る異なる時間で同様に位置
付けられるならば、挿間は避けられる。

これは３個の基準インプラント１ｏを映像データが得ら
れる場合は常に正確に同じ位置に設けることによって達
成される。例えばＸ線装置によって、あるいは人体内の
基準インプラントの位置を外部の座標系に関して表す以
下に示す方法を行い、またインゾラントが映像が生じる
第１の時間にどこに位置付けられるかを知ることによっ
て、人体を同じ正確な位置に移動させることができる。

人体を所定位置に移動する１つの方法では、立体的に動
くテーブルあるいはプラットフォームを用いることであ
る。そのため座標系がプラットフォームに関して人体内
のどこにあるかを知ると、第Ｉの時間の映像データが得
られる場合と全く同じ方法で内部座標系が位置されるよ
うに、プラットフォームを上下前後に動かしたり、回転
させたシする。

第６図を参照して要約すると、この方法は以下の工程か
ら成る。

１６　　最初の診断映像セット中に基準インプラントを
位置付け、内部座標系を確立する。

２、最初のセット中の興味のあるスライスを選択する。

３、基準インプラントによって決定される座標系と選択
されたスライスとの間の変換距離を決定する。

４、　追跡調査で基準インプラントを局所化する。

５、　座標系でのオイラー角度を決定する。

６６最初のシステムにおいて選択されたスライスに対応
する変換されたスライスにおける座標の各点を決定する
。

７、　軸方向における挿間を使用して各点に訃ける強度
値を決定する。（軸方向は映像テーブルの動きの方向と
して定義される。） 映像データの処理を行うハードウェア及びン７トウエア
の実施例は多くあるが、各々は以下の機能に従って分類
することができる。

（１）断面映像の高速再構成を促進する・・−ドウエア （２）オペレータ介入映像デイスプレィ（３）映像の記
憶装置 （４）映像のハードコピー能力 ある実施例では現存のコンピュータ及び周辺装置を用い
て再方式化された映像の生成を行っている。

別の実施例では独立のシステムが用いられておシ、この
システムでは映像が各々の映像装置から与えられて、次
に独立システムにおける比較解析を行う。映像装置のコ
ンピュータ部分の全体はすべての型の映像に適応するた
めに、基本的に複写であり、プラス与えられたデータ入
力のいろいろなオグシ、ンでなければならない。そこで
はマトリックスカメモのようなハードコピー能力も所望
され、それは永久記録は診断者にとって非常に貴重なも
のであるからである。

独立システム、または現存のシステムを上記の望ましい
再方式化を実行するために変形してでも、映像が２つの
部分を保持するファイルとして記憶されることが望まし
い、２つの部分とは（１）患者の人口統計学データ及び
診断自体に関する情報、すなわち露出あるいは映像工程
の技術的パラメータを含むヘッダと、（２）イメージマ
トリックスである。

これら２つの部分は磁気ディスク上に一時的に（通常は
数日で）記憶され、磁気テープ、またはフロッピーディ
スクのような永久記憶媒体に転送さ九ることが望ましい
。この７アイル構成に加えて、計算の結果を含むサオフ
ァイルが追加される（例えばオイラー角度が追加される
）。

装置１００は映像形成、信号処理を実行し、ある時間に
わたって比較することができる人体内の基本的に同じ座
標の映像を与えるか、あるいは腫瘍のようなターゲット
の位置を与えるために必要な表示を行ない、第７図に示
されている。このような装置１００は、映像データを与
える映像装置１０２を具備し、プログラム可能なコンピ
ュータ１０４によって制御される。映像データは、従来
技術で良く知られている、患者１０７に近接してほぼ設
けられている映像装置１０２におけるソース１０６から
得られる。映像データは上記のように信号処理され、望
ましい映像がデイスプレィ１０８に表示される。さらに
、オペレータコントロールノぐネル１１０を通してオペ
レータが介入し放射線治療の応用ではターゲットデイス
プレィ１１２の座標中にターゲットの座標を表示するこ
とができる。

