JP2008539897A - 前立腺の機械的イメージングをリアルタイムで行うための方法、及び二重アレイ式トランスデューサ・プローブ - Google Patents
前立腺の機械的イメージングをリアルタイムで行うための方法、及び二重アレイ式トランスデューサ・プローブ Download PDFInfo
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Abstract
Description
特に高齢の男性の間での良性前立腺過形成(BPH)、及び前立腺癌の高い発生率が、早期発見のための効果的手法の必要性を裏付けている。前立腺癌は、毎年約30,000人もの男性の死因となっており、肺癌に次いで男性の死亡率が2番目に高い癌である。しかし、前立腺癌が早期に発見され、効果的な治療が行われた場合には、患者の生存率は大幅に向上する。前立腺癌の早期診断のための現行手法として、直腸内触診(DRE)、前立腺特異抗原(PSA)の血中濃度測定、及び経直腸超音波(TRUS)検査等がある。
然るに、本発明の目的は、前立腺等の触診可能な器官の客観性及び一貫性のある機械的イメージングのための新規な方法及び装置を提供し、手術者の技量が検査結果に及ぼす影響を排除することによって、従来技術の上記又は他の問題点を克服することである。
本発明の対象物及び種々の利点は、添付図面を参照する以下の詳細な説明を参照することで、より完全に理解されることができる。
以下、添付図面を参照して本発明について詳細な説明を示す。なお、図中において、同種の構成要素は同様の参照文字及び参照番号で示される。
Claims (40)
- 生来的な身体開口を通じて触診可能な器官の機械的イメージを行うための方法であって、
前記触診可能な器官に対して押し当てられて圧力応答データを取得するように構成された2次元の圧力センサアレイが設けられたプローブを準備するステップ(a)と
前記圧力応答データを取得するために、前記開口を通じて前記プローブを挿入し、前記プローブを前記触診可能な器官の周辺の前回と重複する様々な位置に押し当てることによって前記触診可能な器官の検査を実施するステップ(b)と、
前記圧力応答データから、各々が前記触診可能な器官に対して前記プローブを押し当てた位置に対応する複数の部分的な機械的イメージを取得するステップ(c)と、
各々の部分的な機械的イメージの、前回の部分的な機械的イメージと比較して、両者の重複部分を検出するステップ(d)と、
前記複数の部分的な機械的イメージを統合するために、各々の部分的な機械的イメージと前回の部分的な機械的イメージの重複部分を用いて、前記複数の部分的な機械的イメージから前記触診可能な器官の合成済み機械的イメージを作成するステップ(e)と、を含み、
前記触診可能な器官の完全な機械的イメージが、検査中の前記触診可能な器官の運動とは無関係に、前記2次元の圧力センサアレイを用いて取得されることを特徴とする方法。 - 前記触診可能な器官は、人間の前立腺であり、
前記生来的な身体開口は、小腸であることを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 前記プローブは、前記プローブに沿った前記圧力センサアレイに対して既知の幾何学的関係をなすように配置された補助的な圧力センサアレイをさらに備えており、
前記ステップ(b)は、前記補助的な圧力センサアレイを用いて、補助的な圧力データを取得するステップをさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 前記ステップ(b)は、前記補助的な圧力応答データから検出される補助的な基準器官から既定の距離を置いて前記触診可能な期間の仮位置を特定するステップをさらに含むことを特徴とする請求項3に記載の方法。
- 前記プローブは、配向追跡手段をさらに備えており、
前記ステップ(c)は、配向データを取得するステップをさらに含み、
前記ステップ(e)は、前記複数の部分的なイメージを統合するために前記配向データ及び前記重複部分を用いることで、前記触診可能な器官の前記合成済みイメージを作成するステップをさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 前記ステップ(e)は、前記触診可能な器官の少なくとも1つの2次元の合成済みイメージを作成するステップを含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記ステップ(e)は、前記触診可能な器官の3次元の合成済みイメージを作成するステップを含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記合成済みイメージを表示するステップ(f)をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記触診可能な器官の幾何学的パラメータ及び前記触診可能な器官の内部構造の機械的パラメータを計算するステップ(f)をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記触診可能な器官の前記合成済みイメージ、前記幾何学的パラメータ、及び内部構造の前記機械的パラメータを表示するステップ(g)をさらに含むことを特徴とする請求項9に記載の方法。
