JP6965049B2 - 医用画像診断装置、医用情報処理装置及び医用情報処理プログラム - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、医用画像診断装置、医用情報処理装置及び医用情報処理プログラムに関する。

従来、穿刺治療においては、予め収集した穿刺計画用の医用画像（例えば、Ｘ線画像や、Ｘ線ＣＴ画像等）を用いて、穿刺の対象部位（ターゲット）や、穿刺の挿入点（エントリー）、穿刺の挿入経路（穿刺ルート）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。例えば、穿刺計画においては、血管や骨などが穿刺ルートに含まれないように穿刺の挿入点が設定される。ここで、このような設定は、手動又は自動で実行される。

特開２０１２−２３９７４５号公報 特開２０１１−１７２７１０号公報

本発明が解決しようとする課題は、穿刺における設定を容易に行うことができる医用画像診断装置、医用情報処理装置及び医用情報処理プログラムを提供することである。

実施形態の医用画像診断装置は、取得部と、抽出部と、提示部とを備える。取得部は、医用画像を撮像する撮像装置における検査中の撮像範囲に関する情報を取得する。抽出部は、前記撮像範囲に関する情報に基づいて、穿刺の対象となる対象部位に対する挿入経路において、前記撮像範囲の範囲外となる挿入経路、又は、前記撮像範囲の範囲内となる挿入経路を抽出する。提示部は、前記対象部位に対する挿入経路のうち、前記撮像範囲の範囲外となる挿入経路を除外した挿入経路、又は、前記撮像範囲の範囲内となる挿入経路を提示する。

図１は、第１の実施形態に係るＸ線診断装置の構成の一例を示す図である。 図２は、第１の実施形態に係るターゲットの設定の一例を示す図である。 図３は、第１の実施形態に係る制御機能による穿刺ルート候補領域の抽出の一例を示す図である。 図４は、第１の実施形態に係るＣアームにおける可動を説明するための図である。 図５は、第１の実施形態に係る取得機能によって取得される干渉範囲の一例について示す図である。 図６は、第１の実施形態に係る取得機能によって取得される干渉の情報の一例を説明するための図である。 図７は、第１の実施形態に係る抽出機能によって抽出される領域の一例を示す図である。 図８は、第１の実施形態に係る提示機能によってディスプレイに表示される表示例を示す図である。 図９は、第１の実施形態に係る提示機能によってディスプレイに表示される表示例を示す図である。 図１０は、第１の実施形態に係るＸ線診断装置の処理手順を示すフローチャートである。 図１１は、第２の実施形態に係る装具の一例を示す図である。 図１２は、第２の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置におけるガントリの傾斜角度の一例を説明するための図である。 図１３は、第２の実施形態に係る超音波プローブの一例を示す図である。 図１４は、第２の実施形態に係る医用情報処理装置の構成の一例を示す図である。

以下、添付図面を参照して、医用画像診断装置、医用情報処理装置及び医用情報処理プログラムの実施形態を詳細に説明する。なお、第１の実施形態においては、本願に係る医用画像診断装置として、Ｘ線診断装置を用いる場合を例に挙げて説明する。また、本願に係る医用画像診断装置、医用情報処理装置及び医用情報処理プログラムは、以下に示す実施形態に限定されるものではない。

（第１の実施形態）
まず、第１の実施形態に係るＸ線診断装置の全体構成について説明する。図１は、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００の構成の一例を示す図である。図１に示すように、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００は、高電圧発生器１１と、Ｘ線管（管球）１２と、Ｘ線絞り１３と、天板１４と、Ｃアーム（支持具）１５と、Ｘ線検出器１６と、Ｃアーム回転・移動機構１７と、天板移動機構１８と、Ｃアーム・天板機構制御回路１９と、絞り制御回路２０と、処理回路２１と、入力インターフェース２２と、ディスプレイ２３と、画像データ生成回路２４と、記憶回路２５と、画像処理回路２６とを有する。

図１に示すＸ線診断装置１００においては、各処理機能がコンピュータによって実行可能なプログラムの形態で記憶回路２５へ記憶されている。Ｃアーム・天板機構制御回路１９、絞り制御回路２０、処理回路２１、画像データ生成回路２４、及び、画像処理回路２６は、記憶回路２５からプログラムを読み出して実行することで各プログラムに対応する機能を実現するプロセッサである。換言すると、各プログラムを読み出した状態の各回路は、読み出したプログラムに対応する機能を有することとなる。

高電圧発生器１１は、処理回路２１による制御の下、高電圧を発生し、発生した高電圧をＸ線管１２に供給する。Ｘ線管１２は、高電圧発生器１１から供給される高電圧を用いて、Ｘ線を発生する。

Ｘ線絞り１３は、絞り制御回路２０による制御の下、Ｘ線管１２が発生したＸ線を、被検体Ｐの関心領域に対して選択的に照射されるように絞り込む。例えば、Ｘ線絞り１３は、スライド可能な４枚の絞り羽根を有する。Ｘ線絞り１３は、絞り制御回路２０による制御の下、これらの絞り羽根をスライドさせることで、Ｘ線管１２が発生したＸ線を絞り込んで被検体Ｐに照射させる。また、Ｘ線絞り１３は、線質を調整するための付加フィルタを備える。付加フィルタは、例えば、検査に応じて設定される。天板１４は、被検体Ｐを載せるベッドであり、図示しない寝台の上に配置される。なお、被検体Ｐは、Ｘ線診断装置１００に含まれない。

Ｘ線検出器１６は、被検体Ｐを透過したＸ線を検出する。例えば、Ｘ線検出器１６は、マトリックス状に配列された検出素子を有する。各検出素子は、被検体Ｐを透過したＸ線を電気信号に変換して蓄積し、蓄積した電気信号を画像データ生成回路２４に送信する。

Ｃアーム１５は、Ｘ線管１２、Ｘ線絞り１３及びＸ線検出器１６を保持する。Ｃアーム１５は、支持部（図示を省略）に設けられたモータにより、天板１４上に横臥する被検体Ｐの周りをプロペラのように高速回転する。ここで、Ｃアーム１５は、直交する３軸であるＸＹＺ軸に関してそれぞれ回転可能に支持され、図示しない駆動部によって各軸で個別に回転する。Ｘ線管１２及びＸ線絞り１３とＸ線検出器１６とは、Ｃアーム１５により被検体Ｐを挟んで対向するように配置される。なお、図１では、Ｘ線診断装置１００がシングルプレーンの場合を例に挙げて説明しているが、実施形態はこれに限定されるものではなく、バイプレーンの場合であってもよい。

Ｃアーム回転・移動機構１７は、Ｃアーム１５を回転及び移動させるための機構である。また、Ｃアーム回転・移動機構１７は、Ｘ線管１２とＸ線検出器１６との距離であるＳＩＤ（Source Image receptor Distance）を変更することも可能である。また、Ｃアーム回転・移動機構１７は、Ｃアーム１５に保持されているＸ線検出器１６を回転させることも可能である。天板移動機構１８は、天板１４を移動させるための機構である。

Ｃアーム・天板機構制御回路１９は、処理回路２１による制御の下、Ｃアーム回転・移動機構１７及び天板移動機構１８を制御することで、Ｃアーム１５の回転や移動、天板１４の移動を調整する。例えば、Ｃアーム・天板機構制御回路１９は、処理回路２１による制御の下、Ｃアーム１５を回転させながら所定のフレームレートで投影データを収集する回転撮影を制御する。絞り制御回路２０は、処理回路２１による制御の下、Ｘ線絞り１３が有する絞り羽根の開度を調整することで、被検体Ｐに対して照射されるＸ線の照射範囲を制御する。

