JP4740515B2 - 患者体内で最低侵襲診断を実施するための装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特に測定器具及び／又は検体採取器具及び／又は治療器具を有するキャリアヘッドを備えた、患者体内で最低侵襲診断および侵襲を実施するための装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、体内でのこの種の最低侵襲診断および侵襲は剛性もしくは可撓性の内視鏡、腹腔鏡もしくはカテーテルを用いて実施されている。これらの技術の特徴は、体内でのキャリアヘッドのナビゲーションに必要な力が体外から外科医の手により行使される点にある。この技術は特に成人では７〜１１ｍの長さとなる小腸に適用される場合に実行性の限界に直面する。
【０００３】
この関連で、カテーテルの先端が体外の磁界により血管の交差部もしくは開口部でそのつどの所望の方向へ方向転換されるような国際公開第００／６０９９６号パンフレットに記載されている方法でもごくわずかな改善しか得られない。この場合でも依然として、長い付属物、および手動によるナビゲーションのために力を用いるという問題がある。このような場合、多くの湾曲部および分岐部を通過しなければならないので、結局高度の摩擦が生じ、その結果比較的長い区間を挿入することはもはやまったく不可能となる。
【０００４】
２つの可撓性部分および１つのフレキシブル部分を有する、完全に呑み込み可能な内視鏡はドイツ特許出願公開第１００２８０７８号明細書から公知である。体外の制御装置を用いて、電磁信号を介してこれらの部分に存在する駆動ワイヤが加熱され、その結果これらの部分が屈曲する。例えばこれらの部分は体腔の湾曲に従うことができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明の課題は、キャリアヘッドが外部へ固定的に接続することなく体内で自由にナビゲーション可能であるような冒頭に挙げた種類の装置を構成することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この課題は、本発明によれば、患者体内で最低侵襲診断を実施するための装置において、直線状磁石を備え体内において自由に移動できる体内ロボットを遠隔制御で移動させ位置決定するために、３Ｄ勾配磁界、すなわち、磁界強度が磁石中心からｘ軸方向、ｙ軸方向およびｚ軸方向への距離に応じて直線的に変化する磁界を発生し患者の検査領域を受入れる磁気装置が設けられていることによって解決される。
【０００７】
３Ｄ勾配磁界を発生するためのこの種の磁界発生器はＭＲ技術から公知である。体内ロボットは棒磁石もしくは駆動可能なほぼ直線状のコイルを含むので、棒磁石および勾配磁界が共線的でない限りは、勾配磁界との相互作用により直線力および回転モーメントが発生する。勾配の傾きは回転モーメントのほかに磁石軸線もしくはコイル軸線における並進力をも決定する。
【０００８】
磁気装置が、特に高温超伝導体から成る超伝導基本磁界磁石を用いて体内ロボットへの重力を補償するための基本静磁界を含むと特に好ましいことが判明している。このような体内ロボットへの重力の補償により、この体内ロボットを相応の体内管（腸、血管など）内に自由に浮かすことが可能となり、その結果体内ロボットが引っかかって動けなくなることもなくなり、さらに、例えば上記の器具もしくは道具が体内に傷害を引き起こすこともなくなる。
【０００９】
基本静磁界が負荷の印加および除去の際の体内ロボットの重量変化を補償するために制御可能であると特に好ましいことが判明している。このような負荷の印加および除去は例えば検体採取時に例えば体内ロボット内に組込まれた生検装置により、あるいは薬物投与の際に発生する。この種の薬物は本発明による体内ロボットによって的確に特定の部位（例えば腫瘍）で放出されることが可能となる。
【００１０】
磁気装置の均質性ボリュームは通常きわめて小さいので、本発明による別の実施態様では補償のために患者と磁気装置とが相対的に互いに移動可能であるように、特に患者が磁気装置内で調節可能な患者寝台板上に載置される。このようにして、体内において体内ロボットが前進移動する際には患者を移動することにより体内ロボットのそのつどの位置ができるだけ均質性ボリュームの中央にくるように配慮することができる。
【００１１】
