JP2015204988A - 体内での針先端を画像上に表示する針先端画像表示装置、それを用いたがん治療装置および体内での針先端を画像上に表示する針先端画像表示方法 - Google Patents

Abstract

【課題】体内での針先端を画像上に表示する針先端画像表示装置を提供する。【解決手段】体内での針先端を画像上に表示する針先端画像表示装置は、三次元身体画像取得手段1、測定画像取得手段2、針情報取得手段3、位置情報取得手段4、三次元身体画像抽出手段5、針画像生成手段6、画像重畳手段7および画像表示手段8を含み、前記位置情報取得手段が、前記測定画像の測定位置の位置情報および前記針の位置情報を取得し、前記三次元身体画像抽出手段が、前記測定画像の測定領域に対応する三次元身体画像の領域を抽出三次元身体画像として抽出し、前記針画像生成手段が、前記測定画像の測定位置の位置情報、前記針の位置情報および前記針情報に基づき、針画像を生成し、前記画像重畳手段が、前記抽出三次元身体画像、前記測定画像および前記生成針画像を重畳することで重畳画像を生成し、表示することを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、体内での針先端を画像上に表示する針先端画像表示装置、がん治療装置および体内での針先端を画像上に表示する針先端画像表示方法に関する。

肝臓がんの治療では、モノポーラー電極、バイポーラー電極等の針を前記肝臓がん内または周囲に配置し、前記電極に電圧を印加し、それにより発生する熱によりがん細胞を焼灼する低侵襲性の方法を用いて、治療が行われている。また、バイポーラー電極を用いる場合、前記肝臓がんの周囲に複数の前記バイポーラー電極を配置し、がん細胞を焼灼する治療が行われている（非特許文献１）。

Seror. O et.al., Radiology, 2008, 248, 288-296

前記肝臓がん内または周囲に前記針を配置する場合、医師は、体内の構造、器官、臓器、組織、針等の位置およびこれらの位置関係を把握するために、例えば、超音波測定装置により測定した測定画像を参照し、前記針等を配置する。しかしながら、前記超音波測定装置により得られる画像は２次元画像であるため、前記位置関係が明確でなく、体内の所望の位置に前記針を配置することが困難という問題があった。また、前記超音波測定装置により得られた画像を、画像処理により３次元画像として表示した場合においても、ノイズが多いため、体内での前記針等の位置関係を特定するのが困難であり、所望の位置に前記針を配置することが困難という問題があった。

さらに、複数の前記針を配置する際には、体内での前記複数の針の間の位置関係も把握する必要がある。しかしながら、上述のように、前記針等の位置関係を特定するのが困難であるため、当然に、前記複数の針の間の位置関係を特定することも、非常に困難であった。このため、複数の前記針を配置する際には、所望の位置に前記複数の針を配置することも非常に困難であるという問題があった。

そこで、本発明は、体内での針先端を画像上に表示する針先端画像表示装置、それを用いたがん治療装置および体内での針先端を画像上に表示する針先端画像表示方法を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明の体内での針先端を画像上に表示する針先端画像表示装置は、三次元身体画像取得手段、測定画像取得手段、針情報取得手段、位置情報取得手段、三次元身体画像抽出手段、針画像生成手段、画像重畳手段および画像表示手段を含み、
前記三次元身体画像取得手段が、被検者の三次元身体画像を取得し、
前記測定画像取得手段が、前記被検者の体内の測定画像を取得し、
前記針情報取得手段が、針情報を取得し、
前記位置情報取得手段が、前記測定画像の測定位置の位置情報および前記針の位置情報を取得し、
前記三次元身体画像抽出手段が、前記測定画像の測定位置の位置情報に基づき、前記測定画像の測定領域に対応する三次元身体画像の領域を抽出三次元身体画像として抽出し、
前記針画像生成手段が、前記測定画像の測定位置の位置情報、前記針の位置情報および前記針情報に基づき、前記測定画像の測定領域に対応する領域の生成針画像を生成し、
前記画像重畳手段が、前記抽出三次元身体画像、前記測定画像および前記生成針画像を重畳することで重畳画像を生成し、
前記画像表示手段が、前記重畳画像を表示することを特徴とする。

本発明のがん治療装置は、
針、電圧印加装置および画像表示装置を含み、
前記電圧印加装置が、前記針に電圧を印加することにより、前記針を発熱させ、
前記画像表示装置が、前記本発明の体内での針先端を画像上に表示する針先端画像表示装置であることを特徴とする。

本発明の第１の体内での針先端を画像上に表示する針先端画像表示方法は、
三次元身体画像取得手段が、被検者の三次元身体画像を取得する三次元身体画像取得工程、
測定画像取得手段が、前記被検者の体内の測定画像を取得する測定画像取得工程、
針情報取得手段が、針情報を取得する針情報取得工程、
位置情報取得手段が、前記測定画像の測定位置の位置情報および前記針の位置情報を取得する位置情報取得工程、
三次元身体画像抽出手段が、前記測定画像の測定位置の位置情報に基づき、前記測定画像の測定領域に対応する三次元身体画像の領域を抽出三次元身体画像として抽出する三次元身体画像抽出工程、
針画像生成手段が、前記測定画像の測定位置の位置情報、前記針の位置情報および前記針情報に基づき、前記測定画像の測定領域に対応する領域の生成針画像を生成する針画像生成工程、
画像重畳手段が、前記抽出三次元身体画像、前記測定画像および前記生成針画像を重畳することで重畳画像を生成する画像重畳工程、ならびに
画像表示手段が、前記重畳画像を表示する画像表示工程を含むことを特徴とする。

