JP4874228B2 - 植え込み可能なマーカ、器具、および、方法 - Google Patents
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Description
本発明は、マーカ、器具、および、関連する方法、に関し、より詳しく言うと、骨に植え込み可能なマーカ、マーカを植え込むための器具、マーカを骨に植え込む方法、および、植え込まれたマーカの使用方法、に関する。
追跡システムによって検出可能なマーカは、例えば、外科手術の間に体の一部の位置を追跡できるように、体の一部に取り付けられる。そのようなマーカは、基準マーカと呼ばれることがある。さまざまな種類のマーカが、追跡システムの特質、および、どのように信号がマーカによって生み出されて追跡システムに通信されるか、に応じて、用いられる。しかし、マーカは、典型的には、ある種の支持構造上に設けられ、その支持構造によってマーカが、皮膚などの体の一部に取り付けられ、または、骨またはその他の皮下の体の部分または解剖学的な構造に繋留される。
本発明の第1の態様に基づけば、骨の中に経皮的に植え込むための植え込み可能なマーカが提供される。その植え込み可能なマーカは、内部キャビティを備えたハウジングと、内部キャビティ内に固定されたマーカと、を具備する。ハウジングは、骨アンカーを提供する外側面を含んでいてよい。骨アンカーは、植え込み可能なマーカを骨内に保持するために、植え込まれたときに周囲の骨と少なくとも部分的に係合してよい。マーカは、追跡システムによって検出可能であってよい。
異なる図面中の同じ部分は、そうでないと記載されていない限り、共通の参照符号を共有している。
この発明の具体的な実施態様は以下の通りである。
(1)骨の中に経皮的に植え込むための植え込み可能なマーカにおいて、
前記植え込み可能なマーカが、
内部キャビティを備えたハウジングであって、前記ハウジングが外側面を有し、前記外側面が、前記植え込み可能なマーカを前記骨の中に保持するために植え込まれたときに周囲の骨と少なくとも部分的に係合する骨アンカーを提供する、ハウジングと、
前記キャビティ内に保持されたマーカであって、前記マーカが追跡システムによって検出可能である、マーカと、
を具備する、植え込み可能なマーカ。
(2)実施態様(1)に記載の植え込み可能なマーカにおいて、
前記マーカおよび前記キャビティは、前記マーカの少なくとも一部が使用時に前記骨の中に配置されるように、構成されている、植え込み可能なマーカ。
(3)実施態様(1)または(2)に記載の植え込み可能なマーカにおいて、
前記マーカは、密封されている、植え込み可能なマーカ。
(4)実施態様(1)〜(3)のいずれかに記載の植え込み可能なマーカにおいて、
前記骨アンカーは、保持構造の形態である、植え込み可能なマーカ。
(5)実施態様(1)〜(4)のいずれかに記載の植え込み可能なマーカにおいて、
前記骨アンカーは、骨の表面成長を助長するように構成された表面によって、提供されている、植え込み可能なマーカ。
(6)実施態様(1)〜(5)のいずれかに記載の植え込み可能なマーカにおいて、
前記マーカは、前記ハウジングによって取り囲まれている、植え込み可能なマーカ。
(7)実施態様(1)〜(6)のいずれかに記載の植え込み可能なマーカにおいて、
前記マーカは、無線式で検出可能である、植え込み可能なマーカ。
(8)実施態様(7)に記載の植え込み可能なマーカにおいて、
前記マーカは、電磁スペクトルの無線周波数部の範囲内の電磁放射を用いて無線式で検出可能である、植え込み可能なマーカ。
(9)実施態様(4)に記載の植え込み可能なマーカにおいて、
前記保持構造は、少なくとも第1のとげを含む、植え込み可能なマーカ。
(10)実施態様(4)に記載の植え込み可能なマーカにおいて、
前記保持構造は、ねじ山を含む、植え込み可能なマーカ。
前記ハウジングは、先細りの導入端部を有する、植え込み可能なマーカ。
(12)実施態様(11)に記載の植え込み可能なマーカにおいて、
前記導入端部は、前記植え込み可能なマーカに力が加えられたときに前記植え込み可能なマーカが骨の中に押し込まれるように、骨を穿通する、植え込み可能なマーカ。
