JP2017538499A - 定位手術用器具 - Google Patents

Abstract

本発明は、定位手術の分野に関する。特に、本発明は、定位治療及び定位手術において使用する定位手術用器具、並びに、そのような器具の連結機構に関する。定位手術用器具は、半円状アーチ部（２８）と、頭部フレーム（２４）とを含み、頭部フレームが、ピン又はねじにより患者の頭部に固定されるように配置され、アーチ部が、アーチ部を頭部フレームに取り付けて係止するように互いに対して一定の距離で配置されたリングとして成形された連結部材（３０）を備え、頭部フレームが、対応する連結部材を受容するリングとして形成された支持部材を備え、各連結部材が、アーチ部を頭部フレームに連結したときに各支持部材を周方向において部分的に囲むように配置された回動可能なクランプ要素を含み、連結部材が、各クランプ要素の先端部分を受容するように配置された係止要素と、各連結部材を各支持部材に締め付け係止するための調節可能な係止ノブを含む。

Description

本発明は、定位治療及び定位手術の分野に関する。より詳細には、本発明は、定位治療及び定位手術において使用する定位手術用器具、並びに、そのような器具の連結機構に関する。

神経学的治療中には典型的に、標的部位に到達するために医師により定位ガイダンスが用いられる。定位ガイダンスは一般に、３次元空間において対象の位置を特定しその対象にアクセスする能力として定義される。更に、器具による外科的な送達は、多くの場合、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）や磁気共鳴画像（ＭＲＩ）等の３次元走査技術を用いて案内される。典型的に、そのような定位処置は、一般にフレーム式定位手術処置と称される定位頭部フレームの使用が必要である。典型的な定位頭部フレームは、ピン又はねじを用いて患者の頭蓋骨にしっかりと固定されるハロー状又はリング状のデバイスである。器具を保持するための半円状アーチが、頭部フレームに取り付けられる。

頭部フレームを固定すると、頭部フレームを使用して、標的及びその標的へ経路を決める。これは、例えばＣＴやＭＲＩの画像を用いて実現できる。頭部フレームは、生検針や、ＤＢＳ（脳深部刺激療法）用のリード又は電極等の様々な種類の器具を送達するためのガイドとしても使用できる。

頭部フレーム及び半円状アーチの位置付け及び調節を補正するために、頭部フレーム及びアーチは典型的に、頭部フレーム及びアーチのスケールに沿って段階的に少しずつ移動させることができるような尺度の目盛り又は刻み目を備える。これは、使用者に知識と長い経験が要求される。標的及び経路の調節及び位置付けは、頭部フレームに配置された調節ノブを介して手動で調節される。標的の設定及び経路のための、Ｘ、Ｙ及びＺ座標並びにそれらの座標回りの回転を調節するための様々なスケールのこれらの手動による調整は、ヒューマンエラーが生じやすく、また時間がかかる。特に、アーチを頭部フレームの支持部材に取り付ける工程、及び、アーチを支持部材を介して頭部フレームに取り付けた後のＸ座標を調節する工程は、困難且つ面倒であり経験も必要となるため、時間がかかりヒューマンエラーが生じやすい。

従って、アーチの頭部フレームへの装着又は取り付けを容易にし、また、そのような環境における許容誤差及び精度に対する高い要求に合致した正確且つ精度の良い定位手術用器具を提供することが必要である。

