JP2017205483A - マーキング方法およびコンピュータ断層撮影装置 - Google Patents

Abstract

【課題】対象物の表面上の介入位置に容易にマークを付けることができるマーキング方法およびコンピュータ断層撮影装置を提供する。【解決手段】本発明は、マーキング方法およびコンピュータ断層撮影装置を提供し、本方法は、対象物の画像を取得するために対象物を走査するステップと、対象物の画像における注目部分の位置にしたがって対象物の表面上における介入位置を決定するステップと、対象物の表面上における介入位置にマークを付けるステップと、を含む。したがって、介入位置は、対象物の表面上で容易にマークを付けることができる。【選択図】図４

Description

本発明は、マーキング方法およびコンピュータ断層撮影装置に関する。

近年では、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）撮像により誘導される介入方法が広く用いられている。通常、操作者（たとえば医者）は、対象物（たとえば、患者）に対してＣＴ走査を行って、対象物のＣＴ画像を得る。次に、操作者は、得られたＣＴ画像にしたがって、リアルタイムに介入ツール（たとえば、針）の挿入を誘導する。たとえば、操作者は、ＣＴ画像にしたがって、対象物の表面上での介入ツールの位置、介入ツールの角度、および対象物内での介入ツールの挿入経路などを作成する必要がある。しかし、対象物はこの時にはＣＴ装置のブラケット（ベッド）上にあり、ＣＴ装置のＩＳＯは対象物内にあるので、対象物の本体上の介入点および介入角をマークすることは困難である。

本発明の例示的な実施形態の目的は、従来技術の上記および／または他の問題を克服することである。したがって、本発明の例示的な実施形態は、対象物の表面上の介入位置に容易にマークを付けることができるマーキング方法およびコンピュータ断層撮影装置を提供する。

１つの例示的な実施形態によれば、マーキング方法は、対象物の画像を取得するために対象物を走査するステップと、対象物の画像における注目部分の位置にしたがって対象物の表面上における介入位置を決定するステップと、対象物の表面上における介入位置にマークを付けるステップと、を含むことができる。

別の例示的な実施形態によれば、コンピュータ断層撮影装置は、走査される対象物を配置するように構成された対象物ブラケットと、対象物の画像を取得するために対象物を走査するように構成されたＸ線走査装置と、Ｘ線走査装置により取得された対象物の画像における注目部分の位置にしたがって対象物の表面上における介入位置を決定するように構成された処理装置と、決定された介入位置にマークを付けるように構成されたマーキング装置と、を含むことができる。

以下の詳細な説明、図面、および特許請求の範囲により、他の特徴および態様が明らかになるであろう。

本発明は、添付図面を参照して本発明の例示的な実施形態の説明を考慮することで、より良く理解することができる。

例示的な実施形態によるＣＴ装置の概略図である。 例示的な実施形態による対象物の表面上における介入位置を決定する動作を説明するための図である。 例示的な実施形態による対象物の表面上における介入位置を決定する動作を説明するための図である。 例示的な実施形態によるマーキング方法のフローチャートである。

以下、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。実施形態の詳細な説明において、単純かつ簡潔にするために、この説明では、実際の実施形態のすべての特徴について詳細に説明することは不可能であることを指摘しておく。任意の実施形態の実際の実施形態のプロセスでは、工学プロジェクトまたは設計プロジェクトのプロセスと同様に、開発者の特定の目標を達成するために、そしていくつかのシステム関連またはビジネス関連の制約を満足するために、通常、様々な決定がなされるであろうが、それはまた実施形態によって変更されることを理解されたい。加えて、このような開発プロセスでなされる努力は、複雑で時間がかかる可能性があるが、本開示に開示される技術内容に基づく設計、製造および生産などのいくつかの変形は、本開示に開示される内容に関連する技術の当業者にとっては、当該技術分野における通常の技術手段にすぎず、それは本開示の不十分な開示とみなすべきではないことをまた理解することができる。

