JP2009233096A - 穿刺支援装置、及び穿刺支援方法 - Google Patents

Abstract

【課題】穿刺針の進行方向に存在する血管を表示することで血管を傷つけてしまう危険性を低下させる穿刺支援装置及びその支援方法を提供する。
【解決手段】被検体内をリアルタイムで撮影し、ボリュームデータを取得する。そして、穿刺針の先端の位置及び向き角度を検出し、取得したボリュームデータから、穿刺針の先端の向き角度と直交し且つ穿刺対象の断面像を含む穿刺対象断面画像と、穿刺針の先端の位置から始まる３次元空間を先端の向き角度と直交する面に投影することで血管像を投影した投影画像とを作成し、穿刺針の先端の位置と穿刺対象断面画像と血管像が含まれた投影画像とを座標系を共通にして重畳した重畳画像を作成し、表示手段に、重畳画像を表示させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、被検体への穿刺針の挿入の作業と同時に撮影する被検体内のボリュームデータを表示して、穿刺針と穿刺対象との位置関係を視認させることにより、被検体への穿刺針の挿入を支援する穿刺支援装置とその支援方法に関する。

従来より、Ｘ線ＣＴ装置やＭＲＩ装置で被検体内の治療対象をその治療作業と同時に連続的に撮影して画像化する手法が提案されている。具体的には、穿刺針を腫瘍細胞等の穿刺対象に穿刺することで電磁波や赤外線を照射する温熱療法や凍結療法に用いられ、穿刺対象と穿刺針との位置関係のモニタリングにより、この穿刺針による穿刺対象への穿刺を支援する。

穿刺対象と穿刺針との位置関係を表示する手法としては、Ｘ線ＣＴ装置等により撮影された被検体内の画像から、穿刺対象と穿刺針の先端位置とを含む直交３軸断面画像を作成して表示する手法がある（例えば、「特許文献１」参照。）。術者は、この直交３軸断面画像を参照しながら、穿刺対象と穿刺針の先端の位置合わせを行い、かつこの穿刺対象と穿刺針との間に存在する血管を傷つけないように穿刺針の進行経路を設定する。

特開２００７−１２５２４０号公報

従来の直交３軸断面画像によるモニタリングによると、穿刺針の進行経路の事前シミュレートに精度が求められる。そして、このシミュレートした経路から穿刺針が外れてしまった場合、穿刺を継続するには再度シミュレートした経路に戻る必要がある。これは、穿刺対象と穿刺針の先端位置とを含む直交３軸断面画像では、この画像上に位置しない穿刺針の進行方向に存在する血管の走行情報は得ることができず、事前にシミュレートした経路以外では、血管の早期発見及び回避が困難であり、血管を傷つけてしまう危険性が高まるからである。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、穿刺針の進行方向に存在する血管を表示することで血管を傷つけてしまう危険性を低下させる穿刺支援装置及びその支援方法を提供することにある。

上記課題を解決する請求項１記載の発明に係る穿刺支援装置は、被検体に挿入される穿刺針と穿刺対象とを含む３次元空間を連続撮影して該３次元空間のボリュームデータを出力するスキャナを有し、又はこのスキャナと接続される穿刺支援装置であって、前記穿刺針の先端の位置及び向き角度を検出する検出手段と、前記ボリュームデータに基づき、前記穿刺針の先端が向く方向と直交し且つ前記穿刺対象の断面像を含む穿刺対象断面画像を作成する断面画像作成手段と、前記ボリュームデータに基づき、前記穿刺針の先端の位置から始まり且つ前記向き角度の方向に所定の厚みを有する３次元空間を前記向き角度と直交する面に投影することで、この３次元空間に含まれる血管像が投影された投影画像を作成する投影画像作成手段と、前記穿刺針の先端の位置と前記穿刺対象断面画像と前記血管像が含まれた前記投影画像とを座標系を共通にして重畳した重畳画像を作成する重畳手段と、前記重畳手段で作成された前記重畳画像を表示する表示手段と、を備えること、を特徴とする。

前記穿刺針の先端から延ばした前記向き角度の方向への延長線と前記血管像との重なりを判断する判断手段と、前記判断手段により前記延長線と前記血管像とが重なると判断されると、警報を発する警報手段と、を更に備えるようにしてもよい（請求項２記載の発明に相当）。

前記判断手段は、前記重畳画像上での前記穿刺針の先端の位置と前記血管像との位置関係に基づき前記重なりを判断するようにしてもよい（請求項３記載の発明に相当）。

前記穿刺針の進行速度を取得する進行速度取得手段を更に備え、前記投影画像作成手段は、前記穿刺針の前記進行速度に比例した前記厚みの前記３次元空間を投影して前記投影画像を作成するようにしてもよい（請求項４記載の発明に相当）。

前記投影画像作成手段は、更に予め定められた範囲の周囲領域に前記投影された血管像を拡張することで、前記投影画像を作成するようにしてもよい（請求項５記載の発明に相当）。

前記警報手段の警報を受けて、前記穿刺針の進行を阻止する制動手段をさらに備えるようにしてもよい（請求項６記載の発明に相当）。

前記穿刺針の先端の位置と前記穿刺対象との距離が所定以内に到達すると前記穿刺針の接近を通知する接近通知手段と、をさらに備え、前記断面画像作成手段は、前記ボリュームデータに基づき、前記穿刺針の先端の位置と前記穿刺対象とを含む断面である穿刺針断面画像を作成し、前記接近通知手段は、前記穿刺針断面画像に基づいて、前記先端の像と前記穿刺対象の像とが所定距離以内であると前記接近を通知するようにしてもよい（請求項７記載の発明に相当）。

前記穿刺針を把持すると共に、操作者の操作に応じて前記穿刺針の方向を変更可能な把持手段と、前記穿刺針の方向をロックして進行させる駆動手段と、前記穿刺針の先端の位置と前記穿刺対象との距離が所定以内に到達すると、前記穿刺針の進行を阻止する制動手段と、をさらに備えるようにしてもよい（請求項８記載の発明に相当）。

前記断面画像作成手段は、前記ボリュームデータに基づき、前記穿刺針の向く方向と直交し且つ前記穿刺針の先端若しくはその近傍を含む針先端断面画像を更に作成し、前記重畳手段は、前記針先端断面画像を更に重畳した前記重畳画像を作成するようにしてもよい（請求項９記載の発明に相当）。

前記投影画像作成手段は、前記ボリュームデータに基づき、前記所定の厚みを有する３次元空間を前記記穿刺針の先端が向く方向に沿い且つ互いに直交する平面に投影することで、この３次元空間に含まれる血管像が投影された２枚の投影画像を更に作成し、前記表示手段は、前記重畳画像と共に前記２枚の投影画像を表示するようにしてもよい（請求項１０記載の発明に相当）。

