JP5085219B2 - 手術用ｃｔシステム - Google Patents

Description

本発明は手術中の患者に対し、その生体内部の画像を得る術中画像診断システム、或いは画像支援下治療システムに関する技術で、特に脳腫瘍などの脳外科手術中に、患者の頭部への血液集中を避ける術中体位を維持して患部の画像を取得する手術用ＣＴシステムに関する。

従来、手術中の患者に対し、患部の状況や、手術、治療の効果の確認を行うために、種々の医用画像診断装置が、消毒や滅菌の措置が施されて、これ等装置による一般的な画像検査、画像診断と同様の使用対応により、利用されることが多く行われている。特に超音波画像診断装置や内視鏡装置は、装置の構成がコンパクトな一筐体に収納されているので、種々の診療科における手術中に、患者に接する装置部分が厳重な滅菌消毒が施されて、術中画像診断に利用されている。

一方、ＣＴ画像装置、Ｘ線アンギオ装置、ＭＲ画像装置などいわゆる大型の医用画像装置では、対象の患者が横たわる患者テーブルを含む複数の機能ユニットにより構成され、患部の位置及び横たわる方位の情報は、画像情報採取機能部ユニットと患者テーブルの相対位置を検知するポジション検出機構により得るので、患者テーブル（画像診断用寝台）はそれぞれ装置の画像情報採取機能部ユニットと対を成す専用の患者テーブルにより構成されている。したがって、一般には、これ等大型の画像診断装置による術中の画像診断、治療効果の確認では、診療科毎の術式に対応する所定の術中体位となる手術用患者テーブルから、各画像診断装置の画像情報採取のため、一般的には水平に横たわるその画像診断装置の専用患者テーブルに、移動、載せ替えを行って、画像診断や確認画像を取得する必要があった。

この術中患者の移動・載せ替えは、術者にとって手間であるばかりではなく、手術中の患者にとっても負担が大きくなる。この載せ替えの煩雑と患者の負担を軽減するために、一般的な水平横臥位の手術中の患者に対し、画像診断装置の専用患者テーブルとほぼ同形態、同機能の手術・画像診断兼用テーブルを別途設けて、手術実施中に、画像診断装置の専用患者テーブルの逆位置で、この兼用テーブルに載せた術中患者の医用画像を取得することが行われる（例えば、特許文献１を参照。）。

しかし、術中の患者に対して、特に脳腫瘍などの脳外科手術等では、手術対象の周囲に重要な機能部位や血管が存在するため、ブレインシフトと呼ばれる脳の変形に対しても、術中の位置関係を正確に把握する必要がある。また、脳定位手術と呼ばれる脳髄の局所に対する手術では、手術部位に正確にアプローチするために、患者は脳外科手術寝台とそれに固定されたヘッドフレームにより、頭部が固定されている。さらに、このような脳外科手術では、術者が患部にアクセスし易くすると共に、患者の施術部位からの出血を最小限に抑えるために、患者テーブル（寝台背面）の背もたれを傾斜させた状態で、ヘッドフレームにより動かないように固定した患者頭部を心臓位置より高くして、手術を行うことが通常である。したがって、脳外科における手術、特に脳定位手術における術中画像検査・診断では、ヘッドフレームにより固定され、さらに上体を起こした背部傾斜位となる患者テーブル上の患者に対する画像データの取得が重要である。
特開平９−２２０２２３号公報

解決しようとする問題点は、いわゆる大型の医用画像装置といわれるＣＴ画像装置、Ｘ線アンギオ装置などによる検査、診断画像の取得においては、対象の患者を標準患者テーブルである水平横臥位の状態以外での対応を要し、例えば、脳外科手術における頭部を高くする背部傾斜位で、さらに脳定位用のヘッドフレームを装着する患者では、撮像許容領域（ボア）を形成する機器の一部と物理的干渉が生じ、所望する患者診断、検査画像を取得することが困難になる点である。一方、術中検査・診断のために、手術中の患者を、いわゆる大型の医用画像装置の標準患者テーブルに移し替えることは、患者にとっても負担が大きく医学的に好ましくない。また、例えば脳外科手術では、対象が柔らかい脳髄であるため、所謂ブレインシフトにより、当初の状況と異なる位置関係になって検査・診断の用に不適切な情報を提供することになる問題もあった。さらには、患者テーブルの変更、移し替えは、手術器具の装脱作業や消毒滅菌作業の点においても、医療従事者へも負担が大きくなるという問題点があった。

本発明は上記のような従来の問題点に鑑みてなされたもので、脳外科手術中のＣＴ検査画像、或いはＸ線アンギオ検査画像の取得において、背部傾斜位の患者テーブルにヘッドフレームを装着した術中患者の体位の変更、及び患者テーブルの移し替えを必要としない手術用ＣＴシステムを提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明の請求項１の手術用ＣＴシステムは、被検体を載置する手術用の手術テーブルと、ＣＴ撮影を行うための撮影用寝台と、ＣＴスキャン機構を備えたＣＴガントリ手段と、前記ＣＴガントリ手段を移動するための移動手段とを備えた手術用ＣＴシステムであって、前記撮影用寝台側でヘリカルスキャンを行う第１モードと、前記手術テーブル側でヘリカルスキャンを行う第２モードを切替える切替え制御手段と、前記第１、第２モードと表示方向情報を対応付けて記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶された前記表示方向情報に基づいて、画像の表示順序を変えるように処理を行う画像処理手段と、
を備え、前記第２モードは、前記被検体の体幹側よりの術中ＣＴ画像撮影始点へＣＴガントリ手段を位置させ、この始点位置から患者の頭頂部の方向に前記ＣＴガントリ手段を移動させながらＣＴ撮影を行うことを特徴とするものを提供する。

さらに、本発明の請求項２の手術用ＣＴシステムにおいては、前記画像処理手段が、前記ヘリカルスキャンにおける移動方向に対応する複数の画像を再構成するものであり、前記移動方向に対して順方向にこれら画像を表示する第１画像表示と、逆方向に表示する第２画像表示とを、前記表示方向情報に基づいて切替えるものであることを特徴とするものを提供する。

