JP2003504112A - 目標へ誘導するための収束磁気接触走性装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 外科用機器（１２）を視覚的な情報なしで組織内の目標（１４）に案内するための誘導システム（１０）。システム（１０）は、機器（１２）に設けられた固定磁石（３０）、または、交流または直流の電磁石から放射するゼロ磁束曲線の無限群の軌道上で目標（１４）を中心位置決めする。目標（１４）へのアプローチは、目標（１４）と交差するゼロ磁束線に基づいて、直線的および曲線的な軌道を選択することを可能にする。磁石（３０）を保持する自動センタリングアタッチメント（３２）が、真直ぐな機器（１２）がシステム（１０）によって案内されるのを可能にする。ゼロ磁束線は、組織内または組織上における離隔位置に配置された磁力計（３４）によって測定される。磁力計（３４）の変換器（３８、４０、４２）が、機器（１２）がゼロ磁束線から偏位する場合に存在する磁界の強さを測定する。誘導情報がディスプレイ（５０）上でプロットされる。ディスプレイは、ユーザが機器（１２）をゼロ磁束線に沿って目標（１４）に案内することを可能にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 発明の分野 本発明は手術器具を目標位置に誘導する方法および装置に関するものである。
更に特定すれば、本発明は、磁石および磁力計を用いてゼロ磁束線上の器具を目
標の位置に誘導することに関する。

【０００２】 関連技術の説明 非常に多様な内科処置および外科処置は、手術器具が組織を的確に通過して目
標位置に到達する際最も適切に遂行され、最善の診断または治療効果が得られる
。これらの処置の一般的な例には、脳水腫処置において、異常と疑われる組織の
生検、脳室フィステル形成術を施すこと、または、脳内へシャントカテーテルを
配置することが含まれる。誘導または位置決めの改良技術が開発されている。し
かしながら、これらの技術には、どれも重大な欠陥がある。

【０００３】 これらの欠陥を例示すると、脳水腫を処置するためにシャントカテーテルを脳
内に配置するのに使用可能な技術がある。脳水腫は、主に脳脊髄液（ＣＳＦ）の
吸収不良の病気であり、脳内の脳室が徐々に拡大、展退し、ゆくゆくは隣接する
組織が永久に損傷される結果になる。その処置を行うには、頭蓋にドリルで孔を
開けシリコンシャントカテーテルまたは脳室フィステル形成管を脳室内に誘導す
るのが最も一般的である。脳脊髄液は、その通常の経路およびカテーテルを通過
する妨げられた経路から分流する。短絡装置は頭皮および本体の下を貫き、腹膜
腔（ＶＰシャント）または心房（ＶＡシャント）において終端し、脳脊髄液（Ｃ
ＳＦ）を身体の循環系に導くのが通常である。脳水腫の長期の成功すなわち制御
は、カテーテルを適切に配置することに左右される。カテーテルを誤って配置す
ると、脳組織とともに管の急性閉塞または、脈絡叢の段階的な内殖による後発の
閉塞を招く可能性がある。次に、これらの閉塞によって、更に手術を行ってカテ
ーテルを交換することが要求される。

【０００４】 位置異常の危険を極力小さくするため手術はいくつかの選択肢を有する。例え
ば、充分に説明済であるが、外部より触診可能な頭蓋ランドマークを用いて孔を
選択してあけることが可能である。次に、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）および
磁気共鳴像（ＭＲＩ）のような画像分析の評価から判断した一定の深度における
最適目標位置と交わることを見込んで、カテーテルを頭の別の触診可能ランドマ
ークに向ける。しかしながら、ランドマークは人間によってばらつくこと、心室
の大きさおよび位置の多様性ならびに手術分野を分離するのに用いられる外科的
ドレープの障害になるものためにこの手法は採用しにくい。これらの変数に起因
する位置異常が、一般的な厄介な問題となっている。

【０００５】 あるいは、リアルタイムの超音波を用い、開かれた泉門を介して乳幼児に的確
にカテーテルを導くことは可能である。しかしながら、泉門は通常生後１８ヶ月
経つと閉じてしまうため、更に年齢を重ねたときに脳を撮像するための骨孔を設
けることが強いられる。これは、他の場合には不要である。

【０００６】 また、定位固定フレームを用いてカテーテルを的確に導くことは可能であるが
、これには手術前に放射線室において長々とした目標座標の取得が必要となる。
また、フレームの使用は侵襲的な処置である、なぜなら、フレームは頭蓋に挿入
される一連のピンとともに取り付けられるからである。同様に、更に最近の「フ
レームレス定位脳手術」の技法は、配向のための基準点または標識の位置限定を
手術前に行うことが要求され、単一処置のために高価な器具を用いる。

【０００７】 手術中のＣＴおよびＭＲＩ（いわゆる開放ＭＲＩ）によって的確に誘導するこ
とが可能となるが、これらの処置のために必要とされる装置は、無菌設定、適時
手術、手術室の効率、および経費の点では大きな障害となる。なぜなら、そのよ
うな装置は手術室では通常は使用しないからである。またこれらの技法は、イオ
ン化エネルギーを放出することによって操作し、イオン化エネルギーは、ＣＴの
場合、潜在的な有害作用が累積され、ＭＲＩの場合、干渉電磁界を有する可能性
がある。

【０００８】 シャントカテーテルの内視鏡による補助的誘導により、最終配置は容易に行う
ことができるが、脳の硬い組織を通過する軌道精度、すなわち最終位置の主要な
決定要因の改善は図れない。また、単純な脳水腫の管理において、内部視覚確認
は、通常、必要ない。

【０００９】 種々の外部からの位置あわせ装置が開発されている。例えば、マサチューセッ
ツ州レイナム（Ｒａｙｎｈａｍ，Ｍａｓｓａｃｈｕｓｅｔｔｓ）所在のゴッドマ
ンアンドシャートレッフ（Ｇｏｄｍａｎ ａｎｄ Ｓｈｕｒｔｌｅｆｆ）社が製
造したガジャラ（Ｇｈａｊａｒａ）ガイドは、頭蓋に対し垂直性を保証する誘導
管である。しかしながら、ガジャラガイドは、深度制御は行わず、正中傍の冠状
入口骨孔を必要とする。また、このガイドは、頭蓋または脳室構成の人間による
ばらつきは補償しないため、位置異常を招く可能性がある。

【００１０】 したがって、ａ）単純であって、最低限の設定時間、費用、外科医の訓練また
は専門知識が必要とされるだけであり、ｂ）外科的ドレープの障害、および一般
的なランドマークの触診における困難にも拘らず手術中の的確な誘導を可能にし
、ｃ）頭のＣＴおよびＭＲＩのような手術前の画像分析に基づいて最適な目標選
択を可能にし、ｄ）患者にフレームをあてる信襲性または特別の画像処置は回避
し、そのような誘導を可能にする、さらにｅ）既存の基準に基づいて脳室機構へ
の外科的手法を構築するカテーテル配置装置が求められている。