前記検出手段は、前記ボリュームデータから前記穿刺針の像を抽出し、抽出した前記穿刺針の像に基づき、前記穿刺針の先端の位置及び向き角度を検出するようにしてもよい（請求項１１記載の発明に相当）。

前記穿刺針が進行する方向と直交するＸ及びＹ軸の方向を定義するマーカを更に備え、
スキャナは、前記マーカを更に含む３次元空間を連続撮影し、前記表示手段は、前記ボリュームデータに存在する前記マーカの像で定義されたＸ及びＹ軸の座標系に従った向きで前記重畳画像を表示するようにしてもよい（請求項１２記載の発明に相当）。

前記進行速度取得手段は、撮影時刻が異なる２つの前記ボリュームデータのそれぞれに基づいて検出された前記穿刺針の先端の各位置、及び前記２つの前記ボリュームデータの撮影時刻の間隔に基づき、前記穿刺針の前記進行速度を算出するようにしてもよい（請求項１３記載の発明に相当）。

上記課題を解決する請求項１４記載の発明に係る穿刺支援方法は、被検体に挿入される穿刺針と穿刺対象とを含む３次元空間を連続撮影して得られるボリュームデータに基づく穿刺の状態を示す画像を表示手段に表示することで穿刺を支援する穿刺支援方法であって、前記穿刺針の先端の位置及び向き角度を検出し、前記ボリュームデータに基づき、前記穿刺針の先端が向く方向と直交し且つ前記穿刺対象の断面像を含む穿刺対象断面画像を作成し、前記ボリュームデータに基づき、前記穿刺針の先端の位置から始まり且つ前記向き角度の方向に所定の厚みを有する３次元空間を前記向き角度と直交する面に投影することで、この３次元空間に含まれる血管像が投影された投影画像を作成し、前記穿刺針の先端の位置と前記穿刺対象断面画像と前記血管像が含まれた前記投影画像とを座標系を共通にして重畳した重畳画像を作成し、前記表示手段に、前記画像処理手段で作成された前記重畳画像を表示させることを特徴とする。

本発明によれば、術者は、穿刺針の先端の位置と穿刺対象とを含む断面画像のみでは知ることが困難であった穿刺針の先端が向く方向に存在する血管の走行情報を取得することが可能となり、血管を傷つけてしまう危険性が低下する。また、この血管の走行情報を取得することで、事前にシミュレートした経路から血管を避けて穿刺針を進行させることが容易となり、再シミュレートする必要もなく、術者の作業効率が向上する。

また、投影画像や穿刺対象断面像等を別々に表示するのではなく、座標系を共通にして重畳して表示するため、術者は頭の中で３次元的な位置関係を構築する作業が必要がなく、作業効率が向上する。

本発明に係る穿刺支援装置１とその支援方法の好適な実施形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。

図１は、穿刺支援装置１の構成を示す構成図である。

穿刺支援装置１は、被検体への穿刺針１００の挿入を支援する装置である。この穿刺支援装置１は、穿刺針１００の挿入方向を固定すると共に、穿刺対象と穿刺針１００の先端の位置とその間に存在する血管との位置関係を示す被検体内画像３６０（図４参照）を表示する。この穿刺支援装置１は、把持装置２と画像処理装置３とモニタ５と警報処理装置４と入力デバイス６から構成される。

把持装置２は、穿刺針１００を把持し、挿入方向を固定する。画像処理装置３は、被検体内画像３６０を作成する。モニタ５は、画像処理装置３で作成された被検体内画像３６０を表示する。このモニタ５は、穿刺針１００の挿入作業と被検体内画像３６０の観察作業とを並行できるように把持装置２の脇に設置される。警報処理装置４は、穿刺針１００の先端が向く方向の延長線上に血管が存在するかの判断、即ち穿刺針１００による血管損傷の危険性の判断を行い、血管損傷の危険性が存在する場合には警告を通知する。

画像処理装置３が作成する被検体内画像３６０は、術者の穿刺作業と並行して撮影される被検体内のボリュームデータ３００（図３参照）から作成される。穿刺支援装置１は、被検体を撮影するスキャナ２００を有し、または外部機器であるスキャナ２００と信号線を介して電気的に接続されている。スキャナ２００は、術者による穿刺作業と並行して、被検体内の穿刺対象を含む３次元空間を連続的に撮影する。スキャナ２００は、例えば、Ｘ線ＣＴ装置やＭＲＩ装置である。スキャナ２００は、術者により入力デバイス６を用いてスキャン領域が入力されることで、このスキャン領域をスキャンし、穿刺対象を含む３次元空間を反映するボリュームデータ３００を取得する。画像処理装置３は、このボリュームデータ３００に各種のレンダリング処理を施すことで、被検体内画像３６０を作成する。

以下、この穿刺支援装置１による穿刺針１００の把持、被検体内画像３６０の作成、及び血管損傷の危険性判断について順に説明する。

まず、穿刺針１００を把持する構成を詳細に説明する。図２は、把持装置２の構成を示す外観上面図である。

把持装置２は、枠体２１内にガイドリング２２を配置し、このガイドリング２２を枠体２１の内壁から延びる４方向のアーム２３により支持することで構成されている。

ガイドリング２２は、両端が開口した筒形状を有し、筒の内径が穿刺針１００の外径と略同一となっている。穿刺針１００は、このガイドリング２２に挿入されて、筒が向く方向に摺動可能に把持される。

ガイドリング２２の周囲には、Ｘ軸マーカ２５とＹ軸マーカ２４が設けられている。Ｘ軸マーカ２５とＹ軸マーカ２４は、スキャナ２００により撮影される３次元空間内に存在するようにその設置位置が調整されている。Ｘ軸マーカ２５及びＹ軸マーカ２４は、スキャンにより撮影可能な素材で形成されており、例えば鉛等の金属製である。

このＸ軸マーカ２５とＹ軸マーカ２４は、ボリュームデータ３００の座標系のうちのＸ軸とＹ軸とを規定する。後述するように、穿刺針１００の先端の向き角度３２３（図３参照）がＺ軸として規定される。Ｙ軸マーカ２４は、例えば、ガイドリング２２を挟んで対向する一対の三角形状体である。一対の三角形状体の頂点を結んだ方向がＹ軸として規定される。Ｘ軸は、Ｙ軸と直交する一つの三角形状体である。Ｙ軸と直交し、且つこの三角系形状体の頂点を通る方向がＸ軸として規定される。