さらに、本発明の請求項３の手術用ＣＴシステムにおいては、前記画像処理手段が、前記ヘリカルスキャンにおける移動方向に対応する複数の画像を再構成するものであり、これら画像の再構成処理を投影データの収集開始側から行う第１再構成と、収集終了側から行う第２再構成とを、切替えることにより、前記画像の表示順序を変えるものであることを特徴とするものを提供する。

さらに、本発明の請求項４の手術用ＣＴシステムにおいては、前記手術テーブルが、手術体位を維持した状態で患者を移送可能に構成されたものであり、前記切替え制御手段は、前記手術用テーブルが撮影用の位置に固定されていることを検出する検出手段の出力に基づいて前記第１、第２モードの切替え制御を行うことを特徴とするものを提供する。

本願発明によれば、手術中の患者に対し、術中体位を変更せずに、操作者への負担が減じると共に、操作者の技量、能力に左右されることなく、容易にこれ等の医用画像を取得、提供できる。

以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。

（実施形態１）
本願発明の第１の実施形態について、図１〜図５を用いて説明する。図１はＣＴ画像装置による術中イメージングシステムである本願発明の手術用ＣＴシステムの一実施形態を示すブロック構成図である。図２は、本願発明の手術用ＣＴシステムの脳外科手術中の本実施形態における作用作動の状況を側方より示した模式図である。図３は、本実施形態が、病院などの医療機関に設置された場合のＣＴ撮影室と手術室の平面図の例を示す。図４は、本実施形態により術中のＣＴ画像撮影について、手術室からＣＴ撮影室へ移動する時点から元の手術室へ戻る時点までのワークフローを示すフローチャートである。図５（ａ）は、従来の標準ボアＣＴガントリと本実施形態のラージボアのガントリにおける脳外科患者手術台の干渉関係を比較する模式図である。また、図５（ｂ）は、本実施形態のラージボア設定におけるボア径と干渉の関係を纏めた比較表である。

本実施形態の主要部は、図１に示すように、ＣＴシステムコントローラ１、ＣＴガントリ２、手術テーブル３、ＣＴスキャナ移動機構１７、ＳＷ（スイッチ）操作入力部１４及び撮影条件設定入力部１６、表示モニタ２０、及びＣＴ画像データ記憶保存部２１で構成される。さらに、これ等主要部のそれぞれ詳細構成は、ＣＴシステムコントローラ１では、ＣＴ撮影機能制御部１１、画像再構成処理部１２、ＣＴ術中撮影制御部１３、標準／術中切替え制御部１５により構成される。ＣＴガントリ２は、Ｘ線管照射機構部、Ｘ線検出部、スキャナ回転制御機構部から構成される。

後述するようにＣＴガントリのボア径は、一般標準のＣＴボア径７００ｍｍより一回り大きいボア径８００ｍｍ以上に構成された大口径ボアＣＴガントリが好適である。さらに、手術テーブルは、脳外科手術対応のヘッドフレーム３３が装備され、手術対象の患者の頭部位値を心臓より高くする傾斜した仰臥位姿勢を採って患者が横たわる形態のものが一般的である。本実施形態の手術テーブル３では、一般的な患者の上下位置、体位を調整する手術台上下動機構・体位変更機構制御部３１と、さらにＣＴ検査室２２０へ移動後に、術中ＣＴ検査の所定位置に手術テーブル３を設定する手術テーブル固定機構３６を備える。手術テーブル３には、これ等の具備する機構の操作をする手術テーブル手動制御ＳＷ（スイッチ）部３５が接続されている。

ＣＴガントリ２が、標準固定位置に固定されて一般的なＣＴ検査を実施する場合に、検査対象の患者を載せるＣＴ標準寝台２２３と、このＣＴ標準寝台２２３を一般的なＣＴ検査領域を得る所定の位置まで移動させるＣＴ標準寝台移動機構部２２２が、ＣＴ撮影室１０２に設けてある。また、本実施形態においては、さらに手術テーブル３を設定する前記手術テーブル固定機構３６と嵌合する手術テーブル固定位置確認部２２１を、同じくＣＴ撮影室２２０に設ける。

本実施形態に関わり、検査の対象とするヘッドフレームを装着した頭部を高くする背部傾斜位で、患者が横たわる手術用テーブルに適用可能なＣＴガントリのボア径について、ＣＴガントリ／手術寝台の干渉問題に関する、発明者等のシミュレーション検討を次に示す。図５（ａ）は、このシミュレーションのモデルを示す図であり、同図（ｂ）はシミュレーションの結果を表にまとめたものである。

この干渉の検討における設定の条件は、図５（ａ）に示すシミュレーションモデルに対し、
１）脳外科手術中の体位は、開頭部からの出血を抑えるために、手術寝台の背もたれ角度を１５度〜３０度傾斜させて治療するのが平均的である。したがって、干渉等のシミュレーションの計算では、背もたれ角度は１５度及び３０度にて検討した。

２）ＣＴスキャナ開口（ボア）径は、φ７００ｍｍ（既存標準ボア径）、７５０ｍｍ、８００ｍｍ、８５０ｍｍ、９００ｍｍにて検討した。

３）患者頭部固定フレームも含めた頭部領域のサイズは直径５００ｍｍの球形を想定して干渉検討した。

の各条件の下で、手術テーブル若しくは患者の肩部と、ＣＴガントリのボアカバー部との干渉により評価した。

このシミュレーションの結果は、同図（ｂ）の結果表に示すように、背もたれ角１５度ではボア口径８００ｍｍ以上で、背もたれ角３０度ではボア口径９００ｍｍで、術中患者の頭部全体に対するＣＴ画像の取得が可能は十分なスキャンを実施できることが判明した。

