(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
３次元データから生成された医用画像上に被検体の挿入物の経路を指定する指定操作を受け付ける受付部と、
前記受付部によって受け付けられた被検体の挿入物の経路に基づいて、被検体に対する前記挿入物の挿入角度を算出する算出部と、
前記被検体上の挿入位置を投光器によって表示させるとともに、前記算出部によって算出された前記挿入角度の情報を前記投光器とは異なる指示器に対して送信することで前記指示器を制御する制御部と、
を備え、
前記指示器は、
棒状の部材によって形成され、前記部材の長手方向の角度によって被検体に対する挿入物の挿入角度を指し示す指示部と、
前記制御部から受信した前記被検体に対する挿入物の３次元的な挿入角度の情報に基づいて、前記指示部の角度を制御する制御機構と、
を有することを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項２】
前記受付部は、前記挿入物の経路として、前記挿入物の挿入位置及び標的位置の指定を受け付け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】
前記制御部は、前記被検体上の挿入位置をスライス面投光器及び正中線投光器によって表示させることを特徴とする請求項１又は２に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記スライス面投光器及び前記正中線投光器によって前記挿入位置を表示させる角度で架台装置における回転フレームを停止させることを特徴とする請求項３に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項５】
前記制御部は、架台装置における回転フレームの回転中に、前記挿入位置を表示させる角度でのみ前記正中線投光器を表示させることを特徴とする請求項３に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項６】
前記被検体の挿入物は、穿刺針、吸引用カテーテル、焼灼治療用のニードルのいずれか１つであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項７】
前記指示部は、２箇所以上の回転軸を有し、
前記制御機構は、前記２箇所以上の回転軸をそれぞれ制御することで、前記被検体に対する挿入物の３次元的な挿入角度を前記指示部に指し示させることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項８】
前記制御機構は、前記３次元データから生成された医用画像上で指定された前記挿入物の経路の情報に基づいて、前記指示部の角度を制御することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項９】
３次元データから生成された医用画像上に被検体の挿入物の経路を指定する指定操作を受け付ける受付部と、
前記受付部によって受け付けられた被検体の挿入物の経路に基づいて、被検体に対する前記挿入物の挿入角度を算出する算出部と、
前記被検体上の挿入位置を投光器によって表示させるとともに、前記算出部によって算出された前記挿入角度の情報を前記投光器とは異なる指示器に対して送信することで前記指示器を制御する制御部と、
を備え、
前記指示器は、
棒状の部材によって形成され、前記部材の長手方向の角度によって被検体に対する挿入物の挿入角度を指し示す指示部と、
前記制御部から受信した前記被検体に対する挿入物の３次元的な挿入角度の情報に基づいて、前記指示部の角度を制御する制御機構と、
を有することを特徴とする医用情報処理装置。
【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装置及び医用情報処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、Ｘ線ＣＴ装置（ＣＴ；Computed  Tomography）による撮影において、Ｘ線ＣＴ画像をほぼリアルタイムに生成して表示するＣＴ透視が行なわれている。具体的には、ＣＴ透視では、投影データの収集レートを小さくして画像再構成処理に要する時間を短くすることで、Ｘ線ＣＴ画像がリアルタイムに生成され表示される。これにより、Ｘ線ＣＴ装置は、穿刺治療などを行なう医師に対し、治療対象部位が描出されたＸ線ＣＴ画像をリアルタイムで表示することが可能となる。
【０００３】
例えば、穿刺治療においては、まず、予め収集したＸ線ＣＴ画像を用いて、穿刺の標的位置（ターゲット）や、穿刺の挿入位置（エントリーポイント）などを決定する穿刺計画が立てられ、立てられた穿刺計画に基づいて、穿刺治療が実行される。ここで、従来のＸ線ＣＴ装置では、穿刺計画で立てられた穿刺の方向を自装置が有する投光器によって表示する。しかしながら、上述した従来技術においては、穿刺治療を効率よく行なうことが困難となる場合があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２９９７４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、穿刺治療を効率よく行なうことを可能とするＸ線ＣＴ装置及び医用情報処理装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態のＸ線ＣＴ装置は、受付部と、算出部と、制御部とを備える。