別に定義しない限り、特許請求の範囲および発明の詳細な説明で用いられるすべての技術用語または科学用語は、本開示が属する技術分野における当業者により通常理解されているものと同一の意味を有するべきである。本開示の詳細な説明および特許請求の範囲における「第１の」、「第２の」などの用語は、いかなる連続した順序、数、または重要度をも意味するものではなく、異なる構成要素を区別するためにのみ使用されるものである。単数形（「ａ」、「ａｎ」など）の用語は、数量の限定を示すものではなく、少なくとも１つの存在を示すものである。「備える」、「備えている」、「含む」、「含んでいる」などの用語は、「備える」、「備えている」、「含む」、および「含んでいる」の前にある要素または対象物が、「備える」、「備えている」、「含む」、および「含んでいる」に続いて説明される要素または対象物およびそれらの等価物を包含することを意味するが、他の要素または対象物を除外するものではない。「結合された」または「接続された」などの用語は、物理的または機械的に接続されることに限定されず、また直接または間接的に接続されることに限定されない。

図１は、例示的な実施形態によるＣＴ装置の概略図である。

図１に示すように、例示的な実施形態によるＣＴ装置は、ブラケット（ベッド）１００、Ｘ線走査装置３００、処理装置５００、およびマーキング装置７００を含む。

ブラケット（ベッド）１００は、走査される対象物、たとえば、走査される患者を載置することができる。ブラケット（ベッド）１００は、ブラケット（ベッド）１００に載置された対象物の位置をＸ線走査装置３００に対して変化させるために移動することができる。たとえば、ブラケット（ベッド）１００は、対象物をＸ線走査装置３００によって走査される位置に移動することができる。

Ｘ線走査装置３００は、Ｘ線放射装置３０１およびＸ線受取装置３０３を含むことができる。Ｘ線放射装置３０１は、Ｘ線を放射することができる。Ｘ線受取装置３０３は、対象物を通過したＸ線を受け取り、受け取ったＸ線を電気信号に変換することができる。また、図示しないが、Ｘ線走査装置３００は、画像処理装置をさらに含むことができる。画像処理装置は、図２および図３に示すように、対象物の画像を取得するために、Ｘ線受取装置３０３により変換された電気信号を受信して、処理することができる。

処理装置５００は、Ｘ線走査装置３００により取得された対象物の画像を受け取り、画像中の注目部分にしたがって対象物の表面上での介入位置を決定することができる。対象物の表面上での介入位置を決定する動作について、図２および図３を参照して以下で詳細に説明する。

図２および図３は、例示的な実施形態による対象物の表面上における介入位置を決定する動作を説明するための図である。

図２に示すように、まず、操作者（たとえば医者）が軸方向（Ｚ）走査画像からの画像を閲覧して、対象物が配置された画像、すなわち、図２に示すように注目部分Ｌを含む画像を選択することができ、それから注目部分Ｌが対象物の画像中で選択される。注目部分Ｌは、負傷した可能性のある患者の一部であってもよい。この目的のために、例示的な実施形態によるＣＴ装置は、表示装置（図示せず）および入力装置（図示せず）を含むことができる。表示装置は、対象物の画像を表示することができる。医師は、表示装置により表示された画像を観察することができ、入力装置を操作することにより画像の注目部分Ｌを選択することができる。必要に応じて、注目部分Ｌは、処理装置５００によって公知の画像識別方法を実行することにより、自動的に識別され、決定され得る。

それから、図２に示すように操作者は、たとえば入力装置を用いて、対象物の画像中の注目部分の位置にしたがって介入経路Ｐを設定することができる。しかし、例示的な実施形態は、これに限定されるものではない。他の例示的な実施形態では、処理装置５００は、予め定義された条件にしたがって介入経路Ｐを自動的に設定することができる。

次に、処理装置５００は、介入経路Ｐと対象物の表面との交点１を決定することができ、それから画像中の交点１（たとえば、ｘ＝−１５．５ｍｍ、ｙ＝１０８．３ｍｍの座標を有する、第２象限に位置する交点１）の位置および対象物に対する画像の位置情報にしたがって、対象物の表面上での介入位置を決定することができる。

図３に示すように、例示的な一実施形態では、処理装置５００は、交点１からＣＴ装置のＩＳＯ中心までの角度を算出することができる。図３に示す例示的な実施形態では、交点１からＣＴ装置のＩＳＯ中心までの角度「ａ」は、以下の通りである。