次に、本実施形態の動作、作用について説明する。本実施形態におけるＣＴスキャナ機構格納部であるＣＴガントリ２を移動可能に据え付けたＣＴ撮影室２２０と、手術テーブル３を置いて脳外科手術を行う手術室２１０は、例えば図３に示すように、好ましくは隣り合って配置される。これ等の両室が挟む壁部２１１には、患者１０が横たわる手術テーブル３が両室を行き来するための通路２１２が設けられて、移動後に閉鎖する扉２１１ａ、２１１ｂを備えることが好ましい。なお、図３には、操作卓、手術器具装置などの一般的なＣＴ撮影室或いは手術室に完備される装置、ユニットは、煩雑と成るので、表示記載を略してある。

また、ＣＴ撮影室２２０に設置されるＣＴガントリ２、ＣＴ標準テーブル２２３、及びＣＴシステムコントローラ１などにより一般的なＣＴ診断画像を撮影するＣＴ画像撮影装置２３０は、術中のＣＴ画像撮影が行われない場合には、ＣＴシステムコントローラ１の標準／術中切替え制御部１５を「標準」とする設定により、一般的なＣＴ画像撮影装置として機能作動する。この「標準」における一般的なＣＴ画像撮影装置としての作動は、図３のＣＴ撮影室２２０に、基本位置のＣＴガントリ２’として示すように、同室のほぼ中央にＣＴガントリが据えられる。そして、ＣＴ画像撮影時には、片持ちタイプのＣＴ標準（寝台）テーブル２２３がＣＴスキャナ方向へ自走し、ＣＴガントリ２’のボア内へ進入するように、ＣＴシステムコントローラ１により制御される設定が成される。

なお、ＣＴ画像撮影装置の機種によっては、ＣＴガントリがＣＴ標準（寝台）テーブル２２３側へ自走する「標準」撮影方式もある。本実施形態の説明においては、ＣＴガントリ２或いはＣＴ標準（寝台）テーブル２２３のいずれの自走に関わらず、「標準」撮影における頭部ＣＴ画像撮影の撮影移動方向を頭頂側から体幹側へとする進入方向を基準とし、「通常」の画像表示、すなわち一般的なＣＴ画像の表示形態である患者の右側を、表示画面上では左側に表示するものとする。すなわち、「頭入れ」の走行関係で、画像診断を目的とするＣＴ撮影を、本実施形態では「標準」の接頭語で表示するものとする。

本実施形態による術中ＣＴ画像取得について、ワークフローを示すフローチャートの図４により、ＣＴ画像装置による術中イメージングシステムである手術用ＣＴシステムの作用、作動を詳細に説明する。

手術中にＣＴ画像撮影を要する患者は、図３に平面図を示しているような術中ＣＴ画像撮影を実施できる本実施形態の手術用ＣＴシステムであるラージボアＣＴスキャナのＣＴガントリ２を備えるＣＴ画像装置が設置されたＣＴ撮影室２２０に、隣接して設けた手術室２１０において、手術治療処置が実施されることが手術に対する医学的な環境及びＣＴ画像撮影時の移送の面で好適であり、同図に示す両室の配置に基づいて本実施形態を説明する。

手術室２１０の患者１０は、脳外科手術処置を受けている最中で、頭部手術野を確保、安定化させるヘッドフレーム３３が装着され、手術対象の頭部を高くする背部傾斜位の姿勢で横たわる手術台（手術テーブル）３に載っている。執刀医師が、患者１０に対し術中ＣＴ画像撮影が必要と判断し、ＣＴ撮影室２２０への移動を決定すれば、患者１０に施されているヘッドフレーム３３以外の手術処置器具等の一部を取り外して、移送を準備する。この準備が終われば、図４に示すステップＳ１１の患者移動が、ＣＴ撮影室２２０への通路２１２を通って、患者１０を載せた手術テーブル３が移動されて行われる。

ＣＴ撮影室２２０へ移動した患者１０が載っている手術テーブル３は、ＣＴ撮影室２２０の所定の設置位置である手術テーブル固定位置確認部２２１が設けられた場所まで移動させ、図２に示すように患者１０の頭部がＣＴガントリ２側となる方向で、この手術テーブル固定位置確認部２２１に手術テーブル３の手術テーブル固定機構３６を嵌合させる。この嵌合により、嵌合検出が作動し、ステップＳ１２の手術寝台の設定確認が、ＣＴシステムコントローラ１の標準／術中切替え制御部１５へ、手術テーブル固定機構３６から発せられる信号により行われる。

次に、ステップＳ１４で、手術或いはＣＴ画像撮影の担当医師が、手術テーブル３の傾斜させた肩当て部分の高さを、ＣＴガントリ２の開口ボアの下縁とほぼ同じ高さになるように、手術テーブル手動制御ＳＷ（スイッチ）部３５の上下操作スイッチを操作して手術テーブル３の高さを調整する。なお、ボアの下縁に設けた水平投光器によるポインティグ光を手術テーブル３の肩当て部分付近に照射し、これを目安に高さ調節を行っても良い。

ステップＳ１２、Ｓ１３により、手術テーブル３をＣＴ撮影室２２０の所定位置、所定高さに設定が完了すると、ステップＳ１４で、ＳＷ（スイッチ）操作入力部１４の「標準撮影モード」／「術中撮影モード」切換えＳＷにより、標準／術中切替え制御部１５に「術中撮影モード」が設定される。この「術中撮影モード」への切換えにより、ＣＴガントリ２は、ＳＷ（スイッチ）操作入力部１４からの操作、及びＣＴシステムコントローラ１からＣＴスキャナ移動機構１７への制御信号により、レール１８上を移動する自走タイプのＣＴスキャナとして作動する。

ステップＳ１５で、自走タイプのＣＴスキャナとしてのＣＴガントリ２の「術中撮影待機位置」である患者の頭部側で少し距離が離れたＣＴガントリ２’と図示する場所に移動して、待機状態となっている。

