JP5252994B2 - Ablation region confirmation device using excision marker and control program therefor - Google Patents
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Description
本発明は、切除マーカ、切除マーカを用いた切除領域確認装置、およびその制御プログラムに関し、特に、患部を切除する線上に損傷してはならない血管等の組織がないことを確認することができる切除マーカ、切除マーカを用いた切除領域確認装置、およびその制御プログラムに関する。 The present invention relates to an excision marker, an excision region confirmation apparatus using an excision marker, and a control program therefor, and in particular, excision capable of confirming that there is no tissue such as a blood vessel that should not be damaged on a line for excising an affected area. The present invention relates to a marker, an ablation region confirmation apparatus using an ablation marker, and a control program thereof.
最近、さまざまな疾患の治療について、低侵襲性が重要視されるようになっている。外科治療の分野でも、体表を大きく切開する手術から、内視鏡を用いることにより、できる限り創を小さくする手術が普及しつつある。 Recently, minimally invasiveness has been emphasized for the treatment of various diseases. In the field of surgical treatment, an operation for making a wound as small as possible by using an endoscope has been spreading from an operation for making a large incision on a body surface.
例えば、従来の肺がんの手術では、大きく胸部を切開して癌を摘出する手術(標準開胸術)が施行されていた。しかしながら、現在では、早期に発見された比較的小さく転移のない癌に対しては、胸腔鏡と呼ばれる胸部専用の内視鏡を用いた傷口の小さい、侵襲性の低い手術が行われるようになってきている。 For example, in conventional lung cancer surgery, surgery (standard thoracotomy) has been performed in which a large incision is made in the chest to remove the cancer. However, at present, relatively small and non-metastatic cancers that have been discovered at an early stage are undergoing a less invasive surgery with a small wound using a thoracoscope called a thoracoscope. It is coming.
また、手術後の生活の質の向上も重要視されるようになっており、癌細胞残存による再発リスクを考慮した上で、なるべく摘出範囲が小さく抑えられる傾向にある。 In addition, improvement in the quality of life after surgery is also regarded as important, and the extraction range tends to be kept as small as possible in consideration of the risk of recurrence due to residual cancer cells.
従来の肺がんの手術では、癌のあるほうの肺を全て摘出する手術も行われていたが、昨今では、「葉」や「区域」といった、より小さな範囲を摘出する手術や、「区域」よりもさらに小さな範囲を摘出する「部分切除術」も行われ、呼吸機能を極力温存できる手術が広まりつつある。 In conventional lung cancer surgery, surgery to remove all lungs with cancer was also performed, but nowadays, surgery to remove a smaller area such as “leaf” or “zone” or “zone” In addition, "partial resection" that removes a smaller area is also performed, and surgery that can preserve the respiratory function as much as possible is spreading.
ここで、肺の組織構造について説明する。図27(A)は肺Hを正面から見た組織構造を示し、図27(B)は、肺Hを背面から見た組織構造を示す図である。 Here, the tissue structure of the lung will be described. FIG. 27A shows the tissue structure of the lung H viewed from the front, and FIG. 27B shows the tissue structure of the lung H viewed from the back.
右の肺Hは3つの葉HR−1乃至HR−3から成り立ち、左の肺Hは2つの葉HL−1,HL−2から成り立っている。また、葉HR−1乃至HR−3、および葉HL−1,HL−2は、それぞれいくつかの区域から成り立っている。 The right lung H is composed of three lobes HR-1 to HR-3, and the left lung H is composed of two lobes HL-1 and HL-2. The leaves HR-1 to HR-3 and the leaves HL-1 and HL-2 are each composed of several areas.
図28は、肺の組織単位、および、血管と気管の走行の模式図を表している。 FIG. 28 shows a schematic diagram of lung tissue units and blood vessel and trachea travel.
同図に示すように、肺の組織単位では、その中央を気管と肺動脈が通り、周辺を肺静脈が通る構造となっている。血管と気管は、肺門部から抹消に行くにつれて分岐してゆき、肺組織は「葉」や「区域」よりもさらに細かい組織単位に分けることができる。手術では、原則的にこのような組織単位で切除および摘出が行われる。 As shown in the figure, the lung tissue unit has a structure in which the trachea and the pulmonary artery pass through the center and the pulmonary vein passes through the center. The blood vessels and trachea branch off from the hilar region, and lung tissue can be divided into finer tissue units than “leaves” and “zones”. In surgery, in principle, excision and removal are performed in such a tissue unit.
内視鏡を用いた手術は、侵襲性が低い一方で、鉗子と呼ばれる器械などを用いて体の外から間接的に行わなければならないため、手技が難しい。 Surgery using an endoscope is less invasive, but is difficult to perform because it must be performed indirectly from outside the body using an instrument called forceps.
そこで、現在では、自動縫合器と呼ばれる器械が広く使われている。自動縫合器は、はさみのような形状をしており、切除対象となる部位を挟みつけて切除すると同時に、ホッチキス針のような細かな針で、その断端を縫いとめることができる器械である。このような自動縫合器を用いた手技では、メスで少しずつ組織を剥離しながら切除を進めてゆく手技に比べて非常に短時間で済む。しかしながら、残すべき血管を挟み込んで誤切除するなど、健常組織を損傷する危険性もある。 Therefore, at present, an instrument called an automatic suturing device is widely used. The automatic suturing device is shaped like scissors, and it is a device that can be excised by pinching the part to be excised, and at the same time, the stump can be sewn with a fine needle like a stapler needle. . A procedure using such an automatic suturing device takes a very short time compared to a procedure in which excision proceeds while the tissue is peeled off little by little with a scalpel. However, there is also a risk of damaging healthy tissue, for example, by pinching a blood vessel to be left behind and performing an ablation.
肺がん胸腔鏡手術の場合、自動縫合器で残すべき肺静脈を誤って切除してしまうことがある。もともと肺静脈の走行は、肺動脈や気管と比べて解剖学的に個人差が大きく、ベテランの呼吸器外科医でも把握することが容易でないと言われている。加えて、低侵襲化とともに摘出範囲を小さくしようとすればするほど、走行の見極めが難しくなる。肺静脈を誤切除すると、健常組織に血流が供給されなくなって壊死し、再手術が必要になるなど患者に重大な損傷を与えてしまう。 In the case of lung cancer thoracoscopic surgery, pulmonary veins that should be left with an automatic suture device may be removed by mistake. Originally, pulmonary vein travel is said to be more anatomically different than pulmonary arteries and trachea, and it is not easy for veteran respiratory surgeons to grasp. In addition, it is more difficult to determine the traveling as the extraction range is made smaller together with the less invasiveness. If the pulmonary vein is removed by mistake, blood flow is not supplied to healthy tissue, necrosis occurs, and the patient is seriously damaged, such as requiring reoperation.
また、血管および気管の分岐のしかたには個人差があり、細かく見ていくと組織単位の分かれ方は個人ごとに異なる。しかしながら、それぞれの単位の中央を走行する気管と肺動脈の分岐パターンにはいくつかの典型的パターンがある。 In addition, there are individual differences in the branching of blood vessels and trachea, and how to divide the tissue units differs from person to person if you look closely. However, there are several typical patterns of bifurcation patterns of trachea and pulmonary arteries that run through the center of each unit.
そこで、呼吸器外科医は、手術前に撮影したCT画像や術中に見える葉と葉の間に存在する葉間膜の位置などから、血管と肺動脈の走行をある程度推測し、切除すべき肺の領域を見極めることができる。 Therefore, the respiratory surgeon presumes the travel of blood vessels and pulmonary arteries to some extent from the CT images taken before surgery and the position of the mesenchyme present between the leaves visible during the operation. Can be determined.
