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1. (JP4553551) 画像診断方法
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Description

Title of Invention 画像診断方法 EP 01200393.5 20010205 20100929 A61B 6/03 , A61B 6/12 , A61B 19/00 , A61B 5/05 , G01N 24/02 国際公開第99/000052(WO,A1) 特開平7−194616(JP,A) 特開2001−190529(JP,A) IB2002000103 20020115 WO2002062224 20020815 2004518475 20040624 20050114 2008029175 20081117 郡山 順 信田 昌男 後藤 時男  

Claims

1   2   3   4   5   6   7   8   9  

Drawings

1   2    

Description

画像診断方法

EP 01200393.5 20010205 20100929 A61B 6/03 , A61B 6/12 , A61B 19/00 , A61B 5/05 , G01N 24/02 patcit 1 : 国際公開第99/000052(WO,A1)
patcit 2 : 特開平7−194616(JP,A)
patcit 3 : 特開2001−190529(JP,A)
IB2002000103 20020115 WO2002062224 20020815 2004518475 20040624 20050114 2008029175 20081117 郡山 順 信田 昌男 後藤 時男
[]
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、検査区域内における介入器具の位置を映像化する画像診断方法に関する。この方法において、前記器具の位置が決められ、この検査区域の少なくとも2つの生理学的なレイヤイメージと同時に画像の形式で再現される。本発明は、上記方法を実行するためのCT装置及びCT装置を制御するためのコンピュータプログラムにも関する。
【0002】
IVR(interventional radiology)において、外科的介入は、画像診断装置を介して観察している間に行われる。検査区域内における例えばバイオプシーニードル、カテーテル又はプローブのような介入器具の位置は、そのとき決められる。Cアーム型X線装置、CT断層撮影装置又はMR装置もまた、普通に撮影するのに用いられる。治療を施している間に、画像データは、連続して取得され、外科医が前記器具の正確な位置を知り、不注意による内臓の損傷を避け、容易に治療の目的エリアに到達するように前記器具を誘導できるように映像化される。介入器具の周辺の解剖の詳細は、検査区域をオンラインの状態で観察する間に、画像診断装置によって高い空間解像度で再現されるため、IVRは、正確且つ効果的な治療が患者にとって生理学的及び心理学的に最小のストレスだけで実行可能となる。
【0003】
【従来の技術】
ヨーロッパ特許公報第EP 0 860 144 A2号は、外科的介入中に介入器具の位置を決めるために、CT装置を用いて撮影が行われる画像診断方法を開示している。介入器具の位置の表示は、このとき、検査区域の生理学的なボリュームイメージデータ(Volume image data)上に重ねられる。前記器具及び生理学的な画像データの再現の結合が、検査区域における前記位置の映像化を生じさせる。このために、挙げられた既知の方法は、CTを用いても取得される生理学的なボリュームイメージデータからレイヤイメージ(layer image)を選択することであり、2つ以上のレイヤイメージは、このとき、執刀医が介入器具の位置及び経路を測定できるように表示される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
この挙げられた既知の方法は、二次元のレイヤイメージに限定するために、執刀医は、検査区域の不十分な空間的印象しか提供されない。確かに、レイヤイメージが介入器具の付近の解剖の詳細を明らかにするが、確実なやり方且つ必要な慎重さで治療の目的エリアに到達するために、厳しい要求が二次元画像から検査区域内にある前記器具の空間的位置を得なければならない執刀医の空間想像力に課される。既知の方法に従って、介入器具は、この器具の正確な経路が、検査区域の手術前のボリュームイメージに基づいて治療の準備中に既に規定されるときにのみ、制御されたやり方で誘導可能である。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上述したことを考慮すると、本発明の目的は、IVR用の改善された映像化方法を提供することである。この方法は、介入器具の局部的な周辺の解剖学的に詳細な再現を提供すべきであり、この検査区域における前記器具の位置の空間的印象を提供するインタラクティブの撮影を介して、外科医によるこの器具の誘導も容易にすべきである。
【0006】
本目的は、本発明に従って、レイヤイメージの画像平面が介入器具の経路と平行になるように配向されることを特徴とする上述の形式からなる画像診断方法を用いて達成され、これらレイヤイメージは、前記器具の経路が前記画像平面との交差部分の共通ラインを構成するように前記検査区域の三次元画像で再現される。
