JP5889095B2 - 穿刺計画支援装置、医用画像装置及び超音波診断装置 - Google Patents

Description

本発明は、被検体に対して穿刺針を刺入する操作者の支援を行なう穿刺計画支援装置、医用画像装置及び超音波診断装置に関する。

生体組織の採取（生検）や、ラジオ波による焼灼治療（ＲＦＡ：ｒａｄｉｏ−ｆｒｅｑｕｅｎｃｙａｂｌａｔｉｏｎ）を行なうために、被検体に対して穿刺針を刺入することがある。この穿刺針の刺入の際には、血管などの脈管を傷つけないようにすることが必要とされる。また、刺入経路上に骨があると刺入の妨げになる。そこで、穿刺を行なう前に、脈管や骨などを避けて穿刺針の刺入経路を決定している。例えば、特許文献１には、リアルタイム（ｒｅａｌ ｔｉｍｅ）の超音波画像を見ながら穿刺針の刺入経路を決定するプランニングエコーを行なうことが記載されている。

特開２０１１−２２９８３７号公報

しかし、刺入経路の決定と穿刺とが別の日に行われることもある。この場合、穿刺を行なう時に、特に不慣れな者にとっては、プランニングエコーで決めた刺入経路に穿刺針を刺入するために、被検体の表面に対し、どの位置にどのような角度で超音波プローブを当接したらよいのかを把握することが困難な場合もある。

上述の課題を解決するためになされた発明は、予め設定された被検体への穿刺針の刺入予定経路に基づいて、該穿刺針を刺入する時の前記被検体の体表面における超音波プローブの推奨配置を示すプローブ配置画像を表示させるプローブ配置画像設定部を備えることを特徴とする穿刺計画支援装置である。

上記観点の発明によれば、前記プローブ配置画像が表示されるので、被検体の表面に対し、どの位置にどのような角度で超音波プローブを当接したらよいのかを容易に把握することができる。

本発明の第一実施形態の穿刺計画支援装置、医用画像装置及び超音波診断装置を示す図である。 図１に示す穿刺計画支援装置の構成を示すブロック図である。 図１に示す超音波診断装置の構成を示すブロック図である。 穿刺ガイド治具によって第一磁気センサが取り付けられた超音波プローブを示す図である。 図３に示す超音波診断装置における表示制御部の構成を示すブロック図である。 治療計画の処理を示すフローチャートである。 腫瘍の輪郭がマーキングされたＭＲＩ画像が表示された表示部を示す図である。 針先位置の決定の処理を示すフローチャートである。 焼灼範囲及び三次元ＭＲＩ画像が表示された表示部を示す図である。 焼灼範囲が三次元腫瘍像に重ねられた状態の表示部を示す図である。 複数の焼灼範囲によって腫瘍像が覆われた状態を示す図である。 刺入予定経路の設定の説明図である。 決定された刺入予定経路を示す図である。 プローブ配置画像が表示された表示部を示す図である。 プローブ配置画像の設定の説明図である。 被検体に前記穿刺針を刺入して焼灼を行なう場合の処理を示すフローチャートである。 超音波画像とＭＲＩ画像とが並んで表示された表示部を示す図である。 位置関係画像が表示された表示部を示す図である。 位置関係画像が表示された表示部を示す図である。 穿刺針の軌跡を示す軌跡画像が表示された表示部を示す図である。 穿刺針の軌跡を示す軌跡画像が表示された表示部を示す図である。 本発明の第二実施形態の穿刺計画支援装置、医用画像装置及び超音波診断装置を示す図である。 第二実施形態の超音波診断装置における制御部の構成を示すブロック図である。 第二実施形態において、被検体に前記穿刺針を刺入して焼灼を行なう場合の処理を示すフローチャートである。 穿刺計画支援装置、医用画像装置及び超音波診断装置の他例を示す図である。

以下、本発明の実施形態について説明する。
（第一実施形態）
先ず、第一実施形態について、図１〜図２１に基づいて説明する。図１に示すように、本例の穿刺計画支援装置１００は、医用画像装置２００で取得された被検体の医用画像データが入力され、この医用画像データに基づいて穿刺計画を行なう。医用画像装置２００は、例えばＭＲＩ（Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ Ｉｍａｇｉｎｇ）装置やＸ線ＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）装置などである。そして、前記穿刺計画支援装置１００で行われた穿刺計画に基づいて、超音波診断装置３００によって被検体の超音波画像を表示して穿刺を行なう。本例では、後述の穿刺針４２（図３等参照）からラジオ波を照射して腫瘍に対する焼灼治療を行なう場合を例に挙げて説明する。

前記穿刺計画支援装置１００は、例えばワークステーション（ｗｏｒｋｓｔａｔｉｏｎ）であり、汎用のパーソナルコンピュータ（ｐｅｒｓｏｎａｌ ｃｏｍｐｕｔｅｒ）であってもよい。前記穿刺計画支援装置１００は、図２に示すように制御部１、記憶部２、入力部３及び表示部４を有している。

