JP2005169070A - Image processing and displaying device and method for controlling the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、医療に用いられる画像処理表示装置に係り、特に、穿刺針を被検体に刺し入れて患部の組織を採取又は治療する穿刺術の計画及び実際の穿刺術中にその作業を支援するための画像処理表示装置に関する。また、本発明は、斯かる画像処理表示装置の制御方法の技術分野にも属する。 The present invention relates to an image processing display device used for medical treatment, and more particularly, to support a work during a puncture plan and an actual puncture plan in which a puncture needle is inserted into a subject to collect or treat a diseased tissue. The present invention relates to an image processing display apparatus. The present invention also belongs to a technical field of a control method for such an image processing display device.
現在、国内における3大疾患のうち、癌疾患による死亡率のみが伸びているが、肝癌はこの癌疾患のなかで約10%を占めしかも増加の傾向にある。けれども、この肝癌の診断においては、超音波診断装置、MRI装置,X線CT装置等の医用画像診断モダリティの技術、例えば3次元画像表示等の進歩によって、早期発見が可能になってきている。 Currently, of the three major diseases in Japan, only the mortality rate due to cancer diseases is increasing, but liver cancer accounts for about 10% of these cancer diseases and is increasing. However, in this diagnosis of liver cancer, early detection has become possible due to advances in medical image diagnostic modalities such as ultrasonic diagnostic apparatuses, MRI apparatuses, and X-ray CT apparatuses, such as three-dimensional image display.
特に、X線CT装置においては、高速回転ヘリカルスキャンと4列、8列、16列などの並列検出器との組み合わせシステムによる3D撮像法が、また、MRI装置においては、傾斜磁場・高周波磁場系・RFコイル系の性能向上に伴う高速撮像法の性能アップによる息止め下の3D撮像法が確立してきたため、従来の2D撮像に比べて格段に診断能が向上してきている。この3D画像による診断は特に3DのCTA(CTアンギオグラフィ)で顕著に進んでいる。 In particular, in the X-ray CT apparatus, a 3D imaging method using a combination system of a high-speed rotating helical scan and parallel detectors such as 4, 8, and 16 columns is used. In the MRI apparatus, a gradient magnetic field / high-frequency magnetic field system is used. Since the 3D imaging method under breath holding has been established by improving the performance of the high-speed imaging method accompanying the improvement in the performance of the RF coil system, the diagnostic ability has been greatly improved as compared with the conventional 2D imaging. Diagnosis based on this 3D image is particularly advanced by 3D CTA (CT angiography).
一方、肝癌の治療法としては、肝動脈内抗癌剤注入療法、肝動脈塞栓療法、低侵襲治療法、開腹外科手術などが知られており、中でも患者への負担が少ない等の理由から低侵襲治療法が最も多く施行される。 On the other hand, hepatic cancer treatment methods include intrahepatic anticancer drug injection therapy, hepatic artery embolization therapy, minimally invasive treatment, open surgery, etc. The law is most often enforced.
低侵襲治療法には、経皮的エタノール注入法(PEIT;Percutaneous Ethanol Injection Technique)やマイクロ波穿刺焼灼法があり、従来から超音波診断装置等によるリアルタイム撮像の下でその穿刺針をモニタして行われてきた。 The minimally invasive treatment methods include percutaneous ethanol injection method (PEIT) and microwave puncture cauterization method. Conventionally, the puncture needle is monitored under real-time imaging using an ultrasonic diagnostic device. Has been done.
最近では、上記焼灼治療法の1つとして高周波焼灼法(RFA;Radio-Frequency Ablation)が脚光を浴び始め、臨床への適用がかなり進められている。このRFAには単一針であるクールチップ(Cool Tip)や複数展開針のRITAがあり、各々現在臨床評価が進められている。これらの穿刺治療は多くの場合、経皮的穿刺によって行われるが腹腔鏡下(パラログラフィ)で上記と同一の穿刺治具を用いて直接、肝臓表面を見ながら、或いはは特殊な超音波プローブを用いて肝臓表面から肝臓内部を見ながら治療を施す方法も臨床的に行われている。 Recently, radiofrequency ablation (RFA) has been in the limelight as one of the above-mentioned ablation treatment methods, and its clinical application has been considerably advanced. This RFA includes a single tip, a cool tip, and a multiple deployment needle, RITA, each of which is currently undergoing clinical evaluation. In many cases, these puncture treatments are performed by percutaneous puncture, but laparoscopically (pararography), using the same puncture jig as described above, while directly observing the liver surface or using a special ultrasonic probe A method of performing treatment while using the surface of the liver to look inside the liver is also clinically performed.
しかしながら、穿刺治療の計画から治療中、及び治療フォローアップの段階では、3次元診断画像が十分に活用されているとはいえないのが現況である。すなわち、近年臨床においては、3次元画像表示は、独立したワークステーション上で多く活用されているが、細胞穿刺採集(生検)も含めた穿刺治療支援という観点からは、治療医にとって使いやすい表示やユーザインターフェースが十分でないという問題があった。 However, in the current state, it cannot be said that the three-dimensional diagnostic image is sufficiently utilized in the stage of puncture treatment, during treatment, and in the treatment follow-up stage. That is, in recent years, three-dimensional image display has been widely used on an independent workstation in clinical practice, but from the viewpoint of puncture treatment support including cell puncture collection (biopsy), a display that is easy for the treating physician to use. There was a problem that the user interface was not enough.
具体的な臨床サイドのニーズとしては、まず、超音波画像では横隔膜などを含め肝臓全体、及び周辺を一度に観察することができないので、3D−CTAの3D立体画像上で安全な穿刺位置の探索を簡便に行いたい、というものがある。また、超音波撮像下での穿刺治療となるので、上記探索時に穿刺針を含む撮像時の超音波断面を想定した3D−CTA画像断面(仮想超音波画像)を3D立体画像上に分かりやすく表示して欲しい、決定した穿刺位置を体表及び骨との関係が分かるように表示して欲しい、というものもある。 As specific clinical needs, first, since the entire liver and the periphery including the diaphragm cannot be observed at once by ultrasonic images, search for a safe puncture position on 3D stereoscopic images of 3D-CTA There is something that wants to do it easily. In addition, since the puncture treatment is performed under ultrasonic imaging, a 3D-CTA image cross section (virtual ultrasonic image) assuming an ultrasonic cross section during imaging including the puncture needle is displayed in an easy-to-understand manner on a 3D stereoscopic image. There is also a request to display the determined puncture position so that the relationship between the body surface and the bone can be understood.
さらに、狭い治療現場に超音波診断装置の外にワークステーション等を置くスペースがないことが多く、例えば治療直前に治療現場内でX線CT装置の3次元画像を操作して確認することが事実上できないことから、穿刺位置の探索、表示を穿刺治療の直前でも超音波装置上で行いたい、というニーズもある。 In addition, there is often no space for placing a workstation or the like outside the ultrasonic diagnostic apparatus in a narrow treatment site. For example, it is a fact that a three-dimensional image of an X-ray CT apparatus is operated and confirmed in the treatment site immediately before treatment. There is also a need to search and display the puncture position on the ultrasonic apparatus even immediately before the puncture treatment.
このような問題に関しては、3次元ボリュームデータから穿刺超音波プローブの位置及び角度に応じた断面画像を表示する穿刺支援装置が提案されているが(例えば、特許文献1参照)、これによっても、穿刺針進入経路上あるいはその近くに穿刺に不適切な部位があるかどうか判断が難しいという問題が残る。 Regarding such a problem, a puncture assisting apparatus that displays a cross-sectional image according to the position and angle of the puncture ultrasound probe from the three-dimensional volume data has been proposed (see, for example, Patent Document 1). The problem remains that it is difficult to determine whether or not there is an inappropriate site for puncture on or near the puncture needle entry path.
また、たとえ穿刺位置が決まっても、体表面上どの位置に穿刺すればよいのか、直感的にわかりにくいという問題もあった。 Moreover, even if the puncture position is determined, there is also a problem that it is difficult to intuitively know where to puncture on the body surface.
さらに、この問題を解決するために、既に3D―CTA画像上などで仮想超音波断面を探索する方法が種々提案されているが、治療対象がX線CT画像上で見えても超音波診断装置上では見えない、或いは見え難いという問題や、治療対象が複数個ある場合に実際に治療する直前での対応が、術前計画で得た画像を参照するだけでは不十分であるという問題が残されていた。 Furthermore, in order to solve this problem, various methods for searching for a virtual ultrasound cross section on a 3D-CTA image have already been proposed, but an ultrasound diagnostic apparatus even if a treatment target is visible on an X-ray CT image. The problem that it is not visible or difficult to see above, and that there are multiple treatment targets, it is not enough to refer to the images obtained in the preoperative plan just before the actual treatment. It had been.
加えて、治療後において他のモダリティとの画像比較が難しいという問題もある。
本発明は、このような従来の画像処理表示装置の問題点に鑑みてなされたもので、穿刺位置から患部中心までの穿刺パス及びその近辺に穿刺に不適当な部位があるかどうかを容易に判断可能な画像処理表示装置及びその制御方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the problems of such a conventional image processing display device, and it is easy to determine whether there is a puncture path from the puncture position to the center of the affected area and whether there is an unsuitable part for puncture. An object of the present invention is to provide an image processing display device that can be determined and a control method thereof.
そして、本発明の他の目的は、穿刺位置を直感的に認識し易い態様で表示する画像処理表示装置及びその制御方法を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide an image processing display device that displays a puncture position in an easily recognizable manner and a control method therefor.
また、本発明の他の目的は、超音波では判別しがたい腫瘍や複数個の腫瘍に対して、治療前に計画された情報を用い、治療直前或いは治療中にそれぞれの腫瘍を簡単に判別することができる画像処理表示装置及びその制御方法を提供することにある。 In addition, another object of the present invention is to easily discriminate each tumor immediately before or during treatment by using information planned before treatment for a tumor or a plurality of tumors that are difficult to distinguish by ultrasound. Another object of the present invention is to provide an image processing display device and a control method thereof.
本発明のさらに他の目的は、穿刺治療計画前或いは治療後において他のモダリティとの画像比較が容易に行える画像処理表示装置及びその制御方法を提供することにある。 Still another object of the present invention is to provide an image processing display device and a control method thereof that can easily compare an image with another modality before or after a puncture treatment plan.
本発明に係る画像処理表示装置は、上述した課題を解決するために、請求項1に記載したように、3次元のボリュームデータを記憶するデータ記憶手段と、該データ記憶手段に記憶された3次元ボリュームデータを再構成して断面情報を生成する断面情報生成手段と、該断面情報生成手段により生成された断面情報に基づいて被検体の断面画像を表示する画像表示手段と、該画像表示手段により表示された上記断面画像上の患部中心を回転中心としてロックするロック手段と、上記断面画像を、常に上記患部中心を含む断面画像を上記画像表示手段に表示させて、任意方向に回転操作する操作手段とを備えるものである。 In order to solve the above-described problems, an image processing display device according to the present invention includes a data storage unit that stores three-dimensional volume data, and a 3 stored in the data storage unit. Cross-section information generating means for reconstructing three-dimensional volume data to generate cross-section information, image display means for displaying a cross-sectional image of a subject based on the cross-section information generated by the cross-section information generating means, and the image display means The locking means that locks the center of the affected area on the cross-sectional image displayed by the rotation center, and the cross-sectional image always displays the cross-sectional image including the center of the affected area on the image display means, and is rotated in an arbitrary direction. Operating means.
