(57)【要約】  穿刺治療に際し、穿刺経路方向から見た病巣部位に対する穿刺目標点の位置を正確に把握できる新規な穿刺治療支援方法および穿刺治療支援装置ならびに穿刺治療支援装置用プログラムを提供する。  ＣＴ撮影によって被検体１１０の三次元画像データを取得し、このデータに基づいて前記被検体１１０に穿刺する穿刺具の穿刺点Ｓと目標点Ｔとを設定し、設定した穿刺点Ｓと目標点Ｔとを結ぶ穿刺経路Ｒを含む第１の断層面の断層像と第２の断層面の断層像を取得すると共に前記目標点Ｔを含みかつ前記第１および第２の断層面と所定の角度βをなす第３の断層面の断層像を取得してこれらの断層像を表示する。これによって穿刺治療に際し、穿刺経路Ｒ方向から見た病巣部位Ｑに対する穿刺目標点Ｔの位置を正確に把握できる。
2012147652.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体に体外から穿刺具を穿刺してその先端を体内の目標点に到達させて所定の治療を行うことを支援する方法であって、
前記被検体の断層画像撮影で得た断層像を断層面と直交する方向に重ねて得られる三次元画像データを取得する画像データ取得ステップと、
前記画像データ取得ステップで取得した三次元画像データに基づいて前記被検体に穿刺する穿刺具の穿刺点と目標点とを設定する穿刺点設定ステップと、
前記画像データ取得ステップで取得した三次元画像データから前記穿刺点と目標点とを結ぶ穿刺経路を含む第１の断層面の断層像を取得する第１断層像取得ステップと、
前記画像データ取得ステップで取得した三次元画像データから前記穿刺点と目標点とを結ぶ穿刺経路を含み、かつ前記第１の断層面に対して所定の角度をなす第２の断層面の断層像を取得する第２断層像取得ステップと、
前記画像データ取得ステップで取得した三次元画像データから前記目標点を含み、かつ前記第１および第２の断層面と所定の角度をなす第３の断層面の断層像を取得する第３断層像取得ステップと、
前記第１乃至第３の断層面の断層像を表示する断層像表示ステップと、を含むことを特徴とする穿刺治療支援方法。
【請求項２】
請求項１に記載の穿刺治療支援方法において、
前記第３の断層面と平行な第４の断層面を１乃至複数枚取得する第４断層像取得ステップをさらに備え、
前記断層像表示ステップは、第１乃至第３の断層面の断層像と共に前記第４断層像取得ステップで取得した第４の断層面の断層像を表示することを特徴とする穿刺治療支援方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の穿刺治療支援方法において、
前記第１の断層面と第２の断層面との所定の角度は９０°であることを特徴とする穿刺治療支援方法。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の穿刺治療支援方法において、
前記第１の断層面と第３の断層面との所定の角度は９０°であることを特徴とする穿刺治療支援方法。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載の穿刺治療支援方法において、
前記断層像表示ステップは、前記第３断層面の断層像の目標点に穿刺した穿刺具による凍結治療に際し、前記穿刺具による前記目標点を中心とした仮想凍結領域を併せて表示することを特徴とする穿刺治療支援方法。
【請求項６】
被検体に体外から穿刺具を穿刺してその先端を体内の目標点に到達させて所定の治療を行うことを支援する装置であって、
前記被検体の断層画像撮影で得た断層像を断層面と直交する方向に重ねて得られる三次元画像データを取得する三次元画像データ取得手段と、
前記画像データ取得手段で取得した三次元画像データに基づいて前記被検体に穿刺する穿刺具の穿刺点と目標点とを設定する穿刺点設定手段と、
前記画像データ取得手段で取得した三次元画像データから前記穿刺点と目標点とを結ぶ穿刺経路を含む第１の断層面の断層像を取得する第１断層像取得手段と、
前記画像データ取得手段で取得した三次元画像データから前記穿刺点と目標点とを結ぶ穿刺経路を含み、かつ前記第１の断層面に対して所定の角度をなす第２の断層面の断層像を取得する第２断層像取得手段と、
前記画像データ取得手段で取得した三次元画像データから前記目標点を含み、かつ前記第１および第２の断層面と所定の角度をなす第３の断層面の断層像を取得する第３断層像取得手段と、
前記第１乃至第３の断層面の断層像を表示する断層像表示手段と、を備えることを特徴とする穿刺治療支援装置。
【請求項７】
請求項６に記載の穿刺治療支援装置において、
前記第３の断層面と平行な第４の断層面を１乃至複数枚取得する第４断層像取得手段をさらに備え、
前記断層像表示手段は、第１乃至第３の断層面の断層像と共に前記第４断層像取得手段で取得した第４の断層面の断層像を表示することを特徴とする穿刺治療支援装置。
【請求項８】
請求項６または７に記載の穿刺治療支援装置において、
前記第１の断層面と第２の断層面との所定の角度は９０°とする穿刺治療支援装置。
【請求項９】
請求項６乃至８のいずれかに記載の穿刺治療支援装置において、
前記第１の断層面と第３の断層面との所定の角度は９０°とする穿刺治療支援装置。
【請求項１０】
請求項６乃至９のいずれかに記載の穿刺治療支援装置において、
前記断層像表示手段は、前記第３断層面の断層像の目標点に穿刺した穿刺具による凍結治療に際し、前記穿刺具による前記目標点を中心とした仮想凍結領域を併せて表示することを特徴とする穿刺治療支援装置。
【請求項１１】
被検体に体外から穿刺具を穿刺してその先端を体内の目標点に到達させて所定の治療を行うことを支援するコンピュータプログラムであって、
コンピュータを、
前記被検体の断層画像撮影で得た断層像を断層面と直交する方向に重ねて得られる三次元画像データを取得する三次元画像データ取得手段と、
前記画像データ取得手段で取得した三次元画像データに基づいて前記被検体に穿刺する穿刺具の穿刺点と目標点とを設定する穿刺点設定手段と、
前記画像データ取得手段で取得した三次元画像データから前記穿刺点と目標点とを結ぶ穿刺経路を含む第１の断層面の断層像を取得する第１断層像取得手段と、
前記画像データ取得手段で取得した三次元画像データから前記穿刺点と目標点とを結ぶ穿刺経路を含み、かつ前記第１の断層面に対して所定の角度をなす第２の断層面の断層像を取得する第２断層像取得手段と、
前記画像データ格納手段で格納した三次元画像データから前記目標点を含み、かつ前記第１および第２の断層面と所定の角度をなす第３の断層面の断層像を取得する第３断層像取得手段と、
前記第１乃至第３の断層面の断層像を表示する断層像表示手段と、して機能させることを特徴とする穿刺治療支援プログラム。
【請求項１２】
請求項１１に記載の穿刺治療支援プログラムにおいて、
前記コンピュータを、
前記第３の断層面と平行な第４の断層面を１乃至複数枚取得する第４断層像取得手段として機能させ、
前記断層像表示手段は、第１乃至第３の断層面の断層像と共に前記第４断層像取得手段で取得した第４の断層面の断層像を表示することを特徴とする穿刺治療支援プログラム。
【請求項１３】
請求項１１または１２に記載の穿刺治療支援プログラムにおいて、
前記第１の断層面と第２の断層面との所定の角度は９０°とすることを特徴とする穿刺治療支援プログラム。
【請求項１４】
請求項１１乃至１３のいずれかに記載の穿刺治療支援プログラムにおいて、
前記第１の断層面と第３の断層面との所定の角度は９０°とすることを特徴とする穿刺治療支援プログラム。
【請求項１５】
請求項１１乃至１４のいずれかに記載の穿刺治療支援プログラムにおいて、
前記断層像表示手段は、前記第３断層面の断層像の目標点に穿刺した穿刺具による凍結治療に際し、前記穿刺具による前記目標点を中心とした仮想凍結領域を併せて表示することを特徴とする穿刺治療支援プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検体内に穿刺具を穿刺して凍結療法等の治療を行うことを支援する方法および支援装置ならびに穿刺治療支援プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