前記制御部１は、抽出部１１、焼灼範囲設定部１２、刺入予定経路設定部１３及びプローブ配置画像設定部１４を有している。前記抽出部１１は、前記医用画像データにおける腫瘍を抽出する。この腫瘍は、前記穿刺針４２による焼灼対象である。詳細は後述する。

前記焼灼範囲設定部１２は、前記穿刺針４２による焼灼範囲Ｒを設定する。前記刺入予定経路設定部１３は、前記医用画像データに基づいて前記表示部４に表示された医用画像において、前記穿刺針４２の刺入予定経路Ｗを設定する。前記プローブ配置画像設定部１４は、被検体の体表面における超音波プローブの推奨配置を示すプローブ配置画像Ｐを前記表示部４に表示させる。それぞれ詳細は後述する。前記焼灼範囲設定部１２は、本発明における焼灼範囲設定部の実施の形態の一例である。前記刺入予定経路設定部１３は、本発明における刺入予定経路設定部の実施の形態の一例である。前記プローブ配置画像設定部１４は、本発明におけるプローブ配置画像設定部の実施の形態の一例である。

ちなみに、前記プローブ配置画像Ｐは、超音波プローブ、穿刺ガイド治具、穿刺針及び磁気センサを示す画像である（図１４参照）。このプローブ配置画像Ｐにおける磁気センサの位置（医用画像データの座標系における位置）は、前記記憶部２に記憶される。

前記記憶部２は、ＨＤＤ（ハードディスクドライブ：Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）やメモリ（ｍｅｍｏｒｙ）などである。前記入力部３は、キーボード（ｋｅｙｂｏａｒｄ）やマウス（ｍｏｕｓｅ）などを含む。前記表示部４は、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）やＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ）などである。

次に、図３に基づいて前記超音波診断装置３００について説明する。前記超音波診断装置３００は、超音波プローブ３１、送受信部３２、エコーデータ処理部３３、表示制御部３４、表示部３５、操作部３６、制御部３７、記憶部３８を備える。

前記超音波プローブ３１は、アレイ状に配置された複数の超音波振動子（図示省略）を有して構成され、この超音波振動子によって被検体に対して超音波を送信し、そのエコー信号を受信する。前記超音波プローブ３１は、本発明における超音波プローブの実施の形態の一例である。

前記超音波プローブ３１には、例えばホール素子で構成される第一磁気センサ３９が設けられている。この第一磁気センサ３９により、例えば磁気発生コイルで構成される磁気発生部４０から発生する磁気が検出されるようになっている。前記第一磁気センサ３９における検出信号は、前記表示制御部３４へ入力されるようになっている。前記第一磁気センサ３９における検出信号は、図示しないケーブルを介して前記表示制御部３４へ入力されてもよいし、無線で前記表示制御部３４へ入力されてもよい。前記第一磁気センサ３９及び前記磁気発生部４０は、後述のように前記超音波プローブ３１の位置及び傾き（前記超音波プローブ３１の配置）を検出するためのものである。

前記第一磁気センサ３９は、前記超音波プローブ３１に取り付けられた穿刺ガイド治具４１に取り付けられている。図４に示すように、第一磁気センサ３９は、本例では二つ取り付けられている。

前記穿刺針ガイド治具４１には、穿刺針４２（図４では図示省略）が取り付けられる。従って、前記穿刺針４２は、前記穿刺ガイド治具４１を介して前記超音波プローブ３１に取り付けられる。

前記穿刺針４２には、前記磁気発生部４０から発生する磁気を検出する第二磁気センサ４３が設けられている。この第二磁気センサ４３は、例えば筒状に形成された前記穿刺針４２の先端部分の中空部に設けられる。前記磁気発生部４０及び前記第二磁気センサ４３は、この第二磁気センサ４３が設けられた前記穿刺針４２の先端部分の位置を検出するためのものである。

前記送受信部３２は、前記超音波プローブ３１から所定の走査条件で超音波を送信するための電気信号を、前記制御部３７からの制御信号に基づいて前記超音波プローブ３１に供給する。また、前記送受信部３２は、前記超音波プローブ３１で受信したエコー信号について、Ａ／Ｄ変換、整相加算処理等の信号処理を行ない、信号処理後のエコーデータを前記エコーデータ処理部３３へ出力する。

前記エコーデータ処理部３３は、前記送受信部３２から出力されたエコーデータに対し、超音波画像を作成するための処理を行なう。例えば、前記エコーデータ処理部３３は、対数圧縮処理、包絡線検波処理等を含むＢモード処理を行ってＢモードデータを作成したりする。

