JP4836081B2 - 頭部固定装置 - Google Patents

Description

本発明は、診断や外科手術等において、被検者または被治療者の頭部の画像診断装置による画像撮影、あるいは外科手術における手術の最中に、被検者または被治療者の頭部が動かないように検者または被治療者の頭部を固定する頭部固定装置に関する。

従来から、脳外科手術に当たっては、被治療者を手術室に固定された手術台の上に仰向けに寝載させて行っている。この脳外科手術は、脳の非常に細かい部分にメス等を入れて行うため、手術中に少しでも被治療者の頭部が動くと、手術を失敗し、人命に関わる重大事を引き起こす結果となる。このため、従来より脳外科手術に当たっては、被治療者を手術室に固定された手術台の上に仰向けに寝載させ、被治療者の頭部を寸分も動かないようにしっかりと固定する必要がある。

ところが、脳外科手術は、医師が脳へらや手術器具を操作して行うが、被治療者の手術部位の良好な術野を確保するために、被治療者の頭部を少し動かす必要が生じることがある。そこで、従来、半円弧状の頭部固定枠に基礎フレームを固定するとともに、半円弧状の頭部固定枠に案内枠を介して半円弧状の保持枠を可動に設けることで、頭部固定枠に固定された基礎フレームと被治療者の頭部を保持する半円弧状の保持枠とが別々に動くようにし、被治療者の頭部を動かした際の治療者の手術部位の広い術野を確保する脳外科手術用ヘッドフレームが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

この特許文献１の脳外科手術用ヘッドフレームは、床に固定された手術台の端部において用いられ、被治療者の頭部が手術台端部から外側に出るように設置されている。そして、被治療者の頭部は、脳外科手術用ヘッドフレームの設置位置で保持固定されるため、頭部固定枠が多関節アーム構造によって支持されている。

ところが、近年においては、脳外科手術に当たって、医師は術前あるいは術中にＭＲ画像を用いて脳内の腫瘍の大きさ、位置、腫瘍周辺の状況等を確認しつつ、腫瘍の完全切除を行う治療が行われるようになってきた。このため、特許文献１の脳外科手術用ヘッドフレームでは、このような治療には適さない物となっている。

そこで、手術のために安易に安全に頭部を固定することができ、更に手術中にＭＲＩ装置等の画像診断によって患部を鮮明に画像診断ができるための頭部支持装置が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。この特許文献２の頭部支持装置は、特別な手術台を用意し、頭部が手術台端部から外側に出るように手術台端部に取り付けられており、この状態において、手術の途中段階において、治療操作の良否や治療の効果を確認するため、ＭＲＩ装置に手術台装置ごと挿入し、被治療者の頭部の画像撮影と切除手術とを行っている。
特開平１１−４８３７号 特開２０００−３００５８

特許文献１の脳外科手術用ヘッドフレームと、特許文献２の頭部支持装置は、いずれも頭部が手術台端部から外側に出るように手術台装置の手術台の端部に取り付けられた構成となっている。

一方、一般的な画像診断装置の検査台は、端部に頭部固定装置を取り付けるようになっておらず、特許文献１の頭部固定装置を使用することはできない。また、特許文献２の頭部支持装置のように、特別な手術台を用意すれば、頭部が手術台端部から外側に出るようにおいて、画像撮影と切除手術を行うことはできる。

しかしながら、一般的な画像診断装置の検査台は、端部に頭部固定装置を取り付けるようになっておらず、特許文献２の頭部固定装置を使用することはできない。

一般的に、画像診断装置の検査台は、端部に頭部固定具を取り付ける構造を持たず、また、検査台の端部に頭部固定具を取り付けたとしても、高精度の脳外科領域の手術が行えるほどの剛性を持っていない。また、画像診断装置の検査台の端部に頭部固定装置を取り付けるようにすると、像診断装置の検査台は、端部に頭部固定具を取り付ける構造を有していない。このため、一般の画像診断装置の検査台を併用し検査台の端部から被治療者の頭部を飛び出させて固定する頭部固定具を取り付けて被治療者の頭部の手術を施行するには、画像診断装置の検査台の補強または専用の手術台への置き換えという改造が必要となる。画像診断装置の検査台の剛性を上げるために構造物を強化すると、腹部領域にあたる部分の画像撮影に影響が現われ、汎用性が損なわれるという問題点を有している。

