(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体における刺入針の刺し込み部位の断層画像がモニタにリアルタイムで映し出される構成を備えた断層撮影装置において、（ａ）被検体における刺入針の刺入点と目標点とを断層画像が映し出されたモニタの画面上にそれぞれを指定入力する画面入力手段と、（ｂ）画面入力手段で指定された刺入点と目標点とを用いて刺入針の刺し込み角度を算出する角度算出手段と、（ｃ）被検体に刺入針が刺し込まれる動作に伴って刺入針の刺し込み距離を検知する刺し込み距離検知手段と、（ｄ）角度算出手段により算出された刺し込み角度と刺し込み距離検知手段により検知された刺し込み距離とから天板を移動させるための距離をリアルタイムに算出する天板移動距離算出手段と、（ｅ）刺入針の刺し込み動作に伴って天板移動距離算出手段でリアルタイムに算出された天板の移動距離に従って天板の移動を制御する天板移動制御手段と、（ｆ）前記天板移動制御手段により制御されながら天板を駆動させる天板駆動手段とを備えたことを特徴とする断層撮影装置。
【請求項２】
請求項１に記載の断層撮影装置において、（ｇ）刺入針の刺し込み動作に伴って天板を移動させる状態である連動移動状態と、刺入針の刺し込み動作とは無関係に天板を自由に移動させる状態である自由移動状態とに切り換えるための操作信号を前記天板移動制御手段に与える天板駆動切り換え手段を備えたことを特徴とする断層撮影装置。
【請求項３】
請求項２に記載の断層撮影装置において、（ｈ）連動移動状態にあるときに、前記天板移動制御手段を強制的に自由移動状態に切り換える連動移動解除手段を備えたことを特徴とする断層撮影装置。
【請求項４】
請求項２または３に記載の断層撮影装置において、（ｉ）天板駆動切り換え手段によって連動移動状態から自由移動状態に切り換えられた時点の天板の位置を記憶する天板位置記憶手段を備え、かつ前記天板移動制御手段は、天板駆動切り換え手段によって自由移動状態から連動移動状態に切り換えられたときに、天板位置記憶手段に記憶された天板位置のデータを読み出し、そのデータに対応した位置に天板を移動させることを特徴とする断層撮影装置。
【請求項５】
請求項４に記載の断層撮影装置において、（ｊ）前記天板駆動切り換え手段によって天板を連動移動状態から自由移動状態に切り換えられたときに、前記天板位置記憶手段に記憶された天板位置のデータに自由移動状態に切り換えられた後から前記刺し込み距離検知手段で継続的に検知された刺入針の刺し込み距離と刺入針の刺し込み角度に基づいて、前記天板移動距離検出手段から算出される天板の移動距離を加算する移動距離加算手段を備え、かつ前記天板移動制御手段は、天板駆動切り換え手段によって自由移動状態から連動移動状態に切り換えられたときに、移動距離加算手段で算出された天板の移動距離を読み出し、その移動距離に応じた位置に天板を移動させることを特徴とする断層撮影装置。
【請求項６】
請求項５に記載の断層撮影装置において、（ｋ）刺入針の装着の有無を検知する刺入針検知手段と、（ｌ）天板が自由移動状態にあるときに、被検体から刺入針が抜き取られた状態を検知して刺入針検知手段から発信された電気信号を受信し、天板位置記憶手段に記憶された天板位置のデータと移動距離加算手段により算出された天板の移動距離とを消去して初期状態にするデータ初期化手段とを備えたことを特徴とする断層撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、被検体の体内から生検（バイオプシ検査）用の組織を採取するための生検針を被検体に刺し込む際や、被検体内の患部に制／抗癌剤などを投与するための注入針を被検体内に刺し込む際などに用いられるＸ線ＣＴ装置やＭＲＩ装置などの断層撮影装置に係り、特に生検針や注入針（以下、これらの針を総称するときは「刺入針」という）を刺し込む技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
癌検査や治療などのために被検体の体内に刺入針を刺し込んで生検用の組織を採取したり、患部に制／抗癌剤などを投与することが医療機関で実施されている。刺入針の刺し込み方式のひとつとして、例えばＸ線ＣＴ装置によるＸ線透視下で刺入針の刺し込み状況を監視しながら刺入針を刺し込む方式がある。以下、生検針を例に採って説明する。
【０００３】
この方式の断層撮影装置の場合、被検体の断層画像を予め複数枚撮影して画像メモリに蓄積する。術者はこの蓄積された断層画像をモニタに表示して、生検針の刺入点Ａと組織採取点（目標点）Ｂをモニタの画面上から入力すると、図１２、および図１３に示すように、両点Ａ、Ｂを結ぶガイドラインＧＬが表示されるとともに、ガイドラインＧＬとＣＴ断層画像の交点を示す交点マークＭＰがモニタ上に表示される。そして、ガイドラインＧＬと交点マークＭＰは、被検体Ｍに向けてＸ線管から照射されたファンビームを検出してリアルタイムにモニタ上に表示される断層画像に重畳表示される。
【０００４】
そして、術者は、モニタの断層画像上に重畳表示されるガイドラインＧＬと交点マークＭＰに沿って生検針を刺し込む。生検針の先端が断層画像の交点マークＭＰから現れると生検針の刺し込みを停止して、術者が自ら天板を少し移動させ、再度その位置から生検針を刺し込む。この作業を繰り返して組織採取点Ｂまで到達させれば、生検針の刺し込みは完了する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような構成を有する従来例の場合には、次のような問題がある。