本発明の第２の体内での針先端を画像上に表示する針先端画像表示方法は、
被検者の三次元身体画像を取得する三次元身体画像取得工程、
前記被検者の体内の測定画像を取得する測定画像取得工程、
針情報を取得する針情報取得工程、
前記測定画像の測定位置の位置情報および前記針の位置情報を取得する位置情報取得工程、
前記測定画像の測定位置の位置情報に基づき、前記測定画像の測定領域に対応する三次元身体画像の領域を抽出三次元身体画像として抽出する三次元身体画像抽出工程、
前記測定画像の測定位置の位置情報、前記針の位置情報および前記針情報に基づき、前記測定画像の測定領域に対応する領域の生成針画像を生成する針画像生成工程、
前記抽出三次元身体画像、前記測定画像および前記生成針画像を重畳することで重畳画像を生成する画像重畳工程、ならびに
前記重畳画像を表示する画像表示工程を含むことを特徴とする。

本発明によれば、体内での針先端を画像上に表示する針先端画像表示装置、それを用いたがん治療装置および体内での針先端を画像上に表示する針先端画像表示方法を提供できる。

図１は、本発明の体内での針先端を画像上に表示する針先端画像表示装置の一例（実施形態１）の構成を示す、ブロック図である。 図２は、本発明の体内での針先端を画像上に表示する針先端画像表示方法の一例（実施形態１）示すフローチャートである。 図３は、本発明の体内での針先端を画像上に表示する針先端画像表示装置の一例（実施形態２）の構成を示す、ブロック図である。 図４は、本発明の体内での針先端を画像上に表示する針先端画像表示方法の一例（実施形態２）示すフローチャートである。 図５は、実施形態２において、三次元身体画像の位置情報と前記測定画像の測定位置の位置情報とを関連づける方法の一例を示す図である。 図６は、本発明のがん治療装置の一例を示す模式斜視図である。

本発明において、「針先端」とは、例えば、針先、針の胴部、針もとの少なくとも１つの領域を含む領域をいう。

本発明について、図面を参照して、例をあげて詳細に説明する。ただし、本発明は、以下の例に限定されない。なお、下記の図１から図６において、同一部分には、同一符号を付している。また、図面においては、説明の便宜上、各部の構造は適宜簡略化して示す場合があり、各部の寸法比等は、実際とは異なり、模式的に示す場合がある。

＜体内での針先端を画像上に表示する針先端画像表示装置および針先端画像表示方法＞
まず、本発明の針先端を画像上に表示する針先端画像表示装置（以下、「画像表示装置」ともいう。）および針先端画像表示方法（以下、「画像表示方法」ともいう。）について、説明する。ただし、本発明は、以下の例に限定されない。

（実施形態１）
図１は、本実施形態の画像表示装置の構成を示すブロック図である。また、図２は、本実施形態における画像表示方法のフローチャートである。図１に示すように、本実施形態の画像表示装置１００は、三次元（３Ｄ）身体画像取得手段１、測定画像取得手段２、針情報取得手段３、位置情報取得手段４、三次元（３Ｄ）身体画像抽出手段５、針画像生成手段６、画像重畳手段７および画像表示手段８を主要な構成要素として含む。図１に示すように、本実施形態の画像表示装置１００において、３Ｄ身体画像抽出手段５は、３Ｄ身体画像取得手段１および位置情報取得手段４と、針画像生成手段６は、位置情報取得手段４および針情報取得手段３と、画像重畳手段７は、測定画像取得手段２、３Ｄ身体画像抽出手段５および針画像生成手段６と、画像表示手段８は、画像重畳手段７と、それぞれ電気的に接続されている。本実施形態において、画像表示装置１００の各構成要素は、有線的に接続されているが、これに限定されず、無線的に接続されていてもよい。

３Ｄ身体画像取得手段１は、被検者の３Ｄ身体画像を取得する。３Ｄ身体画像取得手段１は、例えば、予め取得した前記被検者の３Ｄ身体画像を取得してもよいし、撮影中の前記被検者の３Ｄ身体画像を取得してもよい。前者の場合、３Ｄ身体画像取得手段１は、例えば、記憶媒体があげられる。前記記憶媒体は、特に制限されず、公知のものが使用でき、具体的には、例えば、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ハードディスク（ＨＤ）、光ディスク、フロッピー（登録商標）ディスク（ＦＤ）等があげられる。後者の場合、３Ｄ身体画像取得手段１は、例えば、核磁気共鳴画像（ＭＲＩ）装置、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）装置、ポジトロン断層法（ＰＥＴ）装置、ＰＥＴ−ＣＴ装置等の３Ｄ的に被検者の体内を撮像できる装置、およびこれらの装置と画像表示装置１００とを接続する入力端子等の接続具等があげられる。後者の場合、画像表示装置１００は、３Ｄ身体画像取得手段１を介して、前記撮像装置と接続されている。前記被検者は、特に制限されず、例えば、ヒト、ヒトを除く非ヒト動物等があげられ、前記非ヒト動物は、例えば、マウス、ラット、モルモット、イヌ、ネコ、サル、ウサギ、ヒツジ、ウマ、ブタ等の哺乳類動物等があげられる。前記３Ｄ身体画像は、特に制限されず、画像表示装置１００に表示する体内の器官、臓器、組織等（以下、「器官等」ともいう。）の種類に応じて、適宜決定できる。前記３Ｄ身体画像は、例えば、ＭＲＩ画像、ＣＴ画像、ＰＥＴ画像等があげられる。前記３Ｄ身体画像は、１種類の前記３Ｄ身体画像を単独で使用してもよいし、２種類以上の前記画像を融合した融合３Ｄ身体画像を使用してもよい。前記融合３Ｄ身体画像は、例えば、ＰＥＴ−ＣＴ画像等があげられる。前記器官等は、特に制限されず、例えば、肝臓、腎臓、肺、骨、副腎、リンパ節、前立腺、甲状腺、筋肉、膵臓等があげられる。前記器官等が、肝臓である場合、前記３Ｄ身体画像は、ＣＴ画像が好ましい。