完全に限定された人体の内部座標系の利点は。

放射線治療に適用される。放射線治療では、外部の座標
系の放射性ビームの位置を内部座標系に関連させなけれ
ばならｉい。第５図では外部の座標系を非主要座標系と
考え、内部座標系を主要座標系と考えることができるこ
とが示されている。点Ｐは腫瘍の位置を表すことができ
る。この場合主要ル標系での点Ｐの実際の距離及び位置
と、主要座標系の原点の位置が重要である。点Ｐが内部
の、すなわち主斐内部座標系に関して既知であり、また
主要座標系が外部の、すなわち主要でない座標系に関し
て既知であり、オイラーの回転角度も知られているなら
は、点Ｐの位置は外部座標系に関して知られている。例
えば第７図では、放射線治療あるいは外科治療において
、内部座標系Ａが外部座標系Ｂに関してどこにあるかを
知っていると、いろいろな用途が生じる。放射線治療で
は、腫瘍の位置が内部座標系に関して既知であり、内部
座標系が癌細胞を殺すためのＸ線装置のような放射線源
２０を保持する外部座標系に関して既知であるならば、
放射を癌のみに集中させることができるように癌に適用
することが可能である。このために放射線技師が人体の
腫瘍のいろいろな映像を観察して放射線源をどこにあて
るかを見積もる思考作業を省き、腫瘍のみを放射するこ
とができ、非常に望ましい、内部座標系における腫瘍の
位置は、例えば第１の映像期間によって識別することが
できる。ここから得られるデータは媒体に記憶され、こ
の媒体は腫瘍の位置を知シ解剖映像を取り直すことが望
ましくない場合に呼び戻すことができる。

例えば腫瘍が位置付けられている人体３２中の特定の位
置を照射する方法の１つは、ベース３６が外部座標系Ｂ
の原点（ｏｔｏｔｏ）として選択することができる口？
ットアーム３４を用いることである０口がットアーム３
４の先端３８にはセンサー４０が設けられている。セン
サー４０は金属検出器、超音検出器あるいは人体３２内
の基準インプラント１０の位置を感知することのできる
任意の装置であってよい。基準インプラント１０が頭蓋
骨１８に設けられ、そこに腫瘍があるならば、ロボット
アーム３４の先端３８にあるセンサー４０は、頭蓋骨１
８内の基準インプラント１０に接触するまでアーム３４
によって動かされる。

口＆、トアーム３４の動きは、アーム３４のペース３６
に関するセンサー４０の位置、外部座標Ｂの原点Ｏがわ
かるように、コンビ、−タ（図示されていない）によっ
て追跡される。アームを追跡する手段は良く知られてお
シ、回転を検出するアーム３４の臨界位置にあるセンサ
ー（図示されていない）、あるいはアーム７４の接合点
４２の動きによって行われる。ロボットアーム３４の構
成における固定した長さの情報と共にコンピュータにこ
の情報を供給することによって、アーム３４の先端３８
の位置は常に知られている。アーム３４の先端３８が頭
蓋骨１８の基準インプラント１０上に位置される時、基
準インｆ−ｙント１ｏによりて限定される内部座標系Ａ
の位置は外部座標系Ｂに関して知られる。回転のオイラ
ー角度及び内部座標系Ａに対してコンピュータに知られ
ている腫瘍の位置が与えられることによシ、外部座標系
Ｂ中のｒｉ瘍の位置が決まる。腫瘍の位置は、例えばす
でに記憶された映像を通して、また基準インプラント１
０も適切な位置に置かれると相互に相対的に固定すると
いう事実から、内部座標系が知られる。放射線源３０と
この放射線源をどこに向けるかは、外部座標系Ｂに対す
るコンビ、−タによって知られる。腫瘍が外部座標系Ｂ
のどこにあるかという情報を保持するコンピュータによ
って放射線源３０を脳の腫瘍部位に適切に向けて放射す
ることができる。−Ｌ一般的に外部座標系に対する内部
座標系内の点Ｐの位置は、２つの座標系の原点の間の距
離が知られておシ、上記のようにオイラー角度が知られ
ている場合に決まる。

