JP5001127B2 - 手術計画作成支援システム - Google Patents

Description

本発明は、手術計画作成支援システムに係り、特に、人工関節等のインプラントを用いる手術の手術計画を立てる際に適切なインプラントの選択を可能とし手術計画作成を支援する手術計画作成支援システムに関する。

従来、整形外科あるいは口腔外科の分野などにおいて、事故または疾病などによる骨の損傷あるいは悪性腫瘍発生に起因する外科手術（整形手術）で骨の切除があったとき、骨の損傷部や切除部に生体の他部位の自家骨による置換または充填が行われていた。

また最近では、様々な材料による人工骨を用いた手術が行われるようになっている。例えば、変形性股関節症、大腿骨頭壊死症、関節リウマチなどの疾患による股関節障害や肩、肘、膝といったような様々な部位における障害の治療において人工関節による置換手術が行われている。

このような人工関節置換手術などのインプラントを使用する手術においては、手術計画を立てる際、患者に応じて適切な形状・大きさのインプラントを選択することが重要である。

現在、多くの臨床医は、人工関節置換手術等の術前計画において、透明なシート上にインプラントの外形線が描かれたテンプレートを、Ｘ線写真フィルムと重ね合わせることにより、最も患者に適合すると予測されるインプラントを手作業によって選択するようにしている。

一方、近年病院内のシステム化が進み、病院内でＰＡＣＳ（画像管理システム、Picture Archive and Communication System）等の様々なシステムが稼働するようになってきている。これに伴い、病院内においても医用画像のフィルムレス化が進み、Ｘ線写真フィルムを用いず、ディスプレイ上でのみＸ線画像を観察するようなケースが増えている。

同様に、人工関節置換手術等の術前計画においても、Ｘ線写真フィルムを用いずに、デジタル画像として取り込まれたＸ線画像と、インプラントの外形線が描かれたテンプレートをスキャナ等でデジタル情報として取り込んだテンプレートのデジタル画像とを、ディスプレイ上に重ね合わせて表示するシステム（インプラント選択を支援する手術支援システム）が提案され、術前計画に利用され始めている。

例えば、このときテンプレートシートをスキャナ等の画像読取装置によってデジタル化した場合に処理の途中でデジタル化したテンプレートデータの解像度が変更されてしまい拡大率が狂ってしまうことがあるという問題に対処するものとして、表示手段で表示されているテンプレートデータの変倍率が指定された誤差範囲にあるか否かを判定し、変倍率が指定された誤差範囲にない場合にテンプレートデータの解像度を医療画像（Ｘ線画像）の解像度に修整するようするものが知られている（例えば、特許文献１等参照）。

また例えば、医療システムで利用するための複数のテンプレート情報を効率良く生成するために、複数のテンプレートに付与すべき共通の付帯情報を入力するための第１の付帯情報入力領域と、各テンプレート毎に独立して付与すべき付帯情報を入力するための第２の付帯情報入力領域とを有し、第１の付帯情報入力領域から付帯情報が入力された場合、第２の付帯情報入力領域を更新し、第２の付帯情報入力領域に入力された各テンプレートの付帯情報に従い、各テンプレートと該当する付帯情報を、人工骨テンプレート情報として出力するようにしたものが知られている（例えば特許文献２等参照）。

また、従来手作業で行われていた人工骨の選択及び手術計画上の作業等を、コンピュータを用いて行うことにより、手術計画の効率と精度を向上させるためには、単にＸ線画像とテンプレートを重ね合わせて表示するだけでなく、テンプレートや骨部を手術後の想定される位置に配置して表示して手術後の状態を表示することが望ましく、これに対して、複数用意された異なる人工骨のテンプレートの中から選択されたテンプレートと入力された手術計画情報とを画像として表示し、手術計画情報をもとに脚長差、脚延長または脚収縮の大きさを演算し、さらに骨部の輪郭を抽出して作図し、配置したテンプレートの位置情報から手術後どの位置に骨部が移動するか計算し、作図した骨部輪郭画像を術後の想定される位置に移動して表示するようにしたものが知られている（例えば、特許文献３等参照）。
特開２００７−２００１５３号公報 特開２００７−２３３８７０号公報 特開２００３−２７１７４９号公報