ａｒｃｔａｎ（ｘ／ｙ）＋９０°＝ａｒｃｔａｎ（１５．５／１０８．３）＋９０°＝９８．２°．
さらに、処理装置５００は、ＣＴ装置のＺ位置から交点１までの距離を決定することができる。たとえば、図３に示すように、処理装置５００は、ＣＴ装置のＺ位置から交点１までの距離は、対象物に対する画像の位置情報にしたがって＋２２．８ｍｍであると決定することができる。たとえば、操作者（たとえば医者）は、ＣＴ装置により対象（Ｚ）の近傍の一連の画像を走査することができる。それから、医師は、対象の中心が存在する画像を見いだすために一連の画像を閲覧することができ、図３に示すように、ＣＴ画像から座標、たとえば２２．７５（≒２２．８）を直接読み取ることができる。画像中の交点１の位置および対象物に対する画像の位置情報にしたがって介入位置が決定された後に、マーキング装置７００は、決定された介入位置にマークを付けることができる。たとえば、マーキング装置７００は、算出された角度と決定された距離にしたがって移動して、マーキング装置によって、対象物の表面上で介入位置を示すマークを形成することができる。必要に応じて、対象物を支持するブラケット（ベッド）１００が移動することができ、あるいはマーキング装置７００および対象物を支持するブラケット（ベッド）１００の両方が移動することができ、そのようにして対象物の表面上で介入位置を示すマークを形成する。

本明細書では、マーキング装置７００は、Ｘ線走査装置と共にＣＴ装置のラックに設置することができる。マーキング装置７００は、レーザ指示装置であって、２つの交差する扇状レーザビームで構成され、一方はＣＴ走査平面を通過し、他方はＣＴ走査平面に垂直である。マーキング装置７００は、３６０度の走査平面に沿って回転することができ、対象物の表面上に交差するレーザ指示点を形成することができる。必要に応じて、マーキング装置７００は、単一ビームレーザとすることができ、３６０度の走査平面に沿って回転して、対象物の表面上にレーザ指示点を直接形成することができる。マーキング装置７００を用いて介入位置にマークを付けた後に、操作者（たとえば医者）は、針などの介入ツールを用いて介入位置から介入経路に沿って介入操作を行うことができる。

例示的な実施形態によるＣＴ装置は、ＣＴ撮像の方法により得られた画像にしたがって対象物の表面上で介入位置を決定することができ、マーキング装置を用いて介入位置にマークを付けることができる。それゆえ、対象物がＣＴ装置のブラケット（ベッド）により、および／またはＣＴ装置のラックの走査位置に支持されている場合には、介入位置は、患者の体の表面上で容易にマークを付けることができる。

図４は、例示的な実施形態によるマーキング方法のフローチャートである。図４に示すように、まず、対象物の画像を取得するために、対象物を走査することができる（Ｓ４１０）。ここで、対象物の画像を取得するために、図２および図３に示すように、上述した例示的な実施形態によるコンピュータ断層撮影装置を用いて対象物を撮像することができる。

それから、対象物の画像中の注目部分の位置にしたがって、対象物の表面上の介入位置を決定することができる（Ｓ４３０）。図２を参照して上述したように、対象物の画像中の注目部分の位置にしたがって介入経路を設定することができ、介入経路と対象物の表面との交点として介入位置を決定することができる。

具体的には、操作者は、ＣＴ装置の表示装置に表示された対象物の画像を観察して、負傷した可能性のある対象物の一部であり得る注目部分を決定することができ、入力装置により画像中の決定された注目部分を選択することができる。必要に応じて、注目部分は、ＣＴ装置の処理装置（５００）によって公知の画像識別方法を実行することにより、自動的に識別され、決定され得る。

それから、図２に示すように操作者は、たとえば入力装置を用いて、対象物の画像中の注目部分の位置にしたがって介入経路を設定することができる。しかし、例示的な実施形態は、これに限定されるものではない。他の例示的な実施形態では、介入経路は、処理装置（５００）により予め定義された条件にしたがって自動的に設定することができる。

次に、介入経路Ｐと対象物の表面との交点１は、たとえば、処理装置（５００）によって決定することができるので、対象物の表面上の介入位置は、画像中の交点１の位置（たとえば、交点１の座標）および対象物に対する画像の位置情報などにしたがって決定することができる。たとえば、交点からＣＴ装置のＩＳＯ中心までの角度を算出することができ、ＣＴ装置のＺ位置からの交点の距離を処理装置（５００）によって決定することができる。

最後に、対象物の表面上の介入位置にマークを付けることができる（Ｓ４５０）。たとえば、マーキング装置およびＣＴ装置の対象物ブラケットの少なくとも一方は、算出された角度および決定された距離にしたがって、マーキング装置によって対象物の表面上における介入位置を示すマークを形成するように移動することができる。