すなわち、術者は、モニタ上に表示されるＣＴ断層画像の透視面に刺入針の先端の位置が表示されると刺入針の刺し込みを一時的に停止する。そして、術者はモニタを確認しながら天板移動レバーなどを自ら手動操作して天板を一定間隔ごとに移動させる一連の動作を行なわなければならない。つまり、天板の移動を人の感覚に頼らざるを得ず、的確に移動させることができない。つまり、刺入針の刺し込みを効率よく、かつ速やかに行なうことができないといった問題がある。
【０００６】
この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、被検体における刺入針の刺し込みを効率よく行なう断層撮影装置を実現することを主たる目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、請求項１に記載の発明は、被検体における刺入針の刺し込み部位の断層画像がモニタにリアルタイムで映し出される構成を備えた断層撮影装置において、（ａ）被検体における刺入針の刺入点と目標点とを断層画像が映し出されたモニタの画面上にそれぞれを指定入力する画面入力手段と、（ｂ）画面入力手段で指定された刺入点と目標点とを用いて刺入針の刺し込み角度を算出する角度算出手段と、（ｃ）被検体に刺入針が刺し込まれる動作に伴って刺入針の刺し込み距離を検知する刺し込み距離検知手段と、（ｄ）角度算出手段により算出された刺し込み角度と刺し込み距離検知手段により検知された刺し込み距離とから天板を移動させるための距離をリアルタイムに算出する天板移動距離算出手段と、（ｅ）刺入針の刺し込み動作に伴って天板移動距離算出手段でリアルタイムに算出された天板の移動距離に従って天板の移動を制御する天板移動制御手段と、（ｆ）前記天板移動制御手段により制御されながら天板を駆動させる天板駆動手段とを備えている。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の断層撮影装置において、（ｇ）刺入針の刺し込み動作に伴って天板を移動させる状態である連動移動状態と、刺入針の刺し込み動作とは無関係に天板を自由に移動させる状態である自由移動状態とに切り換えるための操作信号を前記天板移動制御手段に与える天板駆動切り換え手段を備えている。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の断層撮影装置において、（ｈ）連動移動状態にあるときに、前記天板移動制御手段を強制的に自由移動状態に切り換える連動移動解除手段を備えている。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項２または３に記載の断層撮影装置において、（ｉ）天板駆動切り換え手段によって連動移動状態から自由移動状態に切り換えられた時点の天板の位置を記憶する天板位置記憶手段を備え、かつ前記天板移動制御手段は、天板駆動切り換え手段によって自由移動状態から連動移動状態に切り換えられたときに、天板位置記憶手段に記憶された天板位置のデータを読み出し、そのデータに対応した位置に天板を移動させる。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の断層撮影装置において、（ｊ）前記天板駆動切り換え手段によって天板を連動移動状態から自由移動状態に切り換えられたときに、前記天板位置記憶手段に記憶された天板位置のデータに自由移動状態に切り換えられた後から前記刺し込み距離検知手段で継続的に検知された刺入針の刺し込み距離と刺入針の刺し込み角度に基づいて、前記天板移動距離検出手段から算出される天板の移動距離を加算する移動距離加算手段を備え、かつ前記天板移動制御手段は、天板駆動切り換え手段によって自由移動状態から連動移動状態に切り換えられたときに、移動距離加算手段で算出された天板の移動距離を読み出し、その移動距離に応じた位置に天板を移動させる。
【００１２】
請求項６に記載発明は、請求項５に記載の断層撮影装置において、（ｋ）刺入針の装着の有無を検知する刺入針検知手段と、（ｌ）天板が自由移動状態にあるときに、被検体から刺入針が抜き取られた状態を検知して刺入針検知手段から発信された電気信号を受信し、天板位置記憶手段に記憶された天板位置のデータと移動距離加算手段により算出された天板の移動距離とを消去して初期状態にするデータ初期化手段とを備えている。
【００１３】
〔作用〕
この発明の作用は次のとおりである。
すなわち、請求項１に記載の断層撮影装置では、被検体における刺入針の刺入点あるいは目標点が存在する断層画像をモニタに映し出しておいて、画面入力手段により、被検体における刺入針の刺入点および目標点を画面上でそれぞれ入力する。そして、刺入点と目標点の指定入力が行なわれると、直ちに刺し込み角度算出手段により、刺入針の刺し込み角度が算出される。
【００１４】
このようにして算出された刺し込み角度に基づいて、術者は刺入針を被検体に対して刺し込んでゆく。そして、この刺し込み動作に伴って、刺し込み距離検知手段により、被検体に刺し込まれた刺入針の距離がリアルタイムに検知されるとともに、この刺し込まれた距離と前記刺し込み角度とが天板移動距離算出手段に入力される。そして、天板の移動距離がリアルタイムに算出されて天板移動距離制御手段に入力されることにより、術者の刺入針の刺し込み動作に追従して天板が移動するように駆動制御される。
【００１５】
