JP2015047303A - X-ray ct apparatus - Google Patents
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Images
Abstract
Description
本発明の実施形態は、Ｘ線ＣＴ装置に関する。 Embodiments described herein relate generally to an X-ray CT apparatus.
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。 Conventionally, in fluoroscopy with an X-ray CT apparatus (CT; Computed Tomography), CT fluoroscopy is performed to generate and display an X-ray CT image almost in real time. Specifically, in CT fluoroscopy, an X-ray CT image is generated and displayed in real time by reducing the time required for image reconstruction processing by reducing the projection data collection rate. Thereby, the X-ray CT apparatus can display in real time an X-ray CT image in which a site to be treated is depicted for a doctor who performs a puncture treatment or the like.
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、穿刺の標的点（ターゲット）や、穿刺の挿入点（エントリー）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。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。 For example, in puncture treatment, a puncture plan for determining a puncture target point (target), a puncture insertion point (entry), and the like is first made using an X-ray CT image collected in advance, and the established puncture is performed. A puncture treatment is performed based on the plan. However, in the above-described conventional technology, it may be difficult to efficiently perform the puncture treatment.
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装置を提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to provide an X-ray CT apparatus that enables efficient puncture treatment.
実施形態のＸ線ＣＴ装置は、受付手段と、画像生成手段と、表示制御手段とを備える。受付手段は、３次元データから生成されたＣＴ画像上に穿刺針の挿入位置及び標的位置を指定する指定操作を受け付ける。画像生成手段は、前記受付手段によって受け付けられた前記穿刺針の挿入位置及び標的位置を含む複数の断面のＣＴ画像を前記３次元データから生成する。表示制御手段は、前記画像生成手段によって生成された前記複数の断面のＣＴ画像をそれぞれ表示部にて表示させるように制御する。 The X-ray CT apparatus according to the embodiment includes an accepting unit, an image generating unit, and a display control unit. The accepting unit accepts a designation operation for designating the insertion position and target position of the puncture needle on the CT image generated from the three-dimensional data. The image generation means generates CT images of a plurality of cross sections including the insertion position and target position of the puncture needle received by the reception means from the three-dimensional data. The display control unit controls the display unit to display the CT images of the plurality of cross sections generated by the image generation unit.
（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。
(First embodiment)
First, the configuration of the X-ray CT apparatus 1 according to the first embodiment will be described. FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of an X-ray CT apparatus 1 according to the first embodiment. As shown in FIG. 1, the X-ray CT apparatus 1 according to the first embodiment includes a
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とを有する。
The
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。
The rotating
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。
The X-ray
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。
Further, the X-ray
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。
The X-ray generator 12 is an apparatus that generates X-rays and irradiates the subject P with the generated X-rays, and includes an
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。
The
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。
The
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。
The
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。
The gantry driving unit 16 rotates the
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。
The
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。
The
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。
The
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。
For example, the
コンソール装置３０は、操作者によるＸ線ＣＴ装置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。
The
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画像上に穿刺針の挿入位置及び標的位置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。
The
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。なお、穿刺計画の計画画面の詳細については後述する。
The
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を制御する。
The
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。
The preprocessing
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。
The projection
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。
Further, the
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。
The
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。 The overall configuration of the X-ray CT apparatus 1 according to the first embodiment has been described above. Under such a configuration, the X-ray CT apparatus 1 according to the first embodiment can perform puncture treatment efficiently. Here, a case where it is difficult to efficiently perform puncture treatment in the prior art will be described. In the puncture treatment by CT fluoroscopy of the X-ray CT apparatus according to the prior art, a two-dimensional puncture plan and puncture are common, and it is difficult to efficiently perform the puncture treatment when a three-dimensional puncture plan is necessary. It becomes.
