JP2011200655A - 放射線撮影法取得手段と超音波プローブのための誘導手段とを備えた医用撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】Ｘ線及び超音波を介した取得のための同じ取得幾何学的構成を用いて、Ｘ線及び超音波によって***の所与の区画の様々な画像を撮影するための装置を提供する。
【解決手段】医用撮像装置は、Ｘ線による取得手段（１４、１５、１７、２６、７４）と、利用者によって手動で移動されることが可能な超音波プローブ（１０）と、処理手段（３２）を備え、処理手段が、Ｘ線取得手段によって取得されるデータから対象の少なくとも一つの画像を形成し、超音波プローブの位置と上述の画像の選択された区画に対応する対象における位置との間の経路（３０）を決定する。超音波プローブの誘導手段（２０）は、超音波プローブの位置と上述の画像の選択された区画に対応する対象における位置との間の上述の経路に沿ってプローブを移動させることを容易にする。
【選択図】図１

Description

本発明は、医用撮像の分野に関する。

具体的には、本発明は、限定しないが特にマンモグラフィ（***撮影法）に応用可能な医用撮像装置に関する。

放射線撮影法（ラジオグラフィ）及びエコー撮影法（エコーグラフィ）は、***の検査に用いられる二つの撮像手法である。

放射線撮影法は、対象の内部構造の画像を、これらの内部構造を通過するＸ線から形成する。

エコー撮影法は、対象の内部構造の画像を、当該内部構造によって反射される超音波から形成する。

今日では、放射線撮影法及びエコー撮影法は、***を検査するのに用いられる二つの相補的な手法であることが知られている。

米国特許第５，９３８，６１３号

従って、これら二つの撮像手法を組み合わせた医用撮像装置が既に提案されている。

例えば、米国特許第５，９３８，６１３号明細書は、Ｘ線マンモグラフィ設備を超音波トランスデューサと組み合わせた装置を記載している。この装置は、***組織の内部構造の画像をＸ線及び超音波から形成する。トランスデューサはモータによって移動する橇状部材（sled）に装着されて、増分毎に移動される。橇状部材は、Ｘ線及び超音波用の透明な***圧迫板の上を移動する。この装置は欠点を有する。橇状部材は増分毎に移動させられるので、トランスデューサから画像を形成する可能性が制限される。トランスデューサを装着した橇状部材は圧迫板の上を移動して、圧迫板に垂直な方向のみに従って画像を撮影する。利用者は、好みに応じて高速で自由にトランスデューサを移動させることができず、超音波を介した従来の検査を行なうことができない。利用者がこの方向を横断する方向に従って超音波を介して画像を撮影したい場合には、患者は姿勢を変化させなければならない。

また、Ｘ線マンモグラフィ・システムと、利用者によって手動で移動されることが可能な超音波プローブとを含む撮像装置が、仏国特許第２，８３５，７３１号明細書に提案されている。この装置は、超音波プローブの位置決め用プローブを含んでいる。この撮像装置は、マンモグラフィ画像及びエコー撮影画像をさらに容易に一致させる。しかしながら、利用者にとっては、仏国特許第２，８３５，７３１号に記載されている装置を用いて***の同じ区画のマンモグラフィ画像及びエコー撮影画像を得ることは困難である。

本発明の目的は、Ｘ線及び超音波を介した取得のための同じ取得幾何学的構成を用いて、Ｘ線及び超音波によって***の所与の区画の様々な画像を撮影するための装置を提案することにある。

この目的のために、撮像装置が提供され、この撮像装置は、
対象を表わすデータの取得のために構成されているＸ線取得手段と、
利用者によって手動で移動されることが可能な超音波プローブと、
処理手段であって、
Ｘ線取得手段によって取得されるデータから対象の少なくとも一つの画像を形成して、
超音波プローブの位置と上述の画像の選択された区画に対応する対象における位置との間の経路を決定する
ように構成されている処理手段と、
超音波プローブの誘導手段であって、超音波プローブの位置と上述の画像の選択された区画に対応する対象における位置との間の上述の経路に沿ってプローブを移動させることを容易にするように構成されている誘導手段と
を含んでいる。