請求項２に記載の発明によれば、被検体に刺入針を刺し入れているときに、刺入針の刺し入れを一時的に停止して、刺入針を刺し入れてきた経路や、これから刺し入れようとする経路を術者が確認したいとき、術者は天板駆動切り換え手段を操作することにより、天板移動制御手段に操作信号が与えられて天板を自由移動状態に切り換える。
【００１６】
請求項３に記載の発明によれば、刺入針の刺し込みに伴って天板が移動する連動移動状態にあるとき、緊急状態により天板駆動切り換え手段を操作しても連動移動状態から自由移動状態に切り換えることができない場合がある。このようなときに、連動移動解除手段を操作することにより、天板駆動切り換え手段から天板移動制御手段に与えられる連動移動状態の操作信号が強制的にキャンセルされて自由移動状態に切り換えられる。
【００１７】
請求項４に記載の発明によれば、天板駆動切り換え手段によって天板を連動移動状態から自由移動状態に切り換えられたとき、この時点の天板の位置が天板位置記憶手段に記憶される。天板が自由移動状態に切り換えられた後、術者は刺し入れ経路の確認などを行う。刺入針の刺し入れを再開するとき、術者は天板駆動切り換え手段を操作することにより、天板を自由移動状態から連動移動状態に切り換える。連動移動状態に切り換えられると、天板移動制御手段は、天板位置記憶手段に記憶された天板位置のデータを読み出し、そのデータに対応した位置に天板を移動させる。これにより、刺入針の刺し入れを一時的に停止したときにモニタに映し出されていた断層画像と同じ位置の断層画像がモニタに映し出される。術者はモニタに映し出された断層画像を見ながら刺入針の刺し入れを再開することができる。
【００１８】
請求項５に記載の発明によれば、天板を連動移動状態から自由移動状態に切り換えられた時点から、手動操作により刺し込まれた刺入針の刺し込み距離が刺し込み距離検知手段により継続的に検知される。そして、検知された刺し込み距離と刺し込み角度に基づいて天板移動距離算出から天板の移動した距離が算出される。そして、移動距離加算手段で連動移動状態から自由移動状態に切り換えられたときに、天板位置記憶手段に記憶された天板位置のデータに前記移動距離加算手段で算出された天板の移動距離が加算される。そして、自由移動状態から連動移動状態に切り換えられたときに、前記算出された天板の移動距離を前記天板移動制御手段が読み出し、その移動距離に応じた位置に天板を移動修正させる。
【００１９】
請求項６に記載の発明によれば、天板を自由移動状態に切り換えた後に、術者が被検体から刺入針を抜き取ると、刺入針が装着されていない状態を検知した刺入針検知手段からデータ初期化手段に電気信号が送られる。そして、電気信号を受けたデータ初期化手段では、天板を連動移動状態から自由移動状態に切り換えた時点の天板の位置データと前記移動距離加算手段で算出された天板の移動距離とが消去される。つまり、一旦刺入針が被検体から抜き取られると、刺入針の刺し入れが開始されてからの累積的な情報が消去され、その時点が刺入針を刺し入れる初期位置とされる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
〈第１実施例〉
この発明の一実施例の構成および機能について図面を参照して説明する。
図１はこの発明に係る断層撮影装置の一実施形態であるＸ線ＣＴ装置の全体構成を示すブロック図である。なお、以下では生検針Ｋを被検体Ｍに刺し入れる場合について説明するが、この発明は被検体内の患部に制／抗癌剤を投与するための注入針を被検体Ｍに刺し入れる場合にも適用することができる。
【００２１】
実施例のＸ線ＣＴ装置は、図１に示すように、被検体Ｍを載置する可動式の天板１と、被検体Ｍを挟んで対向するように配置されたＸ線管２およびＸ線検出器３からなる撮像系とを備えている。また、Ｘ線管２およびＸ線検出器３を対向した状態を維持したままで被検体Ｍの体軸のまわりを矢印ＲＡが示す向きに回転させる撮像系回転駆動部４を備えている。
【００２２】
天板１は被検体Ｍを載せたままで前後方向などに移動可能な構成になっている。この天板１の移動は天板駆動部５により行われる。
Ｘ線管２は、回転中、高電圧発生器などを含む照射制御部６のコントロールにより、管電圧・管電流等の設定照射条件に従って被検体ＭにファンビームＦＢを照射する構成となっている。
【００２３】
Ｘ線検出器３は、例えば１０００個前後のＸ線検出素子３ａがファンビームＦＢの広がりに沿って配列されている多チャンネル式の検出器である。Ｘ線管２と一緒に回転するＸ線検出器３からは、Ｘ線管２からのファンビームＦＢの照射に伴ってＸ線検出データが出力される構成となっている。
【００２４】
実施例装置の撮像系には、Ｘ線管２とＸ線検出器３が固定されている回転リング７と、プーリ８ａおよびベルト８ｂからなるリング回転機構８とが設けられていて、撮像系回転駆動部４のコントロールによりリング回転機構８が回転リング７を回すのに伴って、Ｘ線管２とＸ線検出器３とが連動回転する構成となっている。
なお、これら撮像系回転駆動部４や天板駆動部５あるいは照射制御部６による基本的なコントロールは、いずれも、操作卓９などからの入力操作等に伴って撮影制御部１０から適時に送出される指令信号に従って行われる。
【００２５】
また、実施例装置の場合、Ｘ線管２によるファンビームＦＢの照射に伴ってＸ線検出器３から出力されるＸ線検出データは、データ収集部（ＤＡＳ）１１により収集された後、データをデジタル化するＡＤ変換部１２へ送られる。さらにＡＤ変換部１２の後には、Ｘ線検出データを記憶する検出データメモリ１３およびＸ線検出データに基づき３次元画像再構成処理を行う画像再構成部１４や作成されたＸ線ＣＴ断層画像を一時的に記憶するＣＴ断層画像メモリ１５の他、ＣＴ断層画像を画面表示するモニタ１６が配設されている。