次のステップＳ１６、Ｓ１７は、術中ＣＴ画像撮影においてＣＴガントリ２のボアカバーと手術テーブル３との干渉が生じないかをチェックするステップであり、先ずステップＳ１６で、ＳＷ（スイッチ）操作入力部１４からの操作により、ＣＴガントリ２を低速度で患者の体幹（足側）方向にレール１８上を移動させる。干渉が生じると操作者が判断すると、ステップＳ１７で移動操作を停止させる。この停止の後、ステップＳ１８へ進めて、このステップＳ１８において、手術テーブル３の高さを干渉が回避できるように「上」へ高さ変更し、元の待機位置へ戻し、ボア上縁と患者、ヘッドフレームの干渉の有無をチェックし、ステップＳ１５へ戻る。

一方、ステップＳ１７で、所望する撮影範囲まで干渉が無いと判明すれば、ステップＳ１９へ進めて、ステップＳ１９において、ＣＴガントリ２／手術テーブル３の干渉条件が厳しい位置である患者１０の体幹側寄りの術中ＣＴ画像撮影始点へ、ＣＴガントリ２を位置させる。

次のステップＳ２０では、この始点位置から、干渉条件がより緩やかとなる患者の頭頂部の方向に、ＣＴスキャナを搭載するＣＴガントリ２をレール１８に沿って移動させながら、ＣＴ撮影を開始し、ＣＴ画像データを、ＣＴシステムコントローラ１のＣＴ撮影機能制御部１１を介し、画像再構成処理部１２に入力する。

さらに次のステップＳ２１では、ＣＴ画像データが入力される画像再構成処理部１２において、前述のステップＳ２０でのＣＴスキャナの移動方向が患者の「足入れ」の方向となっているので、ＣＴガントリ２の対床の相対移動方向は、「標準」撮影と同じであるが表示画像上では左右が逆と成るので、これを反転処理し、画像再構成を行う。この画像再構成の結果のＣＴ画像データは、ステップＳ２２で、ＣＴシステムコントローラ１に接続されるＣＴ画像記憶保存部２１のデータディスクなどに蓄積保存される。そして、ＣＴガントリ２のＣＴスキャナが、術中ＣＴ画像撮影終点である患者１０の頭頂部を過ぎた時点で、ＣＴガントリ２の自走を停止する。

ステップＳ２３では、同患者で他の条件による術中ＣＴ画像撮影が必要な場合は、ステップＳ１５へ戻り、再び所望の設定を行う。一方、さらなる術中ＣＴ画像撮影が不要な場合は、ステップＳ２４へ手順を進めて、手術テーブル３の手術テーブル固定機構３６をＣＴ撮影室２２０の手術テーブル固定位置確認部２２１から離脱、解除すると共に、ステップＳ２５で患者１０が載っている手術テーブル３を手術室２１０へ戻し、術中ＣＴ画像撮影を終える。

なお、ステップＳ１９〜Ｓ２２のＣＴガントリ２の自走の方向を、ＣＴ撮影室の前記手術テーブル固定位置確認部２２１に設置した手術テーブル３に横たわる患者１０’の頭頂側を始点とし、ＣＴガントリ２／手術テーブル３の干渉条件が厳しくなる患者１０’の体幹方向の下顎位置を終点とするようにＣＴスキャナ移動機構１７に設定することもできる。この設定は、ＳＷ（スイッチ）操作入力部１４からの操作により、標準／術中切替え制御部１５を介してＣＴスキャナ移動機構１７にされる。さらに、この場合は、ＣＴガントリ２の自走の方向、及び対象患者１０の体位方向が、一般的なＣＴ画像撮影の「標準」撮影方法と相対的に同じとなるので、ステップＳ２１の画像再構成における左右反転処理は、この場合は実施しなくてよい。

なお、一般的なボア径のＣＴスキャナにより、限局された傾斜した姿勢の患者に対し、ラージボアのＣＴスキャナの構成以外の点で、本実施形態が同様に上述のように実施できることは、説明するまでもない。

本実施形態によれば、脳外科手術のような、頭部を高くした体位をとっている手術中の患者に対し、術中体位を変更せずに、速やかに術中のＣＴ画像撮影が行えるので、撮影対称な患者に対する影響や侵襲が非常に少ない医用画像撮影を実施できる。また、手術担当の医師や撮影担当の技師など操作者への負担が減じると共に、操作者の技量、能力に左右されることなく、容易にこれ等の医用画像を取得、提供できる。

（実施形態２）
患者の頭部を高くし、傾斜した体位で手術中に、ＣＴ画像撮影を実施する術中イメージングシステムの他の実施形態を説明する。

図６は、本願発明の第２の実施形態である傾斜させたＣＴガントリによる手術用ＣＴシステムを示すブロック構成図である。図７は、本実施形態において、ＣＴ撮影室に設けるＣＴガントリ２に対する傾斜機構の作用作動の状況を示した模式図である。図８は、第２の実施形態により術中のＣＴ画像撮影について、手術室からＣＴ撮影室へ移動する時点から元の手術室へ戻るまでのワークフローを示すフローチャートである。

本願発明の第２の実施形態の主要部は、図６に示すように、ＣＴシステムコントローラ１、ＣＴガントリ２、手術テーブル３、ＣＴスキャナ移動機構１７、ＳＷ（スイッチ）操作入力部１４及び撮影条件設定入力部１６、表示モニタ２０、及びＣＴ画像データ記憶保存部２１により構成される第１の実施形態と同様の構成部分に、さらにＣＴスキャナを傾斜して移動させるＣＴスキャナ傾斜機構部２２５を加えて、構成される。第1の実施形態と同様に構成される本実施形態の各主要部のそれぞれ詳細構成は、第１の実施形態のそれぞれと同様である。また、患者の上下位置、体位を調整する手術台上下動機構・体位変更機構制御部３１、ＣＴ検査室２２０へ移動後に、術中ＣＴ検査の所定位置に手術テーブル３を設定する手術テーブル固定機構３６も、本実施形態でも同様に備える。

なお、本実施形態では、後述するようにＣＴガントリの構成は、ＣＴボア径７００ｍｍ程度の一般標準口径のＣＴガントリであっても、手術テーブル３の患者の傾斜した姿勢を変更せずに適用できる。

