JP2000308646A - 患者の器官または治療範囲の運動を検知するための方法およびシステム - Google Patents

患者の器官または治療範囲の運動を検知するための方法およびシステム

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JP2000308646A JP2000088093A JP2000088093A JP2000308646A JP 2000308646 A JP2000308646 A JP 2000308646A JP 2000088093 A JP2000088093 A JP 2000088093A JP 2000088093 A JP2000088093 A JP 2000088093A JP 2000308646 A JP2000308646 A JP 2000308646A
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ヴェッセル ゲルト
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 治療医または手術医が関心のある器官または
治療範囲に関する正確な知識を得られるように、器官ま
たは治療範囲の運動の十分に正確な検出を可能にする。 【解決手段】 多くのセンサを含んでいるナビゲーショ
ンシステムが使用され、その患者個別の座標系が患者に
または位置不変の身体部分の範囲に配置された１つまた
は多くのセンサにより定義され、その際に運動する器官
または治療範囲に対し相対的に本質的に静止している少
なくとも１つのセンサの位置が決定され、その位置デー
タが、運動する器官または治療範囲の同時に撮像されて
モニタに再現される像の像平面の座標系の中の位置を求
めるために使用され、または像平面の位置が患者に対し
て相対的な撮像システムの空間的な位置を手がかりにし
て検知され、その際に像の中で運動する器官または治療
範囲の点または部分が定義され、その運動に起因する経
路が検知され、それに基づいて運動経路に対して特徴的
な少なくとも１つの点が求められ、かつ場合によっては
別のモニタにそこに表示される座標系の中に像平面の位
置と一緒に表示される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は患者の身体器官また
は治療範囲の運動を検知するための方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】侵襲を最小とした治療はますます意義を
増している。その際身体内への侵襲、従ってまた患者の
負荷を可能なかぎりわずかにとどめるべく努力されてい
る。例えば神経外科学または整形外科学の領域での、位
置不変の身体範囲または器官に対する侵襲を最小とした
治療は既に広く応用されているが、例えば運動する器官
における意図される処置（例えば生体組織検査）に対す
るその応用には問題がある。運動しない身体範囲におけ
る処置と対照的に侵襲を最小とした治療が例えば運動す
る治療範囲を有する腹部範囲内で行われなければなら
ず、その際に運動は、例えば呼吸運動および脈動または
蠕動により惹起される。例えば１つまたは多くの器具
（例えば腹腔鏡や針）を正確に所望の目的領域、例えば
肝臓の中の病巣に向け、かつこの状況を器官の運動の間
も保証するためには、器官運動の連続的な検知が必要で
ある。
【０００３】ドイツ特許第 198 09 460号明細書には、
超音波アプリケータと結合した穿刺装置により超音波に
より表示可能でない目標を呼吸に順応して穿刺するため
の医学的照準装置が記載されている。この照準装置は磁
気共鳴装置の患者寝台に、長手方向に移動可能に配置さ
れている。超音波アプリケータならびに磁気共鳴装置に
より撮像された検査対象物の像を手がかりにして、穿刺
装置が穿刺範囲に向けられる。さらに別の従来の技術と
してドイツ特許出願公開第197 51 761号および第196 07
023明細書があげられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、治療
医または手術医が関心のある器官または治療範囲に関す
る正確な知識を得るように、器官または治療範囲の運動
の十分に正確な検知を可能にする方法を提供することで
ある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この課題は、本発明によ
れば、患者の器官または治療範囲の運動を検知するため
の方法において、多くのセンサを含んでいるナビゲーシ
ョンシステムが使用され、その患者個別の座標系が患者
にまたは位置不変の身体部分の範囲に配置されている１
つまたは多くのセンサにより定義され、運動する器官ま
たは治療範囲に対して相対的にほぼ静止している少なく