現代の医療現場では、被検体の体内に侵入具や穿刺具など侵入、穿刺させて検査や治療などを行う装置が多く用いられている。例えば、胃カメラ、監視用光ファイバー、組織を切り取って採取する採取具、特定の部位に薬剤を注入する注入具、病巣部位に熱や電磁波などのエネルギーを照射して治療を行う治療具などである。【０００３】
こうした侵入具や穿刺具による監視用に透視像をリアルタイムで得て表示して侵入を監視する透視監視法やＸ線ＣＴ断層像をリアルタイムで得て二次元または三次元表示させて侵入を監視するＣＴ監視法がある。これら透視監視法やＣＴ監視法は、術者が画面を見ながら監視し、この監視画像から術者が位置やルートを決定確認しながら、医療を施すやり方をとる。【０００４】
ＣＴ監視法とは、侵入経路および患部をＣＴ撮影しながらリアルタイムでＣＴ画像およびまたはその三次元化した画像を表示させ、その表示画面を術者が監視しながら侵入具の侵入および治療を行う治療法を行うものである。従って、このＣＴ監視法は、複雑な部位や身体の深化した部位（肺や心臓、前立腺や膵臓等）での監視に向いている。【０００５】
ＣＴ監視法を使用した最新例として、肺癌組織などの悪性腫瘍の壊死をはかる凍結治療法がある。この凍結治療法とは、病巣部位の細胞を凍結させた後、融解させ、その融解の過程で塩濃度の差の発生等により細胞内を破壊し、細胞死に至らしめるという原理による。凍結と融解には２つの高圧ガスを使う。高圧のガスは急激に体積を膨張させると分子の種類により急激に温度を上げるものと、急激に温度を下げるものとがあり、これは物理現象の１つであるジュール−トムソン（Ｊｏｕｌｅ−Ｔｈｏｍｐｓｏｎ）効果と呼ばれる。【０００６】
そして、例えば温度を上げるガスとして高圧アルゴンガスを使用し、温度を下げるガスとして高圧ヘリウムガスを使用する。この凍結治療には、ガイドニードルとも呼ばれる中空の金属性の穿刺具を用いる。前述したＣＴ監視下で、この穿刺具を患者（被検体）に穿刺してその先端を体内の患部まで誘導し、上記２つのガスを交互に中空内からまたは中空部の先端から外部へ放出し、熱交換作用を利用して患部への凍結療法を行う。【０００７】
このような一般的な凍結治療法の文献として、以下に示すような非特許文献１がある。さらに、凍結治療法に用いる治療子を含む機械系、およびその治療のやり方と実際事例とを解説した文献として、以下に示すような非特許文献２がある。また、本発明者らは、この凍結治療法をより安全に実現可能な治療装置を発明し、既に特許出願をしている（例えば、以下の特許文献１および２など）。【０００８】
非特許文献２は、治療子となる穿刺具の穿刺状態をリアルタイムでＸ線ＣＴ装置で撮影してこれをリアルタイムで断層画像として再構成して表示させ、手技を行うとしたものである。Ｘ線ＣＴ装置は、マルチスライス撮影であり、１回で多数の断層像を得て表示させる。治療子の侵入を監視でき、患部位置への追跡、手技に沿ってほぼリアルタイムで画像としてみることができる。【０００９】
一方、この穿刺具は、先端が刃物状に突起するステンレス製の二重管（コアキシャルニードル）を使う。治療に当っては、この二重管を体表面にあてがった状態で、二重管の中心軸に沿って長く細い誘導針を挿入し、その誘導針を患部まで穿刺する。次に、その誘導針に沿って二重管を患部まで侵入させ、さらに二重管を進めて腫瘍を貫通させる。【００１０】
この後で上記誘導針を抜いて、代わりに凍結端子本体を二重管内の中空の軸に沿って挿通装填する。この際に凍結端子本体の凍結・解凍部位となる端子先端は、二重管の先端の丸みを帯びた内面に当接または近接した位置とする。凍結端子本体は高圧アルゴンガス注入口と高圧ヘリウムガス注入口へと切替バルブを介してつながる。充填確認後に切替バルブを切替えて高圧ヘリウムガスを注入し、次いで高圧アルゴンガスを注入し、凍結と解凍とを短時間で実行する。このサイクルを複数回繰返すこともある。これらの一連の動作はリアルタイムでのＣＴ画像を表示させてのＣＴ監視下で、観察確認しながら行う。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】雑誌「医学のあゆみ」（Ｖｏｌ．２０６Ｎｏ．３，２００３．７．１９）。川村他著「肺癌の凍結融解壊死療法」（Ｐ２２９〜Ｐ２３１）。
【非特許文献２】雑誌「低温医学」（３０巻、２００４）。中塚、川村他著「ＣＴ透視を用いた肺悪性腫瘍に対する経皮的凍結療法の実際」（Ｐ９〜Ｐ１５）。
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特許第４４４８８１８号公報
【特許文献２】特開２００７−１６７１０１号公報
【特許文献３】特開２００７−２０９６５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
ところで、このＣＴ画像は、穿刺具を穿刺する体表面上の穿刺点（Ｓｋｉｎ  Ｐｏｉｎｔ）と患部となる目標病巣点（Ｔｕｍｏｒ  Ｐｏｉｎｔ）を結ぶ経路（Ｓｈｏｏｔｉｎｇ  Ｒｏｕｔｅ）を、所定の一方向からのみ見た断層像であるため、穿刺具が所定の経路に沿って正確に移動しているかを正確に把握することが難しい。つまり、所定の一方向からのみ見た断層像はＸおよびＹ方向の二次元画像であるため、Ｚ方向となる断層像の視線方向のずれを把握することは難しい。【００１４】
そこで、本発明者らは、前記の特許文献３などに示すように所定の一方向から見た断層像に加えて、その断層像に対して所定の角度（例えば、９０°）ずらした第２の断層像を同時に表示する新規な治療子経路表示装置を案出した。この治療子経路表示装置によれば２つの断層像を同時に表示することでＺ方向となる断層像の視線方向のずれを把握して穿刺具を所定の経路に沿って正確に誘導することが可能となる。【００１５】
しかしながら、前記のように２つの断層像を同時に表示する方法では穿刺具を所定の経路に沿って誘導することは可能であるものの、その穿刺目標点が、腫瘍などのように所定の大きさ、形状を有する病巣部位のどの位置に当たるのかを正確に把握することは容易ではない。【００１６】
そこで、本発明はこれらの課題を解決するために案出されたものであり、その目的は、穿刺治療に際し、穿刺経路方向から見た病巣部位に対する穿刺目標点の位置を正確に把握できる新規な穿刺治療支援方法および穿刺治療支援装置ならびに穿刺治療支援装置用プログラムを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
前記課題を解決するために第１の発明は、被検体に体外から穿刺具を穿刺してその先端を体内の目標点に到達させて所定の治療を行うことを支援する方法であって、前記被検体の断層画像撮影で得た断層像を断層面と直交する方向に重ねて得られる三次元画像データを取得する画像データ取得ステップと、前記画像データ取得ステップで取得した三次元画像データに基づいて前記被検体に穿刺する穿刺具の穿刺点と目標点とを設定する穿刺点設定ステップと、前記画像データ取得ステップで取得した三次元画像データから前記穿刺点と目標点とを結ぶ穿刺経路を含む第１の断層面の断層像を取得する第１断層像取得ステップと、前記画像データ取得ステップで取得した三次元画像データから前記穿刺点と目標点とを結ぶ穿刺経路を含み、かつ前記第１の断層面に対して所定の角度をなす第２の断層面の断層像を取得する第２断層像取得ステップと、前記画像データ取得ステップで取得した三次元画像データから前記目標点を含み、かつ前記第１および第２の断層面と所定の角度をなす第３の断層面の断層像を取得する第３断層像取得ステップと、前記第１乃至第３の断層面の断層像を表示する断層像表示ステップと、を含むことを特徴とする穿刺治療支援方法である。【００１８】