- 生来的な身体開口を通じて触診可能な器官の機械的イメージングを行うための装置であって、
前記身体開口を通過可能な寸法に形成され、前記触診可能な身体器官に押し当てられたときに圧力応答データを取得可能な2次元の圧力センサアレイを備えたプローブヘッドと、
前記プローブヘッドに連結されており、前記プローブヘッドから前記圧力応答データを取得することが可能な電子ユニットと、
前記電子ユニットに連結された処理・表示手段と、を含んでおり、
前記処理・表示手段は、前記プローブが前記触診可能な器官に対して押し当てられたときの前記圧力応答データから計算される各々の部分的な機械的イメージからなる複数の部分的な機械的イメージを計算する手段と、各々の部分的な機械的イメージと前回の部分的な機械的イメージの重複部分を検出するために両者を比較する手段と、前記複数の部分的な機械的イメージを統合するために、前記重複部分を用いて前記複数の部分的な機械的イメージを統合することで、前記複数の部分的な機械的イメージから前記触診可能な器官の合成済みイメージを作成する手段と、をさらに含むことを特徴とする装置。 - 前記触診可能な器官は、前立腺であることを特徴とする請求項11に記載のプローブ。
- 前記プローブヘッド側の圧力センサアレイは、複数の個別圧力センサを含んでおり、
前記センサは、容量性の圧力トランスデューサ、圧電性の圧力トランスデューサ、抵抗性の圧力トランスデューサ、及びマイクロマシン技術を用いた圧力トランスデューサからなる群から選択されることを特徴とする請求項11に記載のプローブ。 - 前記個別センサの数は60を超えることを特徴とする請求項13に記載のプローブ。
- 前記プローブヘッドは、ヘッド側圧力センサアレイから距離を置いて配置されており、補助的な圧力応答データを取得することが可能なシャフト側圧力センサアレイを備えたシャフトをさらに含むことを特徴とする請求項11に記載のプローブ。
- 前記プローブヘッドは、前記プローブの位置の位置データを提供することが可能な配向追跡手段をさらに含むことを特徴とする請求項11に記載のプローブ。
- 前記配向追跡手段は、3軸の磁気センサ及び2軸の加速度センサを含むことを特徴とする請求項16に記載のプローブ。
- 前記処理・表示手段は、前記3軸の磁気センサ及び前記2軸の加速度センサにより提供されたデータから、前記プローブの仰角、回転角、及びアジマス角を計算する手段をさらに含むことを特徴とする請求項17に記載のプローブ。
- 前記合成済みイメージを作成する手段は、前記触診可能な器官の幾何学的パラメータ、及び前記触診可能な器官の内部構造の機械的パラメータを計算する手段をさらに含むことを特徴とする請求項11に記載のプローブ。
- 前立腺の機械的イメージングを行うための経直腸プローブであって、
直腸に収まる形状に形成され、ヘッド側の圧力センサアレイを備えたプローブヘッドと、
縦方向のプローブシャフト軸を定義し、S字状の遠位端を有するプローブシャフトと、を含み、
前記プローブヘッドは、遠位端及び近位端を有しており、長手方向のプローブヘッド軸を定義し、
前記S字状の遠位端は、プローブヘッドの前記近位端に取り付けられ、前記長手方向のプローブヘッド軸及び前記長手方向のプローブシャフト軸の間の直線オフセットを定義し、
前記プローブシャフトの前記S字状の遠位端は、前記前立腺が検査中に前記プローブによって圧迫されたときに周辺組織及び周辺器官の攪乱を最小化することを特徴とする経直腸プローブ。 - 前記プローブヘッドは、前記ヘッド側の圧力センサアレイを包含する直線部分を含み、
前記直接部分の長さは、約25mm(1インチ)から約50mm(2インチ)の間であることを特徴とする請求項20に記載の経直腸プローブ。 - 前記直線オフセットは、約4mm(5/32インチ)から約15mm(19/32インチ)の間であることを特徴とする請求項20に記載の経直腸プローブ。
- 前記直線オフセットは、約10mm(3/8インチ)であることを特徴とする請求項22に記載の経直腸プローブ。
- プローブシャフトの前記S字状の遠位端は、前記長手方向のプローブヘッド軸と前記長手方向のプローブシャフト軸の間の角度オフセットを定義するような形状をなすことを特徴とする請求項20に記載の経直腸プローブ。
- 前記角度オフセットは、約4°から約12°の間であることを特徴とする請求項24に記載の経直腸プローブ。
- 前記プローブシャフトは、シャフト側の圧力センサアレイを含み、
前記ヘッド側圧力センサアレイは、前記シャフト側の圧力センサアレイから、それぞれの圧力センサアレイの中心間の測定値で、約40mm(1 9/16インチ)から約80mm(3 1/8インチ)の距離を置いて配置されることを特徴とする請求項20に記載の経直腸プローブ。 - 前立腺の機械的イメージを行うための二重アレイ式の経直腸プローブであって、
前立腺の機械的イメージングを行うための二重アレイ式の経直腸プローブであって、
直腸内に収まる寸法に形成され、2次元のヘッド側圧力センサアレイを備えたプローブヘッドと、
前記プローブヘッドに取り付けられ、シャフト側圧力センサアレイを備えたプローブシャフトと、を含む二重アレイ式の経直腸プローブ。 - 前記シャフト側圧力センサアレイは、少なくとも1つの直線配列の圧力センサアレイを含むことを特徴とする請求項27に記載の二重アレイ式の経直腸プローブ。