本発明の目的は、アーチの、頭部フレームの支持部材への装着又は取り付けを容易にする定位手術用器具を提供することである。

本発明の他の目的は、外科的・臨床的環境における許容誤差及び精度に対する高い要求に合致した正確且つ精度の良い定位手術用器具を提供することである。

この目的及び他の目的は、独立請求項において規定された特徴を有する較正方法を提供することによって実現される。また、好ましい実施例は、従属請求項において規定される。

本発明の一態様によれば、半円状アーチ部と、頭部フレームとを含み、頭部フレームが、ピン又はねじにより患者の頭部に固定されるように配置され、アーチ部が、アーチ部を頭部フレームに取り付けて係止するように互いに対して一定の距離で配置されたリングとして成形された連結部材を備え、頭部フレームが、対応する連結部材を受容するリングとして形成された支持部材を備え、各連結部材が、アーチ部を頭部フレームに連結したときに各支持部材を周方向において部分的に囲むように配置された回動可能なクランプ要素を含み、連結部材が、各クランプ要素の先端部分を受容するように配置された係止要素と、各連結部材を各支持部材に係止する調節可能な係止ノブとを含む、定位手術用器具が提供される。

本発明の第２の態様によれば、半円状アーチ部を、定位手術において使用する定位手術用器具の頭部フレームに固く連結する又は取り付ける連結機構であって、頭部フレームが、ピン又はねじにより患者の頭部に固定されるように配置され、アーチ部が、アーチ部を頭部フレームに係止するように互いに対して一定の距離で配置されたリングとして成形された連結部材を備え、頭部フレームが、対応する連結部材を受容するリングとして形成された支持部材を備え、各連結部材が、アーチ部を頭部フレームに連結したときに各支持部材を周方向において部分的に囲むように配置された回動可能なクランプ要素を含み、連結部材が、各クランプ要素の先端部分を受容するように配置された係止要素と、各連結部材を各支持部材に締め付け係止するための調節可能な係止ノブとを含む、連結機構が提供される。

本発明は、頭部フレームを患者の頭部に固定するようになっている定位手術用器具のアーチ部の、その定位手術用器具の頭部フレームへの装着及び調節を、互いに対して固定されるように、支持部材を頭部フレームに、且つ、対応する連結部材を当該技術に設けることによって大幅に容易にできるという思想に基づく。すなわち、アーチ部の連結部材と、頭部フレームの支持部材とが、固定されたＸ座標に配置される。これにより、アーチを頭部フレームに取り付けた後にＸ座標を調節する必要性が解消される。これは、頭部フレームに配置されたリング状支持部材と、アーチ部の対応するリング状連結部材とを含み、対応するリング平面に沿う径方向の摺動によりこれらのリング状部材の接続を可能とする、本発明に係る新規且つ発明的な連結機構によって可能となる。更に、連結部材は、アーチ部を頭部フレームに連結したときに各支持部材と協働し且つそれを周方向に囲むように設計された、例えば半円又はリングとして成形された回動可能なクランプ要素を備える。これにより、当該技術の頭部フレームへの接続が容易となる。

本発明の好ましい実施例において、各回動可能なクランプ要素は、互いに対して押圧したときに、各支持部材と協働してクランプ要素を支持部材周りに閉鎖するように配置されたノーズ部を備える。これにより、連結部材の、対応する支持部材への用意且つ迅速な取り付けが生じる。本発明の実施例において、ノーズ部には、対応する支持部材と協働する湾曲セクションが設けられる。更なる実施例において、湾曲セクションは、対応する支持部材の案内セクション又は段部と協働する。

本発明の好ましい実施例において、各支持部材は、支持部材の外側面に、周方向に延在する円形状突出部として形成された案内部を備え、この案内部は、各連結部材のノーズ部を受容するように配置される。

本発明の実施例によれば、案内部は、周方向に延在する円形状リッジを含み、このリッジは、傾斜セクションと、周方向に延在する凹部とを備える。

本発明の実施例によれば、クランプ要素は、周方向に延在する円形状リッジを含み、このリッジは、傾斜セクションと、周方向に延在する凹部とを備える。

本発明の実施例によれば、クランプ要素のリッジ及び凹部は、支持部材の凹部及びリッジと対応して合わさるように配置される。

本発明の実施例によれば、アーチ部は、互いに対して一定の距離でアーチ部に固定された２つの連結部材を備える。

本発明の実施例によれば、回動可能なクランプ要素は、ばね付勢される。

当業者であれば容易に理解するように、照射焦点を決定する様々な既知の方法を用いることができ、その一部は先に述べた。しかしながら、本発明は、本明細書に示して説明した特定の例には限定されず、照射焦点を決定するためのあらゆる適切な測定方法が、本発明の範囲内において考慮されている。