とも１つのセンサの位置が検知され、その位置データ
が、運動する器官または治療範囲の、同時に撮像されて
モニタ上に再現される像の像平面の座標系の中の位置を
求めるために使用されまたは像平面の位置が患者に対し
て相対的な撮像システムの空間的な位置を手がかりにし
て決定され、像の中で運動する器官または治療範囲の点
または部分が定義され、その運動に起因する経路が決定
され、それに基づいて運動経路に対して特徴的な少なく
とも１つの点が求められ、場合によっては別のモニタ上
の、そこに表示される座標系の中に像平面の位置と一緒
に表示されることにより解決される。
【０００６】本発明による方法の基礎として、種々のセ
ンサを検出するためのナビゲーションシステムが用いら
れる。センサとしては、例えば能動的な信号発生器また
は適当な検出手段により検出される反射器が使用され
る。医学応用の範囲でのこのようなナビゲーションシス
テムは公知である。その中でセンサの位置が求められる
ナビゲーションシステムの座標系は、各々の患者に対し
て個別に、１つまたは多くの位置不変の身体部分を手が
かりにして定義される。そのために好ましくは、例えば
胸骨、上前腸骨棘または恥骨結合の上縁のような骨付近
の範囲が利用される。この座標系の中において、本質的
に静止しているセンサの位置が検出され、それをもとに
運動する器官または治療範囲の、同時に撮像される像の
像平面の位置が求められる。代替的に像平面の検知は、
撮像システムの空間的位置を手がかりにしても行われ
る。座標系も像平面の位置もモニタに与えられ、それに
平行して場合によっては別のモニタに、撮像された像が
与えられる。この方法によって医師に、どこに像平面が
患者個別の座標系に関して位置しているかが表示され、
同時に医師は撮像された医学的像により処置すべき構造
の知識を得る。いま器官または治療範囲の運動に関する
知識を得るため、かつ運動に関する情報を座標系の中に
再現するため、医師は特に有利に点または範囲を器官、
例えば肝臓の縁にまたは範囲の中に選ぶことができる。
その場合、例えばタッチスクリーンとして構成された像
モニタを用い、直接的に実施することが可能である。さ
らにジョイスティックを介してモニタに表示可能なカー
ソルにより点または関心のある領域（ＲＯＩ）を定義す
ることも考えられる。その後に計算により座標系の中の
この選ばれた点の位置が求められ、かつこの選ばれた点
の運動が同じく検出される。座標系が表示されているモ
ニタの中で、次いで例えばすべての運動経路が連続的に
表示され、もしくは例えば肝臓の場合にはそのつどの運
動反転点が表示される。医師はそれによって運動に関す
る情報を取得し、それを手がかりにして器官または範囲
の実際の運動と相関して、撮像された像から取り出せる
ように、どの時点で器官または治療範囲が座標系の中で
表示された位置にあるかを正確に検知できる。
【０００７】本発明の実施例によれば、器官または治療
範囲の運動とならんで、器官または治療範囲に対して相
対的に導くべき少なくとも１つの医学器具の運動が検出
され、その際にモニタに同じく、ナビゲーションシステ
ムを用いて検出された少なくとも１つのセンサが配置さ
れた医学器具の位置が、座標系の中に表示される。
【０００８】これにより少なくとも１つの医学器具、例
えば針の姿勢または空間的位置もナビゲーションシステ
ムにより検出される。器具には同じく、座標系の中での
検出を可能にするセンサが位置している。この位置も医
師のためモニタ上に表示される。医師はこれを基にして
座標系内の器具の位置ならびに像平面に関する知識を
得、そしてそれによって医師に他のモニタにおいて可視
的に与えられ、医師は例えば病巣の構造に関する知識を
も取得する。病巣などの位置ならびに医学器具の位置に
関する知識から、医学器具は器官または範囲の運動にか
かわらず正確に所望の範囲の中に導かれる。
【０００９】その際に、像として超音波像またはＸ線像
を撮像することが特に目的に適うことが判明しており、
その際前者の場合には、本質的に静止しているセンサが
撮像のために使用される超音波アプリケータに配置され
ている。超音波アプリケータの位置は像平面の位置を定
義し、これはアプリケータに位置するセンサにより問題
なく検出される。その際に本発明により超音波アプリケ
ータは外から患者に当てられ、または超音波アプリケー
タが小さい身体開口を経て患者の体内に導入されて、運
動する器官または治療範囲に当てられる。位置決めの際
には、選ばれた器官の点または範囲（相応のことが治療
範囲に対しても当てはまる）が像から外れないように注
意しなければならない。Ｘ線像撮像の場合に、座標系内
の像平面の位置はシステム構成要素または中央ビームの
空間的位置を手がかりにして検知される。像平面は好ま
しくは本質的に、運動する器官または治療範囲の長軸が