測定画像取得手段２は、前記被検者の体内の測定画像（以下、「体内画像」ともいう。）を取得する。測定画像取得手段２は、例えば、リアルタイムに前記被検者の体内画像を撮像できればよい。前記体内は、例えば、前記被検者の体表を含んでもよい。測定画像取得手段２は、例えば、２次元（２Ｄ）の前記体内画像を取得してもよいし、３Ｄの前記体内画像を取得してもよい。前者の場合、測定画像取得手段２は、例えば、超音波（エコー）測定装置等、およびこれらの装置と画像表示装置１００とを接続する入力端子等の接続具等があげられる。後者の場合、測定画像取得手段２は、例えば、ＭＲＩ装置、ＣＴ装置、ＰＥＴ装置等、およびこれらの装置と画像表示装置１００とを接続する入力端子等の接続具等があげられる。また、測定画像取得手段２が、前記接続具等の場合、画像表示装置１００は、測定画像取得手段２を介して、前記撮像装置と接続されている。前記体内画像は、例えば、非連続的な画像であってもよいし、連続的な映像であってもよい。前記２Ｄの体内画像は、例えば、エコー画像等があげられる。前記３Ｄの体内画像は、例えば、ＭＲＩ画像、ＣＴ画像、ＰＥＴ画像等があげられる。

針情報取得手段３は、針情報を取得する。針情報取得手段３は、例えば、予め入力された針情報を取得してもよいし、使用時に入力される前記針情報を取得してもよい。前者の場合、針情報取得手段３は、例えば、前述の記憶媒体があげられる。後者の場合、針情報取得手段３は、例えば、キーボード、マウス、タッチパネル等の公知の入力手段、および前記入力手段と画像表示装置１００とを接続する入力端子等の接続具等があげられる。後者の場合、画像表示装置１００は、針情報取得手段３を介して、前記入力手段と接続されている。また、後述する画像表示手段８を、前記入力手段を兼ねるタッチパネル等とする場合、例えば、画像表示手段８を針情報取得手段３とし、前記針情報を取得してもよい。前記針は、針状の体内に挿入される医療器具であればよく、例えば、医療用の針があげられる。前記医療用の針は、例えば、治療用の針、診断用の針等があげられる。前記治療用の針は、例えば、モノポーラー電極、バイポーラー電極、穿刺針等があげられる。前記診断用の針は、例えば、穿刺針、生検針等があげられる。前記針の本数は、特に制限されず、その下限が、例えば、１本であり、好ましくは２本であり、より好ましくは３本であり、その上限が、例えば、３本である。前記針情報は、特に制限されず、前記針の種類に応じて、適宜決定でき、例えば、針の形状、長さ、径、ゲージ、電極の位置、針先の位置情報等があげられる。前記針が、把持手段により把持される場合、針情報取得手段３は、前記針情報に加え、前記把持手段の情報を取得してもよい。前記把持手段の情報は、例えば、前記把持手段の形状、長さ、幅、高さ、奥行き等があげられる。

位置情報取得手段４は、前記測定画像の測定位置の位置情報および前記針の位置情報を取得する。位置情報取得手段４は、例えば、リアルタイムに前記測定画像の測定位置の位置情報および前記針の位置情報を取得できればよい。位置情報取得手段４は、例えば、公知の位置測定装置等およびこれらの装置と画像表示装置１００とを接続する入力端子等の接続具等があげられる。後者の場合、画像表示装置１００は、位置情報取得手段４を介して、前記位置測定装置と接続されている。前記位置情報は、例えば、３Ｄ空間における基準位置を中心とした座標系における前記測定画像の測定位置の位置情報および前記針の位置情報、前記測定画像の測定位置の傾き情報および前記針、針間の距離間隔の情報等があげられる。前記測定画像が、前記エコー画像の場合、前記測定位置は、例えば、超音波測定装置の超音波プローブの位置情報、傾き情報等があげられる。前記針の位置情報は、例えば、前記針の体外側端の位置情報、傾き情報等があげられる。前記位置情報の取得については、後述する。

３Ｄ身体画像抽出手段５は、前記測定画像の測定位置の位置情報に基づき、前記測定画像の測定領域に対応する三次元身体画像の領域を抽出三次元身体画像として抽出する。３Ｄ身体画像抽出手段５は、例えば、公知の演算手段が使用できる。前記演算手段は、例えば、中央演算装置（ＣＰＵ）、マイクロプロセッサ、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）等があげられる。前記抽出三次元身体画像の抽出については、後述する。

針画像生成手段６は、前記測定画像の測定位置の位置情報、前記針の位置情報および前記針情報に基づき、前記測定画像の測定領域に対応する領域の生成針画像を生成する。針画像生成手段６は、例えば、前述の公知の演算手段があげられる。前記生成針画像の生成については、後述する。針画像生成手段６は、前記針情報に基づき、前記電極に対応する領域を、他の領域と異なる色で表示した生成針画像を生成してもよい。このように、前記電極に対応する領域を他の領域と異なる色で表示することで、例えば、前記電極の位置が明確となり、前記電極を所望の位置に配置することができる。

画像重畳手段７は、前記抽出三次元身体画像、前記測定画像および前記生成針画像を重畳することで重畳画像を生成する。画像重畳手段７は、例えば、前述の公知の演算手段があげあれる。前記重畳画像の生成については、後述する。

画像表示手段８は、前記重畳画像を表示する。画像表示手段８は、例えば、液晶ディスプレイ等の公知の画像表示手段を使用することができる。画像表示手段８は、前記重畳画像の全体を表示してもよいし、その一部を表示してもよい。画像表示手段８は、さらに、前記３Ｄ身体画像、前記測定画像、前記抽出３Ｄ身体画像、前記生成針画像、前記位置情報等を表示してもよい。

本実施形態の画像表示方法は、例えば、図１の画像表示装置１００を用いて、図２のフローチャートに示すように、以下のステップを実施する。図２に示すように、本実施形態の画像表示方法は、取得工程Ｓ１０、画像抽出生成工程Ｓ２０、画像重畳工程Ｓ３０および画像表示工程Ｓ４０を主要な工程として含む。

