(57)【要約】【課題】被検体に対する穿刺針の挿入を支援する。【解決手段】Ｘ線診断装置は、撮影部と、撮影制御部と、計測部と、穿刺量算出部と、穿刺量報知部とを備える。撮影部は、Ｘ線を発生するＸ線源及び被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出器を回転可能なアームにて保持し、Ｘ線源及びＸ線検出器を結ぶ投影方向のＸ線画像を生成する。撮影制御部は、撮影部を制御して、被検体に挿入された穿刺針の軸方向に対し９０°未満の所定角度だけ投影方向が傾いたＸ線画像を生成させる。計測部は、撮影制御部が撮影部に生成させたＸ線画像に描出された穿刺針のうち被検体内に位置する部分の長さを計測する。穿刺量算出部は、計測部が計測した長さと所定角度とに基づいて被検体内に挿入されている穿刺針の実際の長さを算出する。穿刺量報知部は、穿刺量算出部が算出した結果を報知する。【選択図】    図９
2014217603.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線を発生するＸ線源及び被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出器を回転可能なアームにて保持し、前記Ｘ線源及び前記Ｘ線検出器を結ぶ投影方向のＸ線画像を生成するための撮影部と、
前記撮影部を制御して、被検体に挿入された穿刺針の軸方向に対し９０°未満の所定角度だけ前記投影方向が傾いたＸ線画像を生成させる撮影制御部と、
前記撮影制御部が前記撮影部に生成させたＸ線画像に描出された前記穿刺針のうち被検体内に位置する部分の長さを計測する計測部と、
前記計測部が計測した長さと前記所定角度とに基づいて被検体内に挿入されている前記穿刺針の実際の長さを算出する穿刺量算出部と、
前記穿刺量算出部による算出の結果を報知する穿刺量報知部と、
を備えるＸ線診断装置。
【請求項２】
予め被検体の体表において設定された前記穿刺針の挿入目標位置を表す第１のマーカと、予め被検体内において設定された前記穿刺針の到達目標位置を表す第２のマーカとを含む被検体のモデル画像を表示する表示部をさらに備え、
前記穿刺量報知部は、前記穿刺量算出部が算出した長さに応じた穿刺針のモデルを前記第１のマーカを起点として前記モデル画像に配置することで当該長さを報知する、
請求項１に記載のＸ線診断装置。
【請求項３】
予め被検体の体表において設定された前記穿刺針の挿入目標位置と予め被検体内において設定された前記穿刺針の到達目標位置とを結ぶプランニング方向と、前記被検体に挿入された前記穿刺針の軸方向とが成す角度を検出する検出部と、
前記検出部が検出した角度に基づいて前記穿刺針の到達予定位置を算出する予定位置算出部と、
前記到達予定位置を報知する予定位置報知部と、
を備える請求項１に記載のＸ線診断装置。
【請求項４】
予め被検体の体表において設定された前記穿刺針の挿入目標位置を表す第１のマーカと、予め被検体内において設定された前記穿刺針の到達目標位置を表す第２のマーカとを含む被検体のモデル画像を表示する表示部をさらに備え、
前記予定位置報知部は、前記到達予定位置を表す第３のマーカを前記モデル画像に配置することで前記到達予定位置を報知する、
請求項３に記載のＸ線診断装置。
【請求項５】
前記到達予定位置と前記到達目標位置とのギャップを算出するギャップ算出部と、
前記ギャップが予め定められた閾値以上である場合に警告を発する警告部と、
を備える請求項３又は４に記載のＸ線診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、Ｘ線診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
被検体に穿刺針を挿入することによって、病巣等の対象部位へ治療薬を投与したり、対象部位の検査を行う治療或いは検査が一般的に行われている。
【０００３】