一方、組織単位の領域周辺を走行する肺静脈は個人毎に異なり、典型的パターンが存在しないため、どこを走行するかを知ることが困難である。そのため、自動縫合器で切除した線上にたまたま肺静脈が走行していて切除されてしまうといった事態が起こってしまう。 On the other hand, the pulmonary veins that run around the area of the tissue unit are different for each individual and there is no typical pattern, so it is difficult to know where to run. Therefore, a situation occurs in which the pulmonary veins accidentally run on the line excised with the automatic suturing device and are excised.
このとき切除された肺静脈が、切除・摘出される領域のみを支配する場合には問題は生じないが、隣接する、つまり摘出しない健常組織をも支配していた場合には、うっ血を起こし、最悪の場合、組織が壊死してしまう。この場合、再手術を余儀なくされ、患者に大きな負担を負わせることになる。 When the excised pulmonary veins dominate only the area to be excised and removed, no problem occurs, but if the pulmonary vein also dominates the adjacent, that is, healthy tissue that is not excised, it causes congestion, In the worst case, the tissue becomes necrotic. In this case, re-operation is forced, and a heavy burden is placed on the patient.
以上のような肺静脈の組織構造をふまえ、手術前に撮影されたCT(Computed Tomography)画像上で、肺に空気が入っている状態で肺を撮影し切除を予定している領域と肺静脈の位置関係を確認する方法がある。そして、肺静脈を切除しないような切除線をあらかじめ想定した上で、本番の手術にのぞむようにしている。 Based on the pulmonary vein tissue structure as described above, on the CT (Computed Tomography) image taken before the operation, the region and the pulmonary vein where the lung is imaged and excised with air in the lung There is a method of confirming the positional relationship of. Then, it is assumed that a resection line that does not remove the pulmonary veins is assumed in advance, and the operation is expected to be performed.
例えば、特許文献1には、切除面マーキング画像を重畳表示した被検体のバーチャル画像を手技中に提供する技術が提案されている。
ところで、手術中、メスを入れる肺からは空気が抜かれてしまうため、手術前の空気が入った状態の肺の撮影画像から大きく変形する。そのため、医師は、手術前に想定した切除線が、手術中のしぼんだ肺のどこに該当するかを見極めることが困難であり、肺静脈の誤切除が時折起こってしまう課題があった。 By the way, since air is extracted from the lung in which the scalpel is inserted during the operation, the image is greatly deformed from the photographed image of the lung in the state before the operation. For this reason, it is difficult for doctors to determine where the resection line assumed before the operation corresponds to the deflated lung during the operation, and there is a problem that erroneous resection of the pulmonary veins occasionally occurs.
また特許文献1の技術では、切除線上に損傷してはならない組織が存在するか否かを確認することができない課題があった。
Moreover, in the technique of
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、患部を切除する線上に損傷してはならない組織が存在するか否かを確認するとともに切除する領域を正しく認識することができる切除マーカ、切除マーカを用いた切除領域確認装置、およびその制御プログラムを提供することである。 The present invention has been made in view of such a situation, and its purpose is to confirm whether or not there is a tissue that should not be damaged on the line where the affected area is excised, and to correctly recognize the area to be excised. An ablation marker, an ablation region confirmation apparatus using the ablation marker, and a control program therefor.
請求項1記載の本発明の実施の形態に係る特徴は、被検体の患部を切除する線上に装着される切除マーカを用いて切除領域を確認する切除領域確認装置において、切除マーカが装着された被検体のX線立体断層像を再構成するX線断層像撮影手段と、X線断層像撮影手段により再構成されたX線立体断層像から、切除マーカのマーカ像を抽出するマーカ像抽出手段と、マーカ像抽出手段により抽出されたマーカ像から、患部の切除対象となる関心領域の画像を抽出する関心領域抽出手段と、関心領域抽出手段により抽出された関心領域の画像を表示する表示手段とを備える。
The feature according to the embodiment of the present invention as set forth in
請求項4記載の本発明の実施の形態に係る特徴は、被検体の患部を切除する線上に装着される切除マーカを用いて切除領域を確認する切除領域確認装置が備えるコンピュータに、切除マーカが装着された被検体のX線立体断層像を再構成するX線断層像撮影ステップと、X線断層像撮影ステップにより再構成されたX線立体断層像から、切除マーカのマーカ像を抽出するマーカ像抽出ステップと、マーカ像抽出ステップにより抽出されたマーカ像から、患部の切除対象となる関心領域の画像を抽出する関心領域抽出ステップと、関心領域抽出ステップにより抽出された関心領域の画像を表示する表示ステップとを実行させる制御プログラムを備える。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a computer equipped with an ablation area confirmation device for confirming an ablation area using an ablation marker mounted on a line for excising an affected part of a subject. An X-ray tomographic imaging step for reconstructing an X-ray stereoscopic tomographic image of a mounted subject, and a marker for extracting a marker image of an excision marker from the X-ray stereoscopic tomographic image reconstructed by the X-ray tomographic imaging step An image extraction step, a region of interest extraction step for extracting an image of a region of interest to be excised from the affected area from the marker image extracted by the marker image extraction step, and an image of the region of interest extracted by the region of interest extraction step are displayed. And a display program for executing the display step.
本発明によれば、患部を切除する線上に損傷してはならない組織が存在するか否かを確認するとともに切除する領域を正しく認識することが可能な切除マーカ、切除マーカを用いた切除領域確認装置、およびその制御プログラムを提供することができる。 According to the present invention, an excision marker capable of confirming whether or not there is a tissue that should not be damaged on a line for excising the affected area and correctly recognizing the excision region, and confirming the excision region using the excision marker A device and its control program can be provided.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明に係る切除線確認支援システムの構成例を示す図である。このシステムにおいては、被検体Pの患部を切除する線の近傍に装着されるX線切除マーカ1、X線切除マーカ1が示した切除線の直近を切除する自動縫合器2、および被検体PのX線立体断層像を撮影するためのX線デジタル立体断層撮影装置(Digital Volume Tomography)10から構成されている。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a resection line confirmation support system according to the present invention. In this system, an