画像データ生成回路２４は、Ｘ線検出器１６によってＸ線から変換された電気信号を用いて投影データを生成し、生成した投影データを記憶回路２５に格納する。例えば、画像データ生成回路２４は、Ｘ線検出器１６から受信した電気信号に対して、電流・電圧変換やＡ（Analog）／Ｄ（Digital）変換、パラレル・シリアル変換を行い、投影データを生成する。そして、画像データ生成回路２４は、生成した投影データを記憶回路２５に格納する。

記憶回路２５は、画像データ生成回路２４によって生成された投影データを受け付けて記憶する。また、記憶回路２５は、図１に示す各回路によって読み出されて実行される各種機能に対応するプログラムを記憶する。一例を挙げると、記憶回路２５は、処理回路２１によって読み出されて実行される制御機能２１１に対応するプログラム、取得機能２１２に対応するプログラム、抽出機能２１３に対応するプログラム及び提示機能２１４に対応するプログラムを記憶する。

画像処理回路２６は、後述する処理回路２１による制御のもと、記憶回路２５が記憶する投影データに対して各種画像処理を行うことでＸ線画像を生成する。或いは、画像処理回路２６は、後述する処理回路２１による制御のもと、画像データ生成回路２４から直接投影データを取得し、取得した投影データに対して各種画像処理を行うことでＸ線画像を生成する。なお、画像処理回路２６は、画像処理後のＸ線画像を、記憶回路２５に格納することも可能である。例えば、画像処理回路２６は、移動平均（平滑化）フィルタ、ガウシアンフィルタ、メディアンフィルタ、リカーシブフィルタ、バンドパスフィルタなどの画像処理フィルタによる各種処理を実行することが可能である。

また、画像処理回路２６は、回転撮影によって収集された投影データから再構成データ（ボリュームデータ）を再構成する。そして、画像処理回路２６は、再構成したボリュームデータを記憶回路２５に格納する。画像処理回路２６は、ボリュームデータから３次元画像を生成する。例えば、画像処理回路２６は、ボリュームデータからボリュームレンダリング画像や、ＭＰＲ（Multi Planar Reconstruction）画像を生成する。そして、画像処理回路２６は、生成した３次元画像を記憶回路２５に格納する。

入力インターフェース２２は、所定の領域（例えば、関心部位などの注目領域）などの設定などを行うためのトラックボール、スイッチボタン、マウス、キーボード、操作面へ触れることで入力操作を行うタッチパッド、表示画面とタッチパッドとが一体化されたタッチスクリーン、光学センサを用いた非接触入力回路、及び音声入力回路等や、Ｘ線の照射などを行うためのフットスイッチ等によって実現される。入力インターフェース２２は、処理回路２１に接続されており、操作者から受け付けた入力操作を電気信号へ変換し処理回路２１へと出力する。なお、本明細書において入力インターフェース２２は、マウス、キーボードなどの物理的な操作部品を備えるものだけに限られない。例えば、装置とは別体に設けられた外部の入力機器から入力操作に対応する電気信号を受け取り、この電気信号を制御回路へ出力する電気信号の処理回路も入力インターフェースの例に含まれる。ディスプレイ２３は、操作者の指示を受け付けるためのＧＵＩ（Graphical User Interface）や、画像処理回路２６によって生成された種々の画像を表示する。また、ディスプレイ２３は、処理回路２１による種々の処理結果を表示する。

処理回路２１は、Ｘ線診断装置１００全体の動作を制御する。具体的には、処理回路２１は、装置全体を制御するための制御機能２１１に対応するプログラムを記憶回路２５から読み出して実行することにより、種々の処理を実行する。例えば、制御機能２１１は、入力インターフェース２２から転送された操作者の指示に従って高電圧発生器１１を制御し、Ｘ線管１２に供給する電圧を調整することで、被検体Ｐに対して照射されるＸ線量やＯＮ／ＯＦＦを制御する。また、例えば、制御機能２１１は、操作者の指示に従ってＣアーム・天板機構制御回路１９を制御し、Ｃアーム１５の回転や移動、天板１４の移動を調整する。また、例えば、制御機能２１１は、操作者の指示に従って絞り制御回路２０を制御し、Ｘ線絞り１３が有する絞り羽根の開度を調整することで、被検体Ｐに対して照射されるＸ線の照射範囲を制御する。

また、制御機能２１１は、操作者の指示に従って、画像データ生成回路２４による投影データ生成処理や、画像処理回路２６による画像処理、あるいは解析処理などを制御する。また、制御機能２１１は、操作者の指示を受け付けるためのＧＵＩや記憶回路２５が記憶する画像、処理回路２１による処理結果などを、ディスプレイ２３に表示するように制御する。また、制御機能２１１は、穿刺の対象部位（ターゲット）に対する穿刺針の挿入経路（穿刺ルート）上に骨や血管などが含まれない穿刺ルート候補領域を抽出する。なお、この点については、後に詳述する。

図１に示すように、第１の実施形態に係る処理回路２１は、上述した制御機能２１１の他、取得機能２１２、抽出機能２１３及び提示機能２１４を実行するが、これらについては後に詳述する。なお、取得機能２１２は、特許請求の範囲における取得部の一例である。また、抽出機能２１３は、特許請求の範囲における抽出部の一例である。また、提示機能２１４は、特許請求の範囲における提示部の一例である。

以上、Ｘ線診断装置１００の全体構成について説明した。かかる構成のもと、本実施形態に係るＸ線診断装置１００は、穿刺における設定を容易に行うことを可能にする。具体的には、Ｘ線診断装置１００は、推奨の穿刺ルートを提示する際に、血管や骨などの穿刺針を挿入することができない領域に加えて、穿刺実施中に参照される画像の撮像範囲外となる領域を除いた候補、又は、撮像範囲内となる候補を提示することで、穿刺における設定を容易に行うことを可能にする。すなわち、Ｘ線診断装置１００は、穿刺計画において術者に推奨の穿刺ルートを提示する際に、穿刺実施中の撮像範囲を考慮した穿刺ルートを提示することで、穿刺計画における穿刺ルートの設定を容易にする。

以下、Ｘ線診断装置１００における処理の一例について説明する。なお、第１の実施形態では、Ｘ線診断装置１００によって収集したボリュームデータに基づいて穿刺計画を立て、Ｘ線診断装置１００によって撮像された画像を参照しながら穿刺を実施する場合を例に挙げて説明する。すなわち、被検体Ｐが天板１４に横臥した状態で、ボリュームデータの収集、穿刺計画、及び、穿刺が実施される場合について説明する。

かかる場合、制御機能２１１は、ボリュームデータを収集するため、３次元再構成を目的とした回転撮影を制御する。３次元再構成を目的とした回転撮影では、制御機能２１１は、被検体Ｐの周囲約２００°の各方向から投影データを収集し、収集した投影データを用いた再構成処理によりボリュームデータが再構成されるように制御する。例えば、制御機能２１１は、Ｘ線管１２及びＸ線検出器１６を保持するＣアーム１５を、約２００°回転させながら所定のフレームレートで投影データを収集させるように、Ｃアーム・天板機構制御回路１９を制御する。さらに、制御機能２１１は、収集された投影データを用いてボリュームデータを再構成させるように、画像処理回路２６を制御する。

そして、制御機能２１１は、再構成されたボリュームデータから、ボリュームレンダリング画像や、ＭＰＲ画像などの３次元画像を生成するように画像処理回路２６を制御する。ここで、制御機能２１１の制御によって生成された３次元画像は、穿刺計画用の画面で表示される。すなわち、提示機能２１４が、生成された３次元画像を含む穿刺計画用の画面をディスプレイ２３に表示させる。術者は、ディスプレイ２３に表示された３次元画像を参照して、入力インターフェース２２を介して３次元画像上にターゲットを設定する。

