JP2007503237A - 手術道具及びｍｒｉのための安全設備 - Google Patents

Abstract

パレット（２２）上の患者は、MRスキャナの近傍で、トレイ（４２）からのMRIと相性がよくない器具（４０）を用いる外科手術を受ける。前記手術は、例えば、MRIと相性がいいカテーテルを挿入するかもしれない。前記手術後、前記パレット（２２）は、搬送用車輪付き担架（２６’）又は駆動装置（１２２）によって移送され、５ガウスライン（３２）を横切らされ、MRIスキャナ（１２）の撮像領域（３０）内に入れられる。前記MRIと相性がよくない器具のいずれも前記５ガウスライン（３２）を横切らないことを確かめるために、回路（５０）が、前記器具の全てが前記トレイ（４２）内の該器具の予め選択された場所に再配置されているか否かを感知する。前記回路（５０）は、前記５ガウスラインを横切っても安全であるか否かを示す照明（６０）を制御する、可動の搬送用架台（２６）におけるブレーキが解除されるのを防止する、パレット操作機構（２４）が前記パレットを前記搬送用架台に移すのを防止する、又は前記搬送用架台が該搬送用架台の前記操作機構（２４）とのドッキング位置から解放されるのを防止するといったことのうちの１つをなす。

Description

本発明は、医療用技術、とりわけ、画像診断及び外科手術(surgical procedures)に関する。

しばしば、介入及び治療用の続き部屋(interventional and therapy suites)は、磁気共鳴撮像システムとX線撮像システムとの両方を含む。典型的な介入外科手術においては、X線撮像装置のところで、磁気共鳴と相性がよくない針、はさみ、メスなどの手術器具の助けを借りて、MRIカテーテルが、挿入され、粗く配置される。具体的には、前記器具は、該器具がスキャナの５ガウスライン内に動かされる場合に、磁気共鳴システムのフリンジ磁界によって浮揚され、そのアイソセンタの方へ動かされ得る鉄鋼材を含み得る。このような浮揚され、動かされる器具は、患者及び関連要員を傷つけるおそれがある。鉄鋼材をほとんど含まず安全面でのリスクをもたらさない器具であっても、やはり、結果として生じる画像を劣化させ得る。

器具が不注意に５ガウス領域内に搬送されることがないことを確実にするために、手術器具は、続き部屋のX線側の範囲内のはっきり見える場所のボード、例えば壁に取り付けられる。続き部屋内には、１人又は２人の心臓専門医、X線技師、一般看護士及び麻酔士に加えて、しばしば安全看護士がいる。安全看護士の主な役目の１つは、続き部屋のX線側からMRI側に患者が搬送される前に、全ての器具がボードに戻されていることを確認するためにボードを監視することにある。

外傷被害者及び幾つかの他のタイプの患者にあっては、時間が最も重要である。部屋の中の外科医及び他の要員は、外科手術を完了しようと慌てているかもしれない。更に、部屋の中に約６人いれば、連絡不良などがあり得る。

現在の手法は、人間による監視に基づいており、従って、人為ミスを免れない。更に、手術のチームに安全看護士を加えることは、コスト及び費用を増す。

本発明は、上記及び他の問題を克服する。

本発明の或る態様によれば、手術器具が磁気共鳴スキャナに近づけられるのを阻止する装置が提供される。感知手段が、複数の手術器具の各々が予め選択された場所に配置されているか否かを感知する。個々の器具と接続される手段が、前記器具の全てが該器具の予め選択された場所に戻されているか否かを決定し、該器具の全てが戻されているか否かを示す信号を発する。

本発明の別の態様によれば、手術器具が磁気共鳴スキャナに近づけられるのを阻止する方法が提供される。医療器具のセットの各々が予め選択された場所に戻されているか否かの決定がなされる。次いで、前記セットの前記医療器具の全てが前記予め選択された場所に戻されているか否かの決定がなされる。この条件が満たされる場合且つその場合に限り、患者支持体は、磁界にさらされる領域内に入ることを許される。