このような方法によれば、２つの断層像を同時に表示することで断層像の視線方向のずれを把握して穿刺具を所定の経路に沿って正確に誘導できるだけでなく、第３の断層面の断層像を同時に表示できるため、侵入経路方向から見た病巣部位に対する穿刺具の穿刺目標点の位置を正確に把握することができる。なお、本発明でいう、断層画像撮影とは、具体的には、Ｘ線などの放射線を用いたコンピュータ断層撮影（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ  Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ：ＣＴ撮影）や磁気を用いたＭＲＩ（Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ  Ｉｍａｇｉｎｇ）断層撮影、超音波などを用いた超音波検査（Ｕｌｔｒａｓｏｎｏｇｒａｐｈｙ、ＵＳ  Ｅｃｈｏ）利用した断層撮影などをいう（以下の発明及び実施の形態でも同じである）。【００１９】
第２の発明は、第１の発明において、前記第３の断層面と平行な第４の断層面を１乃至複数枚取得する第４断層像取得ステップをさらに備え、前記断層像表示ステップは、第１乃至第３の断層面の断層像と共に前記第４断層像取得ステップで取得した第４の断層面の断層面を表示することを特徴とする穿刺治療支援方法である。このような方法によれば、第３の断層面の断層像と第４の断層面の断層面を同時または交互に表示することで侵入経路方向から見た病巣部位の大きさや形状なども正確に把握することができる。【００２０】
第３の発明は第１または第２の発明において、前記第１の断層面と第２の断層面との所定の角度は９０°であることを特徴とする穿刺治療支援方法である。このような方法によれば、侵入中において侵入経路に対する穿刺具のずれをより正確に把握できる。【００２１】
第４の発明は、第１乃至第３の発明において、前記第１の断層面と第３の断層面との所定の角度は９０°であることを特徴とする穿刺治療支援方法である。このような方法によれば、侵入経路方向から見た病巣部位に対する穿刺具の穿刺目標点の位置をより正確に把握することができる。【００２２】
第５の発明は、第１乃至第４の発明において、前記断層像表示ステップは、前記第３断層面の断層像の目標点に穿刺した穿刺具による凍結治療に際し、前記穿刺具による前記目標点を中心とした仮想凍結領域を併せて表示することを特徴とする穿刺治療支援方法である。このような方法によれば、穿刺目標点となる病巣部位（腫瘍）に対してどの程度の領域を凍結すればよいかを正確に把握することができる。【００２３】
第６の発明は、被検体に体外から穿刺具を穿刺してその先端を体内の目標点に到達させて所定の治療を行うことを支援する装置であって、前記被検体の断層画像撮影で得た断層像を断層面と直交する方向に重ねて得られる三次元画像データを取得する三次元画像データ取得手段と、前記画像データ取得手段で取得した三次元画像データに基づいて前記被検体に穿刺する穿刺具の穿刺点と目標点とを設定する穿刺点設定手段と、前記画像データ取得手段で取得した三次元画像データから前記穿刺点と目標点とを結ぶ穿刺経路を含む第１の断層面の断層像を取得する第１断層像取得手段と、前記画像データ取得手段で取得した三次元画像データから前記穿刺点と目標点とを結ぶ穿刺経路を含み、かつ前記第１の断層面に対して所定の角度をなす第２の断層面の断層像を取得する第２断層像取得手段と、前記画像データ取得手段で取得した三次元画像データから前記目標点を含み、かつ前記第１および第２の断層面と所定の角度をなす第３の断層面の断層像を取得する第３断層像取得手段と、前記第１乃至第３の断層面の断層像を表示する断層像表示手段と、を備えることを特徴とする穿刺治療支援装置である。【００２４】
このような装置によれば、第１の発明と同様に２つの断層像を同時に表示することで断層像の視線方向のずれを把握して穿刺具を所定の経路に沿って正確に誘導できるだけでなく、第３の断層面の断層像を同時に表示できるため、侵入経路方向から見た病巣部位に対する穿刺具の穿刺目標点の位置を正確に把握することができる。【００２５】
第７の発明は、第６の発明において、前記第３の断層面と平行な第４の断層面を１乃至複数枚取得する第４断層像取得手段をさらに備え、前記断層像表示手段は、第１乃至第３の断層面の断層像と共に前記第４断層像取得手段で取得した第４の断層面の断層像を表示することを特徴とする穿刺治療支援装置である。このような装置によれば、第２の発明と同様に第３の断層面の断層像と第４の断層面の断層面を同時または交互に表示することで侵入経路方向から見た病巣部位の大きさや形状なども正確に把握することができる。【００２６】
第８の発明は、第６または第７の発明において、前記第１の断層面と第２の断層面との所定の角度は９０°とする穿刺治療支援装置である。このような装置によれば、第３の発明と同様に侵入中において侵入経路に対する穿刺具のずれをより正確に把握できる。【００２７】
第９の発明は、第６乃至第８の発明において、前記第１の断層面と第３の断層面との所定の角度は９０°とする穿刺治療支援装置である。このような装置によれば、第４の発明と同様に侵入経路方向から見た病巣部位に対する穿刺具の穿刺目標点の位置をより正確に把握することができる。【００２８】
第１０の発明は、第６乃至第９の発明において、前記断層像表示手段は、前記第３断層面の断層像の目標点に穿刺した穿刺具による凍結治療に際し、前記穿刺具による前記目標点を中心とした仮想凍結領域を併せて表示することを特徴とする穿刺治療支援装置である。このような装置によれば、第５の発明と同様に穿刺目標点となる病巣部位（腫瘍）に対してどの程度の領域を凍結すればよいかを正確に把握することができる。【００２９】
第１１の発明は、被検体に体外から穿刺具を穿刺してその先端を体内の目標点に到達させて所定の治療を行うことを支援するコンピュータプログラムであって、コンピュータを、前記被検体の断層画像撮影で得た断層像を断層面と直交する方向に重ねて得られる三次元画像データを取得する三次元画像データ取得手段と、前記画像データ取得手段で取得した三次元画像データに基づいて前記被検体に穿刺する穿刺具の穿刺点と目標点とを設定する穿刺点設定手段と、前記画像データ取得手段で取得した三次元画像データから前記穿刺点と目標点とを結ぶ穿刺経路を含む第１の断層面の断層像を取得する第１断層像取得手段と、前記画像データ取得手段で取得した三次元画像データから前記穿刺点と目標点とを結ぶ穿刺経路を含み、かつ前記第１の断層面に対して所定の角度をなす第２の断層面の断層像を取得する第２断層像取得手段と、前記画像データ格納手段で格納した三次元画像データから前記目標点を含み、かつ前記第１および第２の断層面と所定の角度をなす第３の断層面の断層像を取得する第３断層像取得手段と、前記第１乃至第３の断層面の断層像を表示する断層像表示手段と、して機能させることを特徴とする穿刺治療支援プログラムである。【００３０】
このようなプログラムによれば、第１の発明と同様に２つの断層像を同時に表示することで断層像の視線方向のずれを把握して穿刺具を所定の経路に沿って正確に誘導できるだけでなく、第３の断層面の断層像を同時に表示できるため、侵入経路方向から見た病巣部位に対する穿刺具の穿刺目標点の位置を正確に把握することができる。【００３１】
第１２の発明は、第１１の発明において、前記コンピュータを、前記第３の断層面と平行な第４の断層面を１乃至複数枚取得する第４断層像取得手段として機能させ、前記断層像表示手段は、第１乃至第３の断層面の断層像と共に前記第４断層像取得手段で取得した第４の断層面の断層像を表示することを特徴とする穿刺治療支援プログラムである。このようなプログラムによれば、第２の発明と同様に第３の断層面の断層像と第４の断層面の断層面を同時または交互に表示することで侵入経路方向から見た病巣部位の大きさや形状なども正確に把握することができる。【００３２】
第１３の発明は、第１１または第１２の発明において、前記第１の断層面と第２の断層面との所定の角度は９０°とすることを特徴とする穿刺治療支援プログラムである。このようなプログラムによれば、第３の発明と同様に侵入中において侵入経路に対する穿刺具のずれをより正確に把握できる。【００３３】
第１４の発明は、第１１乃至第１３の発明において、前記第１の断層面と第３の断層面との所定の角度は９０°とすることを特徴とする穿刺治療支援プログラムである。このようなプログラムによれば、第４の発明と同様に侵入経路方向から見た病巣部位に対する穿刺具の穿刺目標点の位置をより正確に把握することができる。【００３４】