この種の治療或いは検査に際して、対象部位を含む画像をＸ線診断装置により透視または撮影し、その結果得られるリアルタイムの画像をディスプレイに表示させることがある。医師は当該リアルタイムの画像にて穿刺針の先端位置を確認しながら、対象部位に穿刺針が到達するように穿刺針の挿入操作を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１７２７１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
実施形態の目的は、被検体に対する穿刺針の挿入を支援することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
一実施形態に係るＸ線診断装置は、撮影部と、撮影制御部と、計測部と、穿刺量算出部と、穿刺量報知部とを備える。上記撮影部は、Ｘ線を発生するＸ線源及び被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出器を回転可能なアームにて保持し、上記Ｘ線源及び上記Ｘ線検出器を結ぶ投影方向のＸ線画像を生成する。上記撮影制御部は、上記撮影部を制御して、被検体に挿入された穿刺針の軸方向に対し９０°未満の所定角度だけ上記投影方向が傾いたＸ線画像を生成させる。上記計測部は、上記撮影制御部が上記撮影部に生成させたＸ線画像に描出された上記穿刺針のうち被検体内に位置する部分の長さを計測する。上記穿刺量算出部は、上記計測部が計測した長さと上記所定角度とに基づいて被検体内に挿入されている上記穿刺針の実際の長さを算出する。上記穿刺量報知部は、上記穿刺量算出部が算出した結果を報知する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】各実施形態で共通するＸ線診断装置のブロック構成図。
【図２】同Ｘ線診断装置が備えるＣアームの回転制御を説明するための模式図。
【図３】穿刺針の挿入に際しての問題点を説明するための図。
【図４】第１の実施形態の概略を説明するための図。
【図５】同実施形態において初期プランニング方向から撮影されたＸ線透過画像の一例を示す図。
【図６】同実施形態におけるシステム制御部の動作を示すフローチャート。
【図７】同実施形態におけるシステム制御部の機能ブロック図。
【図８】同実施形態においてθ方向から撮影されたＸ線透過画像の一例を示す図。
【図９】同実施形態における穿刺長さの算出方法を説明するための図。
【図１０】同実施形態におけるモデル画像を説明するための図。
【図１１】第２の実施形態におけるシステム制御部の動作を示すフローチャート。
【図１２】同実施形態におけるシステム制御部の機能ブロック図。
【図１３】同実施形態において初期プランニング方向から撮影されたＸ線透過画像の一例を示す図。
【図１４】同実施形態における回転方向の決定手順を説明するための図。
【図１５】同実施形態においてθ方向から撮影されたＸ線透過画像の一例を示す図。
【図１６】同実施形態におけるモデル画像を説明するための図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
いくつかの実施形態につき、図面を参照しながら説明する。  
以下の説明において、同一の構成要素には同一の符号を付し、重複説明は省略する。
【０００９】
先ず、各実施形態にて共通する構成について述べる。  
［Ｘ線診断装置の全体構成］  
図１は、各実施形態に共通するＸ線診断装置１のブロック構成図である。  
この図に示すように、Ｘ線診断装置１は、高電圧発生器２、Ｘ線源としてのＸ線管３、Ｘ線絞り装置４、天板５、Ｃアーム６、Ｘ線検出器７、Ｃアーム駆動機構８、天板移動機構９、システム制御部１０、入力部１１、表示部１２、データ変換部１３、データ記憶部１４、及び、画像処理部１５等を備える。高電圧発生器２、Ｘ線管３、Ｘ線絞り装置４、Ｘ線検出器７、及び、Ｃアーム駆動機構８等は、撮影部を構成する。
【００１０】
高電圧発生器２は、Ｘ線管３に供給するための高電圧を発生する。Ｘ線管３は、高電圧発生器２から供給される高電圧に基づき、Ｘ線を発生する。Ｘ線絞り装置４は、Ｘ線管３から発せられるＸ線を、被検体Ｐの関心領域に対して選択的に照射されるように絞り込むための装置である。例えばＸ線絞り装置４は、スライド可能な４枚の絞り羽根を有しており、これら絞り羽根をスライドさせることでＸ線を絞り込む。Ｘ線管３及びＸ線絞り装置４は、Ｘ線源装置３０を構成する。