本発明の１つの利点は、本発明が、鉄を含む手術器具がMRIスキャナの磁界内に入る可能性を低減させることにある。

本発明の別の利点は、本発明が人為ミスの可能性を低減させることにある。

別の利点は、MRと相性がいい手術器具(MR compatible surgical tools)のフルセットを取得する必要性、並びに滅菌ユニットにおいてMRと相性がいい器具及びMRと相性がよくない器具の状況を常に把握している必要性を軽減することにある。

更に別の利点は、場合によっては人件費が低減されることにある。

本発明の更に他の利点及び便益は、以下の好ましい実施例の詳細な記載を読み、理解することによって、当業者には明らかになるであろう。

本発明は、様々な構成要素及び構成要素の配列、並びに様々なステップ及びステップの配列の形を取り得る。図面は、好ましい実施例を例示する目的のものでしかなく、本発明を限定するものとして解釈されるべきではない。

図１を参照すると、手術用続き部屋は、X線撮像装置１０及び磁気共鳴撮像（MRI）装置又はスキャナ１２を収容する。図示されている実施例においては、X線撮像装置は、X線管１４と、患者支持台１８を通過したX線を対応電子信号に変換する装置１６とを含むＣアーム型スキャナである。適切な装置は、平坦な直接X線・電気信号変換パネル、ビデオカメラを備えるイメージ倍増管などを含む。X線変換装置１６は、患者支持台１８上の患者に手術を施す外科医が１つ以上のX線画像を見ることを可能にするようビデオモニタ２０と接続される。X線管は、好ましくは、X線撮影モード又は蛍光透視モードのいずれかにおいて動作可能である。Ｃアーム型X線スキャナが図示されているが、CTスキャナ、超音波及び他のタイプの非磁気スキャナも考えられる。

患者支持台１８は、パレット(pallet)２２であって、該パレット２２上に患者が支持されるパレット２２、及びX線源と、X線検出器との間に範囲を定められる撮像領域においてパレットの位置を決める機構２４を含む。X線位置決め機構２４は、パレットを上下させ、パレットを長手方向に進めることができ、支持機構２４からパレット移送手段２６、搬送用車輪付き担架(transport gurney)又はトロリ(trolley)２６’上にパレットを送り込むことが出来る。

搬送用車輪付き担架は、パレット２２を受け取るために車輪ロック部がロックされるようにして支持機構２４の端部にドッキングされる。パレットを移すのが完了するまでドッキング解除を防止するために、パレットが移される前に、電気的及び機械的な連動装置(interlocks)が係合される。パレットが移されたら、搬送用車輪付き担架は機構２４から解放されることができ、その車輪ロックは解除され得る。搬送用車輪付き担架２６’は、患者及びパレットをMRIスキャナ１２へ運ぶ。MRIスキャナでは、搬送用車輪付き担架２６’は、MRIパレット搬送機構(MRI pallet handling mechanism)２８にドッキングされる。車輪付き担架が前記機構にドッキングされ、その車輪がロックされたら、MRIパレット搬送機構２８内の自動駆動装置が、患者パレット２２を車輪付き担架からMRIスキャナの穴(bore)３０などの撮像領域内に移動させる。

磁気共鳴スキャナは、一般的に、撮像領域が規定される穴３０の内部に相対的に高い磁界(1.5T乃至3.0T)を持つ。とりわけ、超電導磁石を備えるMRIスキャナは常に「磁界にある(at field)」。即ち、穴の中には常に高い磁界がある。更に、磁気共鳴スキャナはシールドされるが、スキャナの周囲には漂遊磁界(stray magnetic fields)がある。一般的には、５ガウスライン３２が、続き部屋の床上に標示される、ロープによって線引きされる、又は別の方法で示される。５ガウスラインは、領域であって、該領域の内部では漂遊磁界が５ガウスを超える領域を標示する。この領域は、一般的に、磁石を1.5乃至2.5メートルだけ囲む。現在の安全規格は、MRIと相性がよくない鉄を含む物体及び器具は５ガウスラインの外にとどまらなければならないと規定している。当然、他の漂遊磁界強度における安全ラインも、とりわけ安全規格が変わる場合には、考えられる。

