JP2012516183A - ２つの異なるタイプのクッションを多数使用した固定 - Google Patents

Abstract

本発明は、２つの異なるタイプの膨張可能及び収縮可能なクッション（３、４）を少なくとも２つ含む固定装置を提供する。第１のタイプのクッション（３）は、膨らませた場合に変形可能であり、しぼませた場合には変形可能ではなく、一方、第２のタイプのクッション（４）は、膨張によって第１のタイプのクッションの方向に少なくとも部分的に拡張するよう配置される。当該固定装置は、改善された適合を定め、ほぼ全ての身体部位の形状及びサイズに容易且つ完全に適応する。

Description

本発明は、医用画像技術の分野に関し、特に、良質の画像データの取得に使用される固定装置に関する。

磁気共鳴画像法（ＭＲＩ）、磁気誘導断層撮影法（ＭＩＴ）、コンピュータ断層撮影法（ＣＴ）等の種々の医用画像技術が、今日知られている。これらの技術のうちほぼ全てが、動きアーチファクトに敏感であり、動きアーチファクトは、検査される対象の動きから生じ、画像を乱すか又は使用できない画像さえももたらす。従って、そのような画像処理技術のうちほとんどの技術の画像取得の期間は、いくつかの自由な動き及び固定の期間に分けることができ、画像データは、固定の状態の間でのみ得られ、対象の動きは、画像再構成の成功を可能にするよう最小限にされるか又は回避される。

患者の固定に対する従来の装置は、通常、フレーム、及び、検査されることになる患者の身体部位にフレームを固定するための固定構造を含む。しかし、そのような固定装置の適用は、これらの装置がそれぞれ患者の身体部位に適応され取り付けられる必要があるため、困難で時間がかかる。さらに、そのような厳正な固定装置が患者の体に取り付けられた後、患者は、後の検査中ずっと不動にされることが多くあり、その検査時間は、例えばＭＩＴモニタリングの場合に数時間かかり得る。従って、従来の固定装置は、患者の自由な動きを長時間制限してしまい、患者にとって非常に不快であり得る、及び／又は、閉所恐怖症を引き起こす感情をそのような検査の間に生じ得る。さらに、特に頭部に対する固定装置の適用は、エラーを起こしやすく、不完全な装置の適合を生じ、次に、動きアーチファクトを生じてしまうことが多くある。

容易に適用することができ、長い検査期間に対してさえも患者にとって簡便な、よく適合する固定装置を提供することが本発明の目的である。

この目的は、請求項１に記載の固定装置によって達成される。有利な実施形態は、従属項に与えられている。

本発明による固定装置は、２つの異なるタイプの膨張可能及び収縮可能なクッションを少なくとも２つ含み、第１のタイプのクッションは、膨らませた場合に変形可能であり、しぼませた場合には変形可能ではなく、第２のタイプのクッションは、膨張によって第１のタイプのクッションの方向へと少なくとも部分的に拡張するよう配置される。当該固定装置は、患者の身体部位の固定に適していることが好ましく、患者の頭部の固定に適していることがより好ましい。

本発明による膨張可能及び収縮可能なクッションは、ほぼ全ての身体部位の形状及びサイズに容易に適応するため、検査されることになる患者の身体部位における改善された適合、従って、改善された固定を定める。さらに、本発明による膨張可能及び収縮可能なクッションは、急速に、すなわち数秒内に適用する及び取り外すことができる。これによって、完全な画像処理を固定の部分及び非固定の部分に分けることが可能になり、固定の部分では、検査される身体部位の動きは可能ではなく、画像が取得され、非固定の部分では、動くことが可能であり、画像は取得されない。身体部位が固定される場合、その位置を登録することができ、種々の方法による後の画像再構成に使用することができる。登録のための手段及び画像再構成のための方法は、当業者には知られている。

