JP2006006604A - Surgery supporting system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、手術支援システムに関し、特に、被検体の断層画像を表示して手術を支援する手術支援システムに関する。 The present invention relates to a surgery support system, and more particularly to a surgery support system that supports a surgery by displaying a tomographic image of a subject.
手術支援システムは、被検体の断層画像を表示して手術を支援するシステムとして知られている。 The surgery support system is known as a system that supports surgery by displaying a tomographic image of a subject.
手術支援システムは、手術器具を操作する操作部と、画像を表示する画像表示部とを備えており、被検体の断層画像と手術器具の画像とを1つの画面に重ね合わせるように合成して表示する(たとえば、特許文献1参照)。手術支援システムは、たとえば、手術器具である鉗子を遠隔操作して腹腔手術を実施する場合や、内視鏡で観察しながら鉗子を用いて患部を切除する手術を行う場合などにおいて、事前に、被検体の断層画像と手術器具の画像とが合成され表示された画像をオペレータが見ながら手術のシミュレーションをする際に用いられる。このような手術のシミュレーションをする際においては、従来の手術支援システムは、被検体の断層画像として、X線CT(Computed Tomography)装置や磁気共鳴イメージング装置などにより予め撮像された静的な画像を表示して、手術の支援を行っている。
しかしながら、たとえば、腹腔手術などにおいては、被検体が呼吸をしている状態など動的な状態で手術が実施される場合がある。この際、従来の手術支援システムは、静的な画像を表示し、動的な画像を表示しないため、オペレータが動的な画像を見ながら手術のシミュレーションなどを実施することができず、バーチャルに手術の支援を実施することが困難であった。 However, for example, in an abdominal cavity operation, the operation may be performed in a dynamic state such as a state where the subject is breathing. At this time, since the conventional surgery support system displays a static image and does not display a dynamic image, the operator cannot perform a simulation of the surgery while looking at the dynamic image. It was difficult to provide support for surgery.
したがって、本発明の目的は、動的な画像を表示することが可能であって、バーチャルに手術の支援をすることが容易であり、手術の支援を効率的に実施可能な手術支援システムを提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a surgery support system that can display dynamic images, can easily support surgery virtually, and can efficiently perform surgery support. There is to do.
上記目的を達成するために、本発明の手術支援システムは、被検体の断層の動画像に対応する断層画像データを記憶する記憶部と、手術器具を操作する操作部と、前記操作部により操作される手術器具の位置に対応するように前記手術器具の器具画像データを生成する器具画像生成部と、前記断層画像データと前記器具画像データとに基づいて前記断層における動画像と前記手術器具の画像とを重ね合わせて表示する表示部とを有する。 In order to achieve the above object, a surgery support system according to the present invention includes a storage unit that stores tomographic image data corresponding to a moving image of a tomogram of a subject, an operation unit that operates a surgical instrument, and an operation unit that operates by the operation unit. An instrument image generation unit that generates instrument image data of the surgical instrument so as to correspond to the position of the surgical instrument to be performed, a moving image in the tomography based on the tomographic image data and the instrument image data, and the surgical instrument And a display unit that displays the image superimposed.
上記の本発明の手術支援システムによれば、被検体の断層の動画像に対応する断層画像データを記憶部が記憶する。そして、操作部により操作される手術器具の位置に対応するように手術器具の器具画像データを器具画像生成部が生成する。そして、断層画像データと器具画像データとに基づいて、断層における動画像と手術器具の画像とを表示部が重ね合わせて表示する。 According to the surgery support system of the present invention described above, the storage unit stores tomographic image data corresponding to the moving image of the tomographic image of the subject. Then, the instrument image generation unit generates instrument image data of the surgical instrument so as to correspond to the position of the surgical instrument operated by the operation unit. Then, based on the tomographic image data and the instrument image data, the display unit displays the moving image on the tomographic image and the image of the surgical instrument in an overlapping manner.
本発明は、動的な画像を表示することが可能であって、バーチャルに手術の支援をすることが容易であり、手術の支援を効率的に実施可能な手術支援システムを提供することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can provide a surgery support system that can display a dynamic image, can easily support surgery virtually, and can efficiently perform surgery support. .
