(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
穿刺針を用いた医療行為の対象である被検体をＸ線でスキャンした結果に基づいてボリュームデータを作成するＸ線ＣＴ装置であって、
ボリュームデータに基づいて、前記穿刺針が前記被検体に挿入された状態で行われたスキャンにより得られた前記被検体の画像を作成する画像処理ユニットと、
前記画像を表示部に表示させる表示制御部とを有し、
前記画像処理ユニットは、あるボリュームデータに基づく画像の中の特定領域の位置と、予め異なるボリュームデータにより作成され前記被検体に対する穿刺針の挿入経路の画像を含む計画画像の中の対応する特定領域の位置との変位に基づいて、新たな計画画像を作成し、
前記表示制御部は、前記新たな計画画像を前記表示部に表示させる
ことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項２】
前記画像処理ユニットは、前記変位に基づいて穿刺針の挿入経路の画像を移動させ、
前記表示制御部は、前記被検体の断面画像に移動後の挿入経路の画像を描画させた画像を、前記新たな計画画像として前記表示部に表示させる
ことを特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項３】
前記表示制御部は、前記変位をキャンセルするように前記計画画像を前記新たな計画画像に置き換えて前記表示部に表示させる
ことを特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ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ＣＴ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線ＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ  Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）装置は、Ｘ線を利用して被検体をスキャンし、収集されたデータをコンピュータにより処理することで、被検体の内部を画像化する装置である。
【０００３】
具体的には、Ｘ線ＣＴ装置は、被検体に対してＸ線を異なる方向から複数回曝射し、被検体を透過したＸ線をＸ線検出器にて検出して複数の検出データを収集する。収集された検出データはデータ収集部によりＡ／Ｄ変換された後、コンソール装置に送信される。コンソール装置は、当該検出データに前処理等を施し投影データを作成する。そして、コンソール装置は、投影データに基づく再構成処理を行い、断層画像データ、或いは複数の断層画像データに基づくボリュームデータを作成する。ボリュームデータは、被検体の三次元領域に対応するＣＴ値の三次元分布を表すデータセットである。
【０００４】
Ｘ線ＣＴ装置は、前記ボリュームデータを任意の方向にレンダリングすることによりＭＰＲ（Ｍｕｌｔｉ  Ｐｌａｎａｒ  Ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ）表示を行うことができる。ＭＰＲ表示された断面画像（以下、「ＭＰＲ画像」と呼ぶ。）には、たとえば、体軸に対する直交断面を示すアキシャル像、体軸に沿って被検体を縦切りした断面を示すサジタル像、及び体軸に沿って被検体を横切りした断面を示すコロナル像がある。更には、ボリュームデータにおける任意断面の画像（オブリーク像）もＭＰＲ画像に含まれる。
【０００５】
Ｘ線ＣＴ装置を用いて行うＣＴ透視（ＣＴＦ：Ｃｏｍｐｕｔｅｄ  Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ  Ｆｌｕｏｒｏｓｃｏｐｙ）では、検出データの収集レートを短くし、再構成処理に要する時間を短縮することで、画像をリアルタイムに作成している。このＣＴ透視は、たとえば、生検中に穿刺針と検体を採取する部位との位置関係を確認する場合等に用いられる。
【０００６】
ＣＴ透視で得られたボリュームデータに基づくＭＰＲ画像を参照しながら被検体に対して生検を行う場合、たとえば、スキャンと穿刺とを交互に行うことがある。具体的には、まず、ＣＴ透視により被検体のＭＰＲ画像を取得する。医師等は、ＭＰＲ画像を参照しながら穿刺を行う。この際、たとえば、穿刺針の先端と検体を採取する部位との位置関係を確認するため、ある程度、穿刺を行った段階で再度のＣＴ透視を行う。再度のＣＴ透視で得られたＭＰＲ画像を参照しながら、医師等は更に穿刺を進める。この動作を生検が完了するまで繰り返し行うことで、確実に生検を行うことが可能となる。
【０００７】
また、ＣＴ透視により生検を行う場合、予め穿刺計画を作成する場合がある。穿刺計画は、予め設定された被検体に対する穿刺針の挿入経路（以下、「計画経路」という場合がある）を含む情報である。穿刺計画は、たとえば、ＣＴ透視を行う前に予め取得されたＣＴ画像において、マウス等の指示入力により計画経路を描くことにより設定される。医師等は、計画経路が示されたＣＴ画像（計画画像）と、Ｘ線スキャンにより都度得られるボリュームデータに基づくＭＰＲ画像とを参照しながら被検体に対して穿刺を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−１１２９９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、穿刺計画におけるＸ線スキャンの際の被検体の体位と、穿刺計画を作成した後のＣＴ透視におけるＸ線スキャンの際の被検体の体位とが異なる場合がある。このような場合には、ＣＴ透視におけるＸ線スキャンにより得られるボリュームデータに基づくＭＰＲ画像と、穿刺計画におけるＸ線スキャンにより得られる計画画像とにずれが生じてしまい、術者にとって的確な穿刺作業を行うことが難しく、穿刺作業の効率が低下してしまう。