アーム２３は、ガイドリング２２の外周囲を先端で支持する。アーム２３の後端は、枠体２１の内壁に支持されている。アーム２３の先端及び後端には、図示しないベアリングが設けられており、それぞれのアーム２３が独立して向きを変えることが可能となっている。このアーム２３は、２重筒形状を有し、内筒が外筒に対して所定範囲で出没可能となっている。

この把持装置２では、ガイドリング２２に穿刺針１００を挿入し、各アーム２３の長さ及び向きを調整することで、穿刺針１００の枠体２１平面に対する角度付けが可能となっている。換言すると、穿刺針１００の向き角度３２３の変更が可能となっている。

また、ガイドリング２２の側面には、ボルト２６ａが取り付けられている。このボルト２６ａは、ガイドリング２２の筒内へ出没自在に取り付けられている。ボルト２６ａは、ネジ溝が刻み込まれ、モータ２６ｂにより回転するナット（図示せず）に嵌め込まれている。ボルト２６ａとナット及びモータ２６ｂは、穿刺針１００の進行を阻止する制動機構２６となる。モータ２６ｂを回転させることでボルト２６ａをガイドリング２２の筒内へ突出させると、ボルト２６ａの先端と穿刺針１００の側面とが当接し、穿刺針１００の進行が阻止される。

また、アーム２３の外筒と内筒との間には、図示しない電磁ロック機構が設けられ、内筒が外筒に固定されることによりアーム２３の長さが固定され、伴ってその向きも固定される。これにより穿刺針１００の進行方向が固定される。

術者は、ガイドリング２２に穿刺針１００を挿入して、被検体内画像３６０を参照しながらアーム２３の長さ及び向きを変更し、穿刺針１００の向き角度３２３を決定する。そして、術者は、電磁ロック機構を作動させることで穿刺針１００の向き角度３２３を固定し、穿刺針１００を被検体内に挿入する方向に進行させ、又は被検体内から抜き出す方向へ後退させる。また、把持装置２は、警報処理装置４から血管損傷の危険性を示す警報信号を受け取ると、制動機構２６を作動させ、穿刺針１００の進行を阻止する。

被検体内画像３６０の作成について詳細に説明する。図３は、画像処理装置３が作成する被検体内画像３６０の作成概念を説明する図である。図４は、作成された被検体内画像３６０を示す図である。

スキャナ２００が出力したボリュームデータ３００には、穿刺対象像３１０と穿刺針１００の像（以下、穿刺針像３２０）とその間に存在する血管像３３０を表すボクセルデータが含まれている。画像処理装置３は、このボリュームデータ３００から、穿刺対象断面画像３１１と血管投影画像３３１と針先端断面画像３２１とを作成し、これら画像を穿刺針１００の先端位置３２２を画像中心とした共通の座標系で重畳する。重畳された画像は、穿刺針１００の先端位置３２２と穿刺対象像３１０とその間の経路上空間３５０（３次元空間）に存在する血管像３３０との位置関係が表される被検体内画像３６０となる。

穿刺対象断面画像３１１は、穿刺対象を含み、且つ穿刺針１００の先端の向き角度３２３と直交する断面の画像である。血管投影画像３３１は、穿刺針１００の先端位置３２２（近傍を含む）から始まり且つ穿刺針１００の向き角度３２３の方向に所定の厚み３５１を有する経路上空間３５０の投影画像である。この投影画像は、穿刺針１００の先端の向き角度３２３と直交する面に投影される。また、この投影画像には、その経路上空間３５０に存在する血管像３３０を強調するための血管像３３０の強調処理と、強調した血管像３３０を規定の距離まで周囲領域３３２に拡張する領域拡張処理が施される。針先端断面画像３２１は、穿刺針１００の先端位置３２２を含み、且つ穿刺針１００の先端の向き角度３２３と直交する断面の画像である。

穿刺対象断面画像３１１と血管投影画像３３１と針先端断面画像３２１は、図４に示すように、被検体内画像３６０の中心を原点、即ち穿刺針１００の先端位置３２２を中心にして、Ｙ軸マーカ２４の像が示す方向をＹ軸、Ｘ軸マーカ２５の像が示す方向をＸ軸とする座標系で位置関係が規定されて重畳される。重畳により作成された被検体内画像３６０の中心には、円図形で穿刺針の先端の位置を表した穿刺針領域３２４を書き込む。この被検体内画像３６０は、穿刺針１００の先端の向き角度３２３と直交する各断面画像及び投影画像を重畳した画像であるから、先端の向き角度３２３の延長線上に存在する血管の走行情報が画像化されている。

血管投影画像３３１として投影される経路上空間３５０の厚み３５１は、穿刺針１００の進行速度に比例する。画像処理装置３は、穿刺針１００の進行速度を算出して、その進行速度に比例した厚み３５１の経路上空間３５０を投影する。

また、画像処理装置３は、ボリュームデータ３００から、穿刺針１００の先端の向き角度３２３の方向を含み、かつ互いに直交する平面に経路上空間３５０を投影して血管強調処理及び領域拡張処理をしたＹＺ平面及びＸＺ平面への血管投影画像３４１，３４２を作成する。

画像処理装置３は、作成した被検体内画像３６０とＹＺ平面及びＸＺ平面への血管投影画像３４１，３４２をモニタ５に表示させる。

図５は、このような画像処理装置３の詳細構成を示すブロック図である。

画像処理装置３は、位置方向検出部３１と断面変換処理部３２と進行速度取得部３３と最大値投影処理部３４と重畳処理部３５と表示制御部３６とを備える。この各構成は、専用の回路によって実現してもよいし、画像処理装置３を所謂コンピュータで構成して画像処理のプログラムを実行するようにして機能的に実現してもよい。

位置方向検出部３１は、穿刺針１００の先端位置３２２及び向き角度３２３、並びに穿刺対象の位置を検出する。

穿刺針１００の先端位置３２２の検出では、まず、ボリュームデータ３００から穿刺針像３２０を表すボクセルデータを特定する。穿刺針１００は金属製であるため、その穿刺針像３２０はボクセル値が高い。穿刺針像３２０のボクセルデータが有するボクセル値以上とそれ以外とを分ける閾値を用いてボリュームデータ３００を２値化すると、穿刺針像３２０を表すボクセルデータが強調される。この穿刺針像３２０を表すボクセルデータの並びを細線化し、細線化したボクセルデータの先端に位置するボクセルデータの座標値を穿刺針１００の先端位置３２２を示す先端位置情報、換言すると原点情報として取得する。