前記表示制御部３４は、図５に示すように、配置算出部３４１、距離算出部３４２、表示画像制御部３４３を有する。前記配置算出部３４１は、前記第一磁気センサ３９からの磁気検出信号に基づいて、前記磁気発生部４０を原点とする三次元空間における前記超音波プローブ３１の位置及び傾きの情報（以下、「プローブ配置情報」と云う）を算出する。さらに、前記配置算出部３４１は、前記プローブ配置情報に基づいてエコーデータの前記三次元空間における位置情報を算出する。

また、前記配置算出部３４１は、前記第二磁気センサ４３からの磁気検出信号に基づいて、前記三次元空間における前記穿刺針４２の先端部分の位置情報を算出する。前記第二磁気センサ４３、前記磁気発生部４０、前記配置算出部３４１により、前記穿刺針４２の先端部分の位置が検出される。

前記距離算出部３４２は、前記三次元空間における前記超音波プローブ３１に取り付けられた前記第一磁気センサ３９の位置とプローブ配置画像Ｐにおける磁気センサの位置との距離Ｄｄを算出する。また、前記距離算出部３４２は、前記第二磁気センサ４３の位置と後述の治療計画において設定された穿刺針の針先ＮＴとの距離Ｄｄｄを算出する。詳細は後述する。

前記表示画像制御部３４３は、スキャンコンバータ（Ｓｃａｎ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）によって前記ＢモードデータをＢモード画像データに走査変換する。そして、前記表示画像制御部３４３は、前記Ｂモード画像データに基づくＢモード画像を前記表示部３５に表示させる。また、前記表示画像制御部３４３は、Ｂモード画像とともにＭＲＩ画像も表示させる。

また、前記表示画像制御部３４３は、リアルタイムの超音波画像を表示させている時に、前記超音波プローブ３１の位置と、前記プローブ配置画像Ｐとの位置関係を示す位置関係画像Ｘ（図１８，１９）を前記表示部３５に表示させる。前記表示画像制御部３４３は、本発明における位置関係画像表示制御部の実施の形態の一例である。

さらに、前記表示画像制御部３４３は、被検体に刺入された前記穿刺針４２の軌跡を示す軌跡画像Ｔ（図２０，２１）を表示させる。

前記表示部３５は、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）やＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ）などで構成される。前記操作部３６は、操作者が指示や情報を入力するためのキーボード及びポインティングデバイス（図示省略）などを含んで構成されている。

前記制御部３７は、ＣＰＵ（ＣｅｎｔＲａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）を有して構成される。この制御部３７は、前記記憶部３８に記憶された制御プログラムを読み出し、前記超音波診断装置１の各部における機能を実行させる。

さて、本例の作用について説明する。ここでは、前記穿刺針４２からラジオ波を照射して腫瘍を焼灼治療する際の作用について説明する。先ず、前記穿刺計画支援装置１００により、焼灼治療の治療計画を立てる。具体的に図６のフローチャートに基づいて説明する。

先ず、ステップＳ１では、治療対象の被検体について前記医用画像装置２００によって予め取得されたＭＲＩ画像やＸ線ＣＴ画像のボリュームデータ（ｖｏｌｕｍｅ ｄａｔａ）を、前記穿刺計画支援装置１００の前記記憶部２に記憶する。ここでは、ＭＲＩ画像のボリュームデータが前記記憶部２に記憶される。ＭＲＩ画像のボリュームデータには、Ｔ１強調画像、Ｔ２強調画像、造影画像のデータなどが含まれる。

次に、ステップＳ２では、前記記憶部２に記憶されたＭＲＩ画像において、腫瘍を抽出する。具体的には、図７に示すように、前記表示部４に表示された二次元のＭＲＩ画像ＭＧ_２Ｄにおいて、操作者が前記入力部３のマウス等を用いて腫瘍の輪郭をなぞりマーキングＭを設定する。操作者は、互いに直交する二方向のそれぞれについて、複数断面のＭＲＩ画像においてマーキングを行なう。

次に、ステップＳ３では、前記抽出部１１が操作者による複数断面におけるマーキングに基づいて補間演算を行ない腫瘍の三次元形状を抽出する。また、前記抽出部１１は、抽出された腫瘍を前記表示部４に表示させる。

次に、ステップＳ４では、操作者は、表示された腫瘍の三次元形状を変更したい場合、前記入力部３において非承認の入力を行なう（ステップＳ４で「ＮＯ」）。このステップＳ４で非承認の入力が行われると、前記ステップＳ２の処理へ戻って再びマーキングを行ない、前記ステップＳ３で腫瘍の抽出を行なう。

