專利名稱：醫(yī)療設(shè)備以及醫(yī)療設(shè)備的控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通過提取包含由手術(shù)操作者指定的第1區(qū)域的、作為被檢者的臟器的一部分的第2區(qū)域，對(duì)手術(shù)操作者對(duì)被檢者進(jìn)行的處置進(jìn)行導(dǎo)航的醫(yī)療設(shè)備、以及上述醫(yī)療設(shè)備的控制方法。
背景技術(shù)：
以往，在切除被檢者的肺腫瘤、例如肺癌組織時(shí)，廣泛進(jìn)行切除右葉或左葉整體的單肺切除。與此相對(duì)，近年來，為了手術(shù)后的肺功能的保持和心肺功能的維持，對(duì)局限的腫瘤進(jìn)行了單肺的一部分大葉或大葉的一部分肺區(qū)的切除。此處，在日本特開2008-142481號(hào)公報(bào)中，公開了根據(jù)CT圖像將肺葉分割為肺區(qū)
單位的裝置。此外，在日本特表2008-5^641號(hào)公報(bào)中，公開了根據(jù)三維圖像將肺血管區(qū)分為動(dòng)脈或靜脈的方法。但是，根據(jù)第1區(qū)域(腫瘤區(qū)域)決定包含第1區(qū)域的適當(dāng)范圍的第2區(qū)域(腫瘤切除區(qū)域)，有時(shí)對(duì)于手術(shù)操作者而言并不容易。本發(fā)明的目標(biāo)在于提供一種提取包含第1區(qū)域的適當(dāng)范圍的第2區(qū)域的醫(yī)療設(shè)備、以及上述醫(yī)療設(shè)備的控制方法。

發(fā)明內(nèi)容
用于解決課題的手段實(shí)施方式的醫(yī)療設(shè)備具有存儲(chǔ)單元，其對(duì)預(yù)先取得的被檢者體內(nèi)的三維圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)；臟器提取單元，其從所述三維圖像數(shù)據(jù)中提取預(yù)定的臟器；第1區(qū)域指定單元，其指定所述三維圖像數(shù)據(jù)中的所述臟器的第1區(qū)域；血管提取單元，其從所述三維圖像數(shù)據(jù)中提取所述臟器的內(nèi)部血管；血管分類單元，其將所述血管提取單元提取出的多個(gè)所述血管分類為動(dòng)脈或靜脈的任意一種；以及第2區(qū)域提取單元，其根據(jù)所述血管分類單元所分類的所述動(dòng)脈或所述靜脈中的至少任意一種血管的三維圖像信息，提取包含所述第1 區(qū)域的第2區(qū)域，該第2區(qū)域是根據(jù)所述臟器的解剖學(xué)特征而分類的一個(gè)區(qū)域。此外，另一實(shí)施方式的醫(yī)療設(shè)備的控制方法具有如下步驟數(shù)據(jù)存儲(chǔ)步驟，對(duì)預(yù)先取得的被檢者體內(nèi)的三維圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)；臟器提取步驟，從所述三維圖像數(shù)據(jù)中提取預(yù)定的臟器；第1區(qū)域指定步驟，指定所述三維圖像數(shù)據(jù)中的所述臟器的第1區(qū)域；血管提取步驟，從所述三維圖像數(shù)據(jù)中提取所述臟器的內(nèi)部血管；血管分類步驟，將在所述血管提取步驟中提取出的多個(gè)所述血管分類為動(dòng)脈或靜脈的任意一種；以及第2區(qū)域提取步驟， 根據(jù)在所述血管分類步驟中所分類的所述動(dòng)脈或所述靜脈中的至少任意一種血管的三維圖像信息，提取包含所述第1區(qū)域的第2區(qū)域，該第2區(qū)域是根據(jù)所述臟器的解剖學(xué)特征而分類的一個(gè)區(qū)域。


圖IA是用于對(duì)根據(jù)肺的解剖學(xué)特征分類的區(qū)域進(jìn)行說明的從正面觀察時(shí)的圖。圖IB是用于對(duì)根據(jù)肺的解剖學(xué)特征分類的區(qū)域進(jìn)行說明的從背面觀察時(shí)的圖。圖2是用于說明肺的血管和支氣管的圖。圖3是用于說明第1實(shí)施方式的導(dǎo)航裝置的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖。圖4是用于說明第1實(shí)施方式的導(dǎo)航裝置的動(dòng)作的流程圖。圖5A是用于說明第1實(shí)施方式的導(dǎo)航裝置的動(dòng)作的說明圖。圖5B是用于說明第1實(shí)施方式的導(dǎo)航裝置的動(dòng)作的說明圖。圖6A是用于說明第1實(shí)施方式的導(dǎo)航裝置的動(dòng)作的說明圖。圖6B是用于說明第1實(shí)施方式的導(dǎo)航裝置的動(dòng)作的說明圖。圖6C是用于說明第1實(shí)施方式的導(dǎo)航裝置的動(dòng)作的說明圖。圖6D是用于說明第1實(shí)施方式的導(dǎo)航裝置的動(dòng)作的說明圖。圖7A是用于說明第1實(shí)施方式的導(dǎo)航裝置的動(dòng)作的說明圖。圖7B是用于說明第1實(shí)施方式的導(dǎo)航裝置的動(dòng)作的說明圖。圖7C是用于說明第1實(shí)施方式的導(dǎo)航裝置的動(dòng)作的說明圖。圖7D是用于說明第1實(shí)施方式的導(dǎo)航裝置的動(dòng)作的說明圖。圖8是用于說明第1實(shí)施方式的變形例的導(dǎo)航裝置的動(dòng)作的流程圖。圖9是用于說明第2實(shí)施方式的導(dǎo)航裝置的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖。圖10是用于說明第2實(shí)施方式的導(dǎo)航裝置的動(dòng)作的流程圖。圖IlA是示出用于說明第2實(shí)施方式的導(dǎo)航裝置的匹配處理的標(biāo)準(zhǔn)模板的圖。圖IlB是示出用于說明第2實(shí)施方式的導(dǎo)航裝置的匹配處理的被檢者的三維圖像的圖。圖IlC是示出用于說明第2實(shí)施方式的導(dǎo)航裝置的匹配處理的匹配處理狀態(tài)的圖。圖12A是示出用于說明第2實(shí)施方式的導(dǎo)航裝置的匹配處理的標(biāo)準(zhǔn)模板的圖。圖12B是示出用于說明第2實(shí)施方式的導(dǎo)航裝置的匹配處理的被檢者的三維圖像的圖。圖12C是示出用于說明第2實(shí)施方式的導(dǎo)航裝置的匹配處理的腫瘤切除區(qū)域的圖。