【００１０】
実施形態は、前述の問題点を解決するためになされたものであり、穿刺作業の的確化及び効率化を図ることが可能なＸ線ＣＴ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
実施形態のＸ線ＣＴ装置は、穿刺針を用いた医療行為の対象である被検体をＸ線でスキャンした結果に基づいてボリュームデータを作成する。Ｘ線ＣＴ装置は、画像処理ユニットと表示制御部とを有する。画像処理ユニットは、ボリュームデータに基づいて、穿刺針が被検体に挿入された状態で行われたスキャンにより得られた被検体の画像を作成する。画像処理ユニットは、あるボリュームデータに基づく画像の中の特定領域の位置と、予め異なるボリュームデータにより作成され被検体に対する穿刺針の挿入経路の画像を含む計画画像の中の対応する特定領域の位置との変位に基づいて、新たな計画画像を作成する。表示制御部は、新たな計画画像を表示部に表示させる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１実施形態に係るＸ線ＣＴ装置のブロック図である。
【図２】被検体の断面画像を示す図である。
【図３】被検体の断面画像に計画経路が描画された計画画像を示す図である。
【図４Ａ】計画画像が表示された表示部の表示画面を示す図である。
【図４Ｂ】第１実施形態に係る表示部の表示画面を示す図である。
【図４Ｃ】第１実施形態に係る表示部の表示画面を示す図である。
【図５Ａ】第１実施形態に係る画像移動の説明を補足する図である。
【図５Ｂ】第１実施形態に係る画像移動の説明を補足する図である。
【図６】第１実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の動作の概要を示すフローチャートである。
【図７Ａ】変形例１に係る表示部の表示画面を示す図である。
【図７Ｂ】変形例１に係る表示部の表示画面を示す図である。
【図８】変形例２に係るＸ線ＣＴ装置を構成する画像処理ユニットを示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（第１実施形態）
図１〜図６を参照して、第１実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１の構成について説明する。なお、「画像」と「画像データ」は一対一に対応するので、本実施形態においては、これらを同一視する場合がある。
【００１４】
＜装置構成＞
図１に示すように、Ｘ線ＣＴ装置１は、架台装置１０と、寝台装置３０と、コンソール装置４０とを含んで構成されている。
【００１５】
［架台装置］
架台装置１０は、被検体Ｅに対してＸ線を曝射し、被検体Ｅを透過した当該Ｘ線の検出データを収集する装置である。架台装置１０は、Ｘ線発生部１１と、Ｘ線検出部１２と、回転体１３と、高電圧発生部１４と、架台駆動部１５と、Ｘ線絞り部１６と、データ収集部１８と、絞り駆動部１９とを有する。
【００１６】
Ｘ線発生部１１は、Ｘ線を発生させるＸ線管球（たとえば、円錐状や角錐状のＸ線ビームを発生する真空管。図示なし）を含んで構成されている。Ｘ線発生部１１は、発生したＸ線を被検体Ｅに対して曝射する。
【００１７】
Ｘ線検出部１２は、複数のＸ線検出素子（図示なし）を含んで構成されている。Ｘ線検出部１２は、被検体Ｅを透過したＸ線を検出する。具体的には、Ｘ線検出部１２は、被検体Ｅを透過したＸ線の強度分布を示すＸ線強度分布データ（以下、「検出データ」という場合がある）をＸ線検出素子で検出し、その検出データを電流信号として出力する。Ｘ線検出部１２は、たとえば、検出素子が互いに直交する２方向（スライス方向とチャンネル方向）にそれぞれ複数配置された２次元のＸ線検出器（面検出器）が用いられる。複数のＸ線検出素子は、たとえば、スライス方向に沿って３２０列設けられている。このように多列のＸ線検出器を用いることにより、１回転のスキャンでスライス方向に幅を有する３次元の撮影領域を撮影することができる（ボリュームスキャン）。なお、スライス方向は被検体Ｅの体軸方向に相当し、チャンネル方向はＸ線発生部１１の回転方向に相当する。
【００１８】
回転体１３は、Ｘ線発生部１１とＸ線検出部１２とを被検体Ｅを挟んで対向するよう支持する部材である。回転体１３は、スライス方向に貫通した開口部１３ａを有する。架台装置１０内において、回転体１３は、被検体Ｅを中心とした円軌道で回転するよう配置されている。すなわち、Ｘ線発生部１１及びＸ線検出部１２は、被検体Ｅを中心とする円軌道に沿って回転可能に設けられている。
【００１９】
高電圧発生部１４は、Ｘ線発生部１１に対して高電圧を印加する（以下、「電圧」とは、Ｘ線管球におけるアノード−カソード間の電圧を意味する）。Ｘ線発生部１１は、当該高電圧に基づいてＸ線を発生させる。
【００２０】