一方、操作者は、表示された腫瘍の三次元形状で問題ない場合、前記入力部３において承認の入力を行なう（ステップＳ４で「ＹＥＳ」）。

ちなみに、焼灼対象となる腫瘍が複数ある場合、これらすべてについてステップＳ２〜Ｓ４の処理を行なう。

前記ステップＳ４で承認の入力が行われると、ステップＳ５では、焼灼を行なう時の穿刺針４２の刺入予定経路及び針先の位置を決定する。このステップＳ５における刺入予定経路及び針先位置の決定について、図８のフローチャートに基づいて説明する。先ず、ステップＳ５１では、操作者が前記入力部３において、前記穿刺針４２の種類、焼灼温度、焼灼時間を入力する。入力された前記穿刺針４２の種類、焼灼温度、焼灼時間は、前記記憶部２に記憶される。

次に、ステップＳ５２では、前記焼灼範囲設定部１２は、前記ステップＳ５１で入力された前記穿刺針の種類、焼灼温度、焼灼時間に基づいて、焼灼範囲の大きさを演算して焼灼範囲Ｒを前記表示部４に表示させる。図９に示すように、焼灼範囲Ｒは、三次元で表示され、具体的には球形で表示される。前記焼灼範囲設定部１２は、前記焼灼範囲Ｒを前記表示部４における予め設定された所定の位置に表示させる。このように、前記焼灼範囲Ｒが自動的に表示されるので、操作者にとって便宜である。

ちなみに、図９において、符号ＭＧ_３ＤはＭＲＩ画像のボリュームデータに基づく三次元ＭＲＩ画像であり、符号Ｃはこの三次元ＭＲＩ画像ＭＧ_３Ｄにおいて前記抽出部１１によって抽出された腫瘍の三次元画像（以下、「腫瘍像」と云う）である。図９において、前記三次元ＭＲＩ画像ＭＧ_３Ｄは、単純化して立方体で示されている。

ステップＳ５２で前記焼灼範囲Ｒが表示されると、ステップＳ５３では、図１０に示すように、操作者は前記入力部３を用いて前記焼灼範囲Ｒを前記腫瘍像Ｃに重ねる。操作者は前記焼灼範囲Ｒが腫瘍像Ｃを含むように前記焼灼範囲Ｒを設定する。さらに詳細には、操作者は、腫瘍像Ｃに対してセーフティマージン（ｓａｆｅｔｙ ｍａｒｇｉｎ）を有するように前記焼灼範囲Ｒを設定する。設定された焼灼範囲Ｒは、前記ＭＲＩ画像の座標系における位置情報とともに前記記憶部２に記憶されてもよい。

このステップＳ５３においては、前記焼灼範囲Ｒが前記腫瘍像Ｃを含むように、前記穿刺針４２の種類、焼灼温度、焼灼時間を変更して前記焼灼範囲Ｒの大きさを調節してもよい。また、前記焼灼範囲Ｒが前記腫瘍像Ｃを含むように、図１１に示すように、焼灼範囲Ｒを複数表示させて、この複数の焼灼範囲Ｒによって腫瘍像Ｃを覆ってもよい（図１１では二次元で示す）。焼灼範囲Ｒが複数表示される場合には、図１１に示すようにそれぞれの焼灼範囲Ｒについて数字（図では「１」〜「４」）を設定してもよい。この数字は焼灼範囲Ｒと関連付けて記憶されてもよい。

ちなみに、図１１においては、腫瘍像Ｃ及び焼灼範囲Ｒのみ示されており、前記三次元ＭＲＩ画像ＭＧ_３Ｄは図示省略されている。

前記焼灼範囲設定部１２は、単数又は複数の前記焼灼範囲Ｒが腫瘍像Ｃ（あるいは、腫瘍像Ｃにセーフティマージンを加えた範囲）を含んでいる場合に、その旨を報知するようにしてもよい。例えば、前記焼灼範囲設定部１２は、前記焼灼範囲Ｒが腫瘍像Ｃを含んでいる場合と含んでいない場合とで前記焼灼範囲Ｒの輪郭の色を変えることにより、焼灼範囲Ｒが腫瘍像Ｃを含んでいることを報知してもよい。

焼灼対象となる腫瘍が複数ある場合、ステップＳ５３において、設定された焼灼範囲Ｒに対し、アルファベット等の文字や数字などの識別標識を付してもよい。

ステップＳ５３において焼灼範囲Ｒが設定されると、ステップＳ５４では刺入予定経路Ｗを設定する。この刺入予定経路Ｗは、被検体に対して前記穿刺針４２を刺入する目標となる経路である。

前記刺入予定経路Ｗの設定について具体的に図１２及び図１３に基づいて説明する。ちなみに、図１２及び図１３では、説明の便宜上、二次元の画像になっているが、三次元画像において前記刺入予定経路が設定されてもよい。

