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【発明の名称】 気管支生検の精度改善方法および気管支生検の精度改善方法を実施するための装置
【発明者】 【氏名】ルッツ ギュンデル
【要約】 【課題】実施すべき生検により病変が命中可能であるか否かを生検の前段階において求めることを可能にする。

【構成】本発明は、生検すべき病変の位置および広がりを画像化方法により検出するステップ（Ｓ３）と、既知の生検精度において病変の広がりに依存した最大生検深さを算出するステップ（Ｓ４）と、算出された最大生検深さおよび病変の位置に基づいて生検計画を作成するステップ（Ｓ７，Ｓ１０）とを含む気管支生検の精度改善方法を開示する。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）生検すべき病変（２）の位置および広がり（Ｄ1，Ｄ2）を画像化方法により検出するステップ（Ｓ３）、
ｂ）既知の生検精度において病変の広がり（Ｄ1，Ｄ2）に依存した最大生検深さ（Ｔmax）を算出するステップ（Ｓ４）、
ｃ）算出された最大生検深さ（Ｔmax）および病変の位置に基づいて生検計画を作成するステップ（Ｓ７，Ｓ１０）
が含まれることを特徴とする気管支生検の精度改善方法。
【請求項２】
ステップｃ）は、算出された最大生検深さ（Ｔmax）と生検を実施するために実際に必要な生検深さ（Ｔ）とを比較するステップ（Ｓ５）を含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
ステップｃ）は、生検を実施するために実際に必要な生検深さ（Ｔ）が、算出された最大生検深さ（Ｔmax）を上回らない場合に、生検を実施するのに適した気管支枝（３）を求めるステップ（Ｓ６）を含むことを特徴とする請求項２記載の方法。
【請求項４】
ステップｃ）において、生検を実施するために実際に必要な生検深さ（Ｔ）が、算出された最大生検深さ（Ｔmax）を上回る場合に検査者への通知が出力されることを特徴とする請求項２又は３記載の方法。
【請求項５】
生検精度が一連のテストにより１度だけ求められることを特徴とする請求項１乃至４の１つに記載の方法。
【請求項６】
生検精度が検査条件の変化時に新たに求められることを特徴とする請求項５記載の方法。
【請求項７】
生検精度が生検時に直進誤差および角度誤差の検出によって求められ、直進誤差は理想的な生検点（Ｐ）からの実際の生検点（Ｐ1，Ｐ2）のずれであり、角度誤差は理想的な生検方向からの実際の生検方向のずれ（α，β）であることを特徴とする請求項１乃至６の１つに記載の方法。
【請求項８】
ステップｂ）は次のステップを含むことを特徴とする請求項１乃至７の１つに記載の方法、
Ｉ） 気管支壁に対して平行な第１の方向（ｘ軸）に沿った病変（２）の第１の広がり（Ｄ1）に依存した第１の最大生検深さ（Ｔ1max）を算出するステップ（Ｓ２３）、
ＩＩ） 気管支壁に対して平行な第１の方向（ｘ軸）に直交する第２の方向（ｙ軸）に沿った病変（２）の第２の広がり（Ｄ2）に依存した第２の最大生検深さ（Ｔ2max）を算出するステップ（Ｓ２４）、および
ＩＩＩ） 第１の最大生検深さ（Ｔ1max）と第２の最大生検深さ（Ｔ2max）との最小値として全最大生検深さ（Ｔmax）を算出するステップ（Ｓ２５）。
【請求項９】
第１の最大生検深さＴ1maxが次の式により算出されることを特徴とする請求項８記載の方法、
Ｔ1max＝（Ｄ1／２−ｔ1）／ｔａｎα
ただし、Ｄ1は第１の方向（ｘ軸）における病変（２）の広がりであり、ｔ1は第１の方向（ｘ軸）に沿った理想的な生検点からの実際の生検点の距離、αは第１の方向（ｘ軸）に沿った理想的な生検方向からの実際の生検方向のずれである。
【請求項１０】
第２の最大生検深さＴ2maxが次の式により算出されることを特徴とする請求項８又は９記載の方法、
Ｔ2max＝（Ｄ2／２−ｔ2）／ｔａｎβ
ただし、Ｄ2は第２の方向（ｙ軸）における病変（２）の広がりであり、ｔ2は第２の方向（ｙ軸）に沿った理想的な生検点からの実際の生検点の距離、βは第２の方向（ｙ軸）に沿った理想的な生検方向からの実際の生検方向のずれである。
【請求項１１】