好適には、前記画像処理表示装置はさらに、請求項2に記載したように、前記患部中心を含む断面画像となるプレーンカット上、及びプレーンカットとともに表示された断面画像上のいずれかにおいて、穿刺を行う穿刺位置を指定したとき、該穿刺位置と上記患部中心の間を直線で接続して穿刺パスを設定する穿刺パス設定手段を備えるものである。
Preferably, as described in
そして、前記画像表示手段は、好適には、請求項3に記載したように、前記穿刺パス設定手段により設定された穿刺パスの所定範囲内において、上記穿刺パスを交線とする直交2断面画像及び前記穿刺パスと直交する断面画像を所定距離移動した範囲内の断面画像を表示するものであってもよいし、或いは、請求項4に記載したように、前記穿刺パスと仮想的な穿刺超音波断面領域とを合成して表示するものであってもよい。
Preferably, the image display means is an orthogonal two-section image having the puncture path as a cross line within a predetermined range of the puncture path set by the puncture path setting means, as described in
また、請求項5に記載したように、前記画像表示手段は、ボリュームレンダリングにより生成された3次元画像を表示し、前記穿刺パス設定手段は、該3次元画像に基づいて穿刺位置を指定する構成とすることもできる。
In addition, as described in
或いは、請求項6に記載したように、前記画像表示手段は、任意の断面及び直交3断面のMPR画面のいずれかを表示し、前記穿刺パス設定手段は、該任意の断面及び直交3断面のMPR画面のいずれかに基づいて穿刺位置を指定する構成としてもよい。 Alternatively, as described in claim 6, the image display means displays any MPR screen of an arbitrary cross section and three orthogonal cross sections, and the puncture path setting means displays the arbitrary cross section and the three orthogonal cross sections. It is good also as a structure which designates a puncture position based on either of the MPR screens.
さらに、前記画像表示手段は、請求項7に記載したように、前記穿刺パス設定手段により設定された穿刺パスを含む断面画像と、前記穿刺パスを含み前記断面画像と直交する断面画像と、前記穿刺パスに直交する断面画像と、ボリュームレンダリングにより生成された3次元画像とを表示することも可能であり、或いは、請求項8に記載したように、前記穿刺パスを含むボリュームレンダリングにより生成された3次元画像と仮想的な超音波断面画像の合成画像と、超音波診断装置により撮像されたライブ画像とを表示することも可能である。 Further, as described in claim 7, the image display means includes a cross-sectional image including a puncture path set by the puncture path setting means, a cross-sectional image including the puncture path and orthogonal to the cross-sectional image, and It is also possible to display a cross-sectional image orthogonal to the puncture path and a three-dimensional image generated by volume rendering, or, as described in claim 8, generated by volume rendering including the puncture path It is also possible to display a composite image of a three-dimensional image and a virtual ultrasonic cross-sectional image, and a live image captured by an ultrasonic diagnostic apparatus.
一方、前記穿刺パス設定手段は、好適には、請求項9に記載したように、これらの断面画像に穿刺を行うのに不適切な部位が表示されたとき指定された穿刺位置を変更可能に構成するものであってもよい。 On the other hand, preferably, the puncture path setting means can change the designated puncture position when an unsuitable part for puncturing is displayed on these cross-sectional images as described in claim 9. It may be configured.
また、前記データ記憶手段は、請求項10に記載したように、X線3D装置、X線CT装置、MRI装置、超音波診断装置、核医学診断装置の少なくとも1つから3次元ボリュームデータを取得することができる。
Further, as described in
次に、上述した課題を解決するために、請求項11に係る画像処理表示装置の制御方法は、被検体内の情報を表した3次元ボリュームデータに基づいて、被検体内の断面の画像を表示する第1ステップと、該第1ステップに表示された画像上に指定された位置を患部中心として設定する第2ステップと、該第2ステップにより設定された患部中心を回転中心として断面の位置を回転移動させ、その回転移動した断面の画像を前記3次元ボリュームデータに基づいて生成して表示する第3ステップと、前記第3ステップにより表示された画像上の位置を指定することにより穿刺開始位置を設定する第4ステップとを備えるものである。 Next, in order to solve the above-described problem, a control method for an image processing display device according to an eleventh aspect is based on three-dimensional volume data representing information in a subject, and an image of a cross section in the subject is obtained. A first step of displaying, a second step of setting the position designated on the image displayed in the first step as the affected area center, and a position of the cross section with the affected area center set in the second step as the rotation center The puncture is started by designating a position on the image displayed in the third step, and a third step for generating and displaying an image of the cross-section that has been rotated and moved based on the three-dimensional volume data And a fourth step for setting the position.
そして、上述した課題を解決するために、請求項12に係る画像処理表示装置の制御方法は、被検体内の情報を表した3次元ボリュームデータに基づいて生成された断面の画像上に指定された複数の位置を、複数の穿刺パスとして設定する第1のステップと、3次元ボリュームデータに基づいて、上記第1のステップにより設定された穿刺パスにそれぞれ重畳する断面の画像を生成して表示する第2のステップとを備えるものである。 In order to solve the above-described problem, a control method for an image processing display device according to a twelfth aspect is specified on a cross-sectional image generated based on three-dimensional volume data representing information in a subject. Based on the first step for setting a plurality of positions as a plurality of puncture paths and the three-dimensional volume data, a cross-sectional image that is superimposed on the puncture path set by the first step is generated and displayed. And a second step.
また、上述した課題を解決するために、請求項13に係る画像処理表示装置はさらに、前記データ記憶手段により記憶された3次元ボリュームデータからサーフェスレンダリングにより前記被検体の体表面画像を生成する体表面画像生成手段を備え、前記画像表示手段は、上記体表面画像作成手段により生成された上記体表面画像を前記3次元画像に重畳表示するものである。
In order to solve the above-described problem, the image processing display device according to
或いは、請求項14及び15に記載したように、前記画像処理表示装置はさらに、前記データ記憶手段に記憶された3次元ボリュームデータから仮想超音波断面の位置及び穿刺針のいずれかの図形データを生成する図形データ生成手段を備え、前記画像表示手段は、該図形データ生成手段により生成された上記図形データに基づく図形を前記3次元画像に重畳表示するものである。
Alternatively, as described in
好適には、前記画像表示手段は、請求項16に記載したように、前記3次元画像に重ねて表示される前記図形を消去可能に表示するものであっても、請求項17に記載したように、前記3次元画像上に前記被検体の体表上の指標点を重畳表示するものであっても、或いは、請求項18に記載したように、前記3次元画像上に前記被検体の体中線を重畳表示するものであってもよい。
Preferably, as described in
これに対して、上述した課題を解決するために、請求項19に係る画像処理表示装置は、被検体の患部を含む3次元領域に関する3次元ボリュームデータから、治療及び採取のいずれかを行う一つ以上の患部の概略中心の3次元的な位置及び領域を指定する領域指定手段と、該領域指定手段により指定された位置及び領域を含む3D画像を表示する画像表示手段と、被検体内部の撮像対象に対して超音波を送受波する超音波プローブと、該プローブに装着され前記被献体表面に対する前記超音波プローブの相対位置を検出する位置センサとを備え、上記指定された患部位置を示す位置情報及び上記位置センサにより得られたデータを用いて、超音波撮像画像上に前記指定された患部位置を対応させて表示するものである。
On the other hand, in order to solve the above-described problem, an image processing display device according to
好適には、請求項20に記載したように、前記超音波プローブは、1次元アレイ、2次元アレイ、1次元アレイを機械的に走査するメカニカルプローブのいずれかである。 Preferably, the ultrasonic probe is any one of a mechanical probe that mechanically scans a one-dimensional array, a two-dimensional array, and a one-dimensional array.
また、前記画像処理表示装置は、請求項21に記載したように、前記患部の治療領域と体表での1次元アレイの超音波プローブ位置から、3D走査するボリューム形状を患部の指定位置及び領域を含む3D画像上に重畳表示する構成としてもよいし、或いは、請求項22に記載したように、2次元アレイ及びメカニカルプローブのいずれかで3D走査するボリューム形状を、指定位置及び領域を含む3D画像上に重畳表示する構成とすることもできる。
In addition, as described in
より好適には、請求項23に記載したように、前記画像表示手段は、前記被検体の形状を表すボディマークと、前記超音波プローブの該被検体の体表に接する位置を、前記位置センサからの情報に基づいて上記ボディマーク上に示すプローブマークとを表示するものとしてもよい。或いは、請求項24記載したように、前記画像処理表示手段は、さらに前記超音波プローブを表示するグラフィックを記憶するプローブグラフィック記憶手段と、前記3次元ボリュームデータからサーフェスレンダリングにより前記被検体の体表面画像を生成する体表面画像生成手段とを備え、前記画像表示手段は、上記体表面画像作成手段により生成された上記体表面画像上の、前記位置センサにより得られたデータから計算される前記超音波プローブ位置に、前記プローブグラフィックを重畳表示することも可能である。
More preferably, as described in
さらにまた、上述した課題を解決するために、請求項25に係る画像処理表示装置の制御方法は、治療前に指定した患部を含む3次元ボリュームデータから抽出される断面画像及びリアルタイム2D断面画像を表示する第1ステップと、該リアルタイム2D断面画像が前記断面画像と概略同一の断面となった後に、3次元ボリュームデータの空間座標と前記超音波プローブに装着された位置センサデータからの情報による撮像空間座標とを同一として、両画像断面を同時に同期表示する第2ステップとを備えるものである。
Furthermore, in order to solve the above-described problem, a control method for an image processing display device according to
以上述べたように本発明によれば、穿刺位置から患部中心までの穿刺パス及びその近辺に穿刺に不適当な部位があるかどうかを容易に判断可能な画像処理表示装置を得ることができる効果がある。 As described above, according to the present invention, it is possible to obtain an image processing display device that can easily determine whether there is a puncture path from the puncture position to the center of the affected part and whether there is an unsuitable part in the vicinity. There is.
そして、本発明に係る画像処理表示装置によれば、穿刺位置を直感的に認識し易い態様で表示することが可能となる。 According to the image processing display device of the present invention, the puncture position can be displayed in an easily recognizable manner.
また、本発明に係る画像処理表示装置によれば、超音波では判別しがたい腫瘍や複数個の腫瘍に対して、治療前に計画された情報を用い、治療直前或いは治療中にそれぞれの腫瘍を簡単に判別することが可能となる。 In addition, according to the image processing display device according to the present invention, information planned before treatment is used for a tumor or a plurality of tumors that are difficult to discriminate with ultrasound, and each tumor is immediately before or during treatment. Can be easily determined.