具體實(shí)施例方式<第1實(shí)施方式>下面，參照附圖對(duì)作為本發(fā)明第1實(shí)施方式的醫(yī)療設(shè)備的用于肺腫瘤切除的導(dǎo)航裝置1進(jìn)行說明。如圖IA和圖IB所示，肺2根據(jù)解剖學(xué)特征、換言之根據(jù)生理學(xué)分類，被分割為多個(gè)部位。即，肺有左右兩個(gè)。右肺從上開始依次由上葉RU、中葉RM和下葉RD構(gòu)成， 左肺由上葉LU和下葉LD構(gòu)成。將這5個(gè)肺葉稱作大葉。右上葉RU被分割為1、2、3三個(gè)肺區(qū)(以下也稱作“小葉”)，右中葉RM被分割為4、5兩個(gè)肺區(qū)。并且，右下葉RD被分割為 6、7、8、9、10五個(gè)肺區(qū)。左上葉LU被分割為1+2、3、4、5四個(gè)肺區(qū)，左下葉LD被分割為6、8、 9、10四個(gè)肺區(qū)。
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另外，如圖1所示，支氣管3除了與支氣管6相連的隆凸3A附近以外，處于肺2的內(nèi)部，因此不能從外部進(jìn)行觀察。另一方面，如圖2所示，在肺2的內(nèi)部，存在支氣管3、肺動(dòng)脈4和肺靜脈5，但是肺動(dòng)脈4和肺靜脈5以及腫瘤也與支氣管3同樣，不能從肺2的外部進(jìn)行觀察。因此，在腫瘤切除時(shí)，手術(shù)操作者不容易決定能夠完全切除腫瘤的區(qū)域。如圖3所示，導(dǎo)航裝置1具有提取單元10、作為顯示單元的顯示部11和作為輸入單元的輸入部12。顯示部11對(duì)提取單元10的處理結(jié)果進(jìn)行顯示。輸入部12是鍵盤、鼠標(biāo)或觸摸面板等。手術(shù)操作者經(jīng)由輸入部12輸入被檢者的信息，并且根據(jù)顯示部11所顯示的肺的圖像指定腫瘤的位置和大小，還輸入用于根據(jù)目的改變顯示部11所顯示的圖像的觀察方向或透射顯示等顯示狀態(tài)的指示。提取單元10具有作為存儲(chǔ)單元的存儲(chǔ)部21、作為臟器提取單元的臟器提取部22、 作為第1區(qū)域指定單元的第1區(qū)域指定部23、作為血管提取單元的血管提取部M、作為血管分類單元的血管分類部25、作為第2區(qū)域提取單元的第2區(qū)域提取部沈和作為模板生成單元的模板生成部27。提取單元10的上述各功能可以是分別獨(dú)立的硬件，但是作為提取單元10的例如控制部的CPU 20也可以具有所有功能部的功能。即，上述各功能部也可以將存儲(chǔ)在未圖示的存儲(chǔ)介質(zhì)等中的程序讀入到CPU 20中進(jìn)行處理。存儲(chǔ)部21對(duì)預(yù)先取得的被檢者體內(nèi)的三維圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)。臟器提取部22根據(jù)存儲(chǔ)部21所存儲(chǔ)的三維圖像數(shù)據(jù)提取預(yù)定的臟器、例如肺和支氣管。手術(shù)操作者經(jīng)由輸入部12利用第1區(qū)域指定部23指定三維圖像數(shù)據(jù)中的第1區(qū)域即腫瘤。血管提取部M 提取肺內(nèi)部的血管、即肺動(dòng)脈和肺靜脈。血管分類部25將血管提取部24提取出的血管分類為動(dòng)脈或靜脈的任意一種。模板生成部27根據(jù)血管的三維圖像信息，生成由將血管直徑增加了預(yù)定量的血管關(guān)聯(lián)區(qū)域構(gòu)成的血管區(qū)域模板。第2區(qū)域提取部沈根據(jù)血管分類部25所分類的動(dòng)脈或靜脈中的至少任意一個(gè)血管的三維圖像信息，更具體而言，根據(jù)包含第1區(qū)域的上述血管關(guān)聯(lián)區(qū)域的信息，提取包含第1區(qū)域(腫瘤)的第2區(qū)域(腫瘤切除區(qū)域)。S卩，第2區(qū)域提取部沈具有作為區(qū)域判定單元的區(qū)域判定部26X和作為區(qū)判定單元的區(qū)判定部^Y。區(qū)域判定部26Χ根據(jù)從臟器提取部22得到的包含腫瘤的位置信息的臟器信息和從模板生成部27得到的血管關(guān)聯(lián)區(qū)域的信息，判定腫瘤是否存在于任意一個(gè)模板內(nèi)。在判定中使用了各個(gè)坐標(biāo)信息。區(qū)判定部26Υ在腫瘤存在于任意一個(gè)模板內(nèi)的情況下，判定包含有腫瘤的血管關(guān)聯(lián)區(qū)域模板，并且根據(jù)靜脈或動(dòng)脈的信息確定關(guān)聯(lián)的肺區(qū)。以下，依照?qǐng)D4的流程圖對(duì)導(dǎo)航裝置1的動(dòng)作進(jìn)行說明。