JP2000217811A - 医療用穿刺器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 操作が簡便で精度が高く、穿刺術者が直接Ｘ
線を被曝することがないＣＴ画像のリアルタイム再構成
を可能としたＣＴ透視法に基づき操作する経皮的針生検
用穿刺器を提供する。 【解決手段】 ＣＴ画像のリアルタイム再構成を可能と
したＣＴ透視法に基づき操作する経皮的針生検用穿刺器
であって、該穿刺器を誘導するレ−ルと、該レ−ル上の
任意の位置に固定可能な固定機構と、該固定機構と角度
可変に結合される、直動ガイドを内蔵したスライド機構
と、該直動ガイドに連動する穿刺針とを含み、該穿刺針
がＸ線ビ−ム内でＸ線ビ−ムと平行に直動する、前記穿
刺器。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＣＴ撮影像（ＣＴ
透視像）に描出された病巣陰影に穿刺針を刺し、細胞を
採取して検査する生検（バイオプシ）において使用され
る穿刺器に関する。

【０００２】

【従来技術】ＣＴ装置の発達により、ＣＴ画像のリアル
タイム再構成と表示を可能とするＣＴ透視法が近年脚光
を浴びている（尾崎真浩「リアルタイム再構成装置（Ｃ
Ｔ透視法）の開発」メディカルレビューＮｏ．５７，片
田和廣「ＣＴ透視とリアルタイムヘリカルＣＴ」メディ
カルレビューＮｏ．５７）。このＣＴ透視法に基づくＣ
Ｔ撮影像（ＣＴ透視像）に描出された病巣陰影に穿刺針
を刺し、細胞を採取して検査する生検（バイオプシ）
は、確定診断に有力な手段とされている。ところが穿刺
針の操作については、従来から穿刺術者が穿刺針を直接
手で持つか、或いは短銃形状の針保持具を使ってフリ−
ハンドで穿刺する方法がとられている。これらの方法で
は、Ｘ線ビームの厚み、即ち断層面の厚みが、一般に３
ｍｍ〜５ｍｍと極めて小さいことから、穿刺針をこの範
囲内の位置で穿刺することが術者にとって容易ではな
く、目標精度の低下を招く一方、さらに穿刺術者が直接
Ｘ線を被曝することが多く、医療現場での大きな問題と
なっている（加藤良一他「ＣＴ透視法による胸部腫瘤性
病変の経皮的針生検」メディカルレビューＮｏ．６２，
片田和廣「ＣＴ透視とリアルタイムヘリカルＣＴ」メデ
ィカルレビューＮｏ．５７）。

【０００３】他方、目標精度を上げる方法として被検者
の体表に腹巻き状のベルトを巻き、このベルトに分度器
のような穿刺角度ガイドを取付け、このガイドに針を沿
わせて穿刺する方法も一部で試みられているが、操作が
煩雑であり、しかも穿刺術者が直接Ｘ線を被曝する問題
は解決されず、普及する方法とはなっていない。したが
って、操作が簡便で精度が高く、穿刺術者が直接Ｘ線を
被曝することがない穿刺器の開発が強く望まれている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、従来
の問題点を解決し、操作が簡便で精度が高く、穿刺術者
が直接Ｘ線を被曝することがない穿刺器を提供すること
にある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者は上記の課題を
解決すべく鋭意研究を重ねた結果、一定形状のガイドレ
ールと固定機構と角度可変機構とを備えたスライド機構
とによる簡単な器具により、上記の課題を解決すること
を見出し本発明を完成するに至った。即ち、本発明は、
ＣＴ透視法に基づき操作する経皮的針生検用穿刺器であ
って、該穿刺器を誘導するレ−ルと、該レ−ル上の任意
の位置に固定可能な固定機構と、該固定機構と角度可変
に結合される、直動ガイド（直動軸受）を内蔵したスラ
イド機構と、該直動ガイドに連動する穿刺針とを含み、
該穿刺針がＸ線ビ−ム内でＸ線ビ−ムと平行に直動す
る、前記穿刺器に係る。