【００１１】
天板５には被検体Ｐが載置される。Ｘ線検出器７は、被検体Ｐを透過したＸ線を検出する複数のＸ線検出素子を備える。これら各Ｘ線検出素子は、Ｘ線管３から発せられて被検体Ｐを透過したＸ線を電気信号に変換して蓄積する。
【００１２】
Ｃアーム６は、Ｘ線管３及びＸ線絞り装置４と、Ｘ線検出器７とを、被検体Ｐを挟んで向かい合う状態で保持する。Ｃアームに代えて他種のアーム、例えばΩアームを用いることもできる。
【００１３】
Ｃアーム駆動機構８は、Ｃアーム６を回転及び移動させるための装置である。天板移動機構９は、天板５を載置面と平行な水平方向、及び、載置面と垂直な垂直方向に移動させる。
【００１４】
データ変換部１３は、Ｘ線のパルス照射に同期してＸ線検出器７に蓄積された電荷を読み出すとともに、読み出した電気信号をデジタルデータに変換し、データ記憶部１４に出力する。このときデータ記憶部１４は、データ変換部１３から出力されるデジタルデータを、投影データとして記憶する。
【００１５】
画像処理部１５は、データ記憶部１４に記憶された投影データにウィンドウ変換、ＲＧＢ処理等の各種画像処理を施し、Ｘ線透過画像として表示部１２に出力する。
【００１６】
入力部１１は、Ｘ線診断装置１を操作する医師や技師等の操作者が各種コマンドや情報を入力するために用いるマウス、キーボード、ボタン、トラックボール、ジョイスティック、フットスイッチ等を含み、これらのデバイスにて入力されたコマンドや情報をシステム制御部１０に出力する。
【００１７】
表示部１２は、例えばＬＣＤ（Liquid Crystal Display）であるモニタを有し、入力部１１を介して操作者からの入力を受け付けるためのＧＵＩ（Graphical User Interface）や、画像処理部１５から入力されるＸ線透過画像を表示する。
【００１８】
システム制御部１０は、プロセッサやメモリによって構成され、Ｘ線診断装置１全体の動作を制御する。すなわち、システム制御部１０は、入力部１１を介して入力される操作者からのコマンド等に基づいて、高電圧発生器２、Ｃアーム駆動機構８、及び、Ｘ線絞り装置４等を制御することで、被検体Ｐに照射するＸ線量の調整及びＸ線照射のＯＮ／ＯＦＦ制御、Ｃアーム６の回転・移動制御、天板５の移動制御等を行う。また、システム制御部１０は、入力部１１を介して入力される操作者からのコマンド等に基づいて画像処理部１５を制御する。さらに、システム制御部１０は、表示部１２に上記ＧＵＩ等を表示させるための制御を行う。
【００１９】
図２は、Ｃアーム駆動機構８によるＣアーム６の回転制御を説明するための模式図である。Ｃアーム駆動機構８は、例えば図示しないスタンドにより床に旋回可能又は固定して設置されたＣアームホルダ８１を備える。Ｃアームホルダ８１は、Ｃアーム６をＣ形状に沿うスライド方向Ｓへスライド可能に支持する。Ｃアーム６は、スライド方向Ｓへスライドすることで、回転軸Ａ１回りに回転する。また、Ｃアームホルダ８１は、回転軸Ａ１に直交する回転軸Ａ２回りに回転可能にＣアーム６を支持する。回転軸Ａ１と回転軸Ａ２との交点は、アイソセンタと呼ばれる。
【００２０】
図２に示していないが、Ｃアーム駆動機構８は、Ｃアームホルダ８１及びＣアーム６を重力方向の垂直軸に沿って移動させる垂直移動機構と、Ｃアームホルダ８１及びＣアーム６を上記垂直軸と垂直な水平軸に沿って移動させる水平移動機構とを備える。このように、Ｃアーム６を多軸移動及び多軸回転可能とすることで、３次元空間のあらゆる方向から被検体ＰのＸ線透過画像を得ることが可能となる。なお、図２に示す矢印Ｄは、Ｘ線源装置３０から、アイソセンタを通ってＸ線検出器７の中心に至る方向を示す。以下の説明においては、この方向を投影方向と呼ぶ。
【００２１】
穿刺針の挿入を伴う治療或いは診断を行うに際し、上記のような構成のＸ線診断装置１により被検体Ｐに対する穿刺位置を含むＸ線透過画像を撮影し、撮影した画像を表示部１２に表示させることで、医師の作業を支援することがある。