【００２６】
実施例装置の撮像系では、図２および図３に示すように、ガントリＧの内の撮像中心を原点ＣとするＸＹＺ直交座標が装置座標として設定されている。被検体ＭをＸ線撮影する場合、被検体Ｍの体軸をＺ軸に合わせるようにして被検体Ｍを天板１に載置した後、ファンビームＦＢが、図２に示すように、原点Ｃの位置においてＸＹ平面に合う形で照射される結果、ＸＹ平面と一致する被検体Ｍの横断面についてのＣＴ断層画像が得られることになる。
【００２７】
したがって、図３に示すように、天板１を矢印ＲＢが示すＺ軸方向に沿って移動させ、例えば、被検体Ｍにおける現在位置を示す各Ｚ座標Ｚ１，・・Ｚｎを原点Ｃの位置にそれぞれ合わせてゆけば、被検体Ｍの（体軸に垂直な）任意の各横断面Ｄ１，・・ＤｎのＣＴ断層画像を次々と得ることができる。
なお、ＣＴ断層画像を映し出すモニタ１６の画面座標の中心は、装置座標の原点Ｃと一致するように対応付けられてもいる。
【００２８】
そして、この実施例装置は、被検体内から生検用組織を採取する生検針Ｋを被検体Ｍに刺し込む際に用いるのに有用な様々な特徴的構成を備えている。
すなわち、実施例装置は、被検体Ｍにおける生検針刺入点Ａおよび組織採取点（目標点）ＢをＣＴ断層画像が映し出されたモニタ１６の画面上で指定入力するマウス（画面入力手段）１７を備えている。また、マウス１７で指定入力された生検針刺入点Ａと組織採取点Ｂに基づいて生検針Ｋの刺し込み角度を算出する角度算出部１８（角度算出手段）と、生検針Ｋの刺し込み角度に従って生検針Ｋの刺し込みに伴い生検針Ｋの刺し込み距離をリアルタイムで検知する回転式エンコーダ２５（刺し込み距離検知手段）と、刺し込み角度と刺し込み距離とから天板１の移動距離を算出する天板移動距離算出部２０（天板移動距離算出手段）と、この算出された天板１の移動距離に基づいて天板１を移動制御する天板移動制御部２１（天板移動制御手段）とを備えている。
なお、ここでは、図２および図３に示すように、生検針刺入点Ａは現在のＺ座標Ｚ１の横断面Ｄ１の外縁にあり、組織採取点Ｂは現在のＺ座標Ｚｎの横断面Ｄｎの真中付近にあるものとする。
【００２９】
生検針刺入点Ａを画面入力する場合は、図４に示すように、横断面Ｄ１のＣＴ断層画像をモニタ１６の画面に映し出しておいて、マウス１７を操作してカーソルを生検針刺入点Ａの位置に合わせてクリックする。そうすると、撮影制御部１０によりモニタ１６の画面上での画面入力点から生検針刺入点ＡのＸ，Ｙ座標（Ｘ１，Ｙ１）が読み取られるとともに、天板位置検出部１９から送られてくる原点Ｃに対する天板１の変位量から生検針刺入点ＡのＺ座標（Ｚ１）が読み取られる。読み取られた生検針刺入点Ａの３座標は角度算出部１８へ送られる。
【００３０】
組織採取点Ｂを画面入力する場合は、図５に示すように、横断面ＤｎのＣＴ断層画像をモニタ１６の画面に映し出しておいて、マウス１７を操作してカーソルを組織採取点Ｂの位置に合わせてクリックする。そうすると、撮影制御部１０によって、モニタ１６の画面上での画面入力点から組織採取点ＢのＸ，Ｙ座標（Ｘｎ，Ｙｎ）が読み取られるとともに、天板位置検出部１９から送られてくる原点Ｃからの天板１の変位量から組織採取点ＢのＺ座標（Ｚｎ）が読み取られる。読み取られた組織採取点Ｂの３座標は角度算出部１８へ送られる。以下、理解し易いように、ＹＺ平面について記述する。
【００３１】
生検針刺入点Ａと組織採取点Ｂとの各座標に基づき術者が生検針Ｋを刺し込み易いように、生検針Ｋの刺し込み角度θYZが直ちに算出されて、モニタ１６上に表示される。この表示された角度θYZに基づいて、図６に示すように、ベット基台Ｂに取り付けられた生検針固定部２３の生検針Ｋを挿入する保持器具２４の角度がθYZに調整される。
【００３２】
一方、保持器具２４には生検針Ｋが挿入されており、生検針Ｋのグリップ部Ｈに被検体Ｍに刺し込む生検針Ｋの距離を検知する回転式エンコーダ２５が接触している。つまり、生検針Ｋが被検体Ｍに刺し込まれる動作に追従して回転部２６が回転し、その回転数を累積加算して生検針Ｋの刺し込み距離ＬYZがリアルタイムに検知される。そして、検知された距離ＬYZは天板移動距離算出部２０に送られる。
なお、この発明において、刺し込み距離検知手段は回転式エンコーダ２５に限られず、非接触タイプの光学エンコーダ、３次元磁気位置検出方式、生検針保持器具に付属した保持アーム長・角度検出による３次元位置検出方式などであってもよい。
【００３３】
天板移動距離算出部２０では、図７に示すように、先に算出された生検針Ｋの刺し込み角度θYZと被検体Ｍに刺し込まれている生検針Ｋの距離ＬYZとの関係から、生検針Ｋの先端がＣＴ透視面に現れるまでの距離ＬZ がＬZ ＝ＬYZ・ｃｏｓθYZなる式でリアルタイムに算出され、天板移動制御部２１に送られる。
【００３４】
さらに、天板移動距離制御部２１では、天板移動距離算出部２０で算出された距離ＬZ だけ天板１を移動させる。その結果、モニタ１６に表示されるＣＴ透視面上に生検針Ｋの針先Ｋａが現れる。つまり、術者は、モニタ１６に表示される、針先Ｋａが映ったＣＴ透視面を見ながら継続的に生検針Ｋの刺し込みを行なう。一方、天板１は、術者の生検針Ｋの刺し込みに応じて算出された距離ＬZ だけ生検針Ｋの刺し込み方向（＋Ｚ）とは逆方向（−Ｚ）に移動される。そして、生検針Ｋの針先Ｋａが組織採取点Ｂに到達するまで生検針Ｋの刺し込みと天板１の移動の相反する動作が繰り返し行われる。すなわち、術者は天板１の操作を必要とせず、生検針Ｋの刺し込みに集中することができる。