また、既存の画像診断装置の検査台に改造を加えると、その画像診断装置は、未承認機器となり、診療保険の適用を受けられない等の不利益を受けるという問題点を有している。

本発明の目的は、画像診断装置の検査台を改良することなく、既存の画像診断装置の検査台にも適用でき、画像診断装置の検査台の任意の位置に被治療者の頭部を固定でき、手術の途中に治療操作の良否や治療の効果を確認する等、必要に応じて、手術部位の画像撮影を行うことのできる頭部固定装置を提供することにある。

本発明は、板状に形成される部材を馬蹄形状に形成してなる平面状台座と，被検者または被治療者の頭部を周回するように形成され、一端が開放されるアーム状に形成され、前記アームの開放端近傍に前記アームの内側に向かって突出し、被検者または被治療者の頭部を固定する固定ピンを有する固定枠と，前記平面状台座に設けられ、前記アームの開放端と対向する位置で互いに直交する２軸に回転可能に前記固定枠を支持する２軸回転の支持機構と，一端が前記平面状台座に、他端が前記固定枠のアームに設けられ、前記固定枠のアームを被検者または被治療者の頭部に周回して前記固定ピンで固定する位置で前記固定枠のアームを支持固定する支持部材と，によって構成したことを特徴とする。

本発明によれば、画像診断装置の検査台を改良することなく、既存の画像診断装置の検査台にも適用でき、画像診断装置の検査台の任意の位置に被治療者の頭部を固定でき、手術の途中に治療操作の良否や治療の効果を確認する等、必要に応じて、手術部位の画像撮影を行うことができる。

以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。
図１には、本発明に係る頭部固定装置の第１の実施例が示されている。図１は、本発明に係る頭部固定装置の全体構成斜視図である。
図１において、頭部固定装置１は、平面状台座２と、固定枠３と、支持機構４と、支持部材５とよって構成されている。

平面状台座２は、板状に形成される部材６が馬蹄形状（Ｕ字状）に形成されて構成されている。この平面状台座２は、頭部を支えるだけの強度を有している。この部材６には、ねじ７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，７Ｄ（図１においては、ねじ７Ｄは隠れていて現れていない）が取り付けられている。このねじ７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，７Ｄが特許請求の範囲でいう固定手段に相当するものである。このねじ７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，７Ｄは、図示されていない画像診断装置の検査台の天板に脱着自在に取り付けでるようにするためのものである。

また、平面状台座２には、上面側（画像診断装置の検査台の天板側とは反対の面側）に、図５に示す如く、凹部８Ａ，８Ｂ（図５においては、凹部８Ａのみが示してある）が形成されている。この凹部８Ａには、後述する支持部材５の一端が嵌合するようになっている。この支持部材５の一端を凹部８Ａに嵌着することによって、支持部材５を平面状台座２に位置決めすることができるようになつている。

また、平面状台座２の凹部８Ａが形成されている位置の画像診断装置の検査台の天板側には、図５に示す如く、座繰り穴９が形成されている。この座繰り穴９には、後述する支持部材５を固定する紐の一端に取り付けられているコマが嵌合するようになっている。この紐の一端に取り付けられたコマを座繰り穴９に嵌合し、紐の他端を締め付けることによって、支持部材５を平面状台座２に固定できるようになっている。

固定枠３は、図２に示す如く、被検者または被治療者の頭部を周回するように円弧状（Ｕ字状）に形成される角棒状または丸棒状のアーム１０を有している。このアーム１０は、図３に示す如く、一端が開放されており、開放端に向かって上方に屈曲またはわん曲した形状を有している。この固定枠３のアーム１０を開放端に向かって上方に屈曲またはわん曲する形状にしたのは、固定枠３のアーム１０が手術を行う医師の邪魔にならない用にするためである。