図２は、第１の実施形態に係るターゲットの設定の一例を示す図である。ここで、図２では、腹部のアキシャル断面を示すＭＰＲ画像にターゲットを設定する場合について示す。例えば、提示機能２１４は、穿刺計画用の画面に図２に示すＭＰＲ画像を表示させる。術者は、入力インターフェース２２を操作して表示させる断面を体軸方向に変化させながら、穿刺のターゲット（例えば、肝臓における腫瘍など）を探索し、ターゲットが適切に表示されるＭＰＲ画像を選択する。そして、術者は、選択したＭＰＲ画像に対して、図２に示すように、ターゲットを示すターゲット領域Ｒ１を設定する。

なお、術者によって設定されたターゲット領域Ｒ１の位置（画像上の座標）は、ボリュームデータの収集条件とＸ線診断装置１００のジオメトリとに基づいて、Ｘ線診断装置１００の座標系に変換することができる。すなわち、制御機能２１１は、Ｘ線診断装置１００の座標系におけるターゲット領域Ｒ１の位置（座標）を特定することができる。また、図２では、穿刺計画用に表示する画像としてアキシャル断面のＭＰＲ画像のみを示しているが、実施形態はこれに限定されるものではなく、サジタル断面やコロナル断面、その他任意の断面が表示され、それらに対してターゲット領域が設定される場合であってもよい。

そして、制御機能２１１は、解剖学的な位置情報に基づいて、ターゲットに対する穿刺ルート候補領域を抽出する。具体的には、制御機能２１１は、ボリュームデータに含まれる種々の部位のうち、穿刺不可な部位を特定し、特定した部位の位置を除いた穿刺ルート候補領域を抽出する。例えば、制御機能２１１は、ボリュームデータに含まれる解剖学的な特徴点や、画素値などに基づいて、ボリュームデータ内の血管（例えば、腹部大動脈等）や骨などの穿刺不可な部位を特定する。そして、制御機能２１１は、ターゲット領域Ｒ１が設定された画像内の穿刺不可な部位の領域を特定し、特定した領域以外の領域を穿刺ルート候補領域として抽出する。

ここで、制御機能２１１は、上述した穿刺不可な領域以外にも、物理的に穿刺が困難となる領域について、予め穿刺ルート候補領域から除外するようにしてもよい。具体的には、制御機能２１１は、被検体Ｐにおいて天板１４と接する側の領域を穿刺ルート候補領域から除外する。例えば、制御機能２１１は、天板１４と接する背中側の領域を穿刺ルート候補領域から除外する。

図３は、第１の実施形態に係る制御機能２１１による穿刺ルート候補領域の抽出の一例を示す図である。図３では、図２において設定されたターゲット領域Ｒ１に対する穿刺ルート候補領域を抽出する場合の例について示す。まず、制御機能２１１は、画像内の穿刺不可な領域を特定する。例えば、制御機能２１１は、図３に示すように、骨領域Ｒ２と、肺領域Ｒ３と、血管領域Ｒ４とを特定する。さらに、制御機能２１１は、体表からターゲット領域Ｒ１に対するルートのうち、特定した各領域を通過する領域を穿刺不可な領域Ｒ５として特定する。そして、制御機能２１１は、体表からターゲット領域Ｒ１に対するルートのうち、特定した穿刺不可な領域Ｒ５を除く領域を穿刺ルート候補領域として抽出する。

図１に戻って、取得機能２１２は、医用画像を撮像する撮像装置における検査中の撮像範囲に関する情報を取得する。具体的には、取得機能２１２は、穿刺の実施中に参照される医用画像を撮像する撮像装置における穿刺実施中の撮像範囲に関する情報を取得する。より具体的には、取得機能２１２は、Ｃアーム１５の可動範囲（移動範囲）及び干渉範囲に関する情報を取得する。例えば、取得機能２１２は、Ｃアーム１５の移動範囲の情報として、Ｃアーム１５における可動限界の情報を取得する。すなわち、取得機能２１２は、天板１４に横臥する被検体Ｐに対してどの角度から撮影することができるかの情報を取得する。

一例を挙げると、取得機能２１２は、図４に示すＣアーム１５の可動限界の情報を取得する。ここで、図４は、第１の実施形態に係るＣアーム１５における可動を説明するための図である。なお、図４においては、Ｃアーム１５として、床置き型のＣアームを示しているが、実施形態はこれに限定されるものではなく、Ｃアーム１５は、例えば、天吊り型のＣアームであってもよい。また、本実施形態では、シングルプレーンの場合を例に挙げて説明するが、実施形態はこれに限定されるものではなく、バイプレーンの場合であってもよい。かかる場合には、例えば、取得機能２１２は、ＣアームとΩアームのそれぞれの移動範囲の情報を取得する。

例えば、Ｃアーム１５は、図４に示すように、床に固定された支持部によって、水平方向を回転軸として矢印３１の方向に回転可能に軸支される。すなわち、Ｃアーム１５が矢印３１の方向に回転することで、Ｘ線管１２及びＸ線検出器１６が矢印３４の方向に回転することとなる。ここで、支持部は、鉛直方向を回転軸として矢印３２の方向に回転可能に構成される。すなわち、Ｃアーム１５は、支持部によって、鉛直方向を回転軸として矢印３２の方向に回転可能に軸支される。さらに、Ｃアーム１５は、図４に示すように、矢印３３の方向にスライド移動することができる。

上述したように、Ｃアーム１５は、種々の方向に可動することができる。取得機能２１２は、このようなＣアーム１５について、Ｘ線診断装置１００の座標系におけるそれぞれの方向の移動範囲の情報を取得する。例えば、取得機能２１２は、図４に示す矢印３２の方向におけるＣアーム１５の移動範囲、矢印３３の方向におけるＣアーム１５の移動範囲、及び、矢印３４の方向におけるＣアーム１５の移動範囲の情報をそれぞれ取得する。すなわち、取得機能２１２は、各方向へのＣアーム１５の可動限界の情報を取得する。なお、取得機能２１２は、Ｃアーム１５の移動範囲の他、天板１４の移動範囲の情報も取得することができる。例えば、取得機能２１２は、図４に示すように、天板１４の長手方向の移動範囲、短手方向の移動範囲、及び、鉛直方向の移動範囲の情報を取得することができる。

さらに、取得機能２１２は、Ｃアーム１５の干渉範囲に関する情報を取得する。具体的には、取得機能２１２は、穿刺実施中に参照されるＸ線画像（例えば、透視画像等）を収集する際のＣアーム１５と天板１４との干渉、Ｃアーム１５と被検体Ｐとの干渉に関する情報を取得する。例えば、取得機能２１２は、穿刺実施中の撮影条件において、Ｘ線診断装置１００の座標系におけるＣアーム１５と天板１４とが干渉する範囲、及び、Ｃアーム１５と被検体Ｐとが干渉する範囲を取得する。なお、Ｃアーム１５と天板１４とが干渉するか否かは、例えば、Ｘ線診断装置１００のジオメトリに基づいて判定することができる。また、Ｃアーム１５と被検体Ｐとが干渉するか否かは、例えば、Ｘ線診断装置１００の座標系に被検体Ｐの体型に基づくモデルを配置し、モデルとＣアーム１５とが干渉するか否かによって判定することができる。

ここで、取得機能２１２によって取得される干渉範囲に関する情報は、穿刺実施中の撮影条件における干渉範囲が取得される。すなわち、取得機能２１２は、被検体Ｐを穿刺実施中の位置に配置した場合の干渉範囲を取得する。上述したように、穿刺に際して、Ｘ線診断装置１００では、ボリュームデータを再構成するための回転撮影が実施され、その後、穿刺実施中にＸ線画像が収集される。ここで、穿刺のターゲットの位置によっては、最適なＸ線画像を収集するために、被検体Ｐの位置が移動される場合がある。具体的には、ターゲットをＣアーム１５の回転中心（アイソセンター）付近に配置させるために、天板１４が移動される場合がある。この場合、取得機能２１２は、天板１４の移動後の状態における干渉範囲を取得する。

