JP6505462B2 - 医用画像処理装置、ｘ線コンピュータ断層撮影装置 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、医用画像処理装置およびＸ線コンピュータ断層撮影装置に関する。

腹部等を対象に穿刺手技を行う際、Ｘ線コンピュータ断層撮影（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ＿Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ：ＣＴ）装置によるＸ線透視を利用したリアルタイムな穿刺ガイドが行われている。穿刺手技は、被検体をＸ線ＣＴ装置の天板に載せた状態で行われる。Ｘ線ＣＴ装置は、被検体の対象部位にＸ線透視を行い、対象部位に関する透視画像を発生する。術者は、透視画像に描出された臓器や血管、穿刺デバイス等を参考に手技を行う。

しかしＸ線ＣＴ装置の検出器はＸ線診断装置等の検出器に比べ分解能が低いため、血管や穿刺デバイス等の細かな部分を画像に鮮明に描出することができない。よって穿刺手技を行う際には主に、Ｘ線診断装置および超音波診断装置が用いられている。しかしながらＸ線診断装置で発生される画像は２次元画像であるため、各種デバイスにより隠れた臓器が見えにくいことがよくある。ＣＴライクイメージングを用いることで３次元画像（ボリュームデータ）は得られるが、アームを何度も回転させながら手技を行うことは、術者にアームが当たる危険を考えると現実的ではない。また超音波診断装置では３次元画像が得られるが、見たい箇所に応じてプローブを都度被検体の適切な箇所に適切な角度で当てることは術者の技術が必要である。

目的は、簡易かつ高精度な穿刺ガイドを可能とする医用画像処理装置およびＸ線コンピュータ断層撮影装置を提供することにある。

本実施形態に係る医用画像情報装置は、被検体を対象とした通常線量のＣＴスキャンにより発生された通常線量ボリュームデータと、医療器具が挿入された前記被検体を対象とした低Ｘ線線量のＣＴスキャンにより発生された低線量ボリュームデータとを位置合わせする位置合わせ部と、前記通常線量ボリュームデータにおける、前記低線量ボリュームデータに含まれる医療器具の位置に対応する位置を特定する特定部と、前記通常線量ボリュームデータに基づいて、前記特定された位置を含む断面に関する断面画像を発生する画像発生部と、を具備する。

第１実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置の構成を示す図 図１のシステム制御部の制御のもとに行われる、穿刺手技中における穿刺デバイスの先端付近に関するリアルタイムな画像表示の典型的な流れを示す図 図２の流れ図の一部を模式的に示した図 図２の流れ図の一部を模式的に示した図であり、表示方法の他の一例を説明するための図 図２の流れ図の一部を模式的に示した図であり、撮影ボリュームデータに穿刺デバイスの先端位置に対応するマークを重ね合わせたボリューム画像を表示する一例を説明するための図 第２実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置の構成を示す図 第２実施形態に係る、穿刺デバイスの挿入経路上の任意の位置において、撮影ボリュームデータに穿刺デバイスの先端位置の先端位置を含む断面画像を表示する一例を説明するための図 第２実施形態に係る、穿刺デバイスの挿入経路を中心軸とするＣＰＲ画像を表示する一例を説明するための図 第３実施形態に係る、撮影ボリュームデータにおける、透視ボリュームデータに含まれる穿刺デバイスの先端位置に対応する位置を含む断面画像を表示する一例を説明するための図

以下、図面を参照しながら実施形態に係る医用画像処理装置およびＸ線コンピュータ断層撮影装置を説明する。以下の説明において、医用画像処理装置はＸ線コンピュータ断層撮影装置に組み込まれているものとする。なお医用画像処理装置は、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置以外のモダリティに組み込まれても良いし、単独で用いられても良い。医用画像処理装置は具体的には例えば、Ｘ線診断装置、超音波診断装置または磁気共鳴画像法（Ｍａｇｎｅｔｉｃ＿Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ＿Ｉｍａｇｉｎｇ：ＭＲＩ）等に組み込まれても良い。なお、以下の説明において、略同一の機能及び構成を有する構成要素については、同一符号を付し、重複説明は必要な場合にのみ行う。