この固定枠３は、コ字状に形成し、図４に示す如く、角を落とした形状にしてもよい。このように構成することにより、固定枠３の角度の自由度を増すことができる。このアーム１０の開放端近傍にアーム１０のそれぞれの内側に、内方に向かって固定ピン１１，１２が突出して設けられている。アーム１０の一端側に設けられる一方の固定ピン１１は、２本のピン１１Ａ，１１Ｂが固定されて設けられている。また、アーム１０の他端側に設けられる他方の固定ピン１２は、１本のピン１２Ａでねじ込み可能に構成されている。この固定ピン１１，１２の間に被検者または被治療者の頭部を挿入し、固定ピン１１，１２を締め付けることによって固定枠３は、被検者または被治療者の頭部に固定される。

また、この固定枠３は、開放端と対向する位置（中心位置）に２つの支持部１３，１４が外側に向かって設けられている。この２つの支持部１３，１４に支持機構４が取り付けられている。さらに、固定枠３には、アーム１０の両端側の内側に、図５に示す如く、支持部材５を取り付ける凹部１５Ａ，１５Ｂ（図５では、凹部１５Ａのみが示されている）が設けられている。この凹部１５Ａには、底に貫通孔１６が、凹部１５Ｂには、底に貫通孔１７がそれぞれ設けられている。この貫通孔１６，１７は、支持部材５を固定する紐１８を通すためのものである。この紐１８の一端には、コマ１９が取り付けられている。このコマ１９は、画像診断装置の検査台の天板側に設けられた座繰り穴９Ａ，９Ｂ（図５では、座繰り穴９Ａのみが示されている）に嵌合するようになっている。

また、紐１８の他端には、留め具２０が取り付けられている。この留め具２０は、締め付けて支持部材５を平面状台座２と固定枠３との間に固定したのち、余長分を固定枠３に巻き付けて、紐１８を固定するものである。また、固定枠３のアーム９の両端側の外側には、紐１８の他端に取り付けられている留め具２０を挿入する止め穴２１Ａ，２１Ｂが設けられている。この止め穴２１Ａ，２１Ｂには、２つの支持部材５の固定用の紐１８の留め具２０を嵌合して支持部材５を平面状台座２と固定枠３との間に固定している。

このように本実施例においては、紐１８の一端にはコマ１９が取り付けられており、支持棒２７，２８と固定枠３の穴を通した他端を固定枠３に結びつけることで、固定枠３と平面状台座２は結合される。なお、紐１８は、巻き取り機等によって固定してもよい。

支持機構４は、平面状台座２に設けられる２つの回転軸支持部材２２，２３と、２つの回転軸支持部材２２，２３に支持される軸２４と、この軸２４に回転自在に取り付けられる回転アーム２５とによって構成されている。この回転アーム２５には、軸２６が固着されており、この軸２６を固定枠３の支持部１３，１４に回転自在に取り付けてある。

また、この回転軸支持部材２２，２３には、軸２４を取り付け、この軸２４に回転自在に回転アーム２５を取り付けてもよい。さらに、この回転アーム２５には、回転自在に軸２６が嵌着されており、この軸２６の両端は、固定枠３の支持部１３，１４に固着する構成にしてもよい。

このようにして、固定枠３は、支持機構４に支持され、固定枠３は、軸２４によって水平方向に回転（固定枠３は、横の首振り方向に回転）し、軸２６によって垂直方向に回転（固定枠３は、縦の首振り方向に回転）する互いに直交する２軸に回転可能に支持されている。

支持部材５は、固定枠３のアーム１０の両端側にそれぞれ設けられており、この支持部材５は、それぞれ図５に示す如く、２つの支持棒２７，２８によって構成させている。支持棒２７は、支持棒２７には、外周に雄ねじが形成されており、支持棒２８の中心には、この支持棒２７が螺合するように盲目雌ねじが形成されている。この支持部材５は、支持棒２７を支持棒２８に螺合した状態で構成されており、支持棒２７を回して支持部材５の全体の長さを調整するようになっている。