図５は、第１の実施形態に係る取得機能２１２によって取得される干渉範囲の一例について示す図である。図５においては、天板１４に横臥する被検体Ｐに対して体軸方向を軸としてＣアーム１５を回転させる場合について示す。また、図５においては、Ｘ線検出器１６のみを示しているが、実際には、Ｘ線検出器１６に対向する位置にＸ線管１２が配置される。例えば、図５の上段の図に示す位置関係で回転撮影が実施され、肝臓における腫瘍にターゲットが設定された場合に、制御機能２１１は、設定されたターゲットの位置がアイソセンターに配置されるように天板１４を移動させるように制御する。例えば、制御機能２１１は、図５の下段の図に示すように、被検体Ｐが横臥された天板１４を移動させる。

上述したように天板１４が移動された場合、取得機能２１２は、天板１４の移動後の状態における干渉範囲を取得する。すなわち、取得機能２１２は、天板１４の移動前のＣアーム１５の移動範囲（図５の上段に示す移動範囲）のうち、天板１４が移動することによって生じる干渉範囲（図５の下段に示す干渉範囲）を取得する。

さらに、取得機能２１２は、上記した干渉以外にも、術者とＣアーム１５との干渉や、穿刺針とＣアーム１５との干渉の情報を取得することができる。例えば、取得機能２１２は、設定されたターゲットの位置に基づいて、被検体Ｐに対する術者の位置を推定し、推定した術者の位置とＣアーム１５との干渉の情報を取得する。また、取得機能２１２は、推定した術者の位置から穿刺針の位置を推定し、推定した穿刺針の位置とＣアーム１５との干渉の情報を取得する。ここで、ターゲットの位置に基づく術者の位置の推定は、予め記憶回路２５に記憶される術者の位置の情報を用いて実行される。術者の位置の情報は、ターゲットの位置（部位や、部位における大まかな位置）ごとに、被検体Ｐに対する術者の位置が対応付けられた情報である。

図６は、第１の実施形態に係る取得機能２１２によって取得される干渉の情報の一例を説明するための図である。例えば、取得機能２１２は、設定されたターゲットの位置に基づいて、図６に示すような被検体Ｐに対する術者の位置や、穿刺針の位置を推定し、推定した位置に基づいて干渉範囲を取得する。なお、上述した例では、ターゲットの位置に基づいて、被検体Ｐに対する術者の位置、及び、穿刺針の位置を推定す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、制御機能２１１が抽出した穿刺ルート候補領域（解剖学的な位置情報に基づいて抽出された候補領域）に基づいて、術者の位置や、穿刺針の位置を推定する場合であってもよい。かかる場合には、例えば、取得機能２１２は、制御機能２１１が抽出した穿刺ルート候補領域から、被検体Ｐに対する穿刺針の挿入方向を推定し、推定した挿入方向に基づいて、術者の位置や、穿刺針の位置を推定する。

図１に戻って、抽出機能２１３は、撮像範囲に関する情報に基づいて、穿刺の対象となるターゲットに対する挿入経路において、撮像範囲の範囲外となる挿入経路、又は、撮像範囲の範囲内となる挿入経路を抽出する。具体的には、抽出機能２１３は、解剖学的な位置情報に基づいて抽出された穿刺ルート候補領域において、撮像範囲の範囲外となる挿入経路、又は、撮像範囲の範囲内となる挿入経路を抽出する。より具体的には、抽出機能２１３は、Ｃアーム１５の可動範囲及び干渉範囲に関する情報に基づいて、ターゲットに対する穿刺ルート候補領域において、撮像範囲の範囲外となる挿入経路、又は、撮像範囲の範囲内となる挿入経路を抽出する。すなわち、抽出機能２１３は、取得機能２１２によって取得されたＣアーム１５の移動範囲の情報及び干渉範囲の情報に基づいて、Ｘ線診断装置１００の座標系において、穿刺の実施中に参照する画像として最適なＸ線画像を収集する角度でのＸ線画像の収集が困難となる範囲、又は、可能な範囲を特定する。そして、抽出機能２１３は、制御機能２１１によって抽出された穿刺ルート候補領域のうち、特定した範囲で収集されるＸ線画像が穿刺実施中の最適なＸ線画像となる領域を抽出する。

ここで、穿刺実施中に参照される画像としては、例えば、穿刺針の挿入方向と平行になる方向と、穿刺針の長軸を捉える方向の２つの透視画像が収集される。したがって、穿刺実施中には、このようなＸ線画像を収集するための位置にＣアーム１５を配置することとなる。抽出機能２１３は、取得機能２１２によって取得されたＣアームの１５の移動範囲の情報及び干渉範囲の情報に基づいて、穿刺ルート候補領域に含まれる穿刺ルートのそれぞれについて、Ｃアーム１５を上記したように配置することができるか否かを判定する。

すなわち、抽出機能２１３は、穿刺ルート候補領域に含まれる穿刺ルートのそれぞれについて、透視画像を収集する際のＣアーム１５の位置が移動範囲内に含まれているか否か、及び、干渉範囲内に含まれているか否かを判定する。以下、撮像範囲の範囲外となる穿刺ルートを抽出する場合を一例に挙げて説明する。例えば、抽出機能２１３は、透視画像を収集する際のＣアーム１５の位置が移動範囲内に含まれていない穿刺ルート、及び、透視画像を収集する際のＣアーム１５の位置が干渉範囲内に含まれている穿刺ルートを、撮像範囲外のルートとして抽出する。抽出機能２１３は、穿刺ルート候補領域に含まれる穿刺ルートのそれぞれについて上記した判定を行うことで、穿刺ルート候補領域における撮像範囲外の領域を抽出する。

そして、抽出機能２１３は、穿刺ルート候補領域から撮像範囲外の領域を除外した穿刺可能領域を抽出する。図７は、第１の実施形態に係る抽出機能２１３によって抽出される領域の一例を示す図である。例えば、抽出機能２１３は、図７に示すように、穿刺ルート候補領域における撮像範囲外の領域を抽出する。そして、抽出機能２１３は、抽出した領域と、制御機能２１１によって抽出された穿刺不可な領域（図３における領域Ｒ５）とを含む領域Ｒ１０を穿刺の対象外の領域として抽出する。すなわち、抽出機能２１３は、解剖学的な位置情報と撮像範囲とを考慮した穿刺可能領域を抽出する。なお、上述した実施形態では、Ｃアーム１５の移動範囲及び干渉範囲に基づいて、穿刺ルート候補領域における撮像範囲外の領域を抽出す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、干渉範囲が無ければ、Ｃアーム１５の移動範囲のみから穿刺ルート候補領域における撮像範囲外の領域が抽出される。

図１に戻って、提示機能２１４は、ターゲットに対する挿入経路のうち、撮像範囲の範囲外となる挿入経路を除外した挿入経路、又は、撮像範囲の範囲内となる挿入経路を提示する。図８は、第１の実施形態に係る提示機能２１４によってディスプレイ２３に表示される表示例を示す図である。例えば、提示機能２１４は、図８に示すように、穿刺の対象外の領域と穿刺可能領域とを識別可能な画像を穿刺計画用の画面に表示させる。

ここで、提示機能２１４は、穿刺可能領域以外に、推奨の穿刺ルートを提示することもできる。例えば、提示機能２１４は、図８に示すように、推奨の穿刺ルートＮ１を穿刺計画用の画面に表示させる。このとき、提示機能２１４は、図８に示すように、推奨の穿刺ルートＮ１における体表からターゲット中心までの距離「Length：５０ｍｍ」や、水平方向に対する穿刺針の角度「α：１０°」などを併せて表示させることもできる。

