JP2024148251A - X-ray computed tomography apparatus, control method, and control program - Google Patents
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Abstract
Description
Translated fromJapanese本実施形態は、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置、制御方法、および制御プログラムに関する。This embodiment relates to an X-ray computed tomography apparatus, a control method, and a control program.
従来、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置（以下、Ｘ線ＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）装置と呼ぶ）を用いた透視（ＣＴ透視（ＣＴＦ：ｃｏｍｐｕｔｅｄ ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ ｆｌｕｏｒｏｓｃｏｐｙ）ともいう）に関する技術、およびＣＴ透視において用いられるニードルの位置を検出する技術がある。ＣＴ透視においてニードルなどのデバイスの位置をユーザが把握するために、従来、ユーザは、複数のアキシャル画像を並べて当該複数のアキシャル画像におけるニードルの位置を観察していた。このため、事前に得られたＸ線ＣＴ装置による画像または磁気共鳴イメージング装置による画像に対して、ニードルなどのデバイスに設けたセンサから位置・姿勢の情報を得て、ニードルを含む断面を表示する技術が提案されている。Conventionally, there are technologies related to fluoroscopy (also called CT fluoroscopy (CTF: computed tomography fluoroscopy)) using an X-ray computed tomography apparatus (hereinafter referred to as an X-ray CT (Computed Tomography) apparatus) and technologies for detecting the position of a needle used in CT fluoroscopy. In order for a user to grasp the position of a device such as a needle in CT fluoroscopy, the user conventionally arranges multiple axial images and observes the position of the needle in the multiple axial images. For this reason, a technology has been proposed that obtains position and orientation information from a sensor installed on a device such as a needle for an image obtained in advance by an X-ray CT apparatus or an image obtained by a magnetic resonance imaging apparatus, and displays a cross section including the needle.
しかしながら、Ｘ線ＣＴ装置による撮影スライスや表示と、スキャン範囲などが連動せずユーザが手動で設定する必要があるという問題がある。また、複数のアキシャル画像を参照して、術者による操作によりニードルの位置が変更された後において、スキャン範囲（位置、チルト、幅など）が最適とは限らない問題がある。However, there is a problem in that the scan range and other settings are not linked to the slices captured and displayed by the X-ray CT scanner, and the user must set them manually. In addition, there is a problem in that the scan range (position, tilt, width, etc.) is not necessarily optimal after the needle position is changed by the operator with reference to multiple axial images.
本明細書及び図面に開示の実施形態が解決しようとする課題の一つは、ニードルなどの医用器具の位置の変更に合わせて、医用器具の位置の把握に適切な断面画像を撮影または表示することにある。ただし、本明細書及び図面に開示の実施形態により解決しようとする課題は上記課題に限られない。後述する実施形態に示す各構成による各効果に対応する課題を他の課題として位置づけることもできる。One of the problems that the embodiments disclosed in this specification and the drawings attempt to solve is to capture or display cross-sectional images appropriate for grasping the position of a medical instrument such as a needle in accordance with changes in the position of the medical instrument. However, the problems that the embodiments disclosed in this specification and the drawings attempt to solve are not limited to the above problem. Problems corresponding to the effects of each configuration shown in the embodiments described below can also be positioned as other problems.
本実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置は、取得部と、画像処理部と、表示部と、を有する。取得部は、被検体に対する検査または治療に用いられる医用器具の位置と前記医用器具の姿勢とを含む位置姿勢情報を取得する。画像処理部は、前記被検体に対するＸ線スキャンに基づいて得られるボリュームデータと前記位置姿勢情報とに基づいて、前記医用器具を示す領域を含む少なくとも一つの断面に対応する断面画像を生成する。表示部は、前記断面画像を表示する。The X-ray computed tomography apparatus according to this embodiment has an acquisition unit, an image processing unit, and a display unit. The acquisition unit acquires position and orientation information including the position of a medical instrument used in an examination or treatment of a subject and the orientation of the medical instrument. The image processing unit generates a cross-sectional image corresponding to at least one cross-section including an area showing the medical instrument based on volume data obtained based on an X-ray scan of the subject and the position and orientation information. The display unit displays the cross-sectional image.
以下、図面を参照しながら、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置（以下、Ｘ線ＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）装置と呼ぶ）、制御方法、および制御プログラムの実施形態について詳細に説明する。以下の実施形態では、同一の参照符号を付した部分は同様の動作をおこなうものとして、重複する説明を適宜省略する。説明を具体的にするために、実施形態に係るＸ線ＣＴ装置は、積分型のＸ線ＣＴ装置として説明するが、これに限定されず、光子計数型のＸ線ＣＴ装置として実現されてもよい。また、実施形態により実現される後述の制御処理における画像処理の部分は、例えば、医用画像表示処理を実行する医用画像処理サーバ（ワークステーションなど）、ＰＡＣＳ（Ｐｉｃｔｕｒｅ Ａｒｃｈｉｖｉｎｇ ａｎｄ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）サーバ、読影端末等により実現されてもよい。Hereinafter, with reference to the drawings, an embodiment of an X-ray computed tomography apparatus (hereinafter referred to as an X-ray CT (Computed Tomography) apparatus), a control method, and a control program will be described in detail. In the following embodiment, parts with the same reference numerals perform the same operation, and duplicated explanations will be omitted as appropriate. For the sake of specificity, the X-ray CT apparatus according to the embodiment will be described as an integral type X-ray CT apparatus, but is not limited to this and may be realized as a photon counting type X-ray CT apparatus. In addition, the image processing portion in the control processing described below that is realized by the embodiment may be realized, for example, by a medical image processing server (such as a workstation) that executes medical image display processing, a PACS (Picture Archiving and Communication System) server, an image interpretation terminal, etc.
実施形態に係るＸ線ＣＴシステムは、医用器具と、当該医用器具とを通信可能なように接続されるＸ線ＣＴ装置とを備える。以下、特に言及しない限り、実施形態に係るＸ線ＣＴシステムは、医用器具とともに使用されるＸ線ＣＴ装置である場合を例にとって説明する。このとき、Ｘ線ＣＴ装置は、医用器具と撮像装置とコンソール装置と寝台装置とを有する。なお、Ｘ線ＣＴ装置によるデータ収集方式には、Ｘ線源とＸ線検出器とが一体として被検体の周囲を回転する回転／回転（Ｒ－Ｒ：Ｒｏｔａｔｅ／Ｒｏｔａｔｅ）方式や、リング状に多数の検出素子がアレイされ、Ｘ線管のみが被検体の周囲を回転する固定／回転（Ｓ－Ｒ：Ｓｔａｔｉｏｎａｒｙ／Ｒｏｔａｔｅ）方式等の様々な方式がある。いずれの方式でも本実施形態に適用可能である。以下、実施形態に係るＸ線ＣＴ装置では、第３世代の回転／回転方式を採用する場合を例にとって説明する。The X-ray CT system according to the embodiment includes a medical instrument and an X-ray CT device connected to the medical instrument so as to be able to communicate with the medical instrument. In the following, unless otherwise specified, the X-ray CT system according to the embodiment will be described by taking as an example a case where the X-ray CT device is used together with the medical instrument. In this case, the X-ray CT device has a medical instrument, an imaging device, a console device, and a bed device. Note that there are various methods for collecting data using the X-ray CT device, such as a rotation/rotation (R-R: Rotate/Rotate) method in which the X-ray source and the X-ray detector rotate around the subject as a unit, and a stationary/rotation (S-R: Stationary/Rotate) method in which a large number of detection elements are arrayed in a ring shape and only the X-ray tube rotates around the subject. Any of these methods can be applied to the present embodiment. In the following, the X-ray CT device according to the embodiment will be described by taking as an example a case where a third-generation rotation/rotation method is adopted.