体内ロボットが力入力装置、例えばいわゆる６Ｄマウスを用いてナビゲーションされると有利である。この場合、３つの個別系の重なりに一致する勾配方向は入力レバーを前方又は後方および右側又は左側へ傾動することにより、また、押圧もしくは浮揚させることにより決定され、振幅は入力レバーを回転させることにより決定される。また、入力装置に作用する力が器具に作用する力に一致するもしくは比例すると有利である。
【００１２】
本発明の実施態様によれば、さらに体内ロボットが周辺照明を行なうための照明装置を有する。この照明装置は赤外線ＬＥＤを使用すればきわめて明るくなる。ただし、この実施態様では特に体内ロボット内に組込まれているビデオカメラによって白又は黒の受信のみが可能である。カラー像も得るには３色の高性能ＬＥＤもしくは小形螢光ランプが使用されるが、これらは点弧電圧が高いという欠点がある。
【００１３】
上述したビデオカメラの像は無線により体内からモニタに伝送され、ビデオカメラは、中心軸線を中心に像を回転させることが可能である装置を備えていると有利である。
【００１４】
本発明の別の利点によれば、この体内ロボットは、解剖範囲を表示するディスプレイ上に位置表示を可能にするようにするために、特にトランスポンダを介して動作する位置決め装置を備えることができる。この場合、解剖範囲は例えば市販のナビゲーション装置で公知であるような断層像に表示される。
【００１５】
体内ロボットが、勾配磁界をトランスポンダによる検出によって体内ロボットが静止するもしくは予め設定されている区間を直線状に移動するように制御することを特徴とするヘリコプタモードを有すると有利である。
【００１６】
体内ロボット内に、体内ロボットへ給電するために外部の交番磁界によって再充電可能な蓄電池が組込まれていると有利である。
【００１７】
本発明による体内ロボットは追加的な測定器具、検体採取器具および治療器具（例えば閉塞した管〔血管など〕の切開のため）を取付けなくても使用可能である。体内ロボットはメス、鉗子、係蹄などを備えた器具アームならびに、温度、導電率、ｐＨ値、圧力用のセンサおよび場合によっては化学センサを備えた測定アンテナを組込むことにより初めてその本来の有用かつ多彩な使用可能性を獲得する。
【００１８】
体内ロボットは、上述したような、生検装置ならびに的確な薬物投与のための装置を取付けるだけでなく、インターベンションレーザを備えると有利である。
体内ロボットが固形状、液状もしくはガス状の薬物（造影剤又は例えば放射線療法用のマーキング剤を含む）を特定の部位に的確に放出できるように形成されていると有利である。
磁気装置から離れる際に体内ロボットを体内に停止させるために体外（例えばベルト上）に固定可能な磁石が設けられていると有利である。
【００１９】
本発明による体内ロボットは腹腔鏡検査の場合に公知であるように、ゲートを介して体内（脳、腹腔、肺など）へ挿入することが可能である。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明の別の利点、特徴および詳細について以下の実施例の記述および図面に基づき説明する。
【００２１】
図１に示されている体内ロボット１は楕円体状のケースを有し、その中に主軸線２に対して共線的に棒磁石３が配設されている。レンズ４とＣＤセンサ５とから成るビデオカメラ６は像を撮像し、これらの像はＨＦ送信器７およびアンテナ８により外部へ伝送される。無線によって、すなわち同じアンテナ８を介して様々な測定器具、検体採取器具もしくは治療器具の駆動が行われ、図１に示されている実施例では実施例として生検用ピストル９のみが図示されている。
【００２２】
図２からは、設備における本発明による体内ロボットの制御の様子が見てとれる。この場合、患者１０は、ここでは断面図として示され市販のＭＲスキャナーで公知である勾配コイル１１内に位置している。検査すべき身体領域、すなわち図１によれば体内ロボットが移動するべき領域は勾配コイル１１の直線ボリューム内に存在する。アンテナ１２は１つ又は複数のトランスポンダの信号を受信し、位置測定装置１３へ伝送する。さらに、位置測定装置は３Ｄ位置を周期的にもしくは従来の数値に比べて変動した場合に中央コンピュータ１４へ伝送し、この中央コンピュータ１４はモニタ１５上に３Ｄデータセットの断層像をそれぞれ軸線方向面、環状面および矢状面で示す。別のアンテナ１６を用いて無線でビデオカメラの像が受信され、同様にモニタ１５上に表示される。１７は中央コンピュータ２２によって勾配コイル１１を駆動するための３チャンネル形勾配増幅器である。特に６Ｄマウスとして形成されている入力装置の種類および、体内ロボットへの重力作用を補償するための基本磁界磁石は図示されていない。