さらに、本発明に係る画像処理表示装置によれば、穿刺治療計画前或いは治療後において他のモダリティとの画像比較が容易に行えるので、鑑別診断や治療効果判定を簡便に行うことが可能となる。 Furthermore, according to the image processing display device of the present invention, image comparison with other modalities can be easily performed before or after puncture treatment planning, so that differential diagnosis and treatment effect determination can be easily performed. .
(第1の実施形態)
以下、本発明に係る画像処理表示装置の第1の実施形態について図面を参照して説明する。図1に、本実施形態に係る画像処理表示装置を含む診断システム1全体の概略構成を示す。この診断システム1は、3次元データを収集する3次元データ収集装置11と、この3次元データ収集装置11で収集された3次元ボリュームデータを伝送する病院内のローカルエリアネットワーク(LAN)などのネットワーク13と、このネットワーク13により伝送される3次元データを受信し、後述する処理を行いその結果を表示する画像処理表示装置15と、被検体内に刺入された穿刺針の像をリアルタイムに表示する超音波診断装置16とを備える。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of an image processing display device according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a schematic configuration of an entire
3次元データ収集装置11は、例えば、被検体のX線による断層像を撮影するX線コンピュータ断層撮影装置(X線CT装置)17や、磁気共鳴により被検体の断層像を得る磁気共鳴診断装置(MRI装置)18、或いは超音波による断層像を得る超音波診断装置19(以下、総称して「モダリティ」ともいう。)に各々直接或いはネットワークを介して接続される。そして、これらモダリティにより撮像され、得られた3次元ボリュームデータは、直接或いはネットワークを介して3次元データ収集装置11に伝送される。
The three-dimensional
この3次元データ収集装置11は、得られたデータを処理して表示する機能を、内部に備える構成とであっても、例えばワークステーションにより構成される画像処理表示装置を外部に接続された構成であってもよい。或いは、3次元データ収集装置11は、上記各々のモダリティ内に備えられてもよい。
The three-dimensional
画像処理表示装置15は、例えば図2に示すように、ネットワーク13を介して得られた3次元のボリュームデータを記憶する3次元データ記憶部21と、この記憶部21に記憶された3次元データを処理し、3次元画像の再構成を行う3次元再構成処理部22と、この3次元再構成処理部22において再構成されたデータから断面を含む3次元画像を生成する3次元画像生成部23と、この3次元画像生成部23により生成されたデータに基づいて断面を含む3次元画像を表示する3次元画像表示部24と、この3次元画像表示部24に表示される断面像上に患部が見えたとき医師等のユーザがその位置を特定すると3次元画像生成部23にその点の情報を入力する患部位置特定部25と、穿刺プローブの位置を特定しそのデータを3次元画像情報生成部23に入力するプローブ位置特定部26とを備える。このうち、記憶部21は、半導体メモリ、ハードディスク、CD−ROM、フレキシブルディスク、メモリカード等の記録媒体により構成される。
For example, as shown in FIG. 2, the image
そして、この画像処理表示装置15は、例えばワークステーションにより構成され、図示しないCPUにより制御される。或いは、斯かる画像処理表示機能を有する超音波診断装置16内に一体化されていてもよい。
The image
入力部27は、ユーザが画像処理表示装置15等の各種入力指示を行うインターフェイスであり、この入力部からは、後述するように、穿刺パスを設定するための種々の指示が入力される。この入力部27は、画像処理表示装置15がワークステーションで構成される場合は、例えば、キーボードやマウス等からなり、超音波診断装置16内に一体化されている場合には、例えば、操作パネル、トラックボール、TCS(Touch Command Screen)等からなる。
The
超音波診断装置16は、穿刺時において、超音波プローブにより得られた被検体の患部や、穿刺針の位置を撮像し表示する。なお、本実施形態では、穿刺を行うものとして超音波診断装置16を採用して説明しているが、穿刺に用い得るものであれば、X線CT装置或いはMRI装置であってもよい。
The ultrasonic
続いて、このように構成された本実施形態に係る画像処理表示装置15の動作について、図3に示すフローチャートを参照して説明する。
Next, the operation of the image
X線CT装置17などのモダリティによって採られたCTアンギオなどの3次元ボリュームデータは、一旦3次元データ収集装置11に集められた後、ネットワーク13を介して画像処理表示装置15の3次元データ記憶部21に送られる(ステップS301)。
Three-dimensional volume data such as CT angio taken by a modality such as the
勿論、ネットワークを介さずに、MO、CD−R、DVD−Rなどの記憶媒体に記録された3次元ボリュームデータを、超音波診断装置16や画像処理表示装置15に直接入力することも可能である。
Of course, three-dimensional volume data recorded on a storage medium such as MO, CD-R, and DVD-R can be directly input to the ultrasonic
3次元データ記憶部21に記憶された3次元ボリュームデータは、3次元再構成処理部22において3次元画像処理に適したボクセルデータとして再構成された後、3次元画像生成部23により断面やレンダリング画像として再構成され、3次元画像表示部24に表示される(ステップS302)。
The three-dimensional volume data stored in the three-dimensional
一般に、3次元ボリュームデータから生成される直交3断面は、体軸に直角なアキシャル断面、被検体の前面と体軸面に直交したサジタル断面、及び被検体の前面に平行で体軸面に直交するコロナル断面と呼ばれるが、ここで初期画像として表示されるプレーンカット面43は、アキシャル断面とし、そのボリュームレンダリング画像が3次元画像表示部24に、図4(a)に示すように表示される。
Generally, three orthogonal cross sections generated from three-dimensional volume data are an axial cross section perpendicular to the body axis, a sagittal cross section orthogonal to the front surface of the subject and the body axis surface, and parallel to the front surface of the subject and orthogonal to the body axis surface. The plane cut
また、表示画像は図4(a)に示すように、骨を表わすCT値の領域41とそれ以外の領域42が、同時に表示されるようにボリュームレンダリングにおける透明度を調整するか、或いは2つの領域を別ボリュームとして2ボリュームの同時表示を行うことができる。43は暫定的な断面位置を示すプレーンカット面(PC面)である。
Further, as shown in FIG. 4A, the display image is adjusted in the volume rendering so that the
そして、図3に示すステップS303において、ユーザが、入力部27の図示しないマウス、トラックボールなどのポインティングデバイスを移動又は回転させて移動量及び移動方向、又は回転方向及び回転量を入力すると、図示しないCPUは、プローブ位置特定部26に信号を送出して、3次元ボリュームの画像を表示する断面(プレーンカット面)43を所望の量、方向に回転移動/平行移動させ、その結果を表示させる。
3, when the user moves or rotates a pointing device such as a mouse or a trackball (not shown) of the
図4(b)は、初期画像として表示されたアキシャル断面を平行移動させたプレーンカット面43の一例を示す図である。図4(c)は、初期画像として表示されたアキシャル断面をサジタル面となす直角を確保したまま時計回りに回転移動させた一例を示し、同様に、図4(d)は、反時計回りに回転移動させた一例を示している。
FIG. 4B is a diagram illustrating an example of the plane cut
ユーザは、表示画像のプレーンカット面43のこのような平行移動や回転移動を、治療部位である患部44が見つかるまで繰り返す(ステップS303〜S304)。
The user repeats such parallel movement and rotational movement of the plane cut
こうして、図4(b)に示すように患部44が含まれるプレーンカット面43が得られたならば(ステップS304:Yes)、ユーザは、図4(c)に示すように、入力部27の図示しないマウス等を動かして画面上のカーソルをその患部の中心45まで移動させ、ここでマウスをクリック等することにより信号をCPUに送出すると、CPUは、図2に示した患部位置特定部25に指示を送信して、患部44を特定させる。
Thus, when the plane cut
これに続き、患部位置特定部25は、ステップS305において、患部中心45がプレーンカット面に43含まれるようにロックする。これにより、この後プレーンカット面43を平行移動させることができず、また、回転移動させても、図4(d)に示すように、患部中心45は常にこのプレーンカット面43に含まれる。すなわち、本実施形態におけるプローブ位置特定部26は、本発明におけるロック手段を構成する。
Following this, in step S305, the affected area
次のステップS306では、体表からの穿刺プローブによる穿刺位置の仮設定を行う。これは、ユーザが、3次元画像表示部24に表示されるプレーンカット面43の体表位置を示すカーソル位置を、入力部27の図示しないマウス、トラックボールなどのポインティングデバイスを用いて移動させ、クリックすることにより図示しないCPUに信号を送出し、CPUがプローブ位置特定部26に対して指示することにより行う。
In the next step S306, provisional setting of the puncture position by the puncture probe from the body surface is performed. This is because the user moves the cursor position indicating the body surface position of the plane cut
例えば、図5(a)に示すように、まずプレーンカット面43の縁の穿刺プローブが置かれる可能性のある線51を設定する。このような線51の設定は、X線CT装置17による撮像時に肋骨間の線がわかるように撮影し、例えば骨よりCT値が高く高輝度に撮影される線状、又は2点のランドマークが入っている画像をプレーンカット面43上で見ながら操作することによって行われる。
For example, as shown in FIG. 5A, first, a
そして、この線51上の1点を、ユーザがマウスなどでクリックすることにより、穿刺位置が仮設定される。この点は、例えば図5(a)に示すように中心点52であり、あるいは、図5(b)に示すように穿刺プローブが置かれる可能性のある線51上の片方の端点53である。このように、本実施形態におけるプローブ位置特定部26は、本発明における穿刺パス設定手段をも構成する。
When the user clicks one point on the
このようにして、プローブの穿刺位置が仮設定されると、ステップS307において、プローブ位置特定部26により、この穿刺位置と患部中心45の間に直線54が仮想的に引かれ接続される。この直線54は、上述のように仮設定された位置に穿刺プローブが穿刺されたとき、患部に到達するまでの仮の穿刺パスを意味する。
In this way, when the puncture position of the probe is provisionally set, a
ユーザはこの表示状態で、上記のように設定された仮の穿刺パス54の近くに、穿刺するに際して危険な血管など不適切な部位がないかを判断する。例えば、穿刺パス54の近く(例えば10mm以内)に血管があると、そのパスを穿刺パス54とすることは適当でない。この判断は、患部中心45を含むようにロックされたプレーンカット面43を任意に回転移動させて行う。