【0007】
本発明に従い介入器具の周辺からの二次元のレイヤイメージと検査区域の三次元画像との結合は、局部的な解剖の詳細がこの検査区域の空間画像を同時に再現可能にする。生理学的な構造がこのとき、レイヤイメージの画像平面内だけに表示され、この検査区域の残りのボリュームは透明のようである。これらレイヤイメージは、検査区域における画像平面の位置が正確に示されるように三次元画像で再現される。2つ以上のレイヤイメージが同時に再現されるので、前記検査区域における解剖部の空間的印象が得られる。画像平面の交差部分の共通ラインによって、前記検査区域における介入器具の経路が明白に区別され、この事実は、先に記載された既知の方法と比較して、前記器具のインタラクティブな誘導を大幅に簡単にする。その上、前記介入器具の通路に沿って解剖部が完全に再現されるので、前記器具が進行する間に、不意の損傷が確実に避けられる。
【0008】
本発明による方法に従って、生理学的なレイヤイメージは、治療中に画像診断装置によって連続して取得及び復元されるか、事前に取得されるボリューム画像データから発生するかである。しかしながら、この場合、手術前のデータセットは、治療中の患者の位置を登録しなければならない。
【0009】
本発明による方法は、前記レイヤイメージの画像平面が検査区域の三次元画像における対応する湾曲部でも画像化されるという介入器具の湾曲した経路の表示の可能性を提供する。
【0010】
本発明による方法の有利な他のバージョンに従って、検査区域内の目的区域の相対的な空間位置が三次元画像で再現される。介入器具の瞬間位置及びこの器具によって到達すべき治療の目的位置を示す検査区域の空間的調査画像が再現される。外科医はこれによって、表示される画像に基づいてインタラクティブに器具を誘導する可能性を提供し、目的区域が本発明に従う前記画像における画像平面の交差部分の共通ライン上に置かれるように介入器具を誘導することで、所望の目的点に到達することを特に容易にする。治療の目的区域は、通例では手術前の画像診断データ内に置かれ、マーキングされる。この事実は、マーカーの空間位置を治療中に取得される画像データに登録することによって本発明に従う方法を容易に利用することが可能である。
【0011】
目的区域は、本発明に従う任意のやり方で映像化され得る。しかしながら、本発明の形式に依存して、前記目的区域のすぐ近くにある解剖の詳細が重要である場合、この目的区域の三次元の生理学的なボリュームイメージを形成することが有利となる。
【0012】
その上、本発明による撮影方法にとって、経路の再現だけでは、介入器具を誘導するのには不十分であるため、三次元画像での検査区域内における介入器具の位置を再現することも利点となる。このために、介入器具の三次元のボリュームイメージが形成されるか、介入器具の位置が別のやり方でマーキングされるかである。
【0013】
本発明に従う映像化方法において、前記レイヤイメージは、検査区域のボリュームイメージデータから再現される。このような画像データは、手術前に取得された画像データでもよく、又は治療中に連続して取得される画像データでもよい。例えばCT装置又はMR断層X線装置によって適当なボリュームイメージデータが示される。代わりに、レイヤイメージがX線画像診断方法によって作成されるような蛍光透視投影データから直接再現されることも可能である。
【0014】
本発明に従う方法は、三次元で計算される断層X線撮影法を用いて撮影することに関して特別な有利さを提供する。ボリュームイメージデータを形成するためのシングルレイヤ検出装置を備えるスパイラルCT装置の使用は、検査区域を完全に走査した後にのみ常に画像の再現が起こるために、極端に低い画像レートという克服できない欠点を持っている。介入器具の確実な誘導に好ましいインタラクティブな画像レートは、この方法では実現されない。確かに、錐体形ビームCTにおいて、完全なボリューム区域は、放射線源及び検出器の各々個別の回転中に走査される。しかしながら、錐体形ビームCTを用いて取得された投影データからボリュームイメージのデータの組を再現することは、非常に複雑であり、計算時間に関しては厳しいものである。従って、低い画像レートのために、上記撮影方法は治療応用にはあまり適さない。
【0015】
本発明による方法に従って、介入器具の位置及び配向は、前記レイヤイメージに関する画像平面の位置を規定する。結果的に、これら画像平面上に置かれる点の組が検査区域内に規定され、例えば錐体形ビームCTを用いて取得された投影データからの画像の再現は、前記組に限定される。減少した計算の影響によって、本発明による方法は、前記レイヤイメージの再現が、三次元で計算されるX線断層撮影法を用いて瞬間的に取得される投影データに基づいてリアルタイムで連続して更新することを可能にし、執刀医はこれによって介入器具の周辺から瞬間的な解剖画像をインタラクティブに提供される。再現される画像データの動的な更新の可能性は特に、手術前の画像データが上述の理由のために映像化に用いられる先に知られた方法と本発明による方法とを区別する。上記方法の主な問題は、患者が動くことによる解剖部の変化が決して妨げられないという事実がある。従って、実行される治療の形式に依存して、手術前に取得されるボリュームイメージを使用することでさえも危険である。
【0016】