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置の構成を示す図である。図１に示すように、本実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置１は、架台１０と画像処理装置５０とを備えている。架台１０は、円筒形状を有する回転フレーム１１を回転軸Ｚ回りに回転可能に支持している。回転フレーム１１には、回転軸Ｚを挟んで対向するようにＸ線発生部１３とＸ線検出部１５とが取り付けられている。回転フレーム１１の開口部（ｂｏｒｅ）にはＦＯＶ（ｆｉｅｌｄ＿ｏｆ＿ｖｉｅｗ）が設定される。回転フレーム１１の開口部内には天板１７が挿入される。天板１７には被検体Ｓが載置される。天板１７に載置された被検体Ｓの撮像部位がＦＯＶ内に含まれるように天板１７が位置決めされる。回転フレーム１１は、回転駆動部１９からの動力を受けて回転軸Ｚ回りに一定の角速度で回転する。回転駆動部１９は、架台制御部２１からの制御信号に従って回転フレーム１１を回転させるための動力を発生する。

Ｘ線発生部１３は、架台制御部２１からの制御信号に従ってＸ線を発生する。具体的には、Ｘ線発生部１３は、Ｘ線管１３１と高電圧発生器１３３とを有する。Ｘ線管１３１は、高電圧発生器１３３からの高電圧の印加とフィラメント電流の供給とを受けてＸ線を発生する。高電圧発生器１３３は、架台制御部２１からの制御信号に従う高電圧をＸ線管１３１に印加し、架台制御部２１からの制御信号に従うフィラメント電流をＸ線管１３１に供給する。

Ｘ線検出部１５は、Ｘ線管１５１とデータ収集回路（Ｄａｔａ＿Ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ＿Ｓｙｓｔｅｍ：ＤＡＳ）１５３とを有する。Ｘ線管１５１は、Ｘ線管１３１から発生され被検体Ｓを透過したＸ線を検出する。Ｘ線管１５１は、２次元状に配列された複数の放射線検出素子を搭載する。データ収集回路１５３は、Ｘ線管１５１の各チャンネルから出力される透過Ｘ線の強度に応じた信号をデジタル信号に変換する。このデジタル信号は、生データと呼ばれている。

架台制御部２１は、ハードウェア資源として、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ＿Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ＿Ｕｎｉｔ）やＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ＿Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ＿Ｕｎｉｔ）等の演算装置（プロセッサ）とＲＯＭ（Ｒｅａｄ＿Ｏｎｌｙ＿Ｍｅｍｏｒｙ）やＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ＿Ａｃｃｅｓｓ＿Ｍｅｍｏｒｙ）等の記憶装置（メモリ）とを有する。架台制御部２１は、架台１０に搭載された各種機器の制御を統括する。例えば、架台制御部２１は、被検体Ｓを対象としたＣＴ撮像を実行するために、Ｘ線発生部１３、Ｘ線検出部１５、及び回転駆動部１９を制御する。回転駆動部１９は、架台制御部２１による制御に従う一定の角速度で回転する。ＣＴ撮影の場合、架台制御部２１は高電圧発生器１３３を制御し、Ｘ線管１５１に通常線量のＸ線を発生させる。一方ＣＴ透視の場合、架台制御部２１は高電圧発生器１３３を制御し、Ｘ線管１５１にＣＴ撮影時に比して低線量のＸ線を発生させる。ここで、ＣＴ撮影とＣＴ透視とは、同一被検体の同一部位を対象として行われるものとする。説明を具体的にするため、ＣＴ透視は穿刺手技中に行われるものとする。穿刺手技において術者は、ＣＴ透視により発生された画像を参考に被検体に医療器具を挿入する。ここで医療器具は、例えば穿刺デバイスすなわちカテーテルやガイドワイヤ、穿刺針等である。また、ＣＴ撮影は手技の事前に手技対象の被検体と同一被検体の同一部位を対象として実行される。すなわち撮影により発生されたボリュームデータには、手技に関わる穿刺デバイスや術者の手等に関するデータは含まれない。

画像処理装置５０は、再構成部５１、画像処理部５３、Ｉ／Ｆ（Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）部５５、表示部５７、入力部５９、記憶部６１、およびシステム制御部６３を有する。