画像化法がコンピュータ断層撮影方法、核スピン断層撮影方法およびＸ線撮影方法のうちの少なくとも１つの方法であることを特徴とする請求項１乃至１０の１つに記載の方法。
【請求項１２】
生検すべき病変（２）の位置および広がり（Ｄ1，Ｄ2）を画像化法（Ｓ３）により検出するための画像化装置（３１）を含む気管支生検の精度改善方法を実施するための装置において、既知の生検精度において病変の広がり（Ｄ1，Ｄ2）に依存した最大生検深さ（Ｔmax）を算出するための算出要素（３６）と、算出された最大生検深さ（Ｔmax）および病変の位置に基づいて生検計画を作成するための計画要素（３８）とが設けられていることを特徴とする気管支生検の精度改善方法を実施するための装置。
【請求項１３】
算出された最大生検深さ（Ｔmax）と生検を実施するために実際に必要な生検深さ（Ｔ）とを比較するための比較器（３７）が設けられていることを特徴とする請求項１２記載の装置。
【請求項１４】
計画要素（３８）は、生検を実施するために実際に必要な生検深さ（Ｔ）が、算出された最大生検深さ（Ｔmax）を上回らない場合に、生検を実施するのに適した気管支枝（３）を求めるのに適していることを特徴とする請求項１３記載の装置。
【請求項１５】
生検を実施するために実際に必要な生検深さ（Ｔ）が、算出された最大生検深さ（Ｔmax）を上回る場合に検査者への通知を出力するための出力装置（３９）が設けられていることを特徴とする請求項１３又は１４記載の装置。
【請求項１６】
生検精度を一連のテストにより１度だけ検出するための検出装置が設けられていることを特徴とする請求項１２乃至１５の１つに記載の装置。
【請求項１７】
検出装置（４１）は生検精度を検査条件の変化時に新たに検出するのに適していることを特徴とする請求項１６記載の装置。
【請求項１８】
気管支壁に対して平行な第１の方向（ｘ軸）に沿った病変（２）の第１の広がり（Ｄ1）に依存した第１の最大生検深さ（Ｔ1max）を算出するための第１の算出要素（３４）と、
気管支壁に対して平行な第１の方向（ｘ軸）に直交する第２の方向（ｙ軸）に沿った病変（２）の第２の広がり（Ｄ2）に依存した第２の最大生検深さ（Ｔ2max）を算出するための第２の算出要素（３５）とを備え、
算出要素（３６）は、第１の最大生検深さ（Ｔ1max）と第２の最大生検深さ（Ｔ2max）との最小値として全最大生検深さ（Ｔmax）を算出するのに適していることを特徴とする請求項１２乃至１７の１つに記載の装置。
【請求項１９】
第１の算出要素（３４）は、第１の最大生検深さＴ1maxを次の式により算出するのに適していることを特徴とする請求項１８記載の装置、
Ｔ1max＝（Ｄ1／２−ｔ1）／ｔａｎα
ただし、Ｄ1は第１の方向（ｘ軸）における病変（２）の広がりであり、ｔ1は第１の方向（ｘ軸）に沿った理想的な生検点からの実際の生検点の距離、αは第１の方向（ｘ軸）に沿った理想的な生検方向からの実際の生検方向のずれである。
【請求項２０】
第２の算出要素（３５）は、第２の最大生検深さＴ2maxを次の式により算出するのに適していることを特徴とする請求項１８又は１９記載の装置、
Ｔ2max＝（Ｄ2／２−ｔ2）／ｔａｎβ
ただし、Ｄ2は第２の方向（ｙ軸）における病変（２）の広がりであり、ｔ2は第２の方向（ｙ軸）に沿った理想的な生検点からの実際の生検点の距離、βは第２の方向（ｙ軸）に沿った理想的な生検方向からの実際の生検方向のずれである。
【請求項２１】
画像化装置（３１）がコンピュータ断層撮影装置、核スピン断層撮影装置およびＸ線装置のうちの少なくとも１つの装置であることを特徴とする請求項１２乃至２０の１つに記載の装置。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的には、医学において患者検査に使用されるような、直接的に気管支にある病変の生検に関する。とりわけ、本発明は、生検の精度を改善できる生検の実施のための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