手術の場合、３個の基準点によって定められる内部座標
系によって、例えば組織を通して腫瘍を切除するように
レーデを用いることができる。オペレーティングシアタ
にある映像システムは、入力データに基づいてレーデを
導くコンビ、−タシステムに与えられる映像データを継
続的に取るように設けられる。レーデが組織を切断する
と１組織内の変化が映像システムを通して明らかになシ
、固定内部座標系に関して追跡される。レーザがあらか
じめ決められた位置に到達するか、あるいは組織のあら
かじめ決められた位置がレーザによって除去されるなら
ば、レーデを制御し映像データを処理するコンピュータ
はレーデの動作を停止させる。

本発明による動作において、基準インプラントが患者の
適切な位置に設けられた後は、映像データが第１の時間
に取られ記憶される０例えばその後は毎年というように
決まった間隔で患者は映像システムか、あるいはそれに
似たシステムの位置に置かれ、追跡映像を得る０次に最
も近時に受けた映像データが上記のように再方式化され
て、前の期間で行われたのと同じ体の断面の忠実度の高
い映像を取る。そして最後の期間からの映像を前の期間
のものと比較しく前の期間が多数ある場合はすべてのセ
ツションを比較に用いることができる）て、腫瘍のよう
な異常部の進行あるいは退行のような重要な変化がある
かどうかが決められる。

異なる時間間隔で取られたいろいろな映像期間から集め
られた映像データは、勿論、前の期間で得た再方式化映
像のような色々な方法で比較され、前の期間に対して最
も近時の期間の映像スライスを単に比較するのではなく
、最近時の期間から選択された興味のある映像スライス
を示す、前記のように比較は多くの目的で行なうことが
できる。

すなわち、（ａ）治療をせずに腫瘍の成長を単に追跡す
ること、（ｂ）放射線あるいは化学療法のような治療法
を評価すること、あるいは（ｃ）手術治療の追跡を行う
こと等である。

放射線治療に関する本発明の操作では、まず腫瘍が患者
の人体中で識別される６次に患者が少なくとも腫瘍領域
が映写されるように映像システム中に位置される。映像
システムは内部座標系中の腫傷の位置を決めるのに用い
られる。従って例えは映像データは、放射線治療が行わ
れるごとに、肺潟の位置が新しい映像を得ることなく識
別できるように、後に用いられるように記憶される。次
に患者は放射線源の前に置かれ、放射線治療が行われる
ごとに記憶された映像期間からの情報が放射線源を操作
しているコンピュータに送られる。

内部座標は、例えば前記のように、外部座標系の既知の
位置に関して１つの基準インプラントを位置付けること
によシ、外部座標系に関して位置付けられる。内部座標
系の位置が外部座標系に関してわかると、腫瘍の位置は
記憶された映像情報から内部座標系に関してすでに知ら
れているために、外部座標系に関してもわかる。次に放
射線源が、例えば映像及び位置データを受けるコンピー
タによって人体内の腫瘍に向けられる０手術の場合は、
基準インプラントを用いる工程は上記の放射線治療の工
程と同様である。Ｊｌ！１！瘍が外部座標系に関して位
置付けし、また内部座標系の位置が外部座標系に関して
わかれば、Ｂ瘍の位置は外部座標系に関してわかる。従
って映像システムを相互作用モードにし、コンピュータ
によって手術器具を腫瘍に導くことができる。映像シス
テムが一定してコンピュータに映像データを供給するこ
とによって、コンピュータは手術の進行及び程度範囲を
追跡することができる。

【図面の簡単な説明】

第１１図乃至第１ｅ図は基準インプラントの側面図及び
上面図である。第２１図及び第２ｂ図は頭蓋骨内の基準
インプラントの望ましい位置の側面図及び正面図である
。第３図は相互に変換される２つの座標系の対照図であ
る。第４図は相互に回転された２つの座標系の対照図で
ある。第５図。 第５ａ図、第５ｂ図及び第５ｃ図は相互に変換及び回転
をされた２つの座標系の対照図である。第６図は人体に
対する内部座標系における異なる２つの時間の同じ点Ｐ
を決めるフローチャートである。第７図は本発明の望ま
しい実施例の側面図である。第８図は外部座標系に関し
て内部座標系中の点Ｐの位置を決めるフローチャートで
ある。 １０・・・基準イ／グラ／ト、１２・・・第１の部分（
マーカー）、１４・・・第２の部分（アンカー）、１８
・・・頭蓋骨、２０・・・放射線源、３２・・・人体、
３４・・・ロボットアーム、４０・・・センサー　１０
２・・・映像装置、１０４・・・コンピュータ、ＪＯＢ
・・・デイスプレィ、１１０・・・ｆｆ１ｆｌ　ｍ　”
　ネル。