定義可能であるかぎり、この長軸の方向に延びているべ
きであろう。
【００１０】以下で説明するように、運動する器官また
は治療範囲の点または部分は、例えばライトペンなどに
よりモニタ上において定義される。モニタはタッチスク
リーンモニタとして構成されていてもよい。相応のアル
ゴリズムが次いで、像の大きさの割合を知った上で、選
ばれた点または部分が座標系の中で進む実際経路を計算
し、それによりこの実際経路が表示される。
【００１１】説明した方法とならんで本発明は、さらに
それに対する代替的な方法として、患者の器官または治
療範囲の運動を検知するための方法において、多くのセ
ンサを含んでいるナビゲーションシステムが使用され、
その患者個別の座標系が患者にまたは位置不変の身体部
分の範囲に配置されている１つまたは多くのセンサによ
り定義され、運動する器官または治療範囲に少なくとも
１つのセンサが置かれ、このセンサがナビゲーションシ
ステムにより検出され、その位置が連続的にモニタ上
の、そこに表示される座標系の中に表示され、またはそ
の位置データが運動経路に対して特徴的な少なくとも１
つの点を求めるために使用され、その点がモニタ上の、
そこに表示される座標系の中に表示されることを特徴と
する方法に関する。
【００１２】この方法の実施例でも、さらに、器官また
は治療範囲に対して相対的に導くべき少なくとも１つの
医学器具の運動が検出され、その際にモニタに同じく、
ナビゲーションシステムを用いて検出された少なくとも
１つのセンサが配置されている医学器具の位置が座標系
の中に表示される。
【００１３】この本発明による方法の変形例において
は、運動経路を求めるために、運動する器官または治療
範囲に、手術によって直接に取付け可能なセンサを利用
する。その完全な経路が表示されるが、代替的にここで
も運動経路から１つまたは多くの特徴的な経路点、例え
ば運動する器官の両方の反転点が計算され、それらが次
いで表示される。一次的には、この場合に器官または治
療範囲の像の同時の撮像は省略される。なぜならば、相
応の像が通常は器官または範囲の先立つ検査に基づいて
存在しているからである。医師が、医師に同時に可視化
されるこれらの像を手がかりにして、可視化された像の
中に表示される例えば病巣などの処置範囲と、座標系の
中に表示される器官の位置ならびにその運動との相関を
作成できるかぎり、運動する器官または範囲の本来の位
置の表示がないにもかかわらず、医師は医学器具を正確
に目標に導くことが可能である。しかしもちろん、追加
的に、運動する器官または治療範囲の像を撮像し、場合
によっては別のモニタに表示することも可能であり、そ
の際にここでも目的にかなった方法で超音波像が撮像さ
れる。これにより医師は運動サイクルへの器具運動のな
お一層良好な適合を達成できる。医師が関心を持つ全範
囲にわたり器具を正確に導き終わったか否かの正確なチ
ェックを、医師はあらゆる場合に、撮像された像を手が
かりにして、器具の先端が像平面の中に入り込むときに
受ける。なぜならば、器具の先端がそのときにそこで可
視状態になるからである。
【００１４】既に説明したように、位置不変の点として
は患者の皮膚上の骨付近の点が選ばれるべきであろう。
後での検査に対して、座標系を再び以前の検査の枠内で
の座標系に従って設けることを可能にするように、本発
明によれば、選ばれた点が先ず穿刺カニューレを用いて
マークされ、続いて穿刺カニューレの位置をドキュメン
トする像、特にＸ線像が撮像され、その後にその点がカ
ニューレの中へのマーキング液の注入および続いてのそ
の除去により永久的にマークされる。
【００１５】手術医または治療医は、本発明による方法
の変形例に基づいて与えられる情報の結果として、器具
を手作業で自ら導くことができる。しかし本方法により
得られる情報は、特に有利に、座標系の中で検出された
器官または治療範囲の運動に基づいて医学器具を導くロ
ボットなどが、そしてそれに伴ない器具の運動が制御さ
れ、その際にナビゲーションシステムの側から医学器具
の空間的位置が検出されることを可能にする。求められ
た空間的な姿勢または位置データは、この本発明の実施
例により、器具を正確に目標に導くロボットなどを制御
するために使用される。個々の器具の大きさ、例えば針
の長さは判っており、器具におけるそのつどのセンサの
位置に関係して正確に針先端の位置が計算されるので、
空間的な針位置が非常に正確に決定され、かつ表示され
る。相応のことがもちろん手作業で器具を導く場合の器
具位置の検知および表示の際にも行われる。本発明にお
いて、センサとしては、電磁式、光学式または音響式セ
ンサが使用される。最後に、撮像された器官または治療
範囲をセグメント化してモニタ上に表示することも可能
である。
【００１６】本発明による方法とならんで本発明はさら
に、患者の器官または治療範囲の運動を検知するための