以下より、本発明にかかる実施形態の一例について図面を参照して説明する。 Hereinafter, an example of an embodiment according to the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本実施形態の手術支援システム1の構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the
図1に示すように、本実施形態の手術支援システム1は、画像記憶部11と、手術器具操作部12と、手術器具画像生成部13と、画像表示部14と、画像選択部15と、X線CT装置101とを有する。
As shown in FIG. 1, the
画像記憶部11は、たとえば、メモリにより構成されており、被検体の断層の動画像に対応する断層画像データを記憶する。画像記憶部11は、X線CT装置101に接続しており、X線CT装置101により生成された3次元の断層画像データを時間に対応させて記憶する。たとえば、呼吸状態にある被検体の3次元の断層画像をX線CT装置101が時間軸に対応して複数フレーム分生成し、画像記憶部11は、X線CT装置101が生成した動的な3次元の断層画像における複数フレーム分の画像データを時間軸に対応して記憶する。また、画像記憶部11は、画像表示部14に接続されており、記憶している被検体の断層画像データを画像表示部14に出力する。
The
手術器具操作部12は、たとえば、操作レバーにより構成されており、ロボットアームにより把持されている手術器具を操作する。手術器具操作部12においては、たとえば、操作レバーをオペレータが5mm動かす場合、鉗子や電気メスなどの手術器具が1mmに縮小して動くように構成されており、より細かな作業をすることが可能になっている。また、手術器具操作部12が操作する手術器具には、その手術器具の位置を検出し位置データを出力する位置センサ(図示なし)が設けられており、手術器具操作部12によって手術器具を操作した場合、位置センサによって生成される手術器具の位置データが手術器具画像生成部13と画像選択部15とに出力される。
The surgical instrument operation unit 12 is configured by, for example, an operation lever, and operates a surgical instrument held by a robot arm. In the surgical instrument operation unit 12, for example, when the operator moves the operation lever by 5 mm, the surgical instrument such as forceps and an electric scalpel is configured to move by being reduced to 1 mm, so that a finer work can be performed. It has become. The surgical instrument operated by the surgical instrument operation unit 12 is provided with a position sensor (not shown) that detects the position of the surgical instrument and outputs position data. The surgical instrument operation unit 12 operates the surgical instrument. In this case, the position data of the surgical instrument generated by the position sensor is output to the surgical instrument image generation unit 13 and the
手術器具画像生成部13は、たとえば、コンピュータにより構成されており、手術器具操作部12により操作される手術器具の位置に対応するように、手術器具の器具画像データを生成する。手術器具画像生成部13は、手術器具の形状に対応するような仮想的な手術器具の画像を生成する。たとえば、手術器具画像生成部13は、手術器具操作部12が鉗子を操作する場合には鉗子の形状の画像を生成し、電気メスを操作する場合には電気メスの形状の画像を生成する。そして、手術器具画像生成部13は、手術器具の位置データに基づいて、画像表示部14に表示される断層画像の位置に対応するように手術器具の画像の器具画像データを生成する。つまり、手術器具画像生成部13は、手術器具操作部12により手術器具が操作された場合、その操作に連動するように、随時、手術器具の画像データを生成する。また、手術器具画像生成部13は、画像表示部14に接続されており、生成した器具画像データを画像表示部14に出力する。 The surgical instrument image generation unit 13 is configured by a computer, for example, and generates instrument image data of the surgical instrument so as to correspond to the position of the surgical instrument operated by the surgical instrument operation unit 12. The surgical instrument image generation unit 13 generates a virtual surgical instrument image corresponding to the shape of the surgical instrument. For example, the surgical instrument image generation unit 13 generates an image of the forceps shape when the surgical instrument operation unit 12 operates the forceps, and generates an image of the shape of the electric knife when operating the electric knife. Then, the surgical instrument image generation unit 13 generates instrument image data of the surgical instrument image so as to correspond to the position of the tomographic image displayed on the image display unit 14 based on the position data of the surgical instrument. That is, when the surgical instrument is operated by the surgical instrument operation unit 12, the surgical instrument image generation unit 13 generates image data of the surgical instrument at any time so as to be interlocked with the operation. The surgical instrument image generation unit 13 is connected to the image display unit 14 and outputs the generated instrument image data to the image display unit 14.