X線切除マーカ1は、被検体Pの患部において医師が想定した切除線の近傍に装着される。これにより、X線デジタル立体断層撮影装置10でX線立体断層像が再構成されたとき、そのX線立体断層像にX線切除マーカ1のマーカ像が映りこむ。このX線切除マーカ1の詳細は後述する。
The
自動縫合器2は、縫合と切除を同時に行う器具であって、X線切除マーカ1が示した切除線の直近を切除すると同時に縫合を行う。この自動縫合器2の詳細は後述する。
The
X線デジタル立体断層撮影装置10は、X線発生装置11、X線検出装置12、および制御装置13から構成されている。
The X-ray digital
X線発生装置11は、X線管11A、および図示せぬ高電圧発生部や移動機構部などを有している。X線管11Aは、X線発生装置11の筐体内において、移動機構部により回転可能に支持される。X線管11Aには、高電圧発生部から高電圧が印加される。これにより、X線管11Aは、被検体Pの周囲を回転移動しながらX線を被検体Pに曝射する。
The
X線検出装置12は、X線検出器12Aおよび図示せぬ移動機構部などを有する。X線検出器12Aは、被検体Pを挟んでX線発生装置11に対向するように配置されるとともに、X線検出装置12の筐体内において、移動機構部により回転可能に支持される。X線検出器12Aは、2次元状に配列された複数のX線検出素子を有し、被検体Pを透過したX線を検出する。検出された信号は制御装置13に出力される。
The
制御装置13は、X線発生装置11とX線検出装置12を制御し、X線の撮影方向を変えさせながら、被検体Pのある領域を繰り返し撮影させる。制御装置13は、撮影された撮影方向の異なる複数の画像データを用いて、撮影方向にほぼ垂直な方向の面のX線立体断層像を再構成する。この制御装置13は、X線切除マーカ1が装着された被検体PのX線立体断層像を再構成するX線断層像撮影手段として機能する。
The
制御装置13は、X線立体断層像に映りこんだX線切除マーカ1のマーカ像から、自動縫合器2が切除する領域を抽出し、抽出された領域を表示する。これにより、操作者は、抽出された領域中に切除してはならない血管等の組織が存在するか否かを確認することができる。
The
図2は、X線切除マーカ1の構成例を示す図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of the
X線切除マーカ1は、被検体Pの胸腔内に挿入するための挿入部1a、挿入部1aの先端部に設けられ、被検体Pの患部を挟むはさみ部1b−1,1b−2、はさみ部1b−1,1b−2の先端部にそれぞれ設けられるマーカ1c−1,1c−2、はさみ部1b−1,1b−2の所定位置にそれぞれ設けられる突起部1d−1,1d−2、挿入部1aの基端部に設けられる把持部1e、および、把持部1eに設けられる開閉スイッチ1fとから構成される。
The
はさみ部1b−1,1b−2は、把持部1eに設けられた開閉スイッチ1fが押下られている間、患部を挟み、開閉スイッチ1fの押下が解除されることにより、挟んでいた患部を離すことができるようになされている。
The
マーカ1c−1,1c−2には、球形状などの特殊形状が施されている。これは、操作者がX線切除マーカ1を装着する最適な位置(最適な切除線)を決定するまでに微妙な位置調整が必要となり、この操作中に、X線切除マーカ1の先端部分で患部を損傷することの無い形状や素材になっている必要があるためである。従って、そのような形状であれば先端部の形状はどのような形状であっても構わない。本発明の実施の形態では、マーカ1c−1,1c−2を球形状とすることにより、X線立体断層像に映りこんだX線切除マーカ1のマーカ像を抽出する際の目印とすることができる。
The
突起部1d−1,1d−2は、切除する部位を間違えることを防止するために設けられる。例えば、X線切除マーカ1を被検体Pの切除対象となる部位に装着する際、突起部1d−1,1d−2が非切除側にくるように装着される。これにより、X線立体断層像に映りこんだマーカ像の突起部から切除側と非切除側を区別することができる。
開閉スイッチ1fは、操作者により押下されている間、はさみ部1b−1,1b−2を閉じ、操作者により押下が解除されると、はさみ部1b−1,1b−2を開く。
The open / close switch 1f closes the
X線切除マーカ1の形状としては、被検体Pの患部において医師が想定した切除線上または切除線の近傍に装着することができる形状が相応しい。すなわち、図2の例のX線切除マーカ1は、被検体Pの切除対象となる部位を挟み込むことができるように、その先端側が二股に分かれている。
As the shape of the
また、X線切除マーカ1の形状としては、用途に応じて長短があってよい。例えば、肺がんの部分切除であれば、4乃至5cm程度で十分な場合もある。一方、葉を切除する場合には、10cm程度の長いものが必要な場合もある。すなわち、切除線の長さによって適切なサイズのX線切除マーカ1を選択することで、装着のための操作をスムーズに行うことができる。
The shape of the
X線切除マーカ1の材質としては、X線で撮影できるものであって、生体に触れるため、毒性がなく滅菌することができる材質が相応しい。また、被検体Pの患部に装着した状態を保って撮影を行うため、ある程度の強度を有している方が良い。これらの条件を満たす材質としては、例えば、すでに手術鉗子に採用されているステンレス、インプラント材料として利用されるチタン、シリコン、またはセラミクスが挙げられる。
As a material of the
X線切除マーカ1の構造としては、被検体Pの体外から挿入し、患部を挟み込んで装着し、その装着状態を一定時間保持できる必要がある。この条件を満たす構造としては、例えば、内視鏡手術で使われている手術鉗子が挙げられる。
As a structure of the
また、自動縫合器2で実際に切除を開始するまで、患部に装着されたX線切除マーカ1の位置がずれないように保持しなければならない。保持方法の一つとして、手術寝台に取り付けたアームにより固定する方法が挙げられる。医療従事者が保持していることも可能ではあるが、被曝量を抑制するためには、アーム等による固定が望ましい。
Further, until the excision is actually started by the
図3は、自動縫合器2の構成例を示す図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of the
自動縫合器2は、被検体Pの胸腔内に挿入して縫合と切除を行うカートリッジ2a、カートリッジ2aの基端部に設けられる組織挟鉗用レバー2b、操作者が縫合と切除を操作するための縫合切断用ハンドル2c、および、不用意に縫合切断用ハンドル2cを握ることを防止するための安全ロック2dで構成されている。
The
カートリッジ2aは、図4(A)に示すように、カートリッジ2a−1とカートリッジ2a−2の二股に分かれている。カートリッジ2a−1には、カム2a−3と切除用ナイフ2a−4が取り付けられている。カム2a−3は、黒矢印で示す方向に移動可能に取り付けられており、切除用ナイフ2a−4は、白矢印で示す方向に移動可能に取り付けられている。
As shown in FIG. 4A, the
図4(B)は、図4(A)のA−A線断面図である。図4(B)に示すように、カートリッジ2a−1の内部には、組織反応の少ないチタンまたはその合金で作られたステイプル2a−5(ホチキス針)が交互に配列されており、ステイプル2a−5の中央2列の間には、カートリッジ2a−1の長手方向に平行な溝2a−6が設けられている。
FIG. 4B is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. As shown in FIG. 4B,
このような構成により、操作者が縫合切除用ハンドル2cを握ると、溝2a−6に案内されてカム2a−3が移動し、ステイプル2a−5が被検体Pの患部に打ち込まれる。同時に、切除用ナイフ2a−4が移動し、患部の切除が行われる。
With such a configuration, when the operator grasps the suture excision handle 2c, the
なお、個々のステイプル2a−5は、カートリッジ2a−1内にあるときはその先端部が開いた状態になっているが、打ち込まれると組織を間に挟んで閉じ組織端の閉鎖を行う。
Each staple 2a-5 is in the open state when it is in the
図5は、制御装置13の構成例を示すブロック図である。
FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration example of the
同図に示すように、制御装置13は、各部を集中的に制御するCPU(Central Processing Unit)などからなる制御部13a、ROM(Read Only Memory)やRAM(Random Access Memory)などからなるメモリ13b、X線検出器12Aから供給された投影画像を処理する画像処理部13c、画像処理部13cから供給されたX線立体断層像からX線切除マーカ1のマーカ像を抽出するマーカ抽出処理部13d、マーカ抽出処理部13dから供給されたマーカ像から切除対象となる患部の関心領域を抽出する関心領域抽出処理部13e、X線立体断層像を表示する表示部13f、操作者からの入力操作を受け付ける入力部13g、各種プログラムや各種データなどを記憶するデータ記憶部13hを備えている。これらの各部は、バス13iを介して電気的に接続されている。
As shown in the figure, the
制御部13aは、データ記憶部13hに記憶された各種プログラムや各種データに基づいて一連のデータ処理や画像を表示する表示処理などを実行する。制御部13aは、X線発生装置11およびX線検出装置12を制御し、被検体PのX線立体断層撮影を行わせる。制御部13aは、画像処理部13c、マーカ抽出処理部13d、および関心領域抽出処理部13eを制御し、X線立体断層像に映りこんだX線切除マーカ1のマーカ像を抽出する処理を行わせる。このマーカ像を抽出する処理の詳細は後述する。
The
メモリ13bは、制御部13aが実行する起動プログラムなどを記憶する。