X線スキャナのところで又は搬送用車輪付き担架の上で外科手術が行なわれる場合、手術器具４０は、一般に、トレイ４２内に取り付けられる。トレイ４２は、所与の外科手術で一般に用いられる器具であるとして選択される器具のセットを受けるよう構成される。滅菌済みの器具のきれいなセット(fresh set)を備えるトレイは、該トレイが、手術用続き部屋内の外科医、看護士及び他の係員にとってはっきり観察可能であり、容易に手が届く支持台４３に手術前に取り付けられる。トレイは、続き部屋の壁部、X線スキャナの近くに配置される台などに取り付けられてもよい。

図１を参照しながら、更に図２を参照すると、トレイ４２は、手術器具の各々を受けるための領域を持つ。これらの領域は、トレイ上の図又は標識、トレイ内の器具に合うよう形づくられた凹部などによって示され得る。第１実施例においては、トレイは、対応手術器具を弾力的に把持するよう寸法を決められた金属製クリップ４４を含む。クリップの一実施例においては、器具が、クリップ４４ａ、４４ｂの対の間の導電体の役割を果たす。別の実施例においては、手術器具が、単一のクリップ４４の半体間の導体の役割を果たす。更に別の実施例においては、器具を受けるために半体又は素子が離される際に素子が関連電気スイッチ４６を閉じる。図２の図示されている実施例においては、クリップ間の回路部は直列に接続されている。トレイと支持構造部との間のプラグ及びソケットの配列４８が、手術器具の全てが所定の位置にあるか否かを決定するための電気回路又は手段５０を備える支持構造部上に配置されるきれいな器具の各トレイを相互接続する。図示されている実施例においては、回路５０は、非常に低い電圧及び電流の電源５２と、電流が器具を通る電流ループを流れているか否かを感知する電流計又は回路装置５４とを含む。回路装置５４は、電流計の代わりに、抵抗器であって、前記抵抗器の両端に接続される電圧レベル比較器５６を備える抵抗器を含む。抵抗器の両端の電圧が零である場合には、回路は開いており、手術器具は欠けている。抵抗器の両端に予め選択された電圧がある場合には、比較回路５６は、全器具がしまい込まれていることを示す信号を送信する。

器具の全てがトレイに戻されているか否かを感知する他の様々な手段もまた考えられる。例えば、前記回路は、各器具と誘導結合又は容量結合することが出来る。各手術器具の存在は、LC発振回路の周波数を変え得る。スイッチ４６は、器具がない場合に閉じられ、器具がある場合には開いているようバイアスをかけられ、直列にではなく並列に接続され得る。その場合、比較器５６は、電流の流れがない場合に、全器具がしまい込まれていることを示す信号を発することを決定する。近接センサ、磁気センサ、光学センサ及び他のものもまた利用され得る。

或る実施例においては、全器具が該器具のトレイに戻されていることを示す信号は、照明６０に５ガウスラインを越えて患者パレットを動かしても安全であることを示させる。図示されている実施例においては、照明６０は、５ガウスラインの近くに配置され、手術器具がトレイの外にある場合は常時点灯されたままである赤色ランプ６０ｒと、手術器具の全てが戻されている場合に赤色照明がオフになる際にオンになる緑色照明６０ｇとを含む。別の実施例においては、前記信号は、搬送手段２６におけるブレーキを解除するソレノイド６２又は他のこのような装置を作動させる。X線パレット移動機構(x-ray pallet maneuvering mechanism)２４との電気接続は、ドッキング連動装置を介してなされる。別の実施例においては、回路５０は、全器具がトレイ内にあると感知されるまで、X線パレット移動機構２４がパレットを搬送用車輪付き担架へ移動させるのを阻止する又は搬送用架台(transport gantry)のドッキングを解除するのを阻止する制御装置６４を起動する。別の実施例においては、前記信号は、MR領域から手術領域を分離する扉又は出入り口が開けられるのを防止するソレノイド又は他のこのような装置を作動させる。他の例においては、図３において図示されているように、パレット搬送手段２６は、X線撮像装置１０とMRIスキャナ１２との間のガイドレール１２０と、チェーン駆動装置１２２及びモータ１２４などの駆動装置とを含む。全器具４０がトレイ４２に戻されていることを感知すると、チェーン駆動装置におけるブレーキを解除し、駆動モータに電力を供給するリレーを閉じ、又は別の方法で、搬送手段がMRIスキャナに向けて５ガウスライン３２の先にパレットを移送することを可能にする。