第１のタイプのクッションは、例えば空気で満たす等して膨らませた場合に変形可能又は柔軟であり、その上に置かれた対象の形状に適応する。従って、膨らませた第１のタイプのクッションの上に対象が置かれた場合に、クッションは、対象の形状に一致するようその形状を変化させる。しぼませる状態において、クッションは堅く、もはや変形可能ではなく、その最新の形状、すなわち、膨らませたクッションの上に対象が配置された場合にとる形状を維持する。

第２のタイプのクッションは、膨張によって拡張することができ、収縮によって縮ませることができ、第１のタイプのクッションの方向へと少なくとも部分的に拡張するよう配置される。従って、膨らませた場合に第２のタイプのクッションは、第１のタイプのクッション上に置かれた対象に最終的に接触し、前記対象に対して力を及ぼす。次に、対象は、しぼまされるか又はしぼんでいく第１のタイプのクッションに押し付けられ、該クッションによって固定される。

本発明の固定装置の利点は、当該装置が非侵襲性の固定を定め、容易に且つ急速に適用することができ、固定される対象の種々の形状及びサイズに適していることである。

本発明の一実施形態において、当該固定装置は、ＭＲＩ、ＭＩＴ、及び／又は、ＣＴの適用に使用されることになる固定装置である。

本発明のさらなる実施形態において、当該固定装置は、患者の四肢、上肢、下肢、肢、関節、脚、腕、肘、前腕、手首、膝、手、頸部、及び／又は、頭部から成る群から選択される対象の固定に適している。好ましくは、当該固定装置は患者の頭部を固定することに適しており、すなわち、当該固定装置は頭部固定装置であることが好ましい。

クッションのケーシングは、いかなる適した材料からも作製することができ、好ましくは合成材料から作製され、より好ましくはプラスチックから作製される。最も好ましくは、クッションのケーシングは半剛体材料のものである。

本発明の別の実施形態において、第１のタイプのクッションは、空気室を有した天然及び／又は合成の弾性材料を含む。第１のタイプのクッションの収縮によって、空気は、前記空気室から除去され、材料を堅くする。好ましい実施形態において、空気室を有した弾性材料は泡であり、好ましくは、ポリウレタンフォーム又はスタイロフォームである。さらなる好ましい実施形態において、第２のタイプのクッションは、その上に置かれた対象を部分的に取り囲む。例えば、対象は、クッションをその下側面に接触させるだけでなく、１又は複数の外側面にも接触させることができる。

本発明のさらなる実施形態において、第２のタイプのクッションは、空気でのみ満たされ、並びに／又は、空気室を有した天然及び／若しくは合成の弾性材料を含む。好ましい実施形態において、第２のタイプのクッションは、ソフトフォームを含み、好ましくはプラスチックフォームを含む。別の好ましい実施形態において、軟質材料が、第２のタイプのクッションの表面に取り付けられる。この材料は、次に、第１のタイプのクッションの上に置かれた対象に接触する。別の好ましい実施形態において、第２のタイプのクッションは、膨張によって予め定義された形状をとり、堅くなる。好ましくは、予め定義された形状は、検査されることになる対象に一致する。本発明のさらなる好ましい実施形態において、固体装置が、例えば、ＭＩＴ、ＭＲＩ、又は、ＣＴ装置に組み立てられる場合に、１又は複数の第２のタイプのクッションが、第２のタイプのクッションの上に位置づけられる。

本発明のさらなる実施形態において、≧２、≧３、≧４、≧５の第１のタイプのクッション、及び／又は、≧２、≧３、≧４、≧５の第２のタイプのクッションが使用される。

好ましい実施形態において、第１のタイプのクッションは、頭部の下部及び／又は頸部を固定させるために使用される。さらなる好ましい実施形態において、第２のタイプのクッションは、頭部の額部分及び／又は鼻の付け根の領域に接触するために使用される。これは、頭部の敏感な領域が第２のタイプのクッションによって接触されないという利点を定めている。さらなる利点は、この固定装置が非侵襲性の固定を定め、容易且つ急速に適用することができ、頭部の種々の形状及びサイズに適していることである。