本実施形態において設けるＣＴスキャナ傾斜機構部２２５は、図３に示すように、ＣＴ撮影室２２０のほぼ中央に位置させて、格納時には、ＣＴガントリ２が自走するレール１８を敷設した上部平面２２５ａがＣＴ撮影室２２０の床面と同面を形成して床下に埋設される。さらに、ＣＴスキャナ傾斜機構部２２５は、ＳＷ（スイッチ）操作入力部１４の「標準撮影モード」／「術中撮影モード」切換えＳＷにより、標準／術中切替え制御部１５に「術中撮影モード」が設定されると、標準／術中切替え制御部１５を介して、傾斜角データの入力を要求する。この要求される傾斜角データとは、手術テーブル３の患者１０を傾斜させる体位にする肩当て部に設定した傾斜の角度θ１である。この要求に対し、ＳＷ（スイッチ）操作入力部１４から、先の手術中に操作・設定した手術テーブル３の傾斜角度のデータが入力されると、標準／術中切替え制御部１５を介してＣＴスキャナ傾斜機構部２２５に連絡、入力される。このデータの入力により、ＣＴスキャナ傾斜機構部２２５は、上部平面２２５ａの手術テーブル固定位置確認部２２１側辺端を軸に、上部平面２２５ａのＣＴ標準寝台２２３側辺端をＣＴスキャナ傾斜機構部２２５が上昇させ、この上部平面２２５ａと同室の床面との角度が前記入力された傾斜角データと一致すると、この上昇を停止させる。この上部平面２２５ａの傾斜にともないレール１８上のＣＴガントリ２が、不意の移動をしないように、図示していないスクリューロッドなどの自走機構部により、走行ロックと転倒防止の構造が施されている。

次に、第２の実施形態によるワークフローを示すフローチャートの図８により、本実施形態の動作、作用について説明する。

本実施形態によるＣＴ画像撮影のステップS３１〜Ｓ３４は、手術室２１０からＣＴ撮影室２２０への患者の移動で、前述の第１の実施形態におけるステップＳ１１〜Ｓ１４と同様に行われる。すなわち、患者を手術テーブル３と共にＣＴ撮影室に移動し、所定の術中撮影固定位置に設定し、ＣＴ装置を「術中撮影モード」に切換える。また、本実施形態の構成各部の作用、作動も同様である。

ＣＴ撮影室２２０の所定の位置に患者１０が載っている手術テーブル３を据えて、ステップＳ３５で、手術テーブル３の肩当て部分の傾斜設定角度を、その指示器から読み取って、このデータをＳＷ（スイッチ）操作入力部１４から指示、入力する。なお、この指示器の読み取りは、角度センサなどにより自動読み取りが行われて、その結果をＳＷ（スイッチ）操作入力部１４へ送信、入力するようにしても良い。

この指示入力は、ステップＳ３６において、標準／術中切替え制御部１５を介してＣＴスキャナ傾斜機構部２２５に入力され、これに搭載した駆動機構により上部平面２２５ａの手術テーブル固定位置確認部２２１側辺端を軸に、上部平面２２５ａの他端側辺端をＣＴスキャナ傾斜機構部２２５が上昇させ、この上部平面２２５ａと同室の床面との角度がこの入力された傾斜角データと一致するまで上昇し、停止する。

次のステップＳ３７において、この傾斜を維持した状態で、ＣＴガントリ２を走行レール１８に沿って、手術テーブル３側すなわち傾斜の下方に緩やかの移動速度で移動させて、ガントリと寝台或いは患者頭部との干渉の無いことを確認する。干渉が生じる場合は、ＣＴガントリ２の移動を停止して、ステップＳ３８へ進めて、ＣＴスキャナ傾斜機構部２２５による傾斜の角度を調整し、ステップＳ３６、Ｓ３７を行う。

ステップＳ３７において干渉の無いことが確認できれば、ステップＳ３９に進める。

ステップＳ３９では、ＣＴガントリ２を患者の頭頂部側の術中撮影始点に一旦戻し、この始点位置からＣＴガントリ２をＣＴスキャナ傾斜機構部２２５による傾斜をＣＴスキャン移動機後部１７の作動により下方へ移動させつつ、ＣＴ撮影データを取得する。この取得したデータは、ＣＴ術中撮影制御部１３を介して画像再構成処理１２でＣＴ画像検査データとして処理する（ステップＳ４１）。ＣＴガントリ２が撮影終点位置まで移動するとステップＳ４０で、移動の停止とＣＴ画像情報の取得を終了する。さらに、このＣＴスキャンにて得た再構成画像データは、ステップＳ４２で、ＣＴ画像記憶保存部２１に転送、記録される。

異なる条件で同患者に対する術中ＣＴ撮影が有る場合は、ステップＳ４３で、ステップＳ３５へ戻り、再度患者の条件を設定して撮影を繰り返す。引き続く撮影が無い場合は、ステップＳ４４へ進めて、ＣＴスキャナ傾斜機構部２２５による傾斜を当初の床面の水平位置へ戻す。

その後、ステップＳ４５により、手術テーブル３を術中撮影の所定位置から離脱させて、元の手術室２１０へ手術テーブル３共に患者１０を戻す（ステップＳ４６）。以上で、術中撮影を終える。

本実施形態によれば、頭部を高くした体位をとっている手術中の患者に対し、術中体位を変更せずに、速やかに術中のCT画像撮影が行えるので、撮影対称な患者に対する影響や侵襲が非常に少ない医用画像撮影を実施できる。また、手術担当の医師や撮影担当の技師など操作者への負担が減じると共に、操作者の技量、能力に左右されることなく、容易にこれ等の医用画像を取得、提供できる。手術中の患者に対し、術中体位を変更せずに、操作者への負担が減じると共に、操作者の技量、能力に左右されることなく、容易にこれ等の画像の合成像を提供できる。また、画像撮影のシステムにとっても、水平患者を撮影する処理がそのまま適用できるので、システム側の処理においても負担が増大しない処理で実施できる利点がある。

