医療技術的装置

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【発明の名称】	医療技術的装置
【発明者】	【氏名】ルッツギュンデル【氏名】ゲルトウェッセルス
【要約】	【課題】使用者に検査対象物の検査または処置のための可能なかぎり多くの、像技術的な情報を提供する。【解決手段】手術前の撮像手段による対象物２の検査によって得られ、計算ユニット１に供給される対象物信号に基づいて、多次元の像データセットを計算するための少なくとも１つの計算ユニットと、計算ユニットの後に接続されており、多次元の像データセットから計算ユニットを介して計算された仮想的な多次元の像を画像として表示するための表示装置４と、計算ユニットに対応付けられており、制御され、表示装置により表示される窓６を発生するための窓発生器５と、計算ユニットに対応付けられており表示装置における制御可能な窓の、制御装置９を介して制御される仮想の場所に相応して多次元の像データセットに基づいて像出力を制御するための制御装置とを含んでいる。

【特許請求の範囲】
【請求項１】医療技術的装置において、少なくとも１つの手術前の撮像手段による対象物（２）の検査に基づいて得られ、計算ユニット（１）に供給される対象物信号に基づいて、多次元の像データセットを計算するための少なくとも１つの計算ユニット（１）と、計算ユニット（１）の後に接続されており、多次元の像データセットから計算ユニット（１）を介して計算された仮想的な多次元の像を画像として表示するための表示装置（４）と、計算ユニット（１）に対応付けられており、制御可能かつ表示装置（４）により表示可能な窓（６）を発生するための窓発生器（５）と、計算ユニット（１）に対応付けられており、表示装置（４）における制御可能な窓（６）の、制御装置（９）を介して制御される仮想の場所に相応して多次元の像データセットに基づいて像出力を制御するための制御装置（９）とを有することを特徴とする医療技術的装置。
【請求項２】計算ユニット（１）が多次元の像データセットを、少なくとも１つの手術前の撮像手段および別の撮像手段による対象物（２）の検査に基づいて得られて計算ユニット（１）に供給される対象物信号に基づいて計算し、そして像表示が、手術前の撮像手段および別の撮像手段により得られた対象物信号に基づいて窓（６）のなかに、表示装置（４）における制御可能な窓（６）の、制御装置（９）を介して制御される仮想の場所に相応して行われることを特徴とする請求項１記載の医療技術的装置。
【請求項３】少なくとも１つの多次元の像データセットが少なくとも２つの相異なる手術前の撮像手段による対象物（２）の検査に基づいて発生されることを特徴とする請求項１または２記載の医療技術的装置。
【請求項４】各々の手術前の撮像手段に対して計算ユニット（１）を介してそれぞれ多次元の像データセットが作成されることを特徴とする請求項３記載の医療技術的装置。
【請求項５】多次元の像データセットが計算ユニット（１）を介して別の多次元の像データセットに結合されることを特徴とする請求項５記載の医療技術的装置。
【請求項６】多次元の像データセットに基づいてそれぞれ仮想の多次元の像または結合された仮想の多次元の像が表示装置（４）に表示されることを特徴とする請求項３ないし５の１つに記載の医療技術的装置。
【請求項７】多次元の像データセットおよび像が三次元であることを特徴とする請求項１ないし６の１つに記載の医療技術的装置。
【請求項８】多くの窓（６）が制御装置（９）を介して制御され、そしてそのつどの窓（６）の各々の仮想の場所に相応する像出力が多次元の像データセットに基づいて行われることを特徴とする請求項１ないし７の１つに記載の医療技術的装置。
【請求項９】像出力が別の表示範囲（１１）における制御可能な窓（６）の、制御装置（９）を介して制御される仮想の場所に相応して行われることを特徴とする請求項１ないし８の１つに記載の医療技術的装置。
【請求項１０】仮想の三次元の像出力が仮想のチャネル（１２）による窓（６）の制御に相応して行われることを特徴とする請求項１ないし９の１つに記載の医療技術的装置。
【請求項１１】仮想の三次元の像出力がそれぞれ仮想のチャネル（１２）による各々の窓（６）の制御に相応して行われることを特徴とする請求項１ないし１０の１つに記載の医療技術的装置。
【請求項１２】窓（６）および／または仮想のチャネル（１２）の形状が制御装置（９）を介して変更されることを特徴とする請求項１ないし１１の１つに記載の医療技術的装置。