前記刺入予定経路設定部１３は、例えばＭＲＩ画像ＭＧにおいて特定の腫瘍像Ｃ（図１２，１３では図示省略）に設定された特定の焼灼範囲Ｒの識別標識（数字やアルファベット等）が入力されると、その焼灼範囲Ｒと、前記表示部４に表示されたポインタ（ｐｏｉｎｔｅｒ）Ｐｔとを結ぶライン（ｌｉｎｅ）ｌを表示させる。ラインｌは、前記焼灼範囲Ｒの円（又は球）の中心Ｏ（図示省略）と前記ポインタＰｔの先端とを結び、さらに前記中心Ｏに対してポインタＰｔとは反対側において前記焼灼範囲Ｒの輪郭と交わる部分まで引かれた線分である。この中心Ｏに対してポインタＰｔとは反対側において前記焼灼範囲Ｒの輪郭とラインｌとが交わる部分が、焼灼時における穿刺針４２の針先の位置ＮＴ（図１３参照）になる。

前記刺入予定経路設定部１３は、前記ラインｌと、穿刺針４２の刺入を回避すべき回避対象である脈管及び骨との距離に応じて異なる色の前記ラインｌを表示させる。前記刺入予定経路設定部１３は、ＭＲＩ画像のボリュームデータにおいて特定される脈管や骨と、前記ラインｌ上の複数個所との距離を算出し、最も小さい距離に応じた色で前記ラインｌを表示させる。例えば、前記刺入予定経路設定部１３は、前記ラインｌと脈管や骨とが交差している場合は、前記ラインｌを赤で表示させる。また、前記刺入予定経路設定部１３は、前記ラインｌと脈管や骨との距離Ｄが、０＜Ｄ≦ｄ１である場合、前記ラインｌを黄色で表示させ、Ｄ＞ｄ１である場合、前記ラインｌを緑色で表示させる。ｄ１は、前記穿刺針４２を脈管や骨との関係で安全に刺入することができる距離に設定される。

操作者は、前記ポインタＰｔを移動して前記ラインｌが緑色で表示される場所を探し、刺入予定経路Ｗを決定する入力を行なう。これにより、脈管や骨を避けて刺入予定経路Ｗが容易に設定される。刺入予定経路Ｗが決定されると、焼灼の時の穿刺針４２の針先の位置が確定される。例えば、刺入予定経路Ｗが図１３に示されたラインｌに決定されると、針先は符号ＮＴの位置に確定される。決定されたラインｌ（刺入予定経路Ｗ）及び針先ＮＴのＭＲＩ画像の座標系における位置情報は、前記記憶部２に記憶される。

焼灼対象の腫瘍が複数ある場合、各腫瘍に対してステップＳ５の処理を行なう。また、一つの腫瘍に対して複数の焼灼範囲Ｒが設定されている場合、各焼灼範囲Ｒに対してステップＳ５の処理を行う。そして、ステップＳ５において、刺入予定経路Ｗ及び針先ＮＴの位置が決定されるとステップＳ６の処理へ移行する。ステップＳ６では、操作者は、前記入力部３において、焼灼治療に用いる超音波プローブ３１の種類を入力する。入力された超音波プローブ３１の種類は前記記憶部２に記憶される。

次に、ステップＳ７では、図１４に示すように、前記プローブ配置画像設定部１４は、前記プローブ配置画像Ｐを前記表示部４に表示させる。前記プローブ配置画像Ｐは、前記穿刺針４２を刺入する時の被検体の体表面における超音波プローブ３１の推奨配置（穿刺位置）、すなわち推奨される超音波プローブ３１の位置及び角度を示す画像である。

前記プローブ配置画像Ｐは、前記ステップＳ６において入力された種類の超音波プローブ３１の画像３１′を含む。また、プローブ配置画像Ｐには、予め記憶された穿刺ガイド治具４１の画像４１′や穿刺ガイド治具４１に取り付けられた第一磁気センサ３９の画像３９′が含まれる。さらに、前記プローブ配置画像Ｐには、穿刺針４２の画像４２′も含まれる。このようなプローブ配置画像Ｐが表示されることにより、穿刺針４２を刺入する時の前記超音波プローブ３１の位置及び角度を容易に知ることができる。ちなみに、ここで操作者が知ることができる超音波プローブ３１の位置及び角度は、被検体のＭＲＩ画像における組織の形状等との関係における位置及び角度である。