以下、本発明の好ましい実施例を、添付の図面を参照してより詳細に説明する。

本発明を使用可能な定位システムの概要を概略的に示す図である。 本発明に係る定位手術用器具の頭部フレームを概略的に示す図である。 半円状アーチを頭部フレームに取り付けるための取り付け手順を概略的に示す第１の図である。 半円状アーチを頭部フレームに取り付けるための取り付け手順を概略的に示す第２の図である。 半円状アーチを頭部フレームに取り付けるための取り付け手順を概略的に示す第３の図である。 本発明に係る定位手術用器具を概略的に示す図である。 互いに連結したときの支持部材及び連結部材の詳細図を概略的に示す図である。 互いに連結したときの支持部材及び連結部材の断面図を概略的に示す図である。

本発明に係る実施例の以下の説明は、単に例示のためのものであり、本発明やその用途又は使用を限定することを意図したものではない。また、以下、本発明を脳深部刺激療法（ＤＢＳ）に関連して詳細に説明するが、定位手術に使用する本発明は、生検針やカニューレ、カテーテル、インプラントガイドワイヤ、ニードル、スタイレットを伴う任意の種類の神経学的治療又は器具に利用してもよいし、電気や薬剤、遺伝子、細胞の送達のためや、例えば血管閉塞や腫瘍のアブレーションため、脳における任意の他の神経学的介入のために使用してもよい。

図１を参照し、本発明を使用できる例示的な定位手術システムの概要である。定位システム１０は、例えばリアルタイムで又は術前に、患者１４の画像を取得するのに使用する任意の撮像デバイス１２を含んでもよい。撮像デバイス１２は、ＭＲＩ撮影システム及び／又はＣＴ撮影システムを含んでもよい。

撮像システム１２は、ディスプレイ１８及びユーザインタフェース２０を有する、コントローラ、コンピュータ又はワークステーション１６から、使用者によって制御されてもよい。ワークステーション１６は、例えば撮像デバイス１２からの画像及び術前スキャンからの画像をディスプレイ１８上に表示したり、保存したり、デジタル操作したり、そのハードコピーを印刷したりする設備を提供する。

ユーザインタフェース２０は、マウス、キーボード、タッチペン、タッチスクリーン、又は、医師又は使用者が入力を行って撮像デバイス１２を制御できるようにする他の適切なデバイスとすることができる。

患者の頭部に固定される定位頭部フレーム２４と、手術器具を保持する半円状アーチ部３１とを含む定位手術用器具２３が、侵襲的手技のために使用される。アーチ部３１は、頭部フレーム２４及び患者１４に対して固定された位置において、頭部フレーム２４に取り付けられる。

定位頭部フレーム２４は、図２に概略的に示すように、通常ピン又はねじ２６を介して患者１４の頭蓋骨又は頭部１５に固定される。頭部フレーム２４は一般に、半円状アーチ２８（例えば、図３ａ〜３ｃ及び４を参照）を頭部フレーム２４に取り付ける支持部材２７及びねじ２６を介して頭部に固定するリング状の構造体又はフレーム２５を含む。本発明の好ましい実施例によれば、連結機構３０の支持部材２７は、リング２７よりも小さい外径を有し且つ周方向に延在する円形状の突出部又は突出セクションとして形成された案内部、案内セクション又は案内面３７をもつリングとして形成される。

アーチ部２８は連結部材３１を備え、この連結部材３１は、対応する連結部材３１を受容する支持部材２７においてアーチ部２８を頭部フレーム２４に嵌合・係止するリングとして成形されている。