例示的な実施形態によれば、ＣＴ撮像の方法により得られた画像にしたがって対象物の表面上の介入位置を決定することができ、ＣＴ装置のマーキング装置により介入位置にマークを付けることができる。したがって、介入位置にマークを付ける処理を簡略化することができる。また、対象物がＣＴ装置のブラケット（ベッド）により、および／またはＣＴ装置のラックの走査位置に支持されている場合には、介入位置は、患者の体の表面上で容易にマークを付けることができる。

以上、いくつかの例示的な実施形態について説明してきた。しかし、様々な変形をそれに対して行うことができることを理解されたい。たとえば、記載した技術が異なる順序で実行される場合、かつ／あるいは記載したシステム、アーキテクチャ、装置、もしくは回路の構成要素が異なる方法で組み合わせられ、および／またはその付加的な構成要素もしくは均等物で置き換えられ、もしくは補足される場合には、適切な結果を依然として達成することができる。したがって、他の実施態様もまた、特許請求の範囲の保護範囲内に収まっている。

１ 交点
３００ Ｘ線走査装置
３０１ Ｘ線放射装置
３０３ Ｘ線受取装置
５００ 処理装置
７００ マーキング装置
Ｓ４１０ 対象物の画像を取得するステップ
Ｓ４３０ 介入位置を決定するステップ
Ｓ４５０ 介入位置にマークを付けるステップ

Claims (9)

1. 対象物の画像を取得するために前記対象物を走査するステップ（Ｓ４１０）と、
   前記対象物の前記画像における注目部分の位置にしたがって前記対象物の表面上における介入位置を決定するステップ（Ｓ４３０）と、
   前記対象物の前記表面上における前記介入位置にマークを付けるステップ（Ｓ４５０）と、
   を含むマーキング方法。
2. 前記対象物の画像を取得する前記ステップ（Ｓ４１０）は、
   前記対象物の前記画像を取得するために、コンピュータ断層撮影装置を用いて前記対象物を撮像するステップを含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記対象物の表面上における介入位置を決定する前記ステップ（Ｓ４３０）は、
   前記対象物の前記画像における前記注目部分の前記位置にしたがって介入経路を設定するステップと、
   前記介入経路と前記対象物の前記表面との交点（１）として前記介入位置を決定するステップと、
   を含む、請求項１に記載の方法。
4. 前記介入経路と前記対象物の前記表面との交点（１）として前記介入位置を決定する前記ステップは、
   前記交点（１）から前記コンピュータ断層撮影装置のＩＳＯ中心までの角度を算出するステップと、
   前記コンピュータ断層撮影装置のＺ位置からの前記交点（１）の距離を決定するステップと、
   を含む、請求項３に記載の方法。
5. マーキング装置（７００）および前記コンピュータ断層撮影装置の対象物ブラケットの少なくとも一方は、前記算出された角度および前記決定された距離にしたがって、前記マーキング装置（７００）によって前記対象物の前記表面上における前記介入位置を示すマークを形成するように移動する、請求項４に記載の方法。
6. 走査される対象物を配置するように構成された対象物ブラケットと、
   前記対象物の画像を取得するために前記対象物を走査するように構成されたＸ線走査装置（３００）と、
   前記Ｘ線走査装置（３００）により取得された前記対象物の前記画像における注目部分の位置にしたがって前記対象物の表面上における介入位置を決定するように構成された処理装置（５００）と、
   前記決定された介入位置にマークを付けるように構成されたマーキング装置（７００）と、
   を含むコンピュータ断層撮影装置。
7. 前記処理装置（５００）は、前記注目部分の前記位置および前記介入経路にしたがって、前記対象物の前記画像における前記注目部分の前記位置にしたがって設定された介入経路と前記対象物の前記表面との交点（１）として前記介入位置を決定するように構成される、請求項６に記載のコンピュータ断層撮影装置。
8. 前記処理装置（５００）は、前記交点（１）から前記コンピュータ断層撮影装置のＩＳＯ中心までの角度を算出し、前記コンピュータ断層撮影装置のＺ位置からの前記交点（１）の距離を決定するように構成される、請求項７に記載のコンピュータ断層撮影装置。
9. 前記マーキング装置（７００）および前記対象物の少なくとも一方は、前記算出された角度および前記決定された距離にしたがって、前記マーキング装置（７００）によって前記対象物の前記表面上における前記介入位置を示すマークを形成するように移動する、請求項８に記載のコンピュータ断層撮影装置。