受付部は、３次元データから生成された医用画像上に被検体の挿入物の経路を指定する指定操作を受け付ける。算出部は、前記受付部によって受け付けられた被検体の挿入物の経路に基づいて、被検体に対する前記挿入物の挿入角度を算出する。制御部は、前記被検体上の挿入位置を投光器によって表示させるとともに、前記算出部によって算出された前記挿入角度の情報を前記投光器とは異なる指示器に対して送信することで前記指示器を制御する。前記指示器は、指示部と、制御機構とを備える。指示部は、棒状の部材によって形成され、前記部材の長手方向の角度によって被検体に対する挿入物の挿入角度を指し示す。制御機構は、前記制御部から受信した被検体に対する挿入物の３次元的な挿入角度の情報に基づいて、前記指示部の角度を制御する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の構成例を示す図である。
【図２】図２は、第１の実施形態に係る指示器の構成の一例を示す図である。
【図３】図３は、第１の実施形態に係る制御部の構成の一例を示す図である。
【図４】図４は、第１の実施形態に係る３次元の穿刺計画画面の一例を示す図である。
【図５】図５は、第１の実施形態に係る指示器２００による穿刺経路の表示の一例を説明するための図である。
【図６Ａ】図６Ａは、第１の実施形態に係る投光器１７によるエントリーポイントの表示の一例を説明するための図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、第１の実施形態に係る投光器１７によるエントリーポイントの表示の一例を説明するための図である。
【図７】図７は、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置による指示器の制御処理の一例を説明するためのフローチャートである。
【図８】図８は、第２の実施形態に係る指示器の構成の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、添付図面を参照して、本願に係る指示器、Ｘ線ＣＴ装置及び医用情報処理装置の実施形態について説明する。なお、以下の実施形態では、本願に係る指示器を備えたＸ線ＣＴ装置を一例に挙げて説明する。
【０００９】
（第１の実施形態）
まず、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１の構成について説明する。図１は、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１の構成例を示す図である。図１に示すように、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１は、架台装置１０と、寝台装置２０と、コンソール装置３０とを有する。
【００１０】
架台装置１０は、被検体ＰにＸ線を照射し、被検体Ｐを透過したＸ線を検出して、コンソール装置３０に出力する装置であり、Ｘ線照射制御部１１と、Ｘ線発生装置１２と、検出器１３と、収集部１４と、回転フレーム１５と、架台駆動部１６と、投光器１７とを有する。
【００１１】
回転フレーム１５は、Ｘ線発生装置１２と検出器１３とを被検体Ｐを挟んで対向するように支持し、後述する架台駆動部１６によって被検体Ｐを中心とした円軌道にて高速に回転する円環状のフレームである。また、回転フレーム１５は、投光器１７を支持する。
【００１２】
投光器１７は、回転フレーム１５に支持され、架台駆動部１６の制御により、被検体Ｐに対してＸ線が照射される撮影位置に可視光線を照射する。また、投光器１７は、穿刺計画で立てられた被検体Ｐの体表における穿刺針の挿入位置に可視光線を照射する。例えば、投光器１７は、スライス面（Ｘ−Ｙ平面）に可視光線を照射するスライス面投光器と、体軸に沿った正中線（Ｚ軸に沿った平面）に可視光線を照射する正中線投光器とを有する。ここで、投光器１７は、架台駆動部１６による連続駆動制御又はパルス駆動制御によって可視光線の照射が制御される。すなわち、投光器１７は、連続駆動制御によって可視光線を連続して照射し、パルス駆動制御によって可視光線を所定の時間間隔でパルス照射する。
【００１３】
Ｘ線照射制御部１１は、高電圧発生部として、Ｘ線管１２ａに高電圧を供給する装置であり、Ｘ線管１２ａは、Ｘ線照射制御部１１から供給される高電圧を用いてＸ線を発生する。Ｘ線照射制御部１１は、Ｘ線管１２ａに供給する管電圧や管電流を調整することで、被検体Ｐに対して照射されるＸ線量を調整する。
【００１４】
また、Ｘ線照射制御部１１は、ウェッジ１２ｂの切り替えを行なう。また、Ｘ線照射制御部１１は、コリメータ１２ｃの開口度を調整することにより、Ｘ線の照射範囲（ファン角やコーン角）を調整する。なお、本実施形態は、複数種類のウェッジを、操作者が手動で切り替える場合であっても良い。
【００１５】
Ｘ線発生装置１２は、Ｘ線を発生し、発生したＸ線を被検体Ｐへ照射する装置であり、Ｘ線管１２ａと、ウェッジ１２ｂと、コリメータ１２ｃとを有する。
【００１６】