肺小結節の診断または縦隔の病変の場合には、解明のためにしばしば該当部位の生検が実施されなければならない。病変が良性であるか悪性であるかは、そして場合によってはどの治療が施されなければならないかは、組織の採取によってしか明確に確定することができない。これは、主に経皮的に（皮膚を通して）行なわれる。この方法の欠点は中心にある病変における僅かな命中率にあり、これは、時間がかかりかつ空気が胸郭を通して入り込むいわゆる気胸のように患者のリスクを高める形成術繰り返しにつながる。肺において発生する逆圧が呼吸を困難にさせ、多くの場合に治療しなければならない。
【０００３】
この理由から、気管支にある十分な大きさの病変に対しては直接に良好に経気管支生検が行なわれる。この場合には、可視化のための管と組織検体採取のための作業管とを有する特別な気管支鏡が使用される。内部の気管支壁における病変が認識可能である場合には、これにより良好な結果が達成可能である。そうでない場合には、生検中に、病変が実際に命中されるか否かに関して不確実性が存在する。採取された組織検体が悪性である場合には、それは同時に病変が命中されたしるしである。しかしながら、これがそうでない場合には、病変が良性であるか、病変が命中されなかったかのいずれかであり、生検が繰り返されなければならない。
【０００４】
この場合に、改善をもたらす公知の方法（例えば、特許文献１参照）では、画像化法により気管支のセグメンテーション処理が行われ、これによって気管支の３次元の仮想画像が作成される。気管支鏡検査法の実施中に、気管支のこの３次元の仮想表示において、病変が気管支壁の内側表面上に挿入描画され、同時に３次元仮想表示において気管支鏡の現在位置が表示される。これによって気管支鏡検査法における命中確実性が高められる。
【０００５】
しかしながら、この方法の場合には、内側の気管支壁における病変の挿入描画にもかかわらず、確実な生検が行なわれないという欠点がある。特に小さい病変または気管支壁から非常に遠く離れている病変の場合に、良性の組織検体のケースにおいて病変が良性であるのか、それとも単に命中されなかったのかを信頼性をもって確定することができない。
【特許文献１】米国特許出願公開第２００６／００８４８６０号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の課題は、実施すべき生検により病変が命中可能であるか否かを生検の前段階において求めることを可能にする気管支生検の精度改善方法およびその方法を実施するための装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この課題は、本発明によれば、独立請求項１ならびに独立請求項１２の特徴によって解決される。従属請求項は本発明の中心思想を有利に展開する。
【０００８】
本発明の請求１によれば、気管支生検の精度改善方法は次のステップを含む。
ａ）生検すべき病変の位置および広がりを画像化方法により検出するステップ、
ｂ）既知の生検精度（すなわち既知の生検不正確さ）において病変の広がりに依存した最大生検深さを算出するステップ、
ｃ）算出された最大生検深さおよび病変の位置に基づいて生検計画を作成するステップ。
【０００９】
有利な実施態様では、ステップｃ）は、算出された最大生検深さと生検を実施するために実際に必要な生検深さとを比較するステップを含む。
【００１０】
更に、有利な実施態様では、ステップｃ）は、生検を実施するために実際に必要な生検深さが、算出された最大生検深さを上回らない場合に、生検を実施するのに適した気管支枝を求めるステップを含む。
【００１１】
更に、有利な実施態様では、ステップｃ）は、生検を実施するために実際に必要な生検深さが、算出された最大生検深さを上回る場合に検査者への通知を出力するステップを含む。
【００１２】
有利な実施態様では、生検精度（すなわち生検不正確さ）が一連のテストによって１度だけ求められる。
【００１３】
更に、有利な実施態様では、生検精度が検査条件の変化時に新たに求められる。
【００１４】
好ましくは、生検精度が生検時に直進誤差および角度誤差の検出によって求められる。なお、直進誤差は理想的な生検点からの実際の生検点のずれであり、角度誤差は理想的な生検方向からの実際の生検方向のずれである。
【００１５】
有利な実施態様では、ステップｂ）は次のステップを含む。