The
画像処理部13cは、データ記憶部13hに記憶されている撮影方向の異なる複数の投影画像データを用いることにより、撮影方向にほぼ垂直な方向の面のX線立体断層像データを再構成する。X線立体断層像データは、バス13iを介してマーカ抽出処理部13dに供給される。
The
マーカ抽出処理部13dは、マーカ特徴量記憶部13h−1に記憶されているマーカ特徴量に基づいて、画像処理部13cから供給されたX線立体断層像データから、X線立体断層像に映りこんだX線切除マーカ1のマーカ像データを抽出する。抽出したマーカ像データは、バス13iを介して関心領域抽出処理部13eに供給される。
The marker
関心領域抽出処理部13eは、処理パラメータ記憶部13h−2に記憶されている処理パラメータに基づいて、マーカ抽出処理部13dから供給されたマーカ像データから、切除対象となる患部の関心領域を抽出する。
The region-of-interest
表示部13fは、例えば液晶ディスプレイからなり、画像処理部13cで画像処理されたX線立体断層像、マーカ抽出処理部13dで抽出されたマーカ像、および関心領域抽出処理部13eで抽出された画像を表示する。
The
入力部13gは、例えばマウスやキーボードからなり、操作者による各種の入力操作を受け付け、入力操作に対応する信号を、バス13iを介して制御部13aに供給する。
The
データ記憶部13hは、半導体メモリや磁気ディスクなどで構成されており、制御部13aや画像処理部13cで実行されるプログラムやデータを記憶する。またデータ記憶部13hは、X線検出器12Aから供給された投影画像データを記憶する。
The
さらにデータ記憶部13hには、マーカ特徴量記憶部13h−1と処理パラメータ記憶部13h−2が設けられている。マーカ特徴量記憶部13h−1は、X線切除マーカ1のはさみ部1b−1,1b−2の長さやマーカ1c−1,1c−2の球の直径などを含むマーカ特徴量を記憶する。処理パラメータ記憶部13h−2は、X線切除マーカ1のマーカ像を通る平面の方程式を求める際に参照する画素数などのパラメータを記憶する。
Further, the
次に、図6のフローチャートを参照して、切除する予定の部位に損傷してはならない血管等があるか否かを確認する処理について説明する。 Next, a process for confirming whether or not there is a blood vessel or the like that should not be damaged at the site to be excised will be described with reference to the flowchart of FIG.
この処理では、医師により腫瘍を含む肺の一部が切除される場面が想定されており、切除する予定の部位に損傷してはならない血管等の組織があるか否かの確認が行われる。 In this process, it is assumed that a part of the lung including the tumor is excised by the doctor, and it is confirmed whether or not there is a tissue such as a blood vessel that should not be damaged at the site to be excised.
この処理を開始するにあたり、被検体Pには、胸腔鏡のほか2乃至3本の鉗子が挿入されており、切除した肺の一部を体外に取り出すためのポートも切開されている。医師は、図7に示すように、肺Hを確認し、腫瘍Sを含む組織単位(葉や区域など)を切除する線Lの見当をつける。なお、医師は、胸腔鏡を通して肺Hを確認するため、実際には図7に示すような全体像を見ることができないが、手術前のCT画像等でおおよその腫瘍Sの位置と切除する領域を確認することができる。 In starting this process, the subject P is inserted with two to three forceps in addition to the thoracoscope, and a port for taking out a part of the excised lung out of the body is also incised. As shown in FIG. 7, the doctor confirms the lung H and obtains a line L for excising a tissue unit (such as a leaf or a section) including the tumor S. In addition, since the doctor confirms the lung H through the thoracoscope, the entire image as shown in FIG. 7 cannot actually be seen, but the approximate position of the tumor S and the region to be excised on the CT image before the operation, etc. Can be confirmed.
次に医師は、図8に示すように、見当をつけた切除線Lの直近にX線切除マーカ1を装着する。X線切除マーカ1は、切除した肺Hの一部を体外に取り出すために設けられたポートから挿入することができる。なお、操作者は、X線切除マーカ1のはさみ部1b−1,1b−2にそれぞれ設けられた突起部1d−1,1d−2が非切除側にくるように装着する。これにより、医師が自動縫合器2を用いて切除対象となる患部を切除する際、切除する側を間違えることを防止することができる。
Next, as shown in FIG. 8, the doctor attaches the
そしてステップS1において、X線デジタル立体断層撮影装置10は、肺HにX線切除マーカ1が装着された状態の被検体PのX線立体断層撮影を行う。
In step S <b> 1, the X-ray digital
より詳細には、X線検出器12Aは、制御装置13の制御部13aの制御の下、X線管11Aと同期して回転しながらX線立体断層像の撮影を繰り返す。撮影した投影画像データは、制御装置13のデータ記憶部13hに記憶される。画像処理部13cは、制御部13aの制御の下、データ記憶部13hに記憶されている撮影方向の異なる複数の投影画像データを用いて、X線立体断層像を再構成する。
More specifically, the
表示部13fは、制御部13aの制御の下、画像処理部13cで再構成されたX線立体断層像を表示する。例えば、図9に示すように、X線切除マーカ1が装着された肺HのX線立体断層撮影が行われた場合、図10(A)乃至図10(E)に示すようなX線立体断層像が表示部13fに表示される。
The
図10(A)乃至図10(E)の例の場合、背側から腹側に5スライスのX線立体断層像Gが示されている。図10(A)と図10(E)に示すX線立体断層像Gでは、X線切除マーカ1のマーカ像Mが映りこんでおり、実際にX線切除マーカ1が存在するか、あるいは、その近傍のスライス画像であることがわかる。
In the case of the example of FIGS. 10A to 10E, a 5-slice X-ray three-dimensional tomographic image G is shown from the dorsal side to the ventral side. In the X-ray stereoscopic tomogram G shown in FIGS. 10A and 10E, the marker image M of the
通常、X線切除マーカ1が存在するスライス画像か、あるいは、X線切除マーカ1の近傍のスライス画像にのみマーカ像Mが映りこむが、二次元的障害陰影、被写体の動き、あるいは装置の故障などによるアーチファクト(いわゆるノイズ)の発生により、切除面から少し離れた位置のスライス画像でもマーカ像Mが映りこむことがある。
Usually, the marker image M is reflected only in the slice image in which the
以上のようにしてX線立体断層像が得られると、ステップS2において、マーカ抽出処理部13dは、X線立体断層像からX線切除マーカ1のマーカ像を抽出する処理を行う。
When the X-ray stereoscopic tomographic image is obtained as described above, in step S2, the marker
ここで、図11のフローチャートを参照して、X線立体断層像からX線切除マーカ1のマーカ抽出処理の詳細について説明する。
Here, the details of the marker extraction process of the
このマーカ抽出処理は、X線切除マーカ1のマーカ1c−1,1c−2を認識する処理のことである。本実施の形態では、X線切除マーカ1のマーカ1c−1,1c−2が球形状である場合について説明する。
This marker extraction process is a process for recognizing the
ステップS21において、マーカ抽出処理部13dは、X線立体断層像Gに映りこんだX線切除マーカ1のマーカ像Mの画素値が生体と異なることを利用した画素値による閾値処理を行い、X線立体断層像Gの中でマーカ像Mを抽出する。閾値は、操作者が画像を見ながら入力部13gを操作して最適値を決定したり、あるいは、画像ヒストグラムから自動的に決定したりするようにする。
In step S21, the marker
なお、撮影条件によっては、図12に示すように、マーカ以外の骨や気管の一部がX線立体断層像Gに映し出される場合もある。そのような場合には、操作者が入力部13gを用いて画面上におけるマーカ像Mの中の1点を指定する。この操作入力を受けたマーカ抽出処理部13dは、指定された点を含む連結領域のみを残して、残りは除去処理することで、マーカ像Mのみを抽出するようにする。
Depending on the imaging conditions, as shown in FIG. 12, a part of the bone and trachea other than the marker may be displayed on the X-ray stereoscopic tomographic image G. In such a case, the operator designates one point in the marker image M on the screen using the
ステップS22において、マーカ抽出処理部13dは、マーカ特徴量記憶部13h−1から、X線切除マーカ1のマーカ1c−1,1c−2の球の直径、および二股に分かれたはさみ部1b−1,1b−2の長さなどの特徴量データを読み出す。