(13)実施態様(11)に記載の植え込み可能なマーカにおいて、
前記導入端部は、セルフタッピングねじ山を含む、植え込み可能なマーカ。
(14)実施態様(11)〜(13)のいずれかに記載の植え込み可能なマーカにおいて、
前記導入端部は、トロカール先端部を含む、植え込み可能なマーカ。
(15)実施態様(1)〜(14)のいずれかに記載の植え込み可能なマーカにおいて、
前記ハウジングは、導入用具に取り外し可能に係合するためのコネクタを含む、植え込み可能なマーカ。
(16)実施態様(13)に記載の植え込み可能なマーカにおいて、
前記コネクタは、導入用具に結合されたとき、前記植え込み可能なマーカと前記導入用具とが相対的に回転するのを防止するように、構成されている、植え込み可能なマーカ。
(17)実施態様(10)に記載の植え込み可能なマーカにおいて、
前記ねじ山の少なくとも第1の部分が、前記植え込み可能なマーカを前記骨の中に保持するのを増強するための断面形状を有する、植え込み可能なマーカ。
(18)実施態様(17)に記載の植え込み可能なマーカにおいて、
前記ねじ山の少なくとも第2の部分が、前記骨への切り込みを増強するための断面形状を有する、植え込み可能なマーカ。
(19)実施態様(18)に記載の植え込み可能なマーカにおいて、
前記ねじ山の前記第2の部分の前記断面形状は、前記ねじ山の前記第1の部分の前記断面形状に比べてより鋭い輪郭を有する、植え込み可能なマーカ。
(20)実施態様(17)〜(19)のいずれかに記載の植え込み可能なマーカにおいて、
前記ねじ山の前記第1の部分は、丸みを帯びた不等辺四角形の形状にある断面形状を有する、植え込み可能なマーカ。
前記キットが、
ガイド器具であって、該ガイド器具の長さ方向の軸に少なくとも部分的に沿って延在し、中に植え込み可能なマーカを受容するためのガイド溝を有する、ガイド器具と、
前記ガイド器具の前記溝内に受容可能で、前記長さ方向の軸に少なくとも部分的に沿って並進運動可能な、導入用具であって、前記導入用具が、植え込み可能なマーカと取り外し可能に係合するための遠位の端部を備えた、導入用具と、
前記ガイド溝内に受容可能で、植え込み可能なマーカであって、前記植え込み可能なマーカが、キャビティを画定するハウジング、および、追跡システムによって検出可能な、前記キャビティ内のマーカを備えた、植え込み可能なマーカと、
を具備し、
前記導入用具が、前記植え込み可能なマーカを前記骨の中に打ち込むように動作可能である、
キット。
(22)実施態様(21)に記載のキットにおいて、
前記導入用具が、細長い本体を有し、
前記細長い本体が、前記植え込み可能なマーカに取り付けられた糸を受容するための、前記細長い本体の長さ方向の軸に少なくとも部分的に沿って延在する溝を含む、
キット。
(23)実施態様(22)に記載のキットにおいて、
前記導入用具が、前記糸を中に通して受容するための開口を有する、キット。
(24)実施態様(21)に記載のキットにおいて、
前記植え込み可能なマーカが、骨を穿通する先端部が付いた遠位の端部を有する、キット。
(25)実施態様(21)に記載のキットにおいて、
前記ガイド器具の遠位の端部が、骨を穿通する複数の歯を含んだ骨に係合する構造を有し、前記複数の歯のうちの少なくとも第1および第2の歯が向かい合わせに配置されている、キット。
(26)実施態様(21)に記載のキットにおいて、
前記ガイド器具が、複数の植え込み可能なマーカを収容するためのマガジンを含む、キット。
(27)実施態様(26)に記載のキットにおいて、
前記マガジンが、現在植え込まれている植え込み可能なマーカが植え込まれ終えた後に自動的に別の植え込み可能なマーカを前記ガイド溝内に導入するように構成された供給機構を含む、キット。
(28)実施態様(21)〜(27)のいずれかに記載のキットにおいて、
前記ガイド溝内に受容可能で、前記ガイド溝に少なくとも部分的に沿って並進運動可能なドリルであって、前記ドリルが、前記骨に穴を形成するための、遠位の端部に設けられたドリル用ビットを有する、ドリル、
をさらに具備する、キット。
(29)実施態様(21)〜(28)のいずれかに記載のキットにおいて、