再構成部５１は、ハードウェア資源として、ＣＰＵやＭＰＵ、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ＿Ｐｒｏｃｃｅｓｓｉｎｇ＿Ｕｎｉｔ）等のプロセッサとＲＯＭやＲＡＭ等のメモリとを有する。再構成部５１は、機能的またはソフトウェア的に前処理部５１１、通常線量ボリュームデータ発生部５１２、および低線量ボリュームデータ発生部５１３を有する。前処理部５１１は、データ収集回路１５３から出力される生データを前処理し、投影データに変換する。通常線量ボリュームデータ発生部５１２は、通常線量のＣＴスキャンによりＸ線検出部１５で収集された生データに基づいて、通常線量ボリュームデータを発生する。すなわち通常線量ボリュームデータは、低Ｘ線線量のＣＴスキャンの前段階における通常線量のＣＴスキャンにより発生されたボリュームデータである。通常線量ボリュームデータは、低Ｘ線線量のＣＴスキャンの前段階に発生される。通常線量のＣＴスキャンは、具体的には例えばＣＴ撮影である。低線量ボリュームデータ発生部５１３は、低Ｘ線線量のＣＴスキャンによりＸ線検出部１５で収集された生データに基づいて、低線量ボリュームデータを発生する。すなわち低線量ボリュームデータは、低Ｘ線線量のＣＴスキャンにより発生された時系列のボリュームデータである。低Ｘ線線量のＣＴスキャンは、具体的には例えばＣＴ透視である。説明をわかりやすくするため、以下において通常線量ボリュームデータを撮影ボリュームデータ、低線量ボリュームデータを透視ボリュームデータと呼ぶ。

画像処理部５３は、ハードウェア資源として、ＣＰＵやＭＰＵ、ＧＰＵ等のプロセッサとＲＯＭやＲＡＭ等のメモリとを有する。画像処理部５３は、機能的またはソフトウェア的に位置合わせ部５３１、特定部５３２、および画像発生部５３３を有する。位置合わせ部５３１は、撮影ボリュームデータと透視ボリュームデータとを位置合わせする。透視ボリュームデータには、穿刺デバイス等が挿入された被検体の一部に関するデータが含まれる。特定部５３２は、撮影ボリュームデータにおける、透視ボリュームデータに含まれる穿刺デバイスの位置に対応する位置を特定する。画像発生部５３３は、撮影ボリュームデータに基づいて、特定部５３２により特定された位置を含む断面に関する断面画像を発生する。重ね合わせ部５３６は、通常線量ボリュームデータに基づくボリューム画像における、特定部５３２により特定された位置に対応する位置マークを重ね合わせた重ね合わせボリューム画像を発生する。

Ｉ／Ｆ部５５は、画像処理装置５０と架台１０との間の通信のためのインタフェースである。例えば、Ｉ／Ｆ部５５は、システム制御部６３から撮像開始信号や撮像停止信号等を供給する。

表示部５７は、各種画像を表示機器に表示する。表示部５７は、画像と位置整合してマークや線表等を表示する。表示機器としては、例えばＣＲＴディスプレイや、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、プラズマディスプレイ等が適宜利用可能である。

入力部５９は、入力機器によるユーザからの各種指令や情報入力を受け付ける。入力機器としては、キーボードやマウス、各種スイッチ等が利用可能である。

記憶部６１は、種々の情報を記憶する記憶装置である。例えば、記憶部６１は、本実施形態に係る画像処理プログラム等を記憶する。

システム制御部６３は、本実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置の中枢として機能する。システム制御部６３は、本実施形態に係る撮像プログラムを記憶部６１から読み出し、当該撮像プログラムに従って各種構成要素を制御する。これにより、本実施形態に係る断面画像等の画像発生のためのＣＴ撮像および画像処理が行われる。

次に本実施形態に係る、穿刺手技中における穿刺デバイスの先端付近のリアルタイムな画像表示の動作例を説明する。図２は、システム制御部６３の制御のもとに行われる、穿刺手技中における穿刺デバイスの先端付近に関するリアルタイムな画像表示の典型的な流れを示す図である。

図２に示すように、システム制御部６３は、通常線量ボリュームデータ発生部５１２に、ＣＴ撮影による撮影ボリュームデータを発生させる（ステップＳ１１）。ステップＳ１１において通常線量ボリュームデータ発生部５１２は、ＣＴ撮影による投影データに基づいて、撮影ボリュームデータを発生する。

ステップＳ１１が行われるとシステム制御部６３は、入力部５９に、操作者からの透視開始の入力を待機させる（ステップＳ１２）。ステップＳ１２において入力部５９に操作者から透視開始の指示が入力されると、架台制御部２１は、Ｘ線発生部１３、Ｘ線検出部１５および回転駆動部１９を制御してＸ線透視を開始する。