【請求項１３】計算ユニット（１）を介して多次元の像データセットに基づいて、検査される対象物（２）の仮想の三次元の像が、そして制御可能な窓（６）の仮想の場所が表示装置（４）における仮想の三次元の像のなかに表示されることを特徴とする請求項１ないし１２の１つに記載の医療技術的装置。
【請求項１４】計算ユニット（１）を介して多次元の像データセットに基づいて、検査される対象物（２）の仮想の三次元の像が、また制御可能な窓（６）の仮想のチャネル（１２）が表示装置（４）における仮想の三次元の像のなかに表示されることを特徴とする請求項１ないし１３の１つに記載の医療技術的装置。
【請求項１５】計算ユニット（１）に表示装置（９）における少なくとも１つの仮想の器具の表示を行わせるための器具表示ユニット（１３）が対応付けられており、そして前記計算ユニット（１）が制御装置（９）を介して仮想の三次元の像のなかの仮想の場所において仮想の器具の表示を制御するため器具表示ユニット（１３）を動作させることを特徴とする請求項１ないし１４の１つに記載の医療技術的装置。
【請求項１６】仮想の器具の制御に相応する信号が発生され、これらの信号が計算ユニット（１）に対応付けられている制御可能なロボット腕（１４）に供給され、そして仮想の器具の制御に相応するロボット腕（１４）の制御が行われることを特徴とする請求項１５記載の医療技術的装置。
【請求項１７】計算ユニット（１）に少なくとも１つの手術中の撮像手段により発生された対象物信号が供給され、そして表示装置（４、１１）に現実の像として表示されることを特徴とする請求項１ないし１６の１つに記載の医療技術的装置。
【請求項１８】手術中の撮像手段が物理的、特に光学的および／または音響的信号および／または輻射の電気的変換により行われることを特徴とする請求項１７記載の医療技術的装置。
【請求項１９】多次元の像データセットに基づいて発生された少なくとも１つの仮想の多次元像および少なくとも１つの現実の像が計算ユニット（１）を介して表示装置（４、１１）において組み合わせられることを特徴とする請求項１７または１８記載の医療技術的装置。
【請求項２０】表示装置（４、１１）に仮想および／または現実の像を表示するため多くの表示範囲が対応付けられることを特徴とする請求項１ないし１９の１つに記載の医療技術的装置。
【請求項２１】少なくとも１つの仮想の像が表示装置（４、１１）の表示範囲に、また現実の像が別の表示範囲に表示されることを特徴とする請求項２０記載の医療技術的装置。
【請求項２２】手術中の撮像手段が内視鏡おおよび／または腹腔鏡による撮像手段および／または超音波法に基づいていることを特徴とする請求項１７ないし２１の１つに記載の医療技術的装置。
【請求項２３】内視鏡および／または腹腔鏡による撮像手段おおよび／または超音波装置の現実の場所を検出するための手段（２４）と、表示装置（４、１１）において内視鏡および／または腹腔鏡の現実の場所に相応して仮想の三次元の像のなかに場所標識（ＯＭ）を発生するための場所発生器（１５）とを有することを特徴とする請求項２２記載の医療技術的装置。
【請求項２４】場所標識（ＯＭ）が仮想の三次元の像のなかに表示されることを特徴とする請求項２３記載の医療技術的装置。
【請求項２５】内視鏡および／または腹腔鏡の位置変更経路（ＶＷ）が場所発生器（１５）で発生されたチャネルとして仮想の三次元の像のなかに表示されることを特徴とする請求項２３または２４記載の医療技術的装置。
【請求項２６】場所標識（ＯＭ）が場所窓として指示され、また相応の現実の像が表示されることを特徴とする請求項２３ないし２５の１つに記載の医療技術的装置。
【請求項２７】器具（２３）の現実の場所検出（２４）のための手段と、表示装置（４、１１）において器具の現実の場所に相応して仮想の三次元の像のなかに場所標識（ＯＭ）を発生するための場所発生器（１５）とを有することを特徴とする請求項１ないし２６の１つに記載の医療技術的装置。
【請求項２８】計算ユニット（１）にデータメモリ（１８）が対応付けられており、そのなかに対象物に関するデータが記憶されており、そして対象物に関するデータが表示装置（４、１１）において表示されることを特徴とする請求項１ないし２７の１つに記載の医療技術的装置。
【請求項２９】特に生きている対象物（２）の生理学的な信号を検出するための手段（１９）が設けられており、そしてこれらの信号またはそれから導き出されたデータまたは信号が表示装置において表示されることを特徴とする請求項１ないし２８の１つに記載の医療技術的装置。
【請求項３０】仮想および／または現実の像のなかで標識された少なくとも２つの個所（Ｓ１、Ｓ２）の空間座標（ｘ、ｙ、ｚ）および／または間隔（Ａ）を決定するための手段を有することを特徴とする請求項１ないし２９の１つに記載の医療技術的装置。