まず、取得工程Ｓ１０を実施する。取得工程Ｓ１０は、例えば、前記３Ｄ身体画像、前記測定画像、前記測定画像の測定位置の位置情報、前記針の位置情報および前記針情報を取得する。図２に示すように、本実施形態の画像表示方法において、取得工程Ｓ１０は、三次元（３Ｄ）身体画像取得工程Ｓ１１、測定画像取得工程Ｓ１２、針情報取得工程Ｓ１３および位置情報取得工程Ｓ１４を含み、これらの工程を、この順番で実施するが、本発明は、この例に限定されない。本発明において、取得工程Ｓ１０は、３Ｄ身体画像取得工程Ｓ１１、測定画像取得工程Ｓ１２、針情報取得工程Ｓ１３および位置情報取得工程Ｓ１４の全ての工程を実施すればよく、前記工程の順序は、特に制限されない。

３Ｄ身体画像取得工程Ｓ１１は、前記被検者の３Ｄ身体画像を取得する。３Ｄ身体画像取得工程Ｓ１１は、前記３Ｄ身体画像取得手段が実施してもよい。

測定画像取得工程Ｓ１２は、前記被検者の体内の測定画像を取得する。測定画像取得工程Ｓ１２は、前記測定画像取得手段が実施してもよい。

針情報取得工程Ｓ１３は、前記針の情報および前記針の位置情報を取得する。針情報取得工程Ｓ１３は、前記針情報取得手段が実施してもよい。

位置情報取得工程Ｓ１４は、前記測定画像の測定位置の位置情報および前記針の位置情報を取得する。位置情報取得工程Ｓ１４は、前記位置情報取得手段が実施してもよい。前記測定画像の測定位置の位置情報および前記針の位置情報を、前記位置測定装置を用いて取得する場合、前記位置情報取得手段である前記位置測定装置は、例えば、三次元（３Ｄ）空間の座標系の基準位置となる基準位置装置と位置センサとを含む。前記基準位置装置は、例えば、３Ｄ空間に信号を発信する。前記位置センサは、例えば、前記測定画像取得手段および前記針に設置され、前記信号を検知し、前記３Ｄ空間の座標における前記測定画像取得手段および前記針の位置、ならびに傾きを検出する。そして、前記位置センサは、例えば、前記３Ｄ空間の座標における前記測定画像取得手段（例えば、超音波測定装置の超音波プローブ）および前記針の位置、ならびに傾きに基づき、前記測定画像の測定位置の位置情報および前記針の位置情報を算出し、取得する。なお、前記位置情報の算出および取得は、前記位置センサに代えて、例えば、前記演算手段等を用いて行ってもよい。

つぎに、画像抽出生成工程Ｓ２０を実施する。画像抽出生成工程Ｓ２０は、例えば、取得工程Ｓ１０において取得された前記３Ｄ身体画像、前記測定画像、前記測定画像の測定位置の位置情報、前記針の位置情報および前記針情報に基づき、前記抽出３Ｄ身体画像を抽出し、また前記生成針画像を生成する。図２に示すように、本実施形態の画像表示方法において、画像抽出生成工程Ｓ２０は、３Ｄ身体画像抽出工程Ｓ２１および針画像生成工程Ｓ２２を含み、これらの工程を、この順番で実施するが、本発明は、この例に限定されない。本発明において、画像抽出生成工程Ｓ２０は、３Ｄ身体画像抽出工程Ｓ２１および針画像生成工程Ｓ２２の両工程を実施すればよく、前記工程の順序は、特に制限されない。

３Ｄ身体画像抽出工程Ｓ２１は、前記測定画像の測定位置の位置情報に基づき、前記測定画像の測定領域に対応する３Ｄ身体画像の領域を抽出３Ｄ身体画像として抽出する。３Ｄ身体画像抽出工程Ｓ２１は、前記３Ｄ身体画像抽出手段が実施してもよい。３Ｄ身体画像抽出工程Ｓ２１は、例えば、前記測定画像の測定位置の位置情報に基づき、前記測定画像の測定領域を算出する。そして、３Ｄ身体画像抽出工程２１は、例えば、算出した前記測定画像の測定領域に基づき、前記測定画像と対応する３Ｄ身体画像の断面画像が前記測定画像と同じ位置および傾きとなるように、前記３Ｄ身体画像を処理し、抽出３Ｄ身体画像として抽出する。

針画像生成工程Ｓ２２は、前記測定画像の測定位置の位置情報、前記針の位置情報および前記針情報に基づき、前記測定画像の測定領域に対応する領域の生成針画像を生成する。針画像生成工程Ｓ２２は、前記針画像生成手段が実施してもよい。針画像生成工程Ｓ２２は、例えば、前記針情報に基づき、三次元（３Ｄ）の針画像を生成する。前記３Ｄの針画像は、例えば、前記針の全体を３Ｄの針画像として生成してもよいし、前記針の一部を３Ｄの針画像として生成してもよい。前記３Ｄ針画像は、前記被検者の体内における前記器官等との位置関係が明確になり、前記針を操作する際に、前記針の前記器官等へ接触を低減でき、前記器官等へのダメージを軽減できることから、前記被検者の体内に対応する領域に存在する前記針の全体を前記３Ｄの針画像として生成することが好ましい。針画像生成工程Ｓ２２は、例えば、前記測定画像の測定位置の位置情報および前記針の位置情報に基づき、前記測定画像と対応する前記３Ｄの針画像の断面画像が前記測定画像と同じ位置および傾きとなるように、前記３Ｄの針画像を処理し、前記処理後の３Ｄの針画像を、生成針画像として生成する。針画像生成工程Ｓ２２において、前記針情報に基づき、前記電極に対応する領域を、他の領域と異なる色で表示した生成針画像を生成してもよい。このように、前記電極に対応する領域を他の領域と異なる色で表示することで、前記電極の位置が明確となり、前記電極を所望の位置に配置することができる。