図４を参照すると、手術器具がトレイに戻されているか否かを感知する手段が、電気式ではなく光学式である。図４の実施例においては、トレイ４２は、その器具の各々を受けるよう形づくられるくぼみ７０を郭成する。LED、光ファイバの光導体の送出端(discharge end)などといった光源７２が、くぼみの片側に取り付けられる。反対側の光源を見る側には、光源を見るよう位置決めされる受光端部を備える光ファイバ７４がある。器具の全てがトレイに戻されているか否かを決定する回路又は手段５０’は、光ファイバ７４のいずれかが各々の光源からの光を受けているか否かを決定する１つ以上の照度モニタ(lumination intensity monitors)５０’を含む。どれも各々の光源からの光を受けていない場合には、照度モニタ手段５０’は、全器具が戻されていることを示す信号を発する。他の例においては、光が見えるか否か又は受けた器具によって光が遮られているか否かをモニタするために、光ファイバではなく、光電性ダイオード(photosensitive diode)又は他の光検出器が、くぼみ７０の光源とは反対側に配置され得る。別の他の例として、光源及び受光手段は、器具が光源からの光を受光器に反射するようくぼみ内に配置されない限り受光手段が光を受けないようにくぼみの同じ側に配置されてもよい。

手術中、患者パレット２２は、X線スキャナ１０のパレット操作機構(pallet manipulating mechanism)２４の上に載せられる。新たに滅菌された手術器具のトレイ４２は、支持構造部４３に取り付けられる。患者の１つ以上のX線画像がとられ、モニタ２０上に表示される。案内用のディスプレイを用いて、MRと相性がいいカテーテルの挿入又はMRガイド下の脳生検(MR guided brain biopsy)の実行といった外科手術が行なわれる。手術中、カテーテルが適切に挿入され、配置されることを確実にするために付加的なX線画像が生成される。しかしながら、一般的に、磁気共鳴画像の方がより良好な軟組織コントラストを持つことから、このカテーテルの配置は、一般的に、該カテーテルの最終位置に近づけているに過ぎない。手術器具はトレイ４２に戻され、搬送用架台２６はパレット搬送機構２８にドッキングされる。器具の全てがトレイに戻されている場合には、パレットは移送パレットに移されることができ、搬送用車輪付き担架はドッキング解除され得る。執刀者は、照明６０が、５ガウスラインを横切っても安全であることを示しているか否かに注意して、患者及びパレットと一緒の搬送用車輪付き担架を５ガウスラインの方へ動かす。５ガウスラインを横切るのが安全ではない場合には、トレイに戻されていない手術器具のために別のチェックがなされる。照明が、５ガウスラインを横切っても安全であることを示す場合には、搬送用架台は、MRパレット操作機構２８にドッキングされ、パレット及び患者は、MRI画像が生成されるMRIスキャナ１０の穴の中に挿入される。MRI画像は、カテーテルの再配置をチェックし、必要に応じて、該カテーテルを所望の場所に正確に配置するのに用いられる。

本発明は、好ましい実施例に関して説明されている。上記の詳細な説明を読み、理解し次第、他者は修正例及び変形例を思いつくであろう。本発明は、添付されている特許請求の範囲又はその同等物の範囲内に入る限りにおいて全てのこのような修正例及び変形例を含むと解釈されるよう意図されている。