ステップＳ１２が行われるとシステム制御部６３は、低線量ボリュームデータ発生部５１３に、Ｘ線透視により穿刺デバイスが挿入された被検体を対象とした透視ボリュームデータを発生させる（ステップＳ１３）。ステップＳ１３において低線量ボリュームデータ発生部５１３は、ＣＴ透視による投影データに基づいて、時系列の透視ボリュームデータを発生する。ステップＳ１３乃至ステップＳ１７は、各透視ボリュームデータに対して繰り返し行われる。

ステップＳ１３が行われるとシステム制御部６３は、位置合わせ部５３１に、撮影ボリュームデータと透視ボリュームデータとを位置合わせさせる（ステップＳ１４）。なお先述したとおり、撮影ボリュームデータと透視ボリュームデータとは同一被検体の同一部位を対象とするボリュームデータである。すなわちステップＳ１４において位置合わせ部５３１は、解剖学的同一点同士に基づいて、撮影ボリュームデータと透視ボリュームデータとの位置合わせを行う。位置合わせ部５３１は、ステップＳ１１のＣＴ撮影により発生された一の撮影ボリュームデータと手技中にＣＴ透視により発生された時系列の複数の透視ボリュームデータそれぞれとの位置合わせを行う。

ステップＳ１４が行われるとシステム制御部６３は、特定部５３２に、撮影ボリュームデータにおける、透視ボリュームデータに含まれる穿刺デバイスの先端位置に対応する位置を特定させる（ステップＳ１５）。図３は、図２の流れ図の一部を模式的に示した図である。ステップＳ１５において特定部５３２は図３に示すように、ステップＳ１４により位置合わせされた撮影ボリュームデータと透視ボリュームデータとに画像処理を施すことにより、撮影ボリュームデータにおける、穿刺デバイスの先端位置に対応する位置を特定する。画像処理による位置特定は、具体的には例えば以下のステップで行われる。特定部５３２は、透視ボリュームデータにおける穿刺デバイスの先端部を画像処理により抽出し、抽出された先端部の座標を先端位置として特定する。特定部５３２は、位置合わせの結果に基づいて、透視ボリュームデータにおける解剖学的な少なくとも一点と撮影ボリュームデータにおける同数の点とをペアリングする。特定部５３２は、ペアリングした解剖学的な少なくとも一点に基づいて、透視ボリュームデータの座標と撮影ボリュームデータの座標との関係を決定する。例えば単純な線形移動であれば、透視ボリュームデータにおける座標（ｘ，ｙ，ｚ）は撮影ボリュームデータにおける座標（ｘ＋１，ｙ＋１，ｚ＋１）に対応するという関係が決定される。決定された座標の関係に基づいて、特定部５３２は、撮影ボリュームデータにおける、穿刺デバイスの先端位置に対応する位置を特定する。なお穿刺デバイスの先端部に画像処理による抽出が容易なマーカー等を設けても良い。

ステップＳ１５が行われるとシステム制御部６３は、画像発生部５３３に、ステップＳ１５で特定された先端位置を含む断面に関する断面画像を発生させる（ステップＳ１６）。ステップＳ１６において画像発生部５３３は、ステップＳ１７で特定された穿刺デバイスの先端位置に基づいて、任意多断面再構成（Ｍｕｌｔｉ−Ｐｌａｎａｒ＿Ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ：ＭＰＲ）等を施して断面画像を発生する。断面画像の断面は先端位置を含んでいればどのような向きでも良い。断面の向きは入力部５９を介して操作者により指定されると良い。

ステップＳ１６が行われるとシステム制御部６３は、表示部５７に、ステップＳ１６で発生された断面画像を表示させる（ステップＳ１７）。なお断面画像の表示方法は図３に示す表示方法以外でも良い。例えば、図４は、図２の流れ図の一部を模式的に示した図であり、表示方法の他の一例を説明するための図である。ステップＳ１６において画像発生部５３３は、穿刺デバイスの先端位置を含み互いに向きが異なる複数の断面に関する断面画像を発生可能である（図４ステップＳ２６に相当）。画像発生部５３３は、具体的には例えば、図４のステップＳ２６に示すように、画像発生部５３３は、穿刺デバイスの先端位置を含む直交する三断面画像（直交三断面画像）を発生する。図４のステップＳ２７に示すように、表示部５７は、複数の断面画像を並べて表示できる。なお表示部５７は、断面画像と透視ボリュームデータに基づく表示画像とを並べて表示しても良い。透視ボリュームデータに基づく表示画像は、画像処理部５３により発生される。透視ボリュームデータに基づく表示画像は、断面画像と同じ断面である。なお透視ボリュームデータに基づく表示画像の発生手段は、ボリュームレンダリングでも良いし、ＭＰＲ、曲面任意多断面再構成（Ｃｕｒｖｅｄ＿Ｍｕｌｔｉ＿Ｐｌａｎｅｒ＿Ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ：ＣＰＲ）、最大値投影法（Ｍａｘｉｍｕｍ＿Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ＿Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ：ＭＩＰ）や最小値投影法（Ｍｉｎｉｍｕｍ＿Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ＿Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ：ＭｉｎＩＰ）等でも良い。