撮像装置は、Ｘ線管と、Ｘ線検出器と、Ｘ線管及びＸ線検出器を対向配置して回転する回転フレームと、回転フレームを保持する固定フレームとを備える架台装置であり、Ｘ線の検出データを取得する。コンソール装置は、撮像装置の動作を制御するとともに、撮像装置によって取得されたデータに基づいて画像データを生成する。The imaging device is a gantry device that includes an X-ray tube, an X-ray detector, a rotating frame that rotates with the X-ray tube and the X-ray detector arranged opposite each other, and a fixed frame that holds the rotating frame, and acquires X-ray detection data. The console device controls the operation of the imaging device, and generates image data based on the data acquired by the imaging device.
（実施形態）
図１は、実施形態に係るＸ線ＣＴ装置４０の全体構成を示す図である。図２は、実施形態に係る医用器具１０とＸ線ＣＴ装置４０との構成及び機能の一例を示す図である。図１に示すように、Ｘ線ＣＴ装置４０は、医用器具１０と、撮像装置５０と、寝台装置６０と、コンソール装置（例えば、画像処理装置）７０とを備える。撮像装置５０と、寝台装置６０とは、検査室に設置される。図１では、Ｘ線ＣＴ装置４０の構成には、医用器具１０が含まれているため、Ｘ線ＣＴ装置４０は、Ｘ線ＣＴシステムと称されてもよい。また、図１に示すＸ線ＣＴ装置４０の構成には医用器具１０が含まれていなくてもよい。このとき、Ｘ線ＣＴ装置４０は、医用器具１０から送信された情報を受信する。 (Embodiment)
FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of an
撮像装置５０は、後述の制御装置５５による制御の下で、被検体Ｐに対するＸ線スキャンを実行する。撮像装置５０は、寝台装置６０に載置された撮像対象の被検体Ｐに関するＸ線の検出データ（「純生データ」とも呼ばれる）を取得する。コンソール装置７０は、複数ビュー分の検出データに対して前処理を施すことで生データを生成し、生データに対して再構成処理を施すことでＣＴ画像データを再構成して表示する。撮像装置５０における構成要素については、後ほど説明する。The
なお、図１において、説明の便宜上、撮像装置５０を左側の上下に複数描画しているが、実際の構成としては、撮像装置５０は１つである。撮像装置５０は、架台、架台装置、架台部、またはガントリと称されてもよい。Note that in FIG. 1, for ease of explanation,
医用器具１０は、バイオプシ（ｂｉｏｐｓｙ：生体組織採取検査（生検））に用いられるニードル１１とニードルホルダ１２とを含むニードル装置、アブレーションに用いるニードルなどである。なお、医用器具１０は、上記に限定されず、例えば、ニードルガイド機能をもった超音波プローブであってもよい。医用器具１０は、バイオプシに用いるニードル１１と、ニードルホルダ１２とを備えものとして説明する。また、ニードルホルダ１２は、センサ１３と、メモリ１４と、ネットワークインターフェース１５と、処理回路１６とを備える。The
図３は、医用器具１０の外観の一例を示す図である。医用器具１０のニードルホルダ１２は、図３（Ａ）に示すように、センサ１３（例えば、３個の面視野のセンサ１３ａ～１３ｃ、又は、３個の点視野のセンサ１３ｄ～１３ｆ）と、メモリ１４と、ネットワークインターフェース１５と、処理回路１６とを備える。または、ニードルホルダ１２は、図３（Ｂ）に示すように、センサ１３と、メモリ１４と、ネットワークインターフェース１５と、処理回路１６とを備える筐体Ｕを、ニードルホルダ本体Ｖに、脱着可能なように取り付けた構造である。また、ニードルホルダ１２は、図３（Ｃ）に示すように、センサ１３（例えば、１個の面視野のセンサ１３ｄ）と、メモリ１４と、ネットワークインターフェース１５と、処理回路１６とを備える構造をとる場合もある。なお、図３（Ｂ）に示すニードルホルダ本体Ｖに、図３（Ｃ）に示す１個の面視野のセンサ１３ｄが設けられていてもよい。Figure 3 is a diagram showing an example of the external appearance of the
ニードル１１は、検査又は治療において、被検体（例えば、患者Ｐ）の体外から血管又は体腔内や内臓に刺される注射針であり、穿刺針とも呼ばれる。ニードル１１は、検査のため被検体Ｐから組織などを採取したり、体内にたまった体液や膿を排出したり、治療のため薬物を注入したりするためのものである。
ニードルホルダ１２は、ニードル１１を当該ニードル１１の長軸方向に進退可能なようにニードル１１を保持する。ニードルホルダ１２のセンサ１３は、ニードルホルダ１２に設けられ、医用器具１０の周辺の既知の空間情報をセンシングする。ニードルホルダ１２を使用する検査室には、固定され変位しない内壁、天井、及び什器等の固定部や、チルト可能な撮像装置５０の外部カバー及びボア境界壁等の変位後の位置を特定可能な可動部が存在する。センサ１３は、固定部又は可動部に設けられる特徴点、パターン、走査される輝点を、既知の空間情報としてセンシングする。The
センサ１３は、１個以上のカメラ等の面視野のセンサ（つまり、２次元センサ）を備えるか、又は、３個以上のＰＤ（Ｐｈｏｔｏｄｉｏｄｅ）等の点視野のセンサ（つまり、１次元センサ）を備える。前者について、例えば、検査室内を広く捉えるには画角が狭いカメラがセンサ１３として使用される場合、センサ１３は、複数のカメラ、例えば、３個のカメラ１３ａ～１３ｃ（図３（Ａ），（Ｂ）に図示）を備える。３個のカメラ１３ａ～１３ｃを備える場合、３個のカメラ１３ａ～１３ｃの視野範囲で３点を検知すればよいので、１個の場合より固定部や位置特定可能な可動部が術者等によって隠れる可能性が低くなるという利点がある。一方で、例えば、検査室内を広く捉えるには画角の広いカメラ（広角レンズ等のレンズを備えたカメラ）がセンサ１３として設けられる場合、センサ１３は、１個以上のカメラ、例えば、１個のカメラ１３ｄ（図３（Ｃ）に図示）を備える。画角の広い１個のカメラ１３ｄを用いる場合も、３個のカメラ１３ａ～１３ｃ（図３（Ａ），（Ｂ）に図示）を用いる場合と同様に基線を長めにとることができるので、測位精度を向上することができるという利点がある。以下、センサ１３がカメラを備える場合の例として、３個のカメラ１３ａ～１３ｃを備える場合について説明するが、３個の場合に限定されるものではない。The
処理回路１６は、特定機能１６１により、３個のカメラ１３ａ～１３ｃによって取得された光学画像に含まれる既知の空間座標（３個以上の特徴点の座標）に基づいて、医用器具１０の位置及び姿勢を特定する。医用器具１０の位置及び姿勢の特定については、図４を用いて後述する。なお、医用器具１０の位置及び姿勢の特定は、上記に限定されず、３個のカメラ１３ａ～１３ｃによって取得された光学画像に含まれる既知の空間座標（パターンの３個以上の変化点の座標）に基づいて、医用器具１０の位置及び姿勢を特定してもよい。The
また、センサ１３は、画角が極小の３個のカメラ１３ａ～１３ｃを備えてもよい。このとき、空間座標は、既知の多数の点内で多数の図形（星形、四角形、丸形等を形作る輝点群）を形成される。３個のカメラ１３ａ～１３ｃの各カメラが、多数の図形の中から所定の図形を検知することで、医用器具１０の位置及び姿勢を特定してもよい。例えば、カメラ１３ａが星形の図形を検知し、カメラ１３ｂが四角形の図形を検知し、カメラ１３ａが丸形の図形を検知すると、検知した図形の種類に応じて、検知した図形の位置をそれぞれ特定することができる。それにより、カメラ１３ａ～３１ｃの視線方向をそれぞれ特定することができるため、医用器具１０の位置及び姿勢を特定することができる。なお、極小の画角とは、１個の図形を捉えることができる程度の画角を意味する。The
他方、センサ１３としてＰＤが使用される場合、検査室内を広く捉えるために、センサ１３は、３個以上のＰＤ、例えば、３個のＰＤ１３ｅ～１３ｇ（図３（Ａ），（Ｂ）に図示）を備えてもよい。このとき、空間座標が既知の多数の点内で１つの輝点が走査される。そして、３個のＰＤ１３ｅ～１３ｇの各ＰＤが、走査される輝点の中から所定の輝点を検知することで、特定機能１６１は、医用器具１０の位置及び姿勢を特定する。例えば、ＰＤ１３ｅ～１３ｇが輝点を検知すると、検知した時刻に応じて、検知した輝点の位置をそれぞれ特定することができる。これにより、ＰＤ１３ｅ～３１ｇの視線方向をそれぞれ特定することができるため、医用器具１０の位置及び姿勢を特定することができる。On the other hand, when PDs are used as the
ニードルホルダ１２におけるメモリ１４は、例えば、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ（Ｆｌａｓｈ Ｍｅｍｏｒｙ）等の半導体メモリ素子、ハードディスク、光ディスク等によって構成される。メモリ１４は、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）メモリ等の可搬型メディアによって構成されてもよい。メモリ１４は、処理回路１６において用いられる各種処理プログラム（アプリケーションプログラムの他、ＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）等も含まれる）や、プログラムの実行に必要なデータを記憶する。The
ニードルホルダ１２におけるネットワークインターフェース１５は、パラレル接続仕様やシリアル接続仕様に合わせたコネクタによって構成される。ネットワークインターフェース１５は、ネットワーク上の外部装置（例えば、Ｘ線ＣＴ装置４０）と情報の送受信を、無線又は有線で行なう。The
ニードルホルダ１２における処理回路１６は、医用器具１０の全体の動作を制御する。処理回路１６は、専用又は汎用のＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ Ｕｎｉｔ）、又はＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等のプロセッサの他、ＡＳＩＣ、及び、プログラマブル論理デバイス等を意味する。プログラマブル論理デバイスとしては、例えば、単純プログラマブル論理デバイス（ＳＰＬＤ：Ｓｉｍｐｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ）、複合プログラマブル論理デバイス（ＣＰＬＤ：Ｃｏｍｐｌｅｘ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ）、及び、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ：Ｆｉｅｌｄ ＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＧａｔｅ Ａｒｒａｙ）等が挙げられる。The
また、処理回路１６は、単一の回路によって構成されてもよいし、複数の独立した処理回路要素の組み合わせによって構成されてもよい。後者の場合、メモリは処理回路要素ごとに個別に設けられてもよいし、単一のメモリが複数の処理回路要素の機能に対応するプログラムを記憶するものであってもよい。The
処理回路１６は、メモリ１４に記憶された、又は、処理回路１６内に直接組み込まれたコンピュータプログラムを読み出して実行することで、特定機能１６１と、ニードル制御機能１６３とを実現する。なお、特定機能１６１と、ニードル制御機能１６３との全部又は一部は、コンピュータプログラムの実行により実現される場合に限定されるものではなく、医用器具１０にＡＳＩＣ等の回路として備えられる場合であってもよい。また、特定機能１６１により実現される処理は、Ｘ線ＣＴ装置４０における処理回路７５に搭載されてもよい。このとき、センサからの出力は、ネットワークインターフェース１１５を介して、Ｘ線ＣＴ装置４０に送信される。The
処理回路１６は、特定機能１６１により、センサ１３からのセンシング結果を取得する。特定機能１６１は、取得されたセンシング結果に基づいて、当該医用器具１０の位置及び姿勢を特定する。例えば、特定機能１６１は、センサ１３としての面視野のカメラ１３ａ～１３ｃ、又は、カメラ１３ｄが検知する特徴点等の座標に基づいて、当該医用器具１０の位置及び姿勢を特定する。なお、特定機能１６１は、センサ１３としての点視野ＰＤ１３ｅ～１３ｇが検知する輝点の座標に基づいて、当該医用器具１０の位置及び姿勢を特定してもよい。これらにより、特定機能１６１は、当該医用器具１０の位置及び姿勢に関する位置姿勢情報（位置姿勢データと称されてもよい）を生成する。特定機能１６１は、生成された位置姿勢情報を、ネットワークインターフェース１５を介して、Ｘ線ＣＴ装置４０に送信する。The
処理回路１６は、ニードル制御機能１６３により、ニードル１１のニードルホルダ１２に対する進退動を制御する。なお、ニードル１１の種類によってはニードルホルダ１２に対する進退動を行わない場合がある。このとき、ニードル制御機能１６３は不要である。The
以下、図４を用いて、特定機能１６１による医用器具１０の位置及び姿勢の特定の一例について説明する。図４は、医用器具１０の位置及び姿勢の特定方法を説明するための斜視図である。Below, an example of determining the position and orientation of the
図４に示すように、検査室内に、撮像装置５０と、被検体Ｐが載置された寝台装置６０が配置される。ユーザ（例えば術者）は、自信が把持する医用器具１０の位置及び姿勢を調整しながら、被検体Ｐに対してニードル１１を穿刺する。このとき、カメラ１３ａ～１３ｃ（図３（Ａ）に図示）が、検査室内の特徴点を認識する。これにより、特定機能１６１は、センシング結果として、カメラ１３ａ～１３ｃから、既知の空間情報をもつ特徴点を含む光学画像を取得する。特定機能１６１は、光学画像に含まれる特徴点に基づいて、検査室内における医用器具１０の位置及び姿勢を特定する。As shown in FIG. 4, an