前記プローブ配置画像Ｐは、三次元ＭＲＩ画像ＭＧ_３Ｄにおける被検体の体表面Ｓ上に表示されている。前記三次元ＭＲＩ画像ＭＧ_３Ｄには、焼灼範囲Ｒが表示されている。また、前記プローブ配置画像Ｐは、前記体表面Ｓ上において所定の位置及び角度で置かれている。前記プローブ配置画像設定部１４は、被検体に対する穿刺針４２の刺入予定経路Ｗに基づいて、前記プローブ配置画像Ｐを表示させる。具体的には、図１５に示すように、前記プローブ配置画像設定部１４は、前記ステップＳ５において決定された刺入予定経路Ｗと被検体の体表面Ｓとの交点である穿刺針刺入予定点Ｉｐと刺入予定経路の角度とに基づいて、前記プローブ配置画像Ｐの位置及び角度を設定し、これを表示させる。前記プローブ配置画像設定部１４は、前記超音波プローブ３１の種類、穿刺ガイド治具４１の種類及び穿刺ガイド治具４１における穿刺針の取り付け角度によって決まる超音波プローブ３１に対する前記穿刺針４２の位置及び角度を参照して、穿刺針４２の刺入位置及び刺入方向が刺入予定経路Ｗと一致するように、前記プローブ配置画像Ｐの位置及び角度を設定する。

設定されたプローブ配置画像Ｐの体表面Ｓにおける位置及び角度は前記記憶部２に記憶される。また、ＭＲＩ画像の座標系における前記第一磁気センサ３９′の画像の位置情報も前記記憶部２に記憶される。

次に、被検体に前記穿刺針４２を刺入して焼灼を行なう場合の処理について、図１６のフローチャートに基づいて説明する。先ず、ステップＳ１１では、前記ステップＳ７で記憶された情報及びＭＲＩ画像のボリュームデータを前記超音波診断装置３００の前記記憶部３８に記憶する。また、前記ステップＳ５で記憶された針先ＮＴの位置も前記記憶部３８に記憶する。

次に、ステップＳ１２では、前記超音波プローブ３１によって超音波の送受信を開始して、エコー信号を取得し、図１７に示すように、前記表示部３５にリアルタイムの超音波画像ＵＧを表示させる。また、ＭＲＩ画像のボリュームデータに基づく二次元のＭＲＩ画像ＭＧ_２Ｄを前記超音波画像ＵＧと並べて前記表示部３５に表示させる。

次に、ステップＳ１３では、前記超音波画像ＵＧの座標系と前記ＭＲＩ画像ＭＧ_２Ｄの座標系との位置合わせ処理を行なう。具体的には、操作者は前記表示部６に表示された前記超音波画像ＵＧと前記ＭＲＩ画像ＭＧ_２Ｄとを見比べながら、いずれか一方又は両方の画像の断面を移動させ、同一断面の超音波画像ＵＧとＭＲＩ画像ＭＧ_２Ｄとを表示させる。前記超音波画像ＵＧの断面の移動は、前記超音波プローブ３１の位置を変えることによって行なう。また、前記ＭＲＩ画像ＭＧ_２Ｄの断面の移動は、前記操作部３６を操作して断面を変更する指示を入力することにより行なう。

同一断面か否かは、例えば操作者が特徴的な部位を参照するなどして判断する。操作者は、同一断面についての超音波画像ＵＧ及びＭＲＩ画像ＭＧ_２Ｄが表示されると、前記操作部３６のトラックボール等を用いて、前記超音波画像ＵＧの任意の点を指定する。また、操作者は前記超音波画像ＵＧにおいて指定された点と同一位置と思われる点を前記ＭＲＩ画像ＭＧ_２Ｄにおいても指定する。操作者は、このような点の指定を複数点について行なう。

ここで、前記ＭＲＩ画像ＭＧ_２Ｄのデータは位置情報を有している。従って、上述のように前記超音波画像ＵＧと前記ＭＲＩ画像ＭＧ_２Ｄとで同一位置と思われる点を指定すると、これら超音波画像ＵＧの座標系とＭＲＩ画像ＭＧ_２Ｄの座標系との対応位置が特定される。そして、前記超音波画像ＵＧの座標系とＭＲＩ画像ＭＧ_２Ｄの座標系との対応点が複数点特定されることで、前記超音波画像ＵＧの座標系と前記ＭＲＩ画像ＭＧ_２Ｄの座標系との座標変換が可能になる。以上により位置合わせ処理が完了する。

ステップＳ１３において位置合わせが完了すると、前記表示画像制御部３４３は、リアルタイムの超音波画像ＵＧとともに、前記配置算出部３４１で算出されたエコー信号の位置に対応する断面についてのＭＲＩ画像ＭＧ_２Ｄを前記ボリュームデータに基づいて表示させる。これにより、被検体における同一断面の超音波画像ＵＧ及びＭＲＩ画像ＭＧ_２Ｄが表示される。

ステップＳ１４では、操作者は、図１８及び図１９に示すように、表示画像制御部３４３によって前記表示部３５に表示される位置関係画像Ｘを参照して、前記超音波プローブ３１を、前記ステップＳ７で表示された推奨される位置及び角度に配置することにより、穿刺位置に配置する。