<步驟S10>數(shù)據(jù)存儲(chǔ)步驟未圖示的公知的CT裝置所生成的被檢者的X線斷層像數(shù)據(jù)、例如DICOM(Digital Imaging and Communication in Medicine 醫(yī)學(xué)數(shù)字圖像通訊標(biāo)準(zhǔn))形式的三維圖像數(shù)據(jù)經(jīng)由未圖示的接收部被導(dǎo)航裝置1接收，并被存儲(chǔ)到半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置或磁記錄裝置等存儲(chǔ)部21中。<步驟Sll>臟器提取步驟臟器提取部22從存儲(chǔ)部21所存儲(chǔ)的三維圖像數(shù)據(jù)中提取預(yù)定的臟器、即作為處置對(duì)象的臟器的肺和支氣管。此處進(jìn)行提取，是指得到圖1所示的肺和圖2所示的支氣管的三維形狀信息。另外，在三維圖像數(shù)據(jù)中包含腫瘤數(shù)據(jù)的情況下，還提取腫瘤的三維形狀 fn息ο臟器提取部22提取出的肺、支氣管和腫瘤的三維形狀信息顯示在顯示部11上。此時(shí)，為了明確顯示支氣管和腫瘤的位置等，優(yōu)選將肺顯示為透過圖像。<步驟S12>第1區(qū)域(腫瘤)指定步驟例如，手術(shù)操作者經(jīng)由輸入部12，利用第1區(qū)域指定部23指定顯示部11所顯示的肺的圖像中的第1區(qū)域、即腫瘤的位置和大小。第1區(qū)域也可以利用CAD(Computer-Aided Detection 計(jì)算機(jī)輔助檢測)指定。<步驟S13>血管提取步驟血管提取部M提取肺內(nèi)部的血管、即肺動(dòng)脈和肺靜脈的三維形狀信息。如圖2所示，肺血管形成了從較粗的血管階段性分支的一組血管構(gòu)成的血管網(wǎng)。并且，各個(gè)血管網(wǎng)向根據(jù)解剖學(xué)特征分類的區(qū)域的組織提供氧和營養(yǎng)。<步驟S14>血管分類步驟導(dǎo)航裝置1將在臟器提取步驟中提取出的肺內(nèi)部的血管分類為動(dòng)脈或靜脈的任意一種。例如，與支氣管相鄰并與支氣管平行的血管被分類為肺動(dòng)脈，處于肺動(dòng)脈與肺動(dòng)脈之間的血管被分類為肺靜脈。如圖2所示，肺動(dòng)脈和肺靜脈形成了從較粗的血管階段性分支的多個(gè)血管網(wǎng)的情況還能夠被用于末梢的血管分類。此外，分支的各個(gè)肺靜脈的血管與任意一個(gè)大葉關(guān)聯(lián)。<步驟S15>模板生成步驟模板生成部27根據(jù)靜脈的三維圖像信息，生成由將各個(gè)血管直徑增加了預(yù)定量 (例如將外徑設(shè)為了 η倍)的靜脈關(guān)聯(lián)區(qū)域構(gòu)成的靜脈區(qū)域模板。此處，η為例如2 10。 另外，血管直徑的增加比例也可以利用加上預(yù)定值的方法。此外，當(dāng)增加了直徑時(shí)，在產(chǎn)生了與相鄰的血管重疊的區(qū)域的情況下，將距兩個(gè)血管相同距離的部位設(shè)為邊界。例如，圖5Α示出了靜脈30的三維形狀，靜脈30Α表示屬于左上葉LU的血管網(wǎng)的一部分，靜脈30Β1、30Β2表示從靜脈30Β分支的屬于左下葉LD的血管網(wǎng)的一部分。各血管的中央的線表示連接了血管的例如重心點(diǎn)的芯線50。并且，如圖5Β所示，模板生成部27生成將靜脈30Α、30Β1、30Β2的外徑設(shè)為例如3 倍的各個(gè)靜脈關(guān)聯(lián)區(qū)域40Α、40Β1、40Β2。另外，模板生成部27可以僅針對(duì)存在腫瘤的右肺或左肺、或者腫瘤附近的靜脈 30Α、30Β1、30Β2生成靜脈關(guān)聯(lián)區(qū)域40Α、40Β1、40Β2，也可以針對(duì)在臟器提取步驟中提取出的靜脈整體生成靜脈關(guān)聯(lián)區(qū)域。〈步驟S16>第2區(qū)域提取步驟第2區(qū)域提取部沈判定任意一個(gè)靜脈關(guān)聯(lián)區(qū)域是否包含在第1區(qū)域指定步驟中指定的第1區(qū)域、即腫瘤60A。<步驟S17>手動(dòng)選擇步驟(第2區(qū)域提取步驟A)如圖6D所示，在不存在包含腫瘤60D的靜脈關(guān)聯(lián)區(qū)域的情況下，導(dǎo)航裝置1變?yōu)槭中g(shù)操作者選擇第2區(qū)域的手動(dòng)選擇模式。手術(shù)操作者能夠一邊觀察顯示部11所顯示的肺、支氣管、血管或腫瘤的圖像，一邊經(jīng)由輸入部12選擇腫瘤切除區(qū)域。
另外，在不存在包含腫瘤60D的靜脈關(guān)聯(lián)區(qū)域的情況下，手術(shù)操作者也可以重新設(shè)定生成靜脈區(qū)域模板時(shí)的血管直徑的增加量，由此第2區(qū)域提取部沈以新條件再次進(jìn)行提取。<步驟S18、S19>第2區(qū)域提取步驟B如圖6C所示，在多個(gè)靜脈關(guān)聯(lián)區(qū)域40A、40B1中包含了腫瘤60C(第1區(qū)域)的情況下，第2區(qū)域提取部沈提取作為該靜脈關(guān)聯(lián)區(qū)域的基礎(chǔ)的各個(gè)血管所屬的多個(gè)大葉、即左上葉LU和左下葉LD。換言之，第2區(qū)域提取部沈提取多個(gè)第2區(qū)域。<步驟S20>第2區(qū)域提取步驟C如圖6A所示，在存在一個(gè)包含腫瘤60A的靜脈關(guān)聯(lián)區(qū)域40B2的情況下，第2區(qū)域提取部沈提取作為該靜脈關(guān)聯(lián)區(qū)域的基礎(chǔ)的血管所屬的肺的大葉、即左下葉LD，作為第2 區(qū)域61A。第2區(qū)域61A是適于切除腫瘤60A的腫瘤切除區(qū)域。