ここで、提示機能２１４は、体表からターゲット中心までの距離、穿刺針の挿入角度、穿刺針の種類などに基づいて、穿刺可能領域から推奨の穿刺ルートを抽出する。例えば、提示機能２１４は、穿刺可能領域におけるルートのうち、体表からターゲット中心までの距離が最短となるルートを推奨の穿刺ルートとして抽出する。また、例えば、提示機能２１４は、穿刺可能領域におけるルートのうち、より垂直方向に近いルート（例えば、水平方向に対する挿入角度が９０°に近いルート）を推奨の穿刺ルートとして抽出する。また、例えば、提示機能２１４は、バイオプシー、アブレーション、クライオなど、種々の手技用の穿刺針に応じて、推奨の穿刺ルートを抽出する。

なお、推奨の穿刺ルートの抽出は、上記した種々の条件に基づいて、任意に抽出することができる。例えば、体表からターゲット中心までの距離、穿刺針の挿入角度及び穿刺針の種類に対して優先順位を設け、優先順位の高い順に条件を満たすように、推奨の穿刺ルートが抽出される場合であってもよい。或いは、上記した条件を複合的に評価して、推奨の穿刺ルートが抽出される場合であってもよい。

上述した実施形態では、穿刺針が１本の場合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、複数の穿刺針が用いられる場合にも同様に推奨の穿刺ルートを提示することができる。図９は、第１の実施形態に係る提示機能２１４によってディスプレイ２３に表示される表示例を示す図である。例えば、提示機能２１４は、図９に示すように、２本の穿刺針の推奨の穿刺ルートＮ１及びＮ２を穿刺計画用の画面に表示させる。ここで、提示機能２１４は、上記した推奨の穿刺ルートの抽出条件に加えて、２本の穿刺針の配置関係を考慮して、推奨の穿刺ルートＮ１及びＮ２を抽出する。複数の穿刺針を用いた手技では、例えば、腫瘍のサイズや形状に応じて、腫瘍に対する穿刺針の配置が変化する。そこで、提示機能２１４は、複数の穿刺針が配置される位置関係を満たすルートの組み合わせを穿刺可能領域から抽出し、抽出したルートの組み合わせのうち、上記した抽出条件を満たす組み合わせを推奨の穿刺ルートとして抽出する。

なお、提示機能２１４は、複数の穿刺針について推奨の穿刺ルートを提示する場合にも、体表からターゲット中心までの距離や、水平方向に対する穿刺針の角度を示す情報を併せて表示させることができる。例えば、提示機能２１４は、図９に示すように、穿刺ルートＮ１における体表からターゲット中心までの距離「Length（Ｎ１）：５０ｍｍ」と、穿刺ルートＮ２における体表面からターゲット中心までの距離「Length（Ｎ２）：７５ｍｍ」とを穿刺計画用の画面に表示させる。

なお、Ｘ線診断装置１００は、推奨の穿刺ルートを提示した後に、穿刺ルートの決定操作を受け付ける。例えば、Ｘ線診断装置１００は、提示した推奨の穿刺ルートを承認する決定操作や、穿刺ルートを修正し、修正後の穿刺ルートをルートとして決定する決定操作を受け付ける。

上述したように、Ｘ線診断装置１００は、推奨の穿刺ルートを提示する際に、血管や骨、肺などの穿刺不可な部位の情報に加えて、穿刺実施中の撮像範囲を考慮した穿刺ルートを提示することで、穿刺における設定を容易に行うことを可能にする。ここで、Ｘ線診断装置１００は、さらに、金属アーチファクトの有無に応じて、推奨の穿刺ルートを修正したり、穿刺実施中のＸ線画像の収集条件を変化させたりすることができる。

Ｘ線を照射しながら穿刺を実施する場合、穿刺ルートとＸ線ビームの方向、及び、穿刺針の種類によって、金属アーチファクトが発生する場合がある。例えば、太い穿刺針を用いた手技で、穿刺針の挿入方向とＸ線ビームの方向とが略平行となる場合、穿刺針の先端から先に向かって金属アーチファクトが発生する場合がある。この場合、穿刺針の挿入方向、すなわち、ターゲットのある方向に金属アーチファクトが発生することとなり、参照する透視画像の視認性が低下する。

そこで、Ｘ線診断装置１００では、このような場合に、穿刺ルート又はＸ線の投影方向を変更するように制御する。例えば、提示機能２１４は、抽出した推奨の穿刺ルートにおける穿刺針の挿入方向と、透視画像の収集方向とから金属アーチファクトが発生するか否かを判定する。そして、提示機能２１４は、金属アーチファクトが発生すると判定した場合に、金属アーチファクトが発生する可能性があることを示す情報と、代替の穿刺ルートを穿刺計画用の画面に表示させる。これにより、術者は、推奨の穿刺ルートか或いは代替の穿刺ルートかを選択することができ、視認性の高い透視画像を参照しながら透視を実施することができる。

また、提示機能２１４は、金属アーチファクトが発生すると判定した場合に、金属アーチファクトが発生する可能性があることを示す情報と、Ｘ線の投影方向をずらすか否かの決定操作を受け付けるＧＵＩを穿刺計画用の画面に表示させる。制御機能２１１は、Ｘ線の投影方向をずらす旨の決定操作を受け付けた場合に、Ｘ線の投影方向を金属アーチファクトが発生しない方向にずらすように制御する。これにより、術者は、視認性の高い透視画像を参照しながら透視を実施することができる。

なお、上述した例では、推奨の穿刺ルートにおいて金属アーチファクトが発生すると判定した場合に、代替の穿刺ルートを表示させたり、Ｘ線の投影方向をずらすか否かの決定操作を受け付けるＧＵＩを表示させたりす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、予め金属アーチファクトが発生するか否かを判定しておき、金属アーチファクトが発生しないルートを推奨の穿刺ルートとして抽出する場合であってもよい。

また、Ｘ線診断装置１００は、金属アーチファクトに対して金属アーチファクト低減処理を自動適用することもできる。例えば、制御機能２１１は、透視画像に発生する金属アーチファクトを低減するように制御する。

また、Ｘ線診断装置１００は、穿刺可能領域が抽出できなかった場合に、撮影条件を変更するように提示することもできる。例えば、提示機能２１４は、抽出機能２１３によって穿刺可能領域が抽出されなかった場合、穿刺実施中に収集する透視画像の撮影条件を変更する（例えば、視野サイズを広げる）ように術者に提示する。

次に、図１０を用いて、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００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線診断装置１００の処理手順を示すフローチャートである。図１０に示すステップＳ１０１、１０３、１０４、１０８は、処理回路２１が記憶回路２５から制御機能２１１に対応するプログラムを読み出して実行するステップである。また、ステップＳ１０２、１０９〜１１１は、処理回路２１が記憶回路２５から提示機能２１４に対応するプログラムを読み出して実行するステップである。また、ステップＳ１０５は、処理回路２１が記憶回路２５から取得機能２１２及び抽出機能２１３に対応するプログラムを読み出して実行するステップである。また、ステップＳ１０６、１０７は、処理回路２１が記憶回路２５から抽出機能２１３に対応するプログラムを読み出して実行するステップである。