架台駆動部１５は、回転体１３を回転駆動させる。Ｘ線絞り部１６は、所定幅のスリット（開口）を有し、スリットの幅を変えることで、Ｘ線発生部１１から曝射されたＸ線のファン角（チャンネル方向の広がり角）とＸ線のコーン角（スライス方向の広がり角）とを調整する。絞り駆動部１９は、Ｘ線発生部１１で発生したＸ線が所定の形状となるようＸ線絞り部１６を駆動させる。
【００２１】
データ収集部１８（ＤＡＳ：Ｄａｔａ  Ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ）は、Ｘ線検出部１２（各Ｘ線検出素子）からの検出データを収集する。また、データ収集部１８は、収集した検出データ（電流信号）を電圧信号に変換し、この電圧信号を周期的に積分して増幅し、デジタル信号に変換する。そして、データ収集部１８は、デジタル信号に変換された検出データをコンソール装置４０に送信する。なお、ＣＴ透視を行う場合、データ収集部１８は、検出データの収集レートを短くする。
【００２２】
［寝台装置］
寝台装置３０は、撮影対象の被検体Ｅを載置・移動させる装置である。寝台装置３０は、寝台３１と寝台駆動部３２とを備えている。寝台３１は、被検体Ｅを載置するための寝台天板３３と、寝台天板３３を支持する基台３４とを備えている。寝台天板３３は、寝台駆動部３２によって被検体Ｅの体軸方向及び体軸方向に直交する方向に移動することが可能となっている。すなわち、寝台駆動部３２は、被検体Ｅが載置された寝台天板３３を、回転体１３の開口部１３ａに対して挿抜させることができる。基台３４は、寝台駆動部３２によって寝台天板３３を上下方向（被検体Ｅの体軸方向と直交する方向）に移動させることが可能となっている。
【００２３】
［コンソール装置］
コンソール装置４０は、Ｘ線ＣＴ装置１に対する操作入力に用いられる。また、コンソール装置４０は、架台装置１０によって収集された検出データから被検体Ｅの内部形態を表すＣＴ画像データ（断層画像データやボリュームデータ）を再構成する機能等を有している。コンソール装置４０は、スキャン制御部４１と、画像処理ユニット４２と、設定部４３と、表示制御部４４と、表示部４６と、制御部４８と、記憶部４９とを含んで構成されている。
【００２４】
スキャン制御部４１、画像処理ユニット４２、表示制御部４４及び制御部４８は、たとえば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、又はＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）などの図示しない処理装置と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）や、又はＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｃ  Ｄｒｉｖｅ）などの図示しない記憶装置とによって構成されている。記憶装置には、各部の機能を実行するための制御プログラムが記憶されている。ＣＰＵなどの処理装置が、記憶装置に記憶されている各プログラムを実行することで各部の機能を実行する。
【００２５】
スキャン制御部４１は、Ｘ線スキャンに関する各種動作を制御する。たとえば、スキャン制御部４１は、Ｘ線発生部１１に対して高電圧を印加させるよう高電圧発生部１４を制御する。スキャン制御部４１は、回転体１３を回転駆動させるよう架台駆動部１５を制御する。スキャン制御部４１は、Ｘ線絞り部１６を動作させるよう絞り駆動部１９を制御する。スキャン制御部４１は、寝台天板３３を移動させるよう寝台駆動部３２を制御する。
【００２６】
画像処理ユニット４２は、架台装置１０（データ収集部１８）から送信された検出データに対して各種処理を実行する。画像処理ユニット４２は、前処理部４２ａと、再構成処理部４２ｂと、ＭＰＲレンダリング処理部４２ｃと、変位算出部４５と、画像移動部４７とを含んで構成されている。
【００２７】
前処理部４２ａは、架台装置１０（Ｘ線検出部１２）で検出された検出データに対して対数変換処理、オフセット補正、感度補正、ビームハードニング補正等の前処理を行い、投影データを作成する。
【００２８】
再構成処理部４２ｂは、前処理部４２ａで作成された投影データに基づいて、ＣＴ画像データ（断層画像データやボリュームデータ）を作成する。断層画像データの再構成には、たとえば、２次元フーリエ変換法、コンボリューション・バックプロジェクション法等、任意の方法を採用することができる。ボリュームデータは、再構成された複数の断層画像データを補間処理することにより作成される。ボリュームデータの再構成には、たとえば、コーンビーム再構成法、マルチスライス再構成法、拡大再構成法等、任意の方法を採用することができる。上述のように多列のＸ線検出器を用いたボリュームスキャンにより、広範囲のボリュームデータを再構成することができる。また、ＣＴ透視を行う場合には、検出データの収集レートを短くしているため、再構成処理部４２ｂによる再構成時間が短縮される。従って、スキャンに対応したリアルタイムのＣＴ画像データを作成することができる。
【００２９】
ＭＰＲレンダリング処理部４２ｃは、再構成処理部４２ｂで作成（再構成）されたボリュームデータを任意の方向にレンダリングすることにより複数のＭＰＲ画像（直交三断面であるアキシャル像、サジタル像、コロナル像）を作成する。
【００３０】