前記キットが、アセンブリに組み立てられたとき、前記アセンブリが、前記ガイド器具の遠位の端部から延びる皮膚を穿孔する先端部を含み、前記アセンブリが被験者の皮膚を穿刺できる、キット。
(30)実施態様(29)に記載のキットにおいて、
前記皮膚を穿孔する先端部が、トロカール先端部である、キット。
前記植え込み可能なマーカが、前記皮膚を穿孔する先端部を有し、前記キットが前記アセンブリとして組み立てられたとき、前記植え込み可能なマーカは、前記皮膚を穿孔する先端部が前記ガイド器具の前記遠位の端部から延出する状態で、前記ガイド溝内に配置される、キット。
(32)実施態様(29)または(30)に記載のキットにおいて、
前記キットが、前記ガイド溝内に配置可能で、ドリル用ビットを備えたドリルを含み、
前記ドリル用ビットが、皮膚を穿孔する先端部を有し、前記キットが前記アセンブリとして組み立てられたときに、前記ドリルは、前記皮膚を穿孔する先端部が前記ガイド器具の前記遠位の端部から延出する状態で、前記ガイド溝内に配置される、キット。
(33)実施態様(28)に記載のキットにおいて、
前記導入用具が、前記ドリルを含み、
前記導入用具の前記遠位の端部が、前記導入用具の分離可能な部品であり、前記分離可能な部品には、前記導入用具を提供するために、少なくとも前記ドリル用ビットが取り外し可能に締結されている、
キット。
(34)追跡システムによって検出可能である植え込み可能なマーカを骨の中に経皮的に植え込む方法において、
前記方法が、
器具を用いて皮膚を穿刺し、前記器具の遠位の端部を前記骨に近接して配置する過程と、
前記植え込み可能なマーカを前記器具から前記骨へ打ち込む過程と、
前記マーカを前記骨の中に植え込まれた状態で残しながら、前記器具を引き抜く過程と、
を具備する、方法。
(35)実施態様(34)に記載の方法において、
前記植え込み可能なマーカを前記骨の中に打ち込む前記過程が、前記植え込み可能なマーカを前記骨の中に押し込むことをさらに含む、方法。
(36)実施態様(34)または(35)に記載の方法において、
前記植え込み可能なマーカを前記骨の中に打ち込む前記過程が、前記植え込み可能なマーカを前記骨の中にねじ込むことをさらに含む、方法。
(37)実施態様(34)〜(36)のいずれかに記載の方法において、
前記植え込み可能なマーカを前記骨の中に打ち込む前に、前記骨に穴をあける過程、
をさらに具備し、
前記植え込み可能なマーカが、前記穴の中に打ち込まれる、
方法。
(38)実施態様(37)に記載の方法において、
前記器具が、前記器具の長さ方向の軸に少なくとも部分的に沿って延在するガイド溝を含み、
前記穴をあける前記過程が、前記器具の前記ガイド溝に少なくとも部分的に沿ってドリルを並進運動させることを含む、
方法。
(39)実施態様(34)に記載の方法において、
前記植え込み可能なマーカが、皮膚を穿孔する先端部を有し、
前記皮膚を穿刺する前記過程が、前記皮膚を穿刺するために前記植え込み可能なマーカの前記皮膚を穿孔する先端部を用いることを含む、
方法。
(40)実施態様(34)に記載の方法において、
前記器具が、ガイド溝と、前記ガイド溝内に配置されたドリルと、を含み、
前記ドリルが、皮膚を穿孔する先端部を有し、
前記皮膚を穿刺する前記過程が、前記皮膚を穿刺するために前記ドリルの前記皮膚を穿孔する先端部先端部を用いることを含む、
方法。
前記植え込み可能なマーカが、前記植え込み可能なマーカに取り付けられた糸を有し、
前記糸が、自由端を有し、
前記方法が、前記糸の前記自由端を前記皮膚の外側に残す過程をさらに具備する、
方法。
(42)実施態様(41)に記載の方法において、
前記植え込み可能なマーカの自由端に係合させるように経皮的に用具を誘導するために、前記糸を用いる過程、
をさらに具備する、方法。
(43)実施態様(42)に記載の方法において、
前記用具を用いて前記植え込み可能なマーカを前記骨から切り離し、前記マーカを前記骨から経皮的に引き抜いて、前記植え込み可能なマーカを前記患者から除去する過程、
をさらに具備する、方法。
(44)体の一部の位置を追跡する方法において、
実施態様(34)〜(42)のいずれかに記載の方法を用いて、植え込み可能なマーカを骨の中に経皮的に植え込む過程と、