此外，例如，如圖6B所示，在靜脈關(guān)聯(lián)區(qū)域40A包含腫瘤60B的情況下，第2區(qū)域提取部沈提取作為靜脈關(guān)聯(lián)區(qū)域40A的基礎(chǔ)的血管所屬的肺的大葉、即左上葉LU，作為第 2區(qū)域A。 另外，第2區(qū)域提取部沈也可以將根據(jù)靜脈關(guān)聯(lián)區(qū)域40B2所包含的腫瘤60A的比例計(jì)算出的參考信息顯示在顯示部11上。例如，參考信息在靜脈關(guān)聯(lián)區(qū)域40B2包含腫瘤 60A整體的情況下為“100%”，在靜脈關(guān)聯(lián)區(qū)域40B2包含腫瘤60A的一部分(例如30% ) 的情況下為“30%”。此外，導(dǎo)航裝置1在靜脈關(guān)聯(lián)區(qū)域40B2所包含的腫瘤60A的比例在預(yù)定值以下、 例如5%以下的情況下，也可以設(shè)定為第2區(qū)域提取部沈不提取第2區(qū)域。上述預(yù)定值優(yōu)選能夠由手術(shù)操作者經(jīng)由輸入部12適當(dāng)進(jìn)行設(shè)定。同樣，模板生成部27生成的靜脈區(qū)域模板的血管直徑增加量也優(yōu)選能夠由手術(shù)操作者經(jīng)由輸入部12適當(dāng)進(jìn)行設(shè)定。<步驟S21>切除區(qū)域顯示步驟第2區(qū)域提取部沈提取出的腫瘤切除區(qū)域(第2區(qū)域)利用可與其他區(qū)域進(jìn)行區(qū)分的顏色等顯示在顯示部11上。如以上所說明那樣，本實(shí)施方式的導(dǎo)航裝置1能夠提取包含腫瘤60的適當(dāng)?shù)哪[瘤切除區(qū)域。另外，在上述說明中，模板生成部27生成由將血管直徑增加了預(yù)定量的靜脈關(guān)聯(lián)區(qū)域構(gòu)成的靜脈區(qū)域模板。但是，如圖7A所示，模板生成部27也可以根據(jù)芯線50A、50B1、 50B2，生成以芯線為中心的預(yù)定直徑的靜脈關(guān)聯(lián)區(qū)域41A、41B1、41B2，第2區(qū)域提取部沈根據(jù)靜脈關(guān)聯(lián)區(qū)域41A、41B1、41B2與腫瘤60E之間的關(guān)系提取第2區(qū)域。此外，如圖7B所示，第2區(qū)域提取部沈的提取方法可以是如下方法計(jì)算從芯線 50A、50B2到腫瘤60F的距離dl、d2，并提取作為處于最短距離的芯線的基礎(chǔ)的血管所屬的大葉作為第2區(qū)域。此外，如圖7C所示，模板生成部也可以生成由將腫瘤60G的外形(輪廓)增加了預(yù)定量(例如設(shè)為η倍)的腫瘤關(guān)聯(lián)區(qū)域60G1構(gòu)成的腫瘤區(qū)域模板，第2區(qū)域提取部根據(jù)腫瘤關(guān)聯(lián)區(qū)域60G1與靜脈30Α、30Β1、30Β2之間的關(guān)系提取第2區(qū)域。并且，如圖7D所示，第2區(qū)域提取部也可以根據(jù)芯線50Α、50Β1、50Β2與將腫瘤60Η 的外形(輪廓)增加了預(yù)定量的腫瘤區(qū)域模板(腫瘤關(guān)聯(lián)區(qū)域)60Η之間的關(guān)系提取第2區(qū)域。如以上的說明那樣，導(dǎo)航裝置1的第2區(qū)域提取部沈根據(jù)靜脈血管的三維圖像與第1區(qū)域之間的距離關(guān)系提取第2區(qū)域。S卩，第2區(qū)域提取部沈根據(jù)處于與第1區(qū)域最短距離處的、由血管分類部25分類出的靜脈的信息，提取任意一個(gè)大葉作為第2區(qū)域。<第1實(shí)施方式的變形例>接著，對(duì)作為本發(fā)明第1實(shí)施方式的變形例的醫(yī)療設(shè)備的導(dǎo)航裝置IA進(jìn)行說明。 導(dǎo)航裝置IA與第1實(shí)施方式的導(dǎo)航裝置1類似，因此對(duì)相同結(jié)構(gòu)要素標(biāo)注相同的標(biāo)號(hào)并省略說明。在局限在肺區(qū)的腫瘤的情況下，有時(shí)即使僅切除例如構(gòu)成大葉等的肺區(qū)1 10中的任意一個(gè)也能夠完全切除腫瘤。此時(shí)，導(dǎo)航裝置IA的第2區(qū)域提取部26A根據(jù)手術(shù)操作者的指示等，從最初提取出的任意一個(gè)大葉中提取作為更小區(qū)域的肺區(qū)作為第2區(qū)域。以下，依照?qǐng)D8的流程圖對(duì)導(dǎo)航裝置IA的動(dòng)作進(jìn)行說明。另夕卜，SlO S20的動(dòng)作與圖4所示的導(dǎo)航裝置1相同，因此省略說明。<步驟S22>第2區(qū)域提取步驟在第1實(shí)施方式的導(dǎo)航裝置1中，第2區(qū)域提取部沈根據(jù)靜脈關(guān)聯(lián)區(qū)域提取出任意一個(gè)大葉作為第2區(qū)域。與此相對(duì)，導(dǎo)航裝置IA的第2區(qū)域提取部沈根據(jù)動(dòng)脈關(guān)聯(lián)區(qū)域，將第2區(qū)域限定為大葉的一部分肺區(qū)1 10進(jìn)行提取。S卩，第2區(qū)域提取部26A利用SlO S20的動(dòng)作，根據(jù)靜脈關(guān)聯(lián)區(qū)域，提取任意一個(gè)大葉、例如左上葉LU作為腫瘤切除區(qū)域(第2區(qū)域A)61A。<步驟S23>動(dòng)脈模板生成步驟模板生成部27A根據(jù)肺動(dòng)脈的三維圖像信息，生成由將各個(gè)血管直徑增加了預(yù)定量(例如將外徑設(shè)為了η倍)的肺動(dòng)脈關(guān)聯(lián)區(qū)域構(gòu)成的肺動(dòng)脈區(qū)域模板。另外，與靜脈關(guān)聯(lián)區(qū)域同樣，模板生成部27Α也可以僅針對(duì)一部分肺動(dòng)脈生成動(dòng)脈關(guān)聯(lián)區(qū)域。<步驟S24>第2區(qū)域提取步驟第2區(qū)域提取部26A判定任意一個(gè)動(dòng)脈關(guān)聯(lián)區(qū)域是否包含在第1區(qū)域指定步驟中指定的第1區(qū)域、即腫瘤60A