しかしながら、上記特許文献１には、選択されたテンプレートを回転及び移動させて患部に近づけて表示することが記載されてはいるが（特許文献１、［０１１７］、図１０参照）、このような表示ではまだ術後の状態がわかりにくいという問題がある。また、特許文献２には、医用画像（Ｘ線画像）とテンプレートとを重ねて表示することさえ記載されておらず、やはり術後の状態がわかりにくいという問題がある。

また、特許文献３に記載されたものでは、骨部輪郭画像を作図して術後の位置に移動して表示するようにしており（特許文献３、図９）、術後のイメージを確認することを可能にするものであったが、人工股関節の手術かつ特定の作図方法に特化した機能であった。しかし、手術計画情報は手術の種類毎に異なるため、特許文献３に記載されたシステムでは、手術の種類毎に異なるシステムが必要となり汎用性に欠けるという問題がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、手術の種類によらずテンプレートや骨部を手術後の想定される位置に配置してわかり易く表示することにより手術計画作成を支援する手術計画作成支援システム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、請求項１に記載の発明は、医用画像とインプラントのテンプレート画像を重ね合わせて表示することで、インプラントの選択を支援する手術計画作成支援システムであって、前記医用画像を表す医用画像データを取得する医用画像データ取得手段と、前記テンプレート画像を表すテンプレート画像データを保持するテンプレート画像データ保持手段と、前記医用画像及び前記テンプレート画像を表示する表示手段と、ユーザの指示により、前記表示手段に表示された前記テンプレート画像を回転または平行移動するテンプレート画像移動手段と、ユーザの指示により、前記表示手段に表示された前記医用画像の一部を切り出す部分画像切り出し手段と、ユーザの指示により、前記切り出した部分画像を回転または平行移動する部分画像移動手段と、前記医用画像と前記テンプレート画像及び前記切り出した部分画像を重ね合わせて表示するように前記表示手段を制御する表示制御手段と、を備えたことを特徴とする手術計画作成支援システムを提供する。

これにより、手術の種類によらずテンプレートや骨部を手術後の想定される位置に配置して術後の状態をわかり易く表示することができるので、適切なテンプレートの選択が可能となる。

また、請求項２に示すように、請求項１に記載の手術計画作成支援システムであって、さらに、前記テンプレート画像データを、テンプレートの形状が記録された透明なシートから取り込むスキャナを備えたことを特徴とする。

これにより、デジタルデータ化されていないテンプレートであっても使用可能となり、どのような手術にも対応することが可能となる。

また、請求項３に示すように、請求項１または２に記載の手術計画作成支援システムであって、さらに、前記表示手段に表示された複数の画像を１つに纏めて移動するように、前記複数の画像を一纏まりのものとするグループ化を行うグループ化移動手段を備えたことを特徴とする。

また、請求項４に示すように、前記グループ化移動手段は、前記切り出した部分画像と前記テンプレート画像をグループ化して移動することを特徴とする。

これにより、医用画像に対してテンプレートを選択した後に、それらを纏めて移動することができるため、術後の状態の確認が容易となり、適切なテンプレートの選択が可能となる。

また、請求項５に示すように、前記グループ化移動手段は、複数の前記テンプレート画像をグループ化して移動することを特徴とする。さらに、請求項６に示すように、前記グループ化移動手段は、複数の前記切り出した部分画像をグループ化して移動することを特徴とする。

これにより、インプラントが複数のパーツから構成されている場合や、骨折により複数の骨片に分かれた場合でも、これら複数のパーツや骨片をグループ化して纏めて移動できるので、術後の状態の把握が容易になる。