前記位置関係画像Ｘについて説明する。前記位置関係画像Ｘは、前記超音波プローブ３１の位置と前記プローブ配置画像Ｐとの位置関係を示す画像である。より詳細には、前記位置関係画像Ｘは、前記超音波プローブ３１に取り付けられた前記第一磁気センサ３９と前記プローブ配置画像Ｐの第一磁気センサ３９の画像３９′との距離Ｄｄに応じた表示形態を有する画像である。

ここで、前記超音波プローブ３１に取り付けられた前記第一位置センサ３９の位置座標は、超音波画像ＵＧの座標系における位置座標である。一方、前記プローブ配置画像Ｐの第一磁気センサ３９の画像３９′の位置座標は、前記ＭＲＩ画像ＭＧの座標系における位置座標である。前記距離算出部３４２は、前記超音波画像ＵＧの座標系と前記ＭＲＩ画像の座標系との間で座標変換を行なって、前記距離Ｄｄを算出する。前記表示画像制御部３４３は、前記距離Ｄｄに基づいて、前記位置関係画像Ｘを表示させる。

位置関係画像Ｘは、第一磁気センサ３９が二つあることに対応して二つの図形からなる。具体的には、前記位置関係画像Ｘは、四角形又は十字形である。前記位置関係画像Ｘは、前記距離Ｄｄが大きくなるほど四角形の面積が大きくなり、前記距離Ｄｄが小さくなるほど四角形の面積が小さくなる。そして、前記距離Ｄｄが零、すなわち前記超音波プローブ３１に取り付けられた前記第一磁気センサ３９と前記プローブ配置画像Ｐの第一磁気センサ３９の画像３９′の位置が一致した場合、前記位置関係画像Ｘは、図１９に示すように十字形になる。このように前記位置関係画像Ｘが十字形になると、前記超音波プローブ３１が穿刺位置に配置されたことになる。

前記表示画像制御部３４３は、前記ステップＳ１４の前に（例えば前記ステップＳ１１とステップＳ１２の間など）、前記三次元ＭＲＩ画像ＭＧ_３Ｄ及び前記プローブ配置画像Ｐ（図１４参照）を前記表示部３５に表示させてもよい。これにより、操作者が前記超音波プローブ３１を穿刺位置に配置する際の参考とすることができる。

操作者は、ステップＳ１４において前記超音波プローブ３１を穿刺位置に配置すると、ステップＳ１５において、被検体に対して前記穿刺針４２を刺入する。操作者は、前記ステップＳ５において決定された針先ＮＴの位置まで前記穿刺針４２を刺入する。

図２０に示すように、前記表示画像制御部３４３は、被検体に刺入された前記穿刺針４２の軌跡を示す軌跡画像Ｔを、前記超音波画像ＵＧに表示させる。前記軌跡画像Ｔは、前記穿刺針４２の刺入経路を示すラインＴｌと、前記穿刺針４２の針先を示すインジケータＴｎとを含んでいる。前記インジケータＴｎは、前記穿刺針４２の針先と前記ステップＳ５において決定された針先ＮＴとの距離Ｄｄｄに応じた面積の図形からなる。具体的には、前記インジケータＴｎは、前記位置関係画像Ｘと同様に、四角形又は十字形である。前記インジケータＴｎは、前記距離Ｄｄｄが大きくなるほど四角形の面積が大きくなり、前記距離Ｄｄｄが小さくなるほど四角形の面積が小さくなる。そして、前記距離Ｄｄｄが零、すなわち前記超音波プローブ３１の針先と前記ステップＳ５において決定された針先ＮＴとが一致した場合、前記インジケータＴｎは、図２１に示すように十字形になる。

前記ステップＳ５において決定された針先ＮＴの位置情報は、ＭＲＩ画像の座標系における位置情報であり、前記ステップＳ１１で前記記憶部３８に記憶されている。この記憶部３８に記憶されている針先ＮＴの位置情報は、超音波画像ＵＧの座標系の位置情報に座標変換される。前記距離算出部３４２は、超音波画像ＵＧの座標系の位置情報に座標変換された前記針先ＮＴの位置と、前記第二磁気センサ４３の検出信号に基づいて算出される前記穿刺針４２の針先の位置情報とに基づいて前記距離Ｄｄｄを算出する。そして、前記表示画像制御部３４３は、前記距離Ｄｄｄに基づいて、前記インジケータＴｎを表示させる。

前記ステップＳ１５において、前記ステップＳ５で決定された針先ＮＴの位置まで前記穿刺針４２が刺入されると、ステップＳ１６では前記穿刺針４２からラジオ波を照射して焼灼治療を行なう。

焼灼治療の対象が複数ある場合、各治療対象について前記ステップＳ１４〜Ｓ１６の処理を行なう。この場合、各治療対象についてステップＳ１４〜Ｓ１６の処理を行なう前に、それぞれの治療対象に応じた前記穿刺針４２の種類、焼灼時間、前記ステップＳ６で入力された前記超音波プローブ３１の種類などの焼灼治療に必要な情報が、前記表示部３５に表示されてもよい。これにより、操作者は焼灼治療に必要な情報を知ることができる。