<步驟S25>手動(dòng)選擇步驟(第2區(qū)域提取步驟D)在不存在包含腫瘤的動(dòng)脈關(guān)聯(lián)區(qū)域的情況下(SM 否)，導(dǎo)航裝置IA變?yōu)槭謩?dòng)選擇模式使得手術(shù)操作者能夠選擇第2區(qū)域。另外，第2區(qū)域提取部26A可以與大葉提取的情況同樣，使用各種方法提取一個(gè)肺區(qū)作為第2區(qū)域，也可以改變提取條件再次進(jìn)行提取。<步驟S26、S27>第2區(qū)域提取步驟E在多個(gè)動(dòng)脈關(guān)聯(lián)區(qū)域中包含了腫瘤(第1區(qū)域)的情況下(是)，第2區(qū)域提取部26A提取作為該動(dòng)脈關(guān)聯(lián)區(qū)域的基礎(chǔ)的各個(gè)血管所屬的多個(gè)肺區(qū)。換言之，第2區(qū)域提取部26A提取多個(gè)第2區(qū)域62。<步驟S28>第2區(qū)域提取步驟F在不存在多個(gè)包含腫瘤60A的動(dòng)脈關(guān)聯(lián)區(qū)域的情況下(S^ 否)，第2區(qū)域提取部 26提取作為該動(dòng)脈關(guān)聯(lián)區(qū)域的基礎(chǔ)的血管所屬的肺區(qū)，作為第2區(qū)域62A。第2區(qū)域62A 是第2區(qū)域61A的一部分，是更適于切除腫瘤60A的腫瘤切除區(qū)域。
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<步驟S29>切除區(qū)域顯示步驟第2區(qū)域提取部26A提取出的腫瘤切除區(qū)域(第2區(qū)域)被顯示在顯示部11上。如以上的說明那樣，本變形例的導(dǎo)航裝置IA具有導(dǎo)航裝置IA具備的效果，并且能夠提取包含腫瘤60A的更窄范圍的第2區(qū)域(腫瘤切除區(qū)域)62?！吹?實(shí)施方式〉接著，對(duì)作為本發(fā)明第2實(shí)施方式的醫(yī)療設(shè)備的導(dǎo)航裝置IB進(jìn)行說明。導(dǎo)航裝置 IB與第1實(shí)施方式的導(dǎo)航裝置1類似，因此對(duì)相同結(jié)構(gòu)要素標(biāo)注相同的標(biāo)號(hào)并省略說明。如圖9所示，導(dǎo)航裝置IB具有作為標(biāo)準(zhǔn)模板存儲(chǔ)單元的標(biāo)準(zhǔn)模板存儲(chǔ)部觀和作為匹配處理單元的匹配處理部四。并且，第2區(qū)域提取部26B根據(jù)與三維圖像信息對(duì)應(yīng)的第1區(qū)域和標(biāo)準(zhǔn)模板的臟器等信息提取第2區(qū)域。與導(dǎo)航裝置1同樣，導(dǎo)航裝置IB的提取單元IOB的各功能部也可以是被讀入到CPU 20B中進(jìn)行處理的程序。標(biāo)準(zhǔn)模板存儲(chǔ)部觀對(duì)標(biāo)準(zhǔn)模板進(jìn)行存儲(chǔ)，該標(biāo)準(zhǔn)模板由以被檢者的至少性別、體型和年齡為基礎(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)臟器和臟器內(nèi)的血管的三維形狀信息等構(gòu)成。匹配處理部四進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)模板與被檢者的三維形狀信息的匹配處理。以下，依照?qǐng)D10的流程圖對(duì)導(dǎo)航裝置IB的動(dòng)作進(jìn)行說明。<步驟S40>數(shù)據(jù)存儲(chǔ)步驟未圖示的公知的CT裝置所生成的被檢者的X線斷層像數(shù)據(jù)、例如DICOM(Digital Imaging and Communication in Medicine 醫(yī)學(xué)數(shù)字圖像通訊標(biāo)準(zhǔn))形式的三維圖像數(shù)據(jù)經(jīng)由未圖示的接收部被導(dǎo)航裝置IA接收，并被存儲(chǔ)到半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置或磁記錄裝置等存儲(chǔ)部21中?！床襟ES41>臟器提取步驟臟器提取部22根據(jù)存儲(chǔ)部21所存儲(chǔ)的三維圖像數(shù)據(jù)提取預(yù)定的臟器、例如肺2 和支氣管3。在三維圖像數(shù)據(jù)包含腫瘤數(shù)據(jù)的情況下，還提取腫瘤60的三維形狀信息。<步驟S42>第1區(qū)域(腫瘤)指定步驟例如，手術(shù)操作者經(jīng)由輸入部12，利用第1區(qū)域指定部23指定顯示部11所顯示的肺的圖像中的第1區(qū)域、即腫瘤的位置和大小。第1區(qū)域也可以利用CAD(Computer-Aided Detection 計(jì)算機(jī)輔助檢測)指定。<步驟S43>血管提取步驟血管提取部M提取肺內(nèi)部的血管、即肺動(dòng)脈4和肺靜脈5的三維形狀信息。<步驟S44>血管分類步驟導(dǎo)航裝置IB將在臟器提取步驟中提取出的肺內(nèi)部的血管分類為肺動(dòng)脈4或肺靜脈5的任意一種。<步驟S45>被檢者信息輸入步驟手術(shù)操作者經(jīng)由輸入部12輸入被檢者的至少性別、體型和年齡的信息。