【００２２】
この場合、例えば穿刺針の軸に沿う方向から撮影したＸ線透過画像を用いることで、医師は穿刺針が対象部位に向けて真っ直ぐ挿入されているかを把握することができる。また、この方向と垂直な方向から撮影したＸ線透過画像を用いることで、医師は被検体Ｐに挿入された穿刺針の長さを把握することができる。
【００２３】
このように、垂直な２つ方向からの画像を撮影する際の問題点について説明する。
【００２４】
図３は、穿刺針の挿入を伴う治療中におけるＸ線源装置３０、Ｘ線検出器７、Ｃアーム６、天板５、及び、被検体Ｐの状態を示す模式図である。実線で表したＸ線源装置３０、Ｘ線検出器７、及び、Ｃアーム６は、穿刺針の軸方向に投影方向を合わせて被検体Ｐを撮影する位置を示す。この状態から穿刺針の軸と垂直な方向から被検体Ｐを撮影すべく、Ｃアーム６を例えば回転軸Ａ２回りに回転させた場合、破線で表すＸ線源装置３０、Ｘ線検出器７、及び、Ｃアーム６の位置まで回転したときに、Ｘ線源装置３０と天板５の下面が干渉する。したがって、回転軸Ａ２回りの回転では、穿刺針の軸と垂直な方向からの画像を撮影することができない。仮に干渉が生じない場合であっても、回転が完了するまでに時間がかかる。
【００２５】
以下、このような問題を解決するための手段を備えたＸ線診断装置１の実施形態を開示する。
【００２６】
（第１の実施形態）
第１の実施形態について説明する。
【００２７】
図４は、穿刺針の挿入を伴う治療中におけるＸ線源装置３０、Ｘ線検出器７、Ｃアーム６、天板５、及び、被検体Ｐの状態を示す模式図である。図３と同じく、実線で表したＸ線源装置３０、Ｘ線検出器７、及び、Ｃアーム６は、穿刺針の軸に沿う方向から被検体Ｐを撮影する位置を示す。本実施形態におけるＸ線診断装置１は、この実線の状態から９０°未満の角度θ（０°＜θ＜９０°）だけＣアーム６を回転させてＸ線透過画像を撮影し、当該画像から被検体Ｐに挿入された穿刺針の長さを求める。角度θは、例えば５°〜１０°程度の角度とすることができる。
【００２８】
Ｘ線診断装置１の具体的な動作について説明する。  
穿刺針の挿入を伴う治療を実施するに際して、先ず医師等のユーザは、被検体Ｐの３次元モデルデータに基づいて、被検体Ｐの体表において穿刺針を挿入する目標位置と、被検体Ｐの内部において穿刺針の先端を到達させる目標位置とを設定する。以下、穿刺針を挿入する目標位置を挿入目標位置と呼び、穿刺針の先端を到達させる目標位置を到達目標位置と呼ぶ。
【００２９】
３次元モデルデータは、例えばＸ線診断装置１による回転撮影により得られたボリュームデータでる。上記回転撮影は、Ｃアーム駆動機構８によりＣアームを所定方向に回転させながら多数の投影方向から被検体Ｐの投影データを収集し、収集した投影データを再構成することによりボリュームデータを得る撮影手法である。挿入目標位置及び到達目標位置は、例えば３次元モデルデータに基づく画像を表示部１２に表示させ、ユーザが入力部１１を操作して当該画像上で各位置を指定することにより設定される。
【００３０】
挿入目標位置及び到達目標位置が設定された後、システム制御部１０は、Ｃアーム駆動機構８を制御してＣアーム６を回転及び移動させ、初期プランニング方向と投影方向とを一致させる。初期プランニング方向は、設定された挿入目標位置及び到達目標位置を結ぶ直線の方向である。その後、システム制御部１０は、撮影部を制御して、穿刺に係る領域を撮影する。このようにすることで、初期プランニング方向からのＸ線透過画像を得ることができる。表示部１２は、この撮影により得られたＸ線透過画像を表示する。当該撮影に代えて透視を行うことで、表示部１２にリアルタイムのＸ線透過画像を動画として表示することができる。
【００３１】
表示部１２が表示する初期プランニング方向から撮影されたＸ線透過画像の一例を、図５に示す。図示したＸ線透過画像１００は、挿入目標位置を示すマーカＭ１を含む。医師は、挿入目標位置に穿刺針を挿入し、その後は当該Ｘ線透過画像１００を参照して到達目標位置に向けて真っ直ぐに穿刺針を刺し込む。穿刺針は、一般的にＸ線を良く吸収する材質であるため、Ｘ線透過画像１００において濃く描出される。挿入目標位置から到達目標位置に向けて真っ直ぐに穿刺針を刺し込んだ場合、Ｘ線透過画像１００に描出される穿刺針像ＮＩは点となる。