画像表示部14は、たとえば、CRT(cathode ray tube)を含み、被検体の断層画像データと器具画像データとに基づいて、断層の動画像と手術器具の画像とを重ね合わせて表示する。画像表示部14は、画像記憶部11が時間に対応して記憶している断層画像データを受けて、その被検体の断層画像を時間に対応させて表示する。たとえば、画像表示部14は、画像記憶部11が時間軸に対応して記憶している3次元の断層画像における複数フレーム分の断層画像データを受け、その複数フレーム分の断層画像データに基づいて時間軸に対応させて順次表示する。この時、手術器具操作部12により手術器具が操作された場合、画像表示部14は、その操作に連動するように手術器具画像生成部13により生成された手術器具の器具画像データを受け、表示している断層画像の動画像上に手術器具画像が重なり合うように表示する。また、画像表示部14は、画像選択部15が選択する断層画像データに基づいて断層画像を表示する。手術器具操作部12により操作される手術器具の位置に基づいて、画像記憶部11が記憶している断層画像データを画像選択部15が選択し、その画像選択部15により選択された断層画像を表示する。具体的には、手術器具の位置が断層画像のスライス厚方向に移動するように手術器具操作部12によって操作された場合、その手術器具が移動されたスライス厚方向の位置に対応する断層画像データを画像記憶部11から画像選択部15が選択し、その画像選択部15により選択されたスライス厚位置の断層画像を画像表示部14が表示する。
The image display unit 14 includes, for example, a cathode ray tube (CRT), and displays a moving image of a tomogram and an image of a surgical instrument in an overlapping manner based on the tomographic image data of the subject and the instrument image data. The image display unit 14 receives the tomographic image data stored in the
画像選択部15は、たとえば、コンピュータにより構成されており、手術器具操作部12により操作される手術器具の位置に基づいて、画像記憶部11が記憶している断層画像データを選択する。具体的には、画像選択部15は、前述のように、手術器具の位置が断層画像のスライス厚方向に移動するように手術器具操作部12によって操作された場合、その手術器具が移動されたスライス厚方向の位置に対応する断層画像データを画像記憶部11から選択し、その選択したスライス厚位置の断層画像を画像記憶部11から画像表示部14へ出力するように制御する。
The
X線CT装置101は、放射線であるX線を用いて被検体の断層画像データを生成する。X線CT装置101は、たとえば、3次元画像になるように断層画像データを生成する。X線CT装置101は、画像記憶部11に接続しており、生成する断層画像データを画像記憶部11に出力する。
The X-ray CT apparatus 101 generates tomographic image data of a subject using X-rays that are radiation. For example, the X-ray CT apparatus 101 generates tomographic image data so as to form a three-dimensional image. The X-ray CT apparatus 101 is connected to the
図2は、本実施形態のX線CT装置101の構成を示すブロック図である。 FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of the X-ray CT apparatus 101 of the present embodiment.