所輸入的被檢者的信息除了性別、體型和年齡以外，還可以是體重、身高或者胸圍等。<步驟S46>標(biāo)準(zhǔn)模板選擇/存儲(chǔ)步驟將標(biāo)準(zhǔn)模板70存儲(chǔ)到標(biāo)準(zhǔn)模板存儲(chǔ)部觀中，該標(biāo)準(zhǔn)模板70以被檢者的信息為基礎(chǔ)，由標(biāo)準(zhǔn)臟器和臟器內(nèi)的血管的三維形狀信息等構(gòu)成。標(biāo)準(zhǔn)模板70可以從存儲(chǔ)在模板存儲(chǔ)部28A內(nèi)的多個(gè)模板中進(jìn)行選擇，也可以根據(jù)輸入信息生成，還可以是對(duì)所選擇的模板進(jìn)行了進(jìn)一步校正后的模板。在標(biāo)準(zhǔn)模板中，除了肺2/支氣管3/肺血管4、5的三維形狀信息以外，還包含大葉/肺區(qū)的邊界信息。<步驟S47>匹配處理步驟匹配處理部四進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)模板70與被檢者的三維形狀信息的匹配處理。匹配處理部四進(jìn)行如下匹配處理中的至少任意一個(gè)處理標(biāo)準(zhǔn)模板70的血管的三維形狀信息和血管提取部對(duì)提取出的血管的三維圖像信息的匹配處理、或者標(biāo)準(zhǔn)模板的臟器的三維形狀信息和臟器提取單元提取出的臟器的三維圖像信息的匹配處理。即，匹配處理部四將“支氣管(臟器)3”、“支氣管(臟器)3+肺血管4、5”、“肺血管4、5”、“肺動(dòng)脈4”或者“肺靜脈5”中的至少任意一個(gè)作為對(duì)象來進(jìn)行匹配處理。例如， 圖IlA示出了標(biāo)準(zhǔn)模板70、圖IlB示出了被檢者的三維形狀信息70X、圖IlC示出了對(duì)標(biāo)準(zhǔn)模板70與被檢者的三維形狀信息70X進(jìn)行了匹配處理的狀態(tài)。另外，為了得到更高精度的結(jié)果，也可以在將支氣管3作為對(duì)象進(jìn)行了匹配處理后，將肺血管4、5作為對(duì)象進(jìn)行匹配處理。如后面所述，優(yōu)選至少將“血管4、5”作為對(duì)象進(jìn)行匹配處理。匹配處理通過公知的圖像處理進(jìn)行，可以使用像素?cái)?shù)據(jù)等級(jí)的匹配、或者從圖像提取出的特征等級(jí)中的匹配的任意一個(gè)。另外，在對(duì)標(biāo)準(zhǔn)模板70與被檢者的三維形狀信息的相似度進(jìn)行比較而計(jì)算出的兩圖像的誤差e大于允許誤差eO的情況下，匹配處理部四可以將所選擇的標(biāo)準(zhǔn)模板改變?yōu)榱硪粯?biāo)準(zhǔn)模板再次進(jìn)行匹配處理，也可以轉(zhuǎn)移到手動(dòng)選擇模式(S51)。此處，例如如圖IlC所示，如果匹配對(duì)象是支氣管3，則圖像的誤差e是在氣管6與支氣管3相連的隆凸3A處使用氣管芯線6A進(jìn)行了匹配處理時(shí)末梢的多個(gè)支氣管分支點(diǎn)的位置偏差的合計(jì)值。<步驟S48>第2區(qū)域提取步驟第2區(qū)域提取部26B判斷匹配處理后的被檢者的腫瘤60J是否被包含在標(biāo)準(zhǔn)模板 70中的肺的任意一個(gè)區(qū)域中。另外，此處，區(qū)域是指肺大葉或肺區(qū)。另外，如在第1實(shí)施方式中說明那樣，特別是通過將肺靜脈5作為對(duì)象進(jìn)行匹配處理，將肺大葉提取為第2區(qū)域時(shí)的精度較高，通過將肺動(dòng)脈4作為對(duì)象進(jìn)行匹配處理，將肺區(qū)提取為第2區(qū)域時(shí)的精度較高。因此，也可以重復(fù)進(jìn)行匹配處理步驟和第2區(qū)域提取步驟。即，也可以在將“肺靜脈5”作為對(duì)象進(jìn)行第1匹配處理，提取出任意一個(gè)大葉后，將“肺動(dòng)脈4”作為對(duì)象進(jìn)行第2匹配處理，對(duì)提取出的大葉中的一個(gè)肺區(qū)進(jìn)行提取。<步驟S49>手動(dòng)選擇步驟(第2區(qū)域提取步驟G)在不存在包含腫瘤60D的區(qū)域的情況下(S48 否)，導(dǎo)航裝置1變?yōu)槭謩?dòng)選擇模式使得手術(shù)操作者能夠選擇第2區(qū)域。〈步驟S50、S51>第2區(qū)域提取步驟H在多個(gè)區(qū)域中包含了腫瘤60J (第1區(qū)域)的情況下，第2區(qū)域提取部沈提取該多個(gè)區(qū)域。換言之，第2區(qū)域提取部26B提取多個(gè)第2區(qū)域。<步驟S52>第2區(qū)域提取步驟I在一個(gè)區(qū)域中包含了腫瘤60J (第1區(qū)域)的情況下，第2區(qū)域提取部沈提取該區(qū)域。
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〈步驟S53>切除區(qū)域顯示步驟第2區(qū)域提取部26B提取出的腫瘤切除區(qū)域(第2區(qū)域)被顯示在顯示部11上。如以上的說明那樣，本變形例的導(dǎo)航裝置IB與第1實(shí)施方式的導(dǎo)航裝置1等具有相同的效果。另外，由于個(gè)體差異，有時(shí)被檢者的血管的配置狀態(tài)等會(huì)與標(biāo)準(zhǔn)模板差異較大。例如，如圖IlB所示，根據(jù)被檢者不同，在圖IlA所示的標(biāo)準(zhǔn)模板中處于左下葉LD內(nèi)部的下葉靜脈的末端有時(shí)會(huì)而延伸到左上葉LU。在這種情況下，如圖IlC所示，優(yōu)選第2區(qū)域提取部26B將屬于同一血管網(wǎng)的第3 區(qū)域63提取為腫瘤切除追加區(qū)域。