【００３５】
なお、この実施例装置の場合、画像再構成部１４や各算出部１８，２０，制御部２１はコンピュータおよびその作動プログラム（ソフトウエア）を中心に構成されている。
【００３６】
次に、以上に述べた構成を有する実施例装置を用いて、ＣＴ透視下において被検体Ｍに生検針Ｋを刺し込んで組織を採取する際の装置動作を、図面を参照しながら説明する。図９は生検針Ｋを使って行う組織採取の進行状況を示すフローチャートである。
【００３７】
〔ステップＳ１〕生検用組織の採取対象である被検体Ｍを天板１の上に載せてＺ軸方向に移動させながらファンビームＦＢを照射するとともに、被検体Ｍの横断面のＣＴ断層画像をモニタ１６に例えば８画像／１秒の高速レートで表示してＣＴ透視を開始する。
【００３８】
〔ステップＳ２〕図４に示すように、生検針刺入点Ａのある横断面Ｄ１のＣＴ断層画像がモニタ１６の画面に表示されたところで、天板１の移動を一時的に止め、マウス１７の操作で生検針刺入点Ａをクリックして入力した後、再び、天板１を移動させる。
【００３９】
〔ステップＳ３〕図５に示すように、組織採取点Ｂのある横断面ＤｎのＣＴ断層画像がモニタ１６の画面に表示されたところで、天板１の移動を一時的に止め、マウス１７の操作で組織採取点Ｂをクリックして入力する。
【００４０】
〔ステップＳ４〕両点Ａ，Ｂの指定に伴って、生検針Ｋの刺し込み角度θYZがモニタ１６の画面に表示され、この表示に従って生検針固定部２３の保持器具２４の角度が調整される。
【００４１】
〔ステップＳ５〕天板１を横断面Ｄ１のＣＴ断層画像がモニタ１６の画面に表示される位置まで戻して、生検針Ｋの差し込みを開始する。
【００４２】
〔ステップＳ６〕生検針Ｋの刺し込みと同時に回転式エンコーダ２５が生検針Ｋの刺し込み距離ＬYZをリアルタイムで算出するとともに、天板１の移動距離ＬZ も算出する。
【００４３】
〔ステップＳ７〕算出された移動距離ＬZ に基づいて天板１が自動制御されながら生検針Ｋの刺し込みと同期して移動する。
【００４４】
〔ステップＳ８〕生検針Ｋの針先Ｋａが組織採取点Ｂに達するまで、ステップ７が繰り返される。生検針Ｋの針先Ｋａが組織採取点Ｂに達すれば、ステップＳ９へ進む。
【００４５】
〔ステップＳ９〕バイオプシ検査用の組織採取に必要な処置を行う。
【００４６】
〔ステップＳ１０〕組織採取に必要な処置が済めば、速やかに生検針Ｋを引き抜くとともに、ＣＴ透視を適時に停止する。
【００４７】
〔ステップＳ１１〕天板１から被検体Ｍを降ろせば、生検用の組織採取処置は完了したことになる。
【００４８】
以上に述べた実施例のＸ線ＣＴ装置によれば、術者が、モニタ１６の画面上に生検針刺入点Ａと組織採取点Ｂを入力すれば被検体Ｍに対する生検針Ｋの刺し込み角度が算出される。そして、術者は生検針Ｋを挿入する保持器具２４の角度を調整して生検針Ｋを刺し込むだけで、生検針Ｋの先端が常にＣＴ透視面で確認できるように天板１が自動制御されて移動する。その結果、術者は、モニタ１６のみに集中して生検針Ｋを刺し込むことができるので、生検針Ｋを組織採取点Ｂに正確、かつ速やかに到達させることができる。
【００４９】
〈第２実施例〉
第２実施例に係る断層撮影装置を図面を参照しながら説明する。
図９は第２実施例のＸ線ＣＴ装置の全体構成を示すブロック図である。第２実施例のＸ線ＣＴ装置は、図９に示すように、先の実施例の構成に加えて天板駆動切り換え部２７（天板駆動切り換え手段）と、天板位置メモリ２８（天板位置記憶手段）と、連動移動解除部２９（連動移動解除手段）とを備えている他は、先の第１実施例と同一の構成と効果を有する装置であるので、説明の重複を避けるために、相違する点のみを説明する。
【００５０】
第１実施例の装置では、生検針の刺し込み距離に応じて天板が移動することにより、ＣＴ透視面が変位するようになっているので、生検針の刺し入れと無関係に天板を移動させることができない。しかし、被検体に生検針を刺し入れているときに、生検針の刺し入れを一時的に停止して、生検針を刺し入れてきた経路や、これから刺し入れようとする経路を術者が確認したいときがある。このようなときに生検針の刺し入れと無関係に天板を移動させることができなければ、刺し入れ経路などの確認を行うことができないという不都合が生じる。また、刺し入れる経路を確認した後に、生検針の刺し入れを再開するときに、生検針の針先が映っている元のＣＴ透視面が表示されるように天板を迅速に戻せなければ不便である。また、生検針の刺し込み距離に応じて天板が移動する状態にあるとき、装置の故障などの緊急状態により、術者が自ら天板を自由に移動させることができない場合がある。つまり、このような場合、被検体が天板に載置された状態でガントリ内に閉じ込められる可能性がある。第２実施例の装置は、このような不都合や不便さを解消するために、天板駆動切り換え部２７と天板位置メモリ２８、および連動移動解除部２９とを備えている。
【００５１】
天板駆動切り換え部２７は、生検針Ｋの刺し込み動作に伴って天板１を移動させる状態である連動移動状態と、生検針Ｋの刺し込み動作とは無関係に天板１を自由に移動させる状態である自由移動状態とに切り換えるためのものである。この天板駆動切り換え部２７は、ボタンやレバーなどのスイッチで構成されており、生検針Ｋを刺し込んでいる術者が操作しやすいようになっている。
【００５２】
板位置メモリ２８は、天板駆動切り換え部２７によって天板１が連動移動状態から自由移動状態に切り換えられた時点の天板の位置を記憶する。