In step S22, the marker
なお、マーカ特徴量記憶部13h−1には、使用するX線切除マーカ1のサイズ毎に特徴量データがセットで記憶されており、操作者が入力部13gを用いて表示画面上で所望の特徴量データを選択することができるようにしてもよい。
The marker feature
ステップS23において、マーカ抽出処理部13dは、抽出されたマーカ像MのX線管11AとX線検出器12Aの方向の座標値から、X線切除マーカ1のマーカ1c−1,1c−2の球がどれだけの大きさで投影されるかを算出する。
In step S23, the marker
厳密には、マーカ1c−1とマーカ1c−2の2つの球それぞれについて、どれだけの大きさで投影されるかを算出する必要がある。しかしながら、マーカ1c−1とマーカ1c−2の2つの球の距離は数cm程度であるため、マーカ像全体についてX線管11AとX線検出器12Aの方向の座標値から平均値を求め、その平均値を用いて球がどれだけの大きさで投影されるかを算出するようにしてもよい。
Strictly speaking, it is necessary to calculate how much each of the two spheres of the
このように、X線切除マーカ1の先端部分の球がどれだけの大きさで投影されるかを算出することで、実際の球の直径と投影比から、X線立体断層像中に映る球の直径を求めることができる。
Thus, by calculating how large the sphere at the tip of the
ステップS24において、マーカ抽出処理部13dは、マーカ像Mの各点について、±x方向、±y方向、および±z方向の抽出境界までの距離を求める。
In step S24, the marker
例えば、図13(A)に示すように、球の中心付近の点n0では、いずれの方向の値も、先に求めたX線立体断層像中に映る球の直径の半値(つまり半径)の値に近い値となる。一方、図13(B)に示すように、球の中心から離れた点n1では、先に求めたX線立体断層像中に映る球の直径の半値とはかけ離れた値となる。 For example, as shown in FIG. 13A, at a point n 0 near the center of the sphere, the value in any direction is the half value (that is, the radius) of the diameter of the sphere reflected in the previously obtained X-ray stereoscopic tomogram. The value is close to the value of. On the other hand, as shown in FIG. 13B, at the point n 1 away from the center of the sphere, the value is far from the half value of the diameter of the sphere shown in the previously obtained X-ray stereoscopic tomographic image.
図14は、図13(A)に示した点n0と図13(B)に示した点n1のそれぞれの点における±x方向、±y方向、および±z方向の抽出境界までの距離の算出結果例を示している。 FIG. 14 shows the distances to the extraction boundaries in the ± x direction, ± y direction, and ± z direction at the points n 0 shown in FIG. 13A and the point n 1 shown in FIG. An example of the calculation result is shown.
図14の例の場合、点n0から+x方向の抽出境界までの距離は7.10mmであり、その値とマーカ1c−1,1c−2の球の半径の正値との差の絶対値(以下、「正値との差」と略記する)は0.05mmである。点n0から−x方向の抽出境界までの距離は7.08mmであり、その値と正値との差は0.03mmである。点n0から+y方向の抽出境界までの距離は9.11mmであり、その値と正値との差は2.06mmである。点n0から−y方向の抽出境界までの距離は7.10mmであり、その値と正値との差は0.05mmである。点n0から+z方向の抽出境界までの距離は7.08mmであり、その値と正値との差は0.03mmである。点n0から−z方向の抽出境界までの距離は7.01mmであり、その値と正値との差は0.04mmである。
In the example of FIG. 14, the distance from the point n 0 to the extraction boundary in the + x direction is 7.10 mm, and the absolute value of the difference between the value and the positive value of the radius of the sphere of the
また、点n1から+x方向の抽出境界までの距離は1.1mmであり、その値と正値との差は5.95mmである。点n1から−x方向の抽出境界までの距離は1.1mmであり、その値と正値との差は5.95mmである。点n1から+y方向の抽出境界までの距離は1.05mmであり、その値と正値との差は6mmである。点n1から−y方向の抽出境界までの距離は1.03mmであり、その値と正値との差は6.02mmである。点n1から+z方向の抽出境界までの距離は7.20mmであり、その値と正値との差は0.15mmである。点n1から−z方向の抽出境界までの距離は19.2mmであり、その値と正値との差は12.15mmである。 The distance from the point n 1 to the + x direction of the detection boundary is 1.1 mm, the difference between the value and the positive value is 5.95 mm. The distance from the point n 1 to the extraction boundary in the −x direction is 1.1 mm, and the difference between the value and the positive value is 5.95 mm. Distance from the point n 1 to the + y direction of the extracted boundary is 1.05 mm, the difference between the value and the positive is 6 mm. The distance from the point n 1 to the extraction boundary in the −y direction is 1.03 mm, and the difference between the value and the positive value is 6.02 mm. Distance from the point n 1 to the + z-direction of the detection boundary is 7.20Mm, the difference between the value and the positive is 0.15 mm. The distance from the point n 1 to the extraction boundary in the −z direction is 19.2 mm, and the difference between the value and the positive value is 12.15 mm.
このようにして、マーカ像Mの各点について抽出境界までの距離を求めた後、マーカ抽出処理部13dは、ステップS25において、求めた距離のうちの最大値は捨てて評価する。
In this manner, after obtaining the distance to the extraction boundary for each point of the marker image M, the marker
図14の例の場合、点n0から抽出境界までの距離が最大値である+y方向の抽出境界までの距離の値(2.06)、点n1から抽出境界までの距離が最大値である−z方向の抽出境界までの距離の値(12.15)を捨てて評価する。 In the case of the example in FIG. 14, the distance from the point n 0 to the extraction boundary is a maximum value (2.06), and the distance from the point n 1 to the extraction boundary is the maximum value − Discard the value of the distance to the extraction boundary in the z direction (12.15) and evaluate.
評価方法としては、正値との差を合計した値が総合評価となる。すなわち、点n0の総合評価は、0.05+0.03+0.05+0.03+0.04=0.2となり、点n1の総合評価は、5.95+5.95+6+6.02+0.15=24.07となる。このように、総合評価は、球の中心付近の点では小さな値となるが、それ以外の点では大きな値となる。 As an evaluation method, a value obtained by summing up the differences from the positive value is a comprehensive evaluation. That is, the overall evaluation of the point n 0 is 0.05 + 0.03 + 0.05 + 0.03 + 0.04 = 0.2, and the overall evaluation of the point n 1 is 5.95 + 5.95 + 6 + 6.02 + 0.15 = 24.07. As described above, the comprehensive evaluation has a small value at points near the center of the sphere, but has a large value at other points.