図２は、従来技術に係るＸ線ＣＴ装置のＣＴ透視による穿刺治療の一例を説明するための図である。例えば、従来技術に係るＸ線ＣＴ装置では、図２の（Ａ）に示すように、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）が生成される。そして、従来技術に係るＸ線ＣＴ装置においては、図２の（Ｂ）に示すように、穿刺計画画面において、アキシャル断面のＸ線ＣＴ画像が３枚ずつ表示される。 FIG. 2 is a diagram for explaining an example of a puncture treatment by CT fluoroscopy of an X-ray CT apparatus according to the prior art. For example, in the X-ray CT apparatus according to the prior art, as shown in FIG. 2A, X-ray CT images (for example, MPR) of a plurality of axial sections from volume data collected by helical scan or volume scan. Image). In the X-ray CT apparatus according to the prior art, three X-ray CT images of the axial cross section are displayed on the puncture plan screen, as shown in FIG.
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点（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画像上に標的点と、穿刺針の挿入点（エントリー）とを設定することで、穿刺計画線を設定する。例えば、図２の（Ｂ）の下段中央の図に示すように、操作者が標的点５１と挿入点５２とを設定すると、２点を結ぶ穿刺計画線が設定される。
Here, an operator such as a doctor extracts an X-ray CT image from which a target point (target) as a treatment target site for puncture treatment can be observed with reference to the displayed X-ray CT image of the axial section. A puncture plan line is set by setting a target point and an insertion point (entry) of the puncture needle on the extracted X-ray CT image. For example, as shown in the lower center diagram of FIG. 2B, when the operator sets the
このように、標的点５１、挿入点５２、穿刺計画線が設定されると、従来技術に係るＸ線ＣＴ装置は、図２の（Ｂ）に示すように、２点間の距離「１４０．６ｍｍ」や、標的点のＸ軸方向の位置を示す「１０．６ｍｍ」、Ｙ軸方向の位置を示す「４０．９ｍｍ」、及び、穿刺計画線の角度「１２３．０ｄｅｇ」が算出され、表示される。操作者は、表示されたこれらの情報をもとに、穿刺を実行する。
As described above, when the
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、標的点と挿入点との間に、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、標的点と挿入点との間に、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。
As described above, in the CT fluoroscopy according to the conventional technique, puncture along a two-dimensional cross section (for example, an axial cross section) is supported. However, in reality, there are important blood vessels, organs, bones, and the like between the target point and the insertion point, and it is difficult to cope with the above-described two-dimensional puncture plan and puncture alone. That is, if there are important blood vessels, organs, bones, etc. between the target point and the insertion point, it is difficult to efficiently perform the puncture treatment because the puncture needle cannot be inserted along the axial cross section. It becomes. Therefore, the X-ray CT apparatus 1 according to the first embodiment enables efficient puncture treatment by the control of the
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、画像生成制御部３８１と、表示制御部３８２とを有し、３次元の穿刺計画及び穿刺を可能にする。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）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。
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of the configuration of the
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を起動すると、表示制御部３８２は、図４の（Ａ）に示すような穿刺計画画面を表示装置３２に表示させる。そして、操作者が入力装置３１を介して、図の左下に示す「Volume Mode（ボリュームモード）」ボタンを押下すると、３次元の穿刺計画のための断面画像が表示される。