Ｘ線管１２ａは、図示しない高電圧発生部により供給される高電圧により被検体ＰにＸ線ビームを照射する真空管であり、回転フレーム１５の回転にともなって、Ｘ線ビームを被検体Ｐに対して照射する。Ｘ線管１２ａは、ファン角及びコーン角を持って広がるＸ線ビームを発生する。例えば、Ｘ線照射制御部１１の制御により、Ｘ線管球１２ａは、フル再構成用に被検体Ｐの全周囲でＸ線を連続曝射したり、ハーフ再構成用にハーフ再構成可能な曝射範囲（１８０度＋ファン角）でＸ線を連続曝射したりすることが可能である。また、Ｘ線照射制御部１１の制御により、Ｘ線管球１２ａは、予め設定された位置（管球位置）でＸ線（パルスＸ線）を間欠曝射したりすることが可能である。また、Ｘ線照射制御部１１は、Ｘ線管球１２ａから曝射されるＸ線の強度を変調させることも可能である。例えば、Ｘ線照射制御部１１は、特定の管球位置では、Ｘ線管球１２ａから曝射されるＸ線の強度を強くし、特定の管球位置以外の範囲では、Ｘ線管球１２ａから曝射されるＸ線の強度を弱くする。
【００１７】
ウェッジ１２ｂは、Ｘ線管１２ａから曝射されたＸ線のＸ線量を調節するためのＸ線フィルタである。具体的には、ウェッジ１２ｂは、Ｘ線管１２ａから被検体Ｐへ照射されるＸ線が、予め定められた分布になるように、Ｘ線管１２ａから曝射されたＸ線を透過して減衰するフィルタである。例えば、ウェッジ１２ｂは、所定のターゲット角度や所定の厚みとなるようにアルミニウムを加工したフィルタである。なお、ウェッジは、ウェッジフィルタ（wedge  filter）や、ボウタイフィルタ（bow-tie  filter）とも呼ばれる。
【００１８】
コリメータ１２ｃは、後述するＸ線照射制御部１１の制御により、ウェッジ１２ｂによってＸ線量が調節されたＸ線の照射範囲を絞り込むためのスリットである。
【００１９】
架台駆動部１６は、回転フレーム１５を回転駆動させることによって、被検体Ｐを中心とした円軌道上でＸ線発生装置１２と検出器１３とを旋回させる。また、架台駆動部１６は、連続駆動制御又はパルス駆動制御により投光器１７を制御する。
【００２０】
検出器１３は、被検体Ｐを透過したＸ線を検出する２次元アレイ型検出器（面検出器）であり、複数チャンネル分のＸ線検出素子を配してなる検出素子列が被検体Ｐの体軸方向（図１に示すＺ軸方向）に沿って複数列配列されている。具体的には、第１の実施形態における検出器１３は、被検体Ｐの体軸方向に沿って３２０列など多列に配列されたＸ線検出素子を有し、例えば、被検体Ｐの肺や心臓を含む範囲など、広範囲に被検体Ｐを透過したＸ線を検出することが可能である。
【００２１】
収集部１４は、ＤＡＳ（Data  Acquisition  System）であり、Ｘ線検出器１３が検出したＸ線の検出データから、投影データを収集する。例えば、収集部１４は、検出器１３により検出されたＸ線強度分布データに対して、増幅処理やＡ／Ｄ変換処理、チャンネル間の感度補正処理等を行なって投影データを生成し、生成した投影データを後述するコンソール装置３０に送信する。例えば、回転フレームの回転中に、Ｘ線管１２ａからＸ線が連続曝射されている場合、収集部１４は、全周囲分（３６０度分）の投影データ群を収集する。また、収集部１４は、収集した各投影データに管球位置を対応付けて、後述するコンソール装置３０に送信する。管球位置は、投影データの投影方向を示す情報となる。なお、チャンネル間の感度補正処理は、後述する前処理部３４が行なっても良い。
【００２２】
寝台装置２０は、被検体Ｐを載せる装置であり、図１に示すように、寝台駆動装置２１と、天板２２とを有する。寝台駆動装置２１は、天板２２をＺ軸方向へ移動して、被検体Ｐを回転フレーム１５内に移動させる。天板２２は、被検体Ｐが載置される板である。
【００２３】
なお、架台装置１０は、例えば、天板２２を移動させながら回転フレーム１５を回転させて被検体Ｐをらせん状にスキャンするヘリカルスキャンを実行する。または、架台装置１０は、天板２２を移動させた後に被検体Ｐの位置を固定したままで回転フレーム１５を回転させて被検体Ｐを円軌道にてスキャンするコンベンショナルスキャンを実行する。または、架台装置１０は、天板２２の位置を一定間隔で移動させてコンベンショナルスキャンを複数のスキャンエリアで行なうステップアンドシュート方式を実行する。
【００２４】
コンソール装置３０は、操作者によるＸ線ＣＴ装置１の操作を受け付けるとともに、架台装置１０によって収集された投影データを用いてＸ線ＣＴ画像データを再構成する装置である。コンソール装置３０は、図１に示すように、入力装置３１と、表示装置３２と、スキャン制御部３３と、前処理部３４と、投影データ記憶部３５と、画像再構成部３６と、画像記憶部３７と、制御部３８とを有する。
【００２５】
入力装置３１は、Ｘ線ＣＴ装置１の操作者が各種指示や各種設定の入力に用いるマウスやキーボード等を有し、操作者から受け付けた指示や設定の情報を、制御部３８に転送する。例えば、入力装置３１は、操作者から、Ｘ線ＣＴ画像データの撮影条件や、Ｘ線ＣＴ画像データを再構成する際の再構成条件や、Ｘ線ＣＴ画像データに対する画像処理条件等を受け付ける。また、入力装置３１は、Ｘ線ＣＴ画像データから生成されたＣＴ画像上に穿刺針の経路（例えば、挿入位置及び標的位置など）を指定する指定操作を受け付ける。なお、穿刺針の挿入位置及び標的位置を指定する指定操作については後述する。
【００２６】
表示装置３２は、操作者によって参照されるモニタであり、制御部３８による制御のもと、Ｘ線ＣＴ画像データを操作者に表示したり、入力装置３１を介して操作者から各種指示や各種設定等を受け付けるためのＧＵＩ（Graphical  User  Interface）を表示したりする。また、表示装置３２は、穿刺計画の計画画面を表示する。
【００２７】
スキャン制御部３３は、後述する制御部３８の制御のもと、Ｘ線照射制御部１１、架台駆動部１６、収集部１４及び寝台駆動装置２１の動作を制御することで、架台装置１０における投影データの収集処理などを制御する。
【００２８】