第１５の発明は、第１１乃至第１４の発明において、前記断層像表示手段は、前記第３断層面の断層像の目標点に穿刺した穿刺具による凍結治療に際し、前記穿刺具による前記目標点を中心とした仮想凍結領域を併せて表示することを特徴とする穿刺治療支援プログラムである。このようなプログラムによれば、第５の発明と同様に穿刺目標点となる病巣部位（腫瘍）に対してどの程度の領域を凍結すればよいかを正確に把握することができる。
【発明の効果】
【００３５】
本発明によれば、穿刺点と目標点とを結ぶ侵入経路を含む２つの断層像を同時に表示することで断層像の視線方向のずれを把握して穿刺具を所定の経路に沿って正確に誘導できる。また、第３の断層面の断層像を同時に表示できるため、侵入経路方向から見た病巣部位に対する穿刺具の穿刺目標点の位置を正確に把握することができる。また、第３の断層面の断層像と平行な第３の断層面の断層像を表示できるため、侵入経路方向から見た病巣部位の大きさや形状なども正確に把握することができる。また、第３断層面の断層像上に穿刺具による目標点の仮想凍結領域を併せて表示できることから、穿刺目標点となる病巣部位に対してどの程度の領域を凍結すればよいかを正確に把握することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】被検体１１０に対するＸ、Ｙ、Ｚ座標系と複数のＣＴ断層面との関係を示す説明図である。
【図２】被検体１１０に対する穿刺挿入点Ｓと穿刺目標点Ｔと断層面との関係を示す生命図である。
【図３】（Ａ）は穿刺挿入点Ｓを含む断層面Ｍｋの断層像を示す図、（Ｂ）は穿刺目標点Ｔを含む断層面Ｍｉの断層像を示す図である。
【図４】穿刺挿入点Ｓと穿刺目標点Ｔとを結ぶ穿刺経路Ｒを含むＡ断層面を示す図である。
【図５】Ａ断層面の断層像（第１の断層像）を示す図である。
【図６】穿刺挿入点Ｓと穿刺目標点Ｔとを結ぶ穿刺経路Ｒを含みかつＡ断層面に対して所定の角度αずれたＢ断層面を示す図である。
【図７】Ｂ断層面の断層像（第２の断層像）を示す図である。
【図８】穿刺目標点Ｔのみを含みかつＡ断層面に対して所定の角度ずれたＣ断層面を示す図である。
【図９】Ｃ断層面の断層像（第３の断層像）を示す図である。
【図１０】別の角度から見た被検体１１０に対するＸ、Ｙ、Ｚ座標系とＡ断層面、Ｂ断層面、Ｃ断層面との関係および穿刺挿入点Ｓ、穿刺目標点Ｔ、穿刺経路Ｒとの関係を示す模式図である。
【図１１】図１０における被検体１１０に対するＸ、Ｙ、Ｚ座標系とＡ断層面および穿刺挿入点Ｓ、穿刺目標点Ｔ、穿刺経路Ｒとの関係を示す模式図である。
【図１２】図１０における被検体１１０に対するＸ、Ｙ、Ｚ座標系とＢ断層面および穿刺挿入点Ｓ、穿刺目標点Ｔ、穿刺経路Ｒとの関係を示す模式図である。
【図１３】図１０における被検体１１０に対するＸ、Ｙ、Ｚ座標系とＣ断層面および穿刺挿入点Ｓ、穿刺目標点Ｔ、穿刺経路Ｒとの関係を示す模式図である。
【図１４】図１０におけるＡ断層面の断層像（第１の断層像）を示す図である。
【図１５】図１０におけるＢ断層面の断層像（第２の断層像）を示す図である。
【図１６】図１０におけるＣ断層面の断層像（第３の断層像）を示す図である。
【図１７】被検体の体軸方向（Ｚ方向）を軸とした複数のＣＴ断層像を示す図である。
【図１８】図１７に示す複数のＣＴ断層像から作成した三次元輪郭画像である。
【図１９】図１８における三次元画像に対するＡ断層面（ａ）、Ｂ断層面（ｂ）、Ｃ断層面（ｃ）および穿刺挿入点Ｓ、穿刺目標点Ｔ、穿刺経路（Ｓｈｏｔｉｎｇ  Ｒｏｕｔｅ）との関係を示す合成画像である。
【図２０】図１８における三次元画像に対するＡ断層面の断層像（ａ）と穿刺経路（Ｓｈｏｔｉｎｇ  Ｒｏｕｔｅ）との関係を示す図である。
【図２１】図１８における三次元画像に対するＢ断層面の断層像（ｂ）と穿刺経路（Ｓｈｏｔｉｎｇ  Ｒｏｕｔｅ）との関係を示す図である。
【図２２】図１８における三次元画像に対するＣ断層面の断層像（ｃ）と穿刺目標点Ｔとの関係を示す図である。
【図２３】Ｃ断層面の断層像（第３の断層像）における腫瘍と仮想凍結領域との関係を示す図である。
【図２４】Ａ断層面、Ｂ断層面、Ｃ断層面の各画素位置での画素値マトリックス図である。
【図２５】本発明に係る穿刺経路支援装置１２０の基本構成を示すブロック図である。
【図２６】本発明に係る穿刺経路支援方法のＡ断層面、Ｂ断層面、Ｃ断層面２を作り表示するための処理フローである。
【図２７】本発明に係る穿刺経路支援方法を利用可能な穿刺凍結治療装置５０の構成を示すブロック図である。
【図２８】穿刺凍結治療装置５０での処理フローである。
【図２９】穿刺具としての凍結端子の二重管の実施例を示す図である。
【図３０】凍結端子の具体例を示す図である。
【図３１】凍結端子による凍結と解凍とのサイクル例図である。
【図３２】穿刺凍結治療装置５０による他の処理フローである。
【図３３】本発明の他の実施の形態を示す説明図である。
【図３４】第４の断層像の一つであるＤ１断層面の一例を示す図である。
【図３５】第４の断層像の一つであるＤ２断層面の一例を示す図である。
【図３６】第４の断層像の一つであるＤ３断層面の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
次に、本発明の穿刺治療支援方法の実施の一形態を添付図面を参照しながら説明する。
図１は、マルチスキャンＣＴ撮像装置（図示せず）などで得られる被検体１１０における断層面（平面）と座標系Ｘ−Ｙ−Ｚとの関係を示す図である。断層面は体軸方向に所定のピッチで多数枚有しており、図では模式的に、Ｍｉ、Ｍｊ、Ｍｋという３つの断層面を示している。
【００３８】
断層面そのものはＸ−Ｙ座標系とし、体軸方向をＺ座標系として、被検体１１０の任意の点は、Ｘ，Ｙ，Ｚの座標系で定義できる。断層面の体軸方向でのピッチは、１ｍｍ以下、例えば１００分の１ｍｍである。断層面の画像はＣＴ計測で得たＣＴ画像であり、また、ピッチを細かくするために補間によって新断層面のＣＴ画像を得る場合もある。
【００３９】
図２は、被検体１１０に対してその外皮から体内へ穿刺具（図示せず）を穿刺挿入する際の穿刺挿入点Ｓと、その体内にある病巣部位などに設定される穿刺目標点（到達点）Ｔを示した図である。断層面Ｍｋ上のＳ点を穿刺挿入点、断層面Ｍｉ上の穿刺目標点Ｔを穿刺目標と指定した例を示している。図３（Ａ）は穿刺挿入点Ｓを設定した断層面Ｍｋの断層像、図３（Ｂ）は穿刺目標点Ｔを設定した断層面Ｍｉの断層像であり、穿刺挿入点Ｓは被検体１１０の外皮位置、Ｔ点は被検体１１０内の病巣部位に設定している。
【００４０】
図４は、穿刺挿入点Ｓと穿刺目標点Ｔとを含む新たな断層面であるＡ断層面の設定例を示した図である。このＡ断層面はマルチスキャンＣＴ撮像装置などで得られる本来のＣＴ断層面（…Ｍｉ、…Ｍｊ、…Ｍｋ、…）と非平行となっている。図５は、このＡ断層面上での算出画素値から成る断層像（第１断層像）の一例を示したものである。ここで、算出画素値とは、Ａ断層面上でのものであることから、計測したＣＴ断層面（…Ｍｉ、…Ｍｊ、…Ｍｋ、…）の画素値から算出して得たものである。この算出方法については後述する。
【００４１】
図６は、このＡ断層面と所定の角度αをなす別の新たな断層面であるＢ断層面の設定例を示した図である。このＢ断層面はＡ断層面と同じく穿刺挿入点Ｓと穿刺目標点Ｔとを含む平面であり、角度αは、例えば９０°（直交）となっている。そして、図７は、このＢ断層面の断層像（第２断層像）であり、いずれも後述するような方法で算出された画素値から算出して得られる。
【００４２】
この穿刺挿入点Ｓと穿刺目標点Ｔとを含む２つの断層面であるＡ断層面とＢ断層面との断層像（第１および第２断層像）を表示することで、穿刺挿入点Ｓから穿刺目標点Ｔに至る穿刺経路Ｒがどんなものであるか、その途中に障害物があるかがわかることになり、穿刺挿入点Ｓから穿刺目標点Ｔへの監視が可能となる。また、穿刺具の挿入角度θの設定および評価も可能となる。そして、もし、さらに別の穿刺挿入点Ｓ、穿刺目標点Ｔおよび挿入角度θの設定がよいと判断されれば、別個にこれらＳ、Ｔ、θを設定し直し、同様の表示を行って評価をすればよい。
【００４３】