In the X-ray CT apparatus 1, cross-sectional images from a plurality of angles are displayed on the
すなわち、図４の（Ａ）の上段に示すように、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画像が表示される。例えば、画像生成制御部３８１は、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、表示制御部３８２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、画像生成制御部３８１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。
That is, as shown in the upper part of FIG. 4A, MPR images of three orthogonal cross sections “coronal cross section, axial cross section, sagittal cross section” are displayed. For example, the image
そして、操作者が、入力装置３１を介して、図４の（Ａ）右下に示す「Needle Positioning」ボタンを押下することにより、表示された画像上に位置を設定することを可能にする。入力装置３１は、「Needle Positioning」ボタンがＯＮされると、穿刺針の挿入位置及び標的位置の指定操作を受け付ける。例えば、入力装置３１は、図４の（Ｂ）に示すように、標的点５３及び挿入点５４の指定操作を受け付ける。ここで、図４の（Ｂ）においては、すべての断面画像に対して標的点５３と挿入点５４とが示されているが、各点の指定操作にどの断面画像が用いられる場合であってもよい。
Then, the operator can set the position on the displayed image by pressing the “Needle Positioning” button shown in the lower right of FIG. 4A via the
例えば、操作者は、図４の（Ａ）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、標的部位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標的点を指定する。例えば、操作者は、腫瘍の中心の断面画像を抽出して、腫瘍の中心に標的点を設定する。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、穿刺針の挿入位置として適した位置が描出された断面画像を抽出して、挿入点を設定する。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挿入点を設定する。
For example, referring to the three orthogonal cross sections shown in FIG. 4A, the operator extracts a cross-sectional image in which the target site can be easily observed while changing the position of each of the coronal cross section, the axial cross section, and the sagittal cross section. . Then, the operator designates a target point on the extracted cross-sectional image via the
このように、操作者によって標的点５３と挿入点５４とが設定されると、表示制御部３８２は、図４の（Ｂ）に示すように、各点と、各点間を結ぶ穿刺計画線を各断面画像上に表示させる。このように、入力装置３１を介して、標的点及び挿入点が設定されると、画像生成制御部３８１は、入力装置３１によって受け付けられた穿刺針の挿入位置及び標的位置を含む複数の断面のＸ線ＣＴ画像をボリュームデータから生成する。そして、表示制御部３８２は、画像生成制御部３８１によって生成された複数の断面のＸ線ＣＴ画像をそれぞれ表示装置３２にて表示させるように制御する。
In this way, when the
図５は、第１の実施形態に係る画像生成制御部３８１の制御によって生成される断面画像の一例を示す図である。例えば、画像生成制御部３８１は、図５の（Ａ）に示すように、アキシャル断面上に設定された穿刺計画線５５に沿った断面画像を生成する。すなわち、画像生成制御部３８１は、穿刺針が通過する断面の断面画像を生成する。そして、表示制御部３８２は、図５の（Ａ）の下段中央に示すように、画像生成制御部３８１によって生成された断面画像を穿刺計画画面に表示させる。これにより、操作者は、穿刺針が通過する面（穿刺パス）にどのようなものがあるかを一目で確認することが可能となる。
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a cross-sectional image generated by the control of the image
同様に、画像生成制御部３８１は、図５の（Ｂ）に示すように、サジタル断面上に設定された穿刺計画線５６に沿った断面画像を生成する。そして、表示制御部３８２は、図５の（Ｂ）の下段中央に示すように、画像生成制御部３８１によって生成された断面画像を穿刺計画画面に表示させる。このように、穿刺針が通過する面について、複数の面で確認することで、３次元の穿刺計画において、安全かつ精度よく穿刺計画を立てることが可能である。なお、図５の（Ａ）と（Ｂ）とは、例えば、穿刺計画画面のアキシャル断面の領域又はサジタル断面の領域にカーソルを合わせることで、容易に切り替えることが可能である。
Similarly, the image
ここで、表示制御部３８２は、標的点と挿入点とが設定されると、図４の（Ｂ）や、図５に示すように、各点の座標情報を穿刺計画画面に表示する。例えば、図４の（Ｂ）の下段右側の領域に示すように、表示制御部３８２は、標的点と挿入点とが設定されると、標的点の座標を示す「Target」に座標情報「３７７．５」を表示する。かかる情報は、寝台における標的点の座標である。表示制御部３８２は、設定された標的点のボリュームデータにおける座標に基づいて、寝台における座標を算出して表示させる。ここで、図４の（Ｂ）に示す座標は、寝台のＺ軸方向（寝台の移動方向）の座標であるが、表示制御部３８２は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の座標も表示させることが可能である。
Here, when the target point and the insertion point are set, the