各連結部材３１は、アーチ部２８を頭部フレーム２４に連結したときに各支持部材２７を周方向において部分的に囲むように配置された回動可能なクランプ要素３２を含む。これを、図３ａ〜３ｃに例示する。

図３ａにおいて、アーチ部２８を、各連結部材３１が対応する支持部材２７と配列されるように、頭部フレーム２４側に移動する。図３ｂ及び３ｃに例示するように、各クランプ要素３２に設けられたノーズ部３６が、対応する支持部材２７と協働してクランプ要素３２を支持部材２７周りに閉鎖するように配置される。連結部材３１と対応する支持部材とを接続すると、支持部材２７と対応する連結部材とがリング平面に沿って径方向に摺動することによって係止される。クランプ要素３２は、連結部材３１を閉鎖する。図３ｃに示すようにクランプ要素３２が各支持部材２７周りに閉鎖されると、アーチ部２８が、頭部フレーム２４に回動可能に固定される。アーチ部２８は、回転角度、すなわち頭部フレーム２４に対するアーチ部２８の位置を調節できるように、頭部フレーム２４に対してアーチ状の形態で回動させることができる。本発明の実施例において、連結部材３１には、回転角度を正確且つ容易に調節可能にするスケーリングが順番に設けられている。

更に、連結部材３１は、各クランプ要素３２の先端部分３３を受容するように配置された係止要素３５と、各連結部材３１を各支持部材２７に締め付け係止するための調節可能な係止ノブ３４とを含む。これにより、連結部材３１は、対応する支持部材２７に対して固定された位置に係止させることができる。

図５に、連結部材３１に連結させたときの支持部材２７の他の詳細な図を示す。

図６に、互いに連結させたときの支持部材２７及び連結部材３１の断面図を示す。支持部材２７の案内部３７は、周方向に延在する円形状リッジ５１を含み、このリッジ５１は、傾斜セクション５２と、周方向に延在する凹部５３とを備える。更に、クランプ要素３２は、周方向に延在する円形状リッジ５４を含み、このリッジ５４は、傾斜セクション５５と、周方向に延在する凹部５６とを備える。図から分かるように、クランプ要素３２のリッジ５４及び凹部５６は、支持部材２７の凹部５３及びリッジ５１と対応して合わさるように配置されている。

以上、本発明をその代表的な実施例を用いて説明したが、当業者であれば理解できるようなそれらの変更、変形及び組み合わせを、添付の請求項に規定した本発明の範囲から逸脱することなく行うことができる。

Claims (16)