図2に示すように、本実施形態のX線CT装置101は、走査ガントリ102と操作コンソール103と撮影テーブル104と呼吸検出部105とを有する。
As shown in FIG. 2, the X-ray CT apparatus 101 of this embodiment includes a scanning gantry 102, an operation console 103, an imaging table 104, and a
走査ガントリ102は、X線管20とX線管移動部21とコリメータ22とX線検出器23とデータ収集部24とX線コントローラ25とコリメータコントローラ26と回転部27と回転コントローラ28とを有する。走査ガントリ102は、被検体を載置する撮影テーブル104が搬送されるボア29を備え、X線管20とX線検出器23とがそのボア29を挟んで対向して配置されている。
The scanning gantry 102 includes an
X線管20は、被検体にX線を照射するために設けられている。X線管20は、X線コントローラ25からの制御信号に基づいて、ボア29内に搬送された被検体の撮影領域にコリメータ22を介してX線を照射する。X線管20は、被検体のスライス厚方向zを軸として回転部27によって回転し、被検体の周囲の複数のビュー方向からX線を照射する。
The
X線管移動部21は、X線コントローラ25からの制御信号に基づいて、X線管20の放射中心を、走査ガントリ102におけるボア29内の撮影テーブル104に載置される被検体のスライス厚方向zに移動させる。
Based on the control signal from the
コリメータ22は、X線管20とX線検出器23との間に配置されている。コリメータ22は、たとえば、チャネル方向xとスライス厚方向zとにそれぞれ2枚ずつ設けられた板により構成されている。コリメータ22は、コリメータコントローラ26からの制御信号に基づいて、各方向に設けられた2枚の板を独立して移動させ、X線管20から照射されたX線をそれぞれの方向において遮ってコーン状に成形し、X線の照射範囲を調整する。
The
X線検出器23は、ボア29を挟んでX線管20に対向するように配置されている。X線検出器23は、被検体の周囲の複数のビュー方向からX線管20によって照射され、それぞれのビュー方向ごとに被検体を透過するX線を検出し投影データを生成する。
The
図3は、X線検出器23の構成を示す斜視図である。
FIG. 3 is a perspective view showing the configuration of the
図3に示すように、X線検出器23は、X線を検出する検出素子23aがチャネル方向xとスライス厚方向zとにアレイ状に2次元的に配列されている。2次元的に配列された複数の検出素子23aは、円筒凹面状に湾曲したX線入射面を全体として形成している。ここで、チャネル方向xには、たとえば、1000個の検出素子23aが配列されており、スライス厚方向zには、たとえば、8個の検出素子23aが配列されている。
As shown in FIG. 3, in the
検出素子23aは、たとえば、検出したX線を光に変換するシンチレータ(図示なし)と、シンチレータが変換した光を電荷に変換するフォトダイオード(図示なし)とを有し、X線検出器23は固体検出器として構成されている。なお、検出素子23aは、これに限定されるものではなく、たとえば、カドミウム・テルル(CdTe)等を利用した半導体検出素子、あるいはキセノン(Xe)ガスを利用した電離箱型の検出素子23aであって良い。
The
データ収集部24は、X線検出器23が検出し生成する投影データを収集し、操作コンソール103に出力する。データ収集部24は、たとえば、選択・加算切換回路(図示なし)とアナログ−デジタル変換器(図示なし)とを有する。操作コンソール103からの制御信号に応じて選択・加算切換回路241が投影データを選択し組み合わせを変え足し合わせて、アナログ−デジタル変換器242に出力する。そして、選択・加算切換回路241によって選択あるいは任意の組み合わせで足し合わされた投影データを、アナログ−デジタル変換器がアナログ信号からデジタル信号に変換して操作コンソール103に出力する。
The
X線コントローラ25は、操作コンソール103からの制御信号に応じて、X線管20に制御信号を出力し、X線管20を制御する。また、X線コントローラ25は、操作コンソール103による制御信号に応じて、X線管移動部221に対し制御信号を出力し、X線管20の放射中心をスライス厚方向zに移動するように制御する。
The
コリメータコントローラ26は、操作コンソール103からの制御信号に応じてコリメータ22に制御信号を出力し、X線管20から放射されたX線を成形するようにコリメータ22を制御する。
The
回転部27は、回転コントローラ28からの制御信号に応じて、ボア29中のアイソセンタを軸にして回転する。回転部27には、X線管20とX線管移動部21とコリメータ22とX線検出器23とデータ収集部24とX線コントローラ25とコリメータコントローラ26とが搭載されており、これらは、回転部27の回転に伴ってボア29に搬入される被検体に対する位置が変化する。回転部27を回転させることにより、被検体のスライス厚方向zを軸として複数のビュー方向からX線が照射され、被検体を透過したX線が検出される。
The rotating unit 27 rotates around the isocenter in the
回転コントローラ28は、操作コンソール103からの制御信号に応じて、回転部27に制御信号を出力して回転部27を回転するように制御する。
The
操作コンソール103は、中央処理装置30と入力装置31とを有する。
The operation console 103 includes a