ステップＳ１０１では、処理回路２１が、３次元画像データ（ボリュームデータ）を収集する。ステップＳ１０２では、処理回路２１が、穿刺計画用の画像を生成して表示する。ステップＳ１０３では、処理回路２１が、ターゲットを受け付けたか否かを判定する。ここで、ターゲットを受け付けた場合（ステップＳ１０３肯定）、処理回路２１は、ステップＳ１０４において、ボリュームデータにおける解剖学的な位置情報に基づいて穿刺不可領域を抽出して、穿刺不可領域を通過しない穿刺ルート候補領域を算出する。なお、処理回路２１は、ターゲットを受け付けるまで待機状態となる（ステップＳ１０３否定）。

ステップＳ１０５では、処理回路２１が、穿刺実施時の撮像条件において、撮像範囲外となる領域を算出する。具体的には、処理回路２１は、Ｃアーム１５の移動範囲及び干渉範囲に基づいて、穿刺ルート候補領域のうち撮像範囲外となる領域を抽出する。ステップＳ１０６では、処理回路２１は、穿刺ルート候補領域から撮像範囲外となる領域を除いた穿刺可能領域を抽出する。ステップＳ１０７では、処理回路２１が、穿刺可能領域が抽出されたか否かを判定する。

ここで、穿刺可能領域が抽出された場合（ステップＳ１０７肯定）、処理回路２１は、ステップＳ１０９において、穿刺可能領域から推奨の穿刺ルートを抽出する。一方、穿刺可能領域が抽出されない場合（ステップＳ１０７否定）、処理回路２１は、ステップＳ１０８において、穿刺実施時の撮像条件を変更し、ステップＳ１０５に戻って、撮像範囲外となる領域を算出する。

ステップＳ１１０では、処理回路２１は、アーチファクトが発生するか否かを判定する。ここで、アーチファクトが発生する場合（ステップＳ１１０肯定）、処理回路２１は、ステップＳ１０９に戻って、推奨の穿刺ルートを再抽出する。一方、アーチファクトが発生しない場合（ステップＳ１１０否定）、処理回路２１は、ステップＳ１１１において、穿刺可能領域とともに、推奨の穿刺ルートを提示する。

上述したように、第１の実施形態によれば、取得機能２１２は、医用画像を撮像する撮像装置における検査中の撮像範囲に関する情報を取得する。抽出機能２１３は、撮像範囲に関する情報に基づいて、穿刺の対象となる対象部位に対する挿入経路において、撮像範囲の範囲外となる挿入経路、又は、撮像範囲の範囲内となる挿入経路を抽出する。提示機能２１４は、対象部位に対する挿入経路のうち、撮像範囲の範囲外となる挿入経路を除外した挿入経路、又は、撮像範囲の範囲内となる挿入経路を提示する。従って、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００は、穿刺実施時の撮像範囲を考慮して穿刺ルートを提示することができ、穿刺における設定を容易に行うことを可能にする。

また、第１の実施形態によれば、抽出機能２１３は、解剖学的な位置情報に基づいて抽出された穿刺ルート候補領域において、撮像範囲の範囲外となる挿入経路、又は、撮像範囲の範囲内となる挿入経路を抽出する。従って、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００は、穿刺不可な部位を含まない穿刺ルートを同時に提示することができ、穿刺における設定をより容易に行うことを可能にする。

また、第１の実施形態によれば、取得機能２１２は、Ｃアーム１５の可動範囲及び干渉範囲に関する情報を取得する。抽出機能２１３は、Ｃアーム１５の可動範囲及び干渉範囲に関する情報に基づいて、対象部位に対する挿入経路において、撮像範囲の範囲外となる挿入経路、又は、撮像範囲の範囲内となる挿入経路を抽出する。従って、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００は、穿刺実施時のＣアーム１５の可動範囲及び干渉範囲を考慮して穿刺ルートを提示することができる。

また、第１の実施形態によれば、取得機能２１２は、被検体に対して穿刺を実施する術者の穿刺実施中の位置に関する情報を取得する。抽出機能２１３は、撮像範囲に関する情報に加えて、術者の穿刺実施中の位置に関する情報を用いて、対象部位に対する挿入経路において、撮像範囲の範囲外となる挿入経路、又は、撮像範囲の範囲内となる挿入経路を抽出する。従って、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００は、術者との干渉を考慮して穿刺ルートを提示することができる。

また、第１の実施形態によれば、提示機能２１４は、ターゲットに対する穿刺ルート候補領域と、撮像範囲の範囲外となる挿入経路、又は、撮像範囲の範囲内となる挿入経路とを識別可能に提示する。従って、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００は、穿刺ルート候補領域における穿刺の対象外となる領域を一目で確認させることができ、推奨の穿刺ルートの修正を容易に実施させることを可能にする。

（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、上述した第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。

上述した第１の実施形態では、穿刺ルート候補領域から穿刺実施時に撮像範囲外となる領域を除いた領域を穿刺可能領域として抽出す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、被検体Ｐに装着される装具の位置情報がさらに用いられる場合であってもよい。図１１は、第２の実施形態に係る装具の一例を示す図である。穿刺実施時には、例えば、図１１に示すような座標を示す装具が被検体Ｐに装着される。この装具は、穿刺計画時に立てた穿刺の挿入点を座標によって示すものである。すなわち、穿刺の挿入点は、この装具が装着された領域内に設定される。そこで、抽出機能２１３は、穿刺可能領域のうち体表に装具が装着された領域を特定し、特定した領域内で推奨の穿刺ルートを抽出するようにしてもよい。

また、上述した実施形態では、Ｘ線診断装置１００によって透視を実施しながら穿刺を行う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、他のモダリティによって医用画像を撮像しながら穿刺が実施される場合であってもよい。例えば、Ｘ線ＣＴ（Computed Tomography）装置によって医用画像を撮像しながら穿刺が実施される場合、Ｘ線ＣＴ装置における処理回路が、上述した取得機能２１２、抽出機能２１３、提示機能２１４による処理と同様の処理を実行する。

ここで、Ｘ線ＣＴ装置は、被検体Ｐに対して所定の傾斜角度で傾斜可能なガントリを有する。そして、Ｘ線ＣＴ装置における取得機能は、撮像範囲に関する情報として、ガントリの傾斜角度に関する情報を取得する。図１２は、第２の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置におけるガントリの傾斜角度の一例を説明するための図である。例えば、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置においては、図１２に示すように、ガントリを所定の角度でチルトさせることができる。このようなＸ線ＣＴ装置において、例えば、肺を避けながら肝臓に穿刺する場合、被検体Ｐに対して２５〜３０°程度のチルト角でチルトさせて画像を収集しながら、穿刺が実施される。

Ｘ線ＣＴ装置における取得機能は、ガントリがチルトされる角度の範囲を取得する。そして、抽出機能は、制御機能によって抽出された穿刺ルート候補領域のうち、穿刺時の画像収集のチルトの角度が範囲外となる領域を抽出する。さらに、抽出機能は、抽出した領域を穿刺ルート候補領域から除外することで、穿刺可能領域を抽出する。

また、超音波診断装置によって医用画像を撮像しながら穿刺が実施される場合、超音波診断装置における処理回路が、上述した取得機能２１２、抽出機能２１３、提示機能２１４による処理と同様の処理を実行する。ここで、超音波診断装置は、被検体Ｐに対して超音波を送受信する超音波プローブを有し、超音波プローブに穿刺針をガイドする穿刺アダプタが取り付けられる。そして、超音波診断装置における取得機能は、撮像範囲に関する情報として、ターゲットに対する超音波の送受信状態に関する情報を取得する。

超音波診断装置においては、超音波画像データにガスや骨によるアーチファクトが含まれる場合、参照する画像の視認性が低くなる。そこで、取得機能は、超音波プローブにおける超音波の送受信面と穿刺アダプタとの位置関係に基づいて、穿刺ルート候補領域に含まれるルートごとに、超音波を送受信する被検体内の部位情報を取得する。図１３は、第２の実施形態に係る超音波プローブの一例を示す図である。例えば、超音波プローブは、図１３に示すように、穿刺針の挿入をガイドする穿刺アダプタが取り付けられる。ここで、超音波プローブに対する穿刺針アダプタの取り付け位置は、超音波プローブごと（或いは、穿刺アダプタごと）に決まっており、超音波プローブにおける超音波の送受信面と穿刺アダプタとの位置関係は、取り付け位置に応じて一意に特定することができる。