圖IlC所示的第3區(qū)域63是左上葉LU的肺區(qū)2 (LU2)。 并且，如圖IlC所示，顯示部11所顯示的圖像優(yōu)選使用與第2區(qū)域61不同的陰影或顯示顏色等對(duì)第3區(qū)域63進(jìn)行顯示，由此提醒手術(shù)操作者注意。此外，在被檢者的血管配置等與標(biāo)準(zhǔn)模板差異較大的情況下，即使在與腫瘤切除區(qū)域無關(guān)的位置處，導(dǎo)航裝置IB也進(jìn)行顯示以提醒手術(shù)操作者注意。在以上的說明中，以肺的腫瘤切除區(qū)域的提取為例進(jìn)行了說明，但是在其他臟器、 例如肝臟中也能夠用同樣的方法進(jìn)行導(dǎo)航。即，在肝臟的切除中，進(jìn)行亞區(qū)域切除、區(qū)域切除、葉切除或者放大右葉切除的任意一種，但是導(dǎo)航裝置能夠提取適當(dāng)?shù)哪[瘤切除區(qū)域并顯示給手術(shù)操作者。本發(fā)明不限于上述實(shí)施方式，在不改變本發(fā)明主旨的范圍內(nèi)可進(jìn)行各種變更、改變等。本申請(qǐng)以2010年6月2日在日本申請(qǐng)的日本特愿2010-127187號(hào)為優(yōu)先權(quán)主張的基礎(chǔ)進(jìn)行申請(qǐng)，上述公開內(nèi)容被引用到本申請(qǐng)說明書、權(quán)利要求書、附圖中。
權(quán)利要求
1.一種醫(yī)療設(shè)備，其特征在于，該醫(yī)療設(shè)備具有存儲(chǔ)單元，其對(duì)預(yù)先取得的被檢者體內(nèi)的三維圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)； 臟器提取單元，其從所述三維圖像數(shù)據(jù)中提取預(yù)定的臟器； 第1區(qū)域指定單元，其指定所述三維圖像數(shù)據(jù)中的所述臟器的第1區(qū)域； 血管提取單元，其從所述三維圖像數(shù)據(jù)中提取所述臟器的內(nèi)部血管； 血管分類單元，其將所述血管提取單元提取出的多個(gè)所述血管分類為動(dòng)脈或靜脈的任意一種；以及第2區(qū)域提取單元，其根據(jù)所述血管分類單元所分類的所述動(dòng)脈或所述靜脈中的至少任意一種血管的三維圖像信息，提取包含所述第1區(qū)域的第2區(qū)域，該第2區(qū)域是根據(jù)所述臟器的解剖學(xué)特征而分類的一個(gè)區(qū)域。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的醫(yī)療設(shè)備，其特征在于，所述第2區(qū)域提取單元根據(jù)處于與所述第1區(qū)域最短距離處的、由所述血管分類單元分類出的血管的信息，提取所述第2區(qū)域。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的醫(yī)療設(shè)備，其特征在于，該醫(yī)療設(shè)備具有模板生成單元，該模板生成單元根據(jù)所述血管的所述三維圖像信息， 生成由將所述血管的直徑增加了預(yù)定量的血管關(guān)聯(lián)區(qū)域構(gòu)成的血管區(qū)域模板，所述第2區(qū)域提取單元根據(jù)包含所述第1區(qū)域的所述血管關(guān)聯(lián)區(qū)域的信息，提取所述第2區(qū)域。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的醫(yī)療設(shè)備，其特征在于，所述第2區(qū)域提取單元在存在分別包含所述第1區(qū)域的多個(gè)所述血管關(guān)聯(lián)區(qū)域的情況下，提取多個(gè)所述第2區(qū)域。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的醫(yī)療設(shè)備，其特征在于，該醫(yī)療設(shè)備具有標(biāo)準(zhǔn)模板存儲(chǔ)單元，其對(duì)標(biāo)準(zhǔn)模板進(jìn)行存儲(chǔ)，該標(biāo)準(zhǔn)模板由以所述被檢者的至少性別、 體型和年齡為基礎(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)的所述臟器和所述血管的三維形狀信息構(gòu)成；以及匹配處理單元，其進(jìn)行如下匹配處理中的至少任意一個(gè)處理所述標(biāo)準(zhǔn)模板的所述血管的所述三維形狀信息與所述血管提取單元提取出的所述血管的所述三維圖像信息的匹配處理、或者所述標(biāo)準(zhǔn)模板的所述臟器的所述三維形狀信息與所述臟器提取單元提取出的所述臟器的所述三維圖像信息的匹配處理，所述第2區(qū)域提取單元根據(jù)與所述三維圖像信息對(duì)應(yīng)的所述第1區(qū)域和所述標(biāo)準(zhǔn)模板的所述臟器的信息提取所述第2區(qū)域。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的醫(yī)療設(shè)備，其特征在于， 所述第1區(qū)域是腫瘤區(qū)域，所述第2區(qū)域是腫瘤切除區(qū)域。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的醫(yī)療設(shè)備，其特征在于， 所述臟器是包含支氣管的肺，所述第2區(qū)域提取單元從所述靜脈的所述三維圖像信息中提取右上葉、右中葉、右下葉、左上葉或左下葉的任意一種大葉作為所述第2區(qū)域。