中央処理装置30は、たとえば、コンピュータによって構成されており、制御部30aと、断層画像生成部30bとを有する。
The
制御部30aは、入力装置31に入力されたスキャン条件に基づいて、X線管20からX線を被検体に照射し、被検体を透過するX線をX線検出器23にて検出するように、各部を制御して走査を行う。具体的には、制御部30aは、スキャン条件に基づいて、撮影テーブル104に制御信号を出力し、撮影テーブル104を走査ガントリ102のボア29に搬入または搬出する。また、制御部30aは、回転コントローラ28に制御信号を出力して、走査ガントリ102の回転部27を回転させる。また、制御部30aは、X線管20からX線の照射するように、制御信号をX線コントローラ25に出力する。そして、制御部30aは、制御信号をコリメータコントローラ26に出力し、コリメータ22を制御してX線を成形する。また、制御部30aは、制御信号をデータ収集部24に出力し、X線検出器23の検出素子23aが得る投影データを収集するように制御する。また、制御部30aは、呼吸検出部105に制御信号を出力し、被検体の呼吸信号を取得するように呼吸検出部105を制御する。
The
断層画像生成部30bは、X線検出器23が生成する投影データに基づいて、断層画像に対応する画像データを生成する。断層画像生成部30bは、複数のビュー方向からの投影データを、呼吸検出部105が検出する呼吸信号に基づいて、たとえば、セグメント再構成法やセクタ再構成法によって画像再構成を行い、被検体の動的な断層画像の画像データを生成する。つまり、断層画像生成部30bは、脈動する呼吸信号において同じ位相に対応する投影データ同士で再構成して、呼吸状態の被検体の動的な3次元の断層画像の画像データを時間軸に対応して生成する。そして、断層画像生成部30bは、サーフェースレンダリングやボリュームレンダリングなどの処理を行い、断層画像を3次元画像として可視化する。断層画像生成部30bは、画像記憶部11に接続しており、生成した被検体の断層画像が画像記憶部11に記憶される。
The tomographic
入力装置31は、たとえば、キーボードやマウスなどの入力デバイスにより構成されており、スキャン条件などの撮影条件がオペレータにより入力される。
The
撮影テーブル104は、撮影対象である被検体を載置するテーブルで構成されている。撮影テーブル104は、操作コンソール103からの制御信号に基づいて、走査ガントリ102のボア29に被検体を搬入または搬出する。
The imaging table 104 is composed of a table on which a subject to be imaged is placed. The imaging table 104 loads or unloads the subject in the
呼吸検出部105は、レスピレータ(respirator)と、レスピレータの信号を検出する信号検出器によって構成されており、レスピレータが装着された被検体の呼吸信号を検出する。呼吸検出部105は、操作コンソール103に接続されており、操作コンソール103の制御部30aからの制御信号に基づいて、被検体の呼吸信号を取得する。そして、呼吸検出部105は、操作コンソール103の断層画像生成部30bに呼吸信号を出力する。
The
なお、本実施形態における手術支援システム1は、本発明の手術支援システムの一例に相当する。また、本実施形態における画像記憶部11は、本発明の記憶部の一例に相当する。また、本実施形態における手術器具操作部12は、本発明の操作部の一例に相当する。また、本実施形態における手術器具画像生成部13は、本発明の器具画像生成部の一例に相当する。また、本実施形態における画像表示部14は、本発明の表示部の一例に相当する。また、本実施形態における画像選択部15は、本発明の画像選択部の一例に相当する。また、本実施形態における呼吸検出部105は、本発明の呼吸検出部の一例に相当する。また、本実施形態におけるX線管20は、本発明の照射部の一例に相当する。また、本実施形態におけるX線検出器23は、本発明の放射線検出部の一例に相当する。また、本実施形態における検出素子23aは、本発明の検出素子の一例に相当する。また、本実施形態における断層画像生成部30bは、本発明の断層画像生成部の一例に相当する。
Note that the
以下より、上記の本実施形態における手術支援システム1の動作について説明する。
Hereinafter, the operation of the
図4は、本実施形態の手術支援システム1を用いて手術シミュレーションを行う際の動作を示すフロー図である。
FIG. 4 is a flowchart showing an operation when performing a surgery simulation using the
図4に示すように、はじめに、手術シミュレーションの対象になる被検体の断層における動画像の断層画像データを生成する(S11)。本実施形態においては、呼吸状態にある被検体の腹腔部分について、3次元の断層画像データを時間軸に対応して複数フレーム分生成する。 As shown in FIG. 4, first, tomographic image data of a moving image in a tomographic image of a subject to be subjected to a surgical simulation is generated (S11). In the present embodiment, three-dimensional tomographic image data is generated for a plurality of frames corresponding to the time axis for the abdominal part of a subject in a respiratory state.