【００３２】
被検体Ｐ内に挿入した穿刺針の長さを確認したいとき、ユーザは、例えば入力部１１に含まれるフットスイッチや曝射スイッチの操作により、穿刺量確認処理の開始の指示をＸ線診断装置１に入力する。この指示が入力されたとき、システム制御部１０は、図６に示すフローチャートに沿って動作する。このフローチャートに示す動作を実現するにあたって、システム制御部１０は、図７に示す撮影制御部１０ａ、計測部１０ｂ、穿刺量算出部１０ｃ、及び、穿刺量報知部１０ｄとして機能する。これら各部としての機能は、例えばシステム制御部１０に含まれるメモリに記憶されたコンピュータプログラムを、システム制御部１０に含まれるプロセッサにて実行することにより実現される。
【００３３】
当該フローチャートにおいて、先ず撮影制御部１０ａがＣアーム駆動機構８を制御して、Ｃアーム６を角度θだけ回転させる（ステップＳ１０１）。当該回転の軸は、回転軸Ａ１，Ａ２のうち、予め定められた一方とすることができる。また、当該回転の軸は、回転軸Ａ１，Ａ２のいずれとも異なる軸とすることもできる。回転軸Ａ１，Ａ２双方を軸とした回転動作を組み合わせることで、このような軸回りの回転が可能である。当該回転により、初期プランニング方向（すなわち穿刺方向）と投影方向が角度θだけずれる。以下の説明においては、この投影方向をθ方向と呼ぶ。
【００３４】
ステップＳ１０１の後、撮影制御部１０ａは撮影部の各部を制御して、現在のＣアーム６の状態でθ方向からのＸ線透過画像を撮影する（ステップＳ１０２）。撮影制御部１０ａは、当該Ｘ線透過画像を表示部１２に表示させる。
【００３５】
θ方向から撮影され、表示部１２に表示されたＸ線透過画像の一例を、図８に示す。図示したＸ線透過画像１０１は、図５の場合と同じくマーカＭ１を含む。さらに、Ｘ線透過画像１０１は、到達目標位置を示すマーカＭ２を含む。θ方向から撮影されたＸ線透過画像１０１においては、穿刺針像ＮＩが直線状になる。
【００３６】
ステップＳ１０２の後、計測部１０ｂが、ステップＳ１０２にて撮影されたＸ線透過画像に描出された穿刺針像ＮＩのうち、被検体Ｐ内に位置する部分の長さＬを計測する（ステップＳ１０３）。具体的には、長さＬは、ステップＳ１０２にて撮影したＸ線透過画像において、マーカＭ１とマーカＭ２の間にある穿刺針像ＮＩの長さである。このとき計測される長さＬは、例えばＸ線透過画像上でのピクセルを単位とした長さに対し、１ピクセルを実空間における長さに変換するための係数を乗じた数値である。
【００３７】
ステップＳ１０３の後、穿刺量算出部１０ｃが現在被検体Ｐに挿入されている穿刺針の実際の長さＸ（ｍｍ）を算出する（ステップＳ１０４）。図９を用いて穿刺長さＸの算出方法を説明する。マーカＭ１は挿入目標位置を示し、マーカＭ２は到達目標位置を示す。この図において幾何学的に明らかなように、穿刺長さＸは、以下の計算式にて求まる。
【００３８】
Ｘ＝Ｌ／ｓｉｎθ
ステップＳ１０４の後、穿刺量報知部１０ｄが、ステップＳ１０４にて算出された穿刺長さＸを報知する（ステップＳ１０５）。例えば穿刺量報知部１０ｄは、表示部１２に表示された図１０に示すようなモデル画像１０２を用いて、当該報知を行う。モデル画像１０２は、挿入目標位置及び到達目標位置を含む断面の画像である。穿刺量報知部１０ｄは、例えば上述の３次元モデルデータを用いて、このような条件に合致するモデル画像１０５を生成する。モデル画像１０２は、挿入目標位置を表すマーカＭ１と、到達目標位置を含むマーカＭ２と、マーカＭ１，Ｍ２を結ぶガイドラインＧと、穿刺針モデルＮＭと、穿刺長さＸを表す文字列“Ｘｍｍ”とを含む。穿刺針モデルＮＭは、マーカＭ１を起点とし、ガイドラインＧ上に配置される。穿刺針モデルＮＭの長さは、実際の長さをモデル画像１０２上での長さに換算するための係数を穿刺長さＸに乗じた長さである。
【００３９】