好ましい実施形態において、第１のタイプのクッションが２つ使用され、１つが、頭部の下部を固定させるために使用され、もう一方が、患者の頸部を固定させるために使用される。別の好ましい実施形態において、第２のタイプのクッションが２つ使用され、１つが、頭部の額部分に接触するために使用され、もう一方が、鼻の付け根の領域に接触するために使用される。これは、頭部のうち極度に敏感な領域が接触される必要がなく、特に優れた適合を達成することができるという利点を有している。

別の実施形態において、当該固定装置は、少なくとも１つの真空ポンプ及び／又は空気ポンプを含む。別の好ましい実施形態において、固定装置の各クッションは、別の真空ポンプ及び／又は空気ポンプに接続される。好ましい実施形態において、１又は複数の第１のタイプのクッション及び１又は複数の第２のタイプのクッションは、各クッションの膨張及び収縮を独立して定める少なくとも１つの真空ポンプ及び／又は空気ポンプに接続される。さらなる実施形態において、本発明の固定装置は、従って、上記のように配置された少なくとも１つの真空ポンプ及び／又は空気ポンプを含む。

別の実施形態において、当該固定装置は、膨張及び／又は収縮処理を支持する少なくとも１つの弁を含む。好ましくは、クッションを真空ポンプ及び／又は空気ポンプに接続する各ラインが弁を含む。さらなる実施形態において、本発明の固定装置は、従って、上記のように配置された少なくとも１つの弁を含む。

別の実施形態において、当該固定装置は、圧力及び／又は空気流を測定するための手段を少なくとも１つ含む。好ましい実施形態において、前記手段は、圧力及び／又は空気流センサである。圧力及び／又は空気流センサは、通気ラインを通過する空気の量に関する情報を提供し、各クッションの状態の情報をさらに提供する。好ましい実施形態において、第２のタイプのクッションにおける圧力センサは、自動的に患者の動き及び／又は動きの意思を検出するために使用される。別の好ましい実施形態では、第１のタイプのクッション内、及び／又は、固定装置を含むイメージング装置のベッド内に与えられる圧力ひずみゲージが、患者の位置及び／又は動きをモニターするために使用される。これは、患者の動き又は動きの意思を自動的に登録することができ、例えば、当該固定装置は、患者の動きを実行するよう患者を解放することができ、及び／又は、イメージング装置は、動きが検出された場合に測定を実行することができないという利点を定めている。

別の実施形態において、当該固定装置は、クッションの膨張及び／又は収縮を制御するための手段を少なくとも１つ含む。好ましい実施形態において、前記手段は、固定処理に作用し、且つ、圧力及び／又は空気流を測定するための手段のデータを処理する電子制御システムである。

本発明の別の実施形態において、当該固定装置は、オペレータパネル、コンピュータ、又は、患者のための遠隔ボタン等のさらなる制御ユニットに接続可能である。

本発明の別の実施形態では、当該固定装置は、クッションの配置の固定を支持する機械手段を少なくとも１つさらに含む。

本発明のさらなる実施形態では、当該固定装置は、患者によって操作可能な、固定を解く制御手段を含む。そのような制御手段は、１又は複数の弁を開く、並びに／又は、真空及び／若しくは空気ポンプを制御して第１のタイプのクッションを膨らませる、及び／又は、第２のタイプのクッションをしぼませることができる。これは、患者が、例えば、不快に感じる場合に容易且つ急速に固定を解くことができるという利点を有している。好ましい実施形態において、前記制御手段は、ボタン及び／又は遠隔ボタンである。

別の実施形態において、当該固定装置は、固定される患者の身体部位、好ましくは頭部の位置及び／又は配向を登録する位置測定システムをさらに含む。これは、これらの情報が結果としての画像再構成にとって有用であり得るという利点を有している。

さらなる実施形態では、本発明の固定装置は、乳児及び／若しくは新生児を支持する、並びに／又は、固定させるために使用される。この実施形態は、第２のタイプのクッションにおけるさらなる圧力センサを使用して、自動的に乳児及び／若しくは新生児の動き並びに／又は動きの意思を検出する場合に、特に有利である。