つぎに、画像重畳工程Ｓ３０を実施する。画像重畳工程Ｓ３０は、前記抽出３Ｄ身体画像、前記測定画像および前記生成針画像を重畳することで重畳画像を生成する。画像重畳工程Ｓ３０は、前記画像重畳手段が実施してもよい。画像重畳工程Ｓ３０は、例えば、前記抽出３Ｄ身体画像、前記測定画像および前記生成針画像を、前記測定画像と対応する３Ｄ身体画像および生成針画像の断面画像、ならびに前記測定画像が重複するように重畳し、重畳画像を生成する。画像重畳工程Ｓ３０において、前記抽出３Ｄ身体画像、前記測定画像および前記生成針画像は、例えば、半透過処理を行った画像を用いてもよい。前記半透過画像を行った画像を用いた場合、前記重畳画像は、奥行き方向も視認しやすくなり好ましい。前記半透過処理は、特に制限されず、例えば、サーフェスレンダリング、ボリュームレンダリング等の公知の方法により実施できる。

つぎに、画像表示工程Ｓ４０を実施する。画像表示工程Ｓ４０は、前記重畳画像を表示する。画像表示工程Ｓ４０は、前記画像表示手段が実施してもよい。

このように、本実施形態によれば、前記体内で前記針の先端を画像上に表示することができるため、例えば、前記被検者の体内で前記針先端の位置を三次元的に把握することができ、これにより、所望の位置に前記針を配置可能である。また、本実施形態によれば、前記針情報および後述する針の位置情報に基づき、生成針画像を生成するため、例えば、複数の前記針を使用する場合においても、体内で前記複数の針の先端を画像上に表示することができ、これにより、所望の位置に複数の前記針を配置可能である。

（実施形態２）
本実施形態の画像表示装置は、さらに、位置情報変換手段９を含んでもよい。図３は、本実施形態の画像表示装置の構成を示すブロック図である。また、図４は、本実施形態における画像表示方法のフローチャートである。本実施形態の画像表示装置２００は、位置情報変換手段９を含み、位置情報取得手段４が、３Ｄ身体画像抽出手段５に代えて、位置情報変換手段９に接続され、位置情報変換手段９が、３Ｄ身体画像抽出手段５に接続されている。この点を除いて、本実施形態の画像表示装置は、図１に示す画像表示装置１００と同様の構成を有する。

位置情報変換手段９は、例えば、予め関連づけられた３Ｄ身体画像の位置情報と前記測定画像の測定位置の位置情報との関係に基づき、前記測定画像の測定領域の位置情報を前記３Ｄ身体画像における対応する領域の位置情報に変換する。位置情報変換手段９は、例えば、前述の演算手段があげられる。前記３Ｄ身体画像の位置情報と前記測定画像の測定位置の位置情報とを予め関連づける方法については、後述する。

本実施形態において、３Ｄ身体画像抽出手段５は、例えば、前記３Ｄ身体画像における対応する領域の位置情報に基づき、前記測定画像の測定領域に対応する３Ｄ身体画像の領域を抽出３Ｄ身体画像として抽出する。

本実施形態の画像表示方法は、例えば、図３の画像表示装置を用いて、図４のフローチャートに示すように、以下のステップを実施する。本実施形態の画像表示方法は、画像抽出生成工程Ｓ２０が、さらに、位置情報変換工程Ｓ２３を含み、３Ｄ身体画像抽出工程Ｓ２１が、前記３Ｄ身体画像における対応する領域の位置情報に基づき、前記測定画像の測定領域に対応する３Ｄ身体画像の領域を抽出３Ｄ身体画像として抽出すること以外は、前記実施形態１と同様に実施する。

まず、前記実施形態１と同様にして、取得工程Ｓ１０を実施する。つぎに、画像抽出生成工程Ｓ２０を実施する。画像抽出生成工程Ｓ２０は、例えば、取得工程Ｓ１０において取得された前記測定画像の測定位置の位置情報を前記３Ｄ身体画像における対応する領域の位置情報に変換し、取得工程Ｓ１０において、取得された前記３Ｄ身体画像、前記測定画像、前記針の位置情報および前記針情報、ならびに前記３Ｄ身体画像における対応する領域の位置情報に基づき、前記抽出三次元身体画像および前記生成針画像を生成する。

図４に示すように、本実施形態の画像表示方法において、画像抽出生成工程Ｓ２０は、位置情報変換工程Ｓ２３、３Ｄ身体画像抽出工程Ｓ２１、および針画像生成工程Ｓ２２を含み、これらの工程を、この順番で実施するが、本発明は、この例に限定されない。本発明において、位置情報変換工程Ｓ２３は、３Ｄ身体画像抽出工程Ｓ２１より前に実施されればよく、その他の工程の順序は、特に制限されない。

位置情報変換工程Ｓ２３は、例えば、予め関連づけられた３Ｄ身体画像の位置情報と前記測定画像の測定位置の位置情報との関係に基づき、前記測定画像の測定領域の位置情報を３Ｄ身体画像における対応する領域の位置情報に変換する。位置情報変換工程Ｓ２３は、前記位置情報変換手段が実施してもよい。前記３Ｄ身体画像の位置情報と前記測定画像の測定位置の位置情報とを予め関連づける方法は、特に制限されず、例えば、前記３Ｄ身体画像および前記測定画像に基準点を設定し、前記基準点の位置情報を関連づけることで、前記３Ｄ身体画像の位置情報と前記測定画像の測定位置の位置情報とを予め関連づける方法があげられる。前記３Ｄ身体画像の位置情報は、例えば、３Ｄ身体画像が有する座標系における位置情報があげられる。前記基準点は、例えば、胸骨下端、剣状突起、血管枝、占拠性病変等があげられる。設定する前記基準点の数は、特に制限されず、その下限は、例えば、１個であり、好ましくは２個であり、より好ましくは３個であり、その上限は、例えば、３個である。前記基準点の数は、１つの基準点における数でもよいし、２つ以上の基準点における数の合計の数でもよい。後述する画像重畳工程Ｓ３０において、前記抽出３Ｄ身体画像と前記測定画像とを重畳した際の前記画像のずれを抑制できることから、前記基準点は、１〜３個に設定することが好ましい。前記基準点の組合せは、呼吸性の移動が無いこと、および胸骨が体表にあるため識別しやすいことから、胸骨下端と血管枝との組合せが好ましい。また、前記３Ｄ身体画像の位置情報と前記測定画像の測定位置の位置情報との関連づけの精度がより向上することから、前記血管枝は、複数の血管枝の組合せがより好ましい。