このように、本発明は、利用者が超音波プローブをエコー撮影を介して撮像される対象の区画まで移動させることを支援する。

本発明の限定しないが好ましい観点は、以下の通りである。

誘導手段は、超音波プローブの位置決め用プローブを含んでおり、誘導手段は、プローブの位置についての情報を処理手段に送るように構成されており、
処理手段は、超音波プローブの各々の新たな位置について、超音波プローブの位置と選択された区画に対応する対象における位置との間の経路を表示するように構成されており、
処理手段は、経路を位置合わせするための容積を決定するように構成されており、
誘導手段は、電力復帰（power return）付き触覚アーム（haptic arm）を含んでいる。

本発明はまた、医用撮像方法に関するものであり、この方法は、
Ｘ線取得手段によって取得される対象を表わすデータを受け取るステップと、
処理手段を介して、対象の少なくとも一つの画像を形成するようにデータを処理するステップと、
処理手段を介して、超音波プローブ位置と画像の選択された区画に対応する対象における位置との間の経路を決定するステップと、
誘導手段によって、超音波プローブの位置と上述の画像の選択された区画に対応する対象における位置との間の上述の経路に沿ってプローブを移動させることを容易にするように超音波プローブを誘導するステップと
を含んでいる。

本発明によるこの方法の限定しないが好ましい観点は、以下の通りである。

方法はさらに、超音波プローブの位置についての情報を受け取るステップを含んでおり、
方法はさらに、プローブの各々の新たな位置について、プローブの位置と選択された区画に対応する対象における位置との間の経路を表示するステップを含んでおり、
方法はさらに、経路を位置合わせするための容積を決定するステップを含んでいる。

本発明はまた、上に記載された方法を実行するプログラムされたコード命令を含むプログラムされたコンピュータ・プロダクトに関する。

本発明による装置及び方法の他の特徴及び利点は、以下の記載から明らかになろう。この記載は、単に例示に過ぎず非限定的であり、添付図面と共に考察されるべきものである。
本発明による装置の概略図である。 本発明による撮像方法の概略図である。 本発明による装置の概略図である。

以下、本発明を図 １〜図３に関してさらに詳細に記載する。以下の記載では、撮像される対象１６は患者の***とする。但し、本発明は、他の対象の撮像にも適用され得ることを理解されたい。

図１は、Ｘ線取得手段、超音波プローブ１０、処理手段３２、及び誘導手段２０を含む医用撮像装置を示す。

Ｘ線取得手段は、Ｘ線を放出する放射線源１４を含むアーム１５と、Ｘ線を受光する放射線検出器１７と、線源１４と検出器１７との間に載置されている平面状の対象支持体２６と、対象支持体２６と線源１４との間に載置されており撮像対象１６の圧迫のための板７４とを含んでいる。圧迫板７４は好ましくは、Ｘ線及び超音波に対して透明である。線源１４を担持するアーム１５は、複数の位置１５に移動することができる。このアーム１５は位置決め装置の役割を果たす。線源１４について述べると、線源１４はアーム１５に回動式で装着されて、線源１４の対象支持体２６に対する配向を可能にしている。

超音波プローブ１０は、超音波の放出及び受波を可能にする。超音波プローブ１０は、利用者によって手動で移動されることが可能である。カップの形態にある***１６についての二次元（２Ｄ）データ集合を取得する２Ｄプローブ１０を用いることができる。この２Ｄデータ集合を補間すると***組織の構造の三次元（３Ｄ）再構成が生成される。また、***組織の構造の３Ｄ再構成を有するデータ集合を取得する３Ｄ（又は場合によっては四次元（４Ｄ））プローブ１０を用いることもできる。

処理手段３２は、一方ではＸ線取得手段によって送られたデータを受け取る。処理手段は、取得手段から受け取ったデータから放射線源のそれぞれの位置に各々対応する複数の放射線投影を形成することができる。処理手段３２はまた、放射線投影から３Ｄ情報を得る再構成法を用いることができる。処理手段３２はまた、超音波プローブによって放出されたデータを受け取ることができる。処理手段３２は、これらのデータから一つ（又は複数）のエコー撮影画像を形成するように構成されている。