以上説明したように、本発明によれば、手術の種類によらずテンプレートや骨部を手術後の想定される位置に配置して術後の状態をわかり易く表示することができるので、適切なテンプレートの選択が可能となる。

以下、添付図面を参照して、本発明に係る手術計画作成支援システムについて詳細に説明する。本手術計画作成支援システムは、医用画像とインプラントの形状を表すテンプレート画像を術後の状態がわかるように重ねて配置して表示することにより、最適なテンプレートの選択を行う手術計画作成支援のためのシステムを構成する。

図１は、本発明に係る手術計画作成支援システムの第１実施形態の概略構成を示すブロック図である。

図１に示すように、手術計画作成支援システムは、主に医用画像を表す医用画像データを取得する医用画像データ取得手段１０、インプラントの形状を表すテンプレート画像を表すテンプレート画像データを保持するテンプレート画像データ保持手段２０、最適なテンプレートを選択するテンプレート選択手段３０、ユーザの指示により後述する表示手段に表示されたテンプレート画像を移動（平行移動及び回転）させるテンプレート画像移動手段４０、ユーザの指示により医用画像の一部を切り出す部分画像切り出し手段５０、ユーザの指示により切り出した部分画像を移動（平行移動及び回転）させる部分画像移動手段６０及び医用画像とテンプレート画像と切り出した部分画像とを重ねて表示する表示手段７０を有している。

医用画像データ取得手段１０は、画像読取装置１２及び医用画像データ保持手段１４を備えている。本実施形態で用いる画像データは、ＣＲ（コンピューテッド・ラジオグラフィック）システムを用いて骨部（例えば大腿骨など）の画像を含む放射線画像（ＣＲ画像）として得られるものとする。すなわち、撮影装置において、Ｘ線管から発せられたＸ線を、被写体としての患者に向けて照射し、被写体を透過したＸ線を、蓄積性蛍光体を有するイメージングプレートに入射させて透過放射線画像をエネルギー情報として蓄積記録する。画像読取装置１２は、この透過放射線画像が蓄積記録されたイメージングプレートを装填して透過放射線画像を読み取るＣＲ装置である。ＣＲ装置としての画像読取装置１２によってイメージングプレートから放射線画像を読み取ることで医用画像データが得られる。

このようにして画像読取装置１２によって読み取られた医用画像データは、医用画像データ保持手段１４に格納される。

なお、本実施形態ではＣＲ装置を例にとって説明するが、本発明における医用画像データ取得手段１０としては、ＣＲ装置に限定されるものではなく、ＦＰＤが搭載されたデジタルＸ線撮影装置から画像データを取得するようにしてもよいし、ネットワークを介して画像サーバから画像データを取得してもよいし、あるいはＣＤ−ＲＯＭ等の記録メディアから画像データを取得するようにしてもよい。

本手術計画作成支援システムはまた、テンプレート選択手段３０におけるテンプレート選択あるいは手術計画作成に用いられるデータを計測する基礎計測手段１６を備えている。基礎計測手段１６は、被写体の骨部画像及び入力された情報を元に、基礎的なデータの算出と画像表示面上で手術計画に必要となる補助線の作図を行うものである。

テンプレート画像データ保持手段２０は、複数用意された異なるインプラントに対応した複数種類のテンプレートを表すテンプレート画像データを予め保存するものである。また、テンプレート画像データ保持手段２０に保存するためのテンプレート画像データを作成するテンプレート画像データ作成手段２２が備えられている。

テンプレート画像データ作成手段２２は、テンプレートの形状が記録された透明なシートからスキャナで読取ったインプラントのテンプレートのラスタデータやＣＡＤデータ等をもとに、手動もしくは自動でテンプレート画像データを作成し、作成したデータをメーカ情報、シリーズ情報、サイズ情報等と関連付けてテンプレート画像データ保持手段２０に保存するようにするものである。なお、このテンプレート画像データ作成手段２２は、本手術計画作成支援システムの一部であってもよいし、別システムであってもよい。