【請求項３１】個所（Ｓ１、Ｓ２）が仮想および／または現実の場所または範囲であることを特徴とする請求項３０記載の医療技術的装置。
【請求項３２】制御装置（９）に、窓（６）のなかの少なくとも１つのＶｏｘｅｌを値（Ｗ）に関して評価するための評価装置（１７）が対応付けられており、この評価装置が、Ｖｏｘｅｌ値（Ｗ）が予め設定可能な範囲（Ｗｙ－ｚ）のなかまたは外側および／または予め設定可能な値（Ｗ）の下および／または上に位置しているときに、信号を発生することを特徴とする請求項１ないし３１の１つに記載の医療技術的装置。
【請求項３３】この信号に基づいて、窓（６）の方向と結びついた制御が許容または禁止されることを特徴とする請求項３２記載の医療技術的装置。
【請求項３４】現実および／または仮想の多次元の像のなかの第１および第２の個所（Ｓ１、Ｓ２）または場所の間の接続線（ＶＬ）を発生するための手段を有することを特徴とする請求項１ないし３３の１つに記載の医療技術的装置。
【請求項３５】接続線（ＶＬ）が第１の個所（Ｓ１）または場所から出発して少なくとも１つの予め設定可能なＶｏｘｅｌ値を考慮に入れて第２の個所（Ｓ２）または場所へ向けて計算されることを特徴とする請求項３４記載の医療技術的装置。
【請求項３６】第２の個所（Ｓ２）または場所が、現実の場所を検出するための手段（２４）により定義されることを特徴とする請求項３０ないし３５の１つに記載の医療技術的装置。
【請求項３７】第１の個所（Ｓ１）または場所が計算ユニット（１）により少なくともＶｏｘｅｌ値（Ｗ）を考慮に入れて計算され、そして接続線（ＶＬ）が指示されることを特徴とする請求項３０ないし３６の１つに記載の医療技術的装置。
【請求項３８】計算ユニット（１）が少なくとも１つのＶｏｘｅｌ値（Ｗ）を考慮に入れて第３の個所（Ｓ３）または場所を、これが第１の個所（Ｓ１）または場所に可能なかぎり近いように、計算し、そして接続線（ＶＬ）を表示することを特徴とする請求項３０ないし３７の１つに記載の医療技術的装置。
【請求項３９】多くの第１および／または第２および／または第３の個所または場所が予め設定または計算されることを特徴とする請求項３０ないし３８の１つに記載の医療技術的装置。
【請求項４０】検査および／または処置器具に器具場所信号を発生するための器具ロケーション手段が対応付けられており、器具場所信号が計算ユニット（１）に供給され、そして計算ユニット（１）を介して、器具（２３）が接続線（ＶＬ）の上でまたはそれから偏位して移されるときに、信号（ＷＳ）が発生することを特徴とする請求項３４ないし３９の１つに記載の医療技術的装置。
【請求項４１】内視鏡および／または腹腔鏡に撮像手段が対応付けられていることを特徴とする請求項２３ないし４０の１つに記載の医療技術的装置。
【請求項４２】撮像手段が超音波装置として構成されていることを特徴とする請求項２３ないし４０の１つに記載の医療技術的装置。

【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、少なくとも１つの手術前の撮像手段による対象物の検査に基づいて得られ、計算ユニットに供給される対象物信号に基づいて、多次元の像データセットを計算するための少なくとも１つの計算ユニットを有する医療技術的装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】計算ユニットの後に接続されている表示装置に、多次元の像データセットから計算ユニットを介して計算された仮想の多次元の像が表示される。このような医療技術的装置はＸ線、超音波、磁気共鳴またはその他の撮像装置として構成されていてよく、またそのような装置として知られている。特別なコンピュータトモグラフィおよび磁気共鳴装置では、制御可能な、表示装置により表示可能な窓を発生するための窓発生器が知られている。これらの窓は拡大またはこの窓のなかのＶｏｘｅｌ値の検査に関して関心のある範囲を際立たせるための役割をする。こうして、たとえば骨またはその他の組織の密度が決定される。
【０００３】さらに内視鏡および腹腔鏡による撮像手段であって、直接におよび／または表示装置を介して表示可能な現実の像を得るために、体内または手術中の撮像に使用される撮像手段は知られている。さらに検査対象物は内視鏡および／または腹腔鏡により処置および／または検査される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、冒頭に記載されている種類の医療技術的装置を、応用者に検査対象物の検査または処置のための可能なかぎり多くの、特に像技術的な情報が提供されるように構成することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この課題は、本発明によれば、請求項１により解決される。