ステップS26において、マーカ抽出処理部13dは、総合評価に閾値を設定することにより、球の中心付近に位置する点の集合を抽出する。つまり総合評価が閾値を超える点は抽出対象から外される。
In step S26, the marker
ステップS27において、マーカ抽出処理部13dは、球の中心付近に位置する点の集合を、マーカ1c−1の球に属する集団とマーカ1c−2の球に属する集団に分割する。
In step S27, the marker
例えば、球の中心付近に位置する点の集合のうち、任意の点を1つ選び、他の点との距離を求める。任意に選んだ点と同じ球に属する点との距離は値が小さく、異なる球に属する点との距離は値が大きくなるため、マーカ1c−1の球に属する集団とマーカ1c−2の球に属する集団に容易に分割することができる。
For example, one arbitrary point is selected from the set of points located near the center of the sphere, and the distance from other points is obtained. Since the distance between an arbitrarily selected point and a point belonging to the same sphere is small, and the distance between a point belonging to a different sphere is large, the group belonging to the sphere of
ステップS28において、マーカ抽出処理部13dは、分割したそれぞれの集団に属する各点について重心座標を算出し、マーカ1c−1,1c−2のそれぞれの球の中心点を求める。
In step S28, the marker
以上のようにして、X線切除マーカ1のマーカ1c−1,1c−2の球の中心点が求められ、マーカ像Mが抽出される。
As described above, the center points of the spheres of the
図6の説明に戻る。ステップS3において、関心領域抽出処理部13eは、マーカ像Mから切除対象となる患部の関心領域を抽出する処理を行う。
Returning to the description of FIG. In step S <b> 3, the region-of-interest
ここで、図15のフローチャートを参照して、マーカ像Mから切除対象となる患部の関心領域抽出処理の詳細について説明する。 Here, with reference to the flowchart of FIG. 15, the details of the region-of-interest extraction process for the affected area to be excised from the marker image M will be described.
ステップS31において、関心領域抽出処理部13eは、ステップS2のマーカ抽出処理で抽出されたマーカ1c−1,1c−2の球の中心点のうち、一方から他方までの最短経路を最短経路探索法にて求める。
In step S31, the region-of-interest
ステップS32において、関心領域抽出処理部13eは、球の中心点の一方から他方までの経路上に位置する点の集合を通る平面を決定する。平面を求める最も簡便な方法としは、最小二乗法にて求める方法がある。
In step S32, the region-of-interest
また、平面を求める他の方法について、図16を参照して説明する。同図に示すように、マーカ1c−1,1c−2の2つの球の中心点を結ぶ直線を中心軸Oとする円柱Vを定義する。
Another method for obtaining a plane will be described with reference to FIG. As shown in the figure, a cylinder V having a central axis O as a straight line connecting the center points of two spheres of
関心領域抽出処理部13eは、円柱Vの半径をr1,r2・・・rnと変更した場合の、円柱Vとマーカ像Mの交わる面(画素の集合)を求め、その重心座標を求める。
The region-of-interest
交点をいくつ求めるかは、処理パラメータ記憶部13h−2に予め記憶されている。すなわち、関心領域抽出処理部13eは、円柱Vの半径rを1乃至nまで変更することにより、2n個の交点を求めることができ、これらの点を用いて平面の方程式を決定することができる。
The number of intersections to be obtained is stored in advance in the processing
なお、円柱Vの半径rの値によっては、マーカ1c−1,1c−2の球や突起部1d−1,1d−2と重なることもあるが、マーカ特徴量記憶部13h−1に、マーカ1c−1,1c−2の球の半径(直径)や球の中心点から突起部1d−1,1d−2までの距離などのマーカ1c−1,1c−2の特徴量データを記憶させておくことにより、球や突起部1d−1,1d−2と交わる円柱Vの半径を避けることができる。
Depending on the value of the radius r of the cylinder V, it may overlap with the spheres of the
また、マーカ1c−1,1c−2の球と突起部1d−1,1d−2以外の場所でのマーカ1c−1,1c−2の直径をマーカ特徴量記憶部13h−1に記憶させておき、交わる面の面積が不適切な場合は除外することにより、マーカ1c−1,1c−2の球や突起部1d−1,1d−2と重なる円柱Vの半径を避けることができる。
Further, the
このようなマーカ1c−1,1c−2の2つの球の中心点を結ぶ直線を中心軸Oとする円柱Vを定義する方法では、最小二乗法を用いた最短経路探索法よりも正確な結果が得られるというメリットがある。
In the method of defining the cylinder V having the straight line connecting the center points of the two spheres of the
以上のようにして、X線立体断層像(Volumeデータ)を平面の方程式で切った断面が、切除対象となる患部の関心領域として抽出される。 As described above, a cross section obtained by cutting an X-ray stereoscopic tomographic image (Volume data) with a plane equation is extracted as a region of interest of an affected area to be excised.
図6の説明に戻る。ステップS4において、表示部13fは、制御部13aの制御の下、ステップS3の処理で抽出された切除対象となる患部の関心領域の画像を結果として表示する。すなわち、表示部13fは、X線立体断層像を平面の方程式で切った断面を表示する。
Returning to the description of FIG. In step S4, the
なお、実際には、医師が自動縫合器2を用いて切除する線はX線切除マーカ1を通る平面ではなく、その近傍である。また、自動縫合器2は有限の幅を持った「領域」を切除するため、図17に示すように、X線立体断層像の平面から、切除する側を一定距離まで確認する必要がある。
In practice, the line that the doctor cuts using the
そのため、切除する側を一定距離まで確認するには、平面を挟んでどちらが切除する側であるかを認識する必要がある。上述したように、X線切除マーカ1は、切除する側に突起部1d−1,1d−2がこないように装着されており、X線切除マーカ1のマーカ像Mの突起部を利用することで切除する側を認識することができる。
Therefore, in order to confirm the side to be cut up to a certain distance, it is necessary to recognize which side is to be cut across the plane. As described above, the
制御部13aは、ステップS3の処理により、マーカ像Mに含まれる全ての画素の座標と平面の方程式が求められているため、それぞれの画素が平面の方程式のどちら側にあるかを判定することができる。
Since the coordinate and plane equations of all the pixels included in the marker image M are obtained by the process of step S3, the
例えば、平面の方程式がax+by+cz=dであるとすると、マーカ像Mに含まれる画素は、その座標(xn,yn,zn)が、axn+byn+czn≧dを満たすものと、axn+byn+czn≦dを満たすものの2つのグループに分けることができる。 For example, the equation of the plane is assumed to be ax + by + cz = d, the pixels included in the marker image M, the coordinates (x n, y n, z n) is, as satisfying ax n + by n + cz n ≧ d, Those satisfying ax n + by n + cz n ≦ d can be divided into two groups.