【０００６】上記の構成からなる穿刺器により、ＣＴ画
像上の病巣陰影部分への穿刺を極めて容易にかつ正確に
行うことが可能となる。またＣＴ画像から病巣陰影部分
に対するレール上の穿刺器取付け位置、穿刺角度、穿刺
距離を容易に計算することができ、これが一旦決定され
ると、Ｘ線照射を止めても穿刺することが可能となるの
で、術者がＸ線を全く被曝しないで穿刺することができ
る。本発明において、一定形状のガイドレールは寝台の
天板や床など任意の位置に固定設置することもできる
が、ＣＴ装置のガントリー開口部近傍に設置することが
好ましく、また該レールの形状としては、該開口部と同
心円上の円弧状であることが好ましい。

【０００７】さらに、穿刺針を直動ガイドに固定される
アームの一方の端部に着脱可能な穿刺針保持部を介して
取り付けるようにすれば、Ｘ線から離れた位置で穿刺操
作ができることになるので、Ｘ線を照射しながら穿刺操
作しても被爆することがなく、また、操作毎に穿刺針を
滅菌消毒して使用することができるので好ましい。また
アームの他方の端部に操作把手を設けることにより、穿
刺操作が容易になるのでさらに好ましい。さらに好適態
様として、穿刺針保持部が、穿刺針の穿刺途中で穿刺方
向を変えることなく、穿刺針の保持位置を変更できる構
造とすることによって、体表面から深い位置の細胞採取
の場合でも、穿刺針の保持位置を適宜ずらすことができ
るので容易に穿刺することができ、またこれを操作把手
から操作できるようにすれば、操作上特に好ましい。さ
らにまた、穿刺針保持部として穿刺針の自在性をワイヤ
ー、スプリングなどによって固定または解除する機構か
らなる自在形安全機構を有するものを採用すれば、被検
者の体動を吸収することができ、安全性を著しく向上さ
せることができる。また、アームの適当な箇所に例えば
ターンバックル機構のような伸縮調整機構を設けると、
無工具で穿刺針を狭いＣＴスライス面の中に簡単かつ迅
速に微調整することが可能となり、穿刺術精度が著しく
向上するので好ましい。

【０００８】一方、本発明における固定機構は、レール
から着脱可能な構造にしておくと、経皮的針生検を要さ
ない場合などに適宜穿刺器をＣＴ装置から脱着しておく
ことができるので、使用上の便宜に供することができ
る。また本発明のもう一つの好適態様は、ＣＴ画像面上
において、細胞を採取する病巣陰影と体表上の穿刺ポイ
ントの２点を指定することによって、レ−ル上の穿刺器
取付け位置、穿刺角度、穿刺距離を計算し表示する画像
解析ソフトをさらに含むものである。このような構成と
することにより、術者の勘に頼ることなく、より正確な
穿刺が可能となる。

【０００９】さらに画像解析ソフトからの指令により、
穿刺器をレール上の所定の取付け位置に自動的に移動
し、また所定の穿刺角度を自動的に調整する駆動機構を
設けることにより自動化が計られ、より操作性が向上す
る。本発明のさらにもう一つの好適態様として、ＣＴ画
像上で穿刺針の延長線を表示するソフトによって、目標
精度を上げるマッピング機能を有するものは、術者の穿
刺操作をさらに容易にすることができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図面
を参照して説明するが、これは本発明をより分りやすく
説明するためのものであって、本発明の範囲を制限する
ものではない。図１ｂは、本発明の穿刺器の一態様を示
す正面図である。図中、１はＣＴ装置のガントリ−断
面、２はＸ線錐を示す。３は穿刺器を取り付けるための
レ−ル、３ａ、３ｂはレ−ル３を前記Ｘ線錐２と平行に
取り付けるためのスペ−サである。４は前記レ−ル３に
穿刺器を取り付けるための固定機構、５は締め付け把
手、６は直動ガイド７を内蔵したスライド機構部であ
る。