さらにより好ましくは、当該固定装置はそのうえ、例えば、検査中に患者、乳児、及び／又は新生児を温かく保つために、加温システムを含む。

本発明のさらなる実施形態において、本発明の固定装置は、脊柱後弯症及び／若しくは脊柱前弯症を被り、例えば、ＭＩＴ又はＣＴにおいて横たわるのが苦痛な場合が多くある患者を支持する、並びに／又は、固定させるために使用される。

別の実施形態では、本発明の固定装置は、患者の関節を固定させ、同時に、本発明によるクッションのうち少なくとも１つのクッションによって前記関節に機械的ストレスを加えるために使用される。これは、ストレス下での関節のさらなる及び価値ある診断画像情報を検査から得ることができるという利点を有している。本発明の好ましい実施形態において、機械的ストレス下での関節は、膝、肘、足首、手首、及び／又は、指である。

別の実施形態では、本発明による固定装置は、画像装置、好ましくは、ＭＩＴ、ＭＲＩ、又はＣＴ内に組み立てられる。従って、本発明は、本発明の固定装置を含むいかなるイメージング装置もさらに対象としている。本発明のさらなる実施形態において、当該固定装置は、別のアプライアンスとして提供される。後者の場合、当該固定装置はラック上に乗せることができる。

さらなる態様において、本発明は、本発明による固定装置又はイメージングシステムを操作する方法に関わり、当該方法は、ａ）第１のタイプのクッションをしぼませる、及び、第２のタイプのクッションを膨らませるステップを含む。

一実施形態において、当該方法は、ｂ）画像データを取得するステップ；並びに／又は、ｃ）第１のタイプのクッションを膨らませる、及び、第２のタイプのクッションをしぼませるステップをさらに含む。

好ましい実施形態において、ＭＲＩ、ＭＩＴ、又はＣＴによってデータ取得が実行される。

好ましい実施形態において、固定された身体部位の固定の質は、ステップｂ）における画像データの取得の前に測定される。これは、身体部位の固定が良質のデータ取得を可能にするのに十分である場合のみに、データ取得を実行することができるという利点を有している。このように、良質の画像データが、完全な固定の間のみ取得される。

別の好ましい実施形態では、ステップａ）からｃ）が少なくとも２度実行される。言い換えると、画像データの取得時間は、等しい又は異なる持続時間の少なくとも２つの期間に分割される。これは、患者が不快であると気づき得る長い時間固定される必要がないという利点を有している。正しくは、画像取得の期間は、より短い持続時間の２つ以上の期間に分割され、長い持続時間の検査中でさえも患者に対してより心地良い感情をもたらす。

さらなる好ましい実施形態において、固定された身体部位の位置は、各固定期間に対して登録される。従って、少なくとも２つのデータ取得期間が実行される場合、取得された画像データを、この位置情報を利用する後の画像再構成の間に処理することができる。

さらなる好ましい実施形態において、クッションの膨張及び収縮は、同時に又は引き続いて実行される。好ましくは、膨張及び収縮が同時に実行される。膨張及び収縮が引き続いて実行される場合、第一に１又は複数の第１のタイプのクッションをしぼませて、続いて、１又は複数の第２のタイプのクッションを膨らませることが好ましい。

別の実施形態では、当該方法は、ｄ）画像データを処理するステップをさらに含む。そのような画像データの処理は画像再構成としても知られており、例えばＭＲＩ又はＭＩＴシステムによって取得された画像データは処理され、画像として表示される。好ましくは、別の固定期間の間に取得された少なくとも２つの画像データのセットが、固定された身体部位の位置に対するデータと共に処理される。

別の好ましい実施形態において、画像として表示することができるこれらの処理されたデータは、そこから医療情報を引き出すために、別のステップｅ）において、例えば医師によって評価される。例として、画像再構成から生じる画像を医師が使用して、脳の損傷、頭蓋骨の骨折、及び／又は、脳腫瘍を診断することができる。