制御部13aは、それぞれのグループに含まれる点の画素数をカウントすると、突起部がある側ではその分だけ画素数が多くなるため。平面に対してどちら側が切除される側であるかを認識することができる。
When the
ただし、はさみ部1b−1,1b−2は、一定の強度を備えるために、マーカ1c−1,1c−2より太く、マーカ像Mに占める画素数の割合が大きくなりがちである。そのため、平面の方程式のわずかな傾きによって、画素のカウント数が大きく変わり、どちら側に突起部が存在するか正しく認識できない場合がある。
However, since the
そのため、マーカ特徴量記憶部13h−1に、はさみ部1b−1,1b−2の長さを記憶させておき、マーカ像Mのうち、はさみ部1b−1,1b−2を含まないマーカ1c−1,1c−2の部分だけで上述の画素数カウントを行う必要がある。
Therefore, the marker feature
以上のようにして切除する側の認識が終了すると、表示部13fは、表示処理を行う。例えば、ステップS3の処理で求めた平面の方程式による切除面と、それに平行なX線立体断層像を作成し、操作者が入力部13gを用いて画像をめくりながら確認できるようにする。その際、それぞれのX線立体断層像について、切除面(マーカ1c−1,1c−2の位置)からの距離を表示させる。これは、自動縫合器2には、さまざまなサイズがあるため、用いる自動縫合器2によって、確認しなければならない範囲が異なるためである。
When the recognition on the side to be excised is completed as described above, the
図18乃至図20は、表示部13fにより表示されるX線立体断層像の例を示す図である。
18 to 20 are diagrams showing examples of X-ray stereoscopic tomograms displayed by the
図18は、X線切除マーカ1が装着されている切除面からの距離が0mm(つまり切除面)におけるX線立体断層像の例を示している。同図に示すように、表示画面には、X線立体断層像Gが表示されており、切除線上の切除面であるため、マーカ像Mも鮮明に映し出されている。また表示画面には、前の画像を表示させるときに選択されるボタンB1、次の画像を表示させるときに選択されるボタンB2、および、マーカの長さ(図18の例の場合、30mm)が表示されている。表示画面に表示されたX線立体断層像Gには、切除面からの距離(図18の例の場合、0mm)も重畳表示されている。
FIG. 18 shows an example of an X-ray three-dimensional tomographic image when the distance from the excision surface on which the
図18に示すX線立体断層像Gが表示されているときに、操作者によりボタンB2が選択されると、図19に示すように表示が切り替えられる。図19の例では、切除面からの距離が2mmにおけるX線立体断層像Gが表示されており、切除面から2mm離れているため、マーカ像Mは見えにくくなっている。またX線立体断層像Gには、切除面からの距離(図19の例の場合、2mm)の他、現在表示されている断面が切除する側であることを示す「切除側」の文字も重畳表示されている。 When the button B2 is selected by the operator while the X-ray stereoscopic tomogram G shown in FIG. 18 is displayed, the display is switched as shown in FIG. In the example of FIG. 19, the X-ray stereoscopic tomographic image G at a distance of 2 mm from the excision surface is displayed, and since it is 2 mm away from the excision surface, the marker image M is difficult to see. In addition, in the X-ray stereoscopic tomographic image G, in addition to the distance from the excision plane (2 mm in the case of FIG. 19), the letters “ablation side” indicating that the currently displayed cross section is the side to be excised It is superimposed.
図19に示すX線立体断層像Gが表示されているときに、操作者によりボタンB2が選択されると、図20に示すように表示が切り替えられる。図20の例では、切除面からの距離が4mmにおけるX線立体断層像Gが表示されており、切除面から4mm離れているため、マーカ像Mは見えなくなっている。またX線立体断層像Gには、切除面からの距離(図20の例の場合、4mm)の他、現在表示されている断面が切除側であることを示す「切除側」の文字も重畳表示されている。 When the operator selects the button B2 while the X-ray stereoscopic tomogram G shown in FIG. 19 is displayed, the display is switched as shown in FIG. In the example of FIG. 20, the X-ray stereoscopic tomographic image G at a distance of 4 mm from the excision surface is displayed, and the marker image M is not visible because it is 4 mm away from the excision surface. In addition to the distance from the excision plane (4 mm in the example of FIG. 20), the X-ray stereoscopic tomogram G is also superposed with the characters “ablation side” indicating that the currently displayed cross section is the excision side. It is displayed.
以上のようにして、操作者は、X線立体断層像をめくりながら、切除する予定の患部において切除してはならない組織が存在するか否かを確認することができる。 As described above, the operator can check whether there is a tissue that should not be excised in the affected area to be excised while turning the X-ray stereoscopic tomographic image.
また、切除する側と反対側の部位についても切除してはならない組織が存在するか否かを確認する場合、例えば、図21に示すように、切除する側と反対側のX線立体断層像Gを表示させることができる。図21の例では、切除面からの距離が2mmにおけるX線立体断層像Gが表示されており、切除面から2mm離れているため、マーカ像Mは見えにくくなっている。またX線立体断層像Gには、切除面からの距離(図20の例の場合、2mm)の他、現在表示されている断面が切除しない側であることを示す「非切除側」の文字も重畳表示されている。 Further, when it is confirmed whether or not there is a tissue that should not be excised at a site opposite to the side to be excised, for example, as shown in FIG. 21, an X-ray stereoscopic tomogram on the side opposite to the side to be excised G can be displayed. In the example of FIG. 21, the X-ray stereoscopic tomographic image G at a distance of 2 mm from the excision surface is displayed, and since it is 2 mm away from the excision surface, the marker image M is difficult to see. In addition, in the X-ray stereoscopic tomogram G, in addition to the distance from the cut surface (2 mm in the case of FIG. 20), the characters “non-cut side” indicating that the currently displayed cross section is the non-cut side. Is also superimposed.
次に、図22(A)と図22(B)のX線立体断層像Gの模式図を参照して、切除する予定の患部において、実際にその患部を切除して問題が起こらないかどうかを確認する方法について説明する。 Next, referring to the schematic diagrams of the X-ray stereoscopic tomogram G in FIGS. 22 (A) and 22 (B), whether or not a problem occurs when the affected part to be excised is actually excised. A method of confirming will be described.
例えば、操作者は、図22(A)に示すX線立体断層像Gにおいて、切除する予定の患部の領域中に血管Kを含むため、この領域を切除して問題が起こらないかどうかの判断を行う必要がある。 For example, in the X-ray stereoscopic tomogram G shown in FIG. 22A, the operator includes the blood vessel K in the region of the affected part to be excised. Need to do.
すなわち、操作者は、図18乃至図20を用いて上述したようにしてX線立体断層像Gをめくりながら確認し、血管Kの走行が切除する領域以外、すなわち健常組織を支配する血管であるか否かの確認を行う。確認の結果、血管Kが健常組織を支配する血管であった場合、操作者は、その血管Kを切除することにより、術後に何らかの障害を起こす恐れが高いと判断することができるため、この位置での切除は中止して別の切除ラインを設定するようにする。 That is, the operator confirms while turning the X-ray stereoscopic tomogram G as described above with reference to FIGS. 18 to 20, and is a blood vessel that controls the healthy tissue other than the region where the blood vessel K travels. Confirm whether or not. As a result of confirmation, when the blood vessel K is a blood vessel that controls a healthy tissue, the operator can determine that there is a high possibility of causing some kind of damage after the operation by excising the blood vessel K. The ablation at the position is stopped and another ablation line is set.
一方、図22(B)に示すX線立体断層像Gにおいて、切除する予定の患部の領域中に血管や気管などの脈管系組織は存在しないため、操作者は、このまま切除しても問題ないと判断することができる。この場合、操作者は、撮影時に装着したX線切除マーカ1を動かすことなく、自動縫合器2の縫合切除用ハンドル2cを握ることで、X線切除マーカ1の直近を切除することができる。
On the other hand, in the X-ray stereoscopic tomogram G shown in FIG. 22 (B), there is no vascular system tissue such as a blood vessel or trachea in the region of the affected part to be excised. It can be judged that there is not. In this case, the operator can remove the immediate vicinity of the
さらに、図23乃至25を参照して、切除する予定の患部の領域中に血管や気管などの脈管系組織が存在した場合における確認方法について説明する。例えば、操作者は、切除する予定の患部について、X線切除マーカ1から切除側方向に表示スライスを腫瘍Sまで移動させ、血管Kの走行を確認する。
Further, referring to FIGS. 23 to 25, a confirmation method when a vascular tissue such as a blood vessel or trachea is present in the region of the affected part to be excised will be described. For example, the operator moves the display slice from the
図23の例の場合、血管Kが腫瘍Sの中に取り込まれている。そのため、操作者は、血管Kは腫瘍Sへの栄養血管であり、切除してもよい血管(切除しなくてはならない血管)と判断することができる。 In the example of FIG. 23, the blood vessel K is taken into the tumor S. Therefore, the operator can determine that the blood vessel K is a nutrient blood vessel to the tumor S and can be removed (a blood vessel that must be removed).