【０００６】本発明の利点は、計算ユニットに、表示装置における制御可能な窓の、制御装置を介して制御される仮想の場所に相応して多次元の像データセットに基づいて像出力を制御するための制御装置が対応付けられていることである。こうして、仮想の多次元の像から取り出された情報とならんで、窓の制御から仮想の場所に関係して生ずる情報も取り出される。本発明によれば、その結果として、たとえば二次元の像を表示装置に表示し、またたとえば三次元の像データセットが存在する際には、窓をたとえば像の“奥”に移し、こうして二次元の像の外側に位置する像情報も生ずるようにすることが可能である。
【０００７】計算ユニットが多次元の像データセットを、少なくとも手術前の撮像手段および別の撮像手段による対象物の検査に基づいて得られて計算ユニットに供給される対象物信号に基づいて計算し、また像表示が、手術前の撮像手段および別の撮像手段により得られた対象物信号に基づいて窓のなかに、表示装置における制御可能な窓の、制御装置を介して制御される仮想の場所に相応して行われることは特に有利である。こうしてたとえば、手術前に得られた対象物信号からの情報とならんで追加的に別の撮像手段により得られた情報を窓のなかに挿入することが可能である。こうしてたとえば手術前の撮像手段としてのＸ線像のなかに、磁気共鳴、超音波、内視鏡または腹腔鏡法により得られた像情報が窓のなかに表示される。
【０００８】少なくとも２つの相異なる手術前の撮像データを、多次元の像データセットを発生するために、対象物の検査の際に利用できるようにすると有利である。なぜならば、こうして相異なる像情報が検査者の利用に供されるからである。
【０００９】各々の手術前の撮像データに対して、計算ユニットを介してそれぞれ多次元の像データセットが作成可能であること、および／または多次元の像データセットが計算ユニットを介して別の多次元の像データセットに結合可能であること、および／または多次元の像データセットに基づいてそれぞれ仮想の多次元の像または結合された仮想の多次元の像が表示装置に表示可能であることは有利である。検査者に与えられる情報が単一の撮像データにくらべて高められている。特にたとえば臓器または血管の空間的な深さおよび／または位置決定が可能であるように、多次元の像データセットおよび像が三次元であることは特に有利である。
【００１０】多くの窓が制御装置を介して制御可能であり、またそのつどの窓の各々の仮想の場所に相応する像出力が多次元の像データセットに基づいて行われるならば、仮想の像中の関心のある範囲または関心のある個所が相異なる方向から観察可能である。
【００１１】制御可能な窓内での情報の拡大表示は、像出力が別の表示範囲における制御可能な窓の、制御装置を介して制御可能な仮想の場所に対応しているならば有利に実現可能である。
【００１２】仮想の三次元の像出力が、仮想のチャネルまたは多くの仮想のチャネルによる窓の制御に相応して行われるならば、情報が窓のなかのチャネルの正面だけでなく、その縁範囲においても検査者に可視的に利用可能である。
【００１３】制御可能な窓の空間的な方位を検査者に対して一層良好に表示可能にするために、計算ユニットを介し多次元の像データセットに基づいて検査される対象物の仮想の三次元の像が作成されること、そして制御可能な窓の仮想の場所が表示装置における仮想の三次元の像のなかに表示可能であることは有利である。このことは特に、制御可能な窓の仮想のチャネルが、検査される対象物の仮想の三次元の像中に表示されるときにも当てはまる。なぜならば、こうしてチャネルの経過が検査者に対して可視的になるからである。
【００１４】計算ユニットに、表示装置における少なくとも１つの仮想の器具の表示を発生するための器具表示ユニットが対応付けられており、そして制御装置を介して器具表示ユニットに仮想の三次元の像のなかの仮想の場所に関する仮想の器具の表示を制御するため作用するならば、たとえば対象物の計画された検査または処置の際の器具の扱いを予め計画できる。
【００１５】仮想の器具の制御に相応する信号が発生され、これらの信号が計算ユニットに対応付けられている制御可能なロボット腕に供給され、そして仮想の器具の制御に相応するロボット腕の制御が行われるならば、本発明による医療技術的装置を用いて対象物をロボット腕により処置または検査することが可能となる。