本発明による画像診断方法において、前記画像データから介入器具の位置を直接決めることが有利に可能である。このために、復元されるボリュームデータ若しくはレイヤイメージデータの一方、又は検査区域の蛍光透視投影データが用いられる。介入器具の形状に依存して、幾つかの蛍光透視方向だけに取得される投影画像は、位置の正確な概算に有利に十分である。この位置は、介入器具の特徴的形状又は特殊なX線吸収特性が使用される画像データの解析によって決められる。外部に置かれた位置測定装置は、代わりに前記器具の位置を決めるのに使用される。空間における位置が適当な光センサによって検出される例えば発光ダイオードを備える介入器具が供給される光学的位置決め方法が慣例的に使用される。
【0017】
本発明による方法は、患者のテーブルの周りを回転可能なX線源と検出装置とを含み、介入器具の位置を決める手段も含むCT装置によって実行され、前記放射線源及び検出器は、制御ユニットにより制御され、検査ユニットは表示ユニットによって画像データを再現するように、検出されたX線信号から検査区域の画像データを再現する再現ユニットと通信し、この再現ユニットは、画像平面が介入器具の経路と平行になるように配向されるX線信号のレイヤイメージから再現され、これらレイヤイメージは、前記器具の経路が前記画像平面の交差部分の共通ラインを構成するように、前記表示ユニットによって検査区域の三次元画像で再現される。
【0018】
ハードウェアの特別な適合を必要とせずに、臨床に使用する従来の診断装置、すなわち、本発明による映像化のための適当なプログラムを復元ユニットに単に供給することによって本発明の方法を実行することが有利に可能である。
【0019】
この点に適するコンピュータプログラムは、検査区域のボリュームイメージデータ及び介入器具の位置データからレイヤイメージを生成するプログラムであり、このレイヤイメージの画像平面は、介入器具の経路と平行になるように配向され、この介入器具の経路が画像平面の交差部分の共通ラインを構成するように表示画像を検査区域の三次元画像として表示ユニットにレイヤイメージを出力する。計算された解剖部を介して観察される外科的介入中に、リアルタイムで行われるインタラクティブな撮影に対し、レイヤイメージの再現を連続して更新することが利点であり、このレイヤイメージは、連続して取得される投影データから再現され、この画像の再現は、レイヤイメージの画像平面のエリアに限定される。
【0020】
この種のコンピュータプログラムは、例えばディスク又はCD−ROMのような適当なデータ担体上に通例の画像診断装置のユーザに有利に提供されるが、公のデータネットワーク(インターネット)を介してダウンロードするためにも存在する。
【0021】
【発明の実施の形態】
本発明の実施例は、図を参照して以下に詳細に説明される。
【0022】
図1は、第1レイヤイメージ1及び第2レイヤイメージ2からなる三次元表示である。この三次元画像において、これら2つのレイヤイメージ1及び2は、画像平面の空間的位置によって、これらレイヤイメージ内で認識されるべき解剖の詳細が正しい空間的位置で再現される。これら2つのレイヤイメージ1及び2は、互いに垂直に延在し、交差部分の共通ライン3に沿って交差するように配向され、この交差部分のライン3は、本発明に従う介入器具4の経路を示す。示される介入器具4は、その先端5が三次元画像において検査区域内に正確に置かれたバイオプシーニードルであり、透視画法での再現が、このバイオプシーニードル4の位置及び配向が観察者によって認識されることを保証する。前記レイヤイメージ1及び2に対し、適当な視野角を選択することによって、バイオプシーニードルの先端5の付近の解剖の詳細が正確に認識されることも達成される。
【0023】
図1における検査区域の三次元画像は、治療中にバイオプシーニードル4の先端5が到達すべき目的区域を特徴付ける球体マーカー6も示している。外科医は、この球体6が交差部分のラインの外側にあることをはっきりと認識することができ、従って、バイオプシーニードルがこの経路に沿って他に移動する場合、この目的区域6を見逃してしまうことが示されている。球体6’でマーキングされた目的区域は、両方のレイヤイメージ1、2からなる画像平面にあり、且つ交差部分3のライン上に明らかに置かれ、それ故に、バイオプシーニードル4が到達する。
【0024】
図2に示されるCT装置は、錐体形の放射線ビーム8を放射するX線源9と、X線源9とは反対側に置かれた平面の放射線検出器10とが患者のテーブル11の周りを回転している入り口(portal)7からなる。X線源9及び検出装置10は、この入り口7と通信する制御ユニット12によって制御される。照射ボリューム内において、前記患者のテーブル上に発光ダイオード14を備えたバイオプシーニードル14を置く。この発光ダイオード14によって放射される光は、前記検査区域のバイオプシーニードル13の位置が決められるように、光学的位置測定装置15によって検出される。検出装置10及び位置測定装置15は、本発明に従い、交差するレイヤイメージの画像平面を選択し、表示ユニット17上の表示装置用の上述されるような三次元画像を出力するように、検出装置10の蛍光透視投影データとバイオプシーニードル13の位置データとを処理する再現ユニット16と通信する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に従う検査区域の三次元画像である。
【図2】 本発明に従うCT装置を示す。