前処理部３４は、収集部１４によって生成された投影データに対して、対数変換処理と、オフセット補正、感度補正及びビームハードニング補正等の補正処理とを行なって、補正済みの投影データを生成する。
【００２９】
投影データ記憶部３５は、前処理部３４により生成された投影データを記憶する。画像再構成部３６は、投影データ記憶部３５が記憶する投影データを用いてＸ線ＣＴ画像データを再構成する。再構成方法としては、種々の方法があり、例えば、逆投影処理が挙げられる。また、逆投影処理としては、例えば、ＦＢＰ（Filtered  Back  Projection）法による逆投影処理が挙げられる。或いは、画像再構成部３６は、逐次近似法を用いて、Ｘ線ＣＴ画像データを再構成しても良い。
【００３０】
また、画像再構成部３６は、Ｘ線ＣＴ画像データに対して各種画像処理を行なうことで、画像データを生成する。そして、画像再構成部３６は、再構成したＸ線ＣＴ画像データや、各種画像処理により生成した画像データを画像記憶部３７に格納する。画像記憶部３７は、画像再構成部３６によって生成された画像データを記憶する。
【００３１】
制御部３８は、架台装置１０、寝台装置２０及びコンソール装置３０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。具体的には、制御部３８は、スキャン制御部３３を制御することで、架台装置１０で行なわれるＣＴスキャンを制御する。また、制御部３８は、画像再構成部３６を制御することで、コンソール装置３０における画像再構成処理や画像生成処理を制御する。また、制御部３８は、画像記憶部３７が記憶する各種画像データを、表示装置３２に表示するように制御する。また、制御部３８は、本願に係る指示器に対して穿刺計画に基づく穿刺針の経路の情報を通知することで、指示器によって指示される角度を制御する。なお、この点については後に詳述する。
【００３２】
以上、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１の全体構成について説明した。かかる構成のもと、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１は、穿刺治療を効率よく行なうことを可能とする。ここで、従来技術において、穿刺治療を効率よく行なうことが困難となる場合について説明する。従来技術に係るＸ線ＣＴ装置のＣＴ透視による穿刺治療においては、２次元の穿刺計画と穿刺が一般的であり、３次元の穿刺計画が必要な場合に、穿刺治療を効率よく行なうことが困難となる。
【００３３】
例えば、従来技術に係るＸ線ＣＴ装置のＣＴ透視による穿刺治療では、ヘリカルスキャン或いはボリュームスキャンによって収集したボリュームデータから複数のアキシャル（Axial）断面のＸ線ＣＴ画像（例えば、ＭＰＲ画像など）が生成され、穿刺計画画面において、アキシャル断面のＸ線ＣＴ画像が表示される。
【００３４】
ここで、医師などの操作者は、表示されたアキシャル断面のＸ線ＣＴ画像を参照しながら、穿刺治療の治療対象部位となる標的位置（ターゲット）がよく観察できるＸ線ＣＴ画像を抽出して、抽出したＸ線ＣＴ画像上にターゲットと、穿刺針の挿入位置（エントリーポイント）とを設定することで、２つの位置を結ぶ穿刺経路を設定する。
【００３５】
このように、穿刺経路が設定されると、従来技術に係るＸ線ＣＴ装置は、投光器を制御して、被検体Ｐの体表上のエントリーポイントに対して穿刺の方向で可視光線を照射する。操作者は、照射された可視光線の情報をもとに、穿刺を実行する。
【００３６】
上述したように、従来技術に係るＣＴ透視では、２次元の断面（例えば、アキシャル断面）に沿った穿刺についてはサポートされている。しかしながら、実際には、ターゲットとエントリーポイントとの間に、重要な血管や臓器、骨などがあり、上述した２次元の穿刺計画と、穿刺だけでは対応が困難となる。すなわち、ターゲットとエントリーポイントとの間に、重要な血管や臓器、骨などがある場合には、アキシャル断面に沿って穿刺針を挿入することができないため、穿刺治療を効率よく行なうことが困難となる。そこで、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１は、以下、詳細に説明する指示器２００及び制御部３８の制御により、穿刺治療を効率よく行なうことを可能とする。
【００３７】
図２は、第１の実施形態に係る指示器２００の構成の一例を示す図である。図２に示すように、指示器２００は、基部２１０と、指示部２２０ａと、指示部２２０ｂと、回転部２３０ａと、回転部２３０ｂとを有する。基部２１０は、回転部２３０ａを介して指示部２２０ａ及び指示部２２０ｂを支持する。また、基部２１０は、図示しない受付部及び回転制御部を有し、回転部２３０ａ及び回転部２３０ｂを制御することで、指示部２２０ｂの角度を制御する。
【００３８】
具体的には、基部２１０の受付部が、制御部３８から被検体の挿入物の経路の情報を受け付ける。そして、基部２１０の回転制御部が、受付部によって受け付けられた被検体の挿入物の経路の情報に基づいて回転部２３０ａ及び回転部２３０ｂを制御することで、指示部２２０ｂに被検体の挿入物の３次元的な挿入角度を表示させる。ここで、被検体の挿入物は、例えば、穿刺針、吸引用カテーテル、焼灼治療用のニードルのいずれか１つである。なお、指示部２２０ｂによる被検体の挿入物の３次元的な挿入角度の表示の詳細については後述する。また、以下では、挿入物として穿刺針を用いる場合を例に挙げて説明する。
【００３９】