In this display state, the user determines whether there is an inappropriate site such as a dangerous blood vessel for puncturing near the
このように仮設定した穿刺パス54の近くに穿刺に不適切な部位が発見されれば、設定された仮の穿刺パス54は削除され(ステップS308:No)、ユーザは、ステップS306に戻って、仮に設定した穿刺位置を変え、別のところに穿刺位置を再度、仮設定する。このステップは、穿刺パス54が確定するまで繰り返される。
If a site inappropriate for puncturing is found near the temporarily set
そして、このように仮の穿刺パス54の近くに不適切な部位が見あたらない場合には、マウス等を移動することによりカーソルを断面画像表示部24の画面上の「穿刺パス確定」ボタン上に移動させてそこでクリックする等により、設定された仮の穿刺パス54確定の指示を画像処理表示装置15のCPUに送出する。この指示を受けたCPUは、プローブ位置特定部26に信号を送信して、設定された仮の穿刺パス54を確定させる(ステップS308:Yes)。
If an inappropriate part is not found near the
このように、患部中心と穿刺位置を直線で接続して穿刺パス54を設定することにより、付近に穿刺に不適切な部位がないかどうかを容易に検出することが可能となる。したがって穿刺手術の直前でも迅速且つ簡易に穿刺に適当な位置を見つけることができる。
Thus, by setting the
しかしながら、これに加えて、さらに穿刺位置の設定を安全確実にするために、以下のステップを追加することもできる。すなわち、次のステップS309において、CPUは、ユーザの指示により、3次元画像生成部23に、図6(a)に示すように、仮の穿刺パス54(直線)を交線とする直交2断面63,64と、この交線と直交する断面65の計3断面の画像を生成させ、この3断面を、図6(c)に示すように、3次元画像表示部24に表示させるかどうかを選択する(ステップS309)。ここでこの表示を選択しなければ(ステップS309:No)、穿刺パス54は最終的に確定する。
However, in addition to this, the following steps can be added in order to make the setting of the puncture position safe and reliable. That is, in the next step S309, the CPU instructs the three-dimensional
一方、この表示を選択すれば(ステップS309:Yes)、以下の処理を行う。具体的には、仮穿刺パス54を中心軸としてこの軸が固定され、この回転軸回りに回動するプレーンカット面43の軸回転操作モードとなり、マウスなどを用いて肋骨間の線に合うようにプレーンカット面43を回転させる。
On the other hand, if this display is selected (step S309: Yes), the following processing is performed. Specifically, this axis is fixed with the
なお、上記のように仮の穿刺パス54が確定し、仮の穿刺パス54(直線)を交線とする直交断面63を仮想的な穿刺超音波断面66に回転設定したときには、図6(a)に示すように、治療で使用する超音波プローブの種類に応じた超音波断面の範囲を表わすROI(関心領域:Region Of Interest)62を合成して表示するようにしてもよい。
When the
また、仮想的な穿刺超音波断面66上において、穿刺針の穿刺位置の概略位置をユーザがマウスなどでクリックすると、その点と患部中心45を仮想的な穿刺針として例えば点線で合成表示し、このときのその仮想穿刺針61の仮想穿刺超音波断面66上での長さを、同一画面上に表示するようにすることも可能である。
Further, on the virtual puncture
仮想穿刺針61の表示方法としては、さらに、治療に使用する超音波プローブの穿刺針の固定冶具に応じて超音波プローブ線が設定されたときに自動的に、穿刺パス54を表示するように構成してもよい。
As a display method of the
加えて、仮想穿刺針61の表示位置が確定したとき、プレーンカット面43を含むボリュームレンダリング画像は、図6(b)に示すように、別画面あるいは別ウィンドウ上にROI62を含む仮想穿刺超音波断面66の画像を中心として表示するようにしても良い。
In addition, when the display position of the
図6(c)は、このように設定された直交3断面の、3次元画像表示部24での画面表示の一例を示す図である(ステップS310)。この画面上で、左上には、穿刺パス54を中心軸として回転させて、仮想穿刺パス54を交線とする直交2断面63,64(図6(a)参照。)の一方63が、ROIを含む仮想穿刺超音波断面66に合わせて表示され、右上には、左上の断面像に対して、穿刺パス54を中心軸として直交する断面64が表示され、下には、穿刺パス54に対して直交する断面65が示されている。また、中心軸を共有する直交2断面63,64上には、図9(a)に示す、中心軸に垂直な断面67の位置を示す線67aがあり、この線67aと中心軸に直交する断面63,64とは同期して表示される。
FIG. 6C is a diagram showing an example of a screen display on the three-dimensional
上述した穿刺パス54の観察段階(ステップS310)において、上記のような不適切な部位が見あたらない場合には、ユーザは、マウス等を3次元画像表示部24の画面上の「穿刺パス確定」ボタン上に移動させてクリックする等により、設定された穿刺パス54確定の指示を画像処理表示装置15のCPUに送出する。この指示を受けたCPUは、プローブ位置特定部26に信号を送信して、設定された仮の穿刺パス54を最終的に確定させる(ステップS311:Yes)。
In the observation stage of the
一方、上記のような不適切な部位が見つかった場合であって(ステップS311:No)、設定した穿刺位置を変え、別のところに穿刺位置を再度設定するに際し、現在の仮想穿刺超音波断面66内での患部中心45を中心とした回転操作による穿刺パス54での位置変更で調整を行う、言い換えれば、同一プレーンカット面43内でのみ穿刺パス54の位置を変更するときは(ステップS312:No)、CPUは、プローブ位置特定部26に対して、図6(a)のプレーンカット面43を含むボリュームレンダリング画像の画面(ステップS310)に戻って、ROI62と仮想穿刺針61を現在のプレーンカット面43内で同時に回転させて、その回転に同期して図6(b)〜(c)の画像を変更させる。
On the other hand, when an inappropriate site as described above is found (step S311: No), when the set puncture position is changed and the puncture position is set again elsewhere, the current virtual puncture ultrasonic cross section When adjustment is performed by changing the position of the
これに対し、現在の仮想穿刺超音波断面66内での穿刺パス54の調整でも障害物(不適当な部位)があるときは(ステップS312:Yes)、CPUは、ユーザの指示により、プローブ位置特定部26に対して、再度、図6(a)のプレーンカット面43を含むボリュームレンダリング画像画面に戻って、別の肋骨間、あるいは肋骨弓下を穿刺挿入位置としてプレーンカット面43の回転操作を行わせ、仮想穿刺パス54の位置調整を行わせる。すなわち、ステップS306に戻って、穿刺位置の仮設定からやり直すことになる。
On the other hand, when there is an obstacle (unsuitable part) even in the adjustment of the
このように、ステップS308において設定された穿刺パス54を、穿刺パス54を一つの交線とする直交3断面で表示して確認することにより、付近に穿刺に不適切な部位がないかどうかをさらに確実に検出することができる。
In this way, the
(変形例1)
仮想穿刺超音波断面66の変形例として、異なる肋骨間や肋骨弓下の複数のプレーンカット面43に対応する仮想穿刺超音波断面66を、図7に示すように、同時に表示させる構成としてもよい。すなわち、図7(a)に示すように、任意のプレーンカット面43,43A,43Bを、患部中心45を含み、各々の断面は異なる肋骨間位置や肋骨弓下に合わせてユーザがその位置(例えばプローブの線位置)を指定することにより決定し設定する。そして、各々のプレーンカット面43,43A,43Bに対応する仮想穿刺超音波断面66,66A,66Bを、図7(b)に示すように並列表示する。ユーザは、例えばこれらの断面から最適な断面を選択して穿刺針の調整を行うことができる。
(Modification 1)
As a modified example of the virtual puncture
(変形例2)
ところで、肝臓は呼吸時相によって横隔膜の位置が異なる。すなわち、腹式呼吸においては吸気時に下がり、呼気時に上がるために、吸気時の息止め状態で撮影されるX線CT画像と、必ずしも吸気時に行われない超音波診断装置を用いた穿刺治療時とは肝臓の肋骨間に対する相対位置が異なる。そのため、同じ肋骨間からの超音波断面が略+1cmから略−1cmの範囲でシフトする。
(Modification 2)
By the way, in the liver, the position of the diaphragm differs depending on the respiratory phase. That is, in abdominal breathing, it falls at the time of inhalation and rises at the time of exhalation, so an X-ray CT image taken in a breath-hold state at the time of inspiration, and a puncture treatment using an ultrasonic diagnostic apparatus that is not necessarily performed at the time of inspiration Have different relative positions with respect to the ribs of the liver. Therefore, the ultrasonic cross section from between the same ribs shifts in the range of about +1 cm to about -1 cm.
そこで、図7と同様に図8に示すように、初期のプレーンカット面43に対応する仮想超音波断面66を中心として、異なる呼吸時相毎に想定される肋骨間位置や肋骨弓下に合わせて、患部中心を含む一定間隔の角度を有する複数のプレーンカット面43C,43Dを設定し、これら43C,43Dに対応する仮想超音波断面66C,66Dを同時に並列表示する。ユーザは、例えば超音波診断装置16に表示されるリアルタイム画像と見比べながら、これらの中の一断面から最適な断面を選択して穿刺針の調整を行う。
Accordingly, as shown in FIG. 8 as in FIG. 7, the virtual
このように、複数の仮想穿刺超音波断面を並列表示することは、呼吸時相の影響を低減させる場合に特に有効である。 In this way, displaying a plurality of virtual puncture ultrasound cross-sections in parallel is particularly effective in reducing the influence of the respiratory phase.
(第2の実施形態)
次に本発明の第2の実施形態について説明する。本実施形態は、第1の実施形態の図3に示すフローチャートにおいて、ステップS305の患部中心45を固定した後の表示方法の他の例、すなわち、直交3断面MPR(Multi Planar Reconstruction)とその中の1断面をボリューム画像として表示するものである。したがって、本実施形態に係る画像処理表示装置15の概略構成は、第1の実施形態におけるものと実質的に同じであり、説明を省略する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described. This embodiment is another example of the display method after fixing the
すなわち、ユーザによっては、3次元ボリューム画像で見るよりも、MPRで見た方が、より見易く、患部の発見が容易である場合がある。本実施形態は、斯かるニーズに答えるためのものである。 That is, depending on the user, it may be easier to see with MPR than with a three-dimensional volume image, and it may be easier to find the affected area. The present embodiment is for answering such needs.