Claims (27)

【特許請求の範囲】
1. （１）第１及び第２の部分から成り、この第１の部分が
   映像システムによって検出されるように構成されており
   、 前記第２の部分が骨の全体を貫通したり骨を破砕したり
   せずに、皮膚の下の骨に固着されるように構成されてお
   り、 前記第１の部分が映像システムによって検出されること
   ができるような十分な大きさおよび材質で構成され、ま
   た皮膚と骨の間の境界に設置された時に皮膚の損傷が最
   小ですむ程度の小さなものであり、 前記第１の部分が少なくとも球形の部分を有し、前記第
   ２の部分を骨に固定するための器具と協働する表面を定
   める部分を備えていることを特徴とする基準インプラン
   ト。
2. （２）実質上球形であり皮膚の下に設置された時に映像
   システムによって検出される材料から構成され、内側が
   多角形でありアレンヘッドツールと結合される凹部を備
   えている第１の部分と、インプラントを骨に固定するの
   に十分な長さのネジを備え、しかも固定したとき骨全体
   を貫通したり骨を破砕したりしないように構成されてい
   る第２の部分とを具備し、 前記球が皮膚と骨の間の境界に置かれた時に皮膚の損傷
   が最小になる程度に小さなものであり、前記ネジが全体
   が骨にねじ込まれており、 前記ネジの長さが１乃至１０ミリメータであり、前記球
   の直径が１乃至１０ミリメータであることを特徴とする
   信頼インプラント。
3. （３）３個の基準インプラントのシステムであって、各
   インプラントが、 第１及び第２の部分から成り、この第１の部分が皮膚の
   下に置かれた時に映像システムによって検出されるよう
   に構成されており、 前記第２の部分が骨全体を貫通したりこの骨を破砕した
   りせずに皮膚の下の骨に固着されるように構成され、 前記第１の部分がイメージングシステムによって検出さ
   れることができるような十分の大きさおよび材質で構成
   され、また皮膚と骨の間の境界に設置された時に皮膚の
   損傷を最小にする程度に小さく、 前記第１の部分は少なくとも、球形であって前記第２の
   部分を骨に固定する器具と協働する表面を定める部分を
   有している基準プラントシステム。
4. （４）解剖部分に３個の基準インプラントを移植して平
   面を形成するため空間関係を検出し、診断する解剖部分
   を固定した厚さの平行な断面スライスで第１の一連の映
   像を得て、 前記スライスによって形成された映像を前記基準インプ
   ラントによって形成された面に平行に配置し、 前記映像によって示されたスライスを評価し、診断する
   解剖部分の平行な断面スライスの第２の一連の映像を取
   り、 前記第２の一連の映像によって形成された映像を前記基
   準インプラントによって形成された平面に平行に配置し
   、 診断の目的で大きさの変化を計測する際に前記第１の一
   連のスライスによって形成される映像を前記第２の一連
   のスライスによって形成された映像と比較することを特
   徴とする人体の解剖学的構造の内部の部分を診断する方
   法。
5. （５）前記基準インプラントの少なくとも１つを基準と
   して用い、スライスの基準に対する関係に従ってスライ
   スにインデックスを付けることにより、第１の一連の映
   像に対して第２の一連の映像を平行に生成する工程をさ
   らに具備する特許請求の範囲第４項記載の方法。
6. （６）第１の期間において解剖部分の第１の一連の断面
   映像のスライスを取り、この第１の映像のスライスを前
   記基準インプラントの少なくとも１つを通して取り、こ
   の３つの基準インプラントが与えられた位置の空間関係
   にあり、 第２の期間において解剖部分の第２の一連の断面映像ス
   ライスを取り、 第２の期間に取られる第２の一連の映像スライスから形
   成された解剖の映像スライスを観察するために、第１の
   期間に取られた解剖の映像スライスと実質的に断面が同
   じになるように配列することを特徴とする３個の基準イ