被検体の断層画像を撮影する際においては、手術支援システム1のX線CT装置101を用いる。まず、手術シミュレーションの対象になる被検体を撮影テーブル104に載置し、呼吸検出部105を設置する。そして、オペレータにより入力装置31にスキャン条件が入力され中央処理装置30に出力される。
When taking a tomographic image of the subject, the X-ray CT apparatus 101 of the
そして、中央処理装置30の制御部30aが走査ガントリ102と撮影テーブル104と呼吸検出部105とへそれぞれ制御信号を出力する。これにより、被検体の投影データの収集が開始される。
Then, the
具体的には、制御部30aが、撮影テーブル104に制御信号を出力し、撮影テーブル104を走査ガントリ102のボア29に搬入し、スキャン条件に基づくスライス位置に被検体を移動する。また、制御部30aが、走査ガントリ102に制御信号を出力して、回転部27を回転させ、複数のビュー方向からX線をX線管20により照射すると共に、そのX線をコリメータ22により成形する。そして、X線検出器23の検出素子23aが得る投影データを、データ収集部24により収集する。また、この時、制御部30aが呼吸検出部105に制御信号を出力し、被検体の呼吸信号を取得する。
Specifically, the
被検体の投影データと呼吸信号とを所得後、断層画像生成部30bが被検体の断層における動画像の断層画像データを生成する。断層画像生成部30bは、複数のビュー方向からの投影データを、呼吸検出部105が検出する呼吸信号に基づいて、たとえば、セグメント再構成法やセクタ再構成法によって画像再構成を行い、呼吸状態の被検体の3次元の断層画像データを時間軸に対応して複数フレーム分生成する。そして、サーフェースレンダリングやボリュームレンダリングなどの処理を断層画像生成部30bが行い、断層画像を3次元画像として可視化する。
After obtaining the projection data of the subject and the respiratory signal, the tomographic
つぎに、断層画像生成部30bにより生成された断層画像を画像記憶部11に記憶する(S21)。
Next, the tomographic image generated by the tomographic
断層画像生成部30bにより生成された断層画像は、画像記憶部11に出力される。そして、画像記憶部11は、呼吸状態の被検体の3次元の断層における複数フレーム分の断層画像データを、時間軸に対応して記憶する。
The tomographic image generated by the tomographic
つぎに、被検体の腹腔部分の動的な断層画像を画像表示部14に表示し、手術器具操作部12を用いて手術シミュレーションを実施する(S31)。 Next, a dynamic tomographic image of the abdominal part of the subject is displayed on the image display unit 14, and a surgical simulation is performed using the surgical instrument operation unit 12 (S31).
まず、画像記憶部11にて記憶されている被検体の断層画像を画像表示部14に表示する。ここでは、画像記憶部11が時間に対応して記憶している複数フレーム分の断層画像データを画像表示部14が受け、その複数フレーム分の断層画像データに基づいて時間軸に対応させて順次表示する。
First, the tomographic image of the subject stored in the
図5は、手術シミュレーションを実施する際に表示される画像を示す図である。図5は、胆のうを摘出する手術シミュレーションにおいて、呼吸による横隔膜の動きにより肝臓が上下動している動画像の一部を示している。 FIG. 5 is a diagram illustrating an image displayed when a surgical simulation is performed. FIG. 5 shows a part of a moving image in which the liver moves up and down due to the movement of the diaphragm due to breathing in a surgical simulation for removing the gallbladder.