特徴点は、例えば、既知の空間情報をもつ固定部上の点、及び／又は、既知の空間情報とそれからの変位量を算出可能な可動部上の点である。特定機能１６１は、可動部上の点の変位量を、可動部の駆動機構のロータリエンコンダの出力（医用画像診断装置から取得）に基づいて求めることができる。また、固定部は、内壁（又は天井）の角Ｃ１や、什器Ｂの角Ｃ２等である。可動部は、チルト可能な撮像装置５０の外部カバー上の点Ｃ３及びボア（空洞）境界壁等である。なお、特徴点の座標は、予め取得（校正）してメモリ１４に記憶させておけばよい。The feature point is, for example, a point on a fixed part having known spatial information, and/or a point on a movable part for which known spatial information and a displacement amount from it can be calculated. The specific function 161 can determine the displacement amount of a point on the movable part based on the output of a rotary encoder of the driving mechanism of the movable part (obtained from a medical image diagnostic device). The fixed part is a corner C1 of an inner wall (or ceiling) or a corner C2 of a fixture B. The movable part is a point C3 on the external cover of the
医用器具１０の位置及び姿勢を特定は、例えば、カメラ１３ａ～１３ｃにより取得された光学画像のパターンサーチにより行われる。カメラ１３ａ～１３ｃで取得された各光学画像には、内壁又は天井に設けられる３個以上、例えば３個の特徴点に基づく図形を含む。パターンサーチにおいて、特定機能１６１は、各光学画像を、テンプレート画像のサーチ領域内を一定間隔（ステップ幅）でスライド及び回転させ、相関値が最大の位置及び角度を探すことで、カメラ１３ａ～１３ｃそれぞれの空間位置、つまり、医用器具１０の空間位置を特定するとともに、カメラ１３ａ～１３ｃそれぞれの空間位置に基づき医用器具１０の姿勢を特定する。又は、特定機能１６１は、３個の特徴点を含む多数の光学画像と、各光学画像に対応するカメラ１３ａ～１３ｃの空間位置とを学習させた学習済みモデルに新規の光学画像を入力することで、新規の光学画像に対応するカメラ１３ａ～１３ｃの空間位置、つまり、医用器具１０の空間位置を特定してもよい。The position and orientation of the
なお、特定機能１６１は、カメラ１３ａ～１３ｃの視野範囲にどのような領域を含むか、という情報を用いて３点の特徴点までの距離を測定することで、医用器具１０の位置及び姿勢を特定してもよい。また、前述したように画角が広いカメラであれば、センサ１３は１つのカメラ１３ｄ（図３（Ｃ）に図示）であってもよい。広角レンズを備えたカメラ１３ｄを用いると視野が広がるため、３個のカメラ１３ａ～１３ｃを用いる場合と同様に基線長を長くできるというメリットがある。この場合、医用器具１０の多様な位置及び姿勢の場合における多様なテンプレート画像を準備することで、特定機能１６１は、各テンプレート画像を用いたパターンサーチによりカメラ１３ｄ、つまり、医用器具１０の位置を特定するとともに、医用器具１０の姿勢を特定する。すなわち、特定機能１６１は、ニードル１１の位置および姿勢を検出する。The identification function 161 may identify the position and orientation of the
以上、医用器具１０の構成の一例について説明した。なお、医用器具１０の位置および姿勢を特定する手法は、医用器具１０にセンサ１３を搭載する上記例に限定されない。例えば、医用器具１０におけるセンサ１３の位置に、センサ１３の代わりに光学マーカーが搭載されてもよい。このとき、センサ１３は、例えば光学カメラとして、検査室における固定部（例えば天井）および／可動部に設けられ、ニードルホルダ１２における各種構成要素は、検査室またはＸ線ＣＴ装置４０に搭載される。このような場合、センサ１３は、ニードルホルダ１２に搭載された光学マーカーをセンシング（認識）する。これにより、特定機能１６１は、ニードル１１の位置および姿勢を特定（把握）する。すなわち、医用器具１０はニードルと光学マーカーとを有し、天井カメラなどによりニードル１１の位置および姿勢が捕捉される。なお、ニードル１１の位置および姿勢の検出は、上記に限定されず他の方法で実現されたてもよい。An example of the configuration of the
撮像装置５０は、Ｘ線源（例えば、Ｘ線管）５１と、Ｘ線検出器５２と、回転フレーム（回転部）５３と、Ｘ線高電圧装置５４と、制御装置５５と、ウェッジ５６と、コリメータ５７と、データ収集回路（ＤＡＳ：Ｄａｔａ Ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）５８とを備える。The
Ｘ線管５１は、回転フレーム５３に備えられる。Ｘ線管５１は、Ｘ線高電圧装置５４からの高電圧の印加により、陰極（フィラメント）から陽極（ターゲット）に向けて熱電子を照射することでＸ線を発生する真空管である。例えば、Ｘ線管５１には、回転する陽極に熱電子を照射することでＸ線を発生させる回転陽極型のＸ線管がある。なお、実施形態においては、一管球型のＸ線ＣＴ装置にも、Ｘ線管とＸ線検出器との複数のペアを回転リングに搭載したいわゆる多管球型のＸ線ＣＴ装置にも適用可能である。また、Ｘ線を発生させるＸ線源は、Ｘ線管５１に限定されるものではない。例えば、Ｘ線管５１に替えて、電子銃から発生した電子ビームを収束させるフォーカスコイル、電磁偏向させる偏向コイル、患者Ｐの半周を囲い偏向した電子ビームが衝突することによってＸ線を発生させるターゲットリングを含む第５世代方式によりＸ線を発生させてもよい。The
Ｘ線検出器５２は、Ｘ線管５１に対向するように回転フレーム５３に備えられる。Ｘ線検出器５２は、Ｘ線管５１から照射されたＸ線を検出し、当該Ｘ線量に対応した検出データを電気信号としてＤＡＳ５８に出力する。Ｘ線検出器５２は、例えば、Ｘ線管５１の焦点を中心として１つの円弧に沿ってチャネル方向に複数のＸ線検出素子が配列された複数のＸ線検出素子列を有する。Ｘ線検出器５２は、例えば、チャネル方向に複数のＸ線検出素子が配列されたＸ線検出素子列がスライス方向（列方向、ｒｏｗ方向）に複数配列された構造を有する。The
Ｘ線検出器５２は、例えば、グリッドと、シンチレータアレイと、光センサアレイとを有する間接変換型の検出器である。シンチレータアレイは、複数のシンチレータを有し、シンチレータは入射Ｘ線量に応じた光子量の光を出力するシンチレータ結晶を有する。グリッドは、シンチレータアレイのＸ線入射側の面に配置され、散乱Ｘ線を吸収する機能を有するＸ線遮蔽板を有する。なお、グリッドはコリメータ（１次元コリメータ又は２次元コリメータ）と呼ばれる場合もある。光センサアレイは、シンチレータからの光量に応じた電気信号に変換する機能を有し、例えば、光電子増倍管（フォトマルチプライヤー：ＰＭＴ）等の光センサを有する。なお、Ｘ線検出器５２は、入射したＸ線を電気信号に変換する半導体素子を有する直接変換型の検出器であってもよい。The
回転フレーム５３は、Ｘ線管５１とＸ線検出器５２とを対向支持する。回転フレーム５３は、後述する制御装置５５による制御の下、Ｘ線管５１及びＸ線検出器５２を一体として回転させる円環状のフレームである。なお、回転フレーム５３は、Ｘ線管５１及びＸ線検出器５２に加えて、Ｘ線高電圧装置５４やＤＡＳ５８を更に備えて支持する場合もある。また、回転フレーム５３は、回転部の一例である。The rotating
このように、Ｘ線ＣＴ装置４０は、Ｘ線管５１とＸ線検出器５２とを対向させて支持する回転フレーム５３を被検体Ｐの周りに回転させることで、複数ビュー、即ち、被検体Ｐの３６０°分の検出データを収集する。なお、ＣＴ画像データの再構成方式は、３６０°分の検出データを用いるフルスキャン再構成方式には限定されない。例えば、Ｘ線ＣＴ装置４０は、半周（１８０°）＋ファン角度分の検出データに基づいてＣＴ画像データを再構成するハーフ再構成方式を採ってもよい。In this way, the
Ｘ線高電圧装置５４は、回転フレーム５３、又は、回転フレーム５３を回転可能に支持する非回転部分（例えば図示しない固定フレーム）に備えられる。Ｘ線高電圧装置５４は、変圧器（トランス）及び整流器等の電気回路を有する。Ｘ線高電圧装置５４は、後述する制御装置５５による制御の下、Ｘ線管５１に印加する高電圧を発生する機能を有する高電圧発生装置（図示省略）と、後述する制御装置５５による制御の下、Ｘ線管５１が照射するＸ線に応じた出力電圧の制御を行うＸ線制御装置（図示省略）を有する。高電圧発生装置は、変圧器方式であってもよいし、インバータ方式であっても構わない。なお、図１において、説明の便宜上、Ｘ線高電圧装置５４が、Ｘ線管５１に対してｘ軸の正方向の位置に配置されているが、Ｘ線管５１に対してｘ軸の負方向の位置に配置されてもよい。The X-ray
制御装置５５は、処理回路及びメモリと、モータ及びアクチュエータ等の駆動機構とを有する。処理回路及びメモリのハードウェア構成については、図２に示す医用器具１０の処理回路１６及びメモリ１４と同等であるので説明を省略する。制御装置５５は、コンソール装置７０又は撮像装置５０に取り付けられた、後述する入力インターフェースからの入力信号を受けて、撮像装置５０及び寝台装置６０の動作制御を行う機能を有する。例えば、制御装置５５は、入力信号を受けて回転フレーム５３を回転させる制御や、撮像装置５０、つまり架台装置をチルトさせる制御や、寝台装置６０及び天板６３を動作させる制御を行う。The
撮像装置５０をチルトさせる制御は、撮像装置５０に取り付けられた入力インターフェースによって入力される傾斜角度（チルト角度）情報により、制御装置５５がＸ軸方向に平行な軸を中心に回転フレーム５３を回転させることによって実現される。なお、制御装置５５は撮像装置５０に設けられてもよいし、コンソール装置７０に設けられてもよい。また、制御装置５５は、コンソール装置７０や撮像装置５０に取り付けられた、入力インターフェースから入力された撮像条件に基づいて、Ｘ線管５１の回転角度や、後述するウェッジ５６及びコリメータ５７の動作を制御してもよい。制御装置５５は、スキャン制御部の一例である。The control of tilting the
ウェッジ５６は、Ｘ線管５１のＸ線出射側に配置されるように回転フレーム５３に備えられる。ウェッジ５６は、制御装置５５による制御の下、Ｘ線管５１から照射されたＸ線量を調節するためのフィルタである。具体的には、ウェッジ５６は、Ｘ線管５１から被検体Ｐに照射されるＸ線が予め定められた分布になるように、Ｘ線管５１から照射されたＸ線を透過して減衰させるフィルタである。例えば、ウェッジ５６（ウェッジフィルタ（Ｗｅｄｇｅ Ｆｉｌｔｅｒ）、ボウタイフィルタ（ｂｏｗ－ｔｉｅ ｆｉｌｔｅｒ））は、所定のターゲット角度や所定の厚みとなるようにアルミニウムを加工したフィルタである。The
コリメータ５７は、Ｘ線絞り又はスリットとも呼ばれ、Ｘ線管５１のＸ線出射側に配置されるように回転フレーム５３に備えられる。コリメータ５７は、制御装置５５による制御の下、ウェッジ５６を透過したＸ線の照射範囲を絞り込むための鉛板等であり、複数の鉛板等の組合せによってＸ線の照射開口を形成する。The
ＤＡＳ５８は、回転フレーム５３に備えられる。ＤＡＳ５８は、制御装置５５による制御の下、Ｘ線検出器５２の各Ｘ線検出素子から出力される電気信号に対して増幅処理を行う増幅器と、制御装置５５による制御の下、電気信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇ ｔｏ Ｄｉｇｉｔａｌ）変換器とを有し、増幅及びデジタル変換後の検出データを生成する。ＤＡＳ５８によって生成された、複数ビュー分の検出データは、コンソール装置７０に転送される。The
ここで、ＤＡＳ５８によって生成された検出データは、回転フレーム５３に設けられた発光ダイオード（ＬＥＤ）を有する送信機から光通信によって撮像装置５０の固定フレームに設けられたフォトダイオードを有する受信機に送信され、コンソール装置７０に転送される。なお、回転フレーム５３から撮像装置５０の固定フレームへの検出データの送信方法は、前述の光通信に限らず、非接触型のデータ伝送であれば如何なる方式を採用しても構わない。The detection data generated by the
寝台装置６０は、基台６１と、寝台駆動装置６２と、天板６３と、支持フレーム６４とを備える。寝台装置６０は、スキャン対象の被検体Ｐを載置し、制御装置５５による制御の下、患者Ｐを移動させる装置である。基台６１は、支持フレーム６４を鉛直方向（ｙ軸方向）に昇降可能に支持する筐体である。寝台駆動装置６２は、基台６１を鉛直方向（ｙ軸方向）に移動させるモータ又はアクチュエータである。天板６３は、支持フレーム６４の上面に設けられ、患者Ｐを載置可能な形状を有する板である。天板６３は、天板６３の長軸方向（ｚ軸方向）に移動させるモータ又はアクチュエータである天板駆動装置により、移動可能な機構を有する。The
なお、天板駆動装置は、天板６３に加え、支持フレーム６４を天板６３の長軸方向（ｚ軸方向）に移動させてもよい。また、天板駆動装置は、寝台装置６０の基台６１ごと移動させてもよい。本実施形態を立位ＣＴに応用する場合、天板６３に相当する患者移動機構を移動する方式であってもよい。また、ヘリカルスキャンや位置決め等のためのスキャノ撮像等、撮像装置５０の撮像系と天板６３の位置関係の相対的な変更を伴う撮像を実行する場合は、当該位置関係の相対的な変更は天板６３の駆動によって行われてもよいし、撮像装置５０の固定部の走行によって行われてもよく、またそれらの複合によって行われてもよい。The top plate driving device may move the
コンソール装置７０は、コンピュータとしての構成を備え、メモリ７１と、ディスプレイ７２と、入力インターフェース７３と、ネットワークインターフェース７４と、処理回路７５とを備える。なお、コンソール装置７０は、撮像装置５０とは別体として説明するが、撮像装置５０にコンソール装置７０又はコンソール装置７０の各構成要素の一部が含まれてもよい。また、以下の説明では、コンソール装置７０が単一のコンソールで全ての機能を実行するものとするが、これらの機能は、複数のコンソールが実行してもよい。The