【００１１】 また、内視鏡または他のいずれの外科器具にも結合することができ、目標への
誘導を可能とし、生検または診断用脳室鏡検査といった追加的処置を同等の精度
で行うことができるようにする誘導装置を有することは望ましいことである。経
路、例えば、脳表面上の切ってはならない大血管において、障害物が認識された
場合、「その場で」代替入口選択を可能とする誘導技法が求められている。また
、目標方向にわずかに、または大きく湾曲した軌道をユーザが選択することので
きる誘導装置が求められている。前述の技術のほとんどの場合、ユーザは直線軌
道しか選択できなかった。また、外側隆起、測定された関係、フレーム、視線ま
たはサウンドディジタイザを参照するのではなく内部すなわち体内の配列を信頼
することは有益である。

【００１２】 発明の概要 上記の要望および問題は本発明によって解決される。本発明は、略真っ直ぐな
部分または先端を有する器具と一緒に用いられる誘導装置において具現化される
。この装置は、組織内の目標領域への器具の経路を判定する。この装置は、器具
の略真っ直ぐな部分上に搭載され、一群のゼロ磁束線が等磁面に対して垂直な磁
界を発する磁石を有する。目標領域には、選択されたゼロ磁束線が交わる。自動
心出しハウジングは、手術器具の略真っ直ぐな部分に結合することが可能であり
、磁気の中心が器具に対して一線上にそろうように磁石を維持する。目標領域に
対して概ね一線上にそろうように、磁力計を離れた組織部位または部位内に配置
する。磁力計はｘ面変換器、ｙ面変換器およびｚ面変換器を含む。誘導回路は変
換器アレイに結合され、磁石が選択したゼロ磁束線から逸脱した場合これを知ら
せる。

【００１３】 また、本発明は、器具を組織内の目標領域に誘導する方法において具現化され
る。ｘ、ｙおよびｚ面変換器を有する磁力計を、組織表面または表面上に、目標
領域および予想した軌道に対して略一線上にそろうように、外部の固定入口部位
から取り付ける。磁界を発する磁石を器具に取り付ける。固定入口部位において
、器具を組織内に挿入する。磁界の磁束線を測定することによって、目標領域に
対する器具の位置を決定する。

【００１４】 また、本発明は、組織内に挿入される先端を有する手術器具と一緒に使用され
る誘導装置において具現化される。この装置は、手術器具の先端が組織内の目標
領域へ到達したことを判定する。この装置は、器具先端に磁力計を有する。この
磁力計は、ｘ面変換器、ｙ面変換器およびｚ面変換器を含む。一群のゼロ磁束線
が等磁面に対し垂直な磁界を発する磁石を備える。目標領域は選択したゼロ磁束
線と交差する。磁石を、離れた組織上に目標領域に対して略一線上にそろえて配
置する。選択したゼロ磁束線から逸脱した時に知らせる誘導回路を変換器アレイ
に結合する。

【００１５】 更に、本発明は、ｘ、ｙおよびｚ面変換器を有する磁力計を先端に備えた器具
を組織内の目標領域に誘導する方法において具現化される。外部の固定入口部位
から、目標領域および予想した軌道に対して略一線上にそろえて、体の表面の内
側または表面上に、磁石を取り付ける。この器具を組織内に挿入する。目標領域
に対するこの器具の位置決定を行うには、磁界の磁束線を測定する。

【００１６】 前述の概略の説明および以下の詳細な説明は、いずれも限定するのではなく本
発明の請求の更なる説明を行うことを意図したものであることを理解すべきであ
る。本発明に組み込みこまれ、本明細書の部分を構成する添付図面を、本発明の
方法および装置を図示し、且つ理解を更に深めるために含める。以下、添付図面
を参照して本発明の本発明の原理を説明する。

【００１７】 好ましい実施形態の詳細な説明 本発明は各種形式で実施が可能であるが、現在好ましい１つの実施形態を添付
図面を参照して説明する。以下の開示は本発明の一例であり、本発明を特定の実
施形態に限定する趣旨ではないことは理解されよう。

【００１８】 図１を参照して本発明の一例を説明する。図１には誘導システム１０が図示さ
れている。誘導システム１０を用いて、機器１２が患者の頭蓋１６内の目標位置
または領域１４に案内される。頭蓋１６は、外科医が外科的処置のために穿設し
たバーホール１８を有する。頭蓋１６は、中線額領域２０と、バーホール１８が
穿設される右後頭部とを有する。以下に説明するように、バーホール１８は目標
位置１４に対して頭蓋１６上のあらゆる便宜な表面に穿設することができる。

【００１９】 機器１２は頭蓋１６に挿入するチップ２４を有する。機器１２はこの例では内
視鏡であるが、カテーテル用スタイレットや生検プローブまたは生検針等あらゆ
る直線機器を本発明のシステム１０と共に利用することができる。機器１２は、
シャフト２６などの実質的に直線部分を有しており、該シャフトの一端にチップ
２４が連結される。シャフト２６の他端は内視鏡カメラ２８に連結される。誘導
システム１０は自動調心ハウジング３２内に取り付けられた磁石３０を含んでい
る。該自動調心ハウジングは、機器１２において直線シャフト２６上のチップ２
４から所定距離の位置に取り付けられている。頭蓋１６の中線額領域２０の代表
的な眉間上の位置に磁力計３４が設置され、機器１２に取り付けた磁石３０によ
る自動調心ハウジング３２内から放出される磁界を検出する。磁力計３４の配置
は図示の目的のためのみである。磁力計３４は目標１４に対して適切に一直線上
にある遠隔組織部位または部位内に設置することができる。

【００２０】 磁力計３４は、同心のｘ−、ｙ−、およびｚ−面変換器３８、４０、４２を持
つ変換器アレイ３６と同心設計である。各変換器３８、４０、４２は、異なる面
で磁石３０からの磁界強度を感知する。変換器３８、４０、４２は磁束ゲートタ
イプの変換器であるが、磁気抵抗センサなど他のタイプの変換器を用いることが
できる。あるいは、変換器３８、４０、４２は、磁力計３４内に直列構成として
設置することができる。この例において磁力計３４は、カリフォルニア州マウン
テンビュー（Ｍｏｕｎｔａｉｎ Ｖｉｅｗ，ＣＡ）所在のアプライドフィジック
スシステム（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｓｙｓｔｅｍｓ）社が製造する
Ｍｏｄｅｌ ５３３ Ｍｉｎｉａｔｕｒｅ ３−ａｘｉｓ Ｆｌｕｘｇａｔｅ
Ｍａｇｎｅｔｏｍｅｔｅｒ、またはミネソタ州ミネアポリス（Ｍｉｎｎｅａｐｏ
ｌｉｓ，ＭＮ）所在のハネウェル（Ｈｏｎｅｙｗｅｌｌ）社が製造するＨＭＲ２
３００ Ｓｍａｒｔ Ｍａｇｎｅｔｏｍｅｔｅｒである。ただし、他の磁力計を
使用してもよい。