図9は、3次元画像表示部24に表示される直交3断面MPR画像を示すものであり、(a)面はある方向における断面画像、(b)面は(a)面の断面画像上の患部中心45を通る軸102の直交断面画像であり、(c)面は(a)面の断面画像上の患部中心45を通る軸103を通る直交断面画像である。また、(d)面は3次元ボリュームデータに基づく胸郭全体の画像であり、参照画像として表示される。
FIG. 9 shows an orthogonal three-section MPR image displayed on the three-dimensional
図9の(a)(b)(c)面に示した断面の平行移動操作、及び/又は患部中心45を固定した回転操作を行うことにより、少なくとも(a)面に示す断面において、例えば単一針の穿刺針先端、すなわち患部中心45がほぼ中央に表示されるようにする。またこのMPR断面の画像操作に同期して(d)面に示す参照画像のプレーンカット面43も更新して表示される。またこの参照画像上には(a)面の上下、左右を示す方向指示表示104が合成表示される。
By performing the parallel movement operation of the cross section shown in the planes (a), (b), and (c) of FIG. 9 and / or the rotation operation with the
図9の(a)面に示す断面上で、穿刺針先端を治療中心ロック点(患部中心45)としてユーザがマウスなどでクリックして3次元空間の1点を指定する。この時点で第1の実施形態と同様に指定点を固定(ロック)して以後のプレーンカット面43の回転操作において、この患部中心45を含んだプレーンカット面43の設定を行う(図3のステップS305)。
On the cross section shown in the plane (a) of FIG. 9, the user clicks the tip of the puncture needle as a treatment center lock point (affected part center 45) with a mouse or the like to designate one point in the three-dimensional space. At this point, the designated point is fixed (locked) as in the first embodiment, and the plane cut
次に、図10において、(a)面に示す断面上で、患部中心45を中心とした回転操作を行い、第1の実施形態における場合と同様に、超音波プローブ位置を指定して、仮想穿刺超音波断面66を決定し、さらに第1の実施形態における場合と同様に、ROI62及び仮想穿刺針61を合成して表示する。図10の(b)(c)(d)面は、図9の(b)(c)(d)面と同様の図である。仮想穿刺超音波断面66の位置調整などの操作は患部中心45を中心とした回転操作で行う。
Next, in FIG. 10, on the cross section shown in the plane (a), a rotation operation about the
仮想穿刺針61の穿刺する位置が決定した段階で、図11において(a)(b)(c)(d)面に示すように、仮想穿刺針61を垂直にした断面像、仮想穿刺針61を含むプレーンカット面43との直交断面画像、仮想穿刺針61の直交断面画像、及び参照画像が表示されることになる(図3のステップS310)。
When the puncture position of the
なお、この実施形態の変形例として、図10において示した(a)(b)(c)面の3断面MPR及びプレーンカット面43の表示はそのままとして、図12に示すように、仮想穿刺針61を含むプレーンカット面43との直交断面画像である(e)面(図11における(b)面)と、仮想穿刺針61に対する垂直断面画像である(f)面(図11における(c)面)とを追加して、別ウィンドウとして表示するようにしてもよい。
As a modification of this embodiment, as shown in FIG. 12, the virtual puncture needle is shown with the display of the three cross sections MPR and the plane cut
このように本実施形態では、穿刺パス54の設定をMPRを見ながら行えるので、臨床の多様なニーズに答えることが可能となる。
As described above, in this embodiment, the setting of the
(第3の実施形態)
次に、本発明に係る画像処理表示装置の第3の実施形態について、図を参照して説明する。本実施形態は、第1の実施形態の図3に示すフローチャートにおいて、ステップS305の患部中心45を指定する表示方法の他の例を表示するものである。したがって、本実施形態に係る画像処理表示装置15の概略構成は、第1の実施形態におけるものと実質的に同じであり、説明を省略する。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the image processing display device according to the present invention will be described with reference to the drawings. This embodiment displays another example of the display method for designating the
図13は、患部中心45(すなわち、治療中心ロック点)を指定する方法の変形例として、MPR断面ではなく、例えばボリュームレンダリングの1表示方法である最大値投影法の画像や、透明度を設定できるボリュームレンダリング表示を用いる。 FIG. 13 shows, as a modified example of the method for designating the affected part center 45 (that is, the treatment center lock point), instead of the MPR section, for example, an image of the maximum value projection method which is one display method of volume rendering, and transparency can be set. Use volume rendering display.
一般に、超音波による画像は、他の医療用診断機器と比較してコントラストが低く、通常のボリュームレンダリングによる表示では、表示対象である胆嚢、腫瘍、血管等がはっきり見えない場合がある。この様なコントラストの低い画像を補う手段として、レンダリング処理において、レイ上のボクセル値の濃度値をパラメータとして調節することで、投影像のコントラストを調節する方法が考えられる。以上のボクセル値の最大値を撮影する方法は、特に最大値投影法と呼ばれる。 In general, an ultrasonic image has a low contrast as compared with other medical diagnostic devices, and a gallbladder, a tumor, a blood vessel, or the like, which is a display target, may not be clearly visible in a normal volume rendering display. As a means for compensating for such an image having a low contrast, a method of adjusting the contrast of the projected image by adjusting the density value of the voxel value on the ray as a parameter in the rendering process can be considered. The method for photographing the maximum value of the above voxel values is particularly called a maximum value projection method.
画像処理表示装置15の3次元画像生成処理部23は、一のボリュームデータに対して、最大値投影法によるレンダリング処理を行う。最大値投影法は、レイ上に存在する(レイが通過する)ボリュームデータのボクセル値の最大値を、投影像のピクセル値とするレンダリング処理である。一般に、エコー強度が大きいほど対応するボクセル値も大きくなる。従って、エコー強度の高い組織や組織境界面を取り出した投影画像を得ることができる。
The three-dimensional image
図13(a)に示す観測時点での画像上で、治療対象部位の中心点(患部中心45)を治療中心点としてユーザがクリックすると、3次元画像生成部23は、現在のボリュームを見ている視線方向Vでクリック点を含む直線162を表わすグラフィック或いは最大画素輝度を有する3次元画素(ボクセル)データをオリジナルのボリュームデータ内に埋め込む。その点161は、図13(b)に示すように、例えば最大輝度の点161として表示される。
When the user clicks the center point of the treatment target region (affected area center 45) as the treatment center point on the image at the observation time shown in FIG. 13A, the three-dimensional
次いで、図13(c)に示すように、そのボリュームレンダリング画像を回転させると、直線グラフィック162或いは最大輝度線が直線162として見える状態になり、この状態でその画面上で再度治療対象部位の中心点45を治療中心点としてユーザがクリックし、3次元空間内の1点を患部中心45として指定する。
Next, as shown in FIG. 13C, when the volume rendering image is rotated, the straight line graphic 162 or the maximum luminance line is seen as a
なお、この変形例として、初めから例えば90度異なる視点から見たボリューム画像を2画面として表示しておいて、片方の画像上で患部中心45を最初に指定した後、直ちにもう一方の画像上に、直線グラフィック162あるいは最大輝度直線を表示するようにしてもよい。
As a modified example, a volume image viewed from a viewpoint different from 90 degrees, for example, is displayed as two screens from the beginning, and the affected
このように本実施形態では、穿刺パスの設定に際し、最大値投影法の画像や、透明度を設定できるボリュームレンダリング表示を用いているので、超音波による画像等、コントラストが低く、通常のボリュームレンダリングによる表示では、表示対象である胆嚢、腫瘍、血管等がはっきり見えない場合でも容易に穿刺パスを設定することができる。 As described above, in the present embodiment, when setting the puncture path, the image of the maximum value projection method and the volume rendering display capable of setting the transparency are used. In the display, a puncture path can be easily set even when the gallbladder, tumor, blood vessel, or the like that is the display target cannot be clearly seen.
(第4の実施形態)
次に、本発明に係る画像処理表示装置の第4の実施形態について、図を参照して説明する。本実施の形態の画像処理表示装置は、第1の実施形態における穿刺パス設定方法に追加して、さらに精密に患部を設定するステップを有する点で、第1の実施形態におけるものと基本的に相違し、他のステップは第1の実施形態と実質的に同じであるので、先行するステップについては説明を省略する。
(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment of the image processing display device according to the present invention will be described with reference to the drawings. The image processing display device of the present embodiment is basically the same as that of the first embodiment in that it has a step of setting the affected area more precisely in addition to the puncture path setting method in the first embodiment. Since the other steps are substantially the same as those in the first embodiment, the description of the preceding steps is omitted.
図6(a)に示す、穿刺パスを一つの交線とする直交3断面が表示された後(図3のステップS310)、ユーザにより、マウス等を用いて中心軸に垂直な断面65がドラッグ&ドロップされると、その情報を受けたCPUは、プローブ位置特定部26に指示を送出して、図14に示すように、この中心軸に垂直な断面65を患部中心45から穿刺位置までの穿刺パス54に沿ってドラッグ量に見合った量だけ平行移動さる(ステップS401)。
After the three orthogonal cross sections with the puncture path as one intersection line are displayed as shown in FIG. 6A (step S310 in FIG. 3), the
ユーザは、このように中心軸に垂直な断面65を平行移動させながら、近くに肺や横隔膜、主幹血管など不適切な部位がないかどうか、観察、確認する。そして、このような平行移動を、仮想穿刺パス54を交線とする直交2断面63,64についても行い、近くに肺や横隔膜、主幹血管など不適切な部位がないかどうか、観察、確認する。
The user observes and confirms whether there is an inappropriate site such as the lung, the diaphragm, or the main blood vessel in the vicinity while translating the
上述した穿刺パス54の観察段階(ステップS401)において、不適切な部位が見あたらない場合には、ユーザは、マウス等を3次元画像表示部24の画面上の「穿刺パス確定」ボタン上に移動させてクリックする等により、設定された穿刺パス54確定の指示を画像処理表示装置15のCPUに送出する。この指示を受けたCPUは、プローブ位置特定部26に信号を送信して、設定された仮の穿刺パス54を最終的に確定させる(ステップS402:Yes)。
In the observation stage of the
一方、上記のような不適切な部位が見つかった場合であって(ステップS402:No)、設定した穿刺位置を変え、別のところに穿刺位置を再度設定するに際し、現在の仮想穿刺超音波断面66内での患部中心45を中心とした回転操作による穿刺パス54での位置変更で調整を行う、言い換えれば、同一プレーンカット面43内でのみ穿刺パス54の位置を変更するときは(ステップS403:No)、CPUは、プローブ位置特定部26に対して、図6(a)のプレーンカット面43を含むボリュームレンダリング画像の画面(図3のステップS310)に戻って、ROI62と仮想穿刺針61を現在のプレーンカット面43内で同時に回転させて、その回転に同期して図6(b)〜(c)の画像を変更させる。
On the other hand, when an inappropriate site as described above is found (step S402: No), when the set puncture position is changed and the puncture position is set again elsewhere, the current virtual puncture ultrasonic cross section When adjustment is performed by changing the position of the
これに対し、現在の仮想穿刺超音波断面66内での穿刺パス54の調整でも障害物(不適当な部位)があるときは(ステップS402:Yes)、CPUは、ユーザの指示により、プローブ位置特定部26に対して、再度、図6(a)のプレーンカット面43を含むボリュームレンダリング画像画面に戻って、別の肋骨間、あるいは肋骨弓下を穿刺挿入位置としてプレーンカット面43の回転操作を行わせ、仮想穿刺パス54の位置調整を行わせる。すなわち、図3のステップS306に戻って、穿刺位置の仮設定からやり直すことになる。