この支持部材５は、図５に示す如く、平面状台座２と固定枠３の間に挿入し、被検者または被治療者の頭部を固定した固定枠３を支持している。すなわち、支持部材５は、支持棒２７の先端を固定枠３の凹部１５Ａに嵌合し、支持棒２８の先端を平面状台座２の凹部８Ａに嵌合し、支持棒２７を回して固定枠３を適宜箇所で保持させるものである。この支持棒２７を支持棒２８の中心軸には、それぞれ連通する貫通孔２７Ａ，２８Ａが設けられている。この貫通孔２７Ａ，２８Ａには、紐１８が貫挿されており、紐１８を締め付けることによって固定枠３と平面状台座２の距離が支持部材５により決められた距離に固定される。

図６には、紐１８によって支持部材５を固定する固定方法の別な実施例が示されている。
図６において、本実施例において、支持部材５は、図５に図示の持部材５と構成上の相違はない。また、固定枠３についても、アーム１０の両端側の内側に形成される支持部材５取付用の凹部１５Ａ，１５Ｂも同様の構成となっている。この図６に図示の実施例が、図５に図示の実施例と異なる点は、平面状台座２と画像診断装置の検査台の天板３０を通して段差付き穴３１が設けられている点である。すなわち、段差付き穴３１は、画像診断装置の検査台の天板３０の下面側に紐１８の一端に取り付けられているコマ１９を嵌合するコマ穴３１Ａが設けられており、このコマ穴３１Ａの底部にコマ穴３１Ａの径より小径の貫通孔３１Ｂが画像診断装置の検査台の天板３０と平面状台座２を貫通して形成されている点である。このコマ穴３１Ａには、図６に示す如く、コマ１９が嵌合し、平面状台座２の貫通孔３１Ｂには、支持棒２８の先端が装着される。

図７には、紐１８によって支持部材５を固定する固定方法のさらに別な実施例が示されている。
図７において、平面状台座２には、複数個の長孔（スリット状の穴でもよい）３２が、長さ方向が開放端側と直交する方向に形成されている。また、画像診断装置の検査台の天板３０には、複数個の長孔（スリット状の穴でもよい）３３が、形成されている。画像診断装置の検査台の天板３０に形成される長孔３３は、その長さ方向が、平面状台座２を載置したときに、平面状台座２に形成された長孔３２の長さ方向と直交する方向になるように形成されている。このように形成することにより、画像診断装置の検査台の天板３０の上に平面状台座２を重ねておいた際に、何れかどこかに長孔３２と長孔３３の重なり穴が形成され、紐１８に取り付けられているコマ１９の取付位置に自由度をもたせることができる。

ここでは、画像診断装置の検査台の天板３０を例にとって説明しているが、一般に診療台の天板（手術台装置の手術台の天板、移動用寝台の天板、画像診断装置の検査台の天板がある）であってもよい。

このように構成される頭部固定装置１は、図８に示す如く、画像診断装置の検査台の天板３０の任意の位置に置くことができ、頭部固定装置１の固定枠３に被検者または被治療者１００の頭部１０１を固定して画像診断装置の検査台の天板３０の上に寝載したときに、被検者または被治療者１００の頭部１０１が画像診断装置の検査台の天板３０から突出することがない。

図９には、本発明に係る頭部固定装置の第２の実施例が示されている。図９は、本発明に係る頭部固定装置の全体構成斜視図である。
図９において、図９に図示実施例が図１に図示実施例と異なる点は、図１に図示実施例の支持機構４の部分と、固定枠３の支持機構４への取付の部分である。他の平面状台座２、支持部材５の構成は、図１に図示実施例と異なる点はない。

図９において、支持機構４０は、平面状台座２に設けられる２つの支軸部材４１，４２と、２つの支軸部材４１，４２に支持される軸４３と、この軸４３に回転自在に取り付けられる支持アーム４４とによって構成されている。この支持アーム４４の上端部には、調整ネジ４５が螺合しており、この調整ネジ４５と支持アーム４４の上端部との間に固定枠３のアーム９の中心部が回転自在に取り付けられている。すなわち、固定枠３のアーム９は、調整ネジ４５を緩めて固定枠３のアーム９を水平方向（横首振り方向）に回転させ、適宜箇所で調整ネジ４５を締め付け固定することで、固定枠３のアーム９を任意の位置に回転させることができる。また、固定枠３のアーム９を垂直方向（縦首振り方向）に回転させる場合は、固定枠３のアーム９を上下動させることにより、支軸部材４１，４２で軸支されている軸４３を中心に支持アーム４４が回転させることによって行う。固定枠３のアーム１０の高さ位置は、支持部材５によって調整される。