（実施形態３）
患者の頭部を高くし、傾斜した体位で手術中に、Ｘ線透視画像を取得するＸ線アンギオ撮影を実施する本願発明の第３の実施形態である術中医用画像撮影システムを以下に説明する。

図９は、本願発明の第３の実施形態の術中医用画像撮影システムの構成を示すブロック図である。図１０は、本実施形態において、Ｘ線アンギオ撮影室に備える床置きＣアームのＸ線透視撮影ユニットと、これにより術中アンギオ撮影を行う対象である患者が傾斜した体位で横たわる手術寝台との作用、作動の状況を示した模式図である。図１１（ａ）は、本実施形態が、病院などの医療機関に設置されたアンギオ撮影室と手術室の平面図を示し、同図（ｂ）は、本願実施形態のアンギオ撮影室における傾斜した手術寝台上の患者の頭部アンギオ撮影の状況を示すイラストである。図１２は、第３の実施形態により術中のアンギオ画像撮影について、手術室からアンギオ撮影室へ移動する時点から元の手術室へ戻るまでのワークフローを示すフローチャートである。

本願発明の術中医用画像撮影システムの主要部は、図９に示すように、アンギオ撮影システムコントローラ５、Ω（オメガ）アーム部３３０、Ｃ（シー）アーム部３４０、手術テーブル３、ＳＷ（スイッチ）操作入力部５４、及び撮影条件設定入力部５６、表示モニタ７０、及びアンギオ画像データ記憶保存部７１により構成される。さらにＣＴスキャナ傾斜機構部２２５を加えて、構成される。さらに、これ等主要部のそれぞれ詳細構成は、アンギオ撮影システムコントローラ５では、アンギオ撮影機能制御部５１、画像表示構成処理部５２、術中アンギオ撮影制御部５３、標準／術中切替制御部５５により構成される。Ω（オメガ）アーム部３３０及びＣ（シー）アーム部３４０は、標準的なＸ線アンギオ撮影システムのそれぞれと同様に、Ωアーム移動・回転機構３３１、Ωアーム撮影部３３２、天吊り部３３３と、Ｃアーム移動・回転機構３４１、Ｃアーム撮影部３４２、床置き支柱機構３４３から構成されて、標準／術中切替制御部５５からの術中アンギオ撮影の制御情報として、Ωアーム部３３０へはＸ線照射のインターロックが、Ｃアーム部３４０へは床置き支柱機構３４３の手術寝台方向９０度横回転の各指示を送受信する構成がされる。

Ωアーム部３３は、天井に沿って天吊り部３３３をスライド移動する移動機構、
天吊り部３３３に対してΩアーム移動・回転機構３３１を回転させる回転機構、
Ωアーム部に沿ってスライド回転させる回転機構を備えている。

Ｃアーム部３４０は、床面に対して垂直な軸を中心とした床置き支柱機構３４３を回転する回転機構、床面に対して水平な軸を中心としてＣアーム移動・回転機構３４１を回転する回転機構、Ｃアーム部に沿ってスライド回転移動を行なう回転機構を備えている。

手術テーブル３は、脳外科手術対応のヘッドフレーム３３が装備され、手術対象の患者の頭部位値を心臓より高くする傾斜した仰臥位姿勢を採って患者が横たわる形態の手術テーブルであり、その患者の上下位置、体位を調整する手術台上下動機構・体位変更機構制御部３１と、アンギオ撮影室３２０へ移動後に、術中アンギオ撮影の所定位置に手術テーブル３を設定する手術テーブル固定機構３６を備える。手術テーブル３には、これ等の具備する機構の操作をする手術テーブル手動制御ＳＷ（スイッチ）部３５が接続されている。

次に、アンギオ撮影を行う本実施形態の動作、作用について説明する。本実施形態におけるアンギオ画像撮影システム５０据え付けたアンギオ撮影室３２０と、手術テーブル３を置いて脳外科手術を行う手術室２１０は、図１１（ａ）に示すように、好ましくは隣り合って配置されて、両室を挟む壁部３１１には、患者１０が横たわる手術テーブル３が両室を行き来するための通路３１２が設けられて、移動後に閉鎖する扉３１１ａ、３１１ｂを備えることが好適である。なお、図１１（ａ）においては、操作卓、手術器具装置などの一般的なアンギオ撮影室或いは手術室に完備される装置、ユニットは、煩雑と成るので、表示記載を略してある。

また、アンギオ撮影室３２０に設置されるΩアーム部３３０及びＣアーム部３４０、アンギオ撮影標準テーブル３２３、及びアンギオ撮影システムコントローラ５などにより一般的なアンギオ診断画像を撮影することも行えるアンギオ画像撮影システム５０は、術中のアンギオ画像撮影が行われない場合には、アンギオ撮影システムコントローラ５の標準／術中切替制御部５５を「標準」とする設定により、一般的なアンギオ画像撮影システムとしてΩアーム部３３０、Ｃアーム部３４０、アンギオ撮影標準テーブル３２３などが機能作動する。この「標準」における一般的なアンギオ画像撮影システムとしての作動は、図１１（ａ）の平面図或いは同図（ｂ）のイラスト図に示すアンギオ撮影室３２０のほぼ中央辺りに、隣り合う手術室２１０とを仕切る壁部３１１に対し平行整列するＣアーム部３４０、アンギオ撮影標準テーブル３２３、Ωアーム部３３０それぞれが据えられる。そして、通常のアンギオ画像撮影時には、床置きＣアーム部３４０の床置き支柱機構３４３が支持するＣアーム撮影部３４２は、図１１（ａ）にＣアーム撮影部３４２’と図示するアンギオ撮影標準テーブル３２３側へ位置して、Ωアーム部３３０のΩアーム撮影部３３２と共に、アンギオ撮影標準テーブル３２３上の患者１０’のＸ線アンギオ撮影を行う。