システムにおいて、多くのセンサを含むナビゲーション
システムを備えており、その患者個別の座標系が患者に
または位置不変の身体部分の範囲に配置されている１つ
または多くのセンサにより定義可能であり、ナビゲーシ
ョンシステムの側から運動する器官または治療範囲に対
して相対的に、本質的に静止している少なくとも１つの
センサの位置が検出可能であり、運動する器官または治
療範囲の像を撮像するための撮像システムを含み、ほぼ
静止しているセンサの位置データまたは患者に対し、相
対的な撮像システムの空間的位置を用いて、座標系内に
おいて、運動する器官または治療範囲の、撮像システム
により同時に撮像されてモニタ上に再現される像の像平
面の位置を求めるための計算装置を含んでおり、像の中
で運動する器官または治療範囲の少なくとも１つの点ま
たは部分を選ぶための手段を含んでおり、その運動に起
因する経路が計算装置の側から検知可能であり、それに
基づいて運動経路に対して特徴的な少なくとも１つの点
が求められ、そして場合によっては別のモニタ上の、そ
こに表示される座標系の中に像平面の位置と一緒に表示
されることを特徴とする患者の器官または治療範囲の運
動を検知するためのシステムに関する。
【００１７】さらに、本システムはナビゲーションシス
テムにより検出可能な少なくとも１つのセンサを備え
る、器官または治療範囲に対して相対的に導くべき少な
くとも１つの医学器具であって、その位置がナビゲーシ
ョンシステムの側から検知可能であり、かつモニタにお
いて座標系の中に表示可能である医学器具を含んでいて
よい。
【００１８】説明したシステムに対し代替的に、本発明
によるシステムは構成要素として、センサを検出するた
めのナビゲーションシステムを含んでいて、その患者個
別の座標系が患者にまたは位置不変の身体部分の範囲に
配置されている１つまたは多くのセンサにより定義可能
であり、運動する器官または治療範囲に直接に置ける少
なくとも１つのセンサを含んでおり、その座標系の中の
位置がナビゲーションシステムの側から検出可能であ
り、かつモニタにおいて表示可能であり、その際に、こ
のシステムはさらにナビゲーションシステムにより検出
可能な少なくとも１つのセンサを備え、器官または治療
範囲に対して相対的に導かれる少なくとも１つの医学器
具を含んでおり、その位置がナビゲーションシステムの
側から決定可能であり、かつモニタにおいて座標系の中
に表示可能であることを特徴とする。
【００１９】各従属請求項にあげた本発明の他の有利な
実施例とならんで、特に目的にかなった実施例では、各
システムが、少なくとも１つの医学器具を導き、そして
座標系の中で検出された器官または治療範囲の運動に関
係して制御可能なロボットなどを含んでおり、その際に
ナビゲーションシステムの側から医学器具の空間的位置
が検知可能である。各計算または検知の手順を実行する
ため、そしてロボットを制御するためにそれぞれ相異な
る計算装置を使用することもできるが、これらの課題を
ただ１台の中央の計算装置により果たすこともできる。
【００２０】
【発明の実施の形態】本発明の他の利点、特徴および詳
細は以下に説明する実施例ならびに図面により明らかに
なる。
【００２１】図１は図示されていない寝台の上に乗った
患者１を示し、その肝臓２が治療すべき病巣３を有す
る。患者１の表面には多くのセンサ４が取付けられてお
り、この実施例では第１のセンサは胸骨の下縁の範囲内
に、第２のセンサは上側の前腸骨棘の範囲内に位置して
いるが、もちろん他の前腸骨棘に他のセンサが向かい合
っていてもよい。これらの両方のセンサは、ナビゲーシ
ョンシステム５によりそれらの位置を検出される。それ
らは、その中で患者の呼吸または脈動に起因して運動す
る、治療すべき内部器官（ここでは肝臓２）が検出され
そして決定される患者個別の座標系を設定する役割をす
る。座標系のｘ、ｙおよびｚ軸の位置はセンサ４の位置
により決定される。座標系を設定するためには少なくと
も１つのセンサ４が必要であり、それよりも多くのセン
サ４は精度を向上するのに役立つ。センサ４は位置不変
の身体範囲に配置されており、そのためには骨付近の範
囲が考慮に値する。超音波撮像システム７の部分である
超音波アプリケータ６により肝臓の超音波像が撮像さ
れ、その際に像平面は本質的に肝臓２の長手方向に延び
ているべきであろう。超音波撮像システムにより撮像さ
れた像データは中央の計算装置８に与えられ、最後にそ
れらはモニタ９に超音波像の形態で出力される。その中
で、図１中に示されているように、明らかに肝臓２の運
動を見ることができる。
【００２２】いま肝臓２の運動を座標系の内部で検出し
かつ表示するためには、モニタ９において手術医または
治療医により先ず器官における点Ｐ、例えば肝臓の下側
の縁が選ばれる。これは例えば、モニタ９がタッチスク