また、ＭＰＲレンダリング処理部４２ｃは、ＭＰＲ画像としてボリュームデータにおける任意断面の画像であるオブリーク像を作成することも可能である。たとえば、表示部４６に表示されたＭＰＲ画像において断面を示したい部分に線分を引く。ＭＰＲレンダリング処理部４２ｃは、その線分を基準として所定の方向にボリュームデータをレンダリングすることでオブリーク像を作成する。
【００３１】
設定部４３は、第１ボリュームデータに基づく画像に対して所定の設定画像を設定する。「設定画像」は、第１ボリュームデータに基づく画像上に描かれる所望の画像である。たとえば、被検体Ｅに対して生検を行う場合、穿刺針の挿入経路の計画（どのようなルートで穿刺針を挿入していくか。すなわち、計画経路）を予め画像上で描くことがある。その描かれた画像（計画経路の画像）が、設定画像の一例である。或いは、画像中の注目部位（病変部等）の位置を円や楕円で囲ったマーキング画像を設定画像とすることもできる。以下に、設定画像の設定から設定画像が描画された計画画像が表示部４６に表示されるまでにおける設定部４３および表示制御部４４の処理について図２、図３、図４Ａ〜図４Ｃを参照して説明する。
【００３２】
あるタイミングで行われた第１スキャンにより得られた第１ボリュームデータに基づいて複数のアキシャル像が作成され、その中から対象部位Ｓが描画されているアキシャル像（第１の被検体画像ＨＩ）が選択される。第１の被検体画像ＨＩは表示制御部４４によって表示部４６に表示される（図２参照）。なお、この段階ではまだ穿刺針が挿入されていないので、図２に示すように第１の被検体画像ＨＩには穿刺針は描画されていない。次に、設定部４３は、第１の被検体画像ＨＩ上に描画させるための設定画像Ｉを設定する。
【００３３】
ここで、設定画像の具体的な設定方法について図３を参照して説明する。術者は、表示部４６に表示された第１の被検体画像ＨＩに対し、Ｘ線ＣＴ装置１等に設けられた図示しない入力デバイス等を用いて生検を行う対象部位（病変部等）の位置Ｓ、及び体表面における穿刺針の挿入位置Ｐの２点を指定する。設定部４３は、その２点を結ぶ最短距離Ｌを算出し、その最短距離Ｌを結ぶ線分を設定画像Ｉとして設定する。設定された設定画像Ｉは、表示制御部４４によって第１の被検体画像ＨＩ上に描画される。
【００３４】
なお、術者は、入力デバイス等を用いて第１の被検体画像ＨＩ上に計画経路を示す線分等を直接描くことも可能である。この場合、設定部４３は、当該描かれた線分を設定画像Ｉとして設定する。あるいは、設定部４３は、第１ボリュームデータに対してリージョングローイング法等の画像解析処理を施すことにより、対象部位（たとえば病変部）の位置と対象部位の位置から最も近い体表面の位置を算出する。そして、設定部４３は、それらを結ぶ線分を算出し、当該線分を設定画像Ｉとして設定することも可能である。
【００３５】
第１の被検体画像ＨＩ上に設定画像Ｉが描画されてなる第１のアキシャル像（以下、「第１の計画画像」と呼ぶ。）ＡＩは、表示制御部４４によって表示部４６の表示画面４６ｂ（図４Ａ参照）に表示される。この第１の計画画像ＡＩは、被検体Ｅに対して穿刺等を行う場合の参照画像として用いることができる。なお、第１の計画画像ＡＩが表示された時点では、図４Ａに示すように、後述する第２のボリュームデータに基づくＭＰＲ画像は表示部４６に表示されていない。
【００３６】
また、設定部４３は、第１の被検体画像ＨＩにおける設定画像Ｉの位置（座標値。以下、「設定位置」という場合がある）を求める。設定画像Ｉ及び設定位置は、後述する記憶部４９に記憶される。
【００３７】
記憶部４９は、ＲＡＭやＲＯＭ等の半導体記憶装置によって構成される。記憶部４９は、設定画像及び設定画像の設定位置の他、検出データや投影データ、或いは再構成処理後のＣＴ画像データを記憶したりする。また、記憶部４９は、後述する変位算出部４５で算出された変位に基いて移動（座標変換）されたＭＰＲ画像を記憶する。なお、この移動後のＭＰＲ画像を、制御部４８内の図示しない記憶部（例えばキャッシュメモリ）に一時的に記憶させるようにしてもよい。つまり、リアルタイムに表示させる場合には上記したキャッシュメモリを用いて表示させる。
【００３８】
制御部４８は、架台装置１０、寝台装置３０およびコンソール装置４０の動作を制御することによって、Ｘ線ＣＴ装置１の全体制御を行う。たとえば、制御部４８は、スキャン制御部４１を制御することで、架台装置１０に対して予備スキャン及びメインスキャンを実行させ、検出データを収集させる。また、制御部４８は、画像処理ユニット４２を制御することで、検出データに対する各種処理（前処理、再構成処理等）を行わせる。或いは、制御部４８は、表示制御部４４を制御することで、記憶部４９に記憶されたＣＴ画像データ等に基づく画像を表示部４６に表示させる。
【００３９】
表示制御部４４は、画像表示に関する各種制御を行う。たとえば、第１の計画画像ＡＩを表示部４６の表示画面４６ｂに表示させたり、ＭＰＲレンダリング処理部４２ｃにより作成されたＭＰＲ画像（アキシャル像、サジタル像、コロナル像またはオブリーク像、本実施形態ではアキシャル像）等を表示部４６に表示させる制御を行う。
【００４０】