【００２１】 機器１２は頭蓋１６のバーホール１８に挿入される。外科医がバーホール１８
などの固定導入部位を選択すると、以下に説明するように、これがピボットポイ
ントになり、磁力計３４によって測定された磁石３０から定義されるゼロ磁束線
に沿って目標領域１４に機器１２を案内する。磁力計３４はデータ入力４６を介
してデータインターフェース装置４４に連結される。この例のデータインターフ
ェース４４は、ユタ州ローガン（Ｌｏｇａｎ，Ｕｔａｈ）所在のキャンベルサイ
エンティフィック社（Ｃａｍｐｂｅｌｌ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ，Ｉｎｃｏｒｐ
ｏｒａｔｅｄ）が製造する２１Ｘ Ｄａｔａｌｏｇｇｅｒである。ただし、リア
ルタイムの地磁界測定および磁石の放出磁界からの減算が可能なあらゆるデータ
インターフェースを用いることができる。データインターフェース４４は、ハネ
ウェル（Ｈｏｎｅｙｗｅｌｌ）社が製造するＨＭＲ２３００デジタル磁力計など
の信号処理機能付きのデジタル磁力計を用いる場合には用いなくとも良い。磁力
計３４から取り出したデータはデータ出力ポート４８を介して出力する。

【００２２】 データインターフェース装置４４は、ＲＳ２３２ポート５２を介してコンピュ
ータ５０などの誘導回路に連結される。インターフェース装置４４は、磁力計３
４のｘ、ｙ、およびｚ面変換器３８、４０、４２のサンプリングおよび磁石３０
からの磁界の測定を制御する。磁力計３４のデータ出力のアナログ・デジタル変
換は、インターフェース装置４４によって行う。あるいは、デジタル出力は、Ｈ
ｏｎｅｙｗｅｌｌ Ｓｍａｒｔ Ｍａｇｎｅｔｏｍｅｔｅｒ ＨＭＲなどのデジ
タル磁力計からの出力を直接利用可能である。コンピュータ５０は、また、内視
鏡カメラ２８の出力に連結されたビデオ入力を有する。コンピュータ５０はディ
スプレイ装置５４に接続され、以下に図４を参照して説明するように、スクリー
ンディスプレイを生成する適切なソフトウェアおよびハードウェアを含む。

【００２３】 図２は、シャフト２６に取り付けた自動調心ハウジング３２の斜視図、図３は
断面図である。自動調心ハウジング３２は、共通ドリルビットストップと設計が
同一である。ハウジング３２は、磁石３０などの有心馬蹄またはＵ字形磁石を入
れる内形状を有する。周知のように、磁石３０の磁極は「Ｕ」形のアームの端部
にある。磁石３０のアームはシャフト２６に平行である。前方磁界強度が増すた
めアルニコ馬蹄磁石が望ましい。

【００２４】 あるは、馬蹄磁石の代わりに棒磁石を用いることができる。このような棒磁石
は、シャフト２６の垂直に取り付けて、磁極を馬蹄磁石の磁極と同様の位置に設
置する。あるいは、磁石３０は電磁石でよい。電磁石は、ＤＣ電流、パルスＤＣ
電流、またはＡＣ電流のいずれかで励起する。磁石３０には一般的なセラミック
磁石を利用することができるが、磁力計３４によるゼロ磁束線の測定を最適化す
るため、アルニコまたは希土磁石などのはるかに強力な磁石が望ましい。同様に
、ワインドアップモータまたは電気モータなどの小型ロータリー運動ソースを利
用して、ハウジング内で磁石を回転させることにより、交番磁界を得ることもで
きる。

【００２５】 磁石３０はまた、ニューヨーク州ニューヨーク（Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ，Ｎ．Ｙ．
）所在のジェネラルツールズマニュファクチュアリング社（Ｇｅｎｅｒａｌ Ｔ
ｏｏｌｓ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｉｎｃ．）が製造す
るＧｅｎｅｒａｌ Ｔｏｏｌｓ Ｐａｒｔ Ｎｏ ３７２Ａ（パラメータボタン
アルニコ磁石）などの標準磁石でもよい。システム１０を固定磁石アプローチに
よって効果的に用いることができるが、地面のフィールドのリアルタイムな減算
または機器が外科環境を通過している間のデータインターフェース４４の干渉源
の利点はない。

【００２６】 ハウジング３２は、バーホール１８から目標領域１４への略推定深度でチップ
２４からの深度で機器１２の直線部分２６に位置決めする。直線部分２６上のハ
ウジング３２の位置は、安全予防処置を利用して一般的な外科ルーラによって測
定することができる。これによって、機器１２が頭蓋１６に過剰挿入することを
防ぐ。ハウジング３２は環状スナッグリング５６によって直線部分２６に連結す
る。スナッグリング５６は、直線部分２６上のあらゆる位置でハウジング３２を
固定するよう、回転可能に調整できる。スナッグリング５６をゆるめると、ハウ
ジング３２が機器１２のチップ２４に対して直線部分２６上の異なる位置に移動
することができる。システム１０は、比較的直線的な部分を持つあらゆる機器と
共に利用でき、これによってハウジング３２の据付と調整を可能にする。 馬蹄またはＵ字形磁石３０の中心を機器１２の中心軸に位置決めする。故に、
内視鏡シャフト２６とハウジング３２の中心線は一致する。あるいは、より高い
精度が望ましい場合、磁石３０とハウジング３２の代わりに機器１２のチップ２
４に取り付けた小型磁石を使用することができる。

【００２７】 図４は、図１で機器１２のチップ２４を目標１４に向けて組織に通している間
のディスプレイ装置５４に表示される光学フィードバックスクリーン６０を示す
。ディスプレイ装置５４は、有意な磁界を放出せず、ディスプレイ装置５４を機
器１２に近接する位置に直接設置することができるため液晶ディスプレイが望ま
しい。あるいは、従来の陰極線管ディスプレイを磁石３０から少なくとも１ｍ離
して設置して、磁界干渉を軽減することができる。

【００２８】 スクリーン６０は、１組のグライドパスクロスヘア６２および６４を含む。グ
ライドパスクロスヘア６２はｘ（左右機器先端位置）軸、グライドパスクロスヘ
ア６４はｙ（上下機器先端位置）軸である。グライドパスクロスヘア６２および
６４はスクリーン６０の中央にあり、ゼロ磁束線を下がって目標１４へ外科医の
理想的なグライドパスを示す。機器１２のチップ２４のグライドパスからの逸脱
は、それぞれｘおよびｙ軸である先端位置クロスヘア６６および６８によって示
される。磁石面はガイドラインクロスヘア６２および６４から延びるコンパスヘ
ッディングライン７０としてプロットされる。先端位置クロスヘア６６および６
８を使って、外科医は機器１２のチップ２４を物理的に「引き」、スキート射撃
手がガンを設置して的で銃身を引き戻すように、先端をグライドパスクロスヘア
６２および６４に合わせる。