指示部２２０ａは、図２に示すように、一方の端部が回転部２３０ａを介して基部２１０と結合され、他端が回転部２３０ｂを介して指示部２２０ｂと結合される。そして、指示部２２０ａは、基部２１０の回転制御部による回転部２３０ａの制御によって図２の矢印４１の方向に回転する。すなわち、指示部２２０ａは、長手方向を回転軸として回転する。ここで、指示部２２０ａは、長手方向を回転軸として少なくとも３６０°回転する。例えば、指示部２２０ａは、一方向に３６０°回転する場合であってもよく、或いは、一方向に１８０°回転し、他方向に１８０°回転する場合であってもよい。
【００４０】
指示部２２０ｂは、図２に示すように、回転部２３０ｂを介して指示部２２０ａと結合される。そして、指示部２２０ｂは、基部２１０の回転制御部による回転部２３０ｂの制御によって図２の矢印４２の方向に回転する。すなわち、指示部２２０ｂは、回転部２３０ｂを回転軸として回転する。ここで、指示部２２０ｂは、回転部２３０ｂを回転軸として少なくとも１８０°回転する。そして、指示部２２０ｂは、回転部２３０ｂを回転軸とした回転と、指示部２２０ａの矢印４１の方向への回転に伴う向きの変化により穿刺針の挿入角度を示す。なお、穿刺針の挿入角度の表示については、後に詳述する。
【００４１】
回転部２３０ａは、基部２１０と指示部２２０ａとを結合させ、基部２１０の回転制御部の制御によって指示部２２０ａを矢印４１の方向に回転させる。回転部２３０ｂは、指示部２２０ａと指示部２２０ｂとを結合させ、基部２１０の回転制御部の制御によって指示部２２０ｂを矢印４２の方向に回転する。ここで、回転部２３０ａ及び回転部２３０ｂは、指示器２２０ａ及び指示器２２０ｂの角度を正確に制御するために、例えば、ステッピングモータや、サーボモータなどが用いられる。
【００４２】
上述したように、指示器２００は、基部２１０の回転制御部によって指示部２２０ｂが穿刺針の挿入角度を示すように制御される。ここで、指示器２００は、基部２１０の受付部によって外部から穿刺針の経路の情報が受け付けられ、受け付けられた経路の情報に基づいて、回転制御部が指示器２２０ｂの角度を制御する。例えば、受付部は、Ｘ線ＣＴ装置１の制御部３８によって通知される穿刺針の経路の情報を受け付ける。そして、回転制御部は、受け付けられた情報に基づいて回転部２３０ａ及び２３０ｂを制御することで、指示部２２０ａ及び２２０ｂの角度を制御する。
【００４３】
そこで、次に、指示器２００に穿刺針の経路の情報を通知するＸ線ＣＴ装置１の制御部３８の構成について説明する。図３は、第１の実施形態に係る制御部３８の構成の一例を示す図である。例えば、制御部３８は、図３に示すように、角度算出部３８１と、指示器制御部３８２とを有し、指示器２００を制御する。ここで、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１では、まず、予め穿刺計画用のスキャン又は事前のスキャン（穿刺計画に限らず、以前に以前に実施されたスキャンなど）が実行されることで、３次元のＸ線ＣＴ画像データ（ボリュームデータ）が収集される。例えば、Ｘ線ＣＴ装置１において、ヘリカルスキャン或いはボリュームスキャンが実施されることにより、被検体のボリュームデータが収集される。
【００４４】
そして、Ｘ線ＣＴ装置１においては、３次元の穿刺計画が実施される場合に、複数の角度からの断面画像を表示装置３２にて表示させる。図４は、第１の実施形態に係る３次元の穿刺計画画面の一例を示す図である。例えば、操作者が穿刺計画の画面（穿刺用のモード）を起動すると、表示装置３２は、図４に示すような穿刺計画の画面を表示する。そして、操作者が入力装置３１を介して、穿刺の対象となる被検体のボリュームデータを選択すると、３次元の穿刺計画のための断面画像が表示される。
【００４５】
例えば、表示装置３２は、図４の上段及び下段左側に示すように、直交３断面「コロナル（coronal）断面、アキシャル断面、サジタル（sagittal）断面」のＭＰＲ画像を表示する。一例を挙げると、制御部３８が、画像再構成部３６を制御して、ボリュームデータから直交３断面のＭＰＲ画像を生成する。そして、制御部３８が、生成されたＭＰＲ画像を表示装置３２にて表示させる。なお、図４においては、ＭＰＲ画像を示しているが、実施形態はこれに限定されるものではなく、例えば、ボリュームレンダリング（ＶＲ：Volume  Rendering）画像が表示される場合であってもよい。かかる場合には、制御部３８は、画像再構成部３６を制御して、ボリュームレンダリング画像を生成させる。
【００４６】
例えば、操作者は、表示装置３２によって表示された直交３断面のＭＰＲ画像を観察して、ターゲットとエントリーポイントを設定する。しかしながら、上述したように２次元の穿刺計画が立てられない場合には、例えば、入力装置３１が、穿刺計画を立てるための任意の断面のＭＰＲ画像を生成するための入力操作を操作者から受け付けて、表示装置３２が、生成された任意の断面のＭＰＲ画像を表示する。
【００４７】
一例を挙げると、表示装置３２は、図４の下段右側に示すように、オブリーク断面のＭＰＲ画像を表示する。なお、かかる場合においても、御部３８が、画像再構成部３６を制御して、操作者によって指定された任意の断面のＭＰＲ画像を生成する。そして、制御部３８が、生成されたＭＰＲ画像を表示装置３２にて表示させる。
【００４８】