リーンモニタとして構成されていることにより実現され
る。この点Ｐの運動が追跡され、そして計算装置８によ
り運動経路が決定される。この経路の表示は、同じくそ
の中で運動経路が検知される座標系が表示される別のモ
ニタ１０において行われる。これは、ここに例として３
つの空間軸“ｘ，ｙ，ｚ”により表示されている。座標
軸とならんでさらに、器官または特徴的な運動点の運動
に対する位置不変の基準点としての役割をするセンサ４
の両方の位置が表示されている。座標系の内部の選ばれ
た点の運動の空間方向を認識できるように、超音波アプ
リケータ６にさらに別のセンサ１１が設けられており、
このセンサを介して撮像された超音波像の像平面Ｅの位
置が検知される。像平面Ｅもモニタ１０において、そこ
に例として示されているように出力される。座標系の内
部でかつ像平面Ｅの内部に、次いで選ばれた特徴的な点
Ｐが表示され、その際に図示の例では各運動に起因する
終端位置、すなわち運動反転点が表示されている。これ
らの両方の点の間で器官、ここでは肝臓が運動する。手
術医または治療医は、この表示により手術医または治療
医に表示される超音波像と結び付けて疑いなしに肝臓の
そのつどの瞬間位置を推定し、さらにその位置が患者個
別の座標系の中でどのような位置にあるかを推定でき
る。
【００２３】いま手術医または治療医が器官を処置する
ための医学器具を正確にそれに、図示の例では病巣３に
導くためには、一方では図１に関して説明した方法によ
り得られるような器官運動の正確な知識が必要である。
他方ではさらに、手術医または治療医が、運動する器官
に対して相対的などの空間的位置を医学器具が今まさに
占めているか、そしてどの方向に医学器具を導かなけれ
ばならないかを認識できるように、患者個別の座標系の
中の医学器具の空間的位置を決定する必要がある。この
目的で医学器具、図示の例では針１２に、同じくナビゲ
ーションシステム５により検出されるセンサ１３が設け
られている。計算装置８は、座標系の中の医学器具１２
の空間的位置を求め、かつモニタ１０に出力する機能を
果たす。手術医にとってその際に、手術医が病巣３に導
きたい器具先端の位置が重要であり、従って計算装置８
は例えば医学器具１２をその全長にわたって写像し、そ
の際に計算装置８にこれが知られている。手術医はいま
モニタ１０における表示を手がかりにして座標系の内部
の、かつ像平面Ｅに対して相対的な医学器具１２の空間
的位置を正確に認識できるので、モニタ９における表示
と結び付けて医学器具１２の先端を正確に目標範囲に導
くことが可能である。最後に、先端１２が病巣３の範囲
内に到達しているとき、それが一般にモニタ９における
超音波像の中で可視であることに基づいて最終チェック
が行われる。なぜならば、それはそのとき像平面Ｅの中
に位置しているからである。この方法で手術医または治
療医が手作業で医学器具１２を導くことができる。
【００２４】それとならんで、器官の運動の知識および
座標系の内部でのその検出信号に基づき、医学器具、例
えば針１２が配置されているロボット１４またはその等
価物の運動を制御することも可能である。すなわちこの
場合には、器具１５が手作業ではなく自動的にロボット
１４により導かれる。ロボット１４の制御は、図示した
例では、計算装置８を介して行われる。すなわち計算装
置８を介してロボット１４はｘ、ｙおよびｚ方向の各運
動ならびに空間軸に対して相対的な空間角度α、βおよ
びγに関する相応の制御情報を受ける。器具が自動的に
制御されて導かれるので、必ずしも必要ではないとして
も、この場合にも、器具１５の空間的位置をモニタ１０
において像の中に挿入することが考えられる。ロボット
１４にはその運動を別々に制御可能な多くの器具が配置
されていてもよい。
【００２５】図３は器官運動を検知するための別の可能
性を示す。ここでも使用されるセンサ４とならんで、こ
の例では、直接に肝臓２上の外側に取付けられるセンサ
１６が使用される。このセンサ１６は小さい手術的侵襲
によってそこに設置される。これは直接的に肝臓と共に
運動するので、肝臓２の超音波像の検出は一次的には必
要でない。なぜならば、ナビゲーションシステム５によ
るセンサ１６の運動の検出が計算装置８に直接的に、座
標系内部のセンサ１６の運動をモニタ１０において表示
することを可能にするからである。手術医または治療医
は、この知識を手がかりにして、前検査に基づいて肝臓
の相応の像、従ってまた病巣の位置が既に与えられてい
るかぎり、ここに詳細には示されていない器具を肝臓２
に対して相対的に導くことができる。この先行する撮像
により病巣の位置とセンサ１６の位置および運動との相
関が求められるかぎり、手術医または治療医は器具を目
標範囲に導くことができる。図３に示すように、それに
もかかわらず、超音波システム７により本来の場所での