第１の計画画像ＡＩが表示制御部４４によって表示部４６の表示画面４６ｂ（図４Ａ参照）に表示された後に、術者によって穿刺針ＰＮを用いた穿刺作業が進められる。穿刺作業をある程度進めた後、被検体Ｅに対して第２スキャンが行われる。第２スキャンは、第１スキャンとは異なるタイミングで行われる。表示制御部４４は、図４Ｂに示すように第２スキャンにより得られた第２ボリュームデータに基づくアキシャル像（以下、「第２のアキシャル像」と呼ぶ。）ＡＩ´を表示部４６の表示画面４６ａ（図４Ｂ参照）に表示させる。なお、本実施形態では、第２スキャンのタイミングは呼吸同期をとって行われているものとする。
【００４１】
なお、本実施形態において、第１ボリュームデータと第２ボリュームデータは、その元となる断層画像データの枚数や画像のピクセル数は等しいものとする。また、第１スキャンと第２スキャンの撮影条件（撮影位置、回転体１３のローテーションスピード等）も等しいものとする。つまり、第１ボリュームデータと第２ボリュームデータは、同じ座標体系にあるものとする。
【００４２】
ところで、第２スキャン前に被検体Ｅの載置位置が体動により変化してしまう場合がある。このような状況で第２スキャンされた場合、第２のアキシャル像ＡＩ´は、たとえば図４Ｂに示すように、第１計画画像ＡＩとは見え方が異なる。たとえば、回転角度に着目すると、図４Ｂの例では、第２のアキシャル像ＡＩ´は第１計画画像ＡＩに対して時計回りに所定角度だけ回転させた像となっている。この場合には、術者にとって、第１計画画像ＡＩと第２のアキシャル像ＡＩ´は、その見え方が異なってしまうため効率良く穿刺作業を行うことが難しくなる。
【００４３】
そこで、本実施形態においては、画像処理ユニット４２を構成する変位算出部４５は、第２のアキシャル像ＡＩ´の中の特定領域の位置（たとえば、対象部位の位置Ｓ´と穿刺針の挿入位置Ｐ´）と、第１計画画像ＡＩの中の特定領域の位置（たとえば、対象部位の位置Ｓと穿刺針の挿入位置Ｐ）との変位（移動距離および回転角度）を算出する。
【００４４】
次に、図５Ａおよび図５Ｂを参照して変位算出部４５による算出例を説明する。具体的には、変位算出部４５は、移動距離については、図５Ａおよび図５Ｂに示すように、第２のアキシャル像ＡＩ´の対象部位Ｓ´の座標値（Ｘ４，Ｙ４，Ｚ４）と第１計画画像ＡＩの対象部位Ｓの座標値（Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２）の差分（Ｘ４−Ｘ２，Ｙ４−Ｙ２，Ｚ４−Ｚ２）、および、第２のアキシャル像ＡＩ´の挿入位置Ｐ´の座標値（Ｘ３，Ｙ３，Ｚ３）と第１計画画像の挿入位置Ｐの座標値（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）の差分（Ｘ３−Ｘ１，Ｙ３−Ｙ１，Ｚ３−Ｚ１）をとって求める。回転角度θについては、変位算出部４５は、対象部位Ｓと挿入位置Ｐを結ぶ線分Ｔの方向（基準方向）と、対象部位Ｓ´と挿入位置Ｐ´を結ぶ線分Ｔ´の方向（移動方向）に基づいて、基準方向に対する移動方向の傾き（回転角度θ）を求める。図５Ａおよび図５Ｂの例では、２点間の座標および方向（角度）に基づいて画像の変位を求めたが、穿刺針ＰＮの座標値の変位に基づいても算出できる。
【００４５】
画像移動部４７は、算出された変位に基づいて第１計画画像ＡＩの中の設定画像Ｉだけを移動（平行移動および回転移動）させる。なお、移動方法としては、上述した平行移動および回転による方法の他に、公知のアフィン変換による座標変換を行ってもよい。
移動後の設定画像Ｉ´は記憶部４９に記憶される。画像処理ユニット４２は、移動後の設定画像Ｉ´を記憶部４９から読み出し、読み出された移動後の設定画像Ｉ´を、第２被検体画像（第２のアキシャル像Ａ´から穿刺針ＰＮを除いた画像）に描画させて第２計画画像ＡＩ´´（図４Ｃ参照）を作成する。表示制御部４４は、第１計画画像ＡＩを第２計画画像ＡＩ´´に置き換えて新たな計画画像として表示部４６に表示させる。なお、対象部位Ｓ´と対象部位Ｓ´´の位置（座標値）は同じであり、挿入位置Ｐ´と挿入位置Ｐ´´の位置（座標値）は同じである。
【００４６】
表示部４６は、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）やＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ）ディスプレイ等の任意の表示デバイスによって構成される。たとえば、表示部４６の表示部４６ａにはボリュームデータをレンダリング処理して得られるＭＰＲ画像が表示される。本実施形態では、図４Ｂに示すようにアキシャル像が表示された例を示したが、サジタル像、コロナル像またはオブリーク像を表示するようにしてもよい。
【００４７】
＜動作＞
次に、図６を参照して、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１の動作について説明する。ここでは、穿刺針の計画経路を作成した後、ＣＴ透視を用いて生検を行う場合の動作について述べる。図６は、この場合の動作の流れを示すフローチャートである。
【００４８】
生検を開始する前に、まずＸ線ＣＴ装置１は、被検体Ｅに対してＸ線スキャン（第１スキャン）を行い、第１ボリュームデータを作成する。
【００４９】
（Ｓ１０：Ｘ線の検出）
具体的には、Ｘ線発生部１１は、被検体Ｅに対してＸ線を曝射する。Ｘ線検出部１２は、被検体Ｅを透過したＸ線を検出し、その検出データを取得する。Ｘ線検出部１２で検出された検出データは、データ収集部１８で収集され、画像処理ユニット４２（前処理部４２ａ）に送られる。
【００５０】
（Ｓ１１：投影データの作成）