Ｉ） 気管支壁に対して平行な第１の方向に沿った病変の第１の広がりに依存した第１の最大生検深さを算出するステップ、
ＩＩ） 気管支壁に対して平行な第１の方向に直交する第２の方向に沿った病変の第２の広がりに依存した第２の最大生検深さを算出するステップ、および
ＩＩＩ） 第１の最大生検深さと第２の最大生検深さとの最小値として全最大生検深さを算出するステップ。
【００１６】
有利な実施態様では、第１の最大生検深さの算出が、
Ｔ1max＝（Ｄ1／２−ｔ1）／ｔａｎα
として行なわれる。ただし、Ｄ1は第１の方向における病変の広がりであり、ｔ1は第１の方向に沿った理想的な生検点からの実際の生検点の距離、αは第１の方向に沿った理想的な生検方向からの実際の生検方向のずれである。
【００１７】
有利な実施態様では、第２の最大生検深さの算出が、
Ｔ2max＝（Ｄ2／２−ｔ2）／ｔａｎβ
として行なわれる。ただし、Ｄ2は第２の方向における病変の広がりであり、ｔ2は第２の方向に沿った理想的な生検点からの実際の生検点の距離、βは第２の方向に沿った理想的な生検方向からの実際の生検方向のずれである。
【００１８】
有利な実施態様では、画像化法がコンピュータ断層撮影方法、核スピン断層撮影方法およびＸ線撮影方法のうちの少なくとも１つの方法である。
【００１９】
本発明の請求項１２によれば、生検すべき病変の位置および広がりを画像化法により検出するための画像化装置を含む気管支生検の精度改善方法を実施するための装置において、既知の生検精度（すなわち既知の生検不正確さ）において病変の広がりに依存した最大生検深さを算出するための算出要素と、算出された最大生検深さおよび病変の位置に基づいて生検計画を作成するための計画要素とが設けられている。
なお、気管支生検の精度改善方法を実施するための装置に関する有利な実施態様は次の通りである。
（１）算出された最大生検深さと生検を実施するために実際に必要な生検深さとを比較するための比較器が設けられている。
（２）計画要素は、生検を実施するために実際に必要な生検深さが、算出された最大生検深さを上回らない場合に、生検を実施するのに適した気管支枝を求めるのに適している。
（３）生検を実施するために実際に必要な生検深さが、算出された最大生検深さを上回る場合に検査者への通知を出力するための出力装置が設けられている。
（４）生検精度を一連のテストにより１度だけ検出するための検出装置が設けられている。検出装置は生検精度を検査条件の変化時に新たに検出するのに適している。
（５）気管支壁に対して平行な第１の方向（ｘ軸）に沿った病変の第１の広がりに依存した第１の最大生検深さを算出するための第１の算出要素と、気管支壁に対して平行な第１の方向（ｘ軸）に直交する第２の方向（ｙ軸）に沿った病変の第２の広がりに依存した第２の最大生検深さを算出するための第２の算出要素とを備え、最大生検深さを算出するための算出要素は、第１の最大生検深さと第２の最大生検深さとの最小値として全最大生検深さを算出するのに適している。
（６）第１の算出要素は、第１の最大生検深さＴ1maxを次の式により算出するのに適している。
Ｔ1max＝（Ｄ1／２−ｔ1）／ｔａｎα
ただし、Ｄ1は第１の方向（ｘ軸）における病変の広がりであり、ｔ1は第１の方向（ｘ軸）に沿った理想的な生検点からの実際の生検点の距離、αは第１の方向（ｘ軸）に沿った理想的な生検方向からの実際の生検方向のずれである。
（７）第２の算出要素は、第２の最大生検深さＴ2maxを次の式により算出するのに適している。
Ｔ2max＝（Ｄ2／２−ｔ2）／ｔａｎβ
ただし、Ｄ2は第２の方向（ｙ軸）における病変の広がりであり、ｔ2は第２の方向（ｙ軸）に沿った理想的な生検点からの実際の生検点の距離、βは第２の方向（ｙ軸）に沿った理想的な生検方向からの実際の生検方向のずれである。
（８）画像化装置はコンピュータ断層撮影装置、核スピン断層撮影装置およびＸ線装置のうちの少なくとも１つの装置である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下において、図面を参照しながら実施例に基づいて本発明の利点、特徴および特性を更に詳細に説明する。