撮像を行うことが可能かつ有意義である。図３には示し
てないが、センサ１１の検出により検知可能な像平面の
位置を、モニタ１０上に出力することも可能である。医
学器具の検出は手作業による場合にも自動による場合に
も、図２に関して説明した実施例に相応して行われるの
で、それについての詳細な説明は省略する。
【００２６】図４に、器官運動の検知について第３の可
能性を示す。この可能性は原理的には図１による実施例
に相当するが、この実施例では超音波システム７の超音
波アプリケータ１７が、図１による例のように腹壁の表
面の上にではなく直接的に肝臓２の上に載せられてい
る。そのために超音波アプリケータ１７は小さい身体開
口を経て腹腔の中に入れられる。しかし超音波アプリケ
ータ１７は同じく肝臓と共に運動するのではなく、肝臓
に対して相対的に動かされない。すなわちセンサ１８
も、図１中のセンサ１１のように、運動する肝臓に対し
て相対的に静止している。運動経路の検知は図１に関し
て説明した方法と等しい方法で行われる。このことは、
ここに同じく詳細には示されていない、手作業または自
動により導くべき器具の検出に関しても当てはまる。こ
れは図２に関して説明した方法と等しい方法で行われ
る。
【００２７】最後に指摘しておくべきこととして、以上
説明した撮像システムはＸ線システムであってもよい。
この場合には像平面の検知はＸ線管とＸ線受信器との間
の中央ビームを、この場合にも相応のセンサにより定め
られる患者個別の座標系を基準にして患者に対して相対
的に向けることにより行われる。さらに指摘しておくべ
きこととして、センサの空間的位置のそのつどの検知は
それぞれナビゲーションシステムにより行われ、その際
にこれに関する計算操作は、これらの計算操作を実行す
るために相応の計算モジュールを有する中央の計算装置
８の中で行われる。もちろん中央の計算装置の代わり
に、ナビゲーションシステムおよび撮像システムに対応
付けられている別々の計算装置を使用することも可能で
ある。
【図面の簡単な説明】
【図１】器官の運動検出を示すための原理図。
【図２】器官の運動検出に基づいて器具を導くシステム
を示すための原理図。
【図３】器官の運動検出のための第２の可能性を示すた
めの原理図。
【図４】器官の運動検出のための第３の可能性を示すた
めの原理図。
【符号の説明】
１ 患者 ２ 肝臓 ３ 病巣 ４ センサ ５ ナビゲーションシステム ６ 超音波アプリケータ ７ 超音波撮像システム ８ 計算装置 ９ モニタ １０ モニタ １１ センサ １２ 医学器具 １３ センサ １４ ロボット １５ 器具 １６ センサ １７ 超音波アプリケータ １８ センサ Ｅ 像平面 Ｐ 点
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 フベルツス フォイスナー ドイツ連邦共和国 81675 ミュンヘン イスマニンガー シュトラーセ 32

Claims (30)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 患者の器官または治療範囲の運動を検知
    するための方法において、 多くのセンサを含んでいるナビゲーションシステムが使
    用され、その患者個別の座標系が患者にまたは位置不変
    の身体部分の範囲に配置されている１つまたは複数のセ
    ンサにより定義され、 運動する器官または治療範囲に対して相対的にほぼ静止
    している少なくとも１つのセンサの位置が検知され、そ
    の位置データが、運動する器官または治療範囲の、同時
    に撮像されてモニタ上に再現される像の像平面の座標系
    の中の位置を求めるために使用され、または像平面の位
    置が患者に対して相対的な撮像システムの空間的な位置
    を手がかりにして決定され、 像の中で運動する器官または治療範囲の点または部分が
    定義され、その運動に起因する経路が決定され、それに
    基づいて運動経路に対して特徴的な少なくとも１つの点
    が求められ、場合によっては別のモニタ上の、そこに表
    示される座標系の中に像平面の位置と一緒に表示される
    ことを特徴とする患者の器官または治療範囲の運動を検
    知するための方法。
  2. 【請求項２】 器官または治療範囲の運動に追加して、
    器官または治療範囲に対して相対的に導くべき少なくと
    も１つの医学器具の運動が検出され、その際にモニタ上
    に、同じくナビゲーションシステムを用いて検出された
    少なくとも１つのセンサが配置されている医学器具の位
    置が座標系の中に表示されることを特徴とする請求項１
    記載の方法。
  3. 【請求項３】 像として超音波像またはＸ線像が撮像さ
    れることを特徴とする請求項１または２記載の方法。