【００１６】計算ユニットに少なくとも１つの手術中の撮像手段により発生される対象物信号を供給し、そして表示装置に現実の像として表せば、検査者または処置者は少なくとも１つの手術前の撮像手段の情報だけでなく、処置または検査の場所および個所において直接かつ中間介在なしに発生される像情報も与えられる。こうしてたとえば、手術中の撮像手段により、たとえば物理的、特に光学的および／または音響的信号および／または輻射の電気的変換に基づいて得られた補足的な情報を表示装置において検査者または処置者の利用に供することができて有利である。このことは特に、内視鏡または腹腔鏡が応用されるときに当てはまる。
【００１７】内視鏡および／または腹腔鏡が手術中の撮像手段および／または検査および／または処置器具として応用されるならば、これらを現実の場所検出のための手段を有するものとして構成し、そして表示装置において内視鏡および／または腹腔鏡の現実の場所に相応して仮想の三次元の像のなかに場所標識を発生するための場所発生器を設けるのが望ましい。なぜならば、こうして常に現実の位置が表示装置における仮想の、好ましくは三次元の像のなかに表示可能であるからである。それに補足して、内視鏡、腹腔鏡および／または器具の位置変更経路が場所発生器（１５）から発生可能なチャネルとして仮想の三次元の像のなかに表示可能とすると有利である。
【００１８】診断書作成および特に処置計画のために、仮想および／または現実の像のなかで標識された少なくとも２つの個所（Ｓ１、Ｓ２）の空間座標（ｘ、ｙ、ｚ）および／または間隔（Ａ）を決定するための手段を設けることは有利である。こうしてたとえば器具と血管との間の間隔または検査すべき対象物と隣の組織または臓器との間の間隔が決定され、または空間的な位置が定義される。
【００１９】制御装置に、窓のなかの少なくとも１つのＶｏｘｅｌの値を評価するための評価装置が対応付けられており、この評価装置が、Ｖｏｘｅｌ値が予め設定可能な範囲のなかまたは外側および／または予め設定された値の下および／または上に位置しているときに信号を発生するならば、たとえば処置計画の際に、そのＶｏｘｅｌ値がたとえば予め設定可能な範囲を定義する血管または臓器を通り抜けないように導かれている処置チャネルが定義される。そのために窓のなかの複数のＶｏｘｅｌが利用されることは好ましく、それによって特に処置チャネルの直径も定義可能である。その際に評価装置の信号に基づいて窓の方向が規定された制御を許容または禁止することは有利である。窓はこうして、チャネルが、意図に反して臓器または血管を通り抜ける危険が生じない対象物範囲のなかでのみ導かれる。
【００２０】現実および／または仮想の多次元の像のなかの第１および第２の個所または場所の間を接続する線の発生のための手段が設けられているならば、たとえば対象の身体のなかに器具を導入するための計画された導入開口（第１の個所）と、検査または処置すべき範囲（第２の個所）との間を接続し、たとえば器具を導入するためのチャネルを表示する接続線が引かれる。これと結び付いて、接続線が第１の個所から出発して少なくとも１つの予め設定可能なＶｏｘｅｌ値を考慮に入れて第２の個所へ向かうように計算することは特に有利である。なぜならば、こうして再び、チャネルが意図に反して臓器または血管を通り抜ける危険が生じないからである。第２の個所が現実の場所検出のための手段により定義可能であれば、たとえば内視鏡または腹腔鏡が位置している個所から出発して、接続線により定義され、また別の器具に対する導入補助としての役割をするチャネルが検査対象物の外側の表面へ向けて計算される。
【００２１】しかし本発明の範囲内で、計算ユニットは、少なくともＶｏｘｅｌ値を考慮に入れて、第３の個所を、これが第１の個所に可能なかぎり近いように、計算する。表示装置に接続線を表示することにより、こうして、第１の個所に相応する対象物のなかの所望の開始個所から出発して、その付近に臓器または血管の損傷の有無に応じて一層好適な第３の個所が定義される。
【００２２】検査および／または処置器具に器具場所信号を発生するための器具ロケーション手段が対応付けられており、器具場所信号が計算ユニットに供給可能であり、また計算ユニットを介して、器具が接続線の上でまたはそれから偏位して移されるときに信号が発生されるならば、この信号により、検査および／または処置器具が予め計算された最適な処置チャネルの上で対象物のなかの処置または検査すべき個所へ導かれるかどうかが追跡される。多くの検査および／または処置器具を使用する必要があるときには、多くの第１および／または第２および／または第３の個所または場所を予め設定可能または計算可能とするのが有利である。