本実施形態による術中アンギオ画像取得について、ワークフローを示す図１２のフローチャートにより、本願発明の術中医用画像撮影システムの作用、作動を詳細に説明する。

手術中にアンギオ画像撮影を要する患者は、図１１（ａ）に平面図を示しているような術中アンギオ画像撮影を実施できる本実施形態の術中イメージングシステムのアンギオ画像撮影システム５０が設置されたアンギオ撮影室３２０に、隣接して設けた手術室２１０において、手術治療処置が実施されることが手術に対する医学的な環境及びアンギオ画像撮影時の移送の面で好適であり、同図（ａ）に示す両室の配置に基づいて本実施形態を説明する。

手術室２１０の患者１０は、脳外科手術処置を受けている最中で、頭部手術野を確保、安定化させるヘッドフレーム３３が装着され、手術対象の頭部を高くする背部傾斜位の姿勢で横たわる手術テーブル（手術寝台）３に載っている。執刀医師が、患者１０に対し術中アンギオ画像撮影が必要と判断し、アンギオ撮影室３２０への移動を決定すれば、患者１０に施されているヘッドフレーム３３以外の手術処置器具等を取り外して、移送を準備する。この準備が終われば、図１２に示すステップＳ５１の患者移動が、アンギオ撮影室３２０への通路３１２を通って、患者１０を載せた手術テーブル３が移動されて行われる。

アンギオ撮影室３２０へ移動した患者１０が載っている手術テーブル３は、通路３１２の進行方向の正面で、アンギオ撮影室３２０の所定の設置位置である手術テーブル固定位置確認部３２１が設けられた場所まで移動させ、図１０に示すように患者１０の頭部側が床置きＣアーム部３４０の床置き支柱機構３４３となる方向で、この手術テーブル固定位置確認部３２１に手術テーブル３の手術テーブル固定機構３６を嵌合させる。この嵌合により、ステップＳ５２の手術寝台の設定確認が、アンギオ撮影システムコントローラ５の標準／術中切替制御部５５へ、手術テーブル固定機構３６から発せられる信号により行われる。

次に、ステップＳ５４で、手術或いはアンギオ画像撮影の担当医師が、手術テーブル３の患者の頭部の高さを、Ｃアーム部３４０のＣアーム撮影部３４２の回転中心とほぼ同じ高さになるように、手術テーブル手動制御ＳＷ（スイッチ）部３５の上下操作スイッチを操作して手術テーブル３の高さを調整する。なお、このステップは、後述するステップＳ５５において、Ｃアーム撮影部３４２の照射照準投光器によるポインティグ光を対象の患者３に照射し、これを目安に高さ調節を行っても良い。

ステップＳ５２、Ｓ５３により、手術テーブル３をＣＴ撮影室２２０の所定位置、所定高さに設定が完了すると、ステップＳ５４で、ＳＷ（スイッチ）操作入力部１４の「標準撮影モード」／「術中撮影モード」切換えＳＷにより、標準／術中切替え制御部１５に「術中撮影モード」が設定される。この「術中撮影モード」への切換えにより、Ωアーム部３３０のΩアーム撮影部３３２は、所定のパーク位置に停止し、Ｘ線照射がインターロックされる。

このインターロックと共に次のステップＳ５５で、Ｃアーム部３４０のＣアーム移動・回転機構３４１が、床置き支柱機構３４３の「標準アンギオＣアーム設定位置」への固定がアンロックと成って、「術中アンギオ撮影Ｃアーム設定位置」である前記通路３１２側方向へ９０度回転した位置へＣアーム撮影部３４２を回転移動する。

次のステップＳ５６、Ｓ５７は、術中アンギオ画像撮影において、Ｃアーム撮影部３４２と手術テーブル３との干渉が生じないかをチェックするステップであり、先ずステップＳ５６で、ＳＷ（スイッチ）操作入力部１４からの操作により、Ｃアーム移動・回転機構３４１を操作して、Ｃアーム撮影部３４２が低速度で患者の頭部周囲を移動させ観る。干渉が生じると操作者が判断すると、ステップＳ５７で移動操作を停止させる。この停止の後、ステップＳ５８において、手術テーブル３の高さ、Ｃアーム部３４０の回転軸の位置・方向を変更して、Ｃアーム部を干渉が回避できるようにして、ステップＳ５５へ戻る。

また、このステップ５５では、患者１０が載っている手術テーブル３の傾斜角度情報を角度操作のスイッチや角度センサにより計測し、システムコントローラ５の標準／術中切替制御部５５を介して、Ｃアーム部移動・回転機構３４１にこの傾斜角度情報を伝達する。この傾斜角度情報を基づいて、Ｃアーム撮影部３４２のＸ線管と検出器とによる撮影対向軸が、手術テーブル手段により手術体位を維持している患者の体軸と垂直を成すように制御し、干渉の条件を緩和することもできる。

一方、ステップＳ５７で、Ｃアーム部３４０のＣアーム移動・回転機構３４１が所望する所定の移動・回転を行って、この所定の範囲まで干渉が無いと判明すれば、ステップＳ５９へ進める。このステップＳ５９において、Ｃアーム部３４０のＣアーム移動・回転機構３４１により位置移動、回転されるＣアーム撮影部３４２が、アンギオ画像の撮影を開始し、ステップＳ６０により、この撮影の自相に同期する他の生体信号、例えば心電図などを取得している画像と同期して重畳記録する処理が、術中アンギオ撮影制御部５３を介して画像表示構成処理部５２で実施される。

次のステップＳ６１では、ステップＳ５９、Ｓ６０の結果データ、すなわち画像表示構成処理部５２の出力が、表示モニタ７０に表示されると共に、アンギオ画像記憶保存部７１にアンギオ撮影結果として記録される。