  4. 【請求項４】 本質的に静止しているセンサが撮像のた
    めに使用される超音波アプリケータに配置されているこ
    とを特徴とする請求項３記載の方法。
  5. 【請求項５】 超音波アプリケータが外から患者に当て
    られ、または超音波アプリケータが患者の体内に導入さ
    れて、運動する器官または治療範囲に当てられることを
    特徴とする請求項４記載の方法。
  6. 【請求項６】 像平面が運動する器官または治療範囲の
    長軸の方向に延びていることを特徴とする請求項１ない
    し５の１つに記載の方法。
  7. 【請求項７】 運動する器官または治療範囲の点または
    部分がモニタにおいて定義されることを特徴とする請求
    項１ないし６の１つに記載の方法。
  8. 【請求項８】 患者の器官または治療範囲の運動を検知
    するための方法において、 多くのセンサを含んでいるナビゲーションシステムが使
    用され、その患者個別の座標系が患者にまたは位置不変
    の身体部分の範囲に配置されている１つまたは多くのセ
    ンサにより定義され、 運動する器官または治療範囲に少なくとも１つのセンサ
    が置かれ、このセンサがナビゲーションシステムにより
    検出され、その位置が連続的にモニタ上の、そこに表示
    される座標系の中に表示され、またはその位置データが
    運動経路に対して特徴的な少なくとも１つの点を求める
    ために使用され、その点がモニタ上に表示された座標系
    の中に表示されることを特徴とする患者の器官または治
    療範囲の運動を検知するための方法。
  9. 【請求項９】 器官または治療範囲の運動に追加して、
    器官または治療範囲に対して相対的に導くべき少なくと
    も１つの医学器具の運動が検出され、その際にモニタ上
    に、同じくナビゲーションシステムを用いて検出された
    少なくとも１つのセンサが配置されている医学器具の位
    置が座標系の中に表示されることを特徴とする請求項８
    記載の方法。
  10. 【請求項１０】 追加的に運動する器官または治療範囲
    の像が撮像され、場合によっては別のモニタに与えられ
    ることを特徴とする請求項８または９記載の方法。
  11. 【請求項１１】 像として超音波像が撮像されることを
    特徴とする請求項１０記載の方法。
  12. 【請求項１２】 像平面が、運動する器官または治療範
    囲の長軸の方向に延びていることを特徴とする請求項１
    ０または１１記載の方法。
  13. 【請求項１３】 位置不変の点として、患者の皮膚上の
    骨付近の点が選ばれることを特徴とする請求項１ないし
    １２の１つに記載の方法。
  14. 【請求項１４】 選ばれた点が先ず穿刺カニューレを用
    いてマークされ、続いて穿刺カニューレの位置をドキュ
    メントする像、特にＸ線像が撮像され、その後にその点
    がカニューレの中へのマーキング液の注入およびこれに
    続く除去により永久的にマークされることを特徴とする
    請求項１ないし１３の１つに記載の方法。
  15. 【請求項１５】 座標系の中で検知された器官または治
    療範囲の運動に基づいて医学器具を導くロボットなど
    が、そしてそれに伴ない器具の運動が制御され、その際
    にナビゲーションシステムの側から医学器具の空間的位
    置が決定されることを特徴とする請求項１ないし１４の
    １つに記載の方法。
  16. 【請求項１６】 センサとして電磁式、光学式または音
    響式センサが使用されることを特徴とする請求項１ない
    し１５の１つに記載の方法。
  17. 【請求項１７】 モニタ上に、器官または治療範囲がセ
    グメント化されて表示可能であることを特徴とする請求
    項１ないし１６の１つに記載の方法。
  18. 【請求項１８】 患者の器官または治療範囲の運動を検
    知するためのシステムにおいて、 多くのセンサを含んでいるナビゲーションシステム
    （５）を備えており、その患者個別の座標系が患者
    （１）にまたは位置不変の身体部分の範囲に配置されて
    いる１つまたは多くのセンサ（４）により定義可能であ
    り、ナビゲーションシステム（５）の側から運動する器
    官または治療範囲に対して相対的に本質的に静止してい
    る少なくとも１つのセンサ（１１、１７）の位置が決定
    可能であり、 運動する器官または治療範囲の像を撮像するための撮像
    システム（７）を含み、 ほぼ静止しているセンサ（１１、１７）の位置データま
    たは患者に対して相対的な撮像システムの空間的位置を