以上説明した本例によれば、穿刺計画や穿刺針４２の刺入を従来よりも容易に行なうことができる。

（第二実施形態）
次に、第二実施形態について説明する。以下、第一実施形態と同一の構成については同一の符号を付して詳細な説明を省略する。

本例では、図２２に示すように、前記超音波診断装置３００′が前記穿刺計画支援装置１００を有している。具体的には、図２３に示すように、本例の超音波診断装置３００′の制御部３７は、第一実施形態の穿刺計画支援装置１００の制御部１と同様に、抽出部１１、焼灼範囲設定部１２、穿刺予定経路設定部１３及びプローブ配置画像設定部１４を有している。また、第一実施形態の穿刺計画支援装置１００の記憶部２、入力部３及び表示部４は、本例では前記超音波診断装置３００の記憶部３８、操作部３６及び表示部３５に該当する。

本例においても、図６において示されたステップＳ１〜Ｓ７及び図８において示されたステップＳ５１〜Ｓ５４と基本的には同一の処理によって、前記超音波診断装置３００において治療計画を行なう。ただし、前記ステップＳ１では、ＭＲＩ画像のボリュームデータを前記超音波診断装置３００の記憶部３８に記憶する。

また、本例においては、図２４において示されたステップＳ１２〜Ｓ１６の処理を行なって、焼灼治療を行なう。この図２４のフローチャートは、図１６のフローチャートのステップＳ１１の処理が無い他は、この図１６のフローチャートと同一である。

以上説明した本例によっても、第一実施形態と同一の効果を得ることができる。

以上、本発明を前記実施形態によって説明したが、本発明はその主旨を変更しない範囲で種々変更実施可能なことはもちろんである。例えば、図２５に示すように、前記穿刺計画装置１００は、前記医用画像装置２００が有していてもよい。さらに、上記各実施形態では焼灼治療を例に挙げて説明したが、生検を行なう際に本発明を適用してもよい。

２ 記憶部
１２ 焼灼範囲設定部
１３ 刺入予定経路設定部
１４ プローブ配置画像設定部
３１ 超音波プローブ
１００ 穿刺計画支援装置
２００ 医用画像装置
３００ 超音波診断装置
Ｐ プローブ配置画像
Ｗ 刺入予定経路
Ｒ 焼灼範囲

Claims (10)

1. 穿刺針を刺入する時の被検体の体表面における超音波プローブの推奨配置を示すプローブ配置画像を表示させるプローブ配置画像設定部を備えており、該プローブ配置画像設定部は、前記超音波プローブに対する前記穿刺針の位置及び角度を参照して、前記被検体に対する前記穿刺針の刺入位置及び刺入方向が、予め設定された前記被検体への前記穿刺針の刺入予定経路と一致するように、前記プローブ配置画像を表示させることを特徴とする穿刺計画支援装置。
2. 前記プローブ配置画像設定部は、前記穿刺針の刺入位置及び刺入方向が、前記被検体の体表面における前記穿刺針の刺入予定点及び前記刺入予定経路の角度と一致するように、前記プローブ配置画像を表示させることを特徴とする請求項１に記載の穿刺計画支援装置。
3. 前記被検体の医用画像データにおける前記プローブ配置画像の位置情報を記憶する記憶部を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の穿刺計画支援装置。
4. 前記穿刺針から照射されるラジオ波による焼灼範囲の位置と、前記穿刺針の回避対象の位置とに基づいて、前記刺入予定経路を設定する刺入予定経路設定部を備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の穿刺計画支援装置。
5. 前記穿刺針の種類、焼灼温度及び焼灼時間に基づいて前記焼灼範囲を設定する焼灼範囲設定部を備えることを特徴とする請求項４に記載の穿刺計画支援装置。
6. 前記焼灼範囲設定部は、前記焼灼範囲が、少なくとも焼灼対象を含んでいる場合にその旨を報知することを特徴とする請求項５に記載の穿刺計画支援装置。
7. 請求項１〜６のいずれか一項に記載の穿刺計画支援装置を有することを特徴とする医用画像装置。
8. 請求項１〜６のいずれか一項に記載の穿刺計画支援装置を有することを特徴とする超音波診断装置。
9. 前記超音波診断装置が有する超音波プローブの位置と、記憶された前記プローブ配置画像の位置との位置関係を示す位置関係画像を表示させる位置関係画像表示制御部を備えることを特徴とする請求項８に記載の超音波診断装置。
10. 前記位置関係画像は、前記超音波プローブと前記プローブ配置画像との距離に応じた表示形態を有する画像であることを特徴とする請求項９に記載の超音波診断装置。