ステップＳ６２では、同患者で他の条件による術中アンギオ画像撮影が必要な場合は、ステップＳ５５へ戻り、再び所望の設定を行う。一方、さらなる術中アンギオ画像撮影が不要な場合は、ステップＳ６３へ手順を進めて、手術テーブル３の手術テーブル固定機構３６をアンギオ撮影室３２０の手術テーブル固定位置確認部３２１から離脱、解除すると共に、ステップＳ６４で患者１０が載っている手術テーブル３０を手術室２１０へ戻し、術中アンギオ画像撮影を終える。

本実施形態によれば、頭部を高くした体位をとっている手術中の患者に対し、術中体位を変更せずに、速やかに術中のアンギオ画像撮影が行えるので、撮影対称な患者に対する影響や侵襲が非常に少ない医用画像撮影を実施できる。また、手術担当の医師や撮影担当の技師など操作者への負担が減じると共に、操作者の技量、能力に左右されることなく、容易にこれ等の医用画像を取得、提供できる。

ＣＴ画像装置による本願の第１の実施形態を示すブロック構成図。 本実施形態における脳外科手術中の作用作動の状況を示す模式図。 本実施形態が設置されたＣＴ撮影室と手術室を示す平面図。 第１の本実施形態におけるワークフローを示すフローチャート。 ＣＴガントリのボア径と干渉関係示す模式図と、比較表。 本願の第２の実施形態を示すブロック構成図。 本願の第２の実施形態の傾斜機構の模式図。 第２の実施形態におけるワークフローを示すフローチャート。 本願の第３の実施形態の構成を示すブロック図。 本実施形態の床置きＣアームと患者が横たわる手術寝台とを示した模式図。 本実施形態が設置されたアンギオ撮影室と手術室の平面図（ａ）と、その配置のイラスト（ｂ）。 本願の第３の実施形態のワークフローを示すフローチャート。

符号の説明

１・・・ＣＴシステムコントローラ、
２・・・ＣＴガントリ、
３・・・手術テーブル（寝台）、
５・・・アンギオ撮影システムコントローラ、
１０・・・患者、
１１・・・ＣＴ撮影機能制御部、
１２・・・画像再構成処理部、
１３・・・ＣＴ術中撮影制御部、
１４・・・ＳＷ（スイッチ）操作入力部、
１５・・・標準／術中切替え制御部、
１６・・・撮影条件設定入力部、
２０・・・表示モニタ、
２１・・・ＣＴ画像データ記憶保存部、
３１・・・手術台上下動機構・体位変更機構制御部、
３３・・・ヘッドフレーム、
３５・・・手術テーブル手動制御ＳＷ（スイッチ）部、
３６・・・手術テーブル固定機構、
５０・・・アンギオ画像撮影システム、
５１・・・アンギオ撮影機能制御部、
５２・・・画像表示構成処理部、
５３・・・術中アンギオ撮影制御部、
５４・・・ＳＷ操作入力部、
５５・・・標準／術中切替制御部、
５６・・・撮影条件設定入力部、
７０・・・表示モニタ、
７１・・・アンギオ画像データ記憶保存部、
２１０・・・手術室、
２１１・・・手術室とＣＴ撮影室が挟む壁部、
２１１ａ、２１１ｂ・・・扉、
２１２・・・通路、
２２０・・・ＣＴ撮影室、
２２１・・・手術テーブル固定位置確認部、
２２２・・・ＣＴ標準寝台移動機構部、
２２３・・・ＣＴ標準寝台、
２２５・・・ＣＴスキャナ傾斜機構部、
３２０・・・アンギオ撮影室、
３２２・・・アンギオ標準寝台移動機構、
３２３・・・アンギオ標準寝台、
３３０・・・Ωアーム部、
３３１・・・Ωアーム移動・回転機構、
３３２・・・Ωアーム撮影部、
３３３・・・天井吊り機構、
３４０・・・Ｃアーム部、
３４１・・・Ｃアーム移動・回転機構、
３４２・・・Ｃアーム撮影部、
３４３・・・床置き支柱機構。

Claims (5)

1. 被検体を載置する手術用の手術テーブルと、ＣＴ撮影を行うための撮影用寝台と、ＣＴスキャン機構を備えたＣＴガントリ手段と、前記ＣＴガントリ手段を移動するための移動手段とを備えた手術用ＣＴシステムであって、
   前記撮影用寝台側でヘリカルスキャンを行う第１モードと、前記手術テーブル側でヘリカルスキャンを行う第２モードを切替える切替え制御手段と、
   前記第１、第２モードと表示方向情報を対応付けて記憶する記憶手段と、
   前記記憶手段に記憶された前記表示方向情報に基づいて、画像の表示順序を変えるように処理を行う画像処理手段と、
   を備え、
   前記第２モードは、前記被検体の体幹側よりの術中ＣＴ画像撮影始点へＣＴガントリ手段を位置させ、この始点位置から患者の頭頂部の方向に前記ＣＴガントリ手段を移動させながらＣＴ撮影を行う
   ことを特徴とする手術用ＣＴシステム。
2. 前記画像処理手段は、
   前記ヘリカルスキャンにおける移動方向に対応する複数の画像を再構成するものであり、前記移動方向に対して順方向にこれら画像を表示する第１画像表示と、逆方向に表示する第２画像表示とを、前記表示方向情報に基づいて切替えるものであることを特徴とする請求項１記載の手術用ＣＴシステム。
3. 前記画像処理手段は、
   前記ヘリカルスキャンにおける移動方向に対応する複数の画像を再構成するものであり、これら画像の再構成処理を投影データの収集開始側から行う第１再構成と、収集終了側から行う第２再構成とを、切替えることにより、前記画像の表示順序を変えるものであることを特徴とする請求項１記載の手術用ＣＴシステム。
4. 前記手術テーブルは、手術体位を維持した状態で患者を移送可能に構成されたものであり、
   前記切替え制御手段は、前記手術用テーブルが撮影用の位置に固定されていることを検出する検出手段の出力に基づいて前記第１、第２モードの切替え制御を行うことを特徴とする請求項１記載の手術用ＣＴシステム。
5. 前記ＣＴガントリ手段は、そのボア内径が、８００ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の手術用ＣＴシステム。