【００２３】内視鏡および腹腔鏡にたとえば超音波法として構成されている撮像手段が対応付けられているならば、現実の光学的な像信号とならんで、検査または処置の際に超音波法の撮像信号も検査者または処置者に対する別の情報を供給可能である。
【００２４】
【実施例】本発明の他の利点および詳細は、従属請求項と結び付けての図面による実施例の以下の説明から明らかになる。
【００２５】図１は、本発明による医療技術的装置の実施例を原理図で示す。この医療技術的装置は少なくとも１つの手術前の撮像手段による対象物２の検査に基づいて得られ、計算ユニット１に供給される対象物信号に基づいて、像データセット、好ましくは多次元の像データセットを計算するための少なくとも１つの計算ユニット１を有する。手術前の撮像手段の対象物信号は、たとえばコンピュータトモグラフ、Ｘ線装置、超音波装置および／または磁気共鳴装置として構成されていてよい撮像装置３により得られる。計算ユニット１の後に、像データセットから計算ユニット１を介して計算可能な仮想の多次元の像として表示が可能であるように表示装置４が接続されている。計算ユニット１にはさらに、制御可能な表示装置４により表示される窓６を発生するための役割をする窓発生器５が対応付けられている（図２）。窓６はたとえばジョイスティックを介して、またはたとえばキーボードとして構成されている入力装置を介して制御される。計算ユニット１にはさらに、メモリ１０のなかに記憶されている像データセットにアクセスし、また計算ユニット１を介して表示装置４における制御可能な窓６の、制御装置９を介して制御される仮想の場所に相応して像出力を行わせる制御装置９が対応付けられている。
【００２６】本発明の範囲内で対象物信号は、少なくとも１つの手術前の撮像手段および少なくとも１つの別の撮像手段により得られ、その際に別の撮像手段により得られた対象物信号が窓６のなかに、表示装置４における制御可能な窓６の制御装置９を介して制御される仮想の場所に、相応した像として出力することが望ましい。像出力が手術前の撮像手段または別の撮像手段により得られた対象物信号への切換により行われることは特に好ましい。このことは特に、対象物２が少なくとも２つの異なる手術前の撮像手段またはそれと異なる別の撮像手段により検査されるときに有意義である。
【００２７】本発明の範囲内で、各々の手術前の撮像手段および各々の別の撮像手段に対してそれぞれ多次元の像データセットをメモリ１０のなかに記憶し、および／またはこれらの方法により得られた対象物信号を別の多次元の像データセットに計算ユニット１を介して結び付けることが可能である。こうして、多次元の像データセットに基づいて、それぞれ仮想の多次元の像または結び付けられた仮想の多次元の像を表示装置に表示することが可能である（図３）。
【００２８】対象物２の臓器の空間的な位置を可能なかぎり良好にそれらの相対的な配置で表示できるように、多次元の像データセットおよび少なくとも一方の仮想の多次元の像が三次元であること、または三次元に表示されることは有利である（図４）。
【００２９】図面からわかるように、複数の窓６が制御装置９を介して制御され、その際にそのつどの窓６の各々の仮想の場所に相応する像出力が多次元の像データセットに基づいて行われる。こうして対象物２の検査または処置すべき範囲が異なる方向から仮想の三次元の像のなかで観察される。本発明の範囲内で計算ユニット１に、たとえば像出力を窓６の制御に相応して発生する別の表示装置１１が対応付けられていてよい。しかし表示装置４に、そのために相応の表示範囲が対応付けられてもよい。別の表示装置１１を設ける場合には、窓６の像情報がより大きい面の上に表示されるという利点が得られる。さらに、像出力を窓６の制御に相応して、仮想のチャネル１２に従って仮想の三次元の像のなかで行うことは有利である。なぜならば、こうして構造がチャネル１２の“壁”に表示され、また検査者により認識されるからである。もちろん複数の仮想のチャネル１２も、それぞれ窓６の制御に相応して表示装置６または別の表示装置１１に表示される。