本発明に基づいて装備を施された手術用続き部屋の概略図である。 器具が該器具のトレイに戻されているか否かを感知する電気システムの好ましい実施例の概略図である。 X線撮像装置とMRI撮像装置との間でパレットを移送するための別の機構を図示する。 器具が前記トレイに戻されているか否かを感知する光学式感知システムを図示する。

Claims (21)

1. 手術器具がMRIスキャナに近づけられるのを阻止する装置であって、
   複数の手術器具の各々が予め選択された場所に配置されているか否かを感知する感知手段と、
   全手術器具が該手術器具の予め選択された場所に戻されているか否かを決定し、該手術器具が全て戻されているか否かを示す信号を発する手段とを有する装置。
2. 前記信号に応答する光学装置であって、全器具が戻されていて、磁気共鳴スキャナに近づいても安全であるか否かの可視表示を供給する光学装置を更に含む請求項１に記載の装置。
3. 前記光学装置が、５ガウスラインに隣接して配置される照明であって、前記５ガウスラインを横切っても安全であることを示すランプと、前記５ガウスラインを横切るのは安全ではないことを示すランプとを含む照明を含む請求項２に記載の装置。
4. 前記信号が、
   パレット及び関連患者をX線撮像装置から磁気共鳴撮像装置へ搬送するための患者搬送手段におけるブレーキを解除する、
   全器具が戻されていない限り連動装置が前記X線撮像装置から搬送用車輪付き担架を解放するのを防止する、
   前記X線装置のパレット操作機構が前記パレットを前記搬送用車輪付き担架に移すのを防止する、及び
   MRIスキャナ領域への扉又は出入り口が開くのを防止するといったことのうちの少なくとも１つをなす請求項１に記載の装置。
5. 個々の器具感知手段が、
   クリップであって、前記器具を、該器具が前記クリップ間の回路を閉じるようにして予め選択された場所に保持するクリップ、
   弾性クランプ素子の対を持つクリップであって、器具の両側を、該器具が前記クリップの両側間の回路を閉じるようにしてクランプするクリップ、及び
   クリップであって、前記クリップが器具を受ける場合にスイッチの状態を変更するクリップのうちの少なくとも１つを含む請求項１に記載の装置。
6. 前記器具の全てが前記予め選択された場所に戻されているか否かを感知する前記手段が、直列に接続される前記クリップ又はスイッチに電流を供給する電源と、閉ループが形成されているか否かを決定する回路とを含む請求項５に記載の装置。
7. 個々の手術器具が該手術器具の予め選択された場所にあるか否かを感知する前記手段が、
   器具の有無に応じてメカニカルスイッチを開閉する機械素子、
   近接検出器、
   前記器具との容量結合部、及び
   前記器具との誘導結合部のうちの少なくとも１つを含む請求項１に記載の装置。
8. 前記器具が戻される前記予め選択された場所が、トレイ内のくぼみを含み、個々の器具が前記予め選択された場所に戻されているか否かを決定する前記手段が、光源及び受光器であって、前記光源と前記受光器との間の光の通過が、手術器具が前記くぼみ内にあるか否かを示すように該くぼみ内に配置される光源及び受光器を含む請求項１に記載の装置。
9. 磁気共鳴撮像装置と、
   患者を支持するパレットであって、搬送手段によって前記磁気共鳴撮像装置から離れている手術位置と、該磁気共鳴撮像装置との間で搬送可能であるパレットと、
   手術器具のトレイのための支持体と、
   前記手術器具の全てが前記トレイ内の予め選択された場所に戻されているか否かを決定する請求項１に記載の装置とを有する手術用続き部屋。
10. 各器具が前記トレイに戻されているか否かを決定する前記手段が、該トレイに取り付けられ、前記器具の全てが前記トレイに戻されているか否かを決定する前記手段が、前記続き部屋内の該トレイの外部に取り付けられ、前記器具の全てが前記トレイに戻されているか否かを感知する前記手段及び前記個々の感知手段を相互接続する電気相互接続部を更に含む請求項９に記載の装置。
11. 複数のトレイを更に含み、各トレイが、特定外科手術用の手術器具を保持するよう構成される請求項１１に記載の装置。