前処理部４２ａは、取得された検出データに対して、対数変換処理、オフセット補正、感度補正、ビームハードニング補正等の前処理を行い、投影データを作成する。作成された投影データは、制御部４８の制御に基づき、再構成処理部４２ｂに送られる。
【００５１】
（Ｓ１２：第１ボリュームデータの作成）
再構成処理部４２ｂは、Ｓ１１で作成された投影データに基づいて、複数の断層画像データを作成する。また、再構成処理部４２ｂは、複数の断層画像データを補間処理することにより第１ボリュームデータを作成する。
【００５２】
（Ｓ１３：第１計画画像の表示）
ＭＰＲレンダリング処理部４２ｃは、Ｓ１２で作成された第１ボリュームデータをＭＰＲレンダリング処理することにより複数のＭＰＲ画像（本実施形態ではアキシャル像）を作成する。複数のアキシャル像の中から対象部位Ｓが描画されているアキシャル像（第１の被検体画像ＨＩ）が選択される。なお、この選択は公知の方法による自動選択、手動選択のいずれでもよい。選択された第１の被検体画像ＨＩにおける対象部位の位置Ｓおよび穿刺針ＰＮの挿入位置Ｐを結ぶ線分Ｌが設定画像Ｉとして設定部４３によって設定される。画像処理ユニット４２は、設定された設定画像Ｉを第１の被検体画像上に描画させて第１計画画像ＡＩを作成する。そして、表示制御部４４は、第１計画画像を表示部４６の表示画面４６ｂに表示させる。なお、設定部４３は、設定画像及び設定画像の座標値を記憶部４９に送出する。記憶部４９は、設定画像及びこの設定画像の座標値を記憶する。
【００５３】
その後、第１計画画像ＡＩを参照しながら、術者は被検体Ｅに対して生検を開始する。ある程度、生検を進めた後（被検体Ｅに対して穿刺針を挿入した後）、穿刺の状態（穿刺針が計画経路に沿って進んでいるか等）を確認するため、Ｘ線ＣＴ装置１は、再度、被検体Ｅに対してＸ線スキャン（第２スキャン）を行い、投影データに基くボリュームデータ（第２ボリュームデータ）を作成する（Ｓ１４〜Ｓ１６）。
【００５４】
（Ｓ１４：Ｘ線の検出）
まず、第１スキャンと同様、Ｘ線発生部１１は被検体Ｅに対してＸ線を曝射する。Ｘ線検出部１２は、被検体Ｅを透過したＸ線を検出し、その検出データを取得する。
【００５５】
（Ｓ１５：投影データの作成）
再構成処理部４２ｂは、取得された検出データに対して、対数変換処理、オフセット補正、感度補正、ビームハードニング補正等の前処理を行い、投影データを作成する。
【００５６】
（Ｓ１６：第２ボリュームデータの作成）
Ｓ１５で作成された投影データに基づいて作成された複数の断層画像データを補間処理することにより、第２ボリュームデータを作成する。
【００５７】
（Ｓ１７：第２のアキシャル像の表示）
ＭＰＲレンダリング処理部４２ｃは、Ｓ１６で作成された第２ボリュームデータをレンダリングすることによりＭＰＲ画像を複数作成する。表示制御部４４は、第１計画画像ＡＩと同じ断面の画像（第２のアキシャル像ＡＩ´）を表示部４６の表示画面４６ａに表示させる。
【００５８】
（Ｓ１８：第１計画画像と第２のアキシャル像の変位を算出）
次に、変位算出部４５は、表示画面４６ａに表示された第２のアキシャル像ＡＩ´の中の特定領域の位置（対象部位の位置Ｓ´と穿刺針ＰＮの挿入位置Ｐ´）と、第１計画画像ＡＩの中の特定領域の位置（対象部位の位置Ｓおよび穿刺針ＰＮの挿入位置Ｐ）との変位（移動距離、回転角度）を算出する。
【００５９】
（Ｓ１９：変位に基づいて設定画像を移動）
具体的には、変位算出部４５は、移動距離については、図６に示すように、第２のアキシャル像ＡＩ´の対象部位Ｓ´の座標値（Ｘ４，Ｙ４，Ｚ４）と第１計画画像ＡＩの対象部位Ｓの座標値（Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２）の差分（Ｘ４−Ｘ２，Ｙ４−Ｙ２，Ｚ４−Ｚ２）、および、第２のアキシャル像ＡＩ´の挿入位置Ｐ´の座標値（Ｘ３，Ｙ３，Ｚ３）と第１計画画像ＡＩの挿入位置Ｐの座標値（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）の差分（Ｘ３−Ｘ１，Ｙ３−Ｙ１，Ｚ３−Ｚ１）をとって求める。回転角度θについては、変位算出部４５は、対象部位Ｓと挿入位置Ｐを結ぶ線分Ｔの方向（基準方向）と、対象部位Ｓ´と挿入位置Ｐ´を結ぶ線分Ｔ´の方向（移動方向）に基づいて、基準方向に対する移動方向の傾き（回転角度θ）を求める。次に、画像移動部４７は、算出された変位に基づいて第１計画画像ＡＩの中の設定画像Ｉだけを移動（平行移動および回転移動）させる。移動後の設定画像Ｉ´は記憶部４９に記憶される。
【００６０】
（Ｓ２０：移動後の設定画像を第２被検体画像に描画して第２計画画像を作成）
画像処理ユニット４２は、移動後の設定画像Ｉ´を記憶部４９から読み出し、読み出された移動後の設定画像Ｉ´を、第２被検体画像（第２のアキシャル像Ａ´から穿刺針ＰＮを除いた画像）に描画させて第２計画画像ＡＩ´´（図４Ｃ参照）を作成する。
【００６１】
（Ｓ２１：補正された第２計画画像に置き換えて表示）
表示制御部４４は、第１計画画像ＡＩを第２計画画像ＡＩ´´に置き換えて、それを新たな計画画像として表示部４６の表示画面４６ｂに表示させる。
【００６２】
術者は、この新たな計画画像を参照して、次の穿刺作業を進める。この新たな計画画像は穿刺針の挿入角度や挿入距離が変化したら注意を促す機能を有する。
＜効果＞
【００６３】