処理対象のボリュームデータについて、以上のステップＳ１３乃至ステップＳ１７が実施される。透視により新たなボリュームデータが発生されると、発生された新たなボリュームデータについてステップＳ１３乃至ステップＳ１７が実施される。ステップＳ１３乃至ステップＳ１７が繰り返されることにより、穿刺手技中における穿刺デバイスの先端付近のリアルタイムな画像表示が可能である。

さらに入力部５９を介して操作者による透視終了指示がなされると、システム制御部６３は、架台制御部２１に、Ｘ線透視を終了させる（ステップＳ１８）。

上述した典型的な流れ図では、表示部５７は断面画像を表示したが、表示部５７はそれ以外の画像も表示可能である。図５は、図２の流れ図の一部を模式的に示した図であり、撮影ボリュームデータに穿刺デバイスの先端位置に対応するマークを重ね合わせたボリューム画像を表示する一例を説明するための図である。

図２のステップＳ１１乃至ステップＳ１５が行われた後、システム制御部６３は重ね合わせ部５３６に、撮影ボリュームデータにおける特定された位置にマークを重ね合わせた重ね合わせボリューム画像を発生させる（ステップＳ３６）。重ね合わせ部５３６は、具体的には例えば、撮影ボリュームデータにおいて特定された位置座標にマークを重ね合わせる。重ね合わせボリューム画像により術者は、透視対象部位における穿刺デバイス位置を３次元的に把握することができる。ボリューム画像は例えば、撮影ボリュームデータと、ステップＳ１５において特定された撮影ボリュームデータにおける穿刺デバイスの先端位置に対応する位置とに基づいて、ＭＩＰやＭｉｎＩＰ等の画素値投影処理、ボリュームレンダリングおよびサーフェスレンダリング等により発生される。

ステップＳ３６が行われると、システム制御部６３は、表示部５７に重ね合わせボリューム画像を表示させる（ステップＳ３７）。

上記のとおり、本実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置によれば、穿刺手技を行う前にＣＴ撮影により撮影ボリュームデータを発生する。穿刺手技中にＣＴ透視により、穿刺デバイスに関するデータを含む透視ボリュームデータをリアルタイムで発生する。撮影ボリュームデータと透視ボリュームデータに基づいて、撮影ボリュームデータにおける穿刺デバイスの先端位置を特定できる。特定された先端位置を含む通常線量すなわち透視画像に比して高画質な断面画像を発生できる。したがって術者は、穿刺デバイスの先端付近に関する高画質でリアルタイムな断面画像を参考に、穿刺手技を行うことが可能となる。また、穿刺ガイドの精度をさらに高めるために高解像度のＸ線検出器を搭載したＸ線ＣＴ装置を用いると良い。高解像度のＸ線検出器を搭載したＸ線ＣＴ装置を用いることにより穿刺デバイスの先端位置の特定精度が向上し、より高画質な断面画像を発生できる。したがって術者は、穿刺デバイスの先端付近に関するより高画質なリアルタイムな断面画像を参考に、穿刺手技を行うことが可能となる。

（第２実施形態）
上記実施形態において、画像発生部５３３は、穿刺デバイスの先端位置を含む断面に関する断面画像を発生した。しかし本願はそれにとらわれない。第２実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置は、穿刺デバイスの挿入経路に応じた断面画像を発生する。具体的には第２実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置は、穿刺デバイスの経路を抽出し、抽出された経路に関する任意の位置において、穿刺デバイスの先端位置を含む断面画像を発生する。

図６は、第２実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置の構成を示す図である。図６に示すように、第２実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置１’における画像処理部５３は、第１実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置の構成に加えて経路決定部５３４と経路予測部５３５とをさらに有する。