On the other hand, when there is an obstacle (unsuitable part) even in the adjustment of the
以下に、このように直交3断面を平行移動させる場合の、患部44の見え方、平行移動の範囲について、詳細を説明する。図16は、上述のように平行移動させた場合の、仮想穿刺パスを交線とする直交断面63,64、及び交線と直交する断面65の画像(図6(c)参照)中の、患部44を模式的に拡大したものである。
The details of how the
仮想穿刺パスを交線とする直交断面63は、平行移動されていない状態、すなわち、患部中心45を含む断面を示す。したがって、患部44は、最大の状態で見えている。それに対し、仮想穿刺パスを交線とする直交断面64、及び交線と直交する断面65は、それぞれ64a及び65aに平行移動されているので、断面が患部を切断する部分が見えることになり、患部中心45を含む断面よりも小さく見える。
An
この仮想超音波断面上には、患部中心45を中心とし、患部44よりも大きい球の円殻(焼灼範囲)71が合成して表示される。この球殻71の大きさは、球の直径、半径、又は体積を特定することによって指定する。この球殻71を指定するパラメータは直交3断面の平行移動に連動して表示される。上記円殻71によってユーザはRFAの焼灼範囲の確認を行うことができる。
On this virtual ultrasonic cross section, a spherical shell 71 (cautery range) 71 centered on the
この場合、直交3断面の平行移動は、球殻71の直径を超えてはできないように制限することができる。これにより、必要以上に直交3断面が移動する無駄を省くことができる。なお、本実施形態では、このシフト可能範囲を球殻71の大きさに合わせて、球状に設定されているが、これに限られず、患部44の形状等に合わせて、立方体や直方体、或いは紡錘形とすることができる。
In this case, the parallel movement of the three orthogonal cross sections can be restricted so as not to exceed the diameter of the
上記RFAの焼灼範囲の3次元的な領域を確認するために、図16に示すように仮想超音波断面をこの球表面に接する範囲で平行移動できるモードにおいて観察する。このとき、各仮想超音波断面上では、球殻71の位置に対応して球の円殻の大きさが変わる。前記仮想穿刺パス54上で患部中心45を移動することにより、上記RFAの焼灼範囲の3次元的な領域が同期して更新表示される。このとき、仮想穿刺軸に垂直な断面が患部中心に位置していた場合は、患部中心45を、平行移動に同期して仮想穿刺軸に垂直な断面も更新表示されるようになっていてもよい。
In order to confirm the three-dimensional region of the ablation range of the RFA, as shown in FIG. 16, the virtual ultrasonic cross section is observed in a mode in which it can be translated in a range in contact with the sphere surface. At this time, the size of the spherical shell of the sphere changes corresponding to the position of the
また、第2の実施形態において説明したMPRを用いて穿刺パスを設定する場合においても、治療範囲を表わす球殻71を上述と同様の方法で指定し、図11における(a)(b)(c)面の断面上にその球殻71を合成表示するようにしてもよい。
Moreover, also when setting a puncture path | pass using MPR demonstrated in 2nd Embodiment, the
本実施形態においては、第1の実施形態における手段に加えて穿刺パス54が直交3断面のうちの2断面の交差線となる断面画像及び穿刺パス54と直交する断面画像の平行移動した画像も調べるので、付近に穿刺に不適切な部位がないかどうかをより精密に検出することができる。
In the present embodiment, in addition to the means in the first embodiment, a cross-sectional image in which the
(第5の実施形態)
次に、本発明に係る画像処理表示装置の第5の実施形態について、図を参照して説明する。本実施の形態の画像処理表示装置15は、第1の実施形態において穿刺パスが設定された後に、斯かる3次元画像に体表面を表す画像等を重畳して表示する点で、第1の実施形態におけるものと基本的に相違し、他のステップは第1の実施形態と実質的に同じであるので、先行するステップについては説明を省略する。
(Fifth embodiment)
Next, a fifth embodiment of the image processing display device according to the present invention will be described with reference to the drawings. The image
図17は、本実施形態に係る画像処理表示装置の動作を説明するフローチャートである。穿刺パスが確定されると(図3のステップS311:Yes)、画像処理表示装置15の入力部27にある図示しない操作パネル上のボタン或いはキーボードのキーの押下等によって、撮像された全体ボリューム画像を対象にして、画像処理表示装置15の3次元画像生成処理部23において、サーフェス(表面表示用)レンダリングにより被検体の体表面のみの画像を作成するとともに(ステップS501)、ステップS502において、被検体の骨の位置及び形状が確認できる3次元画像をボリュームレンダリングにより作成する。すなわち、本実施形態に係る3次元画像生成処理部23は、本発明における体表面画像生成手段を構成する。
FIG. 17 is a flowchart for explaining the operation of the image processing display apparatus according to the present embodiment. When the puncture path is confirmed (step S311: Yes in FIG. 3), the entire volume image captured by pressing a button on an operation panel (not shown) on the
そして、次のステップS503においては、仮想穿刺超音波断面66の位置及び仮想穿刺針61を図形的に示す図形データを作成する。
In the next step S503, graphic data that graphically indicates the position of the virtual puncture
ステップS504においては、このようにして得られた体表面画像と3次元画像を重畳して表示する。図18(a)において、61は仮想穿刺針であり、66は仮想穿刺超音波断面を示しているが、図18(b)に示すように体表面73の画像と、骨41の位置、形状が表示される画像が得られ、仮想穿刺超音波断面66の位置及び仮想穿刺針61の位置を示す図形も表示される。
In step S504, the body surface image and the three-dimensional image obtained in this way are superimposed and displayed. In FIG. 18A,
仮想穿刺超音波断面位置66の位置や穿刺針61の図形が表示されると見難くなるような場合には、これらを表示しないようにすることもできる。図19(a)は、図18(a)と同様な仮想穿刺針61と仮想超音波断面66を示す3次元画像を示す図であり、図19(b)は、仮想穿刺針61は表示しているが、仮想穿刺超音波断面66の位置の図形、及び患部44を消した状態を表示している。
When the virtual puncture ultrasonic
本実施形態では、仮想穿刺針61による穿刺位置が定まってから仮想穿刺超音波断面位置66の位置を表示する場合について説明した。しかし、本実施形態の変形例として、穿刺位置を決定する前、すなわち、例えば図3のフローチャートで言えば、ステップS308の穿刺パスが最初に設定された段階で、図18と同様に、3次元画像の表示と同期して、仮想穿刺超音波断面位置66や仮想穿刺針61の図形を表示することもできる。
In the present embodiment, the case where the position of the virtual puncture ultrasonic
このように、穿刺位置決定の段階で仮想穿刺超音波断面位置66や仮想穿刺針61の図形を表示すれば、具体的にどの位置に穿刺を行うことを仮定しているかを確認することができる。また、3次元画像と体表面画像を同期して表示することも可能である。
In this way, if the virtual puncture ultrasonic
また、図20に示すように、体表の輪郭抽出を行い、その情報に基づき、胸骨、肋骨の解剖学的な指標として、例えば剣状突起や中腋下線上の7番目又は8番目の肋骨間の位置が、マウスなどの位置指定デバイスを用いてユーザにより画面上で指定されると、体表面上のその指標202とその指標202を通る正中線201が図形表示されるように構成することも可能である。その後その指標202から穿刺点までの体表上の曲線距離を自動測定して表示することもできる。
In addition, as shown in FIG. 20, the contour of the body surface is extracted, and based on the information, as the anatomical index of the sternum and rib, for example, the seventh or eighth rib on the xiphoid process or the middle underline When the position between the two is designated on the screen by a user using a position designation device such as a mouse, the
さらにまた、図21に示すように、胸骨、肋骨の解剖学的な指標202として例えば各々、剣状突起や中腋下線上の7番目又は8番目の肋骨間の位置にCT,MRIなどの撮像方法に対応したランドマーカ203を置いて撮像し、そのマーカ203を自動的にCT値などから認識し体表面上のその指標202とその指標202を通る正中線201を図形表示し、その指標202から穿刺点までの体表上の曲線距離を自動測定し表示するようにすることも可能である。
Furthermore, as shown in FIG. 21, as an
本実施形態に斯かる画像処理表示装置によれば、ボリュームレンダリングにより得られた3次元画像、サーフェスレンダリングにより得られた体表面画像及び仮想超音波断面位置を示す図形等を重畳表示することができるので、穿刺位置をより直感的に認識することが可能となる。 According to the image processing display device according to the present embodiment, a three-dimensional image obtained by volume rendering, a body surface image obtained by surface rendering, a figure showing a virtual ultrasonic cross-sectional position, and the like can be superimposed and displayed. Therefore, the puncture position can be recognized more intuitively.
(第6の実施形態)
続いて、本発明に係る画像処理表示装置の第6の実施形態について、図を参照して説明する。上述の実施形態におけるものが主に穿刺計画立案時に使用されることを前提とするのに対し、本実施形態におけるものは、穿刺術中に使用されることを前提とする点で基本的に相違し、他の構成は第1の実施形態と実質的に同じであり、同じ符号を付して説明を省略する。
(Sixth embodiment)
Next, a sixth embodiment of the image processing display device according to the present invention will be described with reference to the drawings. In contrast to the premise that the embodiment described above is mainly used at the time of puncture planning, the present embodiment is basically different in that it is assumed to be used during puncture. Other configurations are substantially the same as those of the first embodiment, and the same reference numerals are given and description thereof is omitted.
すなわち、本実施形態に係る画像処理表示装置15は、穿刺治療現場において穿刺直前の段階あるいは穿刺中における仮想穿刺超音波断面を観察する目的で、超音波診断装置16の画面上に仮想穿刺超音波断面と超音波のライブ画像を同時に表示する。
That is, the image
図22に示すように、1画面を左右2つに分け、右画面に超音波によるライブ画像(a)を表示し、左画面に穿刺計画立案時に得られた画像、例えば左上部に前述の実施形態における操作で得られた仮想穿刺超音波断面画像(b)、その下にCTボリュームレンダリング上での参照画像(c)を表示する。超音波によるライブ画像には、実際の患部44と実際の穿刺針81が表示される。
As shown in FIG. 22, one screen is divided into two left and right, a live image (a) by ultrasound is displayed on the right screen, and the image obtained at the time of puncture planning on the left screen, for example, the above-mentioned implementation on the upper left The virtual puncture ultrasound cross-sectional image (b) obtained by the operation in the form is displayed, and the reference image (c) on the CT volume rendering is displayed therebelow. The actual affected
また、図22に示すような3画面表示に換えて、図23に示すように、右画面には超音波によるライブ画像(a)を表示する一方、左画面には、右に表示されたライブ画像のピクセルと同一のピクセルの大きさとなる、仮想穿刺超音波診断画像(b)を表示するようにすることもできる。右画面に表示されたライブ画像(a)と仮想穿刺超音波断面画像(b)を同時に表示した上で、穿刺直前の場合にはライブ画像を見ながら、これから穿刺するパスを予想したライブ画像を止め(フリーズ)て、そのフリーズ断面画像とほぼ同一の仮想穿刺超音波断面画像を、前記画像操作により表示する。 Further, instead of the three-screen display as shown in FIG. 22, as shown in FIG. 23, the live image (a) is displayed on the right screen while the live image displayed on the right is displayed on the left screen. It is also possible to display a virtual puncture ultrasonic diagnostic image (b) having the same pixel size as the image pixel. The live image (a) displayed on the right screen and the virtual puncture ultrasound cross-sectional image (b) are displayed at the same time. The virtual puncture ultrasonic cross-sectional image almost the same as the freeze cross-sectional image is displayed by the image operation.