テンプレート画像データ保持手段２０は、具体的にはハードディスクなどの磁気記録装置で構成され、上記テンプレート画像データ作成手段２２で作成されたデータを保存する他、ＣＤ−ＲＯＭやＭＯ（光磁気ディスク）などのコンピュータ読取り可能な可搬型の記録媒体に記録されたテンプレートデータを読み出したり、インターネットなどのネットワーク上に公開されたデータをダウンロードしたりすることによりえられたデータを一時的に格納しておくものである。

テンプレート画像データは、複数種類のテンプレートのそれぞれを表す画像データを記録した画像ファイルと複数種類のテンプレートのそれぞれの形状的な特徴を表すテンプレート形状データが各テンプレートの画像データと対応付けて記録された形状データファイルとからなる。

このようにテンプレート画像を電子データ化して保存することで、電子データ上で形状適合性を確認でき、多数のテンプレートを手元に用意しておく必要がなく、従来のようなテンプレート管理が不要となる。

テンプレート選択手段３０は、画像表示面上で骨部形状を計測し、代替えが必要な骨部すなわち患部の形状に適合するインプラントのテンプレートを選択し、選択されたテンプレートのプロパティ（サイズ、取り付け角度など）及び画像表示面上での配置を調整するものである。初めに選択したテンプレートでは最適な調整ができない場合は、再度テンプレートの選択を行い調整することもできる。このテンプレート選択手段３０は、骨部形状の計測とテンプレートの選択を自動で行わせてもよいし、ユーザ（操作者）による手動操作で行えるようにしてもよい。

また本手術計画作成支援システムは、基礎計測手段１６、テンプレート選択手段３０により計測されたデータをもとに手術計画に必要となる各種評価値を計算して随時出力する演算手段３２を備えている。この演算手段３２が算出して出力する評価値としては、例えば、大腿骨が患部である場合、脚長差、脚延長・収縮などが挙げられる。ここで、脚長差は、左右の足の長さの差を言い、脚延長・収縮は、術後に脚の長さが延長したり収縮することを言う。

画像表示手段７０は、表示制御部７２と画像表示部７４とから成り、表示制御部７２は骨部画像、テンプレート画像、テンプレートの部品情報、骨部画像から切り出した部分画像及び算出された評価値等を画像表示部７４の一つの画面に重ね合わせて表示させるための制御を行うものである。画面上には、常にテンプレートの部品情報や各種評価値が表示されているので、ユーザはこれらの情報を見ながら、最適なテンプレートの選択及び調整を行うことができる。画像表示部７４は、具体的にはＣＲＴや液晶パネルなどが用いられる。

また本手術計画作成支援システムは、画像表示手段７０により表示された手術計画上の情報、骨部画像、テンプレート画像などを紙やフィルムに出力するためのハードコピー出力手段７６を備えている。ハードコピー出力手段７６として、具体的には例えばプリンタなどが用いられる。

本手術計画作成支援システムは、これらの他に、手術計画情報（患部の種類、手術の種類、インプラントの種類、インプラントの形状に関するデータ、インプラントを配置する位置など）の入力や各種操作を行うためのマウス８２やキーボード８４などで構成される入力手段８０や、テンプレート選択手段３０より選択・調整されたテンプレートに対応するインプラントを発注するための発注情報を出力する発注情報出力手段９０を備えている。

以下、本手術計画作成支援システムの作用を説明する。

まず第１実施形態について説明する。第１実施形態は、骨を最終的にどの位置に配置するかを、骨を含む部分画像を切り出して移動して決めた後、それに合わせてテンプレートを選択、配置するようにするものである。

例えば、図２に示すような医用画像を用い、インプラントとして人工股関節を用いて、人工股関節置換手術の術前計画を行う場合を例にとって説明する。

患者に対してＸ線を照射し大腿骨を含む部分を撮影した放射線画像を画像読取装置１２によって読み取って医用画像データ保持手段１４に格納されている画像を、図２に示すように画像表示手段７０に表示する。なお、図２では大腿骨の画像しか示していないが、画像表示手段７０の表示画面には、画像が表示されるエリア以外のエリアに、取得した画像データの情報や各種評価値などが表示されている。