メモリ７１は、図２に示すメモリ１４と同等のハードウェア構成を備える。本実施形態に係る各種プログラムを記憶する。例えば、メモリ４１は、処理回路４４により実行されるシステム制御機能７５１、前処理機能７５２、再構成処理機能７５３、取得機能７５４、画像処理機能７５５、および調整機能７５６各々の実行に関するプログラムを記憶する。また、メモリ４１は、所定の閾値を記憶する。所定の閾値については、後ほど説明する。また、メモリ７１に記憶されるＯＳに、術者等の操作者に対するディスプレイ７２への情報の表示にグラフィックを多用し、基礎的な操作を入力インターフェース７３によって行うことができるＧＵＩ（Ｇｒａｐｈｉｃ ＵｓｅｒＩｎｔｅｒｆａｃｅ）を含めることもできる。メモリ７１は、記憶部の一例である。The
ディスプレイ７２は、各種の情報を表示する。例えば、ディスプレイ７２は、液晶ディスプレイやＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ）ディスプレイ、ＯＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）ディスプレイ等である。また、ディスプレイ７２は、デスクトップ型でもよいし、コンソール装置７０本体と無線通信可能なタブレット端末等で構成されることにしてもよい。また、ディスプレイ４２は、撮像装置５０に設けられてもよい。ディスプレイ７２は、表示部の一例である。The
入力インターフェース７３は、技師等の操作者によって操作が可能な入力デバイスと、入力デバイスからの信号を入力する入力回路とを含む。入力デバイスは、マウス、キーボード、トラックボール、スイッチ、ボタン、ジョイスティック、操作面に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、音声入力回路等によって実現される。入力デバイスが術者等の操作者から入力操作を受け付けると、入力回路は当該入力操作に応じた電気信号を生成して処理回路７５に出力する。The input interface 73 includes an input device that can be operated by an operator such as a technician, and an input circuit that inputs signals from the input device. The input device can be realized by a mouse, keyboard, trackball, switch, button, joystick, a touchpad that performs input operations by touching the operation surface, a touchscreen that combines the display screen and touchpad, a non-contact input circuit that uses an optical sensor, a voice input circuit, etc. When the input device receives an input operation from an operator such as a surgeon, the input circuit generates an electrical signal corresponding to the input operation and outputs it to the
また、入力インターフェース７３は、撮像装置５０に設けられてもよい。また、入力インターフェース７３は、コンソール装置７０本体と無線通信可能なタブレット端末等で構成されてもよい。なお、本実施形態において、入力インターフェース７３は、マウス、キーボード、トラックボール、スイッチ、ボタン、ジョイスティック、タッチパッド及びタッチパネルディスプレイ等の物理的な操作部品を備えるものに限られない。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、この電気信号を処理回路４４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７３の例に含まれる。入力インターフェース４３は、入力部に相当する。The input interface 73 may also be provided in the
ネットワークインターフェース７４は、図２に示すネットワークインターフェース１５と同等のハードウェア構成を備え、ネットワーク上の外部装置と情報の送受信を無線又は有線で行なう。なお、ネットワークインターフェース７４は、入力部及び出力部の一例である。The
処理回路７５は、例えば、図２に示す処理回路１６と同等のハードウェア構成を備える。処理回路７５は、入力インターフェース７３から出力される入力操作の電気信号に応じて、Ｘ線ＣＴ装置４０の全体の動作を制御する。処理回路７５は、メモリに展開されたプログラムを実行するプロセッサにより、システム制御機能７５１、前処理機能７５２、再構成処理機能７５３、取得機能７５４、画像処理機能７５５、および、調整機能７５６に関する処理を実行する。処理回路７５は、処理部に対応する。The
システム制御機能７５１、前処理機能７５２、再構成処理機能７５３、取得機能７５４、画像処理機能７５５、および調整機能７５６各々を実現する処理回路７５は、システム制御部、前処理部、再構成処理部、取得部、画像処理部、調整部に相当する。なお、機能７５１～７５６は、単一の処理回路で実現される場合に限らない。複数の独立したプロセッサを組み合わせて処理回路を構成し、各プロセッサがプログラムを実行することにより機能７５１～７５６を実現するものとしても構わない。The
処理回路７５は、システム制御機能７５１により、入力インターフェース７３を介してユーザから受け付けた入力操作に基づいて、処理回路７５の各機能を制御する。具体的には、システム制御機能７５１は、メモリ７１に記憶されている制御プログラムを読み出して処理回路７５内のメモリ上に展開し、展開された制御プログラムに従ってＸ線ＣＴ装置４０の各部を制御する。例えば、処理回路７５は、入力インターフェース７３を介してユーザから受け付けた入力操作に基づいて、処理回路７５の各機能を制御する。なお、システム制御機能７５１により実現される処理内容は、制御装置５５により実現されてもよい。このとき、制御装置５５とシステム制御機能７５１とをまとめて、スキャン制御部と称されてもよい。The
処理回路７５は、前処理機能７５２により、ＤＡＳ５８から出力された検出データに対して対数変換処理やオフセット補正処理、チャネル間の感度補正処理、ビームハードニング補正等の前処理を施したデータを生成する。一例として、前処理前のデータを投影データ、前処理後のデータを生データと称する。The
処理回路７５は、再構成処理機能７５３により、前処理機能７５２にて生成された生データに対して、フィルタ補正逆投影法（ＦＢＰ法：Ｆｉｌｔｅｒｅｄ Ｂａｃｋ Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ）または逐次近似再構成法等を用いた再構成処理を行ってＣＴ画像データを生成する。再構成処理機能７５３は、再構されたＣＴ画像データをメモリ７１に格納する。再構成処理機能７５３により実現される再構成処理は、既知の技術が適用可能であるため、説明は省略する。The
処理回路４４は、取得機能７５４により、被検体Ｐに対する検査または治療に用いられる医用器具１０の位置と当該医用器具１０の姿勢とを含む位置姿勢情報を取得する。位置姿勢情報は、医用器具１０の位置と当該医用器具１０の姿勢との検知により生成される。例えば、取得機能７５４は、特定機能１６１により生成された医用器具１０の位置と当該医用器具１０の姿勢とを示す位置姿勢情報を、ネットワークインターフェース１５、７４を介して、医用器具１０から取得する。取得機能７５４は、取得された位置姿勢情報を、メモリ７１に記憶させる。The processing circuitry 44 acquires position and orientation information including the position of the
処理回路７５は、画像処理機能７５５により、例えば、入力インターフェース７３を介したユーザの指示により、再構成Ｘ線ＣＴ画像データ（ボリュームデータ）に対して各種画像処理を実行する。例えば、当該画像処理は、例えば、ボリュームデータに対する断面変換処理（Ｍｕｌｔｉ Ｐｌａｎａｒ Ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ：ＭＰＲ）、レンダリング処理など、既知の画像処理が利用可能である。画像処理機能７５５は、画像処理により生成された医用画像を、メモリ７１に記憶させる。The
例えば、処理回路７５は、画像処理機能７５５により、被検体Ｐに対するＸ線スキャンに基づいて得られるボリュームデータと位置姿勢情報とに基づいて、医用器具１０を示す領域を含む少なくとも一つの断面に対応する断面画像を生成する。このとき、ディスプレイ７２は、生成された断面画像を表示する。For example, the
当該少なくとも一つの断面は、例えば、２つの直交２断面である。この場合、処理回路７５は、画像処理機能７５５により、ボリュームデータと位置姿勢情報とに基づいて、当該直交２断面に対応する２つの断面画像を生成する。このとき、このとき、ディスプレイ７２は、生成された２つの断面画像を表示する。The at least one cross section is, for example, two orthogonal cross sections. In this case, the
なお、上記少なくとも一つの断面は、被検体Ｐが載置された天板６３の長軸方向に直交する第１の断面と、当該第１の断面に直交する第２の断面と、当該第１の断面と当該第２の断面とに直交する第３の断面とのうちいずれかの断面で含んでもよい。第１の断面と第２の断面と第２の断面とは、互いに直交する３断面に対応する。このとき、画像処理機能７５５は、ボリュームデータと位置姿勢情報とに基づいて、当該少なくとも一つの断面に対応する断面画像を生成する。次いで、ディスプレイ７２は、生成された少なくとも一つの断面画像を表示する。The at least one cross section may include any one of a first cross section perpendicular to the longitudinal direction of the
また、画像処理機能７５５は、位置姿勢情報とボリュームデータとに基づいて、透過像および／またはレンダリング画像を生成してもよい。透過像およびレンダリング画像の生成に関する視線方向は、例えば、医用器具１０の長軸方向である。また、透過像およびレンダリング画像の生成に関する視点の位置は、例えば、ニードルホルダ１２のニードル１１側とは反対側の端部（以下、ホルダ端部と呼ぶ）から、視線方向に沿ってニードル１１から離れた位置に設定される。すなわち、画像処理機能７５５は、医用器具１０の長軸方向上であってホルダ端部の後ろ側を視点とし、医用器具１０の長軸方向に沿ってニードルホルダ１２からニードル１１へ向かう方向を視線方向として、透過像および／またはレンダリング画像を生成する。視線方向は、ニードル１１の刺入方向に相当する。このため、透過像およびレンダリング画像は、ニードル１１の刺入方向に沿って、ニードルホルダ１２からニードル１１を見た画像に相当する。ディスプレイ７２は、生成された透過像および／またはレンダリング画像を表示する。The
処理回路７５は、調整機能７５６により、位置姿勢情報に基づいて、被検体Ｐへの更なるＸ線スキャンに関するスキャン範囲を、医用器具１０を含むように調整する。例えば、調整機能７５６は、位置姿勢情報におけるホルダ端部の位置とニードル１１の刺入方向（医用器具１０の姿勢）と、予めメモリ７１に記憶された医用器具１０の全長（以下、器具長と呼ぶ）と、に基づいて、医用器具１０が含まれるように、スキャン範囲を調整する。これにより、調整されたスキャン範囲には、医用器具１０が含まれることとなる。このとき、制御装置５５は、調整されたスキャン範囲で、被検体Ｐに対して更なるＸ線スキャンを実行する。The
なお、調整機能７５６は、位置姿勢情報に基づいて、スキャン範囲に被検体Ｐの内部における医用器具１０が撮影できるように、スキャン範囲を調整してもよい。例えば、調整機能７５６は、位置姿勢情報における医用器具１０の位置（例えば、ホルダ端部）と医用器具１０の姿勢（例えば、水平面に対するニードル１１の傾き）と被検体Ｐの体厚とに基づいて、被検体Ｐへの医用器具１０の刺入方向と刺入位置とを特定する。被検体Ｐの体厚は、例えば、被検体Ｐに対する治療計画において、被検体Ｐに対するＸ線スキャンにより計測され、メモリ７１に予め記憶される。The
次いで、調整機能７５６は、器具長と、刺入方向と、刺入位置と、ホルダ端部とに基づいて被検体Ｐの内部におけるニードル１１（以下、体内ニードルと呼ぶ）を特定する。続いて、調整機能７５６は、体内ニードルが含まれるようにスキャン範囲を調整する。これらにより、調整機能７５６は、スキャン範囲に被検体Ｐの体外に突出した医用器具１０の一部（例えば、ニードルホルダ１２とニードル１１の一部）を、スキャン範囲から除外するようにして、スキャン範囲を調整する。Then, the
これらの場合、制御装置５５は、調整されたスキャン範囲で、被検体Ｐに対して更なるＸ線スキャンを実行する。具体的には、調整機能７５６は、スキャン範囲の調整において、被検体Ｐが載置された天板６３の移動量を決定する。このとき、ディスプレイ７２は、天板６３の移動に関する確認の画面を表示する。なお、天板６３の移動に関する確認は、ディスプレイ７２への表示に限定されず、音声または他の出力などであってもよい。天板６３の移動が許可された場合、制御装置５５は、決定された移動量で天板６３を移動させ、被検体Ｐに対して更なるＸ線スキャンを実行する。In these cases, the
また、処理回路７５は、調整機能７５６により、位置姿勢情報に基づいて、撮像装置５０のチルト角と医用器具１０の長軸方向とを揃えてもよい。例えば、調整機能７５６は、位置姿勢情報に基づいて、刺入方向と刺入位置とを特定する。次いで。調整機能７５６は、特定された刺入方向および刺入位置に基づいて、刺入位置における刺入方向を示す角度を、チルト角として設定する。続いて、制御装置５５は、設置されたチルト角で撮像装置５０を傾け、調整されたスキャン範囲で上記更なるＸ線スキャンを実行する。The
また、処理回路７５は、調整機能７５６により、医用器具１０の方向に対して所定の範囲でずらした角度を、撮像装置５０のチルト角として決定してもよい。所定の範囲は、例えば、ニードル１１によるメタルアーチファクト（金属アーチファクト）が低減される角度の範囲である。所定の範囲は、例えば、予め設定されてメモリ７１に記憶される。なお、所定の範囲は、Ｘ線による医用器具１０の投影において、医用器具１０におけるニードル１１の先端が弁別できる角度の範囲であってもよい。ニードル１１の先端は、例えば、位置姿勢情報における医用器具１０のホルダ端部の位置と、位置姿勢情報における医用器具１０の水平面に対する傾き（医用器具１０の姿勢）と、予めメモリ７１に記憶された医用器具１０の全長とにより、調整機能７５６により計算される。例えば、調整機能７５６は、医用器具１０の姿勢とニードル１１の先端と、隣接する２つのＸ線検出素子の間隔とに基づいて、上記ずらした角度を計算してもよい。制御装置５５は、決定されたチルト角で撮像装置５０を傾け、調整されたスキャン範囲で更なるＸ線スキャンを実行する。The