穿刺針１００の向きの検出では、まず、細線化したボクセルデータの並びから、先端位置３２２に位置するボクセルデータの座標値と、この先端位置３２２に位置するボクセルデータから所定距離離れたボクセルデータの座標値とを取得する。そして、これら座標値を通るベクトルを算出し、このベクトルを穿刺針１００の先端の向き角度３２３を示す先端向き角度情報、換言するとＺ軸情報とする。

穿刺対象の位置の検出では、まず、撮影された三次元空間の各断面の画像を後述する表示制御部３６を介してモニタ５に表示させる。スキャナ２００から出力されるボリュームデータ３００は、三次元空間の各断面のデータを再構成処理して得られた各断面の画像の集合である。位置方向検出部３１は、ボリュームデータ３００からこの各断面の画像をモニタ５に表示させる。そして、位置方向検出部３１は、このモニタ５を参照しながら術者により指定された穿刺対象の像の重心位置を穿刺対象位置情報として取得する。

穿刺対象の像の指定では、術者がマウス等のカーソル操作が可能な入力デバイス６を用いて、モニタ５に表示されている何れかの断面の画像上の一点を指定する。一点が指定されると、位置方向検出部３１は、その一点を含む像をボリュームデータ３００から抽出し、抽出した像の重心を算出する。像の抽出処理では、指定された一点と同一範囲にあるボクセル値を有し、且つ指定された一点と連続する範囲のボクセルデータを抽出する。

また、位置方向検出部３１は、Ｙ軸情報及びＺ軸情報を取得する。ボリュームデータ３００からＹ軸マーカ２４の像とＺ軸マーカの像を特定し、Ｙ軸マーカ２４の像の頂点同士を結んだ直線のベクトルをＹ軸情報とする。また、Ｙ軸情報が示すベクトルの方向と直交し、Ｘ軸マーカ２５の頂点を通る直線のベクトルをＸ軸情報とする。

断面変換処理部３２は、ボリュームデータ３００のＭＰＲ（multi-planar reconstruction）処理を行うことで、穿刺対象断面画像３１１と針先端断面画像３２１とを作成する。

穿刺対象断面画像３１１の作成では、まず、穿刺対象位置情報が示す位置を含み且つ先端向き角度情報が示す方向と直交する断面の画像を、ボリュームデータ３００をＭＰＲ処理することで作成し、その画像を穿刺対象断面画像３１１とする。

針先端断面画像３２１の作成では、先端位置情報が示す位置を含み且つ先端向き角度情報が示す方向と直交する断面の画像を、ボリュームデータ３００をＭＰＲ処理することで作成し、針先端断面画像３２１とする。

進行速度取得部３３は、進行速度に比例した厚み３５１の血管投影画像３３１を作成する前処理として、穿刺針１００の進行速度を取得する。この進行速度取得部３３は、最新のボリュームデータ３００から取得された先端位置情報が示す先端位置３２２と、その前の撮影時刻で取得されたボリュームデータ３００から取得された先端位置情報が示す先端位置３２２との距離を算出し、２つのボリュームデータ３００の撮影時間の間隔で除することで進行速度情報を取得する。

最大値投影処理部３４は、ボリュームデータ３００のＭＩＰ（maximum intensity projection）処理と血管強調処理と領域拡張処理を行うことで、穿刺針１００の進行速度に比例した厚み３５１の経路上空間３５０を投影して血管像３３０を強調した血管投影画像３３１を作成する。例えば、算出された進行速度で穿刺針１００が３秒間等の所定時間内に進む距離を厚み３５１の値とする。また、例えば、３０ｍｍ等の最低厚を設けてもよい。

ボリュームデータ３００のＭＩＰ処理では、最大値投影処理部３４は、先端位置情報が示す位置から先端向き角度情報が示す方向に厚み３５１を有する経路上空間３５０を、先端向き角度情報が示す方向と直交する平面に投影するＭＩＰ処理を行うことで、最大値投影画像を作成する。即ち、ＭＩＰ処理では、穿刺針１００と穿刺対象との間に存在する所定厚の３次元空間を画像化する。ＭＩＰ処理する厚み３５１は、進行速度に定数を乗じた値とする。

血管強調処理では、最大値投影画像を２値化して血管像３３０を強調する。血管像３３０は、画素値が高いため、この血管像３３０を表す画素値とそれ以外とを区分けする閾値を用いて最大値投影画像を２値化する。即ち、血管強調処理では、穿刺針１００と穿刺対象との間に存在する血管を明瞭化する。

ここで、一般的に、血流の流れがある血管内を表すボクセルデータはボクセル値が高いが、血管の壁部や狭窄部位を表すボクセルデータのボクセル値はそれよりも低い値となる。そのため、最大値投影画像に血管壁部や狭窄部位が写らないおそれや、また血管像３３０の強調処理によりこの血管壁部や狭窄部位が除去されてしまうおそれがある。そこで、領域拡張処理では、特定された血管像３３０をその周囲に規定の画素分だけ拡張する。即ち、血管損傷の危険があると予測される予測領域を周囲領域３３２に拡張する。規定の画素が並ぶ距離は、少なくとも血管壁部の厚み以上とする。特に断らない限り、血管像３３０とその周囲領域３３２とを合わせた領域を単に血管像３３０という。

また、最大値投影処理部３４は、経路上空間３５０をＹ軸情報と先端向き角度情報とが示すＹＺ平面に投影するＭＩＰ処理を行い、さらに血管強調処理及び領域拡張処理を行うことで、ＹＺ平面への血管投影画像３４２を作成する。また、経路上空間３５０をＸ軸情報と先端向き角度情報とが示すＸＺ平面に投影するＭＩＰ処理を行い、さらに血管強調処理及び領域拡張処理を行うことで、ＸＺ平面への血管投影画像３４１を作成する。

重畳処理部３５は、穿刺針１００の先端位置３２２と穿刺対象断面画像３１１と針先端断面画像３２１と血管投影画像３３１とを座標系を共通にして重畳することで被検体内画像３６０を作成する。

この重畳処理では、穿刺対象断面画像３１１と針先端断面画像３２１と血管投影画像３３１をそれぞれ、先端位置情報が示す位置を原点とし、Ｙ軸情報が示す方向をＹ軸、及びＸ軸情報が示す方向をＸ軸とした座標系にマッピングする。そして、穿刺対象断面画像３１１と針先端断面画像３２１と血管投影画像３３１とを原点位置を画像の中心にして重畳する。穿刺対象断面画像３１１と針先端断面画像３２１と血管投影画像３３１とを重畳すると、画像の中心に穿刺針領域３２４を書き込む。穿刺針領域３２４は、穿刺針１００の先端の径を示す円図形である。円図形の径は、予め定められ、この定められた径を有する円図形を被検体内画像３６０の中心に書き込む。