例えば穿刺量報知部１０ｄは、表示部１０２に表示されるＸ線透過画像の隣りにモデル画像１０２を表示させる。モデル画像１０２は、例えば挿入目標位置及び到達目標位置が設定された際に表示部１０２に表示されてもよいし、治療が開始された後、初めてステップＳ１０５が実行された際に表示部１０２に表示されてもよい。
【００４０】
ステップＳ１０５の後、撮影制御部１０ａがＣアーム駆動機構８を制御して、Ｃアーム６を角度−θだけ回転させる（ステップＳ１０６）。この回転の軸は、ステップＳ１０１と同じである。すなわち、この回転によって、投影方向と初期プランニング方向とが再び一致する。
【００４１】
ステップＳ１０６を以って、システム制御部１０は、当該フローチャートに示す処理を終了する。その後、システム制御部１０は、初期プランニング方向からのＸ線透過画像の撮影及び当該画像の表示部１０２への表示を再開する。
【００４２】
以上説明した本実施形態によれば、Ｃアーム６を穿刺針の穿刺方向から９０°未満の角度θだけ回転させることにより、穿刺長さＸをユーザに知らせることができる。したがって、穿刺針の軸と垂直な方向から被検体Ｐを撮影すべくＣアーム６を回転させる場合に比べ、Ｘ線源装置３０、Ｘ線検出器７、或いはＣアーム６が、天板５や被検体Ｐと干渉し難くなるし、回転の完了までに要する時間が短縮される。  
その他にも、本実施形態にて開示した構成からは、種々の好適な効果が得られる。
【００４３】
（第２の実施形態）
第２の実施形態について説明する。
【００４４】
本実施形態では、被検体Ｐに挿入された穿刺針の穿刺方向が初期プランニング方向からずれた場合を想定する。
【００４５】
刺針の挿入を伴う治療を実施するに際しては、第１の実施形態と同様に、挿入目標位置及び到達目標位置が設定され、初期プランニング方向からのＸ線透過画像が撮影され、当該Ｘ線透過画像が表示部１２に表示される。
【００４６】
穿刺量確認処理の開始の指示が入力されたとき、システム制御部１０は、図６に示すフローチャートに代えて、図１１に示すフローチャートに沿って動作する。のフローチャートに示す動作を実現するにあたって、システム制御部１０は、図１２に示す撮影制御部１０ａ、計測部１０ｂ、穿刺量算出部１０ｃ、穿刺量報知部１０ｄ、検出部１０ｅ、予定位置算出部１０ｆ、予定位置報知部１０ｇ、ギャップ算出部１０ｈ、及び、警告部１０ｉとして機能する。これら各部としての機能は、例えばシステム制御部１０に含まれるメモリに記憶されたコンピュータプログラムを、システム制御部１０に含まれるプロセッサにて実行することにより実現される。
【００４７】
当該フローチャートにおいては、先ず撮影制御部１０ａが撮影部を制御することにより、初期プランニング方向からのＸ線透過画像を撮影する（ステップＳ２０１）。この撮影により得られるＸ線透過画像の一例を、図１３に示す。図示したＸ線透過画像１０３は、図５の場合と同じくマーカＭ１を含む。穿刺方向が初期プランニング方向からずれているので、Ｘ線透過画像１０３においては穿刺針像ＮＩが点ではなく直線状になる。
【００４８】
ステップＳ２０１の後、撮影制御部１０ａは、ステップＳ２０１にて撮影したＸ線透過画像に基づいて、Ｃアーム６の回転方向Ｒを決定する（ステップＳ２０２）。
【００４９】
回転方向Ｒの決定手順について説明する。図１４は、図１３に示したＸ線透過画像１０３において、穿刺針像ＮＩの中心軸Ｃと、回転方向Ｒとを表した図である。撮影制御部１０ａは、先ず穿刺針像ＮＩの中心軸Ｃを求める。中心軸Ｃは、例えば穿刺針像ＮＩを構成する各ピクセルを要素とした近似直線である。続いて、撮影制御部１０ａは、中心軸と垂直な方向を、回転方向Ｒとして決定する。なお、穿刺方向と初期プランニング方向とのずれが極小さい場合には、中心軸Ｃを正確に求められない虞がある。そこで、例えば穿刺針像ＮＩの面積が、中心軸Ｃを正確に求められる場合とそうでない場合とを隔てる閾値未満である場合、撮影制御部１０ａは、予め定められた方向を回転方向Ｒとして決定する。
【００５０】
ステップＳ２０２の後、撮影制御部１０ａがＣアーム駆動機構８を制御して、Ｃアーム６をステップＳ２０２にて決定した回転方向Ｒに向けて角度θだけ回転させる（ステップＳ２０３）。この場合の回転軸は、例えばアイソセンタを通り、かつ上述の中心軸Ｃと平行な軸となる。