経路決定部５３４は、特定部５３２により特定された先端位置に基づいて、穿刺デバイスが通過した経路を決定する。

経路予測部５３５は、穿刺デバイスの過去の経路に基づいて穿刺デバイスの予測経路を決定する。経路予測部５３５は経路決定部５３４と同様に、撮影ボリュームデータにおける複数の先端位置座標に回帰分析等を施すことにより、穿刺デバイスが通過した経路を決定する。なお経路予測部５３５による通過経路の決定と経路決定部５３４による通過経路の予測とは、異なる分析手法によって行われても良い。

次に第２実施形態に係る、穿刺手技中における穿刺デバイスの先端付近のリアルタイムな画像表示の動作例を説明する。図７は、第２実施形態に係る、穿刺デバイスの挿入経路上の任意の位置において、撮影ボリュームデータに穿刺デバイスの先端位置の先端位置を含む断面画像を表示する一例を説明するための図である。

図２のステップＳ１１乃至ステップＳ１４が行われた後、システム制御部６３は特定部５３２に、撮影ボリュームデータにおける、透視ボリュームデータに含まれる穿刺デバイスの先端位置に対応する位置を複数特定させる（ステップＳ４５）。ステップＳ４５において特定部５３２は、挿入される穿刺デバイスに関する時系列の穿刺デバイスの先端位置に対応する位置を複数特定する。

ステップＳ４５が行われると、システム制御部６３は経路決定部５３４に、穿刺デバイスの挿入経路を決定させる（ステップＳ４６）。ステップＳ４６において経路決定部５３４は、具体的には例えば、撮影ボリュームデータにおける複数の先端位置座標に回帰分析等を施すことにより、穿刺デバイスが通過した経路を決定する。経路決定部５３４は例えば、回帰分析として線形補間等を用いる。

ステップＳ４６が行われると、システム制御部６３は画像発生部５３３に、ステップＳ４６で決定された挿入経路に直交した、穿刺デバイスの先端位置を含む断面に関する断面画像を発生させる（ステップＳ４７）。ステップＳ４７において画像発生部５３３は、経路上における任意の先端位置を含む断面のうち、ステップＳ４６で決定された挿入経路に直交した断面（以下、直交断面と呼ぶ）に関する断面画像を発生する。ここで任意の先端位置は、入力部５９を介して操作者により選択された先端位置である。

ステップＳ４７が行われると、システム制御部６３は表示部５７に、断面画像を表示させる（ステップＳ４８）。

また第２実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置１’は、穿刺デバイスの先端位置における直交断面以外の断面画像を発生および表示することができる。以下に第２実施形態に係る、穿刺手技中における穿刺デバイスの挿入経路を中心軸とするＣＰＲ画像に関する表示の動作例を説明する。図８は、第２実施形態に係る、穿刺デバイスの挿入経路を中心軸とするＣＰＲ画像を表示する一例を説明するための図である。

図７のステップＳ４６で穿刺デバイスの挿入経路が決定された後、システム制御部６３は画像発生部５３３に、ステップＳ４６で決定された挿入経路を中心軸とするＣＰＲ画像を、撮影ボリュームデータに基づいて発生させる（ステップＳ５７）。ＣＰＲは上述したＭＰＲの一種の再構成法で、蛇行した面や曲面に沿って、ＭＰＲで断面を再構成し、平面に展開して表示する再構成法である。画像発生部５３３は、挿入経路を中心軸とした異なる向きでＣＰＲによる断面画像（以下、ＣＰＲ断面画像と呼ぶ）を発生することができる。画像発生部５３３は、具体的には例えば、挿入経路を中心軸として３６０°の向きの断面画像を発生することができる。

ステップＳ５７が行われると、システム制御部６３は表示部５７に、ＣＰＲ画像を表示させる（ステップＳ４８）。表示部５７は、挿入経路を中心軸として３６０°の向きのＣＰＲ断面画像を表示することができる。ここで入力部５９を介した操作者の指示により、表示されたＣＰＲ断面画像を回転させることができる。