【００１１】この直動ガイド７はベアリング構造によっ
て耐モ−メント荷重と耐ラジアン荷重が優れているため
円滑な直動機能を有している。スライド機構部６は角度
可変軸８で連結されており、締め付け把手９によって任
意の角度に固定できる構造になっている。１０はその角
度目盛りを示す。ア−ム１１は前記直動ガイド７に固定
されており、操作把手１２で上下に直動スライドさせる
ことができる。１３は穿刺針保持部で前記ア−ム１１に
着脱できるようになっている。なお、固定機構４を移動
させる駆動モータ（図示せず）及び角度可変軸８の角度
を調整する駆動モータ（図示せず）を適宜設けることが
できる。

【００１２】図２に前記穿刺針保持部１３の構造例を示
す。図中１４は穿刺針１５を押し付けるためのシリンダ
−で、ナット１６で前後に動く構造になっている。な
お、この穿刺針保持部１３の材質は、ＣＴ画像にア−チ
ファクトを起こさせないために、樹脂などＸ線が透過す
る材質を使用している。次に、図３で示されるＣＴ画像
から指示される穿刺器の固定位置及び穿刺針の穿刺角度
に基づく本願発明の穿刺器の実施方法について説明す
る。

【００１３】まず、ＣＴ画像により穿刺器の固定位置及
び穿刺針の穿刺角度は次のように決定される。図３中、
１７は病巣陰影、ＮＰ点は体表上の穿刺ポイントで術者
が指定する位置である。仮想軌跡１８は、前記角度可変
軸８の軌跡でガントリ−開口部の同心円上にある。病巣
陰影１７と前記ＮＰ点を結ぶ線１９と前記角度可変軸軌
跡１８の交点をＰとする。このＰ点とガントリ−開口部
の中心点Ｓを結ぶ線２０と、ガントリ−開口部の中心線
２１との角度θ_１が、前記レ−ル上の取付け位置とな
る。更に前記の線１９と２０がＰ点と交わる角度θ
_２が、前記角度可変軸８で設定する角度となる。

【００１４】ＣＴ画像上の１７、ＮＰの２点をＣＴ画像
解析コンピュ−タに入力（例えばマウスでクリックす
る）することによって、θ_１、θ_２の他に穿刺距離（病
巣陰影１７とＮＰ間の距離）を計算しモニタに表示する
ことができる。上記モニタ上のθ_１、θ_２及び穿刺深さ
についての表示に従い、図１aに示されるように、固定
機構４をレール３上の所定の位置に固定し、また角度可
変軸８を中心にスライド機構６を回転して所定の角度に
調整し、締め付け把手９により固定する。

【００１５】以上の穿刺器固定作業は、ＣＴ画像解析ソ
フトに連動する駆動モータ（図示せず）により、該ソフ
トの指令に基づき自動的に行うこともできる。このよう
にレール状の位置及び穿刺角度が決定された時点で、Ｘ
線ビームの照射を適宜停止するか又はしないで、穿刺作
業に入ることができる。穿刺は、操作把手１２を持って
スライド機構６中の直動ガイドをスライドさせてアーム
１１を押し下げることにより行う。病巣位置が深い場
合、即ち、穿刺器押し下げの一回のストロークで穿刺針
が病巣位置に到達しない場合、図１cが示すように、穿
刺途中で穿刺針保持部１３における穿刺針保持位置を
（２）の位置から（３）の位置へ変更し、穿刺方向を変
えることなくさらに穿刺して病巣位置に到達させること
ができる。

【００１６】次に、穿刺針保持部に設けられる自在形安
全機構およびアームに設けられる伸縮調整機構について
説明する。図４は、自在形安全機構３１と伸縮調整機構
３０とを設けた穿刺器の一態様を示している。図５は、
自在形安全機構３１の拡大断面図である。同図において
シャフト３７と３８の間は柔軟材ワイヤー３９で連結し
ている。外筒４０はシャフト３７および３８を連結固定
および連結解除するために、自在機構リリース用ツマミ
３２でスライドするようになっている。４１、４２は外
筒４０の回転止めピンである。