上記撮像装置５０のチルトでは、被検体ＰへのＸ線の照射範囲を低減することができるが、チルト角によってはアーチファクトが発生しやすくなる。このため、調整機能７５６は、撮像装置５０のチルト前後において照射範囲が変わらないなら、なるべくアーチファクトを減らすようなチルト角を設定する。または、調整機能７５６は、アーチファクトの発生が問題ないチルト角なら、できるだけ照射範囲を減らすようなチルト角を設定してもよい。なお、アーチファクトの発生と照射範囲の低減との両立が困難であれば、調整機能７５６は、線量低減優先（照射範囲およびチルト角の調整）または画質優先（チルト角の調整なし）の選択（ｐｒｅｆｅｒｅｎｃｅ）に応じて、スキャン範囲を調整してもよい。線量低減優先または画質優先は、入力インターフェース７３を介したユーザの指示により選択されてもよいし、ユーザごとおよび／病院ごとに予め設定されてメモリ７１に記憶されてもよい。The tilt of the
また、処理回路７５は、調整機能７５６により、位置姿勢情報に基づいて、スキャン範囲において被検体Ｐが載置された天板６３の長軸方向（ｚ軸）に沿った中心位置に医用器具１０が位置するように、天板６３の位置を決定してもよい。スキャン範囲における中心位置は、例えば、ｚ軸方向に沿ったスキャン範囲の幅の中点に相当する。具体的には、上述のように、調整機能７５６は、位置姿勢情報と医用器具１０の全長とに基づいて、ニードル１１の先端の位置を特定する。次いで調整機能７５６は、ｚ軸方向に沿ったスキャン範囲の幅の中点にニードル１１の先端が位置するように、天板６３の位置を決定する。続いて、制御装置５５は、決定された天板６３の位置に天板６３を移動させて、調整されたスキャン範囲で更なるＸ線スキャンを実行する。The
また、処理回路７５は、調整機能７５６により、位置姿勢情報に基づいて、被検体Ｐへの更なるＸ線スキャンに関するスキャン条件を調整する。スキャン条件は、例えば、管電圧、管電流、管電流時間積、解像度などである。管電圧、管電流、管電流時間積は、例えば、ニードル１１の先端の到達目標である臓器の性状、ニードル１１の材質に応じて予め設定される。スキャン条件の調整は、例えば、臓器が軟部組織である場合、管電圧を下げること（低ｋＶ）に対応する。また、スキャン条件の調整は、到達目標にニードル１１が近づいた場合、解像度を向上させること（通常解像度から高解像度への移行）に対応する。解像度の向上は、Ｘ線出力を上げること（管電圧、管電流、管電流時間積などの増加、またはフィルタの調整など）に対応する。また、スキャン条件の調整は、ニードル１１の材質が金属であった場合、スキャン条件の調整は、管電圧および管電流を上げることに対応する。位置姿勢情報とスキャン条件とは、予め対応付けられて、メモリ７１に記憶される。The
例えば、調整機能７５６は、上述のように算出された医用器具１０の先端と当該先端の到達の目標位置との差異（医用器具１０の先端と当該目標位置との距離）を計算する。目標位置は、医用器具１０を用いた被検体Ｐに対する治療計画において設定されたニードル１１の先端位置であって、例えば、被検体Ｐの臓器内に設定される。目標位置は、当該治療計画時に、メモリ７１に記憶される。スキャン条件と、医用器具１０の先端と当該目標位置との距離と、ニードル１１の種別（太さ、材質、長さ、本数など）は、例えば対応表（Ｌｏｏｋ Ｕｐ Ｔａｂｌｅ）として関連付けられて、メモリ７１に記憶される。For example, the
具体的には、調整機能７５６は、位置姿勢情報に基づいて、医用器具１０の先端と当該目標位置との距離を計算する。次いで、調整機能７５６は、計算された距離およびニードル１１の種別などを対応表と照合することで、スキャン条件を調整する。例えば、距離が所定の距離以下となれば、調整機能７５６は、解像度を向上させるようにスキャン条件を調整する。これらにより、位置姿勢情報に基づいて、スキャン条件が調整される。続いて、制御装置５５は、調整されたスキャン条件で、被検体Ｐに対して更なるＸ線スキャンを実行する。Specifically, the
また、処理回路７５は、調整機能７５６により、位置姿勢情報に基づいて、被検体Ｐへの更なるＸ線スキャンにより再構成されるボリュームデータの再構成条件を調整する。再構成条件の調整は、例えば、再構成処理における金属アーチファクト（メタルアーチファクト）低減処理を実行の有無である。なお、再構成条件の調整は、金属アーチファクト低減処理の実行の有無に限定されず、再構成関数の調整であってもよい。例えば、ニードル１１の材質が金属である場合、調整機能７５６は、再構成処理において、金属アーチファクト低減処理を実行するように再構成条件を調整する。なお、再構成処理における金属アーチファクト低減処理は、ニードル１１の材質が金属であって、かつニードル１１の刺入方向と撮像装置５０のチルト角が略同一である場合であってもよい。また、所定の長さに亘ってニードル１１が照射範囲に位置している場合、調整機能７５６は、ニードル１１の検出を容易にするため、管電圧（ｋＶ）を上げるようにスキャン条件を調整する。The
すなわち、再構成条件の調整は、ニードル１１の材質が金属である場合、ニードル１１の刺入方向と撮像装置５０のチルト角とに応じて、金属アーチファクト（メタルアーチファクト）低減処理の有無を調整してもよい。処理回路７５は、再構成処理機能７５３により、更なるＸ線スキャンにより収集されたデータと調整された再構成条件とに基づいて、更なるＸ線スキャンに対応するボリュームデータを再構成する。In other words, when the
以上、実施形態に係るＸ線ＣＴ装置４０の構成について説明した。以下、医用器具１０の動作に応じてＸ線ＣＴ装置４０により実行される処理（以下、制御処理と呼ぶ）の手順について、図５を用いて説明する。制御処理は、例えば、医用器具１０の動作に応じて、ユーザに適切な画像を表示する処理、およびスキャン条件とスキャン範囲と再構成条件とのうち少なくとも一つを調整する処理とを有する。The configuration of the
図５は、制御処理の手順の一例を示すフローチャートを示す図である。以下、説明を具体的にするために、調整対象は、スキャン条件とスキャン範囲と再構成条件とであるものとする。また、説明を具体的にするために、図５では、ニードル１１の経路の計画から、ニードル１１を用いた検査の終了までの処理の手順を説明している。Figure 5 is a diagram showing a flowchart illustrating an example of the control process procedure. In the following, for the sake of concrete explanation, it is assumed that the adjustment targets are the scan conditions, the scan range, and the reconstruction conditions. Also, for the sake of concrete explanation, Figure 5 explains the process procedure from planning the path of the
（制御処理）
（ステップＳ５０１）
制御装置５５は、システム制御機能７５１による制御の下で、被検体Ｐに対するニードル１１の経路の計画用スキャンを、被検体Ｐに対して実行する。処理回路７５は、前処理機能７５２により、計画用スキャンにおいて収集された投影データに対して前処理を施し、生データを生成する。処理回路７５は、再構成処理機能７５３により、生データに対しえ再構成処理を実行してボリュームデータを生成する。処理回路７５は、画像処理機能７５５により、ボリュームデータに基づいて計画用画像を生成する。 (Control Processing)
(Step S501)
The
（ステップＳ５０２）
ユーザは、計画用画像を用いて、被検体Ｐにおけるニードル１１の経路を計画する。図６は、計画用画像ＰＰＩにおける穿刺計画の一例を示す図である。図６に示すように、計画用画像ＰＰＩにおいてニードル１１の経路ＮＰが設定される。図６における経路ＮＰの先端が目標位置ＴＰに対応する。 (Step S502)
The user uses the planning image to plan the path of the
（ステップＳ５０３）
制御装置５５は、システム制御機能７５１による制御の下で、被検体Ｐに対するＣＴ透視（ＣＴＦ：ｃｏｍｐｕｔｅｄ ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ ｆｌｕｏｒｏｓｃｏｐｙ）を開始する。次いで、ニードル１１が被検体Ｐに刺入される。このとき、位置姿勢情報の取得、すなわちニードル１１のセンシングが開始される。処理回路７５は、取得機能７５４により、位置姿勢情報を取得する。処理回路７５は、再構成処理機能７５３により、被検体に対するＸ線スキャンに基づいてボリュームデータを再構成する。 (Step S503)
The
（ステップＳ５０４）
処理回路７５は、画像処理機能７５５により、被検体に対するＸ線スキャンに基づいて得られたボリュームデータと位置姿勢情報とに基づいて、医用器具を示す領域を含む少なくとも一つの断面に対応する断面画像を生成する。ディスプレイ７２は、当該生成された断面画像を表示する。これらにより、ＣＴ透視により生成された断面画像がディスプレイ７２に表示される。なお、ディスプレイ７２に表示される画像は、断面画像に限定されない。例えば、画像処理機能７５５は、位置姿勢情報とボリュームデータとに基づいて、ホルダ端部側であって医用器具１０の長軸方向に沿った位置から、透過像および／またはレンダリング画像を生成してもよい。このとき、ディスプレイ７２は、過像および／またはレンダリング画像を表示する。 (Step S504)
The
図７は、ディスプレイ７２に表示される３つの断面画像ＣＩ１、ＣＩ２、ＣＩ３とスキャン範囲ＳＲとの一例を示す図である。図７に示すように、スキャン範囲ＳＲに対応するボリュームデータから３つの断面画像ＣＩ１、ＣＩ２、ＣＩ３が生成される。図７に示すように、３つの断面画像ＣＩ１、ＣＩ２、ＣＩ３には、ニードル１１が表示される。Figure 7 is a diagram showing an example of three cross-sectional images CI1, CI2, CI3 and a scan range SR displayed on the
断面画像ＣＩ１は、ニードル１１の長軸方向を含む面のうち、ｘｙ面に直交するオブリーク断面に対応する。断面画像ＣＩ２は、ニードル１１の長軸方向を含む面のうち、ｙｚ面に直交するオブリーク断面に対応する。断面画像ＣＩ３は、ニードル１１の後方から見た断面画像である。すなわち、生成される断面画像は、ｘｙ面、ｙｚ面、ｚｘ面のいずれかに直交するオブリーク断面に対応する。また、断面画像ＣＩ３は、医用器具１０の長軸方向上であってホルダ端部の後ろ側を視点とし、医用器具１０の長軸方向に沿ってニードルホルダ１２からニードル１１へ向かう方向を視線方向として、当該視線方向に直交する断面に対応する。なお、断面画像ＣＩ３の代わりに、上記視点と上記視線方向とを用いた透過像および／またはレンダリング画像が生成、表示されてもよい。The cross-sectional image CI1 corresponds to an oblique cross section perpendicular to the xy plane among the planes including the long axis direction of the
（ステップＳ５０５）
目標位置ＴＰにニードル１１があれば（ステップＳ５０５のＹｅｓ）、ステップＳ５０６の処理が実行される。目標位置ＴＰにニードル１１が無ければ（ステップＳ５０５のＮｏ）、ステップＳ５０７の処理が実行される。 (Step S505)
If the
（ステップＳ５０６）
ユーザは、ニードル１１を用いて被検体Ｐに対する検査（アブレーション、バイオプシ（生検））などを実行する。本ステップにより制御処理は終了する。 (Step S506)
The user uses the
（ステップＳ５０７）
ユーザは、ニードルホルダ１２を介してニードル１１の移動を実行する。図８は、ニードル１１の移動前後におけるニードル１１の位置関係の一例を示す図である。図８における実線ＳＩは、移動前のニードル１１の位置を３次元的に示していている。図８における破線ＤＩは、移動後のニードル１１の位置を３次元的に示していている。図８に示すように、移動前後において、３次元的なニードル１１の位置は異なるものとなる。 (Step S507)
The user moves the
（ステップＳ５０８）
処理回路７５は、調整機能７５６により、位置姿勢情報に基づいて、スキャン範囲とスキャン条件と再構成条件とのうち少なくとも一つを調整する。図９は、スキャン範囲ＳＲの調整の一例を示す図である。図９におけるＴＣは、ニードル１１の先端がスキャン範囲ＳＲの中央に位置するように、スキャン範囲ＳＲを調整した一例を示している。図９におけるＰＮは、ニードル１１と同じ角度にスキャン範囲をチルトさせるように、スキャン範囲ＳＲを調整した一例を示している。図９におけるＳＳＲは、ニードル１１の角度よりずらした所定の範囲の角度でずらすように、スキャン範囲ＳＲを調整した一例を示している。 (Step S508)
The
なお、スキャン範囲の調整は上記に限定されず、例えば、スキャン範囲ＳＲに被検体Ｐの内部における医用器具１０が撮影できるように、スキャン範囲ＳＲを調整してもよい。また、スキャン範囲の調整により天板６３を移動させる必要が生じた場合、調整機能７５６は、スキャン範囲の調整において、被検体Ｐが載置された天板６３の移動量を決定する。このとき、ディスプレイ７２は、天板６３の移動に関する確認の画面を表示する。天板６３の移動が許可された場合、制御装置５５は、決定された移動量で天板６３を移動させる。次いで、ステップＳ５０９の処理が実行される。Note that the adjustment of the scan range is not limited to the above, and for example, the scan range SR may be adjusted so that the
また、調整機能７５６は、上述のように、スキャン範囲ＳＲの調整のほかにスキャン条件および／または再構成受件を調整してもよい。例えば、調整機能７５６は、位置姿勢情報に基づいて、被検体Ｐへの更なるＸ線スキャンに関するスキャン条件（管電圧、管電流、管電流時間積、解像度など）を調整する。また、調整機能７５６は、位置姿勢情報に基づいて、再構成条件（金属アーチファクト（メタルアーチファクト）低減処理を実行の有無、再構成関数など）を調整する。In addition, the