図１Ａおよび１Ｂは気管支壁にある病変の生検時における生検点および生検方向を概略的に示し、
図２は多数の病変を有する気管支系の一部を概略的に示し、
図３は本発明による方法の経過を概略的に示し、
図４は本発明による最大生検深さの算出経過を概略的に示し、
図５は方法を実施するための本発明による装置のブロック図を示す。
【００２１】
図１Ａは気管支壁１の一部およびその下にある病変２を概略的に示す。病変とは、あらゆる種類の組織異常または組織変化であると解され、それらから生検により組織検体を採取しようとするものである。
【００２２】
図１Ａおよび１Ｂには病変２が１つの平面内にあるものとして示されている。一般性の制限なしに、病変２は互いに直交する２つの座標軸ｘ，ｙによって構成される平面内にあり、第３の座標軸ｚに沿って高さ広がりを全く有していないことが仮定される。病変２は、気管支壁１の下の深さＴにあり、気管支壁から距離Ｔを有するｘ−ｙ平面において、第１の方向に沿って、ここではｘ軸に沿って大きさＤ１を持ち、かつ第２の方向に沿って、ここではｙ軸に沿って大きさＤ２を有する。
【００２３】
３次元の病変の場合に深さＴは気管支壁１と病変２の中心点との間の距離である。この場合に大きさＤ1，Ｄ2は、病変２の中心点もある平面におけるｘ軸およびｙ軸に沿った広がりである。病変の形状に応じて深さＴは病変２の別の点までも規定可能であり、大きさＤ1，Ｄ2も相応である。しかしながら、この場合に、Ｔは、組織検体を採取することができるように生検針を挿入しなければならない深さである。したがって、Ｔは生検を実施するために実際に必要な生検深さである。
【００２４】
次に、生検時に発生する誤りおよび不正確さを図１Ａ，図１Ｂの両図に基づいて説明する。このために、既に説明したように、病変２は、単に２次元であり、それゆえ気管支壁１に対して平行な第１の方向に沿って、すなわちここではｘ軸に沿って第１の広がりもしくは長さＤ1を有し、かつ気管支壁１に対して平行で第１の方向と直交する第２の方向に沿って、すなわちここではｙ軸に沿って第２の広がりもしくは幅Ｄ2を有すると仮定される。理想的な生検の場合には検査者が気管支鏡により病変２の中心Ｍの真上にある点Ｐのところで気管支壁１を突き破り、理想的な気管支鏡の場合には気管支鏡と気管支壁１との間の角度がちょうど９０°であり、すなわち気管支鏡が病変２に垂直に向けられる。実際の生検において理想的な生検からずれて生じ得る可能性のある誤りは、一方では直進誤差からもたらされ、他方では角度誤差からもたらされる。
【００２５】
図１Ａには、起こり得る直進誤差が示されている。直進誤差とは理想的な生検点Ｐからの偏差であると解され、すなわち気管支鏡が気管支壁１を理想的な点Ｐではなく、理想的な点Ｐからずれた点で突き破る。図１Ａに示されているように気管支鏡は気管支壁１を点Ｐ1で突き破るので、ｘ軸に沿って、理想的な点Ｐと実際の点Ｐ1との間に距離ｔ1が生じる。同様に、理想的な生検点Ｐからｙ軸に沿って距離ｔ2を有する点Ｐ2で気管支鏡が気管支壁１を突き破ることがある。理想的な気管支点からのどの偏差も、ｘ方向における成分とｙ方向における成分とで表すことができる。したがって、気管支鏡が生検中に気管支壁１に対して直角に保持される仮定のもとでは、
ｔ1＜Ｄ1／２ および ｔ2＜Ｄ2／２
であるならば、病変は命中される。すなわち、病変２の２つの広がり方向における偏差ｔ1，ｔ2が病変２の広がりＤ1，Ｄ2の半分よりも小さいならば、病変２は生検時に確実に命中される。
【００２６】
図１Ｂは生検の精度（すなわち不正確さ）に対する角度誤差の影響を概略的に示す。気管支壁１が気管支鏡により理想的な生検点Ｐで突き破られる仮定のもとでは、ｘ方向またはｙ方向において角度誤差が生じ得るし、あるいは、他のあらゆる方向において、ｘ方向およびｙ方向に沿った２つの成分からなる角度誤差が生じ得る。図１Ｂにおいて角度αは、理想的な生検方向からの実際の生検方向のｘ軸に沿ったずれを示す。同様に、角度βは、理想的な生検方向からの実際の生検方向のｙ軸に沿ったずれを示す。他の方向におけるずれは、それぞれ両方向に沿った成分から合成される。
【００２７】
理想的な生検点である病変２の中心点Ｍとｘ方向に沿った実際の生検点Ｍ1との間の距離は、図１Ｂにａで示され、角度αが既知ならば、