前記３Ｄ身体画像の位置情報と前記測定画像の測定位置の位置情報とを予め関連づける方法について、一例として、胸骨下端および血管枝に前記基準点を設定し、関連づける場合を、図５を参照し、説明する。ただし、本発明は、以下の例に限定されない。図５において、上段が、前記胸骨下端を含む画像であり、下段が、前記血管枝を含む画像であり、（Ａ）および（Ｃ）は、前記３Ｄ身体画像（例えば、ＣＴ画像）であり、（Ｂ）および（Ｄ）は、前記測定画像（例えば、エコー画像）である。まず、前記３Ｄ身体画像取得手段により取得された前記３Ｄ身体画像において、前記胸骨下端に基準点（Ｐ１）を入力手段により設定し、前記３Ｄ身体画像の有する座標系における前記基準点（Ｐ１）の位置情報を記憶する。前記入力手段は、例えば、前述の入力手段があげられる。つぎに、前記測定画像取得手段により取得された測定画像において、同様に、前記入力手段により前記胸骨下端に基準点（Ｐ１’）を設定し、前記位置情報入力手段の座標系における前記測定画像の測定位置の位置情報から、前記基準点（Ｐ１’）の位置情報を算出し、記憶する。そして、前記基準点（Ｐ１）の位置情報と前記基準点（Ｐ１’）の位置情報とを関連づける。また、同様にして、前記３Ｄ身体画像において、前記血管枝に基準点（Ｐ２）を入力手段により設定し、前記３Ｄ身体画像の有する座標系における前記基準点（Ｐ２）の位置情報を記憶する。つぎに、前記測定画像において、同様に、前記入力手段により前記血管枝に基準点（Ｐ２’）を設定し、前記位置情報取得手段の座標系における前記測定画像の測定位置の位置情報から、前記基準点（Ｐ２’）の位置情報を算出し、記憶する。そして、前記基準点（Ｐ２）の位置情報と前記基準点（Ｐ２’）の位置情報とを関連づける。このようにして、前記３Ｄ身体画像の位置情報と前記測定画像の測定位置の位置情報とを予め関連づけることができる。

つぎに、３Ｄ身体画像抽出工程Ｓ２１を実施する。３Ｄ身体画像抽出工程Ｓ２１は、例えば、前記３Ｄ身体画像における対応する領域の位置情報に基づき、前記測定画像の測定領域に対応する３Ｄ身体画像の領域を抽出３Ｄ身体画像として抽出する。

そして、前記実施形態１と同様にして、針画像生成工程Ｓ２２、画像重畳工程Ｓ３０および画像表示工程Ｓ４０を実施する。

このように、本実施形態によれば、前記３Ｄ身体画像の位置情報と前記測定画像の測定位置の位置情報との関係が関連づけられているため、前記３Ｄ身体画像から簡便に、前記測定画像の測定領域に対応する前記抽出３Ｄ身体画像を抽出できる。

＜がん治療装置＞
つぎに、本発明のがん治療装置（以下、「治療装置」ともいう。）について、説明する。ただし、本発明は、以下の例に限定されない。本発明のがん治療装置において、例えば、前記本発明の画像表示装置等の説明を援用できる。

本実施形態において、例えば、針は、前記針情報取得手段等における針の説明を援用できる。また、画像表示装置は、例えば、前記本発明の画像表示装置であればよく、その説明を援用できる。

図６は、本実施形態のがん治療装置の構成を示す模式斜視図である。図６において、２点鎖線で囲んだ領域に示すのが、本実施形態のがん治療装置９００である。図６に示すように、本実施形態のがん治療装置９００は、前記針であるバイポーラー電極７００、前記電圧印加装置（図示せず）、および画像表示装置１００を主要な構成要素として含む。また、画像表示装置１００は、前記測定画像取得手段である超音波測定装置５００および前記位置情報取得手段である位置情報取得装置６００を含み、超音波測定装置５００は、超音波プローブ５１０を、位置情報取得装置６００は、前記基準位置装置である磁場発生装置６１０、位置センサ６２０および位置センサ６３０を含む。また、被検者Ｘは、ベッド８００に仰臥位で寝ている。図６に示すように、本実施形態のがん治療装置９００において、画像表示装置１００は、超音波測定装置５００、位置センサ６２０および位置センサ６３０と電気的に接続されている。超音波測定装置５００は、超音波プローブ５１０と電気的に接続されている。また、位置センサ６２０および位置センサ６３０は、それぞれ、超音波プローブ５１０およびバイポーラー電極７００に設置されている。本実施形態において、図示していないが、前記三次元画像取得手段である前記三次元身体画像取得装置および前記針情報取得手段である前記針情報取得装置は、前記記憶媒体であり、画像表示装置１００と接続されている。また、図示していないが、前記電圧印加装置は、バイポーラー電極７００に、電圧を印加可能に接続されている。本実施形態において、画像表示装置１００は、超音波測定装置５００および位置センサ６２０と有線的に接続されているが、これに限定されず、無線的に接続されていてもよい。

本実施形態のがん治療装置において、治療対象のがんの種類は、特に制限されず、例えば、肝臓がん、腎臓がん、肺がん、副腎がん、転移性リンパ節腫瘍、転移性骨腫瘍、前立腺がん等があげられる。

本実施形態のがん治療装置９００において、前記針は、バイポーラー電極であるが、これに代えて、例えば、前記治療用の針、前記診断用の針等を用いることもできる。前記診断用の針を用いた場合、本発明のがん治療装置は、例えば、診断用装置ということもできる。前記診断装置の対象となる器官、臓器、組織等は、特に制限されず、例えば、肝臓、腎臓、肺、骨、副腎、リンパ節、前立腺、甲状腺、筋肉、膵臓等があげられる。