さらに図８は、穿刺具の到達点である穿刺目標点Ｔのみを含み、かつＡ断層面とＢ断層面に対して所定の角度βをなすＣ断層面の設定例を示した図である。このＣ断層面は、Ａ断層面およびＢ断層面の穿刺経路Ｒを横断する平面であり、角度βは、例えば９０°（直交）となっている。そして、図９は、このＣ断層面の断層像（第３断層像）であり、後述するような方法で算出された画素値から算出して得られる。
【００４４】
図１０乃至図１６は、これらＡ、Ｂ、Ｃの３つの断層面の関係、およびその断層像をよりわかりやすく説明したものである。図１０において、符号Ｘは、例えば仰向け状態となった被検体１１０の高さ方向、Ｙは同じく仰向け状態となった被検体１１０の幅方向、Ｚは同じく仰向け状態となった被検体１１０の体軸方向を示している。また、穿刺挿入点Ｓと穿刺目標点Ｔおよびこれら各点Ｓ、Ｔを直線で結ぶ穿刺経路Ｒ（Ｓｈｏｔｉｎｇ  Ｒｏｕｔｅ）を示している。
【００４５】
図１１は、穿刺挿入点Ｓと穿刺目標点Ｔとを通る第１の新断層面であるＡ断層面を取得する例を示したものであり、また、図１２は、同じく穿刺挿入点Ｓと穿刺目標点Ｔとを通る第２の新断層面であるＢ断層面を取得する例を示したものである。そして、このＢ断層面はＡ断層面に対して、穿刺挿入点Ｓと穿刺目標点Ｔとを結ぶ穿刺経路Ｒを軸として所定の角度α（例えば、９０°）回転した平面となっている。
【００４６】
図１３は、穿刺目標点Ｔのみを含み、かつＡ断層面とＢ断層面に対して所定の角度βをなすＣ断層面（第３の断層面）の設定例を示したものであり、このＣ断層面は、Ａ断層面およびＢ断層面の穿刺経路Ｒの終点（穿刺目標点Ｔ）で所定の角度（例えば９０°）で横断するような状態の平面となっている。
【００４７】
図１４乃至図１６は、これらＡ、Ｂ、Ｃの３つの断層面の断層像の一例を示したものである。図１４は、Ａ断層面の断面像である第１の断層像の一例であり、凡そＸ軸方向から見た穿刺挿入点Ｓから穿刺目標点Ｔまでの穿刺経路Ｒと、穿刺目標点Ｔとその病巣部位Ｑの形状を示したものである。この例では、病巣部位Ｑはやや楕円形をしており、穿刺目標点Ｔはこの病巣部位Ｑの中心からやや外れた位置に設定されているのがわかる。
【００４８】
また、図１５は、Ｂ断層面の断面像である第２の断層像の一例であり、凡そＺ軸方向から見た穿刺挿入点Ｓから穿刺目標点Ｔまでの穿刺経路Ｒと、穿刺目標点Ｔとその病巣部位Ｑの形状を示したものである。この例では、病巣部位Ｑは縦長の楕円形をしており、穿刺目標点Ｔはこの病巣部位Ｑの中心からやや外れた位置に設定されているのがわかる。
【００４９】
さらに、図１６は、Ｃ断層面の断面像である第３の断層像の一例であり、凡そＹ軸方向から見た穿刺目標点Ｔとその病巣部位Ｑの形状を示したものである。この例では、病巣部位Ｑは横長の瓢箪形状をしており、穿刺目標点Ｔはこの病巣部位Ｑの中心から左側に外れた位置に設定されているのがわかる。
【００５０】
図１７は、実際の被検体の体軸方向（Ｚ方向）を軸とした実データに基づいて得られた複数のＣＴ断層像を示したものであり、図１８は、これら複数のＣＴ断層像から作成した三次元輪郭画像である。なお、図中Ｓは穿刺点（Ｓｋｉｎ  Ｐｏｉｎｔ）、Ｔは穿刺目標点（Ｔａｒｇｅｔ  Ｐｏｉｎｔ）である（以下同じ）。また、図１９は、図１８における三次元画像に対するＡ断層面（ａ）、Ｂ断層面（ｂ）、Ｃ断層面（ｃ）（Ｔｕｍｏｒ  Ｐｌａｎｅ）および穿刺挿入点Ｓ、穿刺目標点Ｔ、穿刺経路（Ｓｈｏｔｉｎｇ  Ｒｏｕｔｅ）との関係を示す合成画像である。
【００５１】
また、図２０は、図１８における三次元輪郭画像に対するＡ断層面の断層像（ａ）と穿刺経路（Ｓｈｏｔｉｎｇ  Ｒｏｕｔｅ）との関係を示したものであり、図２１は、図１８における三次元画像に対するＢ断層面の断層像（ｂ）と穿刺経路（Ｓｈｏｔｉｎｇ  Ｒｏｕｔｅ）との関係を示したものである。さらに、図２２は、図１８における三次元輪郭画像に対するＣ断層面の断層像（ｃ）と穿刺目標点Ｔとの関係を示したものである。これらの画像に示すように、複数のＣＴ断層像から得られた三次元輪郭画像に基づいて任意の部位、角度の断層像を正確に把握することができる。
【００５２】
次に、これら新たな３つの断層面であるＡ断層面、Ｂ断層面、Ｃ断層面の設定を説明する。先ず、第１の断層面であるＡ断層面と、第２の断層面であるＢ断層面の設定について説明する。これらＡ断層面とＢ断層面とが互いに直交する平面であるとすると、Ａ断層面を定めると、Ｂ断層面は１つしかなく一義的に定まる。しかし、Ａ断層面は穿刺挿入点Ｓと穿刺目標点Ｔとを含む平面であり無数に存在する。そこで、事前に、穿刺経路Ｒ上にあって侵入の障害物（例えば血管や骨など）がなく、経路監視のしやすいＡ断層面候補がいくつか存在する。一方、このいくつかの候補についてそれぞれに直交するＢ断層面候補が定まる。Ｂ断層面候補にあっても障害物が穿刺経路Ｒ上にないことが必要である。
【００５３】
こうした各候補の中で、障害物がなく、監視しやすい経路を有する平面をＡ断層面とＢ断層面として決定する。これらの決定法は、術者によって画面を見ながら行うが、ソフトウェア（穿刺治療支援用コンピュータプログラム）によって行うやり方もある。
【００５４】
ここで、Ａ断層面とＢ断層面とは必ずしも直交させなくてもよい。例えば、適切な直交平面が見いだせなかった場合には、直交平面以外の平面をＢ断層面として選ぶようにしてよい。また、直交平面以外の角度の平面が経路監視に適する場合もある。このような場合も、Ａ断層面に対応する所定の回転角度β（≠９０°）の関係にあるＢ断層面を事前に決定しておく。例えばβ＝６０°の事例では、Ａ断層面に対して２つのＢ断層面（６０°、１２０°）があり、どれかに特定する。
【００５５】
一方、Ｃ断層面を設定する場合も穿刺目標点Ｔと病巣部位Ｑとの関係を確認しやすいＡ断層面候補がいくつか存在する。そのため、Ｃ断層面とＡ断層面およびＢ断層面とは必ずしも直交させなくてもよい。例えば、適切な直交平面が見いだせなかった場合には、直交平面以外の平面をＣ断層面として選ぶようにしてよい。また、直交平面以外の角度の平面が穿刺目標点Ｔと病巣部位Ｑとの関係の確認に適する場合もある。
【００５６】
次に、これら新たな３つの断層面であるＡ断層面、Ｂ断層面、Ｃ断層面の断層像を得るための各断層面上の画素値の算出方法を図２４を用いて説明する。Ａ乃至Ｃの各断層面は、いずれもｍ&times;ｎの画素数のマトリックス構成である。この画素値算出は、マルチスキャンＣＴ撮像装置などによって取得した病巣部位Ｑを中心とした被検体１１０の三次元画像データと専用の画像処理ソフトウェア（コンピュータプログラム）とこれらを用いた情報処理装置（コンピュータシステム）によって行うことができる。
【００５７】
先ず、最初に選択したＡ断層面とＣＴ断層面とが完全に一致しない場合（一致しない場合が殆どである）、Ａ断層面とＣＴ断層面の角度は９０°以外の所定の角度γとなっている。穿刺挿入点Ｓが外皮表面であって穿刺目標点Ｔが体内部であるため、ＳとＴとを含むＡ断層面は、ＣＴ断層面に対して９０°以外の角度になるからである。そして、Ａ断層面上の画素位置をＪ，Ｋとし、ＣＴ断層面の画素位置をＸ，Ｙとし、ＣＴ断層面の体軸方向の座標をＺとし、さらにＣＴ断層面を手前からＭ１、Ｍ２、…Ｍｎとする。こうしたＣＴ断層面Ｍ１、Ｍ２、…ＭｎがＺ方向である体軸方向に並んであり、これに角度γでＡ断層面がＣＴ断層面Ｍ１、Ｍ２、…Ｍｎを切断（角度γでの交差）するような関係である。
【００５８】
そこで、その全交差位置でのＡ断層面の座標Ｊ，Ｋとそれに交差するＣＴ断層面Ｍ１、Ｍ２、…Ｍｎの座標Ｘ，Ｙに図２４の斜線画素位置のような画素値があれば、それをＡ断層面の対応座標の画素値とする。座標Ｘ，Ｙに、図２４の非斜線画素位置のように画素値がない場合が多く、この場合には座標Ｘ，Ｙの周囲２点とか４点とかの画素値から近似算出した近似画素値を座標Ｊ，Ｋの画素値とする。この算出は、平均値とするとか、距離差を考慮した比例配分値とするとかである。算出しないで、最も違い位置の画素値をそのまま利用してもよい。
【００５９】
このように被検体１１０の三次元画像データと専用の画像処理ソフトウェアと情報処理装置を用いて同様にＢ断層面とＣ断層面との画素値を算出することによって、３つの断層面であるＡ断層面、Ｂ断層面、Ｃ断層面の各断層像（第１乃至第３断層像）を得ることができる。