そこで、超音波診断装置における取得機能は、使用されている超音波プローブの種類と、穿刺アダプタの種類を取得し、取得した種類の情報から超音波の送受信面と穿刺アダプタとの位置関係を特定する。そして、取得機能は、特定した位置関係に基づいて、穿刺ルート候補領域に含まれるルートごとに、超音波を送受信する被検体Ｐ内の部位情報を取得する。例えば、取得機能は、穿刺ルート候補領域に含まれるあるルートから穿刺針を挿入する場合に、超音波が送受信される領域に肺や骨が含まれているか否かの情報を取得する。取得機能は、上記した情報を穿刺ルート候補領域に含まれるルートごとに取得する。

超音波診断装置における抽出機能は、ターゲットに対する超音波の送受信状態に関する情報に基づいて、ターゲットに対する挿入経路において、撮像範囲の範囲外となる挿入経路を抽出する。すなわち、抽出機能は、制御機能によって抽出された穿刺ルート候補領域のうち、超音波の送信先に肺や骨が含まれる領域を抽出する。そして、抽出機能は、穿刺ルート候補領域から超音波の送信先に肺や骨が含まれる領域を除外することで、穿刺可能領域を抽出する。

また、上述した実施形態では、ボリュームデータを収集するモダリティと穿刺時の画像を収集するモダリティとが同じであ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、ボリュームデータを収集するモダリティと穿刺時の画像を収集するモダリティとが異なる場合であってもよい。かかる場合には、ボリュームデータにおける座標系と、穿刺時の画像を収集するモダリティにおける座標系とが位置合わせされ、位置合わせ後に上述した処理が実行される。なお、座標系の位置合わせは、既存の任意の位置合せ方法を適用することができる。

また、上述した実施形態では、穿刺時の画像を収集する前に金属アーチファクトが発生するか否かを判定す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、穿刺時の画像を収集し、収集した画像に含まれるアーチファクトに基づいて、処理が実行される場合であってもよい。かかる場合には、例えば、収集した画像に含まれるアーチファクトが事前に想定したアーチファクトとは異なる場合に、制御機能２１１は、撮像条件を変更するように制御する。

また、上述した実施形態では、穿刺ルート候補領域から撮像範囲外となる領域を除外することで、穿刺可能領域を抽出す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、施設特有の制約や、術者特有の制約に基づいて穿刺可能領域が抽出される場合であってもよい。ここで、施設特有の制約とは、施設に設置された装置の情報（例えば、Ｘ線ＣＴ装置のガントリの種類等）や、使用されている穿刺針の種類等である。また、術者特有の制約とは、術者の経験上操作しやすい場所や、方向（例えば、利き手の違いによる操作方向の違い等）である。例えば、記憶回路が、上記した施設特有の制約や、術者特有の制約を予め記憶しておく。そして、抽出機能が、穿刺可能領域の抽出に際して、それらの情報を読み出して、穿刺可能領域を抽出する。一例を挙げると、抽出機能は、上述したように撮像範囲に基づいて穿刺可能領域を抽出した後、さらに、施設特有の制約や、術者特有の制約に基づいて、穿刺可能領域を限定するように制御する。

また、上述した実施形態では、穿刺可能領域を抽出する装置が、穿刺ルート候補領域を抽出す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、他の装置によって抽出された穿刺ルート候補領域を用いて、Ｘ線診断装置１００が、穿刺可能領域を抽出する場合であってもよい。

また、上述した実施形態では、穿刺ルート候補領域から撮像範囲の範囲外となる穿刺ルートを抽出して、穿刺可能領域を抽出す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、穿刺ルート候補領域から撮像範囲の範囲内となる穿刺ルートを抽出することで穿刺可能領域を抽出する場合であってもよい。

また、上述した実施形態では、医用画像診断装置（例えば、Ｘ線診断装置１００）が、各種処理を実行す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、ワークステーションなどによって実現される医用情報処理装置によって各種処理が実行される場合であってもよい。図１４は、第２の実施形態に係る医用情報処理装置３００の構成の一例を示す図である。

例えば、図１４に示すように、医用情報処理装置３００は、通信インターフェース３１０と、記憶回路３２０と、入力インターフェース３３０と、ディスプレイ３４０と、処理回路３５０とを有する。

通信インターフェース３１０は、処理回路３５０に接続され、ネットワークを介して接続された各種のＸ線診断装置１００又は他のモダリティとの間で行われる各種データの伝送及び通信を制御する。例えば、通信インターフェース３１０は、ネットワークカードやネットワークアダプタ、ＮＩＣ（Network Interface Controller）等によって実現される。本実施形態では、通信インターフェース３１０は、Ｘ線診断装置１００又は他のモダリティからボリュームデータを受信し、受信したボリュームデータを処理回路３５０に出力する。また、通信インターフェース３１０は、穿刺時に画像が収集されるモダリティから穿刺時の撮像範囲に関する情報を受信し、受信した穿刺時の撮像範囲に関する情報を処理回路３５０に出力する。

記憶回路３２０は、処理回路３５０に接続され、各種データを記憶する。例えば、記憶回路３２０は、ＲＡＭ（Random Access Memory）、フラッシュメモリ等の半導体メモリ素子や、ハードディスク、光ディスク等によって実現される。本実施形態では、記憶回路３２０は、Ｘ線診断装置１００又は他のモダリティから受信したボリュームデータや、穿刺時の撮像範囲に関する情報を記憶する。

入力インターフェース３３０は、処理回路３５０に接続され、操作者から受け付けた入力操作を電気信号に変換して処理回路３５０に出力する。例えば、入力インターフェース３３０は、トラックボール、スイッチボタン、マウス、キーボード、操作面へ触れることで入力操作を行うタッチパッド、表示画面とタッチパッドとが一体化されたタッチスクリーン、光学センサを用いた非接触入力回路、及び音声入力回路等や、Ｘ線の照射などを行うためのフットスイッチ等によって実現される。

ディスプレイ３４０は、処理回路３５０に接続され、処理回路３５０から出力される各種情報及び各種画像データを表示する。例えば、ディスプレイ３４０は、液晶モニタやＣＲＴ（Cathode Ray Tube）モニタ、タッチパネル等によって実現される。

処理回路３５０は、入力インターフェース３３０を介して操作者から受け付けた入力操作に応じて、医用情報処理装置３００が有する各構成要素を制御する。例えば、処理回路３５０は、プロセッサによって実現される。本実施形態では、処理回路３５０は、通信インターフェース３１０から出力されるＣＴ画像データを記憶回路３２０に記憶させる。また、処理回路３５０は、記憶回路３２０からＣＴ画像データを読み出し、ディスプレイ３４０に表示する。

そして、処理回路３５０は、図１４に示すように、制御機能３５１と、取得機能３５２と、抽出機能３５３と、提示機能３５４とを実行する。制御機能３５１は、医用情報処理装置３００の全体を制御する。また、制御機能３５１は、上述した制御機能２１１と同様の処理を実行する。取得機能３５２は、上述した取得機能２１２と同様の処理を実行する。抽出機能３５３は、上述した抽出機能２１３と同様の処理を実行する。提示機能３５４は、上述した提示機能２１４と同様の処理を実行する。