【００５３】
連動移動解除部２９は、装置の故障などの緊急状態により、天板１の連動移動状態を直ちに解除しなければならないとき、強制的に連動移動状態を解除して自由移動状態に切り換えるものである。つまり、連動移動解除部２９は、ボタンやレバーなどのスイッチを備えたパルス信号発生器で構成されており、スイッチを操作するとパルス信号を発生して天板移動制御部２１に与える。そして、天板移動制御部２１の連動移動状態をキャンセルさせる。なお、この実施例では、連動移動解除部２９をパルス発生器を備えた電気的な構成としているが、トリガー機構を備え、天板１の連動移動状態を強制的に解除させる機械的機構であってもよい。
【００５４】
このような構成を備えた第２実施例装置によれば、生検針Ｋの刺し入れを一時的に停止して、生検針Ｋの刺し入れ経路などの術者が確認したいとき、術者は天板駆動切り換え部２７を操作することにより、天板１の移動状態を連動移動状態から自由移動状態に切り換える。これにより天板１は生検針Ｋの刺し入れとは無関係に手動操作により、あるいは駆動機構により自由に移動させることができる状態になる。天板１が自由移動状態に切り換えられると、そのときに天板位置検知部１９によって検知された天板１の位置が天板位置メモリ２８に記憶される。
【００５５】
天板１が自由移動状態に切り換えられた後、術者は刺し入れ経路の確認などを行う。生検針Ｋの刺し入れを再開するとき、術者は天板駆動切り換え部２７を操作することにより、天板１を自由移動状態から連動移動状態に切り換える。連動移動状態に切り換えられると、天板移動制御部２１は、天板位置メモリ２８に記憶された天板位置のデータを読み出し、そのデータに対応した位置に天板１を移動させる。これにより、生検針Ｋの刺し入れを一時的に停止したときにモニタ１６に映し出されていた断層画像と同じ位置の断層画像がモニタ１６に映し出される。以後、術者はモニタ１６に映し出された断層画像を見ながら生検針Ｋの刺し入れを再開する。生検針Ｋの刺し入れに同期して天板１が移動するのは第１実施例と同様である。
【００５６】
また、天板１が連動移動状態にあるとき、装置の故障により連動移動状態から自由移動状態に切り換えることができない場合がある。このようなときに、術者は、連動移動解除部２９を直ちに操作する。そうすると、パルス信号が連動移動解除部２９から天板移動制御部２１に与えられる。このパルス信号を受けた天板移動制御部２１は、連動移動状態が強制的にキャンセルされる。そうすることで、天板１が自由移動状態に切り換わり、術者が自ら手動操作して天板１を移動させる。つまり、生検針Ｋを刺し入れている途中に、ガントリ内に閉じ込められた被検体Ｍを引き出して開放するこができる。
【００５７】
以上のように第２実施例によれば、生検針Ｋの刺し入れ途中であっても、天板１を自由に移動させて刺し入れ経路などの確認を行うことができる。また、天板１を元の位置に自動的に戻して、生検針Ｋの刺し入れを速やかに再開することもできる。さらに、連動移動状態にあるときに緊急状態が発生した場合、速やかに連動移動状態を解除して自由移動状態に切り換え、術者が自ら天板１を手動操作することができる。
【００５８】
〈第３実施例〉
第３実施例に係る断層撮影装置を図面を参照しながら説明する。
図１０は第３実施例のＸ線ＣＴ装置の全体構成を示すブロック図、図１１は保持器具２４の断面図である。第３実施例のＸ線ＣＴ装置は、図１０および１１に示すように、先の第２実施例の構成に加えて移動距離加算部３０（移動距離加算手段）と、生検針検知部３１（刺入針検知手段）と、データ初期化部３２（データ初期化手段）とを備えている他は、先の第２実施例と同一の構成と効果を有する装置であるので、説明の重複を避けるために、相違する点のみを説明する。
【００５９】
第２実施例の装置では、天板１の移動を連動移動状態から自由移動状態に切り換えた時点の天板１の位置データを天板位置メモリ２８に記憶しておき、逆に天板１を自由移動状態から連動移動状態に切り換えたときは、この記憶された天板１の位置データを読み出して速やかに元の位置に戻すようになっている。しかし、天板１を自由移動状態に切り換えて術者が自ら手動操作して生検針Ｋの刺し入れを行った後、連動移動状態に切り換えて継続的に生検針Ｋの刺し入れを行いたいときがある。また、自由移動状態で天板１を手動操作して生検針Ｋを刺し入れてきた経路や、これから刺し入れようとする経路を術者が確認したとき、この時点から刺し入れ経路の微調整を行いたい場合がある。このうよなときに、生検針Ｋを被検体Ｍから抜き取り、装置全体の設定を新たにやり直して生検針Ｋの刺し入れを行うことは不便である。第３実施例は、このような不都合や不便さを解消するために、移動距離加算部３０と生検針検知部３１、およびデータ初期化部３２とを備えている。
【００６０】
移動距離加算部３０は、連動移動状態から自由移動状態に切り換えられた時点から、天板１が移動した距離を継続的に算出するためのものである。つまり、移動距離加算部３０には天板移動距離算出部２０と天板位置メモリ２８が接続されており、天板位置メモリ２８に記憶された天板１の位置データに天板１が移動した距離が加算されるようになっている。
【００６１】