誘導手段２０は、後にあらためて詳述するように、超音波プローブ１０の移動を誘導（ガイド）する。誘導手段２０は、例えば超音波プローブを端部に固定させた触覚アームである。触覚アームは好ましくは、電力復帰を有する。「触覚」との用語は、仮想的物体及び／又は遠隔物体に接触してかかる物体を操作する任意の技術を指すことに留意されたい。触覚アームを用いて、処理手段によって形成される仮想的容積の表面で超音波プローブ１０を「摺動」させる。触覚アームはＸ線取得手段と一体型であってもよいし別個であってもよい。全ての場合において、触覚アームの位置は既知である。較正手順によって、取得手段の参照から触覚アームの参照まで移動するための数学的変換を決定する。

本発明は以下の記載に基づく。

利用者は、マンモグラフィにおいて関心領域を検出すると、超音波プローブを用いて関心領域のエコー撮影画像を形成することによりこの領域の追加情報を得ることを望む場合がある。実際に、エコー撮影画像は、利用者が診断を確認することを支援する追加情報を利用者に与える可能性が高い。

しかしながら、従来技術の装置では、***において一つの領域の位置を決定することは困難である。実際に、利用者は、マンモグラフィ画像を得て疑わしい領域を見出した後に初めて、エコー撮影画像を形成する。このため、検査の長さが著しく長引く。

疑わしい領域を見出した後にエコー撮影画像を形成するのに必要とされる時間のため、板によって加わる圧迫が患者の不快感の原因となっているので板を外すことが頻繁に必要になる。このため、***の幾何学的構成にばらつきが生じて、エコー撮影画像と及びマンモグラフィ画像とを一致させるときに誤差を招き得る。

本発明は、検査を通して圧迫された状態のまま***１６に超音波プローブ１０を配置するときに利用者を導くための解決法を提案する。これにより、***の幾何学的構成が放射線撮影画像及びエコー撮影画像の取得において同等となり、これらの画像の一致の際の誤差の危険性が小さくなる。

実際に、撮像装置に誘導手段２０が存在しているため、利用者はマンモグラフィ画像において識別される疑わしい領域をさらに迅速に見出すことができ、従って、超音波プローブを用いてさらに迅速に容易に画像を撮影することができる。板を外す必要は最早なく、マンモグラフィ画像及びエコー撮影画像を***の幾何学的構成が同等となるように配置することを可能にする。

動作原理は次の通りである。一旦、撮像対象を対象支持体に配置して板によって圧迫したら、対象を表わすデータをＸ線取得手段を用いて取得する。

処理手段はこれらのデータを受け取って（ブロック１００）、取得されたデータから対象の放射線撮影画像（２Ｄ又は３Ｄ）を形成する（ブロック２００）。

放射線撮影画像は、***において一つ（又は複数）の関心領域を選択するために用いられる。この位置決定は、装置の把持手段を用いて利用者によって手動で行なわれ得る。また、この位置決定は、当業者に公知の放射線画像解析法、例えばＣＡＤソフトウェア（「計算機支援式検出」の頭字略）を用いて処理手段によって自動的に行なわれてもよい。関心領域は、点形態、トリミング形態又は予め画定された形態であってよい。

放射線撮影画像において関心領域の位置が判明したら、処理手段は、超音波プローブの位置と選択された関心領域に対応する***における位置との間の経路３０を決定する（ブロック３００）。さらに正確に述べると、放射線撮影画像における関心領域の位置から、処理手段３２は***におけるこの領域の位置を決定する（***の幾何学的構成及び取得手段の幾何学的構成は既知である）。また、触覚アームの幾何学的構成は既知であるので、アームの端部に固定されているプローブの位置も既知である。従って、処理手段は、超音波発生源の位置と選択された関心領域に対応する***における位置との間の経路を決定するのに十分な情報を有する。

処理手段は、経路を位置合わせするための仮想的容積４０を有利に決定することができる。この仮想的容積４０は、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示すように、利用者がプローブを患者の***まで移動させる移動を誘導する。この仮想的容積は、様々な形態を有し得る。仮想的容積の形態は、例えば円錐台又は円環体切片であってよい。仮想的容積は好ましくは、***における関心領域の位置へのプローブの移動を次第に導きつつ、しかも取得手段によって放出されるＸ線ビームに平行な軸に従って超音波プローブを配向させるように、漏斗形状を有する。