（ステップＳ５０９）
制御装置５５は、調整されたスキャン条件および／またはスキャン範囲で、被検体Ｐに対して更なるＸ線スキャン（ＣＴ透視）を実行する。 (Step S509)
The
（ステップＳ５１０）
処理回路７５は、再構成処理機能７５３により、更なるＸ線スキャンにより収集されたデータと調整された再構成条件とに基づいて、更なるＸ線スキャンに対応するボリュームデータを再構成する。本ステップに続いて、ステップＳ５０４の処理が繰り返される。以上の手順により、制御処理は完了する。 (Step S510)
The
以上に述べた実施形態に係るＸ線ＣＴ装置４０は、被検体Ｐに対する検査または治療に用いられる医用器具１０の位置と当該医用器具１０の姿勢とを含む位置姿勢情報を取得し、被検体Ｐに対するＸ線スキャンに基づいて得られるボリュームデータと位置姿勢情報とに基づいて、医用器具１０を示す領域を含む少なくとも一つの断面に対応する断面画像を生成し、生成された断面画像を表示する。例えば、当該少なくとも一つの断面は、２つの直交２断面であってもよく、実施形態に係るＸ線ＣＴ装置４０は、ボリュームデータと位置姿勢情報とに基づいて、直交２断面に対応する２つの断面画像を生成し、生成された２つの断面画像を表示する。The
また、上記少なくとも一つの断面は、被検体Ｐが載置された天板６３の長軸方向に直交する第１の断面と、当該第１の断面に直交する第２の断面と、当該第１の断面と前記第２の断面とに直交する第３の断面のいずれかに直交する断面を含み、実施形態に係るＸ線ＣＴ装置４０は、ボリュームデータと位置姿勢情報とに基づいて、当該少なくとも一つの面に対応する断面画像を生成し、生成された少なくとも一つの断面画像を表示する。The at least one cross section includes a first cross section perpendicular to the longitudinal axis of the
これらのことから、実施形態に係るＸ線ＣＴ装置４０によれば、ユーザによる断面の設定などの煩雑な操作なしに、ニードル１１の移動に合わせて、医用器具１０の位置の把握に適切な断面画像を表示することができる。また、実施形態に係るＸ線ＣＴ装置４０は、生成された画像においてニードル１１をソフトにより検索することなく、ニードル１１の表示に適した画像を生成および表示できるため、当該ソフトによる検索時間の削減により検査のスループットを向上させることができる。For these reasons, the
また、実施形態に係るＸ線ＣＴ装置４０は、位置姿勢情報に基づいて、被検体Ｐへの更なるＸ線スキャンに関するスキャン範囲を、医用器具１０を含むように調整する。例えば、実施形態に係るＸ線ＣＴ装置４０は、位置姿勢情報に基づいて、撮像装置５０のチルト角と医用器具１０の長軸方向とを揃え、撮像装置５０を当該チルト角で傾け、調整されたスキャン範囲ＳＲで更なるＸ線スキャンを実行する。これらにより、実施形態に係るＸ線ＣＴ装置４０によれば、更なるＸ線スキャンの前にスキャン範囲ＳＲを狭めることができるため、被検体Ｐへの被ばくを低減することができる。The
また、実施形態に係るＸ線ＣＴ装置４０は、医用器具１０の方向に対して所定の範囲でずらした角度を、撮像装置５０のチルト角として決定し、決定されたチルト角で撮像装置５０を傾け、調整されたスキャン範囲ＳＲで更なるＸ線スキャンを実行する。これにより、実施形態に係るＸ線ＣＴ装置４０によれば、更なるＸ線スキャンの前にスキャン範囲ＳＲを狭めつつ、金属アーチファクトの影響を受けにくい画像、例えばニードル１１に起因する金属アーチファクト低減した画像を生成して表示することができる。The
また、実施形態に係るＸ線ＣＴ装置４０は、位置姿勢情報に基づいて、スキャン範囲において被検体Ｐが載置された天板６３の長軸方向に沿った中心位置に医用器具１０が位置するように、天板６３の位置を決定し、決定された位置に天板６３を移動させて、調整されたスキャン範囲ＳＲで更なるＸ線スキャンを実行する。これにより、実施形態に係るＸ線ＣＴ装置４０によれば、ユーザは、ニードル１１の先端を中心として、当該先端の前後のスライスに関して同程度の間隔でニードル１１を確認することができる。The
また、実施形態に係るＸ線ＣＴ装置４０は、前記位置姿勢情報に基づいて、被検体Ｐの内部における医用器具１０が撮影できるように、スキャン範囲ＳＲを調整する。これにより、実施形態に係るＸ線ＣＴ装置４０によれば、被検体Ｐの体外にあるニードル１１をスキャン範囲に含めることなくスキャン範囲ＳＲをさらに狭めることができ、被検体Ｐへの被ばくをさらに低減することができる。The
また、例えば、実施形態に係るＸ線ＣＴ装置４０は、スキャン範囲ＳＲの調整において、位置姿勢情報に基づいて、被検体Ｐが載置された天板６３の移動量を決定し、天板６３の移動に関する確認の画面をディスプレイ７２に表示し、天板６３の移動が許可された場合、決定された移動量で天板６３を移動させ調整されたスキャン範囲ＳＲで、被検体Ｐに対して更なるＸ線スキャンを実行する。これにより、実施形態に係るＸ線ＣＴ装置４０によれば、ユーザに天板６３の移動を事前に確認することができ、検査時における安全性を向上させることができる。Furthermore, for example, in adjusting the scan range SR, the
また、実施形態に係るＸ線ＣＴ装置４０は、被検体Ｐへの更なるＸ線スキャンに関するスキャン条件を調整し、調整されたスキャン条件で、被検体Ｐに対して更なるＸ線スキャンを実行する。これにより、実施形態に係るＸ線ＣＴ装置４０によれば、更なるＸ線スキャンの開始前において、医用器具１０の先端と当該目標位置との距離、目標位置における臓器の性状、ニードル１１の材質、被検体Ｐ内におけるニードル１１の長さなどに応じて、最適なスキャン条件を設定することができる。このため、実施形態に係るＸ線ＣＴ装置４０によれば、被ばく低減と画質向上とを両立して、更なるＸ線スキャンを実行することができる。The
また、実施形態に係るＸ線ＣＴ装置４０は、位置姿勢情報に基づいて、被検体Ｐへの更なるＸ線スキャンにより再構成されるボリュームデータの再構成条件を調整し、更なるＸ線スキャンにより収集されたデータと前記調整された再構成条件とに基づいて、更なるＸ線スキャンに対応するボリュームデータを再構成する。これにより、実施形態に係るＸ線ＣＴ装置４０によれば、比較的重い処理である金属アーチファクト低減処理のＯＮ／ＯＦＦを自動的に設定することができ、操作性を向上させることができる。The
以上のことから、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置４０によれば、ニードル１１の位置およびニードル１１の姿勢に応じて、ニードル１１などの必要な範囲をスキャン範囲に含めて、スキャン範囲を適切に調整（スキャン範囲の位置、チルト、幅など）することができるため、被検体Ｐへの被ばくを低減しつつ、かつアーチファクトが少ない最適な画像をユーザに提供することができる。これにより、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置４０によれば、ユーザは、快適に穿刺などの手技を行うことができる。このため、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置４０によれば、被検体Ｐに関する検査のスループットを向上、すなわち被検体Ｐの検査効率を向上させることができる。As described above, the
（第１応用例）
本応用例は、被検体Ｐへの連続撮影中において、医用器具１０の先端と当該先端の到達の目標位置との距離が所定の閾値を下回った場合、位置姿勢情報に基づいてスキャン条件と前記スキャン範囲とのうち少なくとも一つを調整することにある。当該閾値は、予め設定されてメモリ７１に記憶される。なお、当該閾値は、ユーザにより入力インターフェース７３を介して適宜調整可能である。連続撮影とは、例えば、被検体Ｐに対するＣＴ透視（ＣＴＦ）である。 (First application example)
In this application example, when the distance between the tip of the
処理回路７５は、調整機能７５６により、被検体Ｐへの連続撮影中において、医用器具１０の先端と当該先端の到達の目標位置との差異が所定の閾値を下回った場合、位置姿勢情報に基づいて被検体Ｐへの更なるＸ線スキャンに関するスキャン条件と前記スキャン範囲とのうち少なくとも一つを調整する。なお、調整機能７５６は、当該差異が所定の閾値を下回った場合、位置姿勢情報に基づいて再構成条件をさらに調整してもよい。これらの調整の内容は実施形態と同様なため、説明は省略する。制御装置５５は、調整されたスキャン範囲と調整されたスキャン条件とを用いて、更なるＸ線スキャンを実行する。When the difference between the tip of the
以上に述べた実施形態の第１応用例に係るＸ線ＣＴ装置４０によれば、医用器具１０の先端と当該目標位置とが所定の閾値を下回って近づいた場合、スキャン条件とスキャン範囲と再構成条件とのうち少なくとも一つを、被ばく低減、画質、ニードル１１の位置および姿勢に応じて最適なものに調整することができる。これにより、実施形態の第１応用例に係るＸ線ＣＴ装置４０によれば、医用器具１０の先端と当該目標位置に近づくと各種調整に関する制御が実行されるため、ユーザによる操作性を向上させることができる。他の効果は実施形態と同様なこのため、説明は省略する。According to the
（第２応用例）
本応用例は、ＣＴ透視による被検体Ｐへの連続撮影中において、位置姿勢情報に基づいて、被検体Ｐへの更なるＸ線スキャンに関するスキャン条件と前記スキャン範囲とのうち少なくとも一つを逐次調整することにある。すなわち、本応用例では、連続的な動画撮影（ＣＴＦ）において、ニードル１１の位置および姿勢に追従して、１フレームごとに上記調整が実行される。 (Second Application Example)
In this application example, during continuous imaging of the subject P by CT fluoroscopy, at least one of the scan conditions and the scan range for further X-ray scanning of the subject P is sequentially adjusted based on position and orientation information. That is, in this application example, the above adjustment is performed for each frame in continuous video imaging (CTF) by tracking the position and orientation of the
処理回路７５は、調整機能７５６により、被検体Ｐへの連続撮影中において、位置姿勢情報に基づいて被検体Ｐへの更なるＸ線スキャンに関するスキャン条件とスキャン範囲とのうち少なくとも一つを逐次調整する。なお、調整機能７５６は、位置姿勢情報に基づいて再構成条件をさらに逐次調整してもよい。これらの調整の内容は実施形態と同様なため、説明は省略する。制御装置５５は、調整されたスキャン範囲と調整されたスキャン条件とを用いて、更なるＸ線スキャンを実行する。The
以上に述べた実施形態の第２応用例に係るＸ線ＣＴ装置４０によれば、スキャン条件とスキャン範囲と再構成条件とのうち少なくとも一つを、被ばく低減、画質、ニードル１１の位置および姿勢に応じて最適なものに逐次調整することができる。これにより、実施形態の第２応用例に係るＸ線ＣＴ装置４０によれば、被検体Ｐに対するＸ線スキャンごとに上記条件を逐次調整できるため、Ｘ線スキャンごとに最適な条件でＣＴ透視を実行することができる。他の効果は実施形態と同様なこのため、説明は省略する。According to the
（第３応用例）
本応用例は、Ｘ線検出器５２が面検出器である場合、１ビューがＸ線撮影画像に相当することを利用するものである。具体的には、本応用例は、ＣＴ透視（連続的な動画撮影）の実行中において、透視投影（Ｘ線撮影）を実行する。具体的には、制御装置５５は、位置姿勢情報に基づいて、医用器具１０の長軸方向と直交する管球角度から少なくとも一つのビューで、透視投影を実行する。医用器具１０の長軸方向と直交する管球角度は、例えば、非チルト時での鉛直方向を基準として、医用器具１０の長軸方向に直交する方向における管球（Ｘ線管５１の焦点）の位置を示す角度である。 (Third Application Example)
This application example utilizes the fact that when the
処理回路７５は、調整機能７５６により、位置姿勢情報に基づいて、上述した刺入方向を算出する。次いで、調整機能７５６は、算出された刺入方向を用いて、管球角度を決定する。続いて、制御装置５５は、決定された管球角度から少なくとも一つのビューで、被検体Ｐに対してＸ線撮影を実行する。処理回路７５は、画像処理機能７５５により、前処理後の生データに基づいて、Ｘ線撮影画像を生成する。ディスプレイ７２は、生成されたＸ線撮影画像を表示する。The
以上に述べた実施形態の第３応用例に係るＸ線ＣＴ装置４０によれば、ニードル１１の刺入方向とは直交する方向から被検体Ｐに対してＸ線撮影を実行することができる。このため、本応用例に係るＸ線ＣＴ装置４０によれば、ＣＴ透視の実行中において少なくとも一つのビューに対応するＸ線撮影画像を、ニードル１１の認識に適した画像としてユーザに提供（表示）することができる。これにより、本応用例に係るＸ線ＣＴ装置４０によれば、ユーザは目標位置とニードル１１との位置関係を容易に把握することができるため、被検体Ｐに関する検査のスループットを向上、すなわち被検体Ｐの検査効率を向上させることができる。According to the
（第４応用例）
本応用例は、第３応用例と同様に、１ビューがＸ線撮影画像に相当することを利用するものである。具体的には、本応用例は、ＣＴ透視（連続的な動画撮影）の実行中において、透視投影（Ｘ線撮影）を実行する。具体的には、制御装置５５は、位置姿勢情報に基づいて、医用器具１０において天板６３と反対側の端部（ホルダ端部）側に対向する回転フレーム５３上の位置から、医用器具１０の長軸方向に沿ってホルダ端部に向けて少なくとも一つの透視投影を実行する。 (Fourth Application Example)
Like the third application example, this application example utilizes the fact that one view corresponds to an X-ray image. Specifically, this application example performs perspective projection (X-ray photography) during CT fluoroscopy (continuous video photography). Specifically, the