図２のように画像表示手段７０に表示された大腿骨の画像において、（図の）左側が骨頭部に疾患のある患側の大腿骨１００、右側が健康な大腿骨である健側の大腿骨１０２とする。この場合の人工股関節の手術計画を立てる手順としては、患側の大腿骨１００の位置を健側の大腿骨１０２に合わせて移動させて、それに合うようにインプラントを決めるために後述する大腿骨のテンプレート画像をこの画像上に重ねて表示して、最適なテンプレート（インプラント）を選択するようにする。

そこで、患側の大腿骨１００を移動するために、患側の大腿骨１００を切り出すように、患側の大腿骨１００を囲むように領域を指定する。これには、例えばマウス８２等により、患側の大腿骨１００を囲む多角形の頂点を指定することで切り出す領域を指定することができる。このように切り出す領域を指定すると、部分画像切り出し手段５０は、その領域内の画像データを取り出し、部分画像移動手段６０に渡す。

部分画像移動手段６０は、マウス８２やキーボード８４等の入力手段８０を介したユーザからの指示に従って、切り出された部分画像の画像データを並べ変えて、画像表示手段７０の表示制御部７２を介して画像表示部７４に表示する。これにより、図３に矢印で示したように、切り出した部分画像（患側の大腿骨１００を含む領域の画像）１０４を縦方向あるいは横方向に平行移動したり、あるいは図４に矢印で示したように、切り出した部分画像１０４を回転する。これにより、切り出した部分画像（患側の大腿骨１００の画像）は、任意の位置に移動（回転及び平行移動）させることができる。

このように、切り出した部分画像１０４を移動して、最終的に図５に示すように、ユーザは健側の大腿骨１０２と骨盤の配置を参照しながら、患側の大腿骨１００を手術後の望まれる位置に配置する。手術後の望ましい位置に配置するというのは、通常は、健側の大腿骨１０２と左右対称な位置に配置することであり、これには、例えば、健側の大腿骨１０２の小転子１０６を通る水平な補助線を引き、患側の大腿骨１００の小転子１０６が同じ高さになるように、切り出した部分画像１０４を移動する。

図示は省略するがこの補助線は、例えばマウス８２で健側の大腿骨１０２の小転子１０６上の窪みの位置をマークし、その点を通る水平線を引くことを指示することによって基礎計測手段１６によって自動的に作図される。あるいは、左右の小転子１０６、１０６上の窪みの位置をそれぞれマウス８２でマークすることにより、その２点を結ぶ直線を基礎計測手段１６で自動的に引いた後、直線が水平になるように画像を回転してもよい。

このように骨部が手術後の望まれる位置に配置された状態の表示画像に対して、図６に示すように、テンプレート１０８の画像を重ね合わせて表示させる。図６に示すように、患部が大腿骨である場合には、テンプレート１０８はＣＵＰ１０８ａとＳＴＥＭ１０８ｂとで構成される。

演算手段３２では、脚長差、Ｓｈａｒｐ角が算出され、算出結果は表示制御部７２に送られ、画像表示部７４の評価値表示エリアに表示される。

テンプレート選択手段３０において、ＣＵＰ１０８ａ及びＳＴＥＭ１０８ｂの選択と調整が行われる。はじめにＣＵＰ１０８ａの選択と調整を行う。ＣＵＰプロパティを表示させ、メーカ、シリーズを選択する。次にマウス８２でドラッグアンドドロップの要領でＣＵＰ１０８ａの配置を指定すると、テンプレート画像移動手段４０により、ＣＵＰ１０８ａが指定された位置に移動する。