そして、図5に示すように、手術器具操作部12により手術器具が操作された場合には、その操作に連動するように手術器具画像生成部13により生成された手術器具画像の画像データを画像表示部14が受け、表示している動画像の断層画像の上に手術器具の画像が重なり合うように表示する。また、手術器具操作部12により操作される手術器具の位置に基づいて、画像記憶部11が記憶している断層画像の画像データを画像選択部15が選択し、その画像選択部15により選択された断層画像を画像表示部14が表示する。具体的には、手術器具の位置が断層画像のスライス厚方向に移動するように手術器具操作部12によって操作された場合、その手術器具が移動されたスライス厚方向の位置に対応する断層画像データを画像記憶部11から画像選択部15が選択し、その画像選択部15により選択されたスライス厚位置の断層画像を画像表示部14が表示する。このように、動画像である断層画像を画像表示部14に表示しながら、手術器具操作部12を用いてオペレータが手術シミュレーションを行う。
Then, as shown in FIG. 5, when the surgical instrument is operated by the surgical instrument operation unit 12, the image data of the surgical instrument image generated by the surgical instrument image generation unit 13 is linked to the operation. The display unit 14 receives and displays the surgical instrument image so as to overlap the tomographic image of the displayed moving image. Further, based on the position of the surgical instrument operated by the surgical instrument operation unit 12, the
以上のように、上記の本実施形態の手術支援装置1によれば、被検体の断層の動画像に対応する断層画像データを画像記憶部11が記憶する。そして、手術器具操作部12により手術器具を操作し、その手術器具操作部12により操作される手術器具の位置に対応するように手術器具画像の器具画像データを手術器具画像生成部13が生成する。そして、画像記憶部11が記憶する断層画像の画像データと、手術器具画像生成部13が生成する手術器具画像の画像データとに基づいて、被検体の断層画像と手術器具画像とを重ね合わせて画像表示部14が表示する。また、手術器具操作部12により操作される手術器具の位置に基づいて画像記憶部11が記憶している断層画像データを画像選択部15が選択し、画像選択部15が選択する断層画像データに基づいて断層画像を画像表示部14が表示する。
As described above, according to the
このため、本実施形態の手術支援システム1は、動的な画像を表示することが可能であって、バーチャルに手術の支援をすることが容易であり、手術の支援を効率的に実施することができる。
For this reason, the
なお、本発明の実施に際しては、上記した実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形形態を採用することができる。 In implementing the present invention, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be employed.
たとえば、上記の実施形態においては、放射線としてX線を用いて被検体の投影データを取得し断層画像を生成する例について説明しているが、放射線はX線に限るものではなく、たとえば、ガンマ線等の放射線であっても良い。 For example, in the above-described embodiment, an example is described in which projection data of a subject is acquired using X-rays as radiation and a tomographic image is generated. However, radiation is not limited to X-rays. Such radiation may be used.
また、上記の実施形態においては、X線CT装置の断層画像生成部を用いて被検体の断層画像を生成し、記憶部にて記憶しているが、これに限らず、たとえば、磁気共鳴イメージング装置の断層画像生成部を用いて断層画像を生成し記憶部に記憶してもよい。この場合、磁気共鳴イメージング装置において被検体から磁気共鳴信号を時間に対応させて取得し、その取得した磁気共鳴信号に基づいて被検体の動的な断層画像を生成する。 In the above embodiment, the tomographic image of the subject is generated using the tomographic image generation unit of the X-ray CT apparatus and stored in the storage unit. However, the present invention is not limited to this. For example, magnetic resonance imaging A tomographic image may be generated using the tomographic image generation unit of the apparatus and stored in the storage unit. In this case, the magnetic resonance imaging apparatus acquires a magnetic resonance signal from the subject in correspondence with time, and generates a dynamic tomographic image of the subject based on the acquired magnetic resonance signal.