【００２９】 磁石３０が放出する磁界の向きを、グライドパスクロスヘア６２および６４の
交点から延びるコンパスライン７０によってスクリーン６０上に示す。コンパス
ライン７０の方向は、アークタンジェントｙ／ｘから導き、ここでｙはｙ面変換
器４０から導き、ｘはｘ面変換器３８から導く。コンパスライン７０は、ｘまた
はｙ面の磁石３０の向きを示し、機器の軌跡の補正を可能にする。

【００３０】 内視鏡機器１２のチップ２４から取った組織の内視鏡画像７２は内視鏡カメラ
２８により転送され、コンピュータ５０によって実際の位置クロスヘア６６およ
び６８の交点にセンタリングされる。チップ２４が目標１４の深度に達すると、
拡大同心円７４が内視鏡画像７２の直径と一致する。同心円７４は、機器１２が
目標１４に近づくにつれ、直径を拡大する。これにより、スクリーン６０上の機
器１２の目標アプローチの３次元主観効果が得られる。目標１４でのチップ２４
の正しい位置決めは、内視鏡画像７２およびグライドパスクロスヘア６２および
６４上の位置クロスヘア６６および６８のセンタリングと内視鏡画像７２の直径
の同心円７４の直径への一致によって示される。

【００３１】 本発明によるシステム１０の動作を、図１−４および図５を参照して説明する
が、図５は円に近似する同心楕円として棒磁石１０２の磁気中心から放出する磁
束線１００のパターンを示す。磁束線１００は、磁石１０２の中心から離れると
強度が下がる、磁界密度のイソガウス面を表す。単純な固定磁石（または電磁石
）は磁界を放出し、形状は磁石の寸法形状と磁気ドメインのアライメント向きに
影響を受ける。このパターンはイソガウス分布の近似形を表すが、正確な形状は
通常、磁石１０２から遠い垂直面でやや短い。図５はまた、図１の磁石３０など
の馬蹄またはＵ字形磁石のパターンに近似する。

【００３２】 ある時点での一定の脈動または連続交番磁気磁束分布のパターンを図５に示す
。磁石１０２から放出される磁界の強度は、磁力計変換器３８、４０、または４
２が楕円ラインに接する向きの場合、図１の磁力計３４による測定によれば、あ
らゆる磁束線１００で一定となる。

【００３３】 磁石の中心から延び、楕円または略円形磁束線に対し直角の磁束線１００と交
差する垂線が「ゼロ磁束線」１０４を限定する。磁石１０２から放出する磁界の
強度は、ｚ面変換器４２がライン１０４に対し垂直の向きを保っていれば、磁力
計３４の測定によればゼロ磁束線１０４上で常にゼロである。ゼロ磁束線１０４
とのミスアライメントにより、ｚ面変換器４２に測定可能な正または負の磁界強
度が生じる。磁界強度の逸脱がスクリーン６０に表示され、ゼロ磁束線１０４で
直接再アライメントするために必要な補正の方向と大きさを示すが、これは目標
へのグライドパスを表す。磁力計３４のｚ面変換器４２は磁束線１０４などのゼ
ロ磁束線に垂直にアライメントされる。ｘ−およびｙ−面変換器３８および４０
は、磁石１０２の回転に応じて磁石１０２からの磁気磁束のフル強度を測定する
。機器１２を磁束線１０４などのゼロ磁束線に下げると、磁石１０２の磁気中心
と交差することになり、これによって磁力計３４への正確な経路を与える。組織
中の目標が磁力計と揃うと、正確に交差することができる。

【００３４】 図１−３の磁石３０は、その位置により図５の磁界と非常によく似た水平向き
の時ｘ軸に対称磁界を放出する。Ｙ軸向きは、磁石３０をハウジング３２に沿っ
て縦位置に対し９０度回転させることにより取得する。これにより、コンパスラ
イン７０に見るｙ面の向きについて磁力計３４のｘ−およびｙ−面変換器３８お
よび４０により最大および最小磁束密度のフィードバック測定が可能になる。磁
石３０の回転は、ｘおよびｙ面両方のゼロ磁束線での通過を確保するため、定期
的に実行しなければならない。向きの変化は機械的回転磁石の使用または収納さ
れた電磁石を互いに位置から９０度のサイン波で脈動させることにより自動化で
きる。

【００３５】 あるいは、機器１２上のハウジング３２内の磁石３０がワインドアップまたは
電気モータによりリアルタイムで回転する場合、サンプリングおよびプロッティ
ングは磁束密度のｘおよびｙ磁力計測定のピークポイントで自動的に実行される
。回転する磁界に連結された自動化ディスプレイにより、外科医がグライドパス
の両面のアライメントをチェックするため物理的に磁石を回転させる必要がなく
なる。

【００３６】 グライドパスクロスヘアは、磁石３０がデータインターフェース４４からのソ
フトウェア由来データによってそれぞれｘおよびｙ面を向いた時にｚ面変換器４
２の出力によってスクリーン６０に生成される。 先端位置クロスヘア６８はｘ面で導かれ、磁力計３４のｚ面変換器４２を使っ
てゼロ磁束線（またはゼロの値）からの磁界逸脱を測定することによりスクリー
ン６０上で生成される。測定された逸脱は、ｘ面の振幅により誘導クロスヘア６
４の左または右にプロットされる。ポイントは、ｘ面変換器３８が最大磁束密度
を読み取り、ｙ面変換器４０が同時に最小磁束密度を読み取る時にプロットされ
る。

【００３７】 逆に、先端位置クロスヘア６６は、ｙ面のグライドパスからの逸脱を測定する
ことにより生成される。磁力計３４のｚ面変換器４２上のゼロ磁束線（あるいは
ゼロの値）からの逸脱が測定される。この値は、ｙ面上の振幅によりガイドライ
ンクロスヘア６２の上または下にプロットされる。ポイントは、ｙ面変換器４０
が最大磁束密度を読み取り、ｘ面変換器３８が同時に最小磁束密度を読み取る時
にプロットされる。

【００３８】 プロットはコンピュータ５０によって動作するソフトウェアにより達成される
。マサチューセッツ州ウィルミントン（Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，Ｍａｓｓａｃｈ
ｕｓｅｔｔｓ）所在のラブテック社（ＬａｂＴｅｃｈ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ
）が製造するＬａｂＴｅｃｈＣｏｎｔｒｏｌなどのプロッティングソフトウェア
を使ってスクリーン６０を生成することができる。当然ながら、磁界データを読
み取りスクリーン６０を生成させるためにあらゆる適切なソフトウェアプログラ
ムを用いることができる。適切なビデオハードウェアおよびソフトウェアを用い
てスクリーン６０上に内視鏡画像７２を表示することができる。