本実施形態のＸ線ＣＴ装置１は、穿刺針ＰＮを用いた医療行為の対象である被検体ＥをＸ線でスキャンした結果に基づいてボリュームデータを作成する。Ｘ線ＣＴ装置１は、画像処理ユニット４２と表示制御部４４とを有する。画像処理ユニット４２は、ボリュームデータに基づいて、穿刺針ＰＮが被検体Ｅに挿入された状態で行われたスキャンにより得られた被検体Ｅの画像を作成する。画像処理ユニット４２は、第２ボリュームデータに基づく画像の中の特定領域の位置と、予め第１ボリュームデータにより作成され被検体Ｅに対する穿刺針の挿入経路の画像Ｉを含む第１計画画像ＡＩの中の対応する特定領域の位置との変位に基づいて、新たな計画画像（第２計画画像）ＡＩ´´を作成する。表示制御部４４は、新たな計画画像ＡＩ´´を表示部４６に表示させる。
【００６４】
具体的には、表示制御部４４は、変位をキャンセルするように第１計画画像ＡＩを新たな計画画像ＡＩ´´に置き換えて表示部４６に表示させる。
【００６５】
このように、表示制御部４４は、被検体Ｅの位置が変位したような場合に、変位に基づいて穿刺針の挿入経路の画像（設定画像）を移動させ、第２の被検体画像に移動後の設定画像を描画させた画像を、新たな計画画像（第２計画画像）として表示部に表示させることができる。したがって、第２ボリュームデータに基づく画像（第２のアキシャル像）と置き換え後の新たな計画画像とにずれが生じないので、両画像の見え方が異なることはない。
【００６６】
したがって、置き換えられた新たな計画画像を参照することにより第２ボリュームデータに基づく画像の解析がし易くなる。すなわち、本実施形態によれば、穿刺作業の的確化及び効率化を図ることが可能となる。
【００６７】
（変形例１）
上記実施形態では、被検体Ｅの体動による変位に基づいて穿刺針ＰＮの挿入経路を示す設定画像Ｉを移動させてなる設定画像Ｉ´を作成し、第２被検体画像（第２のアキシャル像における被検体Ｅの断面画像）に設定画像Ｉ´を描画させた画像（図４Ｂの第２計画画像ＡＩ´´）を、新たな計画画像として表示部４６に表示させる場合について説明した。これに対して、本変形例に係るＸ線ＣＴ装置１´（図１参照）は、被検体Ｅの体動による変位をキャンセルするように第２ボリュームデータに基づく第２のアキシャル像を構成する第２の被検体画像を移動させ、移動された第２の被検体画像に設定画像Ｉを重畳表示させた画像（図７Ｂの第２計画画像ＡＩ´´´）を、第１計画画像ＡＩに置き換えて表示部４６に表示させることを特徴とする。
【００６８】
以下、本変形例について図４Ａ、図７Ａおよび図７Ｂを参照して説明する。なお、本変形例は、計画画像の表示態様が異なる点とそのような表示態様にするための画像処理方法が異なる点以外は、第１実施形態と同様の構成であるので、同様の箇所における説明は省略する。
【００６９】
まず、第１計画画像を作成する点は上記実施形態と同じである。したがって、表示部４６の表示画面４６ｂには、図４Ａに示すような第１ボリュームデータに基づく第１計画画像ＡＩが表示される。次に、被検体Ｅに対して第２スキャンを行い、第２ボリュームデータに基づく第２のアキシャル像ＡＩ´が作成される。第２のアキシャル像ＡＩ´は、図７Ａに示すように表示部４６の表示画面４６ａに表示される。なお、本変形例の説明を容易にするため、第２のアキシャル像ＡＩ´を第１計画画像ＡＩと異なる画像とした。実際上も、拍動により第２スキャンにより得られる第２ボリュームデータに基づく第２のアキシャル像ＡＩ´が第１計画画像ＡＩと異なる場合がある。
【００７０】
本変形例においては、画像処理ユニット４２を構成する変位算出部４５は、表示部４６の表示部４６ａに表示された第２のアキシャル像ＡＩ´（図７Ａ参照）の中の特定領域の位置（たとえば、対象部位の位置Ｓ´および穿刺針ＰＮの挿入位置Ｐ´）と、予め作成され設定画像Ｉおよび第１の被検体画像ＨＩを含む第１計画画像ＡＩの中の特定領域の位置（たとえば、対象部位の位置Ｓおよび穿刺針ＰＮの挿入位置Ｐ）との変位（移動距離および回転角度）を算出する。具体的な算出方法については、上記第１実施形態と同様であるのでここではその説明を省略する。
【００７１】
画像移動部４７は、算出された変位に応じて第２のアキシャル像ＡＩ´を構成する第２の被検体画像を移動（平行移動および回転移動）させる。画像処理ユニット４２は、移動させた第２の被検体画像の中の設定部４３で設定された設定位置に、設定画像Ｉを描画（重畳表示）させて第２計画画像ＡＩ´´´（図７Ｂ参照）を作成する。そして、表示制御部４４は、図７Ｂに示すように、作成された第２計画画像ＡＩ´´´を第１計画画像ＡＩに置き換えて、新たな計画画像として表示部４６の表示画面４６ａに表示させる。
本変形例によれば、第２計画画像を第１計画画像に置き換えて、新たな計画画像として表示させているので、最新の計画画像を参照することができる。また、この新たな計画画像をベースにして次の計画画像を作成することもできる。
【００７２】
（変形例２）
次に、図８を参照して変形例２について説明する。本変形例に係るＸ線ＣＴ装置６０は、第１実施形態におけるＭＰＲレンダリング処理部４２ｃの代わりにボリュームレンダリング処理部６２ｃを備えた構成となっている。なお、第１実施形態と同様の構成については詳細な説明を省略する。
【００７３】
ボリュームレンダリング処理部６２ｃは、ボリュームデータに基づいて、三次元画像（画像データ）を作成する。具体例として、ボリュームレンダリング処理部６２ｃは、再構成処理部６２ｂで作成されたボリュームデータに対してボリュームレンダリング処理を施すことにより、表示用の画像（画像データ）である三次元画像を作成する。