ａ＝Ｔ×ｔａｎα
から得られる。同様に、病変の中心点Ｍとｙ方向に沿った実際の生検点Ｍ1との間の距離は、図１Ｂにｂで示され、
ｂ＝Ｔ×ｔａｎβ
から得られる。
【００２８】
それゆえ、病変２が実際に気管支鏡によって命中される点は、理想的な点から直進誤差および角度誤差に基づいてずれる。ｘ方向に沿った全誤差ｆ1は距離ｔ1および距離ａから、
ｆ1＝ｔ1＋Ｔ×ｔａｎα
として生じる。同様に、ｙ方向に沿った全誤差ｆ2は距離ｔ2および距離ｂから、
ｆ2＝ｔ2＋Ｔ×ｔａｎβ
として生じる。
【００２９】
生検時に病変が命中されるための条件は、両方向ｘ，ｙに沿った偏差（ずれ）が病変２の広がりの半分よりも大きくなってはならないことであり、すなわち、条件として、
ｆ1＜Ｄ1／２ および ｆ2＜Ｄ2／２
が重要である。
【００３０】
偏差α，β，ｔ1，ｔ2は主として使用される画像化法に依存し、仮想気管支鏡検査法の精度は使用される気管支鏡および検査者の能力に依存する。そこで、本発明によれば、気管支鏡検査法に先行するファントムでの一連のテストによって偏差α，β，ｔ1，ｔ2を求めることが提案される。そのようにして求められた値は、例えば異なった検査者、使用された他の気管支鏡などの検査条件の変化が生じるまで持続的に記憶されるとよい。検査条件が変化した場合には偏差α，β，ｔ1，ｔ2が新たに求められなければならない。したがって、偏差α，β，ｔ1，ｔ2が既知であるならば、病変２の広がりＤ1，Ｄ2に依存して、正確な生検、すなわち命中確実な生検を実施することができるまでの生検深さを算出することができる。直進誤差および角度誤差がｘ方向に沿ってのみ発生するという仮定のもとでの最大生検深さＴ1maxは、
Ｔ1max＝（Ｄ1／２−ｔ1）／ｔａｎα
として得られる。同様に、直進誤差および角度誤差が病変２のｙ方向に沿ってのみ発生する仮定のもとの最大生検深さＴ2maxは、
Ｔ2max＝（Ｄ2／２−ｔ2）／ｔａｎβ
として得られる。
【００３１】
実際には直進誤差および角度誤差がどの方向にも生じ得るので、全最大生検深さＴmaxは、算出された両最大生検深さＴ1max，Ｔ2maxの最小値として、すなわち、
Ｔmax＝Ｍｉｎ（Ｔ1max，Ｔ2max）
として得られる。
【００３２】
したがって、パラメータα，β，ｔ1，ｔ2によって与えられかつ病変２の広がりに依存した既知の生検精度において、正確な生検、すなわち病変に命中する生検が実施できるまでの深さを算出することができる。更に、本発明による方法は、そのようにして算出された最大生検深さＴmaxが実際に必要な生検深さＴと比較されるステップを含む。算出された最大生検深さが実際に必要な生検深さＴを上回る場合、生検は命中確実に実施可能である。
【００３３】
図２は、３つの病変Ａ，Ｂ，Ｃを有する気管支系４の一部を概略的に示す。ここには気管支壁１を有する多数の気管支枝３が示されている。気管支壁に沿って、破線として、算出された最大生検深さＴmaxが示されている。本例においては、病変Ａ，Ｂ，Ｃが全て等しい広がりＤ1，Ｄ2を有すると仮定されている。したがって、気管支壁１からの１つの病変の距離が、算出された最大生検深さＴmaxよりも大きい場合には、命中確実な生検を実施することができない。本例において、病変Ｂは問題なしに１つの気管支枝から到達可能である。これに対して病変Ａは正確かつ命中確実な生検にとって大きすぎる距離を持っている。更に、病変Ｃは例えば２つの異なる気管支枝３ａまたは３ｂから到達可能である。
【００３４】
本発明による方法を次に図３に基づいて説明する。方法はステップＳ０で開始する。次のステップＳ１において、先ず検査条件の１つが変化したか否かがチェックされる。検査条件は、既に説明したように、使用される画像化法の種類、仮想気管支検査法の精度などであってよい。検査条件が変化していない場合には、ステップＳ２において、既に一連のテストで求められかつパラメータα，β，ｔ1，ｔ2にて決定された既知の生検精度が使用される。そうでない場合、すなわち検査条件の１つが変化した場合には、ステップＳ９において、ファントムでの一連のテストに基づいて、生検精度、すなわちパラメータα，β，ｔ1，ｔ2が新たに求められる。