1:手術支援システム(手術支援システム)
11:画像記憶部(記憶部)
12:手術器具操作部(操作部)
13:手術器具画像生成部(器具画像生成部)
14:画像表示部(表示部)
15:画像選択部(画像選択部)
101:X線CT装置
102:走査ガントリ
103:操作コンソール
104:撮影テーブル
105:呼吸検出部(呼吸検出部)
20:X線管(照射部)
21:X線管移動部
22:コリメータ
23:X線検出器(放射線検出部)
23a:検出素子
24:データ収集部
25:X線コントローラ
26:コリメータコントローラ
27:回転部
28:回転コントローラ
29:ボア
30:中央処理装置
31:入力装置
30a:制御部
30b:断層画像生成部(断層画像生成部)
1: Surgery support system (surgery support system)
11: Image storage unit (storage unit)
12: Surgical instrument operation part (operation part)
13: Surgical instrument image generation unit (instrument image generation unit)
14: Image display unit (display unit)
15: Image selection unit (image selection unit)
101: X-ray CT apparatus 102: Scanning gantry 103: Operation console 104: Imaging table 105: Respiration detection unit (respiration detection unit)
20: X-ray tube (irradiation part)
21: X-ray tube moving unit 22: Collimator 23: X-ray detector (radiation detection unit)
23a: detection element 24: data collection unit 25: X-ray controller 26: collimator controller 27: rotation unit 28: rotation controller 29: bore 30: central processing unit 31:
Claims (8)
手術器具を操作する操作部と、
前記操作部により操作される手術器具の位置に対応するように前記手術器具の器具画像データを生成する器具画像生成部と、
前記断層画像データと前記器具画像データとに基づいて前記断層における動画像と前記手術器具の画像とを重ね合わせて表示する表示部と
を有する
手術支援システム。 A storage unit for storing tomographic image data corresponding to a moving image of a tomographic image of the subject;
An operation unit for operating a surgical instrument;
An instrument image generation unit that generates instrument image data of the surgical instrument so as to correspond to the position of the surgical instrument operated by the operation unit;
A surgical operation support system comprising: a display unit that displays a moving image in the tomographic image and an image of the surgical instrument on the basis of the tomographic image data and the instrument image data.
を有する
請求項1に記載の手術支援システム。 The surgery support system according to claim 1, further comprising a tomographic image generation unit that generates the tomographic image data stored in the storage unit.
請求項2に記載の手術支援システム。 The surgery support system according to claim 2, wherein the tomographic image generation unit generates the tomographic image data so as to become a three-dimensional image.
前記照射部から照射され前記撮影領域を透過する前記放射線を検出し投影データを生成する放射線検出部と
を有し、
前記断層画像生成部は、前記放射線検出部が生成する投影データに基づいて前記断層画像データを生成する
請求項2または3に記載の手術支援システム。 An irradiation unit for irradiating radiation to the imaging region of the subject;
A radiation detection unit that detects the radiation irradiated from the irradiation unit and passes through the imaging region and generates projection data; and
The surgery support system according to claim 2 or 3, wherein the tomographic image generation unit generates the tomographic image data based on projection data generated by the radiation detection unit.
を有し、
前記断層画像生成部は、前記呼吸検出部が検出する前記呼吸信号に基づいて前記投影データを再構成し、前記断層画像データを生成する
請求項4に記載の手術支援システム。 A respiration detector for detecting a respiration signal of the subject;
The surgery support system according to claim 4, wherein the tomographic image generation unit reconstructs the projection data based on the respiratory signal detected by the respiratory detection unit and generates the tomographic image data.
請求項4または5に記載の手術支援システム。 The surgery support system according to claim 4 or 5, wherein the irradiation unit emits X-rays as the radiation.
請求項4から6のいずれかに記載の手術支援システム。 The surgery support system according to claim 4, wherein the radiation detection unit includes a plurality of detection elements that generate the projection data, and the detection elements are arranged in an array.
を有し、
前記表示部は、前記画像選択部が選択する前記断層画像の画像データに基づいて前記断層画像を表示する
請求項1から7のいずれかに記載の手術支援システム。 An image selection unit that selects the tomographic image data stored in the storage unit based on the position of the surgical instrument operated by the operation unit;
The surgery support system according to any one of claims 1 to 7, wherein the display unit displays the tomographic image based on image data of the tomographic image selected by the image selection unit.
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