【００７４】
Ｘ線検出部１２は、被検体Ｅを透過したＸ線を検出し、その検出データを取得する。Ｘ線検出部１２で検出された検出データは、データ収集部１８で収集され、画像処理ユニット６２（前処理部６２ａ）に送られる。
【００７５】
前処理部６２ａは、取得された検出データに対して投影データを作成する。作成された投影データは、制御部４８の制御に基づき、再構成処理部６２ｂに送られる。
【００７６】
再構成処理部６２ｂは、図６のＳ１１で作成された投影データに基づいて、複数の断層画像データを作成する。また、再構成処理部６２ｂは、複数の断層画像データを補間処理することにより第１ボリュームデータを作成する。
【００７７】
ボリュームレンダリング処理部６２ｃは、作成された第１ボリュームデータをボリュームレンダリング処理することにより三次元画像を作成する。次に、術者によって指定された三次元画像における対象部位（病変部）の位置と穿刺針の挿入位置とを結ぶ線分が設定画像として設定される。次に、表示制御部４４は、設定された設定画像を作成された三次元画像上に重畳させた三次元画像を第１計画画像（以下、「第１三次元計画画像」と呼ぶ。）として表示させる。
【００７８】
その後、設定画像が示された三次元画像を参照しながら、術者は被検体Ｅに対して生検を開始する。ある程度、生検を進めた後、穿刺の状態を確認するため、Ｘ線ＣＴ装置６０は、再度、被検体Ｅに対してＸ線スキャン（第２スキャン）を行い、投影データに基くボリュームデータ（第２ボリュームデータ）を作成する。
【００７９】
表示制御部４４は、作成された三次元画像を表示部４６に表示させる。次に、変位算出部７１は、表示部４６に表示された三次元画像の中の特定領域の位置（対象部位の位置、穿刺針の挿入位置）と、予め作成され被検体画像（被検体の断面画像）を含む第１三次元計画画像の中の特定領域の位置（対象部位の位置、穿刺針の挿入位置）との変位（移動距離、回転角度）を算出する。変位算出方法については上記第１実施形態と同様なので、ここではその説明は省略する。
【００８０】
次に、画像移動部７２は、算出された変位に基づいて第１三次元計画画像の中の設定画像（計画経路を示す画像）だけを移動（平行移動および回転移動）させる。移動後の設定画像は記憶部４９に記憶される。画像処理ユニット６２は、移動後の設定画像を記憶部４９から読み出し、読み出された移動後の設定画像を、三次元画像の中の被検体画像に描画させて第２三次元計画画像を作成する。表示制御部４４は、第１三次元計画画像を第２三次元計画画像に置き換えて新たな計画画像として表示部４６に表示させる
【００８１】
このように、表示制御部４４は、被検体の位置が変位したような場合に、変位に基づいて穿刺針の挿入経路の画像（設定画像）を移動させ、三次元画像に移動後の設定画像を描画させた画像を、新たな三次元計画画像として表示部に表示させることができる。したがって、第２ボリュームデータに基づく三次元画像と置き換え後の新たな三次元計画画像とにずれが生じないので、両画像の見え方が異なることはない。
【００８２】
したがって、置き換えられた新たな三次元計画画像を参照することにより第２ボリュームデータに基づく三次元画像の解析がし易くなる。すなわち、本実施形態によれば、穿刺作業の的確化及び効率化を図ることが可能となる。
【００８３】
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同様に、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ものである。
【符号の説明】
【００８４】
１，１´，６０  Ｘ線ＣＴ装置
１０  架台装置
１１  Ｘ線発生部
１２  Ｘ線検出部
１３  回転体
１３ａ  開口部
１４  高電圧発生部
１５  架台駆動部
１６  Ｘ線絞り部
１８  データ収集部
１９  絞り駆動部
３０  寝台装置
３２  寝台駆動部
３３  寝台天板
３４  基台
４０  コンソール装置
４１  スキャン制御部
４２，６２  画像処理ユニット
４２ａ，６２ａ  前処理部
４２ｂ，６２ｂ  再構成処理部
４２ｃ  ＭＰＲレンダリング処理部
４３  設定部
４４  表示制御部
４５，７１  変位算出部
４６  表示部
４７，７２  画像移動部
４８  制御部
４９  記憶部
６２ｃ  ボリュームレンダリング処理部
Ｅ  被検体
【図１】
0006017146.tif 000002
【図２】
0006017146.tif 000003
【図３】
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【図４Ａ】
0006017146.tif 000005
【図４Ｂ】
0006017146.tif 000006
【図４Ｃ】
0006017146.tif 000007
【図５Ａ】
0006017146.tif 000008
【図５Ｂ】
0006017146.tif 000009
【図６】
0006017146.tif 000010
【図７Ａ】
0006017146.tif 000011
【図７Ｂ】
0006017146.tif 000012
【図８】
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