1. 半円状アーチ部（２８）と、
   頭部フレーム（２４）とを含み、
   前記頭部フレーム（２４）が、ピン又はねじ（２６）により患者（１４）の頭部に固定されるように配置され、
   前記アーチ部（２８）が、前記アーチ部（２８）を前記頭部フレーム（２４）に取り付けて係止するリングとして成形された連結部材（３１）を備え、
   前記頭部フレーム（２４）が、対応する連結部材（３１）を受容するリングとして形成された支持部材（２７）を備え、
   各連結部材が、前記アーチ部（２８）を前記頭部フレーム（２４）に連結したときに各支持部材（２７）を周方向において部分的に囲むように配置された回動可能なクランプ要素（３２）を含み、
   前記連結部材（３１）が、各クランプ要素（３２）の先端部分（３３）を受容し且つ各連結部材（３１）を各支持部材（２７）に係止するように配置された係止要素（３５）を含む、定位手術用器具（２３）。
2. 各回動可能なクランプ要素（３２）が、各支持部材（２７）と協働して前記クランプ要素（３２）を前記支持部材（２７）周りに閉鎖するように配置されたノーズ部（３６）を備える、請求項１に記載の定位手術用器具（２３）。
3. 各支持部材（２７）が、周方向に延在する円形状突出部（２７）として形成された案内部（３７）を備え、
   前記案内部（３７）が、各連結部材（３１）の前記ノーズ部（３６）を受容するように配置された、請求項２に記載の定位手術用器具（２３）。
4. 前記案内部（３７）が、周方向に延在する円形状リッジ（５１）を含み、
   前記リッジが、傾斜セクション（５２）と、前記周方向に延在する凹部（５３）とを備える、請求項３に記載の定位手術用器具（２３）。
5. 前記クランプ要素（３２）が、周方向に延在する円形状リッジ（５４）を含み、
   前記リッジが、傾斜セクション（５５）と、前記周方向に延在する凹部（５６）とを備える、請求項３又は４に記載の定位手術用器具（２３）。
6. 前記クランプ要素（３２）の前記リッジ（５４）及び前記凹部（５６）が、前記支持部材（２７）の凹部（５３）及びリッジ（５１）と対応して合わさるように配置された、請求項５に記載の定位手術用器具（２３）。
7. 前記アーチ部（２８）が、互いに対して一定の距離で前記アーチ部（２８）に固定された２つの連結部材を備える、請求項１〜６のいずれか一項に記載の定位手術用器具（２３）。
8. 前記係止要素（３５）が、各連結部材（３１）を各支持部材（２７）に締め付け係止するための調節可能な係止ノブ（３４）を含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載の定位手術器具（２３）。
9. 半円状アーチ部（２８）を、定位手術において使用する定位手術用器具の頭部フレーム（２４）に固く連結する又は取り付ける連結機構（３０）であって、
   前記頭部フレーム（２４）が、ピン又はねじ（２６）により患者（１４）の頭部に固定されるように配置され、
   前記アーチ部（２８）が、前記アーチ部（２８）を前記頭部フレーム（２４）に係止するリングとして成形された連結部材（３１）を備え、
   前記頭部フレーム（２４）が、対応する連結部材（３１）を受容するリングとして形成された支持部材（２７）を備え、
   各連結部材が、前記アーチ部（２８）を前記頭部フレーム（２４）に連結したときに各支持部材（２７）を周方向において部分的に囲むように配置された回動可能なクランプ要素（３２）を含み、
   前記連結部材（３１）が、各クランプ要素（３２）の先端部分（３３）を受容し且つ各連結部材（３１）を各支持部材（２７）に係止するように配置された係止要素（３５）を含む、連結機構（３０）。
10. 各回動可能なクランプ要素（３２）が、各支持部材（２７）と協働して前記クランプ要素（３２）を前記支持部材（２７）周りに閉鎖するように配置されたノーズ部（３６）を備える、請求項９に記載の連結機構（３０）。
11. 各支持部材（２７）が、前記支持部材（２７）の外側面に円形状凹部として形成された案内部（３７）を備え、
    前記案内部（３７）が、各連結部材（３１）の前記ノーズ部（３６）を受容するように配置された、請求項１０に記載の連結機構（３０）。
12. 前記案内部（３７）が、周方向に延在する円形状リッジ（５１）を含み、
    前記リッジが、傾斜セクション（５２）と、前記周方向に延在する凹部（５３）とを備える、請求項１１に記載の連結機構（３０）。
13. 前記クランプ要素（３２）が、周方向に延在する円形状リッジ（５４）を含み、
    前記リッジが、傾斜セクション（５５）と、前記周方向に延在する凹部（５６）とを備える、請求項１１又は１２に記載の連結機構（３０）。
14. 前記クランプ要素（３２）の前記リッジ（５４）及び前記凹部（５６）が、前記支持部材（２７）の凹部（５３）及びリッジ（５１）と対応して合わさるように配置された、請求項１３に記載の連結機構（３０）。
15. 前記アーチ部（２８）が、互いに対して一定の距離で前記アーチ部（２８）に固定された２つの連結部材を備える、請求項９〜１４のいずれか一項に記載の連結機構（３０）。
16. 前記係止要素（３５）が、各連結部材（３１）を各支持部材（２７）に締め付け係止するための調節可能な係止ノブ（３４）を含む、請求項９〜１５のいずれか一項に記載の連結機構（３０）。

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