【００６０】
そして、本発明の穿刺治療支援方法は、前述したような穿刺凍結治療を行うに際して、通常のＣＴ断層像を表示させると共に、穿刺挿入点Ｓと穿刺目標点Ｔとを含む新たな２つの断層面（Ａ断層面とＢ断層面）に加えて穿刺目標点Ｔを含む新たな断層面（Ｃ断層面）を設定し、これら３つの断層面（Ａ乃至Ｃ断層面）の断層像を表示するようにしたものである。これによって、穿刺挿入点Ｓと穿刺目標点とを結ぶ穿刺経路Ｒを含む２つの断層面（Ａ断層面とＢ断層面）の断層像を同時に表示することが可能となるため、断層像の視線方向のずれを把握して穿刺具を所定の経路Ｒに沿って正確に誘導できる。さらに、これに加えて第３の断層面であるＣ断層面の断層像も同時に表示できるため、侵入経路Ｒ方向から見た病巣部位Ｑに対する穿刺具の穿刺目標点Ｔの位置を正確に把握することができる。
【００６１】
この結果、穿刺目標点Ｔの位置を最適な位置に設定し直したり、前記のような穿刺凍結治療などを行うに際して最適な凍結範囲を設定できるなどといった的確な治療を行うことが可能となる。例えば、図１６に示すように病巣部位Ｑが瓢箪形状で穿刺目標点Ｔがその中央部よりも左側にずれている場合には、その穿刺目標点Ｔの位置を中央部よりに設定し直したり、その穿刺目標点Ｔを中心として病巣部位Ｑの全体をカバーできるようにその凍結範囲を設定するなどといった適切な治療を行うことができる。
【００６２】
次に図２３は、Ｃ断層面の断層像（第３の断層像：Ｔｕｍｏｒ  Ｐｌａｎｅ）における腫瘍（病巣部位）と仮想凍結領域との関係を示したものである。図中Ｔは後述する穿刺具が到達する穿刺点であり、この穿刺点Ｔを中心に広がる同心円は、この穿刺点Ｔを中心とした等温線であって、後述する穿刺凍結療法（凍結治療装置）における腫瘍の仮想凍結領域を示したものである。ここで、ヘリウムガスなどを用いた実際の穿刺凍結療法では、腫瘍の凍結領域の大きさは、穿刺目標点Ｔにおける凍結時間と正の相関関係となっている。すなわち、例えば図２３（Ａ）は、凍結時間が短いため、その仮想凍結領域が腫瘍の一部となっていることを示し、図２３（Ｂ）は、凍結時間が図２３（Ａ）よりも長いため、その仮想凍結領域が腫瘍のほぼ全体に亘っていることを示している。これに対し、図２３（Ｃ）は、凍結時間が図２３（Ｂ）よりも長いため、その仮想凍結領域が腫瘍の周囲の健全な組織にまで到達していることを示している。なお、腫瘍など病床部位Ｑの最低凍結温度は約−３℃であるため、仮想凍結領域の輪郭（外縁部）は約−３℃、仮想凍結領域の中心部は約−１８０℃となる。
【００６３】
このような穿刺凍結療法における腫瘍（病巣部位Ｑ）に対する凍結領域と凍結時間との関係は、使用する凍結用の冷媒や腫瘍の種類、場所などによって予めデータとして判明している。このため、後述するような構成によってこれらの腫瘍（病巣部位）に対する凍結領域と凍結時間との関係をテータベース化しておき、前述のような方法によって得られたＣ断層面の断層像（ｃ）上に、図２３に示すような仮想凍結領域を表示することによって最適な凍結療法を支援することができる。
【００６４】
図２３の例では、図２３（Ａ）は、凍結時間が短く（例えば数分程度）仮想凍結領域が腫瘍の一部となっているため、十分な治療効果が得られない。一方、図２３（Ｂ）は、これよりも凍結時間が長く（例えば１０分前後）仮想凍結領域が腫瘍（病巣部位）のほぼ全体に亘っているため、十分な治療効果が予想される。これに対し、図２３（Ｃ）は、さらにこれよりも凍結時間が長く仮想凍結領域がさらに大きいため、腫瘍のみならず、その周囲の健全な組織にまで悪影響を及ぼすことが予想される。
【００６５】
したがって、前述したようなＣ断層像をモニター上に表示するに際して、その画像と共にその画像上に図２３に示すような腫瘍（病巣部位）と仮想凍結領域との関係を表示すれば、病巣部位の穿刺目標点Ｔのみならず、その穿刺目標点Ｔを中心とした凍結領域と凍結時間との関係をよりわかりやすく表示できるため、最適な凍結療法を支援することができる。なお、後述するように穿刺凍結療法による凍結領域は、図２３のように穿刺目標点Ｔを中心とした同心円（真円）に限られるものでなく、後述するように穿刺目標点Ｔから任意の方向に熱指向特性をもった凍結領域を設定することも可能である。
【００６６】
次に、図２５は前述したような本発明の穿刺治療支援用の被検体１１０の三次元画像データと専用の画像処理ソフトウェア（コンピュータプログラム）を組み込んだ穿刺治療支援装置（コンピュータシステム）１２０の基本システム図である。この穿刺治療支援装置１２０は、共通バス１２５に演算装置（ＣＰＵ）１２１、主記憶装置（ＲＡＭ）１２２、キーボード（ＫＢ）などの入力装置１２３、モニターなどの表示装置１２４、読み出し専用記憶装置（ＲＯＭ）１２６などの各種デバイスをつなげた構成となっている。
【００６７】
そして、ＲＯＭには操作用のオペレーティングシステム（ＯＳ）と専用の画像処理プログラム（コンピュータプログラム）などが格納されると共に、ＲＡＭ１２２には図１に示した如き予め取得された複数断層面の断層像からなる三次元画像データなどが格納され、これらをキーボード１２３の指示によりＣＰＵ１２１の働きで読み出し、画像処理プログラムによって作成された断層像をモニター１２４上に順に、または複数のモニター１２４上あるいは分割画面に各断層像を同時に表示する。そこから術者が表示画面を見て、穿刺挿入点Ｓと穿刺目標点Ｔを指示する。各断層像を順次表示させる場合には、手間がかかるため、全断層像を三次元的に表示させて、そこから穿刺挿入点Ｓと穿刺目標点Ｔを指示するやり方もある。
【００６８】
さらに図２５では、穿刺挿入点Ｓと穿刺目標点Ｔを通るＡ断層面およびＢ断層面ならびに穿刺目標点Ｔを含むＣ断層面を手動または自動にて指定する。例えば、キーボード１２３で指示する。ＣＰＵ１２１は、この指示を受けて、Ａ乃至Ｃ断層面の各断層像データＤ１、Ｄ２、Ｄ３を算出する。
【００６９】
図２６は、図２５での処理フローを示したものである。先ず、最初のステップＳ１００で三次元ＣＴ画像データを取得してメモリ１２２に格納して次のステップ１０２に移行する。ステップＳ１０２は、必要なＣＴ断層面のＣＴ断層像を順次表示させて、その中から穿刺挿入点Ｓとなるいずれかの断層面Ｍｋと、穿刺目標点Ｔとなる他のいずれかの断層面Ｍｉを選択し指示して次のステップＳ１０４に移行する。
【００７０】
ステップＳ１０４は、これら各断層面Ｍｋ、Ｍｉ上でそれぞれ穿刺挿入点Ｓと穿刺目標点Ｔを指定して次のステップＳ１０６に移行する。ステップＳ１０６では穿刺挿入点Ｓと穿刺目標点Ｔを通るＡ断層面およびこのＡ断層面に対して所定の角度αで交差するＢ断層面を指定して次のステップＳ１０８に移行する。ステップＳ１０８では指定されたこれらＡ断層面およびＢ断層面のＣＴ画素値を算出して各断層像データＤ１，Ｄ２を求めて次のステップＳ１１０に移行する。
【００７１】
ステップＳ１１０では、各断層像データＤ１，Ｄ２をＡ断層面およびＢ断層面の断層像（第１断層像、第２断層像）としてそれぞれ表示して次の判断ステップＳ１１２に移行する。そして、この判断ステップＳ１１２では、その画像を見て設定した穿刺経路Ｒが適切な経路か否かをチェックし、不適切であれば（Ｎｏ）ステップＳ１０２に戻り、適切であれば（Ｙｅｓ）これら断層面Ｍｊ、Ｍｋ、断層像データＤ１、Ｄ２およびＡ断層面、Ｂ断層面ならびに挿入角度θとして決定して次のステップＳ１１６に移行する。
【００７２】
ステップＳ１１６では、穿刺目標点Ｔのみを含みＡ断層面とほぼ直交するＣ断層面を設定し、そのＣＴ画素値を算出して断層像データＤ３を求めて最後のステップＳ１１８に移行する。そして、最後のステップＳ１１８では、この断層像データＤ３をＣ断層面の断層像（第３断層像）として表示して処理を終了する。
【００７３】
病巣部位Ｑが複数個点在している場合には、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸で見ると穿刺目標点Ｔの座標Ｘ、Ｙ、Ｚがそれぞれ異なり、Ｔ１（Ｘ、Ｙ、Ｚ）、Ｔ２（Ｘ、Ｙ、Ｚ）、Ｔ３（Ｘ３、Ｙ３、Ｚ３）、…であったりすることであり、基本的にはどれか１点を穿刺目標点として定め、他点はＣＴ監視下で穿刺具を移動させるやり方をとる。この場合、事前に穿刺挿入点Ｓと穿刺目標点Ｔ１、ＳとＴ２、ＳとＴ３の如き組合せで穿刺経路Ｒのチェックを前述の如き新断層面とそれに対応する新断層像を算出し、表示させて行い、すべての穿刺目標点Ｔに関しての障害等チェックを行うことが好ましい。