   ンプラントを有する解剖部分のある時間にわたる関連映
   像を与える方法。
7. （７）第１の一連の映像スライスを取る工程の後に、３
   個の基準インプラントに関して内部座標系を限定し、第
   １の断面映像スライスの部分を内部座標系に関して決定
   する工程を備え、 第２の一連の映像スライスを取る工程の後に、第２の期
   間において取られた一連の映像スライスを再形成して第
   １の期間に取られたスライスの位置と方向に対応させる
   工程を備えている特許請求の範囲第６項記載の方法。
8. （８）解剖部分の第１の一連の断面映像スライスを取り
   、 内部座標系を３個の基準インプラントに関して限定し、 外部座標系を限定し、 あらかじめ限定された外部座標系に関して内部座標系を
   限定する内部座標系に関して、ターゲットを解剖部分中
   に位置付け、 ターゲットを外部座標系に関して位置付ける工程から成
   ることを特徴とする３個の基準インプラントを有する解
   剖部分にターゲットを位置付ける方法。
9. （９）内部座標系を外部座標系に関して限定する工程に
   は、外部座標系での位置がわかっているロボットアーム
   を移動させてアームを基準インプラントに接触させる工
   程が含まれている特許請求の範囲第８項記載の方法。
10. （１０）ターゲットによって限定された解剖部分を破壊
    する工程をさらに具備する特許請求の範囲第８項記載の
    方法。
11. （１１）ターゲットを位置付ける工程の後に、外部座標
    系に関する位置がわかつており、ターゲットを破壊する
    治療ビームを生成する放射線源を位置付ける工程を有す
    る特許請求の範囲第８項記載の方法。
12. （１２）第１の期間中解剖部分の第１の一連の断面映像
    スライスを取り、 第１の期間に関して解剖部分の望ましい方向の第１の一
    連の映像を取り、 第１の期間とはっきり区別された第２の期間中解剖部分
    の第２の一連の断面映像スライスを取り、第２の期間に
    取られた第２の一連の断面映像スライスから形成される
    解剖部分の望ましい方向の映像を配列し、この映像が第
    １の期間に取られた解剖部分と側面が同じであることを
    特徴とする３個の基準インプラントを有する解剖部分の
    時間にわたる関連する映像を与える方法。
13. （１３）第１のセットの映像スライスを取る工程の後に
    、第１の一連の断面映像スライスから基準インプラント
    の位置を定め、また基準インプラントの位置に関して内
    部座標系を設定する工程を備えた特許請求の範囲第１２
    項記載の方法。
14. （１４）前記設定工程の後に、設定された内部座標系と
    選択されたスライスの間の変換距離を決定する工程を有
    する特許請求の範囲第１３項記載の方法。
15. （１５）第２の一連の断面映像スライスを取る工程の後
    に、内部座標系及び第１と第２の一連の映像スライスに
    関してオイラー角度を決定し、第１の一連の映像スライ
    スに関して、解剖部分の望ましい方向の示された映像に
    対応する第２の一連の映像スライスから解剖部分の望ま
    しい方向の座標を決定する工程を有する特許請求の範囲
    第１４項記載の方法。
16. （１６）第２の一連の映像スライスから解剖部分の望ま
    しい方向の座標を決定する工程の後に、第２の一連の映
    像スライスから解剖部分の望ましい方向の強度を挿間す
    る工程を含む特許請求の範囲第１５項記載の方法。
17. （１７）基準インプラントの位置を決定する工程は各基
    準インプラントの質量の中心を決定する工程を有する特
    許請求の範囲第１６項に記載の方法。
18. （１８）固定部分に隣接する患者の皮膚を突き通して開
    口部を形成し、 患者の望ましい固着部分の上の皮膚中の開口部に基準イ
    ンプラントを配置し、 基準インプラントを固着部分に挿入する工程を有するこ
    とを特徴とする患者に基準インプラントを移植する方法
    。
19. （１９）内部にピアスロッドを備えた套管針を望ましい