或いは、例えば複数回穿刺を行う場合に、1回前の穿刺中のライブ画像を見ながら、次に行う穿刺針先端のシフト位置を決めるために、穿刺中のライブ画像をフリーズして、そのフリーズ断面画像とほぼ同一の仮想穿刺超音波断面を前記の画像操作により表示するようにすることもできる。 Or, for example, when performing puncturing a plurality of times, while observing the live image during the previous puncture, the live image during puncture is frozen and the freeze is performed in order to determine the shift position of the puncture needle tip to be performed next. It is also possible to display a virtual puncture ultrasonic cross section substantially the same as the cross-sectional image by the above-described image operation.
このように、仮想穿刺超音波断面と超音波のライブ画像を同時に表示することにより、両者を見比べて、計画した穿刺パス通りに施術されているか、又は計画した穿刺パスに誤りはないかを確認しながら施術することができる。 In this way, by simultaneously displaying the virtual puncture ultrasound cross section and the live image of the ultrasound, comparing both, it is confirmed that the treatment is performed according to the planned puncture pass or that there is no error in the planned puncture pass Can be operated while.
(第7の実施形態)
次に、本発明に係る画像処理表示装置の第7の実施形態について、図を参照して説明する。図24は、本実施形態に係る超音波画像診断システム2の概略図である。
(Seventh embodiment)
Next, a seventh embodiment of the image processing display device according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 24 is a schematic diagram of the ultrasound
超音波装置本体211は、超音波撮像に関わる超音波送受信や受信信号の処理の外、画像処理表示機能を有しており、その本体211に対して超音波プローブ212、超音波プローブに装着される3次元位置センサ213、及び入力装置214としてのキーボード、トラックボールや、操作パネル215が接続されている。超音波画像、及び超音波以外の他モダリティ画像はモニタ216に表示される。
The ultrasonic device
超音波プローブ212には、通常の1次元アレイプローブの外に、1次元アレイプローブ部分を機械的に揺動させて複数の超音波断面を収集するメカ4Dプローブ、或いは2次元アレイによるリアルタイム3Dプローブも含まれる。
The
治療患部組織を含む3次元領域に関する3次元ボリュームデータはX線コンピュータ断層撮影装置(以下、「CT」という。)、又は磁気共鳴診断装置(MRI)、又はX線システム等の診断モダリティ217を用いて収集されたもので、そのデータはDICOMなどのフォーマットで超音波診断装置本体211に直接、あるいはDICOMサーバなどを介して間接的に超音波本体に転送、あるいはCD−Rなどの記録メディアによって超音波診断装置本体211に取り込まれる。
Three-dimensional volume data relating to a three-dimensional region including a diseased tissue is treated using an X-ray computed tomography apparatus (hereinafter referred to as “CT”), a magnetic resonance diagnostic apparatus (MRI), or a
なお、本実施形態における超音波装置本体211、超音波プローブ8212、3次元位置センサ213、入力装置214、操作パネル215及びモニタ216が本発明に係る画像処理表示装置を構成し、以下に説明する処理は、超音波装置本体211内の図示しないCPUの制御の下に行われる。
Note that the ultrasonic apparatus
本実施形態では、肝癌の穿刺治療において、3次元ボリュームデータはCTにて収集され、仮想穿刺超音波画像は、モニタ216上に表示されることを想定する。以下に、図25に示す本実施形態の代表的なワークフローに添って説明する。
In this embodiment, it is assumed that three-dimensional volume data is collected by CT and a virtual puncture ultrasound image is displayed on the
先ず、図26(a)に示すように、対象の3D−CT画像をモニタ216上に、例えば骨が表示されるようなVR(ボリュームレンダリング)表示を行い(ステップS701)、超音波で撮像できるランドマーク218となる構造物(肋骨先端など)3点をトラックボールなどのポインティングデバイスによってマーキングする(ステップS702)。このマーキングによって3D−CT撮像空間座標内での1断面が指定されることになる。
First, as shown in FIG. 26 (a), the target 3D-CT image is displayed on the
次いで、位置センサ付き超音波プローブ212にて上記ランドマーク218を通常のリアルタイム撮像で撮像し(ステップS703)、図26(b)に示すように、その3点を上記のCT画像上での対応付けが出来るように各々の超音波断面画像上でマーキングする(ステップS704)。このマーキングによって、3D−CT撮像空間座標と超音波撮像座標とを概略対応させる。
Next, the landmark 218 is imaged by normal real-time imaging with the
この超音波画像上での3点マーキングは、3点を3D走査の対象領域となるように3D走査して得られた3次元ボリュームデータを例えばMPR表示して、その断面上で行っても良い。 The three-point marking on the ultrasonic image may be performed on the cross section of the three-dimensional volume data obtained by performing the 3D scanning so that the three points become the target region of the 3D scanning, for example, by MPR display. .
そして、メカ4D/リアルタイム3Dプローブを用いる場合はそれらの走査ボリューム形状219を、それ以外の場合には、術前計画で探索した既知の腫瘍治療中心位置及び焼灼領域情報から計算可能な焼灼領域に外接するFan走査で想定できるボリューム形状を、図27に示すように、CT画像上に重畳表示する(ステップS705)。このとき、図27において、体表での超音波プローブの接触位置220から見込む走査ボリュームの表示位置は、事前に計画されたプローブ位置、あるいは実際にその部分に超音波プローブを当てその時に得られる位置センサ受診部213からの情報に対応して計算される位置とする。
If the mechanical 4D / real-time 3D probe is used, those scanning volume shapes 219 are converted into ablation areas that can be calculated from the known tumor treatment center position and ablation area information searched in the preoperative plan in other cases. The volume shape that can be assumed by circumscribed fan scanning is superimposed and displayed on the CT image as shown in FIG. 27 (step S705). At this time, in FIG. 27, the display position of the scanning volume as seen from the
こうして求めた3D超音波走査ボリューム形状219に、図28に示すように、現在撮像されている2次元撮像断面221が入っていることを位置センサ情報に基づいて計算する(ステップS706)。そして、3D超音波走査ボリューム形状219内にこの断面221が入っている場合には(ステップS707:Yes)、断面221を、図28に示すように、CT画面(a)上に重畳表示し、また、3D超音波走査ボリューム形状219に断面221が入っていることを、リアルタイム超音波画像(b)側に、例えば青色・円形状のインジケータ223を点灯させること等により表示する(ステップS708)。
Based on the position sensor information, it is calculated that the 3D ultrasonic
上記の3D超音波走査ボリューム形状219に現在撮像されている断面221が入っている場合には、同時に計画された焼灼領域224を、図29に示すCT画像断面(a)及びリアルタイム超音波撮像画像(b)上に重畳表示する(ステップS709)。
When the
CT画像断面とリアルタイム超音波画像が十分に一致していない場合(ステップS707:No)、ある時点のCT画像断面を一旦フリーズして、リアルタイム超音波画像側を変えてフリーズしたCT画像断面と合わせたところでフリーズ解除して、再び同期表示を行う。この操作により二つの空間座標のズレを補正する(ステップS710〜S712)。 When the CT image cross section and the real-time ultrasonic image do not match sufficiently (step S707: No), the CT image cross-section at a certain time point is once frozen, and the real-time ultrasonic image side is changed to match the frozen CT image cross-section. The freeze is released at the moment and the synchronization display is performed again. By this operation, the deviation between the two spatial coordinates is corrected (steps S710 to S712).
なお、これらのステップで仮想穿刺超音波断面が確定すると、治療で使用する超音波プローブの種類に応じた超音波断面範囲を表すROIを合成表示するようにしてもよい。 When the virtual puncture ultrasonic cross section is determined in these steps, an ROI representing an ultrasonic cross section range corresponding to the type of ultrasonic probe used in treatment may be displayed in a synthesized manner.
本実施形態によれば、超音波診断装置を用いた穿刺治療計画支援のために事前に得られた他モダリティの3D画像を参照し、超音波では判別しがたい腫瘍や複数個の腫瘍に対して、治療前に計画された情報を用い、治療直前或いは治療中にそれぞれの腫瘍を簡単に判別できるので、より確実で迅速な穿刺治療が可能となる。 According to the present embodiment, a 3D image of another modality obtained in advance for supporting a puncture treatment plan using an ultrasonic diagnostic apparatus is referred, and a tumor or a plurality of tumors that are difficult to discriminate with ultrasound are detected. Thus, each tumor can be easily discriminated immediately before or during the treatment using information planned before the treatment, so that a more reliable and quick puncture treatment is possible.
本実施形態の変形例として、図30に示すように、位置センサからの情報に基づいて、超音波プローブの被検体上における位置を模式的に表示する、プローブマーク226を伴ったボディマーク225を付加して表示することも可能である。これにより、表示されている超音波画像が被検体のどの位置を走査しているのかを一目で知ることができる。
As a modification of the present embodiment, as shown in FIG. 30, a
或いは、図31に示すように、3次元画像表示部24に表示される、サーフェスレンダリングにより得られた体表面画像上に、超音波プローブのグラフィック(形状を表す図形や写真等)227を重畳表示させるようにしてもよい。
Alternatively, as shown in FIG. 31, an ultrasonic probe graphic (a figure or a photograph representing a shape) 227 is superimposed on the body surface image obtained by surface rendering displayed on the three-dimensional
この重畳表示は、超音波診断装置本体211内に、超音波プローブの複数のグラフィックを記憶するプローブグラフィック記憶手段と、超音波診断装置本体211内の図示しない3次元画像生成処理部23に、第5の実施形態において説明した、3次元ボリュームデータからサーフェスレンダリングにより前記被検体の体表面画像を生成する体表面画像生成手段とを設け、前記位置センサ受信部213により得られたデータから計算される体表での超音波プローブの接触位置220上にプローブグラフィック227を合成することにより得られる。
This superimposed display is performed by the probe graphic storage means for storing a plurality of graphics of the ultrasonic probe in the ultrasonic diagnostic apparatus
なお、超音波プローブのグラフィック227は、断面画像表示部24に表示されるプレーンカット面43を取得するために必要な体表位置(例えばCPUがプローブ位置特定部26に対して指示した位置)に表示される。プローブグラフィック記憶手段は、特定される体表位置に応じてプローブのグラフィックが切り替わるように複数角度のプローブのグラフィックを記憶してもよいし、登録又は選択したプローブの種類によってグラフィックが切り替わるように複数種のプローブのグラフィックを記憶してもよい。またプローブグラフィック記憶手段は、複数のグラフィックを記憶せず、代表的な1つの超音波プローブのグラフィックを記憶してもよい。
The ultrasonic probe graphic 227 is displayed at a body surface position (for example, a position instructed by the CPU to the probe position specifying unit 26) necessary for obtaining the plane cut
さらに、他の変形例として、上記のステップS701〜S704で行う、CT撮像座標と超音波撮像座標の座標合わせを行なわずに、例えば図31の(a)において表示されるような、術前計画で既知の断面、及び図27に示すような想定されるボリューム形状を表示させることも可能である。この時点では、術前計画で既知の断面は位置センサ情報とは連動せず、静止画表示状態とする。 Furthermore, as another modified example, the preoperative plan as shown in FIG. 31A, for example, is performed without performing the coordinate alignment of the CT imaging coordinates and the ultrasonic imaging coordinates performed in steps S701 to S704. It is also possible to display a known cross section and an assumed volume shape as shown in FIG. At this time, the cross-section known in the preoperative plan is not linked to the position sensor information and is set to the still image display state.