【００５１】
ステップＳ２０３の後、撮影制御部１０ａは、撮影部の各部を制御して、現在のＣアーム６の状態でθ方向からのＸ線透過画像を撮影する（ステップＳ２０４）。撮影制御部１０ａは、当該Ｘ線透過画像を表示部１２に表示させる。
【００５２】
θ方向から撮影され、表示部１２に表示されたＸ線透過画像の一例を、図１５に示す。図示したＸ線透過画像１０４は、図８の場合と同じくマーカＭ１，Ｍ２を含み、穿刺針像ＮＩが直線状になる。
【００５３】
ステップＳ２０４の後、計測部１０ｂが、ステップＳ２０５にて撮影されたＸ線透過画像に描出された穿刺針像ＮＩのうち、被検体Ｐ内に位置する部分の長さＬを計測する（ステップＳ２０５）。長さＬの計測手法は、ステップＳ１０３と同様である。
【００５４】
ステップＳ２０５の後、検出部１０ｅが、ステップＳ２０４にて撮影されたＸ線透過画像に基づいてずれ角度φを検出する（ステップＳ２０６）。ずれ角度φは、初期プランニング方向と、穿刺方向とが成す角度である。具体的には、検出部１０ｅは、例えば図１５に示すように、マーカＭ１，Ｍ２を結ぶ初期プランニング方向と、穿刺針像ＮＩの軸方向とが成す角度φ´を先ず検出する。幾何学的に明らかなように、この角度φ´は、角度θが大きくなるほどずれ角度φに近づき、角度θが小さくなるほど９０°に近づく。検出部１０ｅは、角度φ´と角度θに基づいて角度φを求めるための予め定められた関数を用いて、ずれ角度φを求める。
【００５５】
ステップＳ２０６の後、穿刺量算出部１０ｃが穿刺長さＸ（ｍｍ）を算出する（ステップＳ２０７）。穿刺長さＸの算出手法は、ステップＳ１０４と同様である。但し、ステップＳ１０４の手法にて穿刺長さＸを算出する場合、ずれ角度φに起因した誤差が生じる。そこで、穿刺量算出部１０ｃは、例えばずれ角度φに応じた係数を穿刺長さＸに乗じることにより、この誤差を修正してもよい。このような係数は、予め長さＬ，Ｘ及び角度θ，φの幾何学的な関係に基づいて定めておけばよい。
【００５６】
ステップＳ２０７の後、予定位置算出部１０ｆが、ステップ２０６にて検出されたずれ角度φに基づいて穿刺針の到達予定位置を算出する（ステップＳ２０８）。到達予定位置は、例えば穿刺針を現在のまま進めた場合に穿刺針の先端が到達する位置を示す、上述の３次元モデルデータの座標系における３次元座標である。予定位置算出部１０ｆは、例えばステップＳ２０３でのＣアームの回転方向にずれ角度φだけ初期プランニング方向からずれた方向において、挿入目標位置と到達目標位置の間と同じ距離だけ挿入目標位置から被検体内に進んだ位置の座標を、到達予定位置として算出する。
【００５７】
ステップＳ２０８の後、予定位置報知部１０ｇがステップＳ２０８にて算出された到達予定位置を報知する（ステップＳ２０９）。さらに、穿刺量報知部１０ｄがステップＳ２０７にて算出された穿刺長さＸを報知する（ステップＳ２１０）。
【００５８】
予定位置報知部１０ｇ及び穿刺量報知部１０ｄは、表示部１２に表示された図１６に示すようなモデル画像１０５を用いて当該報知を行う。モデル画像１０５は、例えば挿入目標位置、到達目標位置、及び、到達予定位置を含む断面の画像である。予定位置報知部１０ｇ及び穿刺量報知部１０ｄは、例えば上述の３次元モデルデータを用いて、このような条件に合致するモデル画像１０５を生成する。モデル画像１０５は、図１０の場合と同じくマーカＭ１，Ｍ２と、ガイドラインＧと、穿刺針モデルＮＭと、文字列“Ｘｍｍ”とを含む。さらに、モデル画像１０５は、再プランニングマーカＲＭと、再プランニングガイドラインＲＧとを含む。再プランニングマーカＲＭは、予定位置報知部１０ｇによって到達予定位置に配置される。再プランニングガイドラインＲＧは、マーカＭ１と再プランニングマーカＲＭとを結ぶ直線であり、予定位置報知部１０ｇによって配置される。本実施形態における穿刺針モデルＮＭは、穿刺量報知部１０ｄによって、マーカＭ１を起点として再プランニングガイドラインＲＧ上に配置される。穿刺針モデルＮＭの長さは、実際の長さをモデル画像１０５上での長さに換算するための係数を穿刺長さＸに乗じた長さである。