このように、本発明は、放射線撮影画像を用いて触覚型装置に接続された超音波プローブの移動を制限する仮想的容積を構築して、超音波プローブが放射線撮影画像の選択された関心領域を表示することが可能になるような***における位置まで利用者が誘導される（ブロック４００）ようにする。これにより検査時間が短縮する。

変形実施形態では、処理手段３２は、超音波発生源の各々の新たな位置について経路３０を表示することができる。これにより、特に利用者が超音波プローブを仮想的容積の外部に移動させたとすると、新たな経路及び新たな仮想的容積が画定される。

読者は、所載の新規の考案及び利点から著しく逸脱することなく多数の改変が施され得ることを理解されよう。

例えば、関心領域が点である場合に、目標領域を処理手段によって決定することができる。この目標領域は、例えば領域強調法又は当業者に公知の他の任意の方法を用いることにより得られる。

同様に、誘導手段が触覚アーム以外の形式であってもよい。例えば、誘導手段は、放射線撮影画像の選択された関心領域に対応する患者の***における位置を照射するように構成されている照明手段であってもよい。

結果的に、この形式の全ての改変が、特許請求の範囲に画定されているようなシステム及び撮像方法の範囲に含まれるものとする。

１０ 超音波プローブ
１４ 放射線源
１５ アーム
１６ 対象
１７ 放射線検出器
２０ 誘導手段
２６ 対象支持体
３０ 経路
３２ 処理手段
４０ 仮想的容積
７４ 板

Claims (10)

1. 対象（１６）を表わすデータの取得のために構成されているＸ線取得手段（１４、１５、１７、２６、７４）と、
   利用者により手動で移動されることが可能な超音波プローブ（１０）と、
   処理手段（３２）であって、
   前記Ｘ線取得手段により取得されるデータから前記対象の少なくとも一つの画像を形成して、
   前記超音波プローブの位置と前記画像の選択された区画に対応する前記対象における位置との間の経路（３０）を決定する
   ように構成されている処理手段（３２）と、
   前記超音波プローブの誘導手段（２０）であって、前記超音波プローブの位置と前記画像の前記選択された区画に対応する前記対象における前記位置との間の前記経路に沿って前記プローブを移動させることを容易にするように構成されている誘導手段（２０）と
   を備えたことを特徴とする医用撮像装置。
2. 前記誘導手段は、前記超音波プローブの位置決め用プローブを含んでおり、該誘導手段は、前記プローブの前記位置についての情報を前記処理手段に送るように構成されている、請求項１に記載の装置。
3. 前記処理手段は、前記プローブの各々の新たな位置について、前記超音波プローブの前記位置と前記選択された区画に対応する前記対象における前記位置との間の前記経路を表示するように構成されている、請求項１又は請求項２に記載の装置。
4. 前記処理手段は、前記経路を位置合わせするための容積（４０）を決定するように構成されている、請求項１〜請求項３に記載の装置。
5. 前記誘導手段は、電力復帰付き触覚アームを含んでいる、請求項１〜請求項４に記載の装置。
6. Ｘ線取得手段により取得される対象を表わすデータを受け取るステップ（１００）と、
   処理手段により、前記対象の少なくとも一つの画像を形成するようにデータを処理するステップ（２００）と、
   前記処理手段を介して、超音波プローブ位置と前記画像の選択された区画に対応する前記対象における位置との間の経路を決定するステップ（３００）と、
   誘導手段により、前記超音波プローブの位置と前記画像の前記選択された区画に対応する前記対象における位置との間の前記経路に沿って前記プローブを移動させることを容易にするように前記超音波プローブを誘導するステップ（４００）と
   を備えたことを特徴とする医用撮像方法。
7. 前記超音波プローブの前記位置についての情報を受け取るステップをさらに含んでいる請求項６に記載の方法。
8. 前記プローブの各々の新たな位置について、前記プローブの前記位置と前記選択された区画に対応する前記対象における前記位置との間の前記経路を表示するステップをさらに含んでいる請求項６又は請求項７に記載の方法。
9. 前記経路を位置合わせするための容積を決定するステップをさらに含んでいる請求項６〜請求項８の何れか１項に記載の方法。
10. 請求項６〜請求項９の何れか１項に記載の方法を具現化するようにプログラムされたコード命令を含むことを特徴とするコンピュータ・プログラム・プロダクト。