同様に、表示制御部３８２は、図４の（Ｂ）の下段右側の領域に示すように、挿入点の座標を示す「Entry」に座標情報「４１９．５」を表示させる。また、表示制御部３８２は、標的点と挿入点との中間位置の座標を示す「Center」に座標情報「３９８．５」を表示させ、標的点と挿入点とのＺ軸方向の幅（距離）を示す「Range」に「４２．０」を表示させ、さらに、標的点と挿入点との距離を示す「Length」に「１１９．７」を表示させる。図６は、第１の実施形態に係る表示制御部３８２によって表示される表示情報を説明するための図である。図６においては、サジタル断面を示す。
Similarly, the
例えば、表示制御部３８２は、図６に示すように、標的点５３と挿入点５４との中間位置の座標を「Center」とし、標的点５３と挿入点５４とのＺ軸方向の幅を「Range」として示す。なお、上述した例では、Ｚ軸の座標、或いは、Ｚ軸方向の幅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、Ｘ軸又はＹ軸の座標、Ｘ軸方向又はＹ軸方向の幅が表示される場合であってもよい。なお、標的点と挿入点との距離「Length」を算出する場合には、表示制御部３８２は、標的点及び挿入点それぞれのＸ軸の値、Ｙ軸の値、Ｚ軸の値を用いて「Length」を算出する。
For example, as shown in FIG. 6, the
また、表示制御部３８２は、標的点と挿入点とが設定されると、被検体に対する穿刺針の角度を穿刺計画画面に表示させる。図７は、第１の実施形態に係る表示制御部３８２によって表示される角度情報の一例を示す図である。例えば、表示制御部３８２は、図７の下段中央に示すように、角度情報として、「Angle Guide：Left 8 deg／Caudal 21 deg」を表示させる。これにより、Ｘ線ＣＴ装置１は、３次元の穿刺計画おいて穿刺針の挿入角度を操作者に提供することができる。
In addition, when the target point and the insertion point are set, the
ここで、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１は、上述した座標や幅などの情報を用いて、スキャンを制御することができる。例えば、制御部３８は、スキャン制御部３３を制御することにより、挿入点、標的点、又は、挿入点と標的点との中間位置が撮影の中心位置となるように寝台位置を制御する。一例を挙げると、図７の下段右側の領域において各値の横にしめされた「Apply」ボタンを押下すると、対応する座標の値が、下の「Target」の入力スペースに入力される。そして、操作者が「Move to target」ボタンを押下すると、入力スペースに入力された座標がスキャンの中心となるように寝台位置が変化する。すなわち、現在の寝台の位置「Current」の座標「２９７．５」が、入力スペースに入力された座標に変化することとなる。
Here, the X-ray CT apparatus 1 according to the first embodiment can control scanning using information such as the coordinates and width described above. For example, the
例えば、「Entry」の座標を入力スペースに入力させて、寝台の位置を移動させ、投光器から光を照射させることにより、被検Ｐ体における挿入点の位置を容易に識別することができる。すなわち、穿刺計画後、「Entry」の座標に寝台の位置を移動させて、挿入点を確認し、表示装置３２に表示された角度情報を参照することで、効率よく穿刺を実行することができる。
For example, the position of the insertion point in the test subject P can be easily identified by inputting the coordinates of “Entry” in the input space, moving the position of the bed, and irradiating light from the projector. That is, after the puncture plan, the position of the bed is moved to the coordinates of “Entry”, the insertion point is confirmed, and the angle information displayed on the
また、制御部３８は、スキャン制御部３３を制御することにより、寝台における挿入点の座標と寝台における標的点の座標とに基づいて、挿入点及び標的点を含む最小の撮影範囲でＸ線ＣＴ画像を撮影するように制御する。例えば、制御部３８は、「Center」の座標「３９８．５」を中心として、「Range：４２．０」の幅でスキャンを実行させるようにスキャン制御部３３を制御する。これにより、スキャン領域を最小限に抑えることができ、被爆を低減することができる。
In addition, the
また、画像生成制御部３８１は、寝台における挿入点の座標と寝台における標的点の座標とに基づいて、再構成範囲を決定する。例えば、画像生成制御部３８１は、挿入点のＸ軸及びＹ軸の座標と、標的点のＸ軸及びＹ軸の座標とを再構成の範囲として用いることで、自動で拡大された断面画像を表示させることができる。
Further, the image
また、第１の実施形態に係る表示制御部３８２は、キャプチャ画像を穿刺計画画面に表示させることができる。図８は、第１の実施形態に係る表示制御部３８２によるキャプチャ画像の表示の一例を示す図である。例えば、表示制御部３８２は、図８に示すように、穿刺計画画面の下段中央に、以前の穿刺計画画面のキャプチャ画像を表示させる。例えば、穿刺治療が行なわれる場合には、標的部位が複数ある場合があり、各標的部位を標的点にして、上述した穿刺計画がそれぞれ実施される。その際に、同一被検体の複数の穿刺計画を比較する場合があり、キャプチャ画像を表示させることにより、容易に比較が可能になる。
Further, the
次に、図９を用いて、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の処理について説明する。図９は、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１の処理の一例を説明するためのフローチャートである。 Next, processing of the X-ray CT apparatus according to the first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a flowchart for explaining an example of processing of the X-ray CT apparatus 1 according to the first embodiment.