【００３０】さらに図１からわかるように、計算ユニット１に器具発生ユニット１３が対応付けられており、それに基づき計算ユニット１と結び付いて少なくとも１つの仮想の器具の表示（図５）が表示装置４において行われる。仮想の器具が表示装置４において制御装置９により制御可能であることは好ましく、このことはたとえばジョイスティック７、入力装置９、タッチスクリーン２１および／または音声入力装置２２により行われる。仮想の器具はこうして仮想の三次元像中の、たとえば処置または検査が行われるべき個所にもたらされる。仮想の器具の制御に相応する信号が発生され、またこれらが計算ユニット１を介して制御可能なロボット腕１４に供給されるならば、対象物２の処置または検査が空間的に離れた場所で行える。すなわち遠隔診断または処置が可能である。特にミクロ外科学では、また義歯学でも、このようなロボット腕１４は有利に使用できる。なぜならば、それらは高い精度の処置を可能にし、さらに処置者または検査者の身体的な負担を軽減できるからである。しかしロボット腕１４は器具保持腕としても構成される。その際に制御パラメータは計算ユニット１に接続されている表示装置４を介して取り出される。
【００３１】計算ユニット１には、手術中の撮像手段により発生される対象物信号も供給される。これらの対象物信号は同じく表示装置４または別の表示装置１１において表示可能であり、また検査者または処置者に追加的な現実の像情報を提供する。物理的、特に光学的および／または音響的信号および／または輻射の電気的変換に基づく手術中の撮像手段を使用することは特に有利である。手術中の撮像手段として、特に内視鏡および／または腹腔鏡および／または超音波法は、特にこうして発生される現実の像および仮想の多次元の像が計算ユニット１を介して表示装置４または別の表示装置１１において表示および／または組み合わされときに適している。本発明の範囲内で現実の像は、たとえば図示されていない追加的な表示装置の上にも表示できる。
【００３２】取扱者または検査者が対象物２のなかの内視鏡および／または腹腔鏡および／または超音波装置および／または器具の場所的配置に関する情報を有する、または与えられるように、計算ユニット１に現実の場所検出のための手段２４が対応付けられており、これらの手段が内視鏡および／または腹腔鏡および／または器具２３を場所に関する輻射減衰、超音波、光学的、磁気的および／または電気的影響に基づいて検出する。場所発生器１５を介して場所標識ＯＭが表示装置４において内視鏡および／または腹腔鏡および／または超音波装置および／または器具２３の現実の場所に相応して仮想の三次元像のなかに発生することは好ましい（図６）。実際に内視鏡および／または腹腔鏡および／または器具２３の導入チャネルが仮想の三次元の像のなかで追跡可能なように（図６）、場所発生器１５を介して場所だけでなく、接続線ＶＬを発生するための手段１６と共同して内視鏡および／または腹腔鏡および／または超音波装置および／または器具２３の位置変更経路ＶＷも場所発生器１５により発生されるチャネルまたは線として仮想の三次元の像のなかに表示される。場所標識ＯＭが表示装置４または表示装置１１に場所表示窓として表示され、またこの場所表示窓のなかに内視鏡および／または腹腔鏡の相応の現実の像が表示されるならば、取扱者または検査者に仮想の三次元の像からの内視鏡および／または腹腔鏡の空間的な配置とならんで場所情報だけでなく場所の現実の像も表示される（図７）。
【００３３】さらに、空間な状況および／または対象物の状況のデータ的な決定も可能であるように、計算ユニット１に空間座標２０（Ｘ、Ｙ、Ｚ）および／または仮想および／または現実の像を標識できる２つの個所または場所の間隔Ａを決定するための手段が対応付けられていることは有利である（図８）。たとえばこうして内視鏡および／または腹腔鏡および／または超音波装置の導入チャネルが長さに関して予め決定され、またはその時点で測定される。同じく関心のある範囲の大きさが求められ、また器具２３から臓器または血管までの間隔が決定される。
【００３４】内視鏡および／または腹腔鏡および／または超音波装置および／またはその他の器具２３による手術を計画するため、制御装置９に窓６のなかの少なくとも１つのＶｏｘｅｌＶ１～ＶＮの値を評価するための評価装置１７が対応付けられており、この評価装置が、Ｖｏｘｅｌ値Ｗが予め設定可能な範囲のなかまたは外側および／または予め設定可能なＶｏｘｅｌのしきい値Ｗｓｗの下および／または上および／または等しい値に位置しているときに、信号を発生することは有利である（図９、１０）。こうしてたとえば窓６の変更が、窓６のなかのＶｏｘｅｌＶｘのＶｏｘｅｌ値Ｗが予め設定された範囲Ｗｙ－ｚのなかに位置していないときにのみ１つの方向について許容される。同じくこの位置変更を、窓６のなかのＶｏｘｅｌＶｘのＶｏｘｅｌ値Ｗが予め設定されたＶｏｘｅｌしきい値Ｗｓｗの下および／または上および／または等しい値に位置しているときにのみ許容することが可能である。本発明の範囲内で、ただ予め決定されたＶｏｘｅｌ値Ｗが窓６のなかで特に考慮される。