Claims

[1]
検査区域内の介入器具の位置を画像診断装置が映像化する画像診断方法であって、前記画像診断装置が、前記介入器具の位置を決定し、前記検査区域の少なくとも2つの生理学的レイヤイメージと同時に前記決定された介入器具の位置を画像の形式で再現する画像診断方法において、前記レイヤイメージの画像平面は、前記介入器具の経路と平行になるように配向され、前記レイヤイメージは、前記介入器具の経路が前記画像平面の交差部分の共通ラインを構成するように前記検査区域の三次元画像で再現され、前記検査区域内の目的区域の前記共通ラインに対する相対的な空間位置が前記三次元画像で再現され、前記相対的な空間位置が、透視画法において、前記介入器具を前記共通ラインに沿って延伸させたとき前記検査区域内の目的区域に達するか否かを示すことを特徴とする画像診断方法。
[2]
請求項1に記載の画像診断方法において、前記検査区域内の前記介入器具の位置は、前記三次元画像で再現されることを特徴とする画像診断方法。
[3]
請求項1に記載の画像診断方法において、前記レイヤイメージは、蛍光透視投影データから再現され、当該画像の再現は、前記レイヤイメージの画像平面のエリアに限定されることを特徴とする画像診断方法。
[4]
請求項3に記載の画像診断方法において、前記レイヤイメージの再現は、連続して取得された投影データに基づいて連続的に更新されることを特徴とする画像診断方法。
[5]
請求項1に記載の画像診断方法において、前記介入器具の位置は、ボリュームイメージデータ又はレイヤイメージデータから決められるか、若しくは前記検査区域の蛍光透視投影データから決められることを特徴とする画像診断方法。
[6]
請求項1に記載の画像診断方法において、前記介入器具の位置は、外部に置かれた位置測定装置を用いて決められることを特徴とする画像診断方法。
[7]
患者テーブルの周りを回転可能なX線源及び検出装置と、前記X線源及び検出装置を制御する制御ユニットと、検査区域内の介入器具の位置を決定する手段と、前記検査区域の少なくとも2つの生理学的レイヤイメージと同時に前記決定された介入器具の位置を画像の形式で再現する再現ユニットとを有し、前記レイヤイメージの画像平面は、前記介入器具の経路と平行になるように配向され、前記レイヤイメージは、前記介入器具の経路が前記画像平面の交差部分の共通ラインを構成するように前記検査区域の三次元画像で再現され、前記検査区域内の目的区域の前記共通ラインに対する相対的な空間位置が前記三次元画像で再現され、前記相対的な空間位置が、透視画法において、前記介入器具を前記共通ラインに沿って延伸させたとき前記検査区域内の目的区域に達するか否かを示す、CT装置。
[8]
コンピュータを、検査区域内の介入器具の位置を決定する手段と、前記検査区域の少なくとも2つの生理学的レイヤイメージと同時に前記決定された介入器具の位置を画像の形式で再現する手段として機能させるためのコンピュータプログラムであって、前記レイヤイメージの画像平面は、前記介入器具の経路と平行になるように配向され、前記レイヤイメージは、前記介入器具の経路が前記画像平面の交差部分の共通ラインを構成するように前記検査区域の三次元画像で再現され、前記検査区域内の目的区域の前記共通ラインに対する相対的な空間位置が前記三次元画像で再現され、前記相対的な空間位置が、透視画法において、前記介入器具を前記共通ラインに沿って延伸させたとき前記検査区域内の目的区域に達するか否かを示す、コンピュータプログラム。
[9]
請求項8に記載のコンピュータプログラムにおいて、前記レイヤイメージの再現は連続して更新され、前記レイヤイメージは、CT装置によって連続して取得される投影データから再現され、前記画像の再現は、前記レイヤイメージの前記画像平面のエリアに限定されることを特徴とするコンピュータプログラム。

Drawings

[ Fig. 1]

[ Fig. 2]