12. X線装置を更に含み、前記搬送手段が、前記X線装置と前記磁気共鳴撮像装置との間で前記パレットを搬送する請求項９に記載の装置。
13. X線スキャナと接続されるパレット操作機構を更に含み、前記搬送用車輪付き担架が、前記パレット操作機構が前記パレットを該搬送用車輪付き担架に移すことが出来るように該パレット操作機構とドッキング可能であり、
    前記搬送用車輪付き担架が、関連ブレーキを備える車輪を含み、
    搬送用架台のブレーキが解除可能であるか否か、
    搬送機構が前記パレットを前記搬送用架台に移すことが出来るか否か、及び
    前記搬送用架台が前記パレット操作機構とのドッキング係合から解放され得るか否かのうちの少なくとも１つを制御するために、前記パレット操作機構及び前記搬送用架台の少なくとも１つに前記信号が伝達される請求項９に記載の装置。
14. 手術器具がMRIスキャナに近づけられるのを阻止する方法であって、
    医療器具のセットの各々が予め選択された場所に戻されているか否かを決定するステップと、
    前記医療器具の全てが前記予め選択された場所に戻されているか否かを決定するステップとを有する方法。
15. 前記器具の全てが戻されているか否かの決定に応じて、前記MRスキャナに近づいても安全であるか否かを示す可視表示を供給するステップを更に含む請求項１４に記載の方法。
16. 各器具が前記予め選択された場所に戻されているか否かを決定する前記ステップが、該器具を電気回路内に導電路の一部として接続するステップを更に含む請求項１４に記載の方法。
17. 各素子が前記予め選択された場所にあるか否かを感知するステップが、各器具の存在を光学的に感知するステップを含む請求項１４に記載の方法。
18. 外科手術を行なう方法であって、
    X線撮像装置に隣接するパレット上に患者を配置し、少なくとも１つのX線画像を生成するステップと、
    前記患者に外科手術を施すために器具トレイ内の予め選択された場所から手術器具を取るステップと、
    前記器具トレイ内の前記予め選択された場所に前記手術器具を戻すステップと、
    前記手術器具の全てが前記トレイ内の前記予め選択された場所に戻されているか否かを請求項１４に記載の方法に従って決定するステップと、
    全手術器具が戻されているという決定に応じて、前記患者及び前記パレットを前記X線撮像装置から磁気共鳴撮像装置へ移送するステップとを有する方法。
19. MRIと相性がよくない前記手術器具の全てが前記トレイ内の前記予め選択された場所に戻されていることを感知するのに応じて、前記MRIと相性がよくない手術器具が問題なく前記MRIスキャナに近づくことが出来る最小安全距離の可視境界を横切っても安全であるという可視表示を供給するステップを更に含む請求項１８に記載の方法。
20. 前記手術器具の全てが前記トレイ内の前記予め選択された場所に戻されているという決定に応じて、
    パレット操作手段が前記パレットを搬送用架台に移すことを可能にするステップ、
    搬送用車輪付き担架におけるブレーキが解除されることを可能にするステップ、及び
    前記搬送用車輪付き担架がパレット操作機構から解放されることを可能にするステップのうちの１つを更に含む請求項１８に記載の方法。
21. 前記トレイ内の前記予め選択された場所に前記手術器具の全ては戻されていないという決定に応じて、
    前記パレット及び前記患者を前記MRI撮像装置へ動かすのは安全ではないという可視表示を供給するステップ、
    搬送用車輪付き担架におけるブレーキが解除されるのを阻止するステップ、
    X線スキャナにおいて前記パレットを支持し、動かすパレット操作機構が該パレットを移すのを阻止するステップ、
    前記パレット操作機構に当接するドッキング位置からの前記搬送用車輪付き担架の解放を阻止するステップ、及び
    移送装置が前記パレットを前記X線スキャナから前記MRI撮像装置に動かすのを阻止するステップのうちの少なくとも１つを更に含む請求項１８に記載の方法。

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