本発明の上記及び他の態様が、以下に記述した実施形態から明らかになり、該実施形態を参考にして説明される。

頭部固定装置がＣＴ内に組み立てられた、固定装置の好ましい実施形態を示している。

図１は、本発明による固定装置の好ましい実施形態を示しており、当該固定装置は、ＭＩＴシステム内に組み立てられた頭部固定装置である。画像取得のためのセンサ２を含む断層撮影機１が示されている。さらに、断層撮影機は、本発明による４つのクッション３、４を含む固定装置を含む。

クッション３は第１のタイプのクッションであり、クッション４は第２のタイプのクッションである。患者は、断層撮影機内に仰臥位で配置され、患者の後頭部（ｌｏｗｅｒ ｈｅａｄ）及び頸部が、それぞれ頭部及び頸部の形状をとったクッション３に支えられている。

２つの第２のタイプのクッション４は、それぞれ、患者の頭部の額部分及び鼻の付け根の領域に接触するよう配置されている。このように、患者の頭部のうち敏感な領域はどれも接触されない。

クッション３、４のケーシングは、半剛体のプラスチック材料から作製され、第１のタイプのクッション３はスタイロフォームを含み、第２のタイプのクッション４は軟質のプラスチックフォームを含み、第１のタイプのクッションの上に置かれた対象に接触している。

クッション３及び４は真空ポンプ／空気ポンプ６及び弁５に接続され、別々にクッションの膨張及び収縮を管理することを可能にしている。さらに、真空ポンプ／空気ポンプ６に接続された電子制御システム７が示されている。

初めに、第１のタイプのクッション３は空気で満たされる。従って、第１のタイプのクッション３は柔らかく柔軟であり、その形状を患者の頭部に容易に適応させることができる。第２のタイプのクッション４はしぼまされるため、その容積は小さい。頭部は、画像装置内に置くことができ、快適な位置に頭部を動かすことができるように患者の動きは可能にされる。

固定が達成されると、空気は真空ポンプによってクッション３から除かれる。これらのクッションは後にその形状を維持し、堅くなる。このように、患者の頭部はその位置に固定される。さらに、クッション３をしぼますと同時にクッション４を膨らませ、固定を保証及び強化する。膨張及び収縮の工程は、各クッションに接続された圧力及び空気流センサを利用して、各クッションに対して個々に制御される。

さらに、ＭＩＴ画像処理が始まるべきであるかどうかを判断するために、固定の質が測定される。固定が十分強くないなら、前のステップを繰り返してより優れた固定を達成する。

受け入れ可能な固定の状態に達した場合、頭部の位置は登録され、得られた情報は、後の画像再構成及び分析方法に使用される。

固定にて膨らませたクッション４に接続された圧力センサは、動き及び動きの意思の検出をそれぞれ可能にする。そのような場合、固定を解くことができ、後に、異なる位置の頭部で再度確立することができる。

当該システムは、動き、クッション内の圧力、及び、固定の持続時間をモニターすることによって、患者にとって受け入れられない不快感を防ぐ。さらに、即座に固定を解くことは、ボタンを押すことによって患者により引き起こすこともできる。

固定からの解放は、弁を開いてクッション３を空気で満たし、クッション４から空気を除くことによって行われる。これは、数秒内に行うことができる。

画像取得の期間は、いくつかの短い固定期間に分けられ、固定を解くことは、例えば、意図された動きによって、又は、ボタンを押すことによって患者により引き起こすことができる。あるいは、当該システムは、動き及び静止を自動的に検出するか、又は、特定のタイムスライスを定める。画像は、頭部が固定された場合のみ取得されるべきである。

データ取得及び患者の解放後、画像データは画像再構成によって処理され、別の固定期間の間に取得した画像データのセット全てが、固定された身体部位の位置に対するデータと共に処理される。