処理回路７５は、調整機能７５６により、位置姿勢情報に基づいて、ホルダ端部の位置と医用器具１０の長軸方向とを特定する。調整機能７５６は、ホルダ端部の位置に対向する回転フレーム５３上の位置を特定する。なお、医用器具１０の長軸方向（刺入方向）が鉛直方向から傾いている場合、調整機能７５６は、撮像装置５０のチルトを加味して、回転フレーム５３上の位置を特定する。次いで、制御装置５５は、特定された回転フレーム５３上の位置から、医用器具１０の長軸方向に沿ってホルダ端部に向けて少なくとも一つのＸ線撮影を実行する。処理回路７５は、画像処理機能７５５により、前処理後の生データに基づいて、Ｘ線撮影画像を生成する。ディスプレイ７２は、生成されたＸ線撮影画像を表示する。The
以上に述べた実施形態の第４応用例に係るＸ線ＣＴ装置４０によれば、ホルダ端部に向けて刺入方向に沿って被検体Ｐに対してＸ線撮影を実行することができる。このため、本応用例に係るＸ線ＣＴ装置４０によれば、ＣＴ透視の実行中において少なくとも一つのビューに対応するＸ線撮影画像を、ニードル１１の進行方向の認識に適した画像としてユーザに提供（表示）することができる。これにより、本応用例に係るＸ線ＣＴ装置４０によれば、被検体Ｐに関する検査のスループットを向上、すなわち被検体Ｐの検査効率を向上させることができる。The
（第５応用例）
本応用例は、第３応用例と同様に、１ビューがＸ線撮影画像に相当することを利用するものである。具体的には、本応用例は、ＣＴ透視（連続的な動画撮影）の実行中において、立体視用の透視投影（Ｘ線撮影）を実行する。具体的には、制御装置５５は、位置姿勢情報に基づいて、医用器具１０において天板６３と反対側の端部（ホルダ端部）側に対向する回転フレーム５３上の位置を中心として回転フレーム５３上の立体視用の２つの位置から、少なくとも一つの透視投影を実行する。医用器具１０において天板６３と反対側の端部（ホルダ端部）側に対向する回転フレーム５３上の位置の特定の処理は、第４の変形例と同様なため説明は省略する。 (Fifth Application Example)
Like the third application example, this application example utilizes the fact that one view corresponds to an X-ray image. Specifically, this application example performs perspective projection (X-ray photography) for stereoscopic vision during CT fluoroscopy (continuous video photography). Specifically, the
処理回路７５は、調整機能７５６により、医用器具１０において天板６３と反対側の端部（ホルダ端部）側に対向する回転フレーム５３上の位置を中心として、回転フレーム５３上の立体視用の２つの位置を特定する。立体視用の２つの位置の間隔は、視差に相当する。次いで、制御装置５５は、回転フレーム５３上の２つの位置から、少なくとも一つのＸ線撮影を実行する。処理回路７５は、画像処理機能７５５により、２つの位置各々に関して、前処理後の生データに基づいて、Ｘ線撮影画像を生成する。ディスプレイ７２は、２つの位置に対応する２つのＸ線撮影画像を表示する。The
以上に述べた実施形態の第５応用例に係るＸ線ＣＴ装置４０によれば、ホルダ端部に対向する回転フレーム５３上の位置を中心として回転フレーム５３上の立体視用の２つの位置から、少なくとも一つの透視投影を実行することができる。このため、本応用例に係るＸ線ＣＴ装置４０によれば、ＣＴ透視の実行中において少なくとも一つのビューに対応する立体視用のＸ線撮影画像を、ニードル１１の進行方向の認識に適した立体視用の画像としてユーザに提供（表示）することができる。これにより、本応用例に係るＸ線ＣＴ装置４０によれば、被検体Ｐに関する検査のスループットを向上、すなわち被検体Ｐの検査効率を向上させることができる。According to the
（第６応用例）
本応用例は、第３乃至第５応用例における透視投影（Ｘ線撮影）に関する撮影条件を、位置姿勢情報に基づいて、調整することにある。調整機能７５６は、位置姿勢情報に基づいて、透視投影に関する撮影条件を調整する。撮影条件の調整は、例えば、管電圧、管電流、管電流時間積、解像度などである。例えば、透視撮影において被検体Ｐを透過するＸ線のパス長（透過長）が、管球位置すなわち被検体Ｐの体厚に応じて変化するため、これらの調整は、実施形態に記載の調整に加えて透過長を加味して、最適化される。 (Sixth Application Example)
This application example is to adjust the imaging conditions related to the perspective projection (X-ray imaging) in the third to fifth application examples based on the position and orientation information. The
これにより、本応用例によれば、ニードル１１の位置およびニードル１１の姿勢に応じて、Ｘ線撮影の開始前において、医用器具１０の先端と当該目標位置との距離、目標位置における臓器の性状、ニードル１１の材質、被検体Ｐ内におけるニードル１１の長さなどに応じて、最適な撮影条件を設定することができる。このため、実施形態に係るＸ線ＣＴ装置４０によれば、被ばく低減と画質向上とを両立して、透視投影（Ｘ線撮影）を実行することができる。As a result, according to this application example, optimal imaging conditions can be set before the start of X-ray imaging, depending on the position and attitude of the
（第７応用例）
本応用例は、被検体Ｐへの連続撮影中において、医用器具１０の先端と当該先端の到達の目標位置との距離が所定の閾値を下回った場合、位置姿勢情報に基づいて透視投影に関する撮影条件と透視投影に関する撮影位置とのうち少なくとも一つを調整することにある。当該閾値は、予め設定されてメモリ７１に記憶される。なお、当該閾値は、ユーザにより入力インターフェース７３を介して適宜調整可能である。連続撮影とは、例えば、被検体Ｐに対するＣＴ透視（ＣＴＦ）である。撮影位置の調整は、実施形態におけるスキャン範囲の設定に準拠するため、説明は省略する。 (Seventh Application Example)
In this application example, when the distance between the tip of the
処理回路７５は、調整機能７５６により、被検体Ｐへの連続撮影中において、医用器具１０の先端と当該先端の到達の目標位置との差異が所定の閾値を下回った場合、位置姿勢情報に基づいて被検体Ｐへの透視投影に関する撮影条件と当該透視投影に関する撮影位置とのうち少なくとも一つを調整する。これらの調整の内容は実施形態と同様なため、説明は省略する。制御装置５５は、調整された撮影条件と調整された撮影位置とを用いて、透視投影を実行する。When the difference between the tip of the
以上に述べた実施形態の第７応用例に係るＸ線ＣＴ装置４０によれば、医用器具１０の先端と当該目標位置とが所定の閾値を下回って近づいた場合、透視投影に関する撮影条件と透視投影に関する撮影位置とのうち少なくとも一つを、被ばく低減、画質、ニードル１１の位置および姿勢に応じて最適なものに調整することができる。これにより、実施形態の第７応用例に係るＸ線ＣＴ装置４０によれば、医用器具１０の先端と当該目標位置に近づくと各種調整に関する制御が実行されるため、ユーザによる操作性を向上させることができる。他の効果は実施形態と同様なこのため、説明は省略する。According to the
（第８応用例）
本応用例は、ＣＴ透視による被検体Ｐへの連続撮影中において、位置姿勢情報に基づいて、透視投影に関する撮影条件と透視投影に関する撮影位置とのうち少なくとも一つを逐次調整することにある。すなわち、本応用例では、連続的な動画撮影（ＣＴＦ）において、ニードル１１の位置および姿勢に追従して、１フレームごとに上記調整が実行される。 (8th Application Example)
In this application example, at least one of the imaging conditions related to the perspective projection and the imaging position related to the perspective projection is sequentially adjusted based on the position and orientation information during continuous imaging of the subject P by CT fluoroscopy. That is, in this application example, the above adjustment is performed for each frame in continuous video imaging (CTF) by following the position and orientation of the
処理回路７５は、調整機能７５６により、被検体Ｐへの連続撮影中において、位置姿勢情報に基づいて透視投影に関する撮影条件と透視投影に関する撮影位置とのうち少なくとも一つを逐次調整する。これらの調整の内容は実施形態および第７応用例と同様なため、説明は省略する。制御装置５５は前記調整された撮影条件と前記調整された撮影位置とを用いて、透視撮影を実行する。The
以上に述べた実施形態の第８応用例に係るＸ線ＣＴ装置４０によれば、透視投影に関する撮影条件と透視投影に関する撮影位置とのうち少なくとも一つを、被ばく低減、画質、ニードル１１の位置および姿勢に応じて最適なものに逐次調整することができる。これにより、実施形態の第８応用例に係るＸ線ＣＴ装置４０によれば、被検体Ｐに対するＸ線スキャンごとに上記条件を逐次調整できるため、Ｘ線スキャンごとに最適な条件で透視投影を実行することができる。他の効果は実施形態と同様なこのため、説明は省略する。According to the
実施形態における技術的思想を制御方法で実現する場合、当該制御方法は、被検体Ｐに対する検査または治療に用いられる医用器具１０の位置および姿勢をセンシングし、センシングされた位置とセンシングされた姿勢とを含む位置姿勢情報を取得し、被検体Ｐに対するＸ線スキャンに基づいて得られるボリュームデータと位置姿勢情報とに基づいて、医用器具１０を示す領域を含む少なくとも一つの断面に対応する断面画像を生成し、生成された断面画像を表示する。制御方法により実行される制御処理の手順および効果は、実施形態と同様なため、説明は省略する。When the technical idea of the embodiment is realized by a control method, the control method senses the position and posture of the
実施形態における技術的思想を制御プログラムで実現する場合、当該制御プログラムは、コンピュータに、被検体Ｐに対する検査または治療に用いられる医用器具１０の位置および姿勢をセンシングし、センシングされた位置とセンシングされた姿勢とに関する位置姿勢情報を取得し、被検体Ｐに対するＸ線スキャンにより再構成されたボリュームデータと位置姿勢情報とに基づいて、医用器具１０を示す領域を含む少なくとも一つの断面に対応する断面画像を生成し、生成された断面画像を表示すること、を実現させる。When the technical idea of the embodiment is realized by a control program, the control program causes a computer to sense the position and posture of a
例えば、通常のＸ線ＣＴ装置などにおけるコンピュータに医用画像補正プログラムをインストールし、これらをメモリ上で展開することによっても、上記医用器具１０を用いることによって制御処理を実現することができる。このとき、コンピュータに当該制御処理を実行させることのできる制御プログラムは、磁気ディスク（ハードディスクなど）、光ディスク（ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤなど）、半導体メモリなどの記憶媒体に格納して頒布することも可能である。制御プログラムにおける処理手順および効果は、実施形態と同様なため、説明は省略する。For example, by installing a medical image correction program in a computer in a typical X-ray CT scanner or the like and expanding the program in memory, the control process can be realized by using the
以上説明した少なくとも１つの実施形態または応用例によれば、ニードル１１などの医用器具１０の位置の変更に合わせて、医用器具１０の位置の把握に適切な断面画像を撮影または表示することができる。According to at least one of the embodiments or application examples described above, cross-sectional images suitable for grasping the position of the
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。Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, substitutions, and modifications can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and their modifications are within the scope of the invention and its equivalents as set forth in the claims, as well as the scope and gist of the invention.