【００７４】
次に、このような穿刺経路Ｒに沿った穿刺作業工程をリアルタイムで監視するＣＴ画像の形成法について説明する。前記のような穿刺作業工程をリアルタイムで監視するためには、ＣＴ断層面Ｍ１、Ｍ２、…Ｍｎのすべてについて穿刺具の位置いかんを問わず、その都度、計測し再構成する必要はない。穿刺具の現在位置を中心とするその近辺のみの断層面のＣＴ断層像を計測・再構成し、それ以外の断層面のＣＴ断層像はそれ迄に得た過去の断層像を利用する。例えば、ある時点での穿刺具の先端位置をＺｉとしたとき、Ｚｉ近傍のｉ＝ｉ±γの幅内断層面（γは近傍値であり、数個の断層数〜数１０個の断層数となる値である）で計測を行い、断層像を得る。かくして、リアルタイム性を維持してＣＴ計測・再構成が可能となる。この場合、Ａ断層面、Ｂ断層面についてのＣＴ断層面の中でｉ＝ｉ±γの断層面がリアルタイム性を維持したＣＴ画素値を提供し、その他の断層面はその時点以前に計測・再構成したＣＴ画素値である。
【００７５】
次に、本発明の穿刺治療支援方法を実現するための凍結治療装置の一例を説明する。図２７は、この凍結治療装置５０の全体構成例図である。この凍結治療装置５０は、ＣＴスキャナ５１と、画像処理部５２と、表示部５３と、操作部５４と、駆動制御部５５と、計画部５６と、治療子（穿刺具）５７と、ガス供給部５８と、監視部５９とを主に備える。
【００７６】
ＣＴスキャナ５１と画像処理部５２と表示部５３と操作部５４とは、本来のＣＴ装置である。このＣＴ装置を利用して事前に複数の断層像を取得し、三次元画像を形成しておく。複数の断層像からさらにその隙間を埋め合わせるための補間画像を三次元画像として利用する例もある。
【００７７】
ＣＴスキャナ５１は、穿刺動作時のリアルタイムＣＴ画像を得るのにも利用する。そしてこのリアルタイム画像は、監視部５９での治療子（穿刺具）５７の穿刺動作をも併せて重ねて得ており、穿刺の追跡監視・治療監視に利用する。計画部５６は、画像処理部５２と共同して、事前に得たデータに基づいて、またはこれと治療子５７の形状（およびまたは構造）データとに基づいて穿刺開始位置（穿刺挿入点Ｓ）、治療部位（穿刺目標点Ｔ）、その治療子の進行ルート（穿刺経路Ｒ）の決定をデータ処理にて行い計画データを作成する。また、熱持性や病巣部位の物性値（生理値を含む）に基づくガス供給制御法を決定する。
【００７８】
駆動制御部５５は、計画部５６の計画データに基づいて治療子（穿刺具）５７の移動等の駆動制御ならびにガス供給部５８の供給制御を行い、凍結と解凍との交互動作を行う。監視部５９は、駆動制御の監視を行う。監視には、ＣＴ画像による監視と制御の仕組みの監視とがある。監視部５９は、表示部５３が兼務してもよい。ここで、画像処理部５２および計画部５６の一部が前記経路表示装置に相当する。この治療装置５０は、治療子として凍結端子を用いた例であり、凍結端子およびその治療装置については先に示した先願がある。
【００７９】
本発明の凍結治療装置５０は、以下の処理および動作を行う。
【００８０】
（１）先ず、前述したように穿刺具である凍結端子の穿刺挿入点Ｓと穿刺目標点Ｔ（病巣位置）とを決定する。この決定は、前述したように体軸方向（Ｚ方向）に撮影・再構成した複数のＣＴ断層像から選び、例えば断層面Ｚｉの座標位置（Ｘａ，Ｙａ）を穿刺挿入点Ｓ、断層面Ｚｊの座標位置（Ｘｂ，Ｙｂ）を穿刺目標点Ｔとする。選択の仕方は、例えばＣＴ断層像を次々に体軸方向に沿って表示させ、操作者がＺｉ、Ｚｊの断層面、およびその面上の座標としての穿刺挿入点Ｓと穿刺目標点Ｔを指定するやり方、または上記先願と同じく、体軸上に沿う三次元画像の三次元輪郭画像を見て決定する。
【００８１】
（２）穿刺挿入点Ｓと穿刺目標点Ｔとを通るＡ断層面およびそれに直交または所定の角度αをなすＢ断層面、ならびにＡ断層面に直交または所定の角度βをなし、かつ穿刺目標点Ｔのみを含むＣ断面層を決定する。これは画像処理部５２と計画部５６と用いて専用のソフトウェア（プログラム）による処理を利用する。
【００８２】
（３）駆動制御部５６の働きにより穿刺動作を開始する。その監視は、監視部５９で行う。穿刺動作の監視のために、Ｘ線ＣＴ装置によって、例えばマルチスライス計測（１回で複数断面の撮影を可能にする構造）によりＣＴ撮影・再構成を行いＣＴ断層像を得る。撮影範囲は、凍結端子（穿刺具）の先端部近傍であり、凍結端子の穿刺の進行に併せて先端位置が進行し、その進行に応じて先端部近傍を次々にＣＴ撮影・再構成を行いＣＴ断層像を得る。
【００８３】
（４）ＣＴ監視下で得た最新断層像は、監視部５９によって、メモリに記憶させた上で次々に表示部５３に表示して穿刺具の進行の監視に利用する。これと併せて、画像処理部５２と計画部５６とで、本願発明の特徴の１つである前記（２）で決定したＡ断層面、Ｂ断層面、Ｃ断層面の各平面上でのＣＴ画素値を算出し、各平面上の画素位置（座標位置）対応に埋め込み断層像データＤ１、Ｄ２、Ｄ３を取得し、これを表示装置に表示する。この３つの断層像データＤ１、Ｄ２、Ｄ３を得るに際して、凍結端子の先端近傍に含まれる複数の断層面は、リアルタイムで得た断層画像を持つものであり、それ以外の断層面はそれ以前に得られた断層画像を持つものである。ここで、以前の断層像とは、穿刺動作に入る前に撮影して得た断層像または先端位置の進行時にその先端位置よりも手前側で撮影して得た直前の断層像を含む。
【００８４】
（５）このように凍結端子の穿刺経路Ｒを最新のＣＴ断層像およびＡ断層面、Ｂ断層面、Ｃ断層面の断層像が表示されることでリアルタイムで監視できる。もし、穿刺経路Ｒをずれる様子があれば最新の断層像およびＡ断層面、Ｂ断層面、Ｃ断層面上の断層像を見て凍結端子の方向の修正が可能となる。例えば、Ａ断層面上で距離にして２ｍｍずれとかＢ断層面上で距離にして３ｍｍずれとかの判断が可能となり、それを正しい穿刺経路Ｒに戻す操作を凍結端子に対して行う。このとき凍結端子がアクチュエーターで自動的に動くのであれば、その修正動作指令を与えたり、操作者の手動で行っているのであれば、手動操作で正規経路に戻す。
【００８５】
また、Ｃ断層面上の断層像（第３断層像）も同時に見ることができるため、病巣部位Ｑの大きさ、形状、病巣部位Ｑにおける穿刺目標点Ｔの位置などもリアルタイムで正確に監視できる。この結果、後述するように穿刺目標点Ｔが最適でなかったりした場合には、再度穿刺経路Ｒや穿刺目標点Ｔを設定し直したり、凍結範囲の判断などを的確に行うことができる。
【００８６】
本発明の穿刺経路支援方法は、穿刺経路Ｒの計画作成や確認用にも使用できる。穿刺経路Ｒの計画作成や確認用では、リアルタイム性は不要であるので、すべて作成や確認のために事前に撮影・再構成した断層像を使う。こうした断層像を記憶装置に格納させた上で穿刺挿入点Ｓ、穿刺目標点Ｔとを通る２つのＡ断層面、Ｂ断層面の断層像を作成（算出）し、表示させて穿刺挿入点Ｓ、穿刺目標点Ｔとを設定する。ここで、穿刺目標点Ｔは病巣部位であるため、通常は固定であるが、前記のようにＣ断層面の断層像を見ることでその位置を修正することができる。
【００８７】
そして、穿刺目標点Ｔが設定されれば穿刺挿入点Ｓをどこに設定するかがポイントである。かかる適切な穿刺挿入点Ｓを得るためにＡ断層面、Ｂ断層面の断層像を作成表示させ、探索し確定する。以上は作成用であるが、別法により作成した穿刺挿入点Ｓ、穿刺目標点Ｔとの経路確認時にも、同様の表示を行って適切な設定であるか否かを確認できる。以上の例では、凍結端子の事例としたが、それ以外の治療子、例えば患部をはぎとってくる、検査や治療のための素子、患部の監視のために侵入する素子（超小型カメラや光ファイバー端子）、超音波は電磁波などのエネルギーを患部に照射する素子、等種々のものに適用できる。
【００８８】