【００３９】 ゼロ磁束線の横断の精度は、先端とハウジング３２との間の距離が最短の内視
鏡などの直線機器を用いることによって向上させる。これは、円に近い楕円の接
線との交点でのゼロ磁束線の垂直性によるものである。実際には、ゼロ磁束線の
磁力計への収束により機器が目標に近づくと精度が向上するため、これは小規模
な限定である。

【００４０】 磁力計３４によって検出されたゼロ磁束線に沿って機器チップ２４を案内する
ため、地面の磁界効果を消し、外科環境の磁気干渉源を除去、制御あるいは減算
することが必要である。上述の収束精度の技術は、目標１４に近づく際に増大す
る磁界強度の要素を具現化するため、正常な外科環境で遭遇する干渉は最小であ
る。これは、非磁気ステンレススチール機器を従来通り使用し、手術台および顕
微鏡台の鉄やスチールなどの実質的な強磁性体材料から十分距離を置いているた
めである。正常な慣行では、機器および磁石の入ったハウジングを外科フィール
ドから少なくとも１ｍ離して磁力計をゼロにすることのみ必要である。現在の外
科慣行では、このガイドラインを採用する場合、目標としての磁力計の収束を１
ｍｍ以内とすることが実証されている。

【００４１】 さらに別のアプローチでは、目標に近づくにつれゼロ磁束線の収束に基づき同
様の精度を示す。エントリーバーホールサイト１８に、正しい向きで機器１２お
よび磁石３０の入ったハウジング３２を接触させる。機器１２は視認アライメン
ト技術により目標１４に向けられ、その内部位置を推定する。そして、磁力計３
４を、既存磁束値をゼロの値に減算することによりゼロに合わせる。機器１２が
さらに頭蓋１６に進むと、目標としての磁力計３４へのゼロ磁束線からの逸脱は
容易に認識され、上記と同一の誘導が実行され、同様の精度が得られる。

【００４２】 機器１２の目標１４への通過中のリアルタイムの地面および干渉減算は、また
、発明者の米国特許第５，６３８，８１９号、第５，７１１，２９９号および第
５，８９１，１５８号に記載されているように、ペアにした電磁石励起および地
面減算またはフィールド逆転による磁力計サンプリングを用いる補償回路の使用
によって達成できる。これらの米国特許は本明細書と一体をなすものとして参照
する。

【００４３】 一般に、目標１４へのアプローチは画像化研究を用いて選択する。この例では
、外科医は目標１４への後頭蓋アプローチを選択している。図６は頭蓋１６の軸
方向ＭＲＩスキャンで、目標１４および目標１４に通じる選択したゼロ磁束線と
磁力計３４を示す。磁界が頭蓋１６と障害のない頭皮および脳の軟組織を透過す
るにつれ、目標へのゼロ磁束軌跡ライン１０８は頭蓋１６内および外で検出可能
である。磁力計３４を、サイズおよび外部電気接続のため中線額領域２０に設置
する。磁力計３４は、目標１４および磁石３０とその磁界から下がった選択した
ゼロ磁束線１０８にある。

【００４４】 外科医が経路に重なる生きた血管などの障害に遭遇した場合、ゼロ磁束線がこ
の領域と交差する限り、隣接あるいは離れた場所に移動することができ、これも
また外科医を目標に案内する。本発明の優れた利点は、導入部位の地理的近似の
み必要とし、図６に示すような目標上の収束を可能とする広範囲なオプションが
外科医に提示される点である。さらに、比較的直線の経路に対して利点がある場
合、曲線経路を選択することができる。磁力計３４で検出される放出される磁界
ゼロ磁束線１０８は、図６に示すように目標１４上に収束する曲線軌跡線である
。さらに、同じ目標に対して追加計画なしに複数の機器について複数の逐次ある
いは同時経路を採用することができる。

【００４５】 頭蓋内目標への別のアプローチの例を図７に示すが、これは脳の代表的な冠状
カットのＭＲＩスキャンである。このアプローチでは図１−４のシステム１０と
同じ要素を採用する。目標１４は、図６に示すような頭蓋１６の側脳室の前頭角
の同一位置にある。磁力計３４は麻酔をかけた患者の口内の軟口蓋で気管の典型
的な位置の背面に設置する。外科医は、目標スペースからその交点までの範囲内
で軌跡を提供する一群のゼロ磁束線１１０を選択することができる。頭頂部の冠
状バーホールから目標への深度は、ＣＴまたはＭＲＩタイプ画像からの放射線セ
ットで容易に入手可能な従来の技術により測定できる。

【００４６】 目標１４への深度はまた、磁力計３４のｘおよびｙ面変換器３８および４０の
増加する磁界強度を測定することにより表示される。磁力計３４の第３のｚ面変
換器４２は、機器通過に向かう方向の磁束を測定し、ゼロ磁束「グライドパス」
からの逸脱を示す。そのため、磁力計３４は機器１２を目標１４へのグライドパ
スに再アライメントする補正情報を提供する。

【００４７】 上記システムのバリエーションを図８に示すが、これは磁石１５０を有するシ
ステム１０を示す。図８の同様要素は図１の相手方と同じ番号を持つ。システム
１０は、目標領域１４の上に顕微鏡１５２などの機器のアライメントを可能にす
る。顕微鏡１５２は、円筒形レンズ１５４である直線部分を持つ。レンズ１５４
は、以下に説明するように目標領域１４上に案内される。磁石１５０は、レンズ
１５４周囲に取り付ける円形磁石である。

【００４８】 磁石１５０のこの向きによって、図８に示すようにゼロ磁束線パターンが生じ
る。本実施形態では、磁力計３４のｘ面およびｙ面変換器３８および４０は、磁
石１５０からエミュレートする磁束線に平行な位置からの顕微鏡１５２と磁石１
５０の逸脱を測定する。磁石１５０の向きにより、磁力計３４のｘおよびｙ面変
換器３８および４０が磁束線に垂直であるためゼロ磁界強度を読み取る時、ゼロ
磁束線を検出することになる。逆に、ｚ面変換器４２はこれに平行で一致する時
に磁束線のフル強度を測定する。頭蓋１６での目標１４に対する磁力計３４への
磁石１５０の近似は、ゆえにｚ面変換器４２の測定する磁界の増大する強度から
導く。

【００４９】 図４に示す誘導ディスプレイ６０同様、本実施形態の誘導ディスプレイはｘ面
およびｙ面変換器３８および４０からの測定に依存する。ｘ位置およびｙ位置ク
ロスヘアは磁石１５０の実際の位置、すなわち顕微鏡１５２のレンズ１５４を表
す交点を持つ。ｘ位置クロスヘアはｘ面変換器３８の感知した磁界の強度から導
く。逆に、ｙ位置クロスヘアは、ｙ面変換器４０の感知した磁界の強度から導く
。このバリエーションは、機器１２の先端のｘおよびｙ面ゼロ磁束線位置を得る
ために磁石１５０を回転させる必要がないという利点を持つ。顕微鏡１５２を目
標１４にアライメントすることができる。顕微鏡は、目標１４に達するためエン
トリーの正確なポイントを決定するよう設置することができる。磁石１５０のア
ライメントにより、機器１２が磁力計３４から横に離れた一定の距離にある時、
目標への軌跡曲線は大きくなる。