【００２３】
体内ロボット１は特に殺菌可能なように形成されており、構造方式および体内ロボットの内部の確実な密閉方式によって様々な殺菌方法が適用可能である。１３２℃および数バールの圧力での最適な高圧滅菌は、複数の内部空所が存在する場合および特に外部への密閉がまだ存在する場合には通常行われない。水密なケースの場合、無圧の洗浄が可能であり、プラズマ殺菌もしくは冷却ガス殺菌も行われる。
【００２４】
体外に、例えばベルトに固定された磁石が設けられている場合、体内ロボット１を体内に“停止”させることができるので、患者はＨＴＳ磁石がフローポンプにより繋留された後に磁石装置を取外し、予め設定されている時間の経過後、例えば翌日になって、体内に依然として存在する体内ロボットを用いて継続検査を実施することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による体内ロボットの構造を示す概略図
【図２】磁気装置と患者の体内における体内ロボットを制御するための制御装置とを備えた設備を示す概略図。
【符号の説明】
１ 体内ロボット
２ 主軸線
３ 棒磁石
４ レンズ
５ ＣＤセンサ
６ ビデオカメラ
７ ＨＦ送信器
８ アンテナ
９ 生検ピストル
１０ 患者
１１ 勾配コイル
１２ アンテナ
１３ 位置測定装置
１４ 中央コンピュータ
１５ モニタ
１６ アンテナ
１７ 勾配増幅器

Claims (18)

1. 患者体内で最低侵襲診断を実施するための装置において、直線状磁石（３）を備え体内において自由に移動できる体内ロボット（１）を遠隔制御で移動させ位置決定するために、３Ｄ勾配磁界、すなわち、磁界強度が磁石中心からｘ軸方向、ｙ軸方向およびｚ軸方向への距離に応じて直線的に変化する磁界を発生し患者の検査領域を受入れる磁気装置（１１）が設けられていることを特徴とする患者体内で最低侵襲診断を実施するための装置。
2. 体内ロボット（１）が棒磁石（３）を含むことを特徴とする請求項１記載の装置。
3. 体内ロボット（１）が、駆動可能なほぼ直線状のコイルを含むことを特徴とする請求項１記載の装置。
4. 磁気装置（１１）が体内ロボット（１）への重力を補償するための基本静磁界を含むことを特徴とする請求項１ないし３の１つに記載の装置。
5. 高温超伝導体から成る超伝導基本磁界磁石が設けられていることを特徴とする請求項４記載の装置。
6. 基本静磁界が負荷の印加および除去の際の体内ロボットの重量変化を補償するために制御可能であることを特徴とする請求項４又は５記載の装置。
7. 患者（１０）と磁気装置（１１）とが相対的に移動可能であることを特徴とする請求項１乃至６の１つに記載の装置。
8. 患者（１０）が磁気装置（１１）内で位置調節可能な患者寝台板上に載置されることを特徴とする請求項７記載の装置。
9. 体内ロボット（１）が周辺照明を行なうための照明装置を有することを特徴とする請求項１乃至８の１つに記載の装置。
10. 体内ロボット（１）がビデオカメラを装備していることを特徴とする請求項１乃至９の１つに記載の装置。
11. 体内ロボット（１）が、解剖範囲を表示するディスプレイ上に位置表示を可能にするトランスポンダを備えていることを特徴とする請求項１乃至１０の１つに記載の装置。
12. 体内ロボット（１）内に、体内ロボット（１）へ給電するために外部の交番磁界によって再充電可能な蓄電池が組込まれていることを特徴とする請求項１乃至１１の１つに記載の装置。
13. 体内ロボット（１）が、勾配磁界を調節することによりトランスポンダによる検出によって静止するもしくは予め設定されている区間を移動するヘリコプタモードを有することを特徴とする請求項１乃至１２の１つに記載の装置。
14. 体内ロボット（１）が６Ｄマウスを介して制御可能であることを特徴とする請求項１乃至１３の１つに記載の装置。
15. 体内ロボット（１）がインターベンションレーザを備えていることを特徴とする請求項１乃至１４の１つに記載の装置。
16. 体内ロボット（１）が固形状、液状もしくはガス状の薬物を特定の部位に的確に放出できるように形成されていることを特徴とする請求項１乃至１５の１つに記載の装置。
17. 体内ロボット（１）が殺菌可能であるように形成されていることを特徴とする請求項１乃至１６の１つに記載の装置。
18. 患者が磁気装置（１１）から離れる際に体内ロボット（１）を患者体内に停止させるための磁石が患者の身体外面に固定されることを特徴とする請求項１乃至１７の１つに記載の装置。

Images