このようにオブリーク断面のＭＰＲ画像が表示装置３２に表示されると、操作者は、入力装置３１を介してオブリーク断面のＭＰＲ画像上に穿刺針の経路を設定する。例えば、操作者は、図４の下段右側の図に示すように、ターゲット５２とエントリーポイント５１とを指定することで、穿刺経路５３を設定する。なお、上述した例では、オブリーク断面のＭＰＲ画像上で穿刺経路が設定される場合について説明したが、実施形態はこれに限定されるものではなく、例えば、直交３断面のＭＰＲ画像を用いて穿刺経路が設定される場合であってもよい。
【００４９】
かかる場合には、例えば、操作者は、図４に示す直交３断面を参照して、コロナル断面、アキシャル断面、サジタル断面それぞれの断面の位置を変えながら、ターゲットが観察しやすい断面画像を抽出する。そして、操作者は、入力装置３１を介して、抽出した断面画像上でターゲットを指定する。その後、操作者は、さらに、直交３断面を参照して、コロナル断面、アキシャル断面、サジタル断面それぞれの断面の位置を変えながら、穿刺針のエントリーポイントとして適した位置が描出された断面画像を抽出して、エントリーポイントを指定する。例えば、操作者は、標的点までの距離が短く、かつ、血管や、臓器、骨などが間にない体表にエントリーポイントを指定する。これにより、ターゲットとエントリーポイントとを結ぶ穿刺経路が設定されることとなる。
【００５０】
第１の実施形態に係る制御部３８は、上述したように設定された穿刺経路に基づいて指示器２００の角度を設定する。具体的には、角度算出部３８１は、操作者によって設定された穿刺経路の角度を算出する。より具体的には、角度算出部３８１は、架台装置１０の撮影範囲における３次元空間において、設定された穿刺経路の３次元的な角度を算出する。例えば、角度算出部３８１は、図４に示すように、穿刺経路５３が設定されると、架台装置１０の撮影範囲の３次元空間におけるエントリーポイント５１及びターゲット５２の座標から穿刺経路５３の３次元的な角度を算出する。
【００５１】
指示器制御部３８２は、角度算出部３８１によって算出された穿刺針の経路の情報を指示器２００に通知する。例えば、指示器制御部３８２は、角度算出部３８１によって算出された穿刺経路５３の３次元的な角度を指示器２００に通知する。ここで、指示器制御部３８２による指示器２００への穿刺針の経路の情報の通知は、指示器２００の設置方法によって種々異なる。例えば、指示器２００は、単体として自由に持ち運び可能な状態で用いる場合であってもよく、或いは、Ｘ線ＣＴ装置１の任意の位置に設置する場合であってもよい。
【００５２】
例えば、指示器２００が単体として自由に持ち運び可能な状態で用いられる場合には、指示器制御部３８２と指示器２００とが無線通信によって情報を送受信する。かかる場合には、指示器２００の基部２１０は、Ｘ線ＣＴ装置１と情報を送受信する通信部を備え、指示器制御部３８２が基部２１０の通信部に対して穿刺針の経路の情報（例えば、穿刺経路５３の３次元的な角度）を送信する。通信部は、穿刺針の経路の情報を受信すると、基部２１０の回転制御部に情報を通知する。回転制御部は、通知された情報に基づいて回転部２３０ａ及び２３０ｂを制御する。
【００５３】
一方、指示器２００がＸ線ＣＴ装置１に設置される場合には、指示器制御部３８２は、指示器２００の回転制御部に穿刺針の経路の情報（例えば、穿刺経路５３の３次元的な角度）を通知する。そして、回転制御部は、通知された情報に基づいて回転部２３０ａ及び２３０ｂを制御する。
【００５４】
上述したように、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１は、ＣＴ画像上に設定された穿刺針の経路の情報に基づいて、穿刺経路の３次元的な角度を算出し、算出した穿刺経路の３次元的な角度を指示器２００によって表示する。以下、指示器２００による穿刺経路の角度の表示の一例を説明する。図５は、第１の実施形態に係る指示器２００による穿刺経路の表示の一例を説明するための図である。図５においては、穿刺経路の角度の表示前後の指示器２００の状態を示す。また、図５の（Ａ）及び（Ｂ）には、それぞれ指示器２００とＸ線ＣＴ装置１の撮影範囲の３次元空間とを関係を示す。なお、図５においては、指示器２００が、単体として自由に持ち運び可能な状態で用いられる場合について示す。
【００５５】
まず、指示器２００によって穿刺経路の角度を表示させる場合には、指示器２００のキャリブレーションが行われる。すなわち、Ｘ線ＣＴ装置１の撮影範囲の３次元空間の座標に対して指示器２００の位置合わせを行う。例えば、操作者は、指示器２００を使用する位置に置き、キャリブレーション操作を行うことにより、図５の（Ａ）に示すように、基部２１０の短辺がＹ軸、長辺がＺ軸として設定され、指示部２２０ｂが基部２１０に対して垂直となる。これにより、指示部２２０ｂは、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に対して角度「０°」の状態となる。なお、キャリブレーション操作は、例えば、指示器２００又はＸ線ＣＴ装置のどちらかにキャリブレーションボタンが備えられ、それが押下されることにより実行される。
【００５６】
そして、ＣＴ画像上で穿刺経路が設定されると、基部２１０の回転制御部が、角度算出部３８１によって算出された３次元空間における穿刺経路の角度に基づいて回転部２３０ａ及び２３０ｂを制御する。例えば、図５の（Ｂ）に示すように、エントリーポイント５１及びターゲット５２が指定されて穿刺経路５３が設定されると、角度算出部３８１が、３次元空間における穿刺経路５３の角度を算出し、指示器制御部３８２が算出された穿刺経路の角度（例えば、Ｙ軸方向への角度とＺ軸方向への角度）を指示器２００に送信する。
【００５７】