次に、図29の(b)に示すリアルタイム超音波にて、図31の(a)に示す術前計画で既知の断面と一致、或いは近傍の画像を出した段階で、(a)と(b)とを連動させる。そして、連動時に計画された焼灼領域を図31の(b)のリアルタイム超音波撮像画像上に重畳表示する。 Next, when real-time ultrasonic waves shown in FIG. 29B are used to display images that match or are close to known sections in the preoperative plan shown in FIG. 31A, (a) and ( b). Then, the ablation area planned at the time of interlocking is superimposed and displayed on the real-time ultrasonic imaging image of FIG.
この方法によれば、簡便にCT撮像座標と超音波撮像座標の座標合わせを行うことができる。 According to this method, it is possible to easily perform coordinate alignment between CT imaging coordinates and ultrasonic imaging coordinates.
以上に説明した実施態様は説明のためのものであり、本発明の範囲を制限するものではない。従って、当業者であればこれらの各要素もしくは全要素をこれと均等なものによって置換した実施態様を採用することが可能であるが、これらの実施態様も本発明の範囲に含まれる。例えば、上述の実施形態では、穿刺治療計画前及び穿刺治療中での適用を説明したが、治療後に他のモダリティとの画像比較を簡単にするために適用してもよい。 The embodiments described above are for illustrative purposes and do not limit the scope of the invention. Accordingly, those skilled in the art can employ embodiments in which each or all of these elements are replaced by equivalents thereof, and these embodiments are also included in the scope of the present invention. For example, in the above-described embodiment, the application before the puncture treatment plan and during the puncture treatment has been described. However, the embodiment may be applied to simplify image comparison with other modalities after the treatment.
1,2 診断システム
11 3次元データ収集装置
13 ネットワーク
15 画像処理表示装置
16,19 超音波診断装置
17 X線CT装置
18 MRI装置
21 3次元データ記憶部
22 3次元再構成処理部
23 3次元画像生成部
24 3次元画像表示部
25 患部位置特定部
26 プローブ位置特定部
27 入力部
41 骨を表わすCT値の領域
42 骨を表わすCT値の領域以外の領域
43 プレーンカット面
44 患部
45 患部中心
51 穿刺プローブが置かれる可能性のある線
52 中心点
53 端点
54 穿刺パス
55 穿刺位置
61 仮想穿刺針
62 ROI
63,64 仮想穿刺パスを交線とする直交断面
65 交線と直交する断面
66 仮想穿刺超音波断面
67 中心軸に垂直な断面
71 球殻(焼灼範囲)
73 体表面
81 穿刺針
91,92,93 MPR画像
102,103 軸
104 方向指示表示
161 最大輝度点
162 直線グラフィック
201 正中線
202 指標
211 超音波診断装置本体
212 超音波プローブ
213 位置センサ受信部
214 入力装置
215 操作パネル
216 モニタ
217 診断モダリティ
218 ランドマーク
219 走査ボリューム形状
220 体表での超音波プローブの接触位置
221 2次元撮像断面
222 患部を示す形状
223 インジケータ
224 焼灼領域
225 ボディマーク
226 プローブマーク
227 プローブグラフィック
V 視線方向
DESCRIPTION OF
63, 64 An
73
Claims (25)
該データ記憶手段に記憶された3次元ボリュームデータを再構成して断面情報を生成する断面情報生成手段と、
該断面情報生成手段により生成された断面情報に基づいて被検体の断面画像を表示する画像表示手段と、
該画像表示手段により表示された上記断面画像上の患部中心を回転中心としてロックするロック手段と、
上記断面画像を、常に上記患部中心を含む断面画像を上記画像表示手段に表示させて、任意方向に回転操作する操作手段と、
を備えることを特徴とする画像処理表示装置。 Data storage means for storing three-dimensional volume data;
Cross-section information generating means for reconstructing three-dimensional volume data stored in the data storage means to generate cross-section information;
Image display means for displaying a cross-sectional image of the subject based on the cross-sectional information generated by the cross-section information generating means;
Locking means for locking the affected area center on the cross-sectional image displayed by the image display means as the rotation center;
An operation means for rotating the cross-sectional image in an arbitrary direction by always displaying the cross-sectional image including the center of the affected area on the image display means.
An image processing display device comprising:
前記穿刺パス設定手段は、該3次元画像に基づいて穿刺位置を指定することを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の画像処理表示装置。 The image display means displays a three-dimensional image generated by volume rendering,
4. The image processing display device according to claim 1, wherein the puncture path setting means designates a puncture position based on the three-dimensional image.
前記穿刺パス設定手段は、該任意の断面及び直交3断面のMPR画面のいずれかに基づいて穿刺位置を指定することを特徴とする請求項1から3のいずれかにに記載の画像処理表示装置。 The image display means displays any MPR screen having an arbitrary cross section and three orthogonal cross sections,
The image processing display device according to any one of claims 1 to 3, wherein the puncture path setting means designates a puncture position based on one of the MPR screens having an arbitrary cross section and three orthogonal cross sections. .
該第1ステップに表示された画像上に指定された位置を患部中心として設定する第2ステップと、
該第2ステップにより設定された患部中心を回転中心として断面の位置を回転移動させ、その回転移動した断面の画像を前記3次元ボリュームデータに基づいて生成して表示する第3ステップと、
前記第3ステップにより表示された画像上の位置を指定することにより穿刺開始位置を設定する第4ステップと、
を備えることを特徴とする画像処理表示装置の制御方法。 A first step of displaying an image of a cross section in the subject based on the three-dimensional volume data representing the information in the subject;
A second step of setting the position designated on the image displayed in the first step as the affected area center;
A third step of rotating and moving the position of the cross section around the center of the affected area set in the second step, and generating and displaying an image of the rotated cross section based on the three-dimensional volume data;
A fourth step of setting a puncture start position by designating a position on the image displayed in the third step;
An image processing display device control method comprising:
3次元ボリュームデータに基づいて、上記第1のステップにより設定された穿刺パスにそれぞれ重畳する断面の画像を生成して表示する第2のステップと、
を備えることを特徴とする画像処理表示装置の制御方法。 A first step of setting a plurality of positions designated on a cross-sectional image generated based on three-dimensional volume data representing information in the subject as a plurality of puncture paths;
A second step of generating and displaying cross-sectional images respectively superimposed on the puncture path set in the first step based on the three-dimensional volume data;
An image processing display device control method comprising:
前記画像表示手段は、上記体表面画像作成手段により生成された上記体表面画像を前記3次元画像に重畳表示することを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の画像処理表示装置。 The image processing display device further includes body surface image generation means for generating a body surface image of the subject by surface rendering from the three-dimensional volume data stored by the data storage means,
4. The image processing display device according to claim 1, wherein the image display unit superimposes and displays the body surface image generated by the body surface image creation unit on the three-dimensional image. 5.
前記画像表示手段は、該図形データ生成手段により生成された上記図形データに基づく図形を前記3次元画像に重畳表示することを特徴とする請求項13記載の画像処理表示装置。 The image processing display device further includes graphic data generating means for generating graphic data of any one of the position of the virtual ultrasonic cross section and the puncture needle from the three-dimensional volume data stored in the data storage means,
14. The image processing display device according to claim 13, wherein the image display means superimposes and displays a graphic based on the graphic data generated by the graphic data generation means on the three-dimensional image.
前記画像表示手段は、該図形データ生成手段により生成された上記図形データに基づく図形を前記3次元画像に重ねて表示することを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の画像処理表示装置。 The image processing display device further includes graphic data generating means for generating graphic data of any one of the position of the virtual ultrasonic section and the puncture needle from the three-dimensional volume data stored in the data storage means,
The image processing display according to any one of claims 1 to 3, wherein the image display means displays a graphic based on the graphic data generated by the graphic data generation means so as to overlap the three-dimensional image. apparatus.
該領域指定手段により指定された位置及び領域を含む3D画像を表示する画像表示手段と、
被検体内部の撮像対象に対して超音波を送受波する超音波プローブと、
該超音波プローブに装着され前記被献体表面に対する上記超音波プローブの相対位置を検出する位置センサと、
を備え、上記指定された患部位置を示す位置情報及び上記位置センサにより得られたデータを用いて、超音波撮像画像上に前記指定された患部位置を対応させて表示することを特徴とする画像処理表示装置。 A region designating unit for designating a three-dimensional position and a region of an approximate center of one or more affected parts for performing either treatment or collection from three-dimensional volume data relating to a three-dimensional region including the affected part of the subject;
Image display means for displaying a 3D image including the position and area designated by the area designation means;
An ultrasound probe that transmits and receives ultrasound to and from an imaging target inside the subject; and
A position sensor that is mounted on the ultrasonic probe and detects a relative position of the ultrasonic probe with respect to the surface of the subject;
And displaying the designated affected part position in correspondence with each other on the ultrasonic imaging image using the position information indicating the designated affected part position and the data obtained by the position sensor. Processing display device.
前記超音波プローブを表示するグラフィックを記憶するプローブグラフィック記憶手段と、
前記3次元ボリュームデータからサーフェスレンダリングにより前記被検体の体表面画像を生成する体表面画像生成手段と、
を備え、
前記画像表示手段は、上記体表面画像作成手段により生成された上記体表面画像上の、前記位置センサにより得られたデータから計算される前記超音波プローブ位置に、前記プローブグラフィックを重畳表示することを特徴とする請求項19記載の画像処理表示装置。 The image processing display means further includes
Probe graphic storage means for storing a graphic for displaying the ultrasonic probe;
Body surface image generation means for generating a body surface image of the subject by surface rendering from the three-dimensional volume data;
With
The image display means superimposes and displays the probe graphic on the ultrasonic probe position calculated from the data obtained by the position sensor on the body surface image generated by the body surface image creation means. The image processing display device according to claim 19.
該リアルタイム2D断面画像が前記断面画像と概略同一の断面となった後に、3次元ボリュームデータの空間座標と前記超音波プローブに装着された位置センサデータからの情報による撮像空間座標とを同一として、両画像断面を同時に同期表示する第2ステップと、を備えることを特徴とする画像処理表示装置の制御方法。 A first step of displaying a cross-sectional image and a real-time 2D cross-sectional image extracted from three-dimensional volume data including an affected area designated before treatment;
After the real-time 2D cross-sectional image becomes substantially the same cross section as the cross-sectional image, the spatial coordinates of the three-dimensional volume data and the imaging spatial coordinates based on the information from the position sensor data attached to the ultrasonic probe are the same, And a second step of synchronously displaying both image sections simultaneously. A method for controlling an image processing display device, comprising:
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