上記のとおり、本実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置によれば、穿刺デバイスの挿入経路に直交した、穿刺デバイスの先端位置を含む断面に関する断面画像を発生できる。穿刺デバイスの予測経路において、同様に断面画像を発生できる。また、挿入経路を中心軸とするＣＰＲ断面画像を３６０°の向きで発生できる。発生されたＣＰＲ断面画像を３６０°の向きで表示することができる。表示部５７に表示されたＣＰＲ断面画像を回転させることにより術者は、穿刺デバイスの挿入経路周辺を一様に把握することができる。例えば術者は、穿刺デバイスの挿入経路周辺を把握することができる。例えば術者は、穿刺デバイスの先端および挿入経路周辺にある臓器を把握でき、臓器を傷つけないように穿刺デバイスを進めることができる。例えば術者は、穿刺デバイスの先端および挿入経路周辺にある腫瘍を把握でき、腫瘍を焼却することができる。したがって術者は、穿刺デバイスの先端および挿入経路周辺に関する高画質なリアルタイムな断面画像を参考に、穿刺手技を行うことが可能となる。

（第３実施形態）
上記実施形態において、ＣＴ撮影としてワンショット撮影を挙げたが、繰り返しＣＴ撮影を行うダイナミック撮影でも良い。ダイナミック撮影においては、血行動態の観察のため被検体に造影剤を注入して行われる。第３実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置は、撮影ボリュームデータを発生するためにダイナミック撮影を行う。

次に第３実施形態に係る、穿刺手技中における穿刺デバイスの先端付近のリアルタイムな画像表示の動作例を説明する。図９は、第３実施形態に係る、撮影ボリュームデータにおける、透視ボリュームデータに含まれる穿刺デバイスの先端位置に対応する位置を含む断面画像を表示する一例を説明するための図である。

上記のとおり第３実施形態では透視の前に、Ｘ線ＣＴ装置によるダイナミック撮影により時系列の撮影ボリュームデータを発生する。すなわち図９に示すように、透視ボリュームデータだけでなく撮影ボリュームデータも、時系列の複数ボリュームデータである。時系列の撮影ボリュームデータは、ボリュームデータ毎に心位相または呼吸位相に関連付けて記憶される。

図２のステップＳ１１乃至ステップＳ１３に対応する処理が行われた後、システム制御部６３は位置合わせ部５３１に、透視ボリュームデータと撮影ボリュームデータとを位相毎に位置合わせさせる（ステップＳ６４）。ステップＳ６４において位置合わせ部５３１は、時相毎に透視ボリュームデータと撮影ボリュームデータとを位置合わせする。

ステップＳ６４が行われると、システム制御部６３は特定部５３２に、撮影ボリュームデータにおける、透視ボリュームデータに含まれる穿刺デバイスの先端位置に対応する位置を位相毎に特定させる（ステップＳ６５）。

ステップＳ６５が行われると、システム制御部６３は画像発生部５３３に、ステップＳ６５で特定された先端位置を含む断面に関する断面画像を位相毎に発生させる（ステップＳ６６）。

ステップＳ１６が行われるとシステム制御部６３は、表示部５７に、ステップＳ１６で発生された断面画像を表示させる（ステップＳ１７）。

上記のとおり、本実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置によれば、診断の際にダイナミック撮影により発生された時系列の撮影ボリュームデータと穿刺手技中にＸ線透視により発生された透視ボリュームデータとに基づいて、穿刺デバイスの先端位置を含む高画質な断面画像を位相毎に発生できる。したがって術者は、穿刺デバイスの先端および挿入経路周辺に関する高画質なリアルタイムな断面画像を参考に、穿刺手技を行うことが可能となる。

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。これら新規な実施形態は、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ともに、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。

１…Ｘ線コンピュータ断層撮影装置、１０…架台、１１…回転フレーム、１３…Ｘ線発生部、１５…Ｘ線検出部、１７…天板、１９…回転駆動部、２１…架台制御部、３３…設定部、５０…画像処理装置、５１…再構成部、５３…画像処理部、５５…Ｉ／Ｆ部、５７…表示部、５９…入力部、６１…記憶部、６３…システム制御部

Claims (17)