本発明による医療技術的装置のこの実施例に基づいて窓６の制御、従ってまた手術チャネルの指示または計画が、たとえば血管を切断したり臓器を貫通したりすることなしに可能である。しかし、少なくともそのために望ましい個所が選定または計算される。たとえば臓器または血管のＶｏｘｅｌ値Ｗが解っているならば、臓器または血管のＶｏｘｅｌ値範囲が予め設定可能な範囲Ｗｙ－ｚとして計算ユニット１に入力装置８を介して入力される。さらに、この予め設定可能な値範囲中の窓６の位置変更を行ってはならないとの指示がなされる。同じく、下側のＶｏｘｅｌ値および上側のＶｏｘｅｌ値を入力し、またこれらの値よりも下側または上側のＶｏｘｅｌ範囲のなかでのみ窓６の位置変更を許容することが可能である。代替的に、臓器または血管のＶｏｘｅｌ値範囲の外側に位置するＶｏｘｅｌ値範囲も予め設定される。その場合には窓６の位置変更は、この範囲またはこれらの範囲のなかでのみ許容されており、または可能である。さらに、許容されていない範囲のなかへの窓６の位置変更の際には、警告信号ＷＳが計算ユニット１を介してたとえば表示装置４に発生され、または音響的な信号も発生される。
【００３５】手術の計画のために、計算ユニット１に仮想の多次元の像のなかの第１および第２の個所Ｓ１、Ｓ２または第１および第２の場所の間の接続線ＶＬを発生するための手段１６が対応付けられていることは有利である（図１１）。接続線ＶＬはこうして可能な手術チャネルを表示する。特に好ましい実施例では、既に説明したように、手術チャネルが予め設定されるように、可能なかぎり血管または臓器を傷つけおよび／または貫通しなくて済むように、計算ユニット１を介して接続線ＶＬが、たとえば対象物のなかに内視鏡および／または腹腔鏡および／または超音波装置および／または器具２３を導入するための計画された導入個所を定義する第１の個所Ｓ１から出発して、少なくとも１つの予め設定可能なＶｏｘｅｌ値Ｗを考慮に入れて、関心のある範囲または関心のある個所を定義する第２の個所Ｓ２へ向けて計算する。第１の個所Ｓ１は、たとえば仮想の多次元の像のなかに標識を設定することにより定義する。同じく第２の個所Ｓ２は別の標識の設定により、または現実の場所検出のための手段２４により定義可能である。計算ユニット１を介していま、少なくとも１つのＶｏｘｅｌ値Ｗを考慮に入れて、接続線ＶＬが計算可能であり、また表示装置４における仮想の多次元の像のなかに表示可能である。しかし、計算ユニット１により、少なくとも１つのＶｏｘｅｌ値Ｗを考慮に入れて、またたとえば検査すべき範囲または検査すべき対象物を標識する第２の個所Ｓ２から出発して、所望の手術個所を表示する第１の個所Ｓ１に可能なかぎり近い第３の個所Ｓ３も計算できるようにすることは好ましい。こうして計算された接続線ＶＬを同じく表示装置４に表示することは好ましい。臓器や血管に関する情報に基づいて、こうして最良の手術個所または最良の手術場所が予め決定できる。本発明の範囲内で、複数の第１および／または第２および／または第３の個所または場所が予め設定可能および／または計算可能であることは自明である。こうして、計算ユニット１により計算された個所Ｓ３に基づいてジョイスティック７および／または入力装置９および／またはタッチスクリーン２１および／または音声入力装置２２を介して第１の場所が選ばれ、また最適化アルゴリズムが新たに開始される。
【００３６】内視鏡および腹腔鏡に撮像手段が対応付けられているならば、それから出発する光学的な現実の像だけでなく、撮像手段から発生された像信号も表示される。ここに超音波法を使用することは特に有利である。
【００３７】本発明の範囲内で計算ユニット１に、表示装置４、１１に表示可能な対象物に関するデータが記憶されているデータメモリ１８が対応付けられてもよい。取扱者または検査者が検査すべき対象物２の生理学的状態に関する情報も得ることができるように、生理学的信号を検出するための手段１９を設ける。生理学的信号としては、特にＥＫＧ信号、呼吸信号、血圧信号、温度信号などがデータとして、または光学的にも、分離した表示装置に、または計算ユニット１を介して表示装置４または別の表示装置１１に表示される。

【出願人】	【識別番号】３９００３９４１３【氏名又は名称】シーメンスアクチエンゲゼルシヤフト【氏名又は名称原語表記】ＳＩＥＭＥＮＳＡＫＴＩＥＮＧＥＳＥＬＬＳＣＨＡＦＴ
【出願日】	平成１１年９月１４日（１９９９．９．１４）
【代理人】	【識別番号】１０００７５１６６【弁理士】【氏名又は名称】山口巖
【公開番号】	特開２０００－１８９４４１（Ｐ２０００－１８９４４１Ａ）
【公開日】	平成１２年７月１１日（２０００．７．１１）
【出願番号】	特願平１１－２６０６３９