生検針検知部３１は、生検針Ｋが被検体Ｍに刺し入れられる状態に保持器具２４に装着されているかどうかの有無を検知するためのものである。この生検針検知部３１は、図１１に示すように、保持器具２４に装着された生検針Ｋを挟んで光発生原３１ａと光検知部３１ｂが対向するように配置された構成をしている。つまり、生検針Ｋが保持器具２４から抜き取られると、生検針Ｋで遮断されていた光検知部３１ｂの受光面が開放され、光発生原３１ａからの光を検知する。そして、光を電気信号に変換してデータ初期化部３２に与えるようになっている。なお、光発生原３１ａは発光ダイオード、ＬＥＤ、レーザー光などが、光検知部３１ｂはフォトダイオードなどがそれぞれ挙げられる。
また、この実施例では、保持器具２４から生検針Ｋを完全に抜き取られた状態を生検針Ｋが装着されていないと判断しているが、光検知部３１ｂに検知される光強度のレベルに応じて生検針Ｋの有無を判断するようにしてもよい。
【００６２】
データ初期化部３２は、被検体Ｍおよび保持器具２４から生検針Ｋを抜き取ったときに、生検針Ｋの刺し入れを開始した時点から記憶されたデータ類を初期化するためのものである。つまり、天板１が連動移動状態から自由移動状態に切り換えられたときに、天板位置メモリ２８に記憶された天板１の位置データと、自由移動状態で手動操作されて天板１が移動した距離が消去される。
【００６３】
このような構成を備えた第３実施例装置によれば、天板１の移動状態を連動移動状態から自由移動状態に切り換えた後、術者が手動操作により天板１を移動させながら生検針Ｋを刺し入れる。このとき、回転式エンコーダ２５は被検体Ｍに生検針Ｋが刺し込まれている距離を自由移動状態に切り換えられた時点から新たに継続して検知し、その結果を天板移動距離検出部２０に送る。天板移動距離算出部２０では、検出結果に基づいて、天板１の移動距離が継続的に算出される。
【００６４】
一方、天板１の移動状態を連動移動状態から自由移動状態に切り換えた時点の天板１の位置データが、天板位置メモリ２８に記憶される。
【００６５】
そして、天板移動距離算出部２０で算出された天板１の移動距離と天板位置メモリ２８に記憶された天板１の位置データが移動距離加算部３０に入力され、天板１の位置データに自由移動状態に切り換えられた時点からの移動距離が加算される。そして、算出れた天板１の移動距離が天板移動制御部２１に入力されて天板１の位置を移動修正する。つまり、連動移動状態を継続して天板１を移動させたときと同じ条件を得ることができる。これにより、自由移動状態に切り換えて天板１を手動操作しながら生検針Ｋを刺し入れたとしても、その生検針Ｋが刺し込まれている状態から連動移動状態に切り換えて継続的に生検針Ｋの刺し入れを行うことができる。
【００６６】
また、天板１を自由移動状態に切り換え、手動操作して生検針Ｋを刺し入れてきた経路や、これから刺し入れようとする経路を術者が確認して刺し入れる経路の微調整を行う場合、被検体Ｍおよび保持器具２４から生検針Ｋを抜き取る。そうすると、生検針検知部３１が生検針Ｋが装着されていないことを検知してデータ初期化部３２に電気信号を与える。そして、データ初期化部３２が、天板位置メモリ２８に記憶されていた天板１の位置データを消去すると、この時点まで継続的に算出された天板１の移動距離も連動して消去される。つまり、生検針Ｋの刺し入れを開始した後の累積的な情報が全て消去されてしまうので、生検針Ｋを抜き取った時点の天板１の位置が、生検針Ｋの刺し入れ位置として設定されたことになる。
【００６７】
すなわち、術者は生検針Ｋの刺し入れ角度の微調整を行った後、生検針Ｋが抜き取られた時点のＣＴ透視面に生検針Ｋの針先Ｋａが現れるまで被検体Ｍに生検針Ｋを刺し入れてゆく。そして、針先Ｋａが現れた時点から天板１を連動移動状態に切り換えて生検針Ｋの刺し入れを再開する。
【００６８】
以上のように第３実施例によれば、天板１の移動状態を自由移動状態に切り換えて手動操作し、生検針Ｋの刺し入れを行った後、連動移動状態に切り換えて継続的な生検針Ｋの刺し入れを行うことができる。また、自由移動状態で天板１を手動操作して生検針Ｋを刺し入れてきた経路や、これから刺し入れようとする経路を術者が確認して、生検針Ｋの刺し入れる経路に微調整を加えたい場合、生検針Ｋを、一旦被検体Ｍおよび保持器具２４から抜き取ると生検針Ｋの刺し入れに関する累積的な情報が消去される。そのため、生検針Ｋが抜き取られた時点が生検針Ｋの刺し入れ位置として設定されるので、改めて装置全体の設定をやり直す必要がなく、刺し込み角度の微調整を行えば、その時点から生検針Ｋの刺し入れを連動移動状態で再開することができる。
【００６９】
この発明は、上記実施の形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。
（１）上記実施例の装置は、Ｘ線ＣＴ装置であったが、ＭＲＩ装置（磁気共鳴断層撮影装置）が、変形例として挙げられる。
【００７０】
（２）上記実施例の装置は、被検体Ｍに対してＸ線を垂直に照射するようにガントリＧ自体を被検体Ｍに対して垂直に設定しているが、被検体ＭにＸ線を斜めから照射するようにガントリＧを傾斜（チルト）させて断層撮影してもよい。
【００７１】
（３）第３実施例の装置は、天板１を自由移動状態に切り換え、手動操作して被検体Ｍに生検針Ｋを刺し入れた後、連動移動状態に切り換えて継続的に生検針Ｋの刺し入れを行うため、移動距離加算部３０で天板１の位置データに自由移動状態切り換え後に天板１が移動した距離を加算して天板１の位置を移動修正していたが、連動移動状態から自由移動状態と自由移動状態から連動移動状態に切り換えられた時点のそれぞれの天板位置のデータを天板位置検知部１９で検知して、天板位置メモリ２８に記憶する。そして、適時に双方の位置データを読み出して天板１の移動距離を算出するようにしてもよい。