例えば、図９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、ボリュームモードである場合に（ステップＳ１０１肯定）、画像生成制御部３８１が直交３断面のＭＰＲ画像を生成し、表示制御部３８２が、生成された直交３断面のＭＰＲ画像を表示装置３２に表示させる（ステップＳ１０２）。そして、画像生成制御部３８１は、入力装置３１を介して、標的点と挿入点とが設定されたか否かを判定する（ステップＳ１０３）。
For example, as shown in FIG. 9, in the X-ray CT apparatus 1 according to the first embodiment, when in the volume mode (Yes in step S101), the image
ここで、標的点と挿入点とが設定された場合に（ステップＳ１０３肯定）、画像生成制御部３８１は、標的点と挿入点とを結ぶ穿刺計画線に沿った複数の断面画像を生成して（ステップＳ１０４）、表示制御部３８２が生成された複数の断面画像を表示装置３２に表示させる（ステップＳ１０５）。ここで、図示していないが、表示制御部３８２は、断面画像とともに、各点の座標や、各点間の距離などを表示装置３２に表示させる。
Here, when the target point and the insertion point are set (Yes at Step S103), the image
次に、図１０を用いて、Ｘ線ＣＴ装置１によるＣＴ透視の処理について説明する。図１０は、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１によるＣＴ透視の処理を説明するための図である。まず、検査開始されると、計画用スキャン又は事前スキャンを実行するか否が判定される（ステップＳ２０１）。ここで、スキャンを実行する場合には（ステップＳ２０１肯定）、ヘリカルスキャン又はボリュームスキャンによるスキャンが実行される（ステップＳ２０２）。 Next, CT fluoroscopy processing by the X-ray CT apparatus 1 will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a diagram for explaining CT fluoroscopy processing by the X-ray CT apparatus 1 according to the first embodiment. First, when the inspection is started, it is determined whether or not the planning scan or the pre-scan is executed (step S201). Here, when the scan is executed (Yes at Step S201), the scan by the helical scan or the volume scan is executed (Step S202).
そして、穿刺治療のために透視スキャンを開始すると（ステップＳ２０３）、まず、事前にスキャンされているか否かが判定される（ステップＳ２０４）。ここで、事前にスキャンが実行されていない場合には（ステップＳ２０４否定）、ヘリカルスキャン又はボリュームスキャンによるスキャンが実行される（ステップＳ２０５）。 When a fluoroscopic scan is started for puncture treatment (step S203), it is first determined whether or not the scan has been performed in advance (step S204). Here, when the scan has not been executed in advance (No at Step S204), the scan by the helical scan or the volume scan is executed (Step S205).
上述したいずれかのステップのスキャンによりボリュームデータが収集されると、穿刺計画が実行され（ステップＳ２０６）、穿刺計画に基づいて、穿刺が実行される（ステップＳ２０７）。ここで、穿刺治療においては、穿刺針と標的部位との位置関係を確認しながら、徐々に穿刺針が挿入される。したがって、ステップＳ２０７における穿刺は、穿刺計画で計画された距離を一気に進めるのではなく、徐々に穿刺針が挿入される。 When the volume data is collected by the scan in any of the steps described above, a puncture plan is executed (step S206), and puncture is executed based on the puncture plan (step S207). Here, in the puncture treatment, the puncture needle is gradually inserted while confirming the positional relationship between the puncture needle and the target site. Therefore, the puncture in step S207 does not advance the distance planned in the puncture plan all at once, but the puncture needle is gradually inserted.