１０ 医用器具
１１ ニードル
１２ ニードルホルダ
１３ センサ
１４ メモリ
１５ ネットワークインターフェース
１６ 処理回路
４０ Ｘ線ＣＴ装置
５０ 撮像装置
５１ Ｘ線管
５２ Ｘ線検出器
５３ 回転フレーム
５４ Ｘ線高電圧装置
５５ 制御装置
５６ ウェッジ
５７ コリメータ
５８ ＤＡＳ（Ｄａｔａ Ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）
６０ 寝台装置
６１ 基台
６２ 寝台駆動装置
６３ 天板
６４ 支持フレーム
７０ コンソール装置
７１ メモリ
７２ ディスプレイ
７３ 入力インターフェース
７４ ネットワークインターフェース
７５ 処理回路
７５１ システム制御機能
７５２ 前処理機能
７５３ 再構成処理機能
７５４ 取得機能
７５５ 画像処理機能
７５６ 調整機能 REFERENCE SIGNS
60
Claims (22)
Translated fromJapanese前記被検体に対するＸ線スキャンに基づいて得られるボリュームデータと前記位置姿勢情報とに基づいて、前記医用器具を示す領域を含む少なくとも一つの断面に対応する断面画像を生成する画像処理部と、
前記断面画像を表示する表示部と、
を備えるＸ線コンピュータ断層撮影装置。 an acquisition unit that acquires position and orientation information including a position of a medical instrument used for examination or treatment of a subject and an orientation of the medical instrument;
an image processing unit that generates a cross-sectional image corresponding to at least one cross section including an area showing the medical instrument, based on volume data obtained by an X-ray scan of the subject and the position and orientation information;
A display unit that displays the cross-sectional image;
An X-ray computed tomography apparatus comprising:
前記画像処理部は、前記ボリュームデータと前記位置姿勢情報とに基づいて、前記直交２断面に対応する２つの断面画像を生成し、
前記表示部は、前記２つの断面画像を表示する、
請求項１に記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。 The at least one cross section is two orthogonal cross sections,
the image processing unit generates two cross-sectional images corresponding to the two orthogonal cross sections based on the volume data and the position and orientation information;
The display unit displays the two cross-sectional images.
2. An X-ray computed tomography apparatus according to claim 1.
前記画像処理部は、前記ボリュームデータと前記位置姿勢情報とに基づいて、前記少なくとも一つの断面画像を生成し、
前記表示部は、前記少なくとも一つの断面画像を表示する、
請求項１に記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。 the at least one cross section includes a cross section perpendicular to any one of a first cross section perpendicular to a long axis direction of a top board on which the subject is placed, a second cross section perpendicular to the first cross section, and a third cross section perpendicular to the first cross section and the second cross section,
the image processing unit generates the at least one cross-sectional image based on the volume data and the position and orientation information;
The display unit displays the at least one cross-sectional image.
2. An X-ray computed tomography apparatus according to claim 1.
前記調整されたスキャン範囲で、前記被検体に対して前記更なるＸ線スキャンを実行するスキャン制御部と、
を備える請求項１に記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。 an adjustment unit that adjusts a scan range for a further X-ray scan of the subject based on the position and orientation information so as to include the medical instrument;
a scan controller for executing the further X-ray scan on the subject in the adjusted scan range;
2. The X-ray computed tomography apparatus according to claim 1 .
前記表示部は、前記天板の移動に関するユーザへの確認の画面を表示し、
前記天板の移動が許可された場合、前記スキャン制御部は、前記決定された移動量で前記天板を移動させる、
請求項４に記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。 the adjustment unit determines a movement amount of a top board on which the subject is placed, based on the position and orientation information, in adjusting the scan range;
The display unit displays a screen for a user to confirm the movement of the tabletop,
When the movement of the top board is permitted, the scan control unit moves the top board by the determined movement amount.
5. An X-ray computed tomography apparatus according to claim 4.
前記調整部は、前記位置姿勢情報に基づいて、前記撮像装置のチルト角と前記医用器具の長軸方向とを揃え、
前記スキャン制御部は、前記撮像装置を前記チルト角で傾け、前記調整されたスキャン範囲で前記更なるＸ線スキャンを実行する、
請求項４に記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。 an imaging device that performs the X-ray scan under the control of the scan controller;
the adjustment unit aligns a tilt angle of the imaging device with a longitudinal direction of the medical instrument based on the position and orientation information;
the scan control unit tilts the imaging device at the tilt angle and performs the further X-ray scan in the adjusted scan range.
5. An X-ray computed tomography apparatus according to claim 4.
前記調整部は、前記医用器具の方向に対して所定の範囲でずらした角度を、前記撮像装置のチルト角として決定し、
前記スキャン制御部は、前記決定されたチルト角で前記撮像装置を傾け、前記調整されたスキャン範囲で前記更なるＸ線スキャンを実行する、
請求項４に記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。 an imaging device that performs the X-ray scan under the control of the scan controller;
the adjustment unit determines an angle shifted within a predetermined range with respect to a direction of the medical instrument as a tilt angle of the imaging device;
the scan control unit tilts the imaging device at the determined tilt angle and performs the further X-ray scan in the adjusted scan range.
5. An X-ray computed tomography apparatus according to claim 4.
前記スキャン制御部は、前記決定された位置に前記天板を移動させて、前記調整されたスキャン範囲で前記更なるＸ線スキャンを実行する、
請求項４に記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。 the adjustment unit determines a position of the top plate based on the position and orientation information such that the medical instrument is located at a center position along a long axis direction of the top plate on which the subject is placed within the scan range;
the scan control unit moves the tabletop to the determined position and performs the further X-ray scan in the adjusted scan range.
5. An X-ray computed tomography apparatus according to claim 4.
前記スキャン制御部は、前記調整されたスキャン範囲と前記調整されたスキャン条件とを用いて、前記更なるＸ線スキャンを実行する、
請求項４、６乃至８のいずれか一項に記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。 the adjustment unit adjusts at least one of a scan condition for a further X-ray scan of the subject and the scan range based on the position and orientation information when a difference between a tip of the medical instrument and a target position to which the tip will reach falls below a predetermined threshold during continuous imaging of the subject;
the scan control unit executes the further X-ray scan using the adjusted scan range and the adjusted scan conditions.
9. An X-ray computed tomography apparatus according to claim 4, 6 or 8.
前記スキャン制御部は、前記調整されたスキャン範囲と前記調整されたスキャン条件とを用いて、前記更なるＸ線スキャンを実行する、
請求項４、６乃至８のいずれか一項に記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。 the adjustment unit sequentially adjusts at least one of a scan condition for a further X-ray scan of the subject and the scan range based on the position and orientation information during continuous imaging of the subject;
the scan control unit executes the further X-ray scan using the adjusted scan range and the adjusted scan conditions.
9. An X-ray computed tomography apparatus according to claim 4, 6 or 8.
請求項４、５および８のいずれか一項に記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。 the adjustment unit adjusts the scan range based on the position and orientation information so as to capture an image of the medical instrument inside the subject.
9. An X-ray computed tomography apparatus according to any one of claims 4, 5 and 8.
前記調整されたスキャン条件で、前記被検体に対して前記更なるＸ線スキャンを実行するスキャン制御部と、
を備える請求項４、５および８のいずれか一項に記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。 an adjustment unit that adjusts a scan condition for a further X-ray scan of the subject based on the position and orientation information;
a scan control unit that executes the further X-ray scan on the subject under the adjusted scan conditions;
9. An X-ray computed tomography apparatus according to claim 4, 5 or 8, comprising:
前記更なるＸ線スキャンにより収集されたデータと前記調整された再構成条件とに基づいて、前記更なるＸ線スキャンに対応するボリュームデータを再構成する再構成処理部と、
をさらに備える請求項４、５および８のいずれか一項に記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。 an adjustment unit that adjusts a reconstruction condition for volume data to be reconstructed by a further X-ray scan of the subject based on the position and orientation information;
a reconstruction processing unit that reconstructs volume data corresponding to the further X-ray scan based on data collected by the further X-ray scan and the adjusted reconstruction conditions;
The X-ray computed tomography apparatus according to claim 4 , further comprising:
請求項１に記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。 a scan control unit that performs perspective projection in at least one view from a tube angle perpendicular to a longitudinal direction of the medical instrument based on the position and orientation information;
2. An X-ray computed tomography apparatus according to claim 1.
請求項１に記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。 a scan control unit that performs at least one perspective projection from a position on a rotating frame facing an end side of the medical instrument on an opposite side to a tabletop along a long axis direction of the medical instrument based on the position and orientation information,
2. An X-ray computed tomography apparatus according to claim 1.
請求項１に記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。 a scan control unit that performs at least one perspective projection from two positions for stereoscopic vision on the rotating frame, centered on a position on the rotating frame facing an end side of the medical instrument on an opposite side to the tabletop, based on the position and orientation information;
2. An X-ray computed tomography apparatus according to claim 1.
前記スキャン制御部は、前記調整された撮影条件で前記透視投影を実行する、
を備える請求項１４乃至１６のいずれか一項に記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。 an adjustment unit that adjusts an imaging condition related to the perspective projection based on the position and orientation information;
The scan control unit executes the perspective projection under the adjusted imaging condition.
17. An X-ray computed tomography apparatus according to claim 14, comprising:
前記表示部は、生成された前記透過像および／または前記レンダリング画像を表示する、
請求項１に記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。 the image processing unit generates a transmission image and/or a rendering image based on the position and orientation information and the volume data;
The display unit displays the generated transmission image and/or the generated rendering image.
2. An X-ray computed tomography apparatus according to claim 1.
前記スキャン制御部は、前記調整された撮影条件と前記調整された撮影位置とを用いて、前記透視投影を実行する、
請求項１４乃至１６のいずれか一項に記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。 an adjustment unit that adjusts at least one of an imaging condition related to perspective projection and an imaging position related to perspective projection based on the position and orientation information when a difference between a tip of the medical instrument and a target position to which the tip will reach falls below a predetermined threshold during continuous imaging of the subject,
The scan control unit executes the perspective projection using the adjusted imaging condition and the adjusted imaging position.
17. An X-ray computed tomography apparatus according to any one of claims 14 to 16.
し、
前記スキャン制御部は、前記調整された撮影条件と前記調整された撮影位置とを用いて、前記透視投影を実行する、
請求項１４乃至１６のいずれか一項に記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。 an adjustment unit configured to sequentially adjust at least one of an imaging condition related to perspective projection and an imaging position related to perspective projection based on the position and orientation information during continuous imaging of the subject;
death,
The scan control unit executes the perspective projection using the adjusted imaging condition and the adjusted imaging position.
17. An X-ray computed tomography apparatus according to any one of claims 14 to 16.
前記位置と前記姿勢とを含む位置姿勢情報を取得し、
前記被検体に対するＸ線スキャンに基づいて得られるボリュームデータと前記位置姿勢情報とに基づいて、前記医用器具を示す領域を含む少なくとも一つの断面に対応する断面画像を生成し、
前記断面画像を表示すること、
を備える制御方法。 Sensing the position and orientation of a medical instrument used for examination or treatment of a subject;
acquiring position and orientation information including the position and the orientation;
generating a cross-sectional image corresponding to at least one cross-section including an area showing the medical instrument based on volume data obtained based on an X-ray scan of the subject and the position and orientation information;
displaying the cross-sectional image;
A control method comprising:
被検体に対する検査または治療に用いられる医用器具の位置および姿勢をセンシングし、
前記位置と前記姿勢とを含む位置姿勢情報を取得し、
前記被検体に対するＸ線スキャンに基づいて得られるボリュームデータと前記位置姿勢情報とに基づいて、前記医用器具を示す領域を含む少なくとも一つの断面に対応する断面画像を生成し、
前記断面画像を表示すること、
を実現させる制御プログラム。 On the computer,
Sensing the position and orientation of a medical instrument used for examination or treatment of a subject;
acquiring position and orientation information including the position and the orientation;
generating a cross-sectional image corresponding to at least one cross-section including an area showing the medical instrument based on volume data obtained based on an X-ray scan of the subject and the position and orientation information;
displaying the cross-sectional image;
A control program that realizes this.
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| JP2023061222AJP2024148251A (en) | 2023-04-05 | 2023-04-05 | X-ray computed tomography apparatus, control method, and control program |
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