【００７２】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、請求項１に記載の発明によれば、被検体における刺入針の刺入点と目標点を画面上から指定入力すれば、刺入針の刺し込み角度が算出されるので、術者はこの刺し込み角度に従って刺入針を被検体に刺し込みを行なうことができる。そして、刺入針の刺し込みが開始されるに伴って刺入針の刺し込み距離がリアルタイムに検知されるとともに、この刺し込み距離と前記刺し込み角度から天板の移動距離が算出されて天板移動制御手段に入力される。そして、天板が自動制御されて駆動する。つまり、術者の刺入針の動作に同期して天板が駆動する構成を備えているので、術者は画面に表示される刺入針の先端に集中して的確に作業を行なうことができる。その結果、刺入針の刺し込みも速やかに行なうことができる。
【００７３】
請求項２に記載の発明によれば、被検体に刺入針を刺し入れているときであっても、天板駆動切り換え手段を操作して天板を自由移動状態に切り換えることにより、刺入針の刺し入れ経路などを簡単に確認することができる。
【００７４】
請求項３に記載の発明によれば、天板が連動移動状態にあるときに、緊急状態により連動移動状態を解除することができない場合、連動移動解除手段を操作して強制的に自由移動状態に切り換えることができる。つまり、天板を手動操作して、ガントリ内に閉じ込められた被検体を開放することができる。
【００７５】
請求項４に記載の発明によれば、天板駆動切り換え手段を操作して天板を連動移動状態から自由移動状態に切り換えると、その時点の天板の位置データが天板位置記憶手段に記憶されている。逆に、天板駆動切り換え手段を操作して天板を連動移動状態に切り換えると、天板位置記憶手段に記憶された天板位置データが読み出され、天板は自動的に元の位置に戻るので、刺入針の刺し入れを迅速に再開することができる。
【００７６】
請求項５に記載の発明によれば、天板の移動状態が連動移動状態から自由移動状態に切り換えられた時点から、天板の移動距離が別途算出される。そして、天板が連動移動状態から自由移動状態に切り換えられた時点で記憶された天板位置のデータに天板の移動距離が加算される。この加算された天板の移動距離は天板移動制御手段により読み出されて、その移動距離に応じて天板の位置が移動修正される。つまり、自由移動状態で天板を手動操作して刺入針を刺し入れた後に連動移動状態に切り換えて継続的に刺入針の刺し入れを行うことができる。
【００７７】
請求項６に記載の発明によれば、天板の移動状態を連動移動状態から自由移動状態に切り換えた後に、術者が被検体から刺入針を抜き取ると、天板位置記憶手段に記憶されていた天板の位置データと天板の手動操作により継続的に算出された天板の移動距離とが消去される。つまり、一旦被検体から刺入針を抜き取ると、刺入針の刺し入れを開始してからの累積的な情報が消去されて、その時点が刺入針を刺し入れるための初期状態として設定される。すなわち、術者は装置全体の設定を改めてする必要がなく、刺入針の刺し入れ経路の微調整のみを行い、刺入針を抜き取った時点から刺入針の刺し入れを再開することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例のＸ線ＣＴ装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】実施例装置による断層撮影の概況を模試的に示す斜視図である。
【図３】実施例装置による断層撮影の概況を模試的に示す正面図である。
【図４】実施例装置での生検針刺入点の入力画面を示す図である。
【図５】実施例措置での組織採取点の入力画面を示す図である。
【図６】生検針固定部および回転式エンコーダの模試図である。
【図７】天板の移動距離を算出する手法の説明に供する図である。
【図８】生検針による組織採取の進捗状況を示すフローチャートである。
【図９】第２実施例のＸ線ＣＴ装置の全体構成を示すブロック図である。
【図１０】第３実施例のＸ線ＣＴ装置の全体構成を示すブロック図である。
【図１１】生検針用保持器具の断面図である。
【図１２】従来装置での刺入針のガイドラインの表示画面を示す図である。
【図１３】従来装置での刺入針刺し込み途中の表示画面を示す図である。
【符号の説明】
１    …  天板
２    …  Ｘ線管
３    …  Ｘ線検出器
１４  …  画像再構成部
１６  …  モニタ
１７  …  マウス
１８  …  角度算出部
１９  …  天板位置検知部
２０  …  天板移動距離算出部
２１  …  天板移動制御部
２５  …  回転式エンコーダ
Ａ  …  生検針刺入点
Ｂ  …  組織採取点
Ｋ  …  生検針
Ｍ  …  被検体
【図１】
0004407021.tif 000002
【図２】
0004407021.tif 000003
【図３】
0004407021.tif 000004
【図４】
0004407021.tif 000005
【図５】
0004407021.tif 000006
【図６】
0004407021.tif 000007
【図７】
0004407021.tif 000008
【図８】
0004407021.tif 000009
【図９】
0004407021.tif 000010
【図１０】
0004407021.tif 000011
【図１１】
0004407021.tif 000012
【図１２】
0004407021.tif 000013
【図１３】
0004407021.tif 000014