表示制御部３６は、被検体内画像３６０を含む画面の画像を作成し、モニタ５に表示させる。

図６は、モニタ５に表示される画面を示す模式図である。表示制御部３６は、被検体内画像３６０と、ＹＺ平面への血管投影画像３４２と、ＸＺ平面への血管投影画像３４１とを並べた画面の画像を作成し、モニタ５に出力する。

画面の作成では、Ｙ軸方向をモニタ５の上下方向、Ｘ軸方向をモニタ５の左右方向に規定して、被検体内画像３６０を中心に配置し、被検体内画像３６０の左右何れかにＹＺ平面への血管投影画像３４２を配し、被検体内画像３６０の上下何れかにＸＺ平面への血管投影画像３４１を配置する。先端位置情報が示す位置と穿刺対象断面画像３１１との距離を示す距離情報を算出し、被検体内画像３６０とＹＺ平面への血管投影画像３４２の画面上の離間距離と、被検体内画像３６０とＸＺ平面への血管投影画像３４１の画面上の離間距離とを、距離情報と比例する距離だけ離して配置する。

次に、血管損傷の危険性判断について説明する。図７は、警報処理装置４の詳細な構成を示す構成図である。警報処理装置４は、判断部４１と警告通知部４２とを有する。

判断部４１は、穿刺針１００の進行による血管損傷の危険性を判断する。この判断部４１は、穿刺針１００の先端の向き角度３２３の延長線と血管との重なりを検知する。警告通知部４２は、判断部４１により、重なりが検知されると、警報信号を生成し、画像処理装置３の表示制御部３６及び把持装置２に出力する。

判断部４１は、被検体内画像３６０を判断材料とする。図８は、被検体内画像３６０の各種の態様を示す図である。判断部４１による判断処理の一例として、判断部４１は、被検体内画像３６０に存在する血管像３３０と穿刺針１００の先端位置３２２の位置関係を判断する。穿刺針１００の先端位置３２２は、被検体内画像３６０に書き込まれた原点を中心とする円図形の範囲である。被検体内画像３６０は、穿刺針１００の先端の向き角度３２３と直交しているため、図８の（ａ）に示すように血管像３３０を表す領域と穿刺針領域３２４が示す円図形の一部とが重複していると、重なりとして検知される。一方、図８の（ｂ）に示すように血管像３３０を表す領域内に穿刺針領域３２４が示す円図形がなければ、重なりは検知されない。

判断部４１による重なりの検知では、まず、血管像３３０の領域を示す血管領域情報を取得する。判断部４１は、画像処理装置３の最大値投影処理部３４で２値化及び拡張処理されることにより作成された血管投影画像３３１から血管像３３０を示す画素値を有する画素を画像上の走査により特定する。そして、特定された各画素の座標が原点から所定範囲内の座標であるか判断する。所定範囲内としては、穿刺針領域３２４である円図形の径の範囲内を構成する画素の座標値である。判断の結果、特定された画素の何れかが原点から所定範囲内にあることを示す場合には、重なりの検知となる。

尚、先端向き角度情報が示す向きを中心軸とした所定径の延長線の式を生成し、この延長線の式に血管像３３０の領域を構成する各画素の座標値を当てはめた場合に、当該延長線の式が成立するか否かにより重なりを検出してもよい。

警告通知部４２は、判断部４１により重なりが検出されると、表示制御部３６を介してモニタ５に警告メッセージを表示させる。警告メッセージは、血管損傷の危険がある旨を示す文字列である。また、警告通知部４２は、判断部４１により重なりが検出されると、把持装置２に警報信号を出力する。把持装置２は、この警報信号の入力を契機に制動機構２６を作動させて穿刺針１００の進行を阻止する。警告メッセージや穿刺針１００の制動の他、穿刺支援装置１にスピーカを備え、音により警告を通知するようにしてもよい。

このような穿刺支援装置１の被検体内画像３６０の生成から警報までの動作を説明する。図９は、被検体内画像３６０の生成から警報までの動作を示すフローチャートである。

まず、術者は、穿刺対象を含む領域のスキャン開始を要求する信号をスキャナ２００に入力する操作を行う（Ｓ０１）。この操作では、術者は、スキャン領域が穿刺対象を含む範囲になるようにパラメータを入力し、スキャン領域の連続撮影を要求する操作を行った後、開始ボタンの押下等の操作を行う。この一連の操作がなされると、スキャナ２００に開始を要求する信号が入力される。

開始を要求する信号が入力されたスキャナ２００は、穿刺対象を含む３次元空間を撮影し、この３次元空間を反映したボリュームデータ３００を画像処理装置３に出力する（Ｓ０２）。

画像処理装置３は、最初にボリュームデータ３００が入力されると、ボリュームデータ３００に含まれる各断面の画像をモニタ５に表示させる（Ｓ０３）。術者が、モニタ５を参照しながら、入力デバイス６を用いて穿刺対象を指定すると（Ｓ０４）、位置方向検出部３１は、指定された一点を含む穿刺対象の穿刺対象位置情報を取得する（Ｓ０５）。

術者が穿刺支援の開始を要求する操作を行うと（Ｓ０６）、穿刺対象を含む３次元空間の連続撮影を開始し、連続的にボリュームデータ３００を画像処理装置３に出力する（Ｓ０７）。

画像処理装置３の位置方向検出部３１は、穿刺支援の開始要求後に出力された最新のボリュームデータ３００から先端位置情報と先端向き角度情報とＸ軸情報とＹ軸情報とを取得する（Ｓ０８，Ｓ０９，Ｓ１０）。

先端位置情報等が取得されると、進行速度取得部３３は、最新のボリュームデータ３００とその前の撮影時刻のボリュームデータ３００とから検出されたそれぞれの先端位置情報、及び２つのボリュームデータ３００の撮影時刻の差とを用いて、穿刺針１００の進行速度を算出する（Ｓ１１）。

また、先端位置情報等が取得されると、断面変換処理部３２は、最新のボリュームデータ３００をＭＰＲ処理することで、穿刺対象位置情報が示す位置を含み且つ先端向き角度情報が示す方向と直交する穿刺対象断面画像３１１を作成する（Ｓ１２）。さらに、断面変換処理部３２は、最新のボリュームデータ３００をＭＰＲ処理することで、先端位置情報が示す位置を含み且つ先端向き角度情報が示す方向と直交する針先端断面画像３２１を作成する（Ｓ１３）。

穿刺針１００の進行速度が算出されると、最大値投影処理部３４は、先端位置情報が示す位置から始まり且つ先端向き角度情報が示す方向に進行速度に比例した厚み３５１を有する経路上空間３５０を、先端向き角度情報が示す方向と直交する面に投影した投影画像の作成を、ボリュームデータ３００のＭＩＰ処理により行う（Ｓ１４）。