次のステップＳ３において気管支系ならびに病変が、３次元表示を得るために画像化法により撮影されかつセグメンテーション処理される。代替として気管支系および病変のセグメンテーション処理は、ステップＳ１における検査条件変化のチェックの前においても行なうこともできる。次のステップＳ４において、既に説明したように、当該病変についての予め定められた生検精度（すなわち生検不正確さ）における最大生検深さＴmax、すなわち病変２の広がりＤ1，Ｄ2に関連した最大生検深さＴmaxが算出される。次のステップＳ５において、そのようにして算出された最大生検深さＴmaxが実際に必要な生検深さＴと比較され、算出された最大生検深さＴmaxが実際に必要な生検深さＴよりも大きいか否かがチェックされる。この条件が満たされているならば、次のステップＳ６において、少なくとも１つの気管支枝３が実行すべき生検のための条件を満たしているか否かがチェックされる。これが同様に満たされているならば、ステップＳ７において、生検のための提案が検査者に出力される。例えば仮想３次元表示において、気管支枝と生検の実施に特に適した点とがマーキングされる。その他の場合、すなわち、ステップＳ５またはステップＳ６において、そこでチェックされた条件が満たされていないことが確認された場合には、ステップＳ１０において、予め定められた精度での生検を行なうことができないという通知が検査者に出力される。
【００３５】
図４に基づいて最大生検深さの算出をもう一度説明する。プロセスはステップＳ２０で開始する。次のステップＳ２１において、画像化法により、気管支壁１に対して平行なｘ方向における病変２の第１の広がりＤ1が求められる。次のステップＳ２２において、気管支壁１に対して平行でかつｘ方向に対して垂直なｙ方向における病変２の第２の広がりＤ2が求められる。次のステップＳ２３，Ｓ２４において、それぞれ、ｘ軸に沿った病変２の第１の広がりＤ1に依存した最大生検深さＴ1maxと、ｙ軸に沿った病変２の第２の広がりＤ2に依存した最大生検深さＴ2maxとが、既述の式に基づいて算出される。次のステップＳ２５において、全最大生検深さＴmaxがＴ1max，Ｔ2maxの最小値として算出される。この方法はステップＳ２６で終了する。
【００３６】
検査者のための生検計画を求める際に、先ず、検査すべき病変２は算出された最大生検深さＴmaxよりも大きい気管支壁１からの距離Ｔを有するか否かが考慮される。病変２が多数の気管支枝３から到達可能にしようとする場合には、生検計画作成時になおも別の要素が取り入れられる。例えば、気管支枝の直径、傷つけるべきではない血管の近傍などが取り入れられる。検査者に対して多数の提案が提示されるのもよく、それらの提案のうちから１つの提案を対話形式で検査者が選択する。予め定められた条件のもとで病変２の確実な生検ができない場合が生じたときには、このことが検査者に通知される。この場合に検査者は代替案を探し求めるか、または意図的に予め規定された誤り基準を弱めなければならない。
【００３７】
図５は、本発明による方法を実施するための本発明による装置３０のブロック図を概略的に示す。コンピュータ断層撮影装置、核スピン断層撮影装置およびＸ線装置のうちの少なくとも１つの装置であってよい画像化装置３１を介して、相応の画像化法により、病変２および病変２を取り巻く組織の３次元仮想表示を得るために、病変２およびその周囲のセグメンテーション処理が行なわれる。画像化装置３１のデータによって、病変２の位置および広がりＤ1，Ｄ2ならびに生検を実施するために実際に必要な生検深さＴも決定される。
【００３８】
装置３０は、装置３０の中央制御ユニットとして、例えばプロセスステップの命令および処理を実行するために用いられるプロセッサ３３を含む。プロセッサ３３は多数の要素を含む。第１の算出要素３４はステップＳ２３による第１の最大生検深さＴ1maxの算出に用いられ、第２の算出要素３５はステップＳ２４による第２の最大生検深さＴ2maxの算出に用いられ、算出要素３６はステップＳ４，Ｓ２５による全最大生検深さＴmaxの算出に用いられ、比較器３７はステップＳ５による全最大生検深さＴmaxと生検を実施するために実際に必要な生検深さＴとの比較のために用いられ、計画要素３８はステップＳ６による生検計画の作成に用いられる。プロセッサ３３に含まれる要素３４，３５，３６，３７，３８は、ソフトウェアとして装置３０の主記憶装置にロードされてプロセッサによって順次処理される関数か、アルゴリズムの算出ステップの実行のために接続されているハードウェア構成要素かである。