本実施形態のがん治療装置９００において、バイポーラー電極７００の本数は、１本であるが、この例に限定されず、例えば、前記治療対象のがんに対して、立体的に治療できることから、複数本であることが好ましい。前記複数本は、特に制限されず、例えば、バイポーラー電極７００を前記治療対象のがんの周囲に配置できるため、バイポーラー電極７００間の前記治療対象のがんを効果的に焼灼でき、また、他の器官等への損傷を抑制でき前記被検者の負担を軽減できることから、例えば、２本以上であり、バイポーラー電極７００間の前記治療対象のがんを立体的に且つより効果的に焼灼でき、また、他の器官等への損傷を抑制でき、前記被検者の負担をより軽減できることから、好ましくは３本である。

前記電圧印加装置は、例えば、前記針に電圧を印加することにより、前記針を発熱させる。前記電圧印加装置は、特に制限されず、公知の電圧印加装置を使用できる。前記電圧印加装置により印加する電圧は、特に制限されず、例えば、前記治療対象のがんの種類により、適宜決定できる。

つぎに、図６を参照して、本実施形態のがん治療装置９００を用いたがんの治療方法について、説明する。

まず、超音波測定装置５００の超音波プローブ５１０により、例えば、被検者Ｘの体内を測定することで、画像表示装置１００が、前記体内の測定画像を取得する。

磁場発生装置６１０は、例えば、３Ｄ空間に磁気信号を発信する。そして、位置センサ６２０および６３０は、例えば、前記磁気信号を検知する。そして、位置センサ６２０および６３０は、例えば、それぞれ、前記３Ｄ空間の座標における超音波プローブ５１０およびバイポーラー電極７００の位置、ならびに傾きに基づき、超音波プローブ５１０の位置情報およびバイポーラー電極７００の位置情報を算出し、画像表示装置１００が、前記位置情報を取得する。

画像表示装置１００は、例えば、前記記憶媒体から取得された前記３Ｄ身体画像および前記針情報、ならびに前記測定画像、超音波プローブ５１０の位置情報およびバイポーラー電極７００の位置情報に基づき、重畳画像を生成し、画像表示装置１００に表示する。

つぎに、画像表示装置１００に表示された前記重畳画像を確認しながら、例えば、バイポーラー電極７００を被検者Ｘの体内に移動させ、前記がんの中にバイポーラー電極７００を配置する。そして、前記電圧印加装置が、例えば、バイポーラー電極７００に電圧を印加することにより、バイポーラー電極７００を発熱させ、前記がんを焼灼する。そして、前記焼灼後に、画像表示装置１００に表示された前記重畳画像を確認しながら、例えば、バイポーラー電極７００を被検者Ｘの体外に移動させる。

このように、本実施形態によれば、前記体内での針先端を画像上に表示することができるため、例えば、前記被検者の体内で前記針先端の位置を三次元的に把握することができ、これにより、所望の位置に前記針を配置可能である。また、本実施形態によれば、前記重畳画像においては、器官等と前記針との位置関係が明確であるため、前記針の移動時に他の器官等に損傷を与える可能性を十分に低減できる。また、本実施形態によれば、前記針情報および前述の針の位置情報に基づき、生成針画像を生成するため、例えば、複数の前記針を使用する場合においても、体内での複数の針の針先端を画像上に表示することができ、これにより、所望の位置に複数の前記針を配置可能である。また、所望の位置に複数の前記針を配置可能であるため、例えば、前記針としてバイポーラー電極を用いた場合、必要な範囲にのみ治療を行うことができる。このため、本実施形態によれば、被検者の負担を軽減でき、且つ効果的な治療または診断ができる。

＜プログラムおよび記憶媒体＞
本発明のプログラムは、前記本発明の体内での針先端を画像上に表示する針先端画像表示方法をコンピュータ上で実行可能なことを特徴とする。本発明のコンピュータで読み取り可能な記録媒体は、前記本発明のプログラムを記憶していることを特徴とする。本発明のプログラムおよび記憶媒体において、例えば、前記本発明の画像表示装置等の説明を援用できる。

本発明によれば、体内での針先端を画像上に表示する針先端画像表示装置を提供できる。

１ 三次元（３Ｄ）身体画像取得手段
２ 測定画像取得手段
３ 針情報取得手段
４ 位置情報取得手段
５ 三次元（３Ｄ）身体画像抽出手段
６ 針画像生成手段
７ 画像重畳手段
８ 画像表示手段
９ 位置情報変換手段
１００、２００ 画像表示装置
５００ 超音波測定装置
５１０ 超音波プローブ
６００ 位置情報取得装置
６１０ 磁場発生装置
６２０、６３０ 位置センサ
７００ バイポーラー電極
９００ がん治療装置

Claims (17)