指示器２００は、穿刺経路の角度を受信すると、指示部２２０ｂが受信した穿刺経路の角度を示すように、回転制御部が回転部２３０ａ及び２３０ｂを制御して、指示部２２０ａ及び２２０ｂを回転させる。例えば、図５の（Ｂ）に示すように、回転制御部は、指示部２２０ｂの角度が穿刺経路５３と同一の角度になるように回転部２３０ａを矢印４３の方向に回転させ、２３０ｂを矢印４４の方向に回転させるように制御する。これにより、指示器２００は、穿刺針の挿入角度を物理的に表示する。
【００５８】
このように、指示器２００が穿刺針の挿入角度を物理的に表示することで、３次元の穿刺計画が必要な場合であっても、操作者は、この角度と平行になるように穿刺針を挿入させるだけで正確な穿刺を行うことができ、穿刺治療を効率よく行なうことを可能にする。ここで、被検体の体表におけるエントリーポイントは、投光器１７によって示される。
【００５９】
図６Ａ及び図６Ｂは、第１の実施形態に係る投光器１７によるエントリーポイントの表示の一例を説明するための図である。例えば、図６Ａに示すように、被検体Ｐに対して穿刺経路５３が設定された場合に、エントリーポイントを示させる角度で回転フレーム１５の回転を停止させ、回転フレーム１５に設置された投光器１７が可視光線５４を連続照射することで、エントリーポイントを示させる。
【００６０】
また、例えば、図６Ｂに示すように、被検体Ｐに対して穿刺経路５３が設定された場合に、回転フレーム１５の回転中、投光器１７がエントリーポイントを示させる角度になった場合に、投光器１７が可視光線５４をパルス照射することで、エントリーポイントを示させる。
【００６１】
すなわち、操作者は、投光器１７によって示された被検体Ｐの体表のエントリーポイントから指示部２２０ｂによって指示された角度と平行に穿刺針を挿入することで、体軸方向に角度がついた３次元の穿刺を正確に行うことが可能である。なお、被検体Ｐの体表のエントリーポイントは、投光器１７によって示された可視光線の位置が用いられる場合であってもよく、或いは、可視光線の位置をマーキングしたものが用いられる場合であってもよい。
【００６２】
次に、図７を用いて、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１による指示器２００の制御処理について説明する。図７は、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１による指示器２００の制御処理の一例を説明するためのフローチャートである。
【００６３】
例えば、図７に示すように、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１においては、穿刺用のモードである場合に（ステップＳ１０１肯定）、制御部３８がＣＴ画像（例えば、直交３断面のＭＰＲ画像など）を生成し、表示装置３２に表示させる（ステップＳ１０２）。そして、角度算出部３８１は、入力装置３１を介して、ターゲットとエントリーポイントが設定されたか否かを判定する（ステップＳ１０３）。
【００６４】
ここで、ターゲットとエントリーポイントが設定された場合に（ステップＳ１０３肯定）、角度算出部３８１は、ターゲットとエントリーポイントとを結ぶ穿刺経路の角度を算出する（ステップＳ１０４）。指示器制御部３８２は、角度算出部３８１によって算出された角度を指示器２００に通知すると、基部２１０の回転制御部が指示部の角度を制御する（ステップＳ１０５）。
【００６５】
上述したように、第１の実施形態によれば、指示部２２０ａ及び指示部２２０ｂは、被検体の挿入物の挿入角度を指し示す。基部２１０は、被検体に対する挿入物の３次元的な挿入角度の情報に基づいて、指示部２２０ａ及び指示部２２０ｂの角度を制御する。従って、第１の実施形態に係る指示器２００は、指示部２２０ａ及び指示部２２０ｂによって例えば、穿刺針の３次元的な挿入角度を物理的に指し示すことができ、穿刺治療を効率よく行なうことを可能にする。
【００６６】
また、第１の実施形態によれば、被検体の挿入物は、穿刺針、吸引用カテーテル、焼灼治療用のニードルのいずれか１つである。従って、従って、第１の実施形態に係る指示器２００は、種々の挿入物に対して対応することを可能とする。
【００６７】
また、第１の実施形態によれば、指示部２２０ａ及び指示部２２０ｂは、２箇所以上の回転軸を有する。そして、基部２１０は、２箇所以上の回転軸をそれぞれ制御することで、被検体に対する穿刺針の３次元的な挿入角度を指示部２２０ａ及び指示部２２０ｂに指し示させる。従って、第１の実施形態に係る指示器２００は、３次元のあらゆる角度を指し示すことを可能にする。
【００６８】
また、第１の実施形態によれば、基部２１０は、３次元データから生成された医用画像上で指定された穿刺針の経路の情報に基づいて、指示部２２０ａ及び指示部２２０ｂの角度を制御する。従って、第１の実施形態に係る指示器２００は、従来の穿刺経路の設定を用いて３次元の穿刺治療を効率よく行うことを可能にする。
【００６９】
また、第１の実施形態によれば、入力装置３１は、３次元データから生成された医用画像上に穿刺針の経路を指定する指定操作を受け付ける。角度算出部３８１は、入力装置３１によって受け付けられた穿刺針の経路に基づいて、被検体に対する穿刺針の挿入角度を算出する。指示器制御部３８２は、角度算出部３８１によって算出された挿入角度の情報を指示器２００に対して送信することで指示器２００を制御する。従って、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１は、３次元的な穿刺治療を行う場合にも、穿刺治療を効率よく行なうことを可能にする。