図24の例の場合、血管Kが腫瘍Sに取り込まれていない。そのため、操作者は、血管Kを、切除する領域を支配する肺静脈と推測した場合には、非切除側に表示スライスを移動させる。そして、操作者は、非切除側に別の肺静脈が支配していることを確認した場合、血管Kは、切除領域を支配する肺静脈であり、切除しても非切除側の組織に影響を及ぼすことはないと判断することができる。 In the example of FIG. 24, the blood vessel K is not taken up by the tumor S. Therefore, when the operator assumes that the blood vessel K is a pulmonary vein that dominates the region to be excised, the operator moves the display slice to the non-excision side. When the operator confirms that another pulmonary vein is dominant on the non-resected side, the blood vessel K is a pulmonary vein that dominates the excision region. It can be determined that it will not affect.
図25の例の場合も、血管Kが腫瘍Sに取り込まれていない。そのため、操作者は、図24の例の場合と同様に、非切除側に表示スライスを移動させる。そして、操作者は、血管Kが、非切除領域をも支配する肺静脈であることを確認した場合、血管Kは、切除してはいけない血管と判断し、この位置での切除を中止して別の切除ラインを設定するようにする。 In the case of the example of FIG. 25, the blood vessel K is not taken into the tumor S. Therefore, the operator moves the display slice to the non-excised side as in the example of FIG. When the operator confirms that the blood vessel K is a pulmonary vein that also controls the non-resected region, the operator determines that the blood vessel K should not be excised, and stops the excision at this position. Try to set another ablation line.
以上のように、操作者は、X線切除マーカ1を装着した状態で被検体Pの患部を撮影することで、見当をつけた切除線上に損傷してはならない血管等の組織があるか否かを確実に確認することができる。
As described above, the operator images the affected part of the subject P with the
そして、損傷してはならない組織がないことを確認できた場合、操作者は、X線切除マーカ1を装着したまま、自動縫合器2の縫合切除用ハンドル2cを握ることで、X線切除マーカ1の直近を切除することができる。これにより、誤って切除する危険性を大幅に低減することが可能となる。
When it can be confirmed that there is no tissue that should not be damaged, the operator holds the
また、X線切除マーカ1には、突起部1d−1,1d−2が設けられており、この突起部1d−1,1d−2を患部の非切除側にくるように装着することで、切除する部位を間違うことを防止することができる。
The
以上においては、立体撮影できる装置として、X線デジタル立体断層撮影装置10を用いるようにしたが、これに限らず、CT装置や血管撮影装置などを用いるようにしてもよい。
In the above description, the X-ray digital
また以上においては、X線切除マーカ1と自動縫合器2を別機構で構成するようにしたが、これに限らず、一体で構成するようにしてもよい。
In the above description, the
例えば、図26(A)に示すように、自動縫合器2のカートリッジ2a−1に突起部2a−7およびマーカ2a−9を一体形成し、カートリッジ2a−2に突起部2a−8およびマーカ2a−9を一体形成するようにする。なお、突起部とマーカをアタッチメントタイプにすることで、既存の自動縫合器2や鉗子に取り付けることができるが、体内での離脱が懸念されるため、一体形成するタイプの方が好ましい。
For example, as shown in FIG. 26A, the
また、マーカ2a−9,2a−10の位置は、内部にステイプル2a−5(図26(A)では不図示)が配列されるステイプラ部の先端位置と一致させる。
Further, the positions of the
図26(B)は、図26(A)を矢印B方向に見た図である。図26(B)に示すように、突起部2a−7は、組織を損傷しないように角が丸く形成されている。
FIG. 26B is a view of FIG. As shown in FIG. 26 (B), the
このようにX線切除マーカ1と自動縫合器2を一体で構成することによっても、切除線上に損傷してはならない血管等の組織があるか否かを確実に確認することができる。また、損傷してはならない組織がないことを確認できた場合、操作者は、そのまま、自動縫合器2の縫合切除用ハンドル2cを握ることで切除することができる。
As described above, even if the
なおこの発明は、上記実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化したり、上記実施の形態に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせたりすることにより種々の発明を形成できる。例えば、実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施の形態に亘る構成要素を適宜組み合わせても良い。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and in the implementation stage, the constituent elements may be modified and embodied without departing from the scope of the invention, or a plurality of configurations disclosed in the above-described embodiment may be used. Various inventions can be formed by appropriately combining elements. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, you may combine the component covering different embodiment suitably.
1 X線切除マーカ
1c−1,1c−2 マーカ
1d−1,1d−2 突起部
2 自動縫合器
13a 制御部
13c 画像処理部
13d マーカ抽出処理部
13e 関心領域抽出処理
13f 表示部
1
Claims (4)
前記切除マーカが装着された前記被検体のX線立体断層像を再構成するX線断層像撮影手段と、
前記X線断層像撮影手段により再構成された前記X線立体断層像から、前記切除マーカのマーカ像を抽出するマーカ像抽出手段と、
前記マーカ像抽出手段により抽出された前記マーカ像から、前記患部の切除対象となる関心領域の画像を抽出する関心領域抽出手段と、
前記関心領域抽出手段により抽出された前記関心領域の画像を表示する表示手段と
を備えることを特徴とする切除マーカを用いた切除領域確認装置。 In the excision region confirmation device for confirming the excision region using the excision marker attached on the line for excising the affected part of the subject,
X-ray tomography means for reconstructing an X-ray stereoscopic tomogram of the subject to which the excision marker is attached;
Marker image extraction means for extracting a marker image of the ablation marker from the X-ray stereoscopic tomogram reconstructed by the X-ray tomography means;
A region-of-interest extracting unit that extracts an image of a region of interest to be excised from the affected area from the marker image extracted by the marker image extracting unit;
An ablation area confirmation apparatus using an ablation marker, comprising: display means for displaying an image of the area of interest extracted by the area of interest extraction means.
ことを特徴とする請求項1に記載の切除マーカを用いた切除領域確認装置。 The excision marker according to claim 1 , wherein the display means further displays information indicating that the affected part is to be excised, or information indicating that the affected part is not to be excised. Used excision region confirmation device.
ことを特徴とする請求項1に記載の切除マーカを用いた切除領域確認装置。 The said display means further displays the distance information from the position of the said excision marker. The excision area | region confirmation apparatus using the excision marker of Claim 1 characterized by the above-mentioned.
前記切除マーカが装着された前記被検体のX線立体断層像を再構成するX線断層像撮影ステップと、
前記X線断層像撮影ステップにより再構成された前記X線立体断層像から、前記切除マーカのマーカ像を抽出するマーカ像抽出ステップと、
前記マーカ像抽出ステップにより抽出された前記マーカ像から、前記患部の切除対象と
なる関心領域の画像を抽出する関心領域抽出ステップと、
前記関心領域抽出ステップにより抽出された前記関心領域の画像を表示する表示ステップと
を実行させることを特徴とする制御プログラム。 In the computer provided with the excision region confirmation device for confirming the excision region using the excision marker attached on the line for excising the affected part of the subject,
An X-ray tomographic imaging step for reconstructing an X-ray stereoscopic tomographic image of the subject to which the excision marker is attached;
A marker image extraction step for extracting a marker image of the ablation marker from the X-ray stereoscopic tomogram reconstructed by the X-ray tomography step;
A region-of-interest extraction step of extracting an image of a region of interest to be excised from the affected area from the marker image extracted by the marker image extraction step;
And a display step of displaying an image of the region of interest extracted by the region of interest extraction step.
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