【００３９】
更に、装置３０は、例えばキーボード、マウス、タッチパッド等の如き入力装置３２を含む。この入力装置３２を介して検査者は選択時に、例えば多数の生検計画の中から１つの計画を選択することができる。更に、病変２およびそれを取り巻く組織の３次元仮想表示を出力する出力装置３９、例えば１つ又は複数のディスプレイが設けられている。更に、出力装置３９により検査者にはステップＳ７にしたがって生検のための提案が表示され、検査者に対してステップＳ１０にしたがって十分な精度での生検が可能でない場合に通知が出力され、あるいは多数の生検計画が表示され、それらの生検計画のうちから、既に述べたように、入力装置３２により対話形式で１つの計画が選択可能である。
【００４０】
更に、揮発性または持続性のデータ記憶のためにかつ装置３０の作業メモリとしてメモリ４０が設けられている。検出装置４１は、ステップＳ９にしたがって、ファントムでの一連のテストに基づいて生検精度を求めるために用いられる。すなわち、検出装置によってパラメータα，β，ｔ1，ｔ2が求められ、これらのパラメータによって生検精度が決定される。
【００４１】
したがって、本発明による方法は、予め定められた検査条件のもとでかつ検査すべき病変の広がりおよび病変の位置に依存して、生検時に病変が確実に命中可能であるか否かを決定することを可能にする。これによって、良性の組織の採取時には病変自身が良性でありかつ病変が全く単に命中されるだけではないことが保証される。それゆえ、本発明による方法によって生検の精度が改善される。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１Ａ】気管支壁にある病変の生検時における生検点および生検方向を示す概略図
【図１Ｂ】気管支壁にある病変の生検時における生検点および生検方向を示す概略図
【図２】多数の病変を有する気管支系の一部を示す概略図
【図３】本発明による方法の経過を概略的に示す流れ図
【図４】本発明による最大生検深さの算出経過を概略的に示す流れ図
【図５】方法を実施するための本発明による装置を示すブロック図
【符号の説明】
【００４３】
１ 気管支壁
２ 病変
３ 気管支枝
４ 気管支系
３０ 本発明による装置
３１ 画像化装置
３２ 入力装置
３３ プロセッサ
３４ 第１の算出要素
３５ 第２の算出要素
３６ 算出要素
３７ 比較器
３８ 計画要素
３９ 出力装置
４０ メモリ
４１ 検出装置
α 角度
β 角度
Ａ 病変
Ｂ 病変
Ｃ 病変
ａ 病変の中心点Ｍからの実際の生検点Ｍ1の距離
ｂ 病変の中心点Ｍからの実際の生検点Ｍ2の距離
Ｄ1 病変の長さ
Ｄ2 病変の幅
Ｍ 病変の中心点
Ｍ1 実際の生検点
Ｍ2 実際の生検点
Ｐ 理想的な点
Ｐ1 実際の点
Ｐ2 実際の点
Ｔ 実際に必要な生検深さ
Ｔ1max 第１の最大生検深さ
Ｔ2max 第２の最大生検深さ
Ｔmax 全最大生検深さ
ｔ1 理想的な点Ｐからの実際の点Ｐ1の距離
ｔ2 理想的な点Ｐからの実際の点Ｐ2の距離
【出願人】 【識別番号】３９００３９４１３
【氏名又は名称】シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト
【氏名又は名称原語表記】Ｓｉｅｍｅｎｓ Ａｋｔｉｅｎｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ
【住所又は居所原語表記】Ｗｉｔｔｅｌｓｂａｃｈｅｒｐｌａｔｚ ２， Ｄ−８０３３３ Ｍｕｅｎｃｈｅｎ， Ｇｅｒｍａｎｙ
【出願日】 平成１９年７月２６日（２００７．７．２６）
【代理人】 【識別番号】１０００７５１６６
【弁理士】
【氏名又は名称】山口 巖
【公開番号】 特開２００８−２９８４７（Ｐ２００８−２９８４７Ａ）
【公開日】 平成２０年２月１４日（２００８．２．１４）
【出願番号】 特願２００７−１９４５１１（Ｐ２００７−１９４５１１）