例えば、ボリュームデータの収集時と穿刺が実行されている時点では、患者にかかるストレスが異なっていると考えられる。従って、ボリュームデータを収集時の呼吸の状態と、穿刺が実施されている時点の呼吸の状態とでは、大きく異なっている場合もあるため、穿刺針の挿入は、穿刺針と標的部位との位置関係が確認されながら、徐々に行なわれる。 For example, it is considered that the stress applied to the patient differs between the time when volume data is collected and the time when puncture is executed. Therefore, since the breathing state at the time of collecting volume data and the breathing state at the time when puncture is being performed may differ greatly, the insertion of the puncture needle requires the position of the puncture needle and the target site. It is done gradually while the relationship is confirmed.
そこで、ステップＳ２０７にて、穿刺が実行されると、スキャンが実施される（ステップＳ２０８）。ここで、穿刺計画で取得した各の座標や各点の幅の情報に基づいたスキャンを実行することで、効率よく穿刺治療を行なうことが可能である。 Therefore, when puncturing is executed in step S207, scanning is performed (step S208). Here, it is possible to perform puncture treatment efficiently by executing a scan based on information on each coordinate and width of each point acquired in the puncture plan.
上述したように、第１の実施形態によれば、入力装置３１は、ボリュームデータから生成されたＭＰＲ画像上に穿刺針の挿入点及び標的点を指定する指定操作を受け付ける。画像生成制御部３８１は、入力装置３１によって受け付けられた穿刺針の挿入点及び標的点を含む複数の断面のＭＰＲ画像をボリュームデータから生成する。表示制御部３８２は、画像生成制御部３８１によって生成された複数の断面のＭＰＲ画像をそれぞれ表示装置３２にて表示させるように制御する。従って、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１は、穿刺針の通過する面の断面画像を表示させることでき、３次元の穿刺計画及び穿刺を容易に可能にする。その結果、穿刺治療を効率よく行なうことを可能にする。
As described above, according to the first embodiment, the
また、第１の実施形態によれば、表示制御部３８２は、挿入点と標的点との距離、穿刺針の挿入角度、寝台における挿入点の座標、寝台における標的点の座標、寝台における挿入点と標的点との中間位置の座標、及び、寝台の移動方向における挿入点と標的点との距離のうち、少なくとも１つを表示装置３２にて表示させるように制御する。従って、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１は、穿刺治療にかかる具体的な情報を操作者に提示することができ、３次元の穿刺計画を利用した穿刺治療をより効率よく行なうことを可能にする。
In addition, according to the first embodiment, the
また、第１の実施形態によれば、制御部３８は、入力装置３１によって受け付けられた穿刺針の挿入点及び標的点に基づいて、Ｘ線ＣＴ画像の撮影を制御する。従って、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１は、精度の高いＸ線画像を提供することを可能にする。
Further, according to the first embodiment, the
また、第１の実施形態によれば、制御部３８は、挿入点、標的点、又は、挿入点と標的点との中間位置が撮影の中心位置となるように寝台位置を制御する。従って、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１は、高精度のＸ線ＣＴ画像を容易に撮影することを可能にする。
Further, according to the first embodiment, the
また、第１の実施形態によれば、制御部３８は、寝台における挿入点の座標と寝台における標的点の座標とに基づいて、挿入点及び標的点を含む最小の撮影範囲でＸ線ＣＴ画像を撮影するように制御する。従って、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１は、最小の被曝量に低減することを可能にする。
Further, according to the first embodiment, the
また、第１の実施形態によれば、画像生成制御部３８１は、寝台における挿入点の座標と寝台における標的点の座標とに基づいて、再構成範囲を決定する。従って、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１は、観察しやすいＸ線ＣＴ画像を容易に提供することを可能にする。
Further, according to the first embodiment, the image
（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。
(Second Embodiment)
The first embodiment has been described so far, but may be implemented in various different forms other than the first embodiment described above.
上述した実施形態では、単一のボリュームデータを用い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、経時的に収集された複数のボリュームデータが用いられる場合であってもよい。例えば、一呼吸分のボリュームデータが収集された場合に、位相ごとに穿刺計画を設定してもよい。ここで、例えば、位相ごとの穿刺計画から所定の位相を選択し、選択した位相に合わせて穿刺を行なう場合であってもよい。これにより、高精度の穿刺治療を行なうことができる。 In the above-described embodiment, the case where single volume data is used has been described. However, the embodiment is not limited to this. For example, a plurality of volume data collected over time may be used. For example, when volume data for one breath is collected, a puncture plan may be set for each phase. Here, for example, a predetermined phase may be selected from the puncture plan for each phase, and puncture may be performed in accordance with the selected phase. Thereby, highly accurate puncture treatment can be performed.