【００１７】被検者は穿刺術者の呼吸指示管理下で穿刺
手技が行われ、「呼吸停止」期間に穿刺を行なわれる
が、「呼吸期間」は呼吸性体動で穿刺針が動くため、こ
の動きを吸収する機構が安全上穿刺器に求められる。こ
の自在形安全機構では「呼吸停止」期間から「呼吸期
間」に移る時、前記自在機構リリース用ツマミ３２を引
くことによって、外筒４０が図５のＡ位置からＢ位置に
スライドし、シャフト３７と３８の連結固定が解除され
る。これによって被検者の体動は柔軟材ワイヤー３９で
吸収され安全性が確保される。

【００１８】次に、図６により、アームに取り付けられ
た伸縮調整機構によるＣＴ断層面への針位置微調整機能
について説明する。同図において、伸縮調整機構３０
は、シャフト４３に切られた右ネジとシャフト４４に切
られた左ネジをナット４５で連結した所謂ターンバック
ル機構であり、ナット４５を回すことによってシャフト
４３と４４は伸縮し、穿刺針を前後に微調整することが
できる。図７は、伸縮調整機構の他の態様を示す。この
機構ではオフセットアーム４６に組み込まれるボルト４
７と一体の調整用ノブ４８を回すことでシャフト４３を
前後にスライドさせ、針位置を微調整する。なお、４９
はストッパ用ノブ、５０はボルト４７の固定板である。
ＣＴ装置の保守点検作業などによってＣＴガントリカバ
ーの位置が僅かでも復元しなかった場合、狭いＣＴ断層
面から針が外れてしまうことになるが、前記の伸縮調整
機構により、穿刺を開始する前にＣＴ透視を行い、針位
置を無工具で簡単にＣＴ断層面内に微調整することがで
きるので、臨床現場で極めて有効である。

【００１９】

【本発明の効果】本発明による穿刺器は、穿刺針を常に
断層面の中で直動ガイドに連動してスライドできるの
で、簡便かつ高精度に目標病巣に到達させることがで
き、また穿刺針像をモニタで確認しながら行えばより高
精度に穿刺することもできる。更にＸ線ビームを一旦停
止してから穿刺作業を行うか、又は停止しないとしても
断層面から離れた位置の把手で安定して穿刺操作が行え
るため、穿刺術者が直接Ｘ線を被曝することなく穿刺す
ることができる。また、前記ＣＴ画像解析ソフト、さら
にはマッピング機能により、穿刺角度と穿刺深さの計算
表示に従って、安全且つ正確な穿刺術が行える。