【００５９】
ステップＳ２１０の後、ギャップ算出部１０ｈがマーカＭ２と再プランニングマーカＲＭとの間のギャップｄを算出する（ステップＳ２１１）。ギャップｄは、例えばマーカＭ２と再プランニングマーカＲＭとを結ぶ直線のピクセルを単位とした長さに対し、１ピクセルを実空間における長さに変換するための係数を乗じた数値である。上述の３次元モデルデータの座標系において、到達目標位置と、到達予定位置との間の距離をギャップｄとしてもよい。
【００６０】
ステップＳ２１１の後、警告部１０ｉが、ギャップｄが予め定められた閾値ε以上であるか否かを判定する（ステップＳ２１２）。閾値εは、穿刺をやり直す必要がある場合と、このまま穿刺を続けても差支えがない場合とを隔てる距離である。このような閾値εは、穿刺の目的に応じて異なる値を定めてもよい。閾値εの具体的な値は、理論的或いは経験的に定めればよい。
【００６１】
ギャップｄが予め定められた閾値ε以上であると判定した場合（ステップＳ２１２のＹｅｓ）、警告部１０ｉは、警告を発する（ステップＳ２１３）。この警告は、例えば表示部１２に穿刺のやり直しが必要である旨のメッセージを表示することで行う。その他にも、予め定められた音声を図示せぬスピーカから発するなど、警告の態様は如何なるものであってもよい。
【００６２】
ステップＳ２１３の後、或いはギャップｄが閾値ε未満であると警告部１０ｉが判定した場合（ステップＳ２１２のＮｏ）、撮影制御部１０ａがＣアーム駆動機構８を制御して、Ｃアーム６を角度−θだけ回転させる（ステップＳ２１４）。この回転の軸は、ステップＳ２０３における回転の軸と同じである。すなわち、この回転によって、投影方向と初期プランニング方向とが再び一致する。
【００６３】
ステップＳ２１４を以って、システム制御部１０は、当該フローチャートに示す処理を終了する。その後、システム制御部１０は、初期プランニング方向からのＸ線透過画像の撮影及び当該画像の表示部１０２への表示を再開する。
【００６４】
以上説明した本実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果に加え、以下のような効果が得られる。
【００６５】
図１６に示したようなモデル画像１０５を参照することで、ユーザは、現在の穿刺方向が初期プランニング方向からどの程度ずれているかを容易に知ることができる。
【００６６】
さらに、モデル画像１０５を参照することで、ユーザは、現在のまま穿刺針を進めた場合の到達予定位置を容易に知ることができる。
【００６７】
到達目標位置と到達予定位置とのギャップが大きい場合には警告がなされるので、ユーザは、穿刺のやり直しの判断を迅速に行うことができる。
【００６８】
これらの他にも、本実施形態にて開示した構成からは、種々の好適な効果が得られる。
【００６９】
なお、以上説明した各実施形態において説明した処理は、Ｘ線診断装置以外の装置、例えばＸ線診断装置に接続されたワークステーション等によって実行されてもよい。
【００７０】
また、図７及び図１２に示した各部としての機能は、それぞれが個別のプロセッサや回路等のハードウェアによって実現されてもよい。
【００７１】
また、図６及び図１１のフローチャートに示した処理は、適宜に順序を入れ替えて実施されてもよい。
【００７２】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００７３】
１…Ｘ線診断装置、３…Ｘ線管、６…Ｃアーム、７…Ｘ線検出器、８…Ｃアーム駆動機構、１０…システム制御部、１１…入力部、１２…表示部、１０２，１０５…モデル画像、Ｍ１…マーカ（挿入目標位置）、Ｍ２…マーカ（到達目標位置）、ＮＩ…穿刺針像、ＮＭ…穿刺針モデル、Ｇ…ガイドライン、ＲＭ…再プランニングマーカ、ＲＧ…再プランニングガイドライン。
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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