また、一呼吸分のボリュームデータにおいて、動きが最も大きい位相のボリュームデータと、動きが最も小さい位相のボリュームデータとを用いて穿刺計画を実行し、穿刺計画の結果を用いてその他の位相における穿刺計画線を推定する場合であってもよい。かかる場合には、入力装置３１は、経時的に収集されたボリュームデータのうち、動きの状態が最大となる位相のボリュームデータと、動きの状態が最小となる位相のボリュームデータそれぞれに対する挿入点及び標的点を指定する指定操作を受け付ける。
Further, in the volume data for one breath, the puncture plan is executed using the volume data of the phase with the largest movement and the volume data of the phase with the smallest movement, and the puncture in the other phases is performed using the result of the puncture plan. It may be a case where a planned line is estimated. In such a case, the
そして、画像生成制御部３８１は、入力装置３１を介して指定された各位相の挿入点及び標的点それぞれに基づいて、他の位相のボリュームデータそれぞれにおける穿刺針の挿入点及び標的点を推定し、推定した挿入点及び標的点を含む複数の断面のＸ線ＣＴ画像を他の位相のボリュームデータそれぞれから生成する。そして、表示制御部３８２は、画像生成制御部３８１によって生成された各位相における複数の断面のＸ線ＣＴ画像を表示装置３１にてそれぞれ表示する。
Then, the image
ここで、表示制御部３８２は、画像生成制御部３８１によって推定された挿入点及び標的点を用いて各位相の穿刺計画線の距離や被検体に対する角度、各点の幅などを算出することができる。
Here, the
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。 As described above, according to the first embodiment and the second embodiment, puncture treatment can be performed efficiently.
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。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
１ Ｘ線ＣＴ装置
３１ 入力装置
３２ 表示装置
３８ 制御部
３８１ 画像生成制御部
３８２ 表示制御部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (7)
前記受付手段によって受け付けられた前記穿刺針の挿入位置及び標的位置を含む複数の断面のＣＴ画像を前記３次元データから生成する画像生成手段と、
前記画像生成手段によって生成された前記複数の断面のＣＴ画像をそれぞれ表示部にて表示させるように制御する表示制御手段と、
を備えたことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。 Accepting means for accepting a designation operation for designating an insertion position and a target position of a puncture needle on a CT image generated from three-dimensional data;
Image generating means for generating a plurality of cross-sectional CT images including the insertion position and target position of the puncture needle received by the receiving means from the three-dimensional data;
Display control means for controlling the CT images of the plurality of cross-sections generated by the image generation means to be displayed on a display unit, respectively;
An X-ray CT apparatus comprising:
前記画像生成手段は、前記受付手段を介して指定された各位相の挿入位置及び標的位置それぞれに基づいて、他の位相の３次元データそれぞれにおける前記穿刺針の挿入位置及び標的位置を推定し、推定した挿入位置及び標的位置を含む複数の断面のＣＴ画像を前記他の位相の３次元データそれぞれから生成し、
前記表示制御手段は、前記画像生成手段によって生成された各位相における複数の断面のＣＴ画像を表示部にてそれぞれ表示することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載のＸ線ＣＴ装置。 The reception means includes the insertion position for each of the three-dimensional data collected over time, the three-dimensional data having a phase where the motion state is maximum, and the three-dimensional data having a phase where the motion state is minimum. Accepting a designation operation to designate the target position;
The image generation means estimates the insertion position and target position of the puncture needle in each of the three-dimensional data of other phases based on the insertion position and target position of each phase specified via the receiving means, A plurality of cross-sectional CT images including the estimated insertion position and target position are generated from each of the three-dimensional data of the other phases;
7. The X according to claim 1, wherein the display control unit displays a plurality of cross-sectional CT images in each phase generated by the image generation unit on a display unit. Line CT device.
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