続いてＳＴＥＭ１０８ｂの選択と調整を行う。ＳＴＥＭプロパティを表示させ、メーカ、シリーズを選択する。そしてマウス８２を用いて大腿骨の髄空を示す点を上部と下部でそれぞれ２点ずつマークし、髄空直径の計測を行うと、上部と下部の各直径の中点を通る髄空の中心線が自動的に表示される。そして、この髄空の形状に合致するＳＴＥＭのテンプレートのうち、サイズの一番小さいものが選択され、髄空の中心線とＳＴＥＭのテンプレートの中心線が重なるようにＳＴＥＭ１０８ｂが表示される。

ＳＴＥＭ１０８ｂのテンプレートは、ＣＵＰ１０８ａと同様に、マウス８２によってドラッグアンドドロップの要領でテンプレート画像移動手段４０によって、所望の位置に配置される。また、演算手段３２により、手術後に延長または収縮する脚の長さである脚延長または脚収縮が算出され、画像表示部７４の表示エリアに表示される。

このように、ユーザは、骨部が手術後の望まれる位置に配置された状態の画像に対して、テンプレート画像を重ね合わせて表示させながら、ＣＵＰ１０８ａ及びＳＴＥＭ１０８ｂのテンプレートを選択して配置し、また必要に応じて患側の大腿骨１００の位置を微調整して、最終的な術後イメージを得ることができる。

このようにして、画像データに基づいてテンプレートを選択・調整し、代替可能な人工股関節を決定したら、この決定したテンプレートに対応した人工股関節のメーカ、シリーズ、型番（テンプレート番号でもよい）、注文数、納期、納品先など発注に必要なデータ（発注情報）を纏めた注文ファイルを発注情報出力手段９０により生成し、生成した注文ファイルを代理店あるいは加工メーカに送付する。ネットワークに接続されている場合には、注文ファイルをデータ転送するだけでよい。

また、ハードコピー出力手段７６により、画像表示手段７０によって表示された患部及びテンプレートの画像、手術計画上の情報等を紙媒体等に出力すれば、これらを記録としてファイリングしたり、手術を行う際の参考図面として用いたりすることができる。手術計画上の情報としては、人工股関節のメーカ名、シリーズ名、型番、サイズ、付属品等の人工股関節を購入するために必要な情報、さらに人工股関節の配置位置、ＳＴＥＭのネック長さ等調整のための人工股関節の付属情報、骨切り位置等の手術のための情報、テンプレートの図形、患部の画像、テンプレート及び患部の輪郭画像、テンプレート及び患部の略実寸図などが挙げられる。

以上説明した第１実施形態は、骨を最終的にどの位置にするか切り出した部分画像を動かしてその配置を決定した後でテンプレートの選択及び配置を行うものであったが、次に説明する第２実施形態は、先にテンプレートの選択及び配置を行った後で、術後の想定される位置に骨とテンプレートを動かすようにしたものである。また、このとき骨の部分画像とテンプレートとを一緒に移動するようにこれらの画像をグループ化して（一纏めにして）移動するようにしている。

以下第２実施形態について説明する。

図７は、本発明に係る手術計画作成支援システムの第１実施形態の概略構成を示すブロック図である。

図７に示すように、本実施形態では切り出した部分画像とテンプレート画像とを一緒に移動するためにグループ化移動手段２００を備えている。グループ化移動手段２００は、グループ化された複数の画像が、結果的に表示画面上で同じように回転あるいは平行移動するように画像データを制御するものである。

なお、その他の構成要素については図１に示した第１実施形態と同様であるので、各要素の符号の下二桁を同じにして、詳しい説明は省略する。

以下、第２実施形態の作用を説明する。

まず図８示すように、大腿骨を含む部分を撮影した放射線画像を図２と同様に画像表示手段７０に表示する。図８においても、図２と同様に、図の左側が患側、右側が健側であるとする。

ユーザは、まず患側の骨盤１０９に対して、ＣＵＰ１０８ａのテンプレートを選択して配置する。そして患側の大腿骨１００に対して、ＳＴＥＭ１０８ｂのテンプレートを選択して配置する。