【００５０】 本発明の別の実施形態を図９に示すが、これは図１のシステム１０に似た誘導
システム２００を示すが、磁石および磁力計のそれぞれの位置は逆である。誘導
システム２００を用いて患者の頭蓋２０６内の目標位置２０４に機器２０２を案
内する。

【００５１】 機器２０２は頭蓋２０６に挿入する先端２１４を持つ。機器２０２は先端２１
４に連結された一端を持つ直線シャフト２１６を持つ。シャフト２１６の他端は
内視鏡カメラ２１８に連結される。電磁石２２０は、頭蓋２０６の鼻梁上（眉間
）前方中線の頭皮に設置する。磁力計２２４は機器の先端２１４に設置し、磁石
２２０からの放出磁界を検出する。機器２０２はこの例では内視鏡だが、あらゆ
る形状の機器を本発明のシステム２００と共に使用することができる。

【００５２】 磁力計２２４は、同心のｘ−、ｙ−、およびｚ−面変換器２２８、２３０、お
よび２３２を有する変換器アレイ２２６を持つ。各変換器２２８、２３０、２３
２は異なる面の磁界強度を感知する。磁力計２２４は、ジョンソンアンドジョン
ソン（Ｊｏｈｎｓｏｎ ａｎｄ Ｊｏｈｎｓｏｎ）社の一部門であるニュージャ
ージー州ニューブランズウィック（Ｎｅｗ Ｂｒｕｎｓｗｉｃｋ，Ｎｅｗ Ｊｅ
ｒｓｅｙ）所在のバイオセンスコーディス−ウェブスター（Ｂｉｏｓｅｎｓｅ、
Ｃｏｒｄｉｓ−Ｗｅｂｓｔｅｒ）社の製造する磁力計先端である。

【００５３】 磁力計２２４はデータ入力２３６を介してデータインターフェース装置２３４
に連結される。データインターフェース２３４はリアルタイムの地磁界測定と磁
石の放出磁界からの減算が可能である。磁力計２３４から取ったデータは、デー
タ出力ポート２３８を介して出力する。

【００５４】 データインターフェース装置２３４はＲＳ２３２ポート２４２を介してコンピ
ュータ２４０に接続される。インターフェース装置２３４は、磁力計２２４のｘ
−、ｙ−、およびｚ−感知変換器２２８、２３０、および２３２の磁石２２０か
らの磁界のサンプリングを制御する。コンピュータ２４０はまた内視鏡カメラ２
１８の出力に接続される。コンピュータ２４０はディスプレイ装置２４４に接続
され、図４に示すものに似たスクリーンディスプレイを生成するため適切なソフ
トウェアおよびハードウェアを含む。

【００５５】 小型磁力計２２４が機器２０２の先端２１４に収納されているため、誘導シス
テム２００によってゼロ磁束線に正確な精度が可能である。さらに、本実施形態
では、磁力計２２４が先端２１４に直接設置されるため、これと先端との間の距
離を補償する必要がないので、直線あるいは曲線の機器を用いることができる。
操縦可能ファイバースコープのような柔軟な先端機器と共に別の実施形態を用い
ることができる。患者外の磁石２２０の位置により、磁石、ひいては磁界をさら
に強くし、より測定可能にすることができる。

【００５６】 図１０および図１１は、それぞれ軸方向および矢状向きの脳のＭＲＩスキャン
の代表的な図を誘導システム２００と共に示す。図１０および図１１では、目標
２０４は頭蓋２０６の側脳室の前頭角にある。磁石２２０から出る磁束線とゼロ
磁束線２５６を重ねて、機器１２を磁石２２０に向かって前向きに案内する適切
なバーホールについて選択可能な一連の収束経路を示す。検査では、前頭角で目
標と交差する収束ライン組は容易に特定可能である。後方で、磁石から上に目標
に向かうゼロ磁束線を追う潜在的導入部位を幅広く選択できる。

【００５７】 図１０および図１１のスキャンは、磁石２２０を額に設置した時の目標に向か
う収束を示す。これは、目標２０４と略位置が揃う組織内または上のあらゆる便
宜な位置に磁石２２０を設置できるため、図示目的に過ぎない。広範囲な潜在的
頭蓋導入部位を示す一群のゼロ磁束線２５６は目標領域の境界上および内に収束
する。

【００５８】 機器２０２および付属の磁力計２２４は、磁力計２２４の測定するゼロ磁束線
２５６のいずれかに沿って進めることができる。測定した磁束線を図４に似た視
認ディスプレイに用いて好適なグライドパスに沿って機器２０２を案内する。

【００５９】 本発明の方法およびシステムには、本発明の精神または範囲を逸脱することな
く各種修正およびバリエーションが可能なことは当業者にとって明白である。ゆ
えに、本発明は前記説明に限定されることなく、本発明および請求の範囲の精神
の範囲内でのすべての修正および変形をカバーするものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】 頭蓋に挿入される医療器具と一緒に使用する本発明による導入装置の斜視図で
ある。

【図２】 本発明による磁石用自動心出しハウジングの斜視図である。

【図３】 本発明の自動心出しハウジングの断面図である。

【図４】 本発明によって取得される誘導データを示す誘導表示画面である。

【図５】 本発明によって使用される磁石の磁束線および垂直な「ゼロ・磁束」軌道のチ
ャートである。

【図６】 磁束線の方向および本発明を適用する磁力計の配置を示す軸方向のＭＲＩ走査
である。

【図７】 一群の「ゼロ磁束線」および本発明を適用する磁力計の代替構成を示す脳の冠
状ＭＲＩ走査である。

【図８】 本発明による手術器具の誘導装置の変形である。

【図９】 本発明の代替実施形態のブロック図である。

【図１０】 目標領域、目標領域に向かって収束する「ゼロ磁束線」の一群および本発明の
代替実施形態を用いた磁力計を示す脳の軸方向ＭＲＩ走査である。

【図１１】 目標領域、「ゼロ磁束線」、および図１０の磁力線を示す脳の矢状ＭＲＩ走査
である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ， ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ， ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，Ｃ Ｕ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ， ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，Ｌ Ｋ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ， ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，Ｔ Ｍ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ

Claims (53)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 実質的に真直ぐな部分と先端とを有する機器と関連して使用
   するための誘導システムであって、システムが、組織内部の目標部位への機器の
   通路を検出するようになっており、 システムが、等ガウス平面に対して垂直なゼロ磁束線群を有する磁界を放出す
   る磁石を有しており、目標部位が、選択されたゼロ磁束線によって交差させられ
   、磁石が、機器の真直ぐな部分に設けられており； システムが、目標部位と略整列する遠隔組織箇所内または遠隔組織箇所上に配
   置された磁力計を有しており、磁力計がｘ平面変換器と、ｙ平面変換器と、ｚ平
   面変換器とを有しており；さらに、 システムが、磁石が選択されたゼロ磁束線から偏位するとそれを表示する変換
   器アレイに接続された誘導回路を有していることを特徴とする誘導システム。
2. 【請求項２】 システムがさらに、外科用機器の実質的に真直ぐな部分に接
   続された自動センタリングハウジングを有しており、自動センタリングハウジン
   グが磁石を、磁石の中心が機器と整列するように保持している請求項１記載の誘
   導システム。
3. 【請求項３】 誘導回路がさらに、磁力計によってゼロ磁束線に対して垂直
   な磁界の強さを測定することによって、目標部位までの距離を検出するための距
   離回路を有している請求項１記載の誘導システム。
4. 【請求項４】 変換器が、磁力計内に同心的に設けられている請求項１記載
   の誘導システム。
5. 【請求項５】 変換器が、磁力計内にインライン式に設けられている請求項
   １記載の誘導システム。
6. 【請求項６】 変換器が、磁束ゲート変換器である請求項１記載の誘導シス
   テム。
7. 【請求項７】 変換器が、磁気抵抗センサである請求項１記載の誘導システ
   ム。
8. 【請求項８】 磁石が、それぞれが磁極を有する２つのアームを備えたＵ字
   形磁石であり、２つのアームが、外科用機器の実質的に真直ぐな部分に対して平
   行に配置されている請求項２記載の誘導システム。
9. 【請求項９】 磁石が、２つの対向磁極を有する棒磁石であり、棒磁石が、
   外科用機器の実質的に真直ぐな部分に対して垂直に配置されている請求項１記載
   の誘導システム。
10. 【請求項１０】 磁石が、２つの対向磁極を有する棒磁石であり、棒磁石が
    、外科用機器の実質的に真直ぐな部分に対して平行に配置されている請求項１記
    載の誘導システム。
11. 【請求項１１】 磁石が、アルニコ、セラミックスまたは希土類から製造さ
    れている請求項１記載の誘導システム。
12. 【請求項１２】 磁石が電磁石である請求項１記載の誘導システム。
13. 【請求項１３】 電磁石が、直流電流、パルス式直流電流または交流電流に
    よって給電されるようになっている請求項１２記載の誘導システム。
14. 【請求項１４】 誘導システムがさらに、電磁石から放出された磁界からの
    位相からずれた磁界を放出する第２の電磁石を有している請求項１２記載の誘導
    システム。
15. 【請求項１５】 誘導システムがさらに、磁石に接続されたモータを有して
    おり、磁石が、交番磁界を形成するために、機器の中心軸線を中心にして回転さ
    せられるようになっている請求項１記載の誘導システム。
16. 【請求項１６】 誘導システムがさらに、誘導回路に接続されたディスプレ
    イを有しており、ディスプレイが、目標の位置に対する機器の先端の位置を示す
    ようになっている請求項２記載の誘導システム。
17. 【請求項１７】 ディスプレイが液晶ディスプレイである請求項１６記載の
    誘導システム。
18. 【請求項１８】 ディスプレイが陰極線管ディスプレイである請求項１６記
    載の誘導システム。
19. 【請求項１９】 ディスプレイが、 目標部位の位置を表す交差点を有する一組の十字線と； 機器先端の実際の位置を表す交差点を有するｘ位置線とｙ位置線とから成る一
    組の十字線とを有しており、磁界束がｘ平面変換器によって最大値で測定され、
    かつ、磁界束がｙ平面変換器によって最小値で測定されたときに、ｚ平面変換器
    によって感知された磁界の大きさから、ｘ位置線が引き出され、また、磁界束が
    ｙ平面変換器によって最大値で測定され、かつ、磁界束がｘ平面変換器によって
    最小値で測定されたときに、ｚ平面変換器によって感知された磁界の大きさから
    、ｙ位置線が引き出されるようになっている請求項１６記載の誘導システム。
20. 【請求項２０】 磁石が円形形状を有しており、機器の実質的に真直ぐな部
    分の周りに設けられている請求項１記載の誘導システム。
21. 【請求項２１】 機器が顕微鏡である請求項２０記載の誘導システム。
22. 【請求項２２】 誘導システムがさらに、誘導回路に接続されたディスプレ
    イを有しており、ディスプレイが目標の位置に対する機器の先端の位置を示すよ
    うになっており、ディスプレイが、 目標部位の位置を表す交差点を有する一組の十字線と； 磁石の実際の位置を表す交差点を有するｘ位置線とｙ位置線とから成る一組の
    十字線とを有しており、ｘ位置線はｘ平面変換器によって感知された磁界の大き
    さから引き出され、ｙ位置線はｙ平面変換器によって感知された磁界の大きさか
    ら引き出されるようになっている請求項２０記載の誘導システム。
23. 【請求項２３】 機器が内視鏡である請求項１記載の誘導システム。
24. 【請求項２４】 機器がカテーテルのためのスタイレットである請求項１記
    載の誘導システム。
25. 【請求項２５】 機器が生検プローブである請求項１記載の誘導システム。
26. 【請求項２６】 誘導システムがさらに、補償回路を有しており、補償回路
    が、磁力計のｘ、ｙおよびｚ平面変換器の磁束オフセットをゼロに減じることに
    より、地磁界の静的効果および強磁性または電磁性の直流効果に関して磁力計を
    ゼロにする請求項１記載の誘導システム。
27. 【請求項２７】 自動センタリングハウジングがさらに、環状の滑り嵌めリ
    ングを有しており、滑り嵌めリングが、実質的に真直ぐな部分の周りで緩めまた
    は締めることができ、滑り嵌めリングを緩めることによりハウジングを取り外す
    ことができる請求項２記載の誘導システム。
28. 【請求項２８】 組織内の目標部位に機器を案内する方法において、 目標部位および外側の固定入口箇所からの予想軌道と略整列した状態で、組織
    表面内部または組織表面上に、ｘ、ｙおよびｚ平面変換器を有する磁力計を位置
    固定するステップと； 磁界を放出する磁石を機器に取り付けるステップと； 固定入口箇所で組織内に機器を挿入するステップと；さらに、 磁界の磁束線を測定することによって、目標部位に対する機器の位置を検出す
    るステップとを含んで成ることを特徴とする、組織内の目標部位に機器を案内す
    る方法。
29. 【請求項２９】 方法がさらに、目標部位と磁力計とに向かって略肉眼によ
    り方向付けを行って、磁石が取り付けられた機器を固定入口箇所に配置し、磁力
    計のｘ、ｙおよびｚ平面変換器の磁束オフセットをゼロに減じることにより、地