これらの処理されたデータは、次に、画像として表示され、そこから医療情報を引き出すために主治医によって評価される。

本発明は、図面並びに前述の説明において詳細に例示及び記述されてきたけれども、そのような例示及び記述は、実例となる又は例証的であり、限定的ではないと考慮されることになり、本発明は、開示された実施形態に限定されない。

開示された実施形態に対する他の変形は、本発明を実行することにおいて当業者によって、図面、開示、及び、付随の特許請求の範囲の検討から理解及び実施することができる。特許請求の範囲において、「含む」という単語は、他の要素又はステップを除外せず、不定冠詞は、複数形を除外しない。相互に異なる従属請求項に特定の手段が記載されているという単なる事実は、これらの手段の組み合わせを利するよう使用することができないと示しているわけではない。特許請求の範囲におけるいかなる参照番号も、範囲を限定するとして解釈されるべきではない。

患者の固定に対する従来の装置は、通常、フレーム、及び、検査されることになる患者の身体部位にフレームを固定するための固定構造を含む。しかし、そのような固定装置の適用は、これらの装置がそれぞれ患者の身体部位に適応され取り付けられる必要があるため、困難で時間がかかる。さらに、そのような厳正な固定装置が患者の体に取り付けられた後、患者は、後の検査中ずっと不動にされることが多くあり、その検査時間は、例えばＭＩＴモニタリングの場合に数時間かかり得る。従って、従来の固定装置は、患者の自由な動きを長時間制限してしまい、患者にとって非常に不快であり得る、及び／又は、閉所恐怖症を引き起こす感情をそのような検査の間に生じ得る。さらに、特に頭部に対する固定装置の適用は、エラーを起こしやすく、不完全な装置の適合を生じ、次に、動きアーチファクトを生じてしまうことが多くある。仏国特許出願ＦＲ ２ ３７７ ７９５号は、体を不動にする装置を示している。

Claims (14)

1. ２つの異なるタイプの膨張可能及び収縮可能なクッションを少なくとも２つ含む固定装置であって、
   第１のタイプのクッションは、膨らませた場合に変形可能であり、しぼませた場合に変形可能ではなく、
   第２のタイプのクッションは、膨張によって前記第１のタイプのクッションの方向に少なくとも部分的に拡張するよう配置される、固定装置。
2. 軟質材料が前記第２のタイプのクッションの表面に取り付けられる、請求項１に記載の固定装置。
3. 前記第２のタイプのクッションが膨張によって、予め定義された形状をとる、請求項１に記載の固定装置。
4. 少なくとも１つの真空ポンプ及び／又は空気ポンプをさらに含む、請求項１に記載の固定装置。
5. 圧力及び／又は空気流を測定するための手段を少なくとも１つさらに含む、請求項１に記載の固定装置。
6. 前記クッションの膨張及び／又は収縮を制御するための手段を少なくとも１つさらに含む、請求項１に記載の固定装置。
7. 患者によって操作可能な、固定を解く制御手段をさらに含む、請求項１に記載の固定装置。
8. 頭部固定装置である、請求項１に記載の固定装置。
9. 請求項１乃至８のいずれか一項に記載の固定装置を含むイメージングシステム。
10. 請求項１乃至８のいずれか一項に記載の固定装置、又は、請求項９に記載のイメージングシステムを操作する方法であって：
    ａ）前記第１のタイプのクッションをしぼませる、及び、前記第２のタイプのクッションを膨らませるステップ；
    を含む方法。
11. ｂ）画像データを取得するステップ；並びに／又は、
    ｃ）前記第１のタイプのクッションを膨らませる、及び、前記第２のタイプのクッションをしぼませるステップ；
    をさらに含む、請求項１０に記載の方法。
12. ステップａ）乃至ｃ）は、少なくとも２度実行される、請求項１１に記載の方法。
13. 固定された身体部位の位置は、各固定期間に対して登録される、請求項１１に記載の方法。
14. 前記画像データを処理する、及び、そこから医療情報を引き出すステップをさらに含む、請求項１１に記載の方法。

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