投影画像を作成すると、最大値投影処理部３４は、作成した投影画像に血管強調処理を行い（Ｓ１５）、更に血管像３３０の周囲領域３３２への拡張処理を行う（Ｓ１６）。

さらに、最大値投影処理部３４は、ボリュームデータ３００に対するＭＩＰ処理と血管強調処理と領域拡張処理をすることにより、経路上空間３５０のＸＺ平面及びＹＺ平面への血管投影画像３４１，３４２を作成する（Ｓ１７）。

穿刺対象断面画像３１１と針先端断面画像３２１とＸＹ平面への血管投影画像３３１とが作成されると、重畳処理部３５は、穿刺対象断面画像３１１と針先端断面画像３２１とＸＹ平面への血管投影画像３３１とを重畳して被検体内画像３６０を作成する（Ｓ１８）。この重畳処理では、先端位置情報が示す位置を画像の中心とし、Ｘ軸情報及びＹ軸情報とで規定される座標系で重畳することで、被検体内画像３６０を作成する。また、被検体内画像３６０の中心には、穿刺針領域３２４を示す円図形を書き入れる。

被検体内画像３６０が作成されると、表示制御部３６は、被検体内画像３６０とＸＺ平面及びＹＺ平面への血管投影画像３４１，３４２とを並べた画面の画像を作成し、モニタ５に表示させる（Ｓ１９）。

また、被検体内画像３６０が作成されると、警報処理装置４の判断部４１は、穿刺針領域３２４が示す原点を中心とした円図形の範囲内と、被検体内画像３６０の存在する血管像３３０とが一部でも重なるか判断する（Ｓ２０）。重なることが検知されると、警告通知部４２は、モニタ５に警報メッセージを表示させると共に、警報信号を把持装置２に出力する（Ｓ２１）。

把持装置２は、警報信号が入力されると、制動機構２６を作動させることにより、穿刺針１００の進行を阻止する（Ｓ２２）。

一方、重なりが検知されなかったことにより、Ｓ２１の警報メッセージや穿刺針１００の進行阻止といった警告が通知されなければ、術者は、電磁ロックを作動させて穿刺針１００の向きを固定し（Ｓ２３）、穿刺針１００に外力を与えて穿刺針１００を進行させる（Ｓ２４）。一方、Ｓ２１の警告が通知されることにより制動機構２６が作動して穿刺針１００の進行が阻止されると、術者は、制動機構２６による制動動作を手動で解除してから、穿刺針１００の経路を変更するために、穿刺針１００を一端後退させ、更に把持装置２のアーム２３の長さや向きを変更させることで穿刺針１００が向く角度を変更する（Ｓ２５）。

以降、スキャナ２００によりスキャンがなされてボリュームデータ３００が出力されるたびに（Ｓ０７）、Ｓ０８〜Ｓ２２を繰り返して被検体内画像３６０の更新及び警告の判断を行い、その度に術者によりＳ２３〜Ｓ２５の作業がなされる。

以上のように、本実施形態の穿刺支援装置１及び穿刺支援方法では、スキャナ２００により出力されたボリュームデータ３００から、穿刺針１００の先端位置３２２と、この先端の向き角度３２３と直交する穿刺対象像３１０と、穿刺針１００の先端の向き角度３２３の方向に存在する血管像３３０とを座標系を共通にして重畳した被検体内画像３６０を作成し、モニタ５に表示させるようにした。

これにより、術者は、穿刺針１００の先端位置３２２と穿刺対象像３１０とを含む断面画像のみでは知ることが困難であった穿刺針１００の先端の向き角度３２３の方向に存在する血管の走行情報を取得することが可能となり、血管を傷つけてしまう危険性が低下する。また、この血管の走行情報を取得することで、事前にシミュレートした経路から血管を避けて穿刺針１００を進行させることが容易となり、再シミュレートの必要がなく、術者の作業効率が向上する。また、血管投影画像３３１や穿刺対象断面像等を別々に表示するのではなく、座標系を共通にして重畳して表示するため、術者は頭の中で３次元的な位置関係を構築する必要がなく、作業効率が向上する。

被検体内画像３６０には、穿刺針１００の先端から所定の厚み３５１を有する空間に存在する血管の像が重畳される。従って、血管の像を投影により表現しても血管と穿刺針１００の先端との距離感をつかむことができ、穿刺針１００をどの程度進行させれば血管を損傷させてしまうのかを術者の判断に委ねることがなく、血管損傷の危険性が低下する。

本実施形態の穿刺支援装置１及び穿刺支援方法では、穿刺針１００の先端位置３２２と向き角度３２３及び血管の領域を示す情報とから、またはこれら情報が含まれた被検体内画像３６０から、穿刺針１００の先端の向き角度３２３の方向への延長線と血管像３３０との重なりを判断し、重なると判断されれば警報を通知する。これにより、血管を損傷させてしまう危険性を回避できる可能性が高まる。

警報の通知方法としては、穿刺針１００の被検体への進行を制動機構２６により阻止するようにしてもよい。これにより、血管を損傷させてしまう危険性を回避できる可能性が更に高まる。

また、本実施形態の穿刺支援装置１及び穿刺支援方法では、穿刺針１００の先端又はその近傍を一面として穿刺針１００の進行速度に比例した厚み３５１を有する３次元空間を投影した血管投影画像３３１を作成して、被検体内画像３６０に重畳する。これにより、穿刺針１００の進行速度が速くとも、血管を損傷させる危険性を察知してからその危険性を回避する対処の時間を十分にとることができ、血管損傷の可能性の低下と術者の作業速度の向上を両立させることができる。

また、本実施形態の穿刺支援装置１及び穿刺支援方法では、血管像３３０から規定距離にある周囲領域３３２に像の領域を拡張して血管投影画像３３１を作成する。これにより、投影像に血管の壁部や狭窄部位が写らなくとも、この血管の壁部や狭窄部位を傷つける可能性は低下する。

この穿刺支援装置１では、以上のように、術者による穿刺針１００の進行方向の決定を支援するべく、被検体内画像３６０の表示や、それに加えて血管損傷の危険性判断を行うが、その他にも、穿刺針１００の挿入を支援する機構を有するようにしてもよい。

図１０は、穿刺針１００の進行を支援する場合の穿刺支援装置１の構成を示す構成図である。この穿刺支援装置１は、穿刺針１００の進行制御装置７を更に備える。

進行制御装置７は、穿刺針１００を自動的に進行させ、穿刺針１００の先端と穿刺対象とが所定距離内に達すると進行を停止させる。把持装置２には、更に図示しない油圧ピストン等で構成される駆動機構が備えられている。油圧ピストンは、穿刺針１００の後端に圧力を与えて穿刺針１００を進行させる。進行制御装置７は、この駆動機構と制動機構２６の作動を制御して穿刺針１００を進行又は停止させる。