1. 被検体を対象とした通常線量のＣＴスキャンにより発生された通常線量ボリュームデータと、穿刺針が挿入された前記被検体を対象とした低Ｘ線線量のＣＴスキャンにより発生された時系列の複数の低線量ボリュームデータとを位置合わせする位置合わせ部と、
   前記通常線量ボリュームデータにおける、前記時系列の複数の低線量ボリュームデータに含まれる穿刺針の位置に対応する位置をそれぞれ特定する特定部と、
   前記時系列の複数の低線量ボリュームデータそれぞれにおいて特定された位置に基づいて、前記穿刺針の経路を決定する決定部と、
   前記通常線量ボリュームデータに基づいて、前記特定された位置を含む断面に関する断面画像を発生する画像発生部と、
   を具備する医用画像処理装置。
2. 前記通常線量ボリュームデータは前記低Ｘ線線量のＣＴスキャンの前段階における通常線量のＣＴスキャンにより発生されたボリュームデータである、請求項１記載の医用画像処理装置。
3. 前記低線量ボリュームデータはＸ線透視により発生された時系列のボリュームデータであり、前記通常線量ボリュームデータは前記Ｘ線透視の前段階におけるＸ線撮影により発生されたボリュームデータである、請求項１記載の医用画像処理装置。
4. 前記特定された位置に基づいて前記穿刺針が通過した経路を決定する経路決定部をさらに備える、請求項１記載の医用画像処理装置。
5. 前記画像発生部は、前記経路を中心軸とするＣＰＲ画像を前記通常線量ボリュームデータに基づいて発生する、請求項１記載の医用画像処理装置。
6. 前記画像発生部は、前記経路における任意の位置において前記経路に直交した断面に関する断面画像を発生する、請求項１記載の医用画像処理装置。
7. 前記穿刺針の過去の経路に基づいて前記穿刺針の予測経路を決定する経路予測部をさらに備える、請求項１の医用画像処理装置。
8. 前記画像発生部は、前記予測経路における任意の位置において前記決定された経路に直交した断面に関する断面画像を発生する、請求項７記載の医用画像処理装置。
9. 前記通常線量ボリュームデータは前記通常線量のＣＴスキャンにより発生された時系列のボリュームデータであり、
   前記位置合わせ部は、前記低線量ボリュームデータと前記通常線量ボリュームデータとを位相毎に位置合わせする、請求項１記載の医用画像処理装置。
10. 前記特定部は、前記通常線量ボリュームデータにおける、前記低線量ボリュームデータに含まれる前記穿刺針に設けられたマーカーの位置に対応する位置を特定する、請求項１記載の医用画像処理装置。
11. 前記マーカーは、前記穿刺針の先端部に設けられる、請求項１０記載の医用画像処理装置。
12. 表示部をさらに備え、
    前記画像発生部は、前記低線量ボリュームデータに基づいて表示画像を発生し、
    前記表示部は、前記断面画像に並べて前記表示画像を表示する、請求項１記載の医用画像処理装置。
13. 前記特定された位置を含み互いに向きが異なる複数の断面に関する断面画像を表示する表示部をさらに備える、請求項１記載の医用画像処理装置。
14. 前記特定された位置に対応する位置にマークが付された通常線量ボリュームデータに基づくボリューム画像を発生する重ね合わせ部をさらに備える、請求項１記載の医用画像処理装置。
15. 前記重ね合わせボリューム画像を表示する表示部をさらに備える、請求項１４記載の医用画像処理装置。
16. 前記画像発生部は、前記経路に対して直交した断面に関する断面画像を発生する、請求項１に記載の医用画像処理装置。
17. Ｘ線を発生するＸ線管と、
    前記Ｘ線管に対向して設けられ、被検体を透過した前記Ｘ線を検出するＸ線検出器と、
    前記Ｘ線検出器を介して、前記被検体によるＸ線の減弱を示すデジタルデータを収集するデータ収集回路と、
    前記被検体を対象とした通常線量のＣＴスキャンにより発生された前記デジタルデータに基づいて通常線量ボリュームデータを発生する通常線量ボリュームデータ発生部と、
    穿刺針が挿入された前記被検体を対象とした低Ｘ線線量のＣＴスキャンにより発生された前記デジタルデータに基づいて時系列の複数の低線量ボリュームデータを発生する低線量ボリュームデータ発生部と、
    前記時系列の複数の低線量ボリュームデータと前記通常線量ボリュームデータとを位置合わせする位置合わせ部と、
    前記通常線量ボリュームデータにおける、前記時系列の複数の低線量ボリュームデータに含まれる穿刺針の位置に対応する位置をそれぞれ特定する特定部と、
    前記時系列の複数の低線量ボリュームデータそれぞれにおいて特定された位置に基づいて、前記穿刺針の経路を決定する決定部と、
    前記通常線量ボリュームデータに基づいて、前記特定された位置を含む断面に関する断面画像を発生する画像発生部と、
    を具備するＸ線コンピュータ断層撮影装置。