- 前記シャフト側圧力センサアレイは、少なくとも2つの直線配列の圧力センサアレイを含むことを特徴とする請求項27に記載の二重アレイ式の経直腸プローブ。
- 前記シャフト側圧力センサアレイは、3つの直線配列の圧力センサアレイを含むことを特徴とする請求項29に記載の二重アレイ式の経直腸プローブ。
- 前記3つの直線配列の圧力センサアレイは、互いに平行をなすとともに前記プローブシャフトと平行をなし、さらに前記プローブの外面から等しい間隔を置いて配置されることを特徴とする請求項30に記載の二重アレイ式の経直腸プローブ。
- 前記シャフト側の圧力センサアレイは、2次元の圧力センサアレイであることを特徴とする請求項27に記載の二重アレイ式の経直腸プローブ。
- 前立腺の機械的イメージを行うための二重アレイ式の経直腸プローブシステムであって、
直腸に収まる寸法に形成され、前記前立腺に押し当てられたときにヘッド側の圧力応答データを取得可能な2次元のヘッド側圧力センサアレイを備えたプローブヘッドと、
前記プローブヘッドに取り付けられて経直腸プローブを形成し、シャフト側の圧力応答データを取得可能なシャフト側の圧力センサアレイを含むプローブシャフトと、
前記経直腸プローブに連結され、前記ヘッド側及びシャフト側の圧力応答データを取得することが可能な電子ユニットと、
前記電子ユニットに連結された処理・表示手段と、を備え、
前記処理・表示手段は、少なくとも前記ヘッド側の圧力応答データから前記前立腺の機械的イメージを生成する手段と、前記シャフト側の圧力応答データから括約筋の位置を計算する手段と、前記前立腺の機械的イメージ及び検査中に前記前立腺から隔てて配置された括約筋の前記位置をリアルタイムで同時に表示する手段と、を含むことを特徴とするシステム。 - 前記プローブヘッドは、前記プローブヘッドの位置及び角度のデータを提供可能な配向追跡手段をさらに含むことを特徴とする請求項33に記載のシステム。
- 前記前立腺の前記機械的イメージを作成する前記手段は、前記シャフト側の圧力応答データに加えて前記配向追跡手段に基づき、前記プローブヘッドの位置及び移動方向を追跡する手段をさらに含むことを特徴とする請求項34に記載のシステム。
- 前記括約筋の位置を特定する前記手段は、前記括約筋の少なくとも2次元の機械的データを生成する手段を含むことを特徴とする請求項33に記載のシステム。
- 過剰な圧縮力を指示するアラーム手段をさらに備えており、
前記アラーム手段は、前記シャフト側の圧力応答データが、括約筋に加わる圧力による力の既定水準を超えたときに誘発されることを特徴とする請求項33に記載のシステム。 - 経直腸プローブを用いて前立腺の機械的イメージを取得することを目的とする検査の適切な技法を習得するための方法であって、
直腸に収まる寸法に形成され、前記前立腺に押し当てられたときにヘッド側の圧力応答データを取得可能な2次元のヘッド側圧力センサアレイを備えたプローブヘッドと、シャフト側の圧力応答データを取得可能なシャフト側の圧力センサアレイを備えたプローブシャフトと、を有する二重アレイ式の経直腸プローブを準備するステップ(a)と、
前記経直腸プローブに連結され、前記ヘッド側及びシャフト側の圧力応答データを取得することが可能な電子ユニットを準備するステップ(b)と、
前記電子ユニットに連結され、前記ヘッド側の圧力応答データから生成される前立腺の前記機械的イメージ、及び前記シャフト側の圧力応答データから生成される前記プローブシャフトにより周辺組織及び周辺器官に加えられる少なくとも1つの力をリアルタイムで表示する手段を含む処理・表示手段を準備するステップ(c)と、
前記前立腺検査を実施するために前記プローブを直腸内に挿入するステップ(d)と、
周辺組織及び周辺器官の移動を最小化するために前記表示手段により誘導されて前記プローブの位置を修正しながら、前記前立腺を前記プローブの下方に配置させ、前記ヘッド側圧力センサアレイを前記前立腺に対して押し当てるステップ(e)と、を含む方法。 - 前記ステップ(e)は、前記プローブシャフトにより周辺組織及び周辺器官に対して加えられる前記力を最小化するために前記表示手段により提供されるフィードバックを用いて、前記プローブヘッドの位置を修正するステップを含むことを特徴とする請求項38に記載のシステム。
- 前立腺の機械的イメージを取得するための方法であって、
エッジ部分を有する略水平面に患者を配置して、前記患者の胴体が前記水平面により支持され、前記患者の脚部が前記エッジ部分から自由に垂れ下がり、前記患者の腰付近が直角をなすようにするステップ(a)と、
圧力センサアレイを備えた経直腸プローブを準備するステップ(b)と、
前記患者の直腸内に前記経直腸プローブを挿入するステップ(c)と、
前記経直腸プローブを前記前立腺に対して繰り返し押し当てて前記圧力センサアレイに圧力応答データを生成させることにより前立腺検査を実行するステップ(d)と、
前記圧力応答データから前記前立腺の機械的イメージを生成するステップ(e)と、を含むことを特徴とする方法。
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