このように本発明によると、固定枠３は、平面状台座２に対して、２軸の回転自由度を持つ支持機構４により保持される。なお、平面状台座２は、本実施例においては、コの字状に形成されているが、ロの字状に形成してもよい。

本発明に係る頭部固定装置の第１の実施例を示す全体構成斜視図である。 図１に図示の頭部固定装置の固定枠のアームの平面図である。 図１に図示の頭部固定装置の固定枠のアームの側面図である。 図１に図示の頭部固定装置の固定枠のアームの別な実施例を示す平面図である。 図１に図示の頭部固定装置の支軸部材の断面図である。 図１に図示の頭部固定装置の支軸部材の別な実施例を示す断面図である。 図１に図示の頭部固定装置の支軸部材を紐によって固定する方法の別な実施例を示す図である。 図１に図示の頭部固定装置を用いて画像診断装置の検査台の天板上に被検者または被治療者を寝載した状態を示す図である。 本発明に係る頭部固定装置の第２の実施例を示す全体構成斜視図である。

符号の説明

１………………………頭部固定装置
２………………………平面状台座
３………………………固定枠
４………………………支持機構
５………………………支持部材
１０……………………アーム
１１，１２……………固定ピン
４０……………………画像診断装置の検査台の天板
１００…………………被検者または被治療者
１０１…………………頭部

Claims (8)

1. 板状に形成される部材を馬蹄形状に形成してなる平面状台座と，
   被検者または被治療者の頭部を周回するように形成され、一端が開放されるアーム状に形成され、前記アームの開放端近傍に前記アームの内側に向かって突出し、被検者または被治療者の頭部を固定する固定ピンを有する固定枠と，
   前記平面状台座に設けられ、前記アームの開放端と対向する位置で互いに直交する２軸に回転可能に前記固定枠を支持する２軸回転の支持機構と，
   一端が前記平面状台座に、他端が前記固定枠のアームに設けられ、前記固定枠のアームを被検者または被治療者の頭部に周回して前記固定ピンで固定する位置で前記固定枠のアームを支持固定する支持部材と，
   によって構成したことを特徴とする頭部固定装置。
2. 前記支持部材は、中心に紐を通す貫通孔が設けられており、該貫通孔に紐を通して前記平面状台座と前記固定枠のアームとに固定するものである請求項１に記載の頭部固定装置。
3. 前記支持部材の前記紐による前記平面状台座への取付は、前記平面状台座に座繰り穴を形成し、該座繰り穴に前記紐を縛り付けたコマを嵌合し、該紐を前記支持部材の貫通孔を通して行うものである請求項１又は２に記載の頭部固定装置。
4. 前記平面状台座は、画像診断装置の検査台の天板に固定手段で脱着自在に取り付け可能に構成したものである請求項１，２又は３に記載の頭部固定装置。
5. 前記平面状台座の画像診断装置の検査台の天板への固定は、前記平面状台座に複数個の長孔を設けると共に、画像診断装置の検査台の天板に前記平面状台座に形成した長孔と長さ方向が直交するように複数個設け、前記画像診断装置の検査台の天板の裏面側で前記長孔形成位置に座繰り穴を形成し、該座繰り穴に前記紐を縛り付けたコマを嵌合し、該紐を前記画像診断装置の検査台の天板の長孔、前記平面状台座の長孔を通し、前記支持部材の貫通孔を通して行うものである請求項１又は２に記載の頭部固定装置。
6. 前記固定枠は、開放端に向かって上方に屈曲またはわん曲させたものである請求項１，２，３，４又は５に記載の頭部固定装置。
7. 前記固定枠は、コ字状に形成したものである請求項１，２，３，４，５又は６に記載の頭部固定装置。
8. 前記固定枠は、角を落とした形状である請求項７に記載の頭部固定装置。

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