図２８は、凍結端子を治療子（穿刺具）とする治療装置の処理フローを示す。最初のステップＳ２００では、ＣＴ画像データを体軸方向（Ｚ方向）に沿って複数枚（数十枚以上）取得して次のステップＳ２０２に移行する。ステップＳ２０２では、侵入用パラメータである穿刺挿入点Ｓ、治療対象である病巣部位Ｑの穿刺目標点Ｔ、挿入角度θより成る治療子パラメータを決定して次のステップＳ２０２に移行する。これはＣＴ装置による。また、事前にＣＴ装置で取得してメモリに格納した被検体１１０のメモリへの格納画像を用いることもある。次のステップＳ２０２では、本発明の穿刺経路支援装置１２０を利用して治療子（穿刺具）の操作（自動、半自動、手動）を行う。そして、最後のステップＳ２０６では、そのパラメータを用いての実際の穿刺および治療の動作を行う。治療に際しては、治療子（穿刺具）が穿刺目標点Ｔである病巣部位Ｑに到達したならば、凍結と解凍とを凍結端子の先端部で繰返させて病巣の部位Ｑの壊死を行う。この動作も自動、半自動、手動のいずれでもよい。
【００８９】
図２９は、穿刺具の１つでもある凍結端子となる治療子１００の概略図である。この治療子１００は、二重管（一重管の例もある。以下同じ。）１と凍結端子本体２およびそれにつながる管路６と、切替バルブ５と、高圧ヘリウムガス供給源３と、高圧アルゴンガス供給源４とから成る。二重管１の長さＬ１、凍結端子本体２の外部露出部の長さＬ２とすると、この治療子１００は、略（Ｌ１＋Ｌ２）の長さの直線成分と考えてよく、かかる直線成分を刃物状の最先端２０Ｂを先頭に穿刺挿入点Ｓから病巣部位Ｑの１点である穿刺目標点Ｔにまで侵入させてゆくことを想定して、そのときの挿入角度θ、穿刺挿入点Ｓ、穿刺目標点Ｔ、穿刺経路Ｒを算出できる。
【００９０】
図３０は凍結端子の具体例である。４０が凍結端子本体であり、熱伝導性の低い素材、例えば金属より成り、その内部には、熱交換機構４１を持つ。切替バルブ５を介して高圧ガスが流入し、その先端開放部４２から本体４０の内側に放出し外部へ排気を行う。ここで、符号３１、３２は各ガス毎のコックである。
【００９１】
次に、この温度特性（温度変化）について説明する。その具体例を図３１に示す。図３１（ａ）は、凍結ピーク温度と解凍ピーク温度とを同一絶対値Ｔ１（実際には凍結時−Ｔ１、解凍時＋Ｔ１）とした１サイクル例である。両者で熱エネルギーが相殺されることが好ましいため、凍結時と解凍時との（温度）&times;（時間）で定まる面積は同一面積（Ｓ１）とする。図３１（ｂ）は、凍結ピーク温度と解凍ピーク温度との絶対値をＴ１、Ｔ２（Ｔ１＞Ｔ２）とした例である。Ｔ１＞Ｔ２の故に、同一面積Ｓ１の達成のために、解凍期間を凍結期間よりも大きくとる。なお、図３１（ａ）、（ｂ）の変形例として、凍結１回、解凍２回で１サイクルの如き例もありうる。
【００９２】
図３１（ｃ）は凍結と解凍との２サイクル供与例である。３サイクル以上の例もある。なお、面積を凍結と解凍とで同一としたが、病巣の壊死という目的達成が得られるのであれば、厳密な同一性は必要ない。人間の治療部位には３８℃とかの体温がある故に、かかる体温を考慮して、実際の温度特性を定めることが多い。かかる種々の温度特性（温度変化）を実現するためには、治療子へのヘリウムとアルゴンとの両者のガス供給を、量と時間とをパラメータとして制御すればよい。
【００９３】
温度特性（温度変化）の実現化およびガス供給制御法の決定について説明する。（１）被検体１１０の病巣部位Ｑの比熱、導伝率などの熱的定数および体積重量を取り入れた病巣部位Ｑの形状などの物理的定数を考慮して、その物体の温度の時間変化を決定する。（２）被検体１１０の熱的定数、物理定数を考慮した穿刺具目標点Ｔの周辺の時間に対する温度変化を計算し、設定温度に対する動的変化または動的変化に至る設定時間を決定し得るように定める。（３）この定めた穿刺具目標点Ｔ近傍の熱的時間変化について設定目的の温度変化となる様に穿刺具の回転角を決定する。（４）各熱持性の異なる複数の穿刺具の挿入に対する、穿刺具目標点Ｔおよびその近傍周辺の熱的温度の時間変化を決定する。
【００９４】
（５）この複数の熱的方向性を有した侵入具が上記決定された幾可学的定数のもとで侵入具が到達点およびその近傍において熱的温度の時間変化を繰り返し、試験操作を行いその結果から被検体１１０への侵入開始位置、穿刺具の輪郭上の到達点、侵入方向、穿刺具の角度および回転角、穿刺挿入点Ｓから穿刺目標点Ｔまでの穿刺経路Ｒの少なくともいずれか１つを求め決定し、かつ周辺物体の温度分布および時間変化を決定する。（６）穿刺具の先端に装備された熱交換器の発熱、吸熱を切換えるガス流入路のガス切換えスイッチを到達点近傍の定められた温度変化になるようなガス量と供給シーケンス（タイミング）とのガス供給制御法を求める。治療時には、侵入用パラメータに従って穿刺を行い、穿刺目標点Ｔ到達後には上記ガス供給制御法によってガス供給を行う。
【００９５】
図３２は、温度特性を考慮した処理フローを示す。図２８に比べて、ステップＳ２０２とステップＳ２０４との間に新たなステップＳ２０３−１、Ｓ２０３−２、Ｓ２０３−３を追加したものである。ステップＳ２０３−１では、前述の温度特性の決定、およびそれに基づくガス供給制御法の算出を行う。ステップＳ２０３−２はステップＳ２０２で算出したパラメータ、温度特性、ならびにガス供給制御法に基づく治療シミュレーションを行う。シミュレーションの結果、治療効果がないとの判定であればステップＳ２０２へ戻る。治療効果があるとの判定であればステップＳ２０３−３へ進み、最終決定を行う。
【００９６】
図３３乃至図３６は本発明の他の実施の形態を示したものである。図３３に示すように本実施の形態では、第３の断層面（Ｃ断層面）の断層像（第３断層像）に加え、さらにこのＣ断層面と平行な第４の断層面（Ｄ断層面）を１枚以上取得してそのＤ断層面の断層像（第４断層像）をＣ断層面と同時または順次表示するようにしたものである。このように第３の断層面（Ｃ断層面）の断層像（第３断層像）と平行な第４の断層面（Ｄ断層面）の断層像（第４断層面）を表示することで侵入経路Ｒ方向から見た病巣部位Ｑの大きさや形状なども正確に把握することができる。
【００９７】
例えば、図３４は、図１６で示した第３の断層像（Ｃ断層面）と平行であってそのＣ断層面から数ｍｍ離れた位置の第４の断層像（Ｄ１断層面）を示したものであり、病巣部位Ｑの形状が左右に小さくなっているのがわかる。また、図３５は、図３４のＤ１断層面から数ｍｍ離れた位置の第４の断層像（Ｄ２断層面）を示したものであり、病巣部位Ｑの形状が小さくなっているのがわかる。また、図３６は、図３５のＤ２断層面からさらに数ｍｍ離れた位置の第４の断層像（Ｄ３断層面）を示したものであり、病巣部位Ｑの形状がさらに小さくなっているのがわかる。これらの複数のＤ断層面を複数のモニターに同時にまたは１つのモニターに順に表示することで、この病巣部位Ｑは、穿刺目標点（到達点）Ｔから離れる従って上下・左右方向に徐々に小さくなっていることがよくわかる。
【００９８】
これによって１回の凍結治療で穿刺目標点（到達点）Ｔを中心とした腫瘍部位の全体を凍結可能な否かなどを正確に判断できる。また、例えば２回以上に亘って腫瘍部位を凍結させる必要がある場合でも最適な穿刺目標点（到達点）Ｔを定めることができるため、より的確な凍結治療を実施することができる。なお、この第４の断層面（Ｄ断層面）の数（Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３…）やその間隔などは特に限定されるものでなく、数が多くなればなるほど、また、その間隔が狭くなるほどより正確に病巣部位の大きさや形状なども正確に把握することができる。
【符号の説明】
【００９９】
１００…治療子（穿刺具）
１１０…被検体
１２０…穿刺治療支援装置
Ｍ…断層面
Ｑ…病巣部位
Ｒ…穿刺経路
Ｓ…穿刺挿入点
Ｔ…穿刺目標点
【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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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【国際調査報告】
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