図８では、表示されたままの骨に対してＣＵＰ１０８ａ及びＳＴＥＭ１０８ｂを選んだだけなので、この状態だとＳＴＥＭ１０８ｂ側から見た関節の中心と、ＣＵＰ１０８ａから見た関節の中心が通常はずれているので、これらの関節中心を合わせた位置に患側の大腿骨１００を移動する必要がある。

そこで、ユーザは、例えばマウス１８２等によって患側の大腿骨１００を囲むように領域を指定して、部分画像切り出し手段１５０によって患側の大腿骨１００を含む部分画像を切り取る。

このとき、画像表示手段１７０の画像表示部１７４には大腿骨の画像に重ねてＳＴＥＭ１０８ｂのテンプレートが表示されており、大腿骨の画像とＳＴＥＭ１０８ｂのテンプレートとを別々に動かすと、その位置関係が変わってしまうので、大腿骨の画像とともにＳＴＥＭ１０８ｂのテンプレートも一緒に移動するようにしなければならない。そこで、部分画像切り出し手段１５０が切り出した患側の大腿骨１００の画像及びテンプレート選択手段１３０が選択したＳＴＥＭ１０８ｂのテンプレートをグループ化移動手段２００に送り、グループ化移動手段２００で、患側の大腿骨１００の画像とＳＴＥＭ１０８ｂのテンプレートとを一つに纏めてグループ化を行い、グループ化された患側の大腿骨１００の画像とＳＴＥＭ１０８ｂのテンプレートを一緒に移動できるようにする。

このように患側の大腿骨１００の画像とＳＴＥＭ１０８ｂのテンプレートとをグループ化することにより、図９に示すように、グループ化された患側の大腿骨１００の画像とＳＴＥＭ１０８ｂのテンプレートを、一隗の対象として纏めて任意の位置に移動（回転及び平行移動）することができる。

このようにユーザは、グループ化した患側の大腿骨１００の画像とＳＴＥＭ１０８ｂのテンプレートを一緒に手術後の想定される位置に移動させ、図１０に示すように、最終的な術後のイメージを得ることができる。

以上のように、本発明の実施形態を２つ説明したが、これらの実施形態によれば、画像の一部を切り出して移動（回転及び平行移動）させることができ、また特に第２の実施形態では、切り出した部分画像とテンプレートをグループ化して移動させることができる。

その結果、手術の種類によらずテンプレートや骨部を手術後の想定される位置に配置してわかり易く表示することにより手術の種類に依存しない汎用的な方法で術後のイメージを形成することができ、手術計画の作成を支援することができる。

また上述した第２実施形態では、切り出した１つの部分画像（大腿骨）と１つのテンプレート（ＳＴＥＭ）をグループ化していたが、グループ化はこれに限定されるものではなく、グループ化移動手段２００は、複数のテンプレート画像をグループ化して移動してもよいし、複数の切り出した部分画像をグループ化して移動させるようにしてもよい。

複数のテンプレートをグループ化して移動する例としては、例えば、ボディ部分とステム部分のように複数の部分に分かれているようなＳＴＥＭや、複数のパーツを組み合わせて使用するインプラントなどがある。

また複数画像をグループ化して移動することの応用例として、例えば、骨折して骨が複数の骨片に分かれてしまった場合に、それらの骨片を整形したものをグループ化して、纏めて移動することもできる。

なお、部分画像を切り取って移動した場合に、切り取ったもとの部分は、何もない状態で白や黒で表示してもよいし、あるいは部分画像の移動は本当に切り取ってしまうのではなくてコピーで、移動した部分画像を元の画像の上に重ねて表示し、「切り取った部分」は元のまま表示されていてもよい。

以上、本発明の手術計画作成支援システムについて詳細に説明したが、本発明は、以上の例には限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行ってもよいのはもちろんである。