この進行制御装置７は、位置方向検出部３１が取得した穿刺対象位置情報と先端位置情報とを受信する。そして、穿刺対象位置情報が示す位置と先端位置情報が示す位置との距離を算出し、算出した距離が予め定めた所定距離以内であれば、制動機構２６を制御して穿刺針１００の進行を停止させる。また、算出した距離が予め定めた所定距離以内でなければ、駆動機構の作動を続行させ、穿刺針１００の進行を継続させる。穿刺針１００の進行を停止させる際には、表示制御部３６を介してモニタ５に接近通知メッセージを表示させたり、スピーカに接近通知音を出力させたりする。

予め定めた所定距離は、支援開始操作がなされたときの穿刺針１００の先端と穿刺対象との距離に対する所定の割合から算出される値、又は予め記憶している１０ｍｍ等の値である。

この穿刺針１００の進行の支援を行う場合の穿刺支援装置１の動作を図１１に示す。尚、Ｓ２５までは、図９に示した動作と同一につき詳細な説明を省略し、この実施形態に特有の動作であるＳ３１から説明する。

術者は、被検体内画像３６０が表示されると（Ｓ１９）、この被検体内画像３６０や警報信号の出力（Ｓ２１）とともに表示された警告メッセージを参照して、アーム２３の長さや向きを調整することで、穿刺針１００の進行経路を決定し（Ｓ３１）、入力デバイス６を用いて穿刺針１００の進行開始操作を行う（Ｓ３２）。

進行開始操作が入力されると、進行制御装置７は、穿刺対象位置情報と先端位置情報とで示される穿刺対象と穿刺針１００の先端位置３２２との距離を算出し（Ｓ３３）、算出した距離が所定距離以内でなければ（Ｓ３４）、把持装置２の駆動機構を作動させる進行信号を出力して穿刺針１００の進行を要求し、把持装置２は、進行信号が入力されると駆動機構を作動させ、穿刺針１００を進行させる（Ｓ３５）。この穿刺支援装置１では、ボリュームデータ３００が出力されるたびにＳ０８〜Ｓ２５とＳ３１〜Ｓ３５を繰り返す。

一方、算出した距離が所定距離以内に到達すると（Ｓ３６）、進行制御装置７は、把持装置２の制動機構２６を作動させる阻止信号を出力して穿刺針１００の進行の停止を要求し、同時にモニタ５に接近通知メッセージを表示させる（Ｓ３７）、把持装置２は、阻止信号が入力されると制動機構２６を作動させ、穿刺針１００の進行を停止させる（Ｓ２２）。

この後、残りの距離は、術者の手動により穿刺針１００が穿刺対象に向けて挿入される。この自動進行の間も被検体内画像３６０が更新される毎に血管損傷の危険性判断を行い、危険性があると穿刺針１００の進行を停止させる。そして、術者により進路変更が行われて、進行開始操作が行われると、当初算出した所定距離に接近するまで再び自動進行の制御を行う。このように、穿刺針１００の挿入を支援する機構によると、術者による作業効率が更に向上する。

尚、術者による手動で穿刺針１００を進行させる場合であっても、穿刺針１００の先端と穿刺対象との距離を算出し、所定距離内に到達すれば、接近通知を行い、また制動機構２６を制御して穿刺針１００の進行を阻止させるようにしてもよい。

また、被検体内画像３６０の作成では、重畳させたときに表示させる画像に優先順位をつけて血管の走行情報を詳細化し、距離感を向上させるようにしてもよい。例えば、重畳処理部３５は、血管投影画像３３１よりも針先端断面画像３２１を優先して描画し、且つ血管投影画像３３１と針先端断面画像３２１を描画するときの色調を区分けする。

具体的には、血管投影画像３３１は赤、針先端断面画像３２１はグレーで表示する。これら画像は全て階調画像とし、各画像の画素値から赤、緑、青の３つのパラメータを持つ色を決定する。被検体内画像３６０の画素値は、青及び緑成分については、針先端断面画像３２１の画素値を用いる。赤色成分は、血管投影画像３３１の画素値と針先端断面画像３２１の画素値のうち、最大値とする。これにより、針先端断面画像３２１の画素値が大きければ、その画素は、常に白色に近い色で表示される。

また、穿刺針１００の先端位置３２２又はその近傍を終端とし、且つ先端の向き角度３２３の方向に厚みを有する穿刺針１００の後端側の血管投影画像をボリュームデータ３００のＭＩＰ処理により作成し、この画像をさらに重畳させるようにしてもよい。この場合、穿刺針１００の後端側の血管投影画像と、穿刺針１００の先端位置３２２から始まり、且つ穿刺対象像３１０側の血管投影画像３３１の各画素から最大値を求め、最大値を投影画像の青色成分の画素値とする。このような重畳方法を行うことで、前方に存在する血管は赤で、後方に存在する血管は青で表示することができる。

これにより、血管投影画像より針先端断面画像３２１が優先表示されるので、針先端断面画像３２１の情報が失われることなく、位置関係の把握の正確性が損なわずに重畳表示できる。

穿刺支援装置の構成を示す構成図である。 把持装置の構成を示す外観図である。 画像処理装置が作成する被検体内画像の概念を説明する図である。 被検体内画像を示す図である。 画像処理装置の詳細構成を示すブロック図である。 モニタに表示される画面を示す模式図である。 警報処理装置の詳細な構成を示す構成図である。 被検体内画像の各種の態様を示す図である。 被検体内画像の生成から警報までの動作を示すフローチャートである。 穿刺針の挿入を支援する場合の穿刺支援装置の構成を示す構成図である。 穿刺針の進行の支援を行う場合の穿刺支援装置の動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 穿刺支援装置
２ 把持装置
２１ 枠体
２２ ガイドリング
２３ アーム
２４ Ｙ軸マーカ
２５ Ｘ軸マーカ
２６ 制動機構
２６ａ ボルト
２６ｂ モータ
３ 画像処理装置
３１ 位置方向検出部
３２ 断面変換処理部
３３ 進行速度取得部
３４ 最大値投影処理部
３５ 重畳処理部
３６ 表示制御部
４ 警報処理装置
４１ 判断部
４２ 警告通知部
５ モニタ
６ 入力デバイス
７ 進行制御装置
１００ 穿刺針
２００ スキャナ
３００ ボリュームデータ
３１０ 穿刺対象像
３１１ 穿刺対象断面画像
３２０ 穿刺針像
３２１ 針先端断面画像
３２２ 先端位置
３２３ 向き角度
３２４ 穿刺針領域
３３０ 血管像
３３１ 血管投影画像
３３２ 周囲領域
３４１ ＸＺ平面への血管投影画像
３４２ ＹＺ平面への血管投影画像
３５０ 経路上空間
３５１ 厚み
３６０ 被検体内画像