【００７０】
また、第１の実施形態によれば、入力装置３１は、穿刺針の経路として、穿刺針のエントリーポイント及びターゲットの指定を受け付ける。従って、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１は、正確な穿刺経路の角度を算出することを可能にする。
【００７１】
また、第１の実施形態によれば、制御部３８は、被検体上のエントリーポイントをスライス面投光器及び正中線投光器によって表示する。従って、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１は、エントリーポイントを容易に認識させることを可能にする。
【００７２】
また、第１の実施形態によれば、制御部３８は、スライス面投光器及び正中線投光器によってエントリーポイントを表示させる角度で架台装置１０における回転フレーム１５を停止させる。従って、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１は、エントリーポイントを安定して示させることを可能にする。
【００７３】
また、第１の実施形態によれば、制御部３８は、架台装置１０における回転フレーム１５の回転中に、エントリーポイントを表示させる角度でのみスライス面投光器及び正中線投光器を表示させる。従って、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１は、回転フレーム１５が回転中であっても不要な可視光線が照射されないように制御することを可能にする。
【００７４】
（第２の実施形態）
さて、これまで第１の実施形態について説明したが、上記した第１の実施形態以外にも、種々の異なる形態にて実施されてよいものである。
【００７５】
上述した実施形態では、２つの回転部（回転軸）を有する指示器２００について説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではなく、例えば、指示器２００が３つ以上の回転部（回転軸）を有する場合であってもよい。
【００７６】
また、上述した実施形態では、基部２１０の上面に指示部２２０ａ及び２２０ｂが設けられる場合について説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではなく、例えば、基部２１０の下面に指示部２２０ａ及び２２０ｂが設けられる場合であってもよい。図８は、第２の実施形態に係る指示器２００の構成の一例を示す図である。図８に示すように、第２の実施形態に係る指示器２００は、基部２１０の下面に指示部２２０ａ及び指示部２２０ｂが設けられ、指示部２２０ｂによって穿刺経路の角度が指示される。操作者は、投光器１７によって示された被検体の体表のエントリーポイントから指示部２２０ｂによって指示された角度と平行に穿刺針を挿入する。
【００７７】
また、上述した実施形態では、指示器２００が単体で自由に持ち運び可能な状態で使用される場合について説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではなく、例えば、Ｘ線ＣＴ装置１の所定の場所に設置される場合であってもよい。かかる場合には、例えば、寝台装置２０や架台装置１０において、画像の撮影及び穿刺の手技の邪魔にならない位置であればどのような位置に設置される場合であってもよい。ここで、指示器２００は、設置される位置に応じて、基部２１０の上面に指示部２２０ａ及び２２０ｂが設けられたり、或いは、基部２１０の下面に指示部２２０ａ及び２２０ｂが設けられたりする。また、指示器２００は、設置される位置に応じて回転部の数を変更させることも可能である。
【００７８】
上述した実施形態では、Ｘ線ＣＴ装置が穿刺針の経路の角度を算出し、指示器２００に通知して制御する場合について説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではなく、例えば、ワークステーションなどの医用情報処理装置が穿刺針の経路の角度を算出し、指示器２００に通知して制御する場合であってもよい。かかる場合には、医用情報処理装置の制御部が、図３に示す角度算出部３８１及び指示器制御部３８２を有し、例えばＣＴ画像上に設定された穿刺経路の角度を算出して指示器２００に通知する。
【００７９】
以上、説明したとおり、第１の実施形態及び第２の実施形態によれば、穿刺治療を効率よく行なうことを可能とする。
【００８０】
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】
【００８１】
１  Ｘ線ＣＴ装置
３１  入力装置
３２  表示装置
３８  制御部
２００  指示器
２１０  基部
２２０ａ、２２０ｂ  指示部
２３０ａ、２３０ｂ  回転部
３８１  角度算出部
３８２  指示器制御部
【図１】
0006411094.tif 000002
【図２】
0006411094.tif 000003
【図３】
0006411094.tif 000004
【図４】
0006411094.tif 000005
【図５】
0006411094.tif 000006
【図６Ａ】
0006411094.tif 000007
【図６Ｂ】
0006411094.tif 000008
【図７】
0006411094.tif 000009
【図８】
0006411094.tif 000010