上述した実施形態では、単一の処理回路（処理回路２１及び処理回路３５０）によって各処理機能が実現される場合の例を説明したが、実施形態はこれに限られない。例えば、処理回路２１及び処理回路３５０は、複数の独立したプロセッサを組み合わせて構成され、各プロセッサが各プログラムを実行することにより各処理機能を実現するものとしても構わない。また、処理回路２１及び処理回路３５０が有する各処理機能は、単一又は複数の処理回路に適宜に分散又は統合されて実現されてもよい。

なお、上記説明において用いた「プロセッサ」という文言は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、或いは、特定用途向け集積回路（Application Specific Integrated Circuit：ＡＳＩＣ）、プログラマブル論理デバイス（例えば、単純プログラマブル論理デバイス（Simple Programmable Logic Device：ＳＰＬＤ）、複合プログラマブル論理デバイス（Complex Programmable Logic Device：ＣＰＬＤ）、及びフィールドプログラマブルゲートアレイ（Field Programmable Gate Array：ＦＰＧＡ））等の回路を意味する。プロセッサは記憶回路２５及び記憶回路３２０に保存されたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。なお、記憶回路２５及び記憶回路３２０にプログラムを保存する代わりに、プロセッサの回路内にプログラムを直接組み込むよう構成しても構わない。この場合、プロセッサは回路内に組み込まれたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。なお、本実施形態の各プロセッサは、プロセッサごとに単一の回路として構成される場合に限らず、複数の独立した回路を組み合わせて１つのプロセッサとして構成し、その機能を実現するようにしてもよい。

ここで、プロセッサによって実行されるプログラムは、ＲＯＭ（Read Only Memory）や記憶部等に予め組み込まれて提供される。なお、このプログラムは、これらの装置にインストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ（Compact Disk）−ＲＯＭ、ＦＤ（Flexible Disk）、ＣＤ−Ｒ（Recordable）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）等のコンピュータで読み取り可能な記憶媒体に記憶されて提供されてもよい。また、このプログラムは、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納され、ネットワーク経由でダウンロードされることにより提供又は配布されてもよい。例えば、このプログラムは、後述する各機能部を含むモジュールで構成される。実際のハードウェアとしては、ＣＰＵが、ＲＯＭ等の記憶媒体からプログラムを読み出して実行することにより、各モジュールが主記憶装置上にロードされて、主記憶装置上に生成される。

また、上述した実施形態で図示した各装置の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部または一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合して構成することができる。さらに、各装置にて行われる各処理機能は、その全部または任意の一部が、ＣＰＵおよび当該ＣＰＵにて解析実行されるプログラムにて実現され、或いは、ワイヤードロジックによるハードウェアとして実現され得る。

以上説明したとおり、少なくとも１つの実施形態によれば、穿刺における設定を容易に行うことを可能にする。

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。

２１、３５０ 処理回路
１００ Ｘ線診断装置
２１１、３５１ 制御機能
２１２、３５２ 取得機能
２１３、３５３ 抽出機能
２１４、３５４ 提示機能
３００ 医用情報処理装置

Claims (9)

1. 医用画像を撮像する撮像装置における被検体に対する穿刺実施中の撮像範囲に関する情報を取得する取得部と、
   前記撮像範囲に関する情報に基づいて、前記被検体から収集されたボリュームデータに基づいて抽出された穿刺の対象となる対象部位に対する挿入経路において、前記撮像範囲の範囲外となる挿入経路、又は、前記撮像範囲の範囲内となる挿入経路を抽出する抽出部と、
   前記対象部位に対する挿入経路のうち、前記撮像範囲の範囲外となる挿入経路を除外した挿入経路、又は、前記撮像範囲の範囲内となる挿入経路を、前記ボリュームデータに基づく表示画像上に提示する提示部と、
   を備える、医用画像診断装置。
2. 前記抽出部は、解剖学的な位置情報に基づいて抽出された前記挿入経路において、前記撮像範囲の範囲外となる挿入経路、又は、前記撮像範囲の範囲内となる挿入経路を抽出する、請求項１に記載の医用画像診断装置。
3. 前記撮像装置は、管球、検出器とそれらの支持具を有するＸ線診断装置であり、
   前記取得部は、前記管球、検出器とそれらの支持具の可動範囲及び干渉範囲に関する情報を取得し、
   前記抽出部は、前記管球、検出器とそれらの支持具の可動範囲及び干渉範囲に関する情報に基づいて、前記対象部位に対する挿入経路において、前記撮像範囲の範囲外となる挿入経路、又は、前記撮像範囲の範囲内となる挿入経路を抽出する、請求項１又は２に記載の医用画像診断装置。
4. 前記撮像装置は、被検体に対して所定の傾斜角度で傾斜可能なガントリを有するＸ線ＣＴ装置であり、
   前記取得部は、前記ガントリの傾斜角度に関する情報を取得し、
   前記抽出部は、前記ガントリの傾斜角度に関する情報に基づいて、前記対象部位に対する挿入経路において、前記撮像範囲の範囲外となる挿入経路、又は、前記撮像範囲の範囲内となる挿入経路を抽出する、請求項１又は２に記載の医用画像診断装置。
5. 前記撮像装置は、被検体に対して超音波を送受信する超音波プローブを有する超音波診断装置であり、
   前記取得部は、前記対象部位に対する前記超音波の送受信状態に関する情報を取得し、
   前記抽出部は、前記対象部位に対する前記超音波の送受信状態に関する情報に基づいて、前記対象部位に対する挿入経路において、前記撮像範囲の範囲外となる挿入経路、又は、前記撮像範囲の範囲内となる挿入経路を抽出する、請求項１又は２に記載の医用画像診断装置。
6. 前記取得部は、被検体に対して前記穿刺を実施する術者の検査中の位置に関する情報を取得し、
   前記抽出部は、前記撮像範囲に関する情報に加えて、前記術者の検査中の位置に関する情報を用いて、前記対象部位に対する挿入経路において、前記撮像範囲の範囲外となる挿入経路、又は、前記撮像範囲の範囲内となる挿入経路を抽出する、請求項３に記載の医用画像診断装置。
7. 前記提示部は、前記対象部位に対する挿入経路と、前記撮像範囲の範囲外となる挿入経路、又は、前記撮像範囲の範囲内となる挿入経路とを識別可能に提示する、請求項１〜６のいずれか１つに記載の医用画像診断装置。
8. 医用画像を撮像する撮像装置における被検体に対する穿刺実施中の撮像範囲に関する情報を取得する取得部と、
   前記撮像範囲に関する情報に基づいて、前記被検体から収集されたボリュームデータに基づいて抽出された穿刺の対象となる対象部位に対する挿入経路において、前記撮像範囲の範囲外となる挿入経路、又は、前記撮像範囲の範囲内となる挿入経路を抽出する抽出部と、
   前記対象部位に対する挿入経路のうち、前記撮像範囲の範囲外となる挿入経路を除外した挿入経路、又は、前記撮像範囲の範囲内となる挿入経路を、前記ボリュームデータに基づく表示画像上に提示する提示部と、
   を備える、医用情報処理装置。
9. 医用画像を撮像する撮像装置における被検体に対する穿刺実施中の撮像範囲に関する情報を取得する取得手順と、
   前記撮像範囲に関する情報に基づいて、前記被検体から収集されたボリュームデータに基づいて抽出された穿刺の対象となる対象部位に対する挿入経路において、前記撮像範囲の範囲外となる挿入経路、又は、前記撮像範囲の範囲内となる挿入経路を抽出する抽出手順と、
   前記対象部位に対する挿入経路のうち、前記撮像範囲の範囲外となる挿入経路を除外した挿入経路、又は、前記撮像範囲の範囲内となる挿入経路を、前記ボリュームデータに基づく表示画像上に提示する提示手順と、
   をコンピュータに実行させる、医用情報処理プログラム。

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