1. 三次元身体画像取得手段、測定画像取得手段、針情報取得手段、位置情報取得手段、三次元身体画像抽出手段、針画像生成手段、画像重畳手段および画像表示手段を含み、
   前記三次元身体画像取得手段が、被検者の三次元身体画像を取得し、
   前記測定画像取得手段が、前記被検者の体内の測定画像を取得し、
   前記針情報取得手段が、針情報を取得し、
   前記位置情報取得手段が、前記測定画像の測定位置の位置情報および前記針の位置情報を取得し、
   前記三次元身体画像抽出手段が、前記測定画像の測定位置の位置情報に基づき、前記測定画像の測定領域に対応する三次元身体画像の領域を、抽出三次元身体画像として抽出し、
   前記針画像生成手段が、前記測定画像の測定位置の位置情報、前記針の位置情報および前記針情報に基づき、前記測定画像の測定領域に対応する領域の生成針画像を生成し、
   前記画像重畳手段が、前記抽出三次元身体画像、前記測定画像および前記生成針画像を重畳することで重畳画像を生成し、
   前記画像表示手段が、前記重畳画像を表示することを特徴とする、体内での針先端を画像上に表示する針先端画像表示装置。
2. さらに、前記画像表示装置が、位置情報変換手段を含み、
   前記位置情報変換手段が、予め関連づけられた三次元身体画像の位置情報と前記測定画像の測定位置の位置情報との関係に基づき、前記測定画像の測定領域の位置情報を前記三次元身体画像における対応する領域の位置情報に変換し、
   前記三次元身体画像抽出手段が、前記三次元身体画像における対応する領域の位置情報に基づき、前記測定画像の測定領域に対応する三次元身体画像の領域を抽出三次元身体画像として抽出する、請求項１記載の体内での針先端を画像上に表示する針先端画像表示装置。
3. 前記関連づけられた三次元身体画像の位置情報と測定画像の測定位置の位置情報との関係が、前記３Ｄ身体画像および前記測定画像に基準点を設定し、前記基準点の位置情報を関連づけることで、関連づけられた三次元身体画像の位置情報と前記測定画像の測定位置の位置情報との関係であり、
   前記基準点が、胸骨下端、剣状突起、血管枝および占拠性病変からなる群から選択された少なくとも１つである、請求項２記載の体内での針先端を画像上に表示する針先端画像表示装置。
4. 前記針が、モノポーラー電極、バイポーラー電極、穿刺針および生検針からなる群から選択された少なくとも１つである、請求項１から３のいずれか一項に記載の体内での針先端を画像上に表示する針先端画像表示装置。
5. 前記針画像生成手段が、前記針情報に基づき、前記電極に対応する領域を、他の領域と異なる色で表示した生成針画像を生成する、請求項４記載の体内での針先端を画像上に表示する針先端画像表示装置。
6. 前記三次元身体画像が、核磁気共鳴画像（ＭＲＩ）画像、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）画像およびポジトロン断層法（ＰＥＴ）画像からなる群から選択された少なくとも１つである、請求項１から５のいずれか一項に記載の体内での針先端を画像上に表示する針先端画像表示装置。
7. 前記測定画像が、超音波測定装置により取得された測定画像であり、
   前記測定画像の測定位置の位置情報が、前記超音波測定装置の超音波プローブの位置情報である、請求項１から６のいずれか一項に記載の体内での針先端を画像上に表示する針先端画像表示装置。
8. 針、電圧印加装置および画像表示装置を含み、
   前記電圧印加装置が、前記針に電圧を印加することにより、前記針を発熱させ、
   前記画像表示装置が、請求項１から７のいずれか一項に記載の体内での針先端を画像上に表示する針先端画像表示装置であることを特徴とする、がん治療装置。
9. 前記針が、バイポーラー電極である、請求項８記載のがん治療装置。
10. 前記バイポーラー電極の本数が、複数本である、請求項９記載のがん治療装置。
11. 三次元身体画像取得手段が、被検者の三次元身体画像を取得する三次元身体画像取得工程、
    測定画像取得手段が、前記被検者の体内の測定画像を取得する測定画像取得工程、
    針情報取得手段が、針情報を取得する針情報取得工程、
    位置情報取得手段が、前記測定画像の測定位置の位置情報および前記針の位置情報を取得する位置情報取得工程、
    三次元身体画像抽出手段が、前記測定画像の測定位置の位置情報に基づき、前記測定画像の測定領域に対応する三次元身体画像の領域を、抽出三次元身体画像として抽出する三次元身体画像抽出工程、
    針画像生成手段が、前記測定画像の測定位置の位置情報、前記針の位置情報および前記針情報に基づき、前記測定画像の測定領域に対応する領域の生成針画像を生成する針画像生成工程、
    画像重畳手段が、前記抽出三次元身体画像、前記測定画像および前記生成針画像を重畳することで重畳画像を生成する画像重畳工程、ならびに
    画像表示手段が、前記重畳画像を表示する画像表示工程を含むことを特徴とする、体内での針先端を画像上に表示する針先端画像表示方法。
12. さらに、位置情報変換手段が、予め関連づけられた三次元身体画像の位置情報と前記測定画像の測定位置の位置情報との関係に基づき、前記測定画像の測定領域の位置情報を前記三次元身体画像における対応する領域の位置情報に変換する位置情報変換工程を含み、
    前記三次元身体画像抽出工程が、前記三次元身体画像抽出手段が、前記三次元身体画像における対応する領域の位置情報に基づき、前記測定画像の測定領域に対応する三次元身体画像の領域を抽出三次元身体画像として抽出する三次元身体画像抽出工程である、請求項１１記載の体内での針先端を画像上に表示する針先端画像表示方法。
13. 前記関連づけられた三次元身体画像の位置情報と測定画像の測定位置の位置情報との関係が、前記３Ｄ身体画像および前記測定画像に基準点を設定し、前記基準点の位置情報を関連づけることで、関連づけられた三次元身体画像の位置情報と前記測定画像の測定位置の位置情報との関係であり、
    前記基準点が、胸骨下端、剣状突起、血管枝および占拠性病変からなる群から選択された少なくとも１つである、請求項１２記載の体内での針先端を画像上に表示する針先端画像表示方法。
14. 前記針が、モノポーラー電極、バイポーラー電極、穿刺針および生検針からなる群から選択された少なくとも１つである、請求項１１から１３いずれか一項に記載の体内での針先端を画像上に表示する針先端画像表示方法。
15. 前記針画像生成工程において、前記針画像生成手段が、前記針情報に基づき、前記電極に対応する領域を、他の領域と異なる色で表示した生成針画像を生成する針画像生成工程である、請求項１４記載の体内での針先端を画像上に表示する針先端画像表示方法。
16. 前記三次元身体画像が、ＭＲＩ画像、ＣＴ画像およびＰＥＴ画像からなる群から選択された少なくとも１つである、請求項１１から１５のいずれか一項に記載の体内での針先端を画像上に表示する針先端画像表示方法。
17. 前記測定画像が、超音波測定装置により取得された測定画像であり、
    前記測定画像の測定位置の位置情報が、前記超音波測定装置の超音波プローブの位置情報である、請求項１１から１６のいずれか一項に記載の体内での針先端を画像上に表示する針先端画像表示方法。

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