    用いて座標系の中の、運動する器官または治療範囲の、
    同時に撮像システム（７）により撮像されてモニタ
    （９）に再現される像の像平面（Ｅ）の位置を求めるた
    めの計算装置（８）を含んでおり、 像の中で運動する器官または治療範囲の少なくとも１つ
    の点（Ｐ）または部分を選ぶための手段を含んでおり、
    その運動に起因する経路が計算装置（８）の側から決定
    可能であり、それに基づいて運動経路に対して特徴的な
    少なくとも１つの点が求められ、場合によっては別のモ
    ニタ上の、そこに表示される座標系の中に像平面（Ｅ）
    の位置と一緒に表示されることを特徴とする患者の器官
    または治療範囲の運動を表示するためのシステム。
  19. 【請求項１９】 システムがさらにナビゲーションシス
    テム（５）により検出可能な少なくとも１つのセンサ
    （１３）を備えた、器官または治療範囲に対して相対的
    に導くべき少なくとも１つの医学器具（１２、１５）を
    含んでおり、その位置がナビゲーションシステム（５）
    の側から検知可能であり、かつモニタ（１０）上の座標
    系の中に表示可能であることを特徴とする請求項１８記
    載のシステム。
  20. 【請求項２０】 撮像システム（７）が、超音波撮像シ
    ステムまたはＸ線撮像システムであることを特徴とする
    請求項１８または１９記載のシステム。
  21. 【請求項２１】 ほぼ静止しているセンサ（１１、１
    ７）が、超音波撮像システム（７）の超音波アプリケー
    タ（６）に配置されていることを特徴とする請求項２０
    記載のシステム。
  22. 【請求項２２】 超音波アプリケータ（６）が外から患
    者に当てられる超音波アプリケータまたは患者の体内に
    導入可能な、運動する器官または治療範囲に当てられる
    超音波アプリケータであることを特徴とする請求項２１
    記載のシステム。
  23. 【請求項２３】 運動する器官または治療範囲の点
    （Ｐ）または部分が、モニタ（９）上において定義可能
    であることを特徴とする請求項１８ないし２２の１つに
    記載のシステム。
  24. 【請求項２４】 モニタ（９）がタッチスクリーンモニ
    タであることを特徴とする請求項２３記載のシステム。
  25. 【請求項２５】 患者の器官または治療範囲の運動を検
    知するためのシステムにおいて、 センサを検出するためのナビゲーションシステム（５）
    を含んでおり、その患者個別の座標系が患者（１）にま
    たは位置不変の身体部分の範囲に配置されている１つま
    たは多くのセンサ（４）により定義可能であり、 運動する器官または治療範囲に直接に置ける少なくとも
    １つのセンサ（１６）を含んでおり、その座標系の中の
    位置がナビゲーションシステム（５）の側から検出可能
    であり、かつモニタ（１０）上に表示可能であることを
    特徴とする患者の器官または治療範囲の運動を検知する
    ためのシステム。
  26. 【請求項２６】 システムがさらにナビゲーションシス
    テム（５）により検出可能な少なくとも１つのセンサ
    （１３）を備えた、器官または治療範囲に対して相対的
    に導くべき少なくとも１つの医学器具（１２、１５）を
    含んでおり、その位置がナビゲーションシステム（５）
    の側から検出可能であり、かつモニタ（１０）上におい
    て座標系の中に表示可能であることを特徴とする請求項
    ２５記載のシステム。
  27. 【請求項２７】 運動する器官または治療範囲のモニタ
    に与えられる像を撮像するための撮像システム（７）を
    含んでいることを特徴とする請求項２５または２６記載
    のシステム。
  28. 【請求項２８】 撮像システム（７）が超音波撮像シス
    テムまたはＸ線撮像システムであることを特徴とする請
    求項２７記載のシステム。
  29. 【請求項２９】 少なくとも１つの医学器具（１５）を
    導き、そして座標系の中で検出された器官または治療範
    囲の運動に関係して制御可能なロボット（１４）などを
    含んでおり、その際にナビゲーションシステム（５）の
    側から医学器具（１５）の空間的位置が検出可能である
    ことを特徴とする請求項１８ないし２８の１つに記載の
    システム。
  30. 【請求項３０】 センサ（４、１１、１３、１６、１
    ７）が電磁式、光学式または音響式センサであることを
    特徴とする請求項１８ないし２９の１つに記載のシステ
    ム。
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