本発明に係る手術計画作成支援システムの概略構成を示すブロック図である。 本発明の第１の実施形態において用いられる画像表示手段に表示された患者の股関節部分を示す画像の説明図である。 図２の画像において患側の大腿骨を含む領域を切り取って移動する様子を示す画像の説明図である。 同じく図２の画像において患側の大腿骨を含む領域を切り取って回転する様子を示す画像の説明図である。 同じく図２の画像において患側の大腿骨を含む領域を切り取って術後の想定される位置に配置した様子を示す画像の説明図である。 図５の画像においてテンプレートを重ねて表示した様子を示す画像の説明図である。 本発明に係る手術計画作成支援システムの第１実施形態の概略構成を示すブロック図である。 本発明の第２の実施形態において用いられる患者の大腿骨の部分を示す画像であって、患側の大腿骨にテンプレートを重ねて表示した様子を示す画像の説明図である。 図８の画像において患側の大腿骨を含む画像を切り取ってテンプレートと一緒に移動する様子を示す画像の説明図である。 図８の画像において患側の大腿骨を含む画像を切り取り糞プレートと一緒に術後の想定される位置に移動した様子を示す画像の説明図である。

符号の説明

１０…医用画像取得手段、１２…画像読取装置、１４…医用画像データ保持手段、１６…基礎計測手段、２０…テンプレート画像データ保持手段、２２…テンプレート画像データ作成手段、３０…テンプレート選択手段、３２…演算手段、４０…テンプレート画像移動手段、５０…部分画像切り出し手段、６０…部分画像移動手段、７０…画像表示手段、７２…表示制御部、７４…画像表示部、８０…入力手段、８２…マウス、８４…キーボード、９０…発注情報出力手段、１００…患側の大腿骨、１０２…健側の大腿骨、１０４…切り出した部分画像、１０６…小転子、１０８…テンプレート、１０８ａ…ＣＵＰ、１０８ｂ…ＳＴＥＭ、１０９…骨盤、２００…グループ化移動手段

Claims (6)

1. 医用画像とインプラントのテンプレート画像を重ね合わせて表示することで、インプラントの選択を支援する手術計画作成支援システムであって、
   前記医用画像を表す医用画像データを取得する医用画像データ取得手段と、
   前記テンプレート画像を表すテンプレート画像データを保持するテンプレート画像データ保持手段と、
   前記医用画像及び前記テンプレート画像を表示する表示手段と、
   ユーザの指示により、前記表示手段に表示された前記テンプレート画像を回転または平行移動するテンプレート画像移動手段と、
   ユーザの指示により、前記表示手段に表示された前記医用画像の一部を切り出す部分画像切り出し手段と、
   ユーザの指示により、前記切り出した部分画像を回転または平行移動する部分画像移動手段と、
   前記医用画像と前記テンプレート画像及び前記切り出した部分画像を重ね合わせて表示するように前記表示手段を制御する表示制御手段と、
   を備えたことを特徴とする手術計画作成支援システム。
2. 請求項１に記載の手術計画作成支援システムであって、さらに、前記テンプレート画像データを、テンプレートの形状が記録された透明なシートから取り込むスキャナを備えたことを特徴とする手術計画作成支援システム。
3. 請求項１または２に記載の手術計画作成支援システムであって、さらに、前記表示手段に表示された複数の画像を１つに纏めて移動するように、前記複数の画像を一纏まりのものとするグループ化を行うグループ化移動手段を備えたことを特徴とする手術計画作成支援システム。
4. 前記グループ化移動手段は、前記切り出した部分画像と前記テンプレート画像をグループ化して移動することを特徴とする請求項３に記載の手術計画作成支援システム。
5. 前記グループ化移動手段は、複数の前記テンプレート画像をグループ化して移動することを特徴とする請求項３に記載の手術計画作成支援システム。
6. 前記グループ化移動手段は、複数の前記切り出した部分画像をグループ化して移動することを特徴とする請求項３に記載の手術計画作成支援システム。

Images