Claims (14)

1. 被検体に挿入される穿刺針と穿刺対象とを含む３次元空間を連続撮影して該３次元空間のボリュームデータを出力するスキャナを有し、又はこのスキャナと接続される穿刺支援装置であって、
   前記穿刺針の先端の位置及び向き角度を検出する検出手段と、
   前記ボリュームデータに基づき、前記穿刺針の先端の向き角度と直交し且つ前記穿刺対象の断面像を含む穿刺対象断面画像を作成する断面画像作成手段と、
   前記ボリュームデータに基づき、前記穿刺針の先端の位置から始まり且つ前記向き角度の方向に所定の厚みを有する３次元空間を前記向き角度と直交する面に投影することで、この３次元空間に含まれる血管像が投影された投影画像を作成する投影画像作成手段と、
   前記穿刺針の先端の位置と前記穿刺対象断面画像と前記血管像が含まれた前記投影画像とを座標系を共通にして重畳した重畳画像を作成する重畳手段と、
   前記重畳手段で作成された前記重畳画像を表示する表示手段と、
   を備えること、
   を特徴とする穿刺支援装置。
2. 前記穿刺針の先端から延ばした前記向き角度の方向への延長線と前記血管像との重なりを判断する判断手段と、
   前記判断手段により前記延長線と前記血管像とが重なると判断されると、警報を発する警報手段と、
   を更に備えること、
   を特徴とする請求項１記載の穿刺支援装置。
3. 前記判断手段は、前記重畳画像上での前記穿刺針の先端の位置と前記血管像との位置関係に基づき前記重なりを判断すること、
   を特徴とする請求項２記載の穿刺支援装置。
4. 前記穿刺針の進行速度を取得する進行速度取得手段を更に備え、
   前記投影画像作成手段は、前記穿刺針の前記進行速度に比例した前記厚みの前記３次元空間を投影して前記投影画像を作成すること、
   を特徴とする請求項１記載の穿刺支援装置。
5. 前記投影画像作成手段は、更に予め定められた範囲の周囲領域に前記投影された血管像を拡張することで、前記投影画像を作成すること、
   を特徴とする請求項１記載の穿刺支援装置。
6. 前記警報手段の警報を受けて、前記穿刺針の進行を阻止する制動手段をさらに備えること、
   を特徴とする請求項２記載の穿刺支援装置。
7. 前記穿刺針の先端の位置と前記穿刺対象との距離が所定以内に到達すると前記穿刺針の接近を通知する接近通知手段と、
   をさらに備え、
   前記断面画像作成手段は、前記ボリュームデータに基づき、前記穿刺針の先端の位置と前記穿刺対象とを含む断面である穿刺針断面画像を作成し、
   前記接近通知手段は、前記穿刺針断面画像に基づいて、前記先端の像と前記穿刺対象の像とが所定距離以内であると前記接近を通知すること、
   を特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載の穿刺支援装置。
8. 前記穿刺針を把持すると共に、操作者の操作に応じて前記穿刺針の向き角度を変更可能な把持手段と、
   前記穿刺針の向き角度をロックして進行させる駆動手段と、
   前記穿刺針の先端の位置と前記穿刺対象との距離が所定以内に到達すると、前記穿刺針の進行を阻止する制動手段と、
   をさらに備えること、
   を特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の穿刺支援装置。
9. 前記断面画像作成手段は、前記ボリュームデータに基づき、前記穿刺針の向き角度と直交し且つ前記穿刺針の先端若しくはその近傍を含む針先端断面画像を更に作成し、
   前記重畳手段は、前記針先端断面画像を更に重畳した前記重畳画像を作成すること、
   を特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載の穿刺支援装置。
10. 前記投影画像作成手段は、前記ボリュームデータに基づき、前記所定の厚みを有する３次元空間を前記記穿刺針の先端が向く方向に沿い且つ互いに直交する平面に投影することで、この３次元空間に含まれる血管像が投影された２枚の投影画像を更に作成し、
    前記表示手段は、前記重畳画像と共に前記２枚の投影画像を表示すること、
    を特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載の穿刺支援装置。
11. 前記検出手段は、前記ボリュームデータから前記穿刺針の像を抽出し、抽出した前記穿刺針の像に基づき、前記穿刺針の先端の位置及び向き角度を検出すること、
    を特徴とする請求項１乃至１０の何れかに記載の穿刺支援装置。
12. 前記穿刺針が進行する方向と直交するＸ及びＹ軸の方向を定義するマーカを更に備え、
    スキャナは、前記マーカを更に含む３次元空間を連続撮影し、
    前記表示手段は、前記ボリュームデータに存在する前記マーカの像で定義されたＸ及びＹ軸の座標系に従った向きで前記重畳画像を表示すること、
    を特徴とする請求項１乃至１０の何れかに記載の穿刺支援装置。
13. 前記進行速度取得手段は、撮影時刻が異なる２つの前記ボリュームデータのそれぞれに基づいて検出された前記穿刺針の先端の各位置、及び前記２つの前記ボリュームデータの撮影時刻の間隔に基づき、前記穿刺針の前記進行速度を算出すること、
    を特徴とする請求項３記載の穿刺支援装置。
14. 被検体に挿入される穿刺針と穿刺対象とを含む３次元空間を連続撮影して得られるボリュームデータに基づく穿刺の状態を示す画像を表示手段に表示することで穿刺を支援する穿刺支援方法であって、
    前記穿刺針の先端の位置及び向き角度を検出し、
    前記ボリュームデータに基づき、前記穿刺針の先端の向き角度と直交し且つ前記穿刺対象の断面像を含む穿刺対象断面画像を作成し、
    前記ボリュームデータに基づき、前記穿刺針の先端の位置から始まり且つ前記向き角度の方向に所定の厚みを有する３次元空間を前記向き角度と直交する面に投影することで、この３次元空間に含まれる血管像が投影された投影画像を作成し、
    前記穿刺針の先端の位置と前記穿刺対象断面画像と前記血管像が含まれた前記投影画像とを座標系を共通にして重畳した重畳画像を作成し、
    前記表示手段に、前記画像処理手段で作成された前記重畳画像を表示させること、
    を特徴とする穿刺支援方法。