    磁界の静的効果および強磁性または電磁性の直流効果に関して磁力計をゼロにす
    るステップを有する請求項２８記載の方法。
30. 【請求項３０】 方法がさらに、磁石が取り付けられた機器を入口箇所から
    離隔して配置し、磁力計のｘ、ｙおよびｚ平面変換器の磁束オフセットをゼロに
    減じることにより、地磁界の静的効果および強磁性または電磁性の直流効果に関
    して磁力計をゼロにするステップを有する請求項２８記載の方法。
31. 【請求項３１】 方法がさらに、位置固定された磁力計上で収束するゼロ磁
    束線群を明らかにするために、軸線方向および／または矢状方向および／または
    冠状方向の平面における等ガウス磁束平面のパターンを、身体の画像スキャンに
    オーバレイするステップを有する請求項２８記載の方法。
32. 【請求項３２】 機器を挿入するステップがさらに、入口箇所から延びて磁
    力計および目標部位で収束する、交差するゼロ磁束線を選択することを含む請求
    項２８記載の方法。
33. 【請求項３３】 方法がさらに、 目標部位を表示するステップと； 目標部位に対する機器の実際の位置を表示するステップと； 選択されたゼロ磁束軌道線と重なるように機器の位置を補正可能にするために
    、フィードバックディスプレイを提供するステップと を有する請求項３２記載の方法。
34. 【請求項３４】 方法がさらに、ゼロ磁束軌道線に沿って目標部位に通じる
    通路の深さの３次元ディスプレイを表示するステップを有する請求項３３記載の
    方法。
35. 【請求項３５】 ３次元ディスプレイが、目標部位が機器によって交差させ
    られるまで、拡大する同心円として表示される請求項３４記載の方法。
36. 【請求項３６】 位置を検出するステップが、以下のステップ、すなわち： 磁石を回転させるステップと； 磁界束がｘ平面変換器によって最大値で測定され、かつ、磁界束がｙ平面変換
    器によって最小値で測定されたときに、ｚ平面変換器によって感知された磁界の
    大きさから、機器のｘ軸位置を引き出すステップと；さらに、 磁界束がｙ平面変換器によって最大値で測定され、かつ、磁界束がｘ平面変換
    器によって最小値で測定されたときに、ｚ平面変換器によって感知された磁界の
    大きさから、ｙ軸位置を引き出すステップと を含む請求項３５記載の方法。
37. 【請求項３７】 組織内に挿入される先端を有する外科用機器と関連して使
    用するための誘導システムであって、システムが、組織内部の目標部位への外科
    的機器の先端の到着を検出するようになっており、 システムが、機器先端内に設けられた磁力計を有しており、磁力計がｘ平面変
    換器と、ｙ平面変換器と、ｚ平面変換器とを有しており； システムが、等ガウス平面に対して垂直なゼロ磁束線群を有する磁界を放出す
    る磁石を有しており、目標部位が、選択されたゼロ磁束線によって交差させられ
    、磁石が、目標部位と略整列する遠隔組織箇所上に配置されており；さらに、 システムが、磁石が選択されたゼロ磁束線から偏位するとそれを表示する変換
    器アレイに接続された誘導回路を有していることを特徴とする誘導システム。
38. 【請求項３８】 誘導回路がさらに、磁力計によってゼロ磁束線に対して垂
    直な磁界の強さを測定することによって、目標部位までの距離を検出するための
    距離回路を有している請求項３７記載の誘導システム。
39. 【請求項３９】 変換器が、磁力計内にインライン式に設けられている請求
    項３７記載の誘導システム。
40. 【請求項４０】 磁石が電磁石である請求項３７記載の誘導システム。
41. 【請求項４１】 誘導システムがさらに、誘導回路に接続されたディスプレ
    イを有しており、ディスプレイが、目標の位置に対する機器の先端の位置を示す
    ようになっている請求項３７記載の誘導システム。
42. 【請求項４２】 ディスプレイが液晶ディスプレイである請求項４１記載の
    誘導システム。
43. 【請求項４３】 ディスプレイが陰極線管ディスプレイである請求項４１記
    載の誘導システム。
44. 【請求項４４】 ディスプレイが、 目標部位の位置を表す交差点を有する一組の十字線と； 機器先端の実際の位置を表す交差点を有するｘ位置線とｙ位置線とから成る一
    組の十字線とを有しており、磁界束がｘ平面変換器によって最大値で測定され、
    かつ、磁界束がｙ平面変換器によって最小値で測定されたときに、ｚ平面変換器
    によって感知された磁界の大きさから、ｘ位置線が引き出され、また、磁界束が
    ｙ平面変換器によって最大値で測定され、かつ、磁界束がｘ平面変換器によって
    最小値で測定されたときに、ｚ平面変換器によって感知された磁界の大きさから
    、ｙ位置線が引き出されるようになっている請求項４１記載の誘導システム。
45. 【請求項４５】 機器がファイバースコープである請求項３７記載の誘導シ
    ステム。
46. 【請求項４６】 機器が内視鏡である請求項３７記載の誘導システム。
47. 【請求項４７】 ｘ、ｙおよびｚ平面変換器を有する磁力計を備えた先端を
    有する機器を、組織内の目標部位に案内する方法であって、方法が以下のステッ
    プ、すなわち： 目標部位および外側の固定入口箇所からの予想軌道と略整列した状態で、身体
    表面内部または身体表面上に、磁石を位置固定するステップと； 組織内に機器を挿入するステップと；さらに、 磁界の磁束線を測定することによって、目標部位に対する機器の位置を検出す
    るステップとを含んで成ることを特徴とする、組織内の目標部位に機器を案内す
    る方法。
48. 【請求項４８】 方法がさらに、磁力計のｘ、ｙおよびｚ平面変換器の磁束
    オフセットをゼロに減じることにより、地磁界の静的効果および強磁性または電
    磁性の直流効果に関して磁力計をゼロにするステップを有する請求項４７記載の
    方法。
49. 【請求項４９】 方法がさらに、位置固定された磁力計上で収束するゼロ磁
    束線群を明らかにするために、軸線方向および／または矢状方向および／または
    冠状方向の平面における等ガウス磁束平面のパターンを、身体の画像スキャンに
    オーバレイするステップを有する請求項４７記載の方法。
50. 【請求項５０】 機器を挿入するステップが、入口箇所から延びて磁力計お
    よび目標部位で収束する、交差するゼロ磁束線を選択することを含む請求項４７
    記載の方法。
51. 【請求項５１】 方法がさらに、 目標部位を表示するステップと； 目標部位に対する機器の実際の位置を表示するステップと； 選択されたゼロ磁束軌道線と重なるように機器の位置を補正可能にするために
    、フィードバックディスプレイを提供するステップとを有する請求項５０記載の
    方法。
52. 【請求項５２】 方法がさらに、ゼロ磁束軌道線に沿って目標部位に通じる
    通路の深さの３次元ディスプレイを表示するステップを有する請求項５１記載の
    方法。
53. 【請求項５３】 ３次元ディスプレイが、目標部位が機器によって交差させ
    られるまで、拡大する同心円として表示される請求項５２記載の方法。