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的醫(yī)療設(shè)備，其特征在于，所述第2區(qū)域提取單元從所述動(dòng)脈的所述三維圖像信息中進(jìn)一步提取所述大葉中的小區(qū)域，作為所述第2區(qū)域。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的醫(yī)療設(shè)備，其特征在于，該醫(yī)療設(shè)備具有第3區(qū)域指定單元，該第3區(qū)域指定單元根據(jù)所述血管的所述三維圖像信息，將所述第2區(qū)域提取單元提取出的所述第2區(qū)域的鄰近區(qū)域提取為腫瘤切除追加區(qū)域即第3區(qū)域。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的醫(yī)療設(shè)備，其特征在于，所述第3區(qū)域的血管與所述第2區(qū)域的血管屬于同一血管網(wǎng)。
11.一種醫(yī)療設(shè)備的控制方法，其特征在于，該醫(yī)療設(shè)備的控制方法具有如下步驟數(shù)據(jù)存儲(chǔ)步驟，對(duì)預(yù)先取得的被檢者體內(nèi)的三維圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)；臟器提取步驟，從所述三維圖像數(shù)據(jù)中提取預(yù)定的臟器；第1區(qū)域指定步驟，指定所述三維圖像數(shù)據(jù)中的所述臟器的第1區(qū)域；血管提取步驟，從所述三維圖像數(shù)據(jù)中提取所述臟器的內(nèi)部血管；血管分類步驟，將在所述血管提取步驟中提取出的多個(gè)所述血管分類為動(dòng)脈或靜脈的任意一種；以及第2區(qū)域提取步驟，根據(jù)在所述血管分類步驟中所分類的所述動(dòng)脈或所述靜脈中的至少任意一種血管的三維圖像信息，提取包含所述第1區(qū)域的第2區(qū)域，該第2區(qū)域是根據(jù)所述臟器的解剖學(xué)特征而分類的一個(gè)區(qū)域。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的醫(yī)療設(shè)備的控制方法，其特征在于，在所述第2區(qū)域提取步驟中，根據(jù)所述動(dòng)脈或所述靜脈的至少任意一種血管的三維圖像和所述第1區(qū)域之間的距離關(guān)系提取第2區(qū)域。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的醫(yī)療設(shè)備的控制方法，其特征在于，該醫(yī)療設(shè)備的控制方法具有模板生成步驟，在該模板生成步驟中，根據(jù)所述血管的所述三維圖像信息，生成由將所述血管的直徑增加了預(yù)定量的血管關(guān)聯(lián)區(qū)域構(gòu)成的血管區(qū)域模板，在所述第2區(qū)域提取步驟中，根據(jù)包含所述第1區(qū)域的所述血管關(guān)聯(lián)區(qū)域的信息，提取所述第2區(qū)域。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的醫(yī)療設(shè)備的控制方法，其特征在于，該醫(yī)療設(shè)備的控制方法具有如下步驟標(biāo)準(zhǔn)模板存儲(chǔ)步驟，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)模板進(jìn)行存儲(chǔ)，該標(biāo)準(zhǔn)模板由以所述被檢者的至少性別、體型和年齡為基礎(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)的所述臟器和所述血管的三維形狀信息構(gòu)成；以及匹配處理步驟，進(jìn)行如下的匹配處理所述標(biāo)準(zhǔn)模板的所述血管的所述三維形狀信息與所述血管提取單元提取出的所述血管的所述三維圖像信息的匹配處理、或者所述標(biāo)準(zhǔn)模板的所述臟器的所述三維形狀信息與所述臟器提取單元提取出的所述臟器的所述三維圖像信息的匹配處理，在所述第2區(qū)域提取步驟中，根據(jù)與所述三維圖像信息對(duì)應(yīng)的所述第1區(qū)域和所述標(biāo)準(zhǔn)模板的所述臟器的信息提取所述第2區(qū)域。
全文摘要
導(dǎo)航裝置(1)具有存儲(chǔ)部(21)，其對(duì)預(yù)先取得的被檢者的三維圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)；臟器提取部(22)，其從三維圖像數(shù)據(jù)中提取預(yù)定的臟器；第1區(qū)域指定部(23)，其指定三維圖像數(shù)據(jù)中的腫瘤(60)；血管提取部，其從三維圖像數(shù)據(jù)中提取臟器的內(nèi)部血管；血管分類部(25)，其將血管分類為動(dòng)脈或靜脈的任意一種；以及第2區(qū)域提取部(26)，其根據(jù)血管的三維圖像信息，提取包含所述腫瘤(60)的腫瘤切除區(qū)域，該腫瘤切除區(qū)域是根據(jù)臟器的解剖學(xué)特征而分類的一個(gè)區(qū)域。
文檔編號(hào)A61B6/03GK102395320SQ201180001775
公開日2012年3月28日 申請(qǐng)日期2011年3月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月2日
發(fā)明者大西順一 申請(qǐng)人:奧林巴斯醫(yī)療株式會(huì)社