    固着部位に設置し、套管針が皮膚に挿入されるようにピ
    アスロッドを皮膚に突き通し、套管針をその場所に位置
    させたままピアスロッドを外し、基準インプラントが望
    ましい固着部位に設置されるように基準インプラントを
    有するロッドを套管針中に挿入する工程が前記突き通す
    工程に含まれ、挿入工程には、基準インプラントを有す
    るロッドに力をかけて基準インプラントが固着部位に挿
    入されて固定するようにし、また患者からロッドと套管
    針とを外す工程が含まれている特許請求の範囲第１８項
    記載の方法。
20. （２０）突き通す工程の前に患者に麻酔をかける工程が
    含まれる特許請求の範囲第１９項記載の方法。
21. （２１）套管針及びロッドを外す工程の後に、少なくと
    も突き通す工程、配置工程及び挿入工程を２回以上繰り
    返し、３個の基準インプラントが頭蓋骨の同一直線上に
    ない分離した３つの位置で頭蓋骨内に固定される特許請
    求の範囲第２０項記載の方法。
22. （２２）解剖の望ましい断面のスライスされた映像を生
    成する映像装置と、 走査手段によって生成された映像を表示するための表示
    手段と、 プログラム可能なデータ処理コンピュータと、前記映像
    装置によって識別可能な人体解剖に関して時間的に固定
    した座標系を限定する手段であって、この手段が解剖の
    外側からは隠されており、しかも前記映像装置によって
    検出可能であるような手段とから成り、 前記コンピュータがプログラムされて第１の走査期間中
    前記映像装置によって映像スライスが得られるようにプ
    ログラムされ、 前記映像装置及び前記コンピュータが協働して前記第１
    の走査のスライス映像と実質的に等しい第２の走査のス
    ライス映像を生成することを特徴とする人体解剖の映像
    スライスを生成する装置。
23. （２３）座標系を限定する前記手段は３個の移植可能な
    基準インプラントを含んでいる特許請求の範囲第２２項
    記載の装置。
24. （２４）前記映像装置及び前記コンピュータが協働して
    映像スライスを生成し、基準インプラントによって限定
    される座標系に関する前記映像スライスを再度方式化し
    て第１の走査期間中に得られた映像スライスと対応させ
    、前記再度方式化された映像スライスが表示手段によっ
    て表示される特許請求の範囲第２２項に記載の装置。
25. （２５）前記映像スライスを再度方式化させる前記手段
    は映像スライスの回転および変換を含む特許請求の範囲
    第２４項に記載の装置。
26. （２６）解剖の所望の断面のスライス映像を生成する映
    像装置と、 前記映像装置によって生成される映像を表示する表示手
    段と、 プログラム可能なデータ処理コンピュータと、前記映像
    装置によって識別可能な人体解剖に関して内部座標系を
    限定する手段であって、この手段が解剖の外側からは見
    えず、しかも前記映像装置によって検出可能であるよう
    な手段とを具備し、前記コンピュータが前記映像装置に
    よって第１の走査期間中に映像に対してプログラムされ
    、前記映像装置及び前記コンピュータが協働して前記第
    １の走査の映像に実質的に等しいスライスされた映像を
    生成し、 外部座標系に関して内部座標系を限定する手段と、 前記内部座標系を前記外部座標系に関連付けることによ
    ってターゲットの位置を定める手段とを具備することを
    特徴とする３個の基準インプラントを有する解剖部分上
    のターゲットを処理する装置。
27. （２７）前記ターゲットの位置を定めるための前記手段
    が、外部座標系に関して内部座標系を限定し、さらに外
    部座標系に関する位置がわかっているロボットアームを
    備え、前記コンピュータが内部座標系と既知の外部座標
    系との間の関係を定めるようにプログラムされる特許請
    求の範囲第２６項記載の装置。