【図面の簡単な説明】

【図１ａ】 穿刺器の構造を説明するためにＣＴガント
リ−に取り付けた側面図。

【図１ｂ】 その正面図。

【図１ｃ】 穿刺針の保持位置を変更する場合の模式
図。

【図２】 穿刺針保持部の構造図。

【図３】 ＣＴ画像上で穿刺針の穿刺角度を計算、表示
する説明図。

【図４】 自在形安全機構と伸縮調整機構とを設けた穿
刺器の一態様。

【図５】 自在形安全機構の拡大断面図。

【図６】 伸縮調整機構の拡大断面図。

【図７】 伸縮調整機構の他の態様。

【符号の説明】

１…ＣＴ装置のガントリー断面 ２…Ｘ線錐 ３…穿刺器を取り付けるためのレ−ル ３ａ、３ｂ…３を２と平行に取り付けるためのスペ−サ ４…３に穿刺器を取り付けるための固定機構 ５，９…締め付け把手 ６…７を内蔵したスライド機構部 ７…直動ガイド ８…角度可変軸 １０…角度目盛り １１…ア−ム １２…操作把手 １３…穿刺針保持部 １４…１５を押し付けるためのシリンダ− １５…穿刺針 １６…ナット １７…病巣陰影 １８…仮想軌跡 １９…１７とＮＰを結ぶ線 ２０…ＰとＳを結ぶ線 ２１…ガントリー開口部の中心線 ３０…伸縮調整機構 ３１：自在形安全機構 ３２…自在機構リリース用ツマミ ３７、３８、４３、４４…シャフト ３９…ワイヤー ４０…外筒 ４１、４２…回転止めピン ４５…ナット ４６…オフセットアーム ４７…ボルト ４８…調整用ノブ ４９…ストッパ用ノブ ５０…ボルトの固定板 ＮＰ…体表上の穿刺ポイントで術者が指定する位置 Ｐ…１９と１８の交点 Ｓ…ガントリー開口部の中心点 θ_１…ガイドレール固定位置角度 θ_２…穿刺ポイント角度 Ｌ…穿刺深さ

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ＣＴ透視法に基づき操作する経皮的針生
   検用穿刺器であって、該穿刺器を誘導するレ−ルと、該
   レ−ル上の任意の位置に固定可能な固定機構と、該固定
   機構と角度可変に結合される、直動ガイドを内蔵したス
   ライド機構と、該直動ガイドに連動する穿刺針とを含
   み、該穿刺針がＸ線ビ−ム内でＸ線ビ−ムと平行に直動
   する、前記穿刺器。
2. 【請求項２】 レールが、ＣＴ装置のガントリ−開口部
   近傍に設置され、かつ該ガントリ−開口部と同心円上の
   円弧状であることを特徴とする、請求項１に記載の穿刺
   器。
3. 【請求項３】 穿刺針が、直動ガイドに固定されるアー
   ムの一方の端部に着脱可能な穿刺針保持部を介して取り
   付けられていることを特徴とする、請求項１または２に
   記載の穿刺器。
4. 【請求項４】 アームの他方の端部に操作把手を具備す
   ることを特徴とする、請求項３に記載の穿刺器。
5. 【請求項５】 穿刺針保持部が、穿刺針の穿刺途中で穿
   刺方向を変えることなく、穿刺針の保持位置を変更でき
   る構造を有することを特徴とする、請求項３又は４に記
   載の穿刺器。
6. 【請求項６】 穿刺針の保持位置の変更を操作把手から
   操作できる構造を有することを特徴とする、請求項５に
   記載の穿刺器。
7. 【請求項７】 穿刺針保持部が、被検者の体動を吸収す
   る自在形安全機構を有することを特徴とする、請求項３
   〜６のいずれかに記載の穿刺器。
8. 【請求項８】 アームが針位置の微調整を行う伸縮調整
   機構を有することを特徴とする、請求項３〜７のいずれ
   かに記載の穿刺器。
9. 【請求項９】 固定機構が、レ−ルから着脱可能な構造
   であることを特徴とする、請求項１〜８のいずれかに記
   載の穿刺器。
10. 【請求項１０】 ＣＴ画像面上において、細胞を採取す
    る病巣陰影と体表上の穿刺ポイントの２点を指定するこ
    とによって、レ−ル上の穿刺器取付け位置、穿刺角度、
    穿刺距離を計算し表示する画像解析ソフトをさらに含む
    ことを特徴とする、請求項１〜９のいずれかに記載の穿
    刺器。
11. 【請求項１１】 画像解析ソフトからの指令により、穿
    刺器をレール上の所定の取付け位置に自動的に移動し、
    また所定の穿刺角度を自動的に調整する駆動機構をさら
    に含むことを特徴とする、請求項１０に記載の穿刺器。
12. 【請求項１２】 ＣＴ画像上において、穿刺針の延長線
    を表示するソフトによって、目標精度を上げるマッピン
    グ機能を有することを特徴とする、請求項１０または１
    １に記載の穿刺器。
13. 【請求項１３】 請求項１〜１２のいずれかに記載の穿
    刺器を有するＣＴ装置。