追跡システムを用いて、前記植え込み可能なマーカの位置を追跡する過程と、
を具備する、方法。
(45)実施態様(44)に記載の方法において、
前記植え込み可能なマーカの前記位置が、無線式で追跡される、方法。
(46)実施態様(45)に記載の方法において、
前記植え込み可能なマーカが、電磁スペクトルの無線周波数部の範囲内の電磁信号を用いて、無線式で追跡される、方法。
(47)コンピュータ支援の、または、画像誘導の、外科的、予防的、医療的、または、臨床的処置を被験者に実行する方法において、
外科的、予防的、医療的、または、臨床的処置を実行する過程と、
前記実施態様(44)〜(46)のいずれかに記載の方法を用いて、前記外科的、予防的、医療的、または、臨床的処置を実行する間に前記被験者の体の一部の位置を追跡する過程と、
を具備する、方法。
(48)骨の中に経皮的に植え込むための植え込み可能なマーカにおいて、
前記植え込み可能なマーカが、
本体部分、遠位の端部、および、近位の端部、を有するハウジングであって、前記本体部分が、円筒形で、その中にキャビティを画定し、前記遠位の端部が先細りであり、前記近位の端部が、導入用具と係合するためのコネクタを有し、前記ハウジングが、ねじ山が付いた外側面を有する、ハウジングと、
前記キャビティ内に取り囲まれたマーカであって、前記マーカが、密封されていて、電磁スペクトルの無線周波数部の範囲内の電磁放射を用いて追跡システムによって無線式で検出可能である、マーカと、
を具備し、
前記植え込み可能なマーカが、前記ねじ山と周囲の骨との相互作用によって、使用時に、前記骨の中に保持され、
前記マーカおよび前記キャビティは、前記植え込み可能なマーカが使用時に前記骨の中に植え込まれたときに前記植え込み可能なマーカが前記周囲の骨の中に配置されるように構成されている、
植え込み可能なマーカ。
(49)実施態様(1)〜(20)および(48)のいずれかに記載の植え込み可能なマーカにおいて、
前記マーカの周囲の領域の性質を検出するためのトランスデューサまたはセンサー、
をさらに具備する、植え込み可能なマーカ。
(50)実施態様(49)に記載の植え込み可能なマーカにおいて、
前記センサーまたは前記トランスデューサが、圧力、温度、生物学的活性、および、化学的性質、を含む群から選択された性質を検出する、植え込み可能なマーカ。
12 信号受信機および復調回路
14 駆動アンテナ
16 RF電力駆動回路
18 クロック同期化回路
20 追跡システム
32 フィールド発生器コイル
34 駆動回路
36 コンピュータ
46 ディスプレイ
70 位置センサー(マーカ)
72 センサーコイル
74 電力コイル
76 通信コイル
78 電子処理回路
80 基板
82 センサーコア
84 電力コア
86 封入剤
100 ハウジング
102 本体部分
104 遠位の端部
106 近位の端部
108 キャビティ
110 先端部
112 構造
114 遠位の端部
116 外側面
118 ねじ山
130 植え込み可能なマーカ
132 ハウジング
134 キャビティ
136 本体部分
138 自動切り込み先端部
140 とげ
142 硬い部材
144 ピボット
146 配備された状態
150 植え込み可能なマーカ
152 遠位の端部
154 先端部
156 ねじ山
160 ガイド器具
162 ハンドル
164 本体
166 ガイド溝
168 近位の端部
170 遠位の端部
172 ねじ山が設けられた部分
174 外側面
180 導入用具
182 本体
184 遠位の端部
186 近位の端部
190 コネクタ
192 凹部
194 溝
196 ボア
198 開口
200 糸
204 ドリル
206 本体
208 ドリル用ビット
210 コネクタ
212 カラー
214 先端部
220 体の一部
222 皮膚
224 骨
226 最初の穴
250 ドリル
252 ドリル用ビット
254 先端部
256 ドリル本体
258 ねじ山が設けられた部分
260 溝
262 コネクタ
264 カラー
368 皮膚
270 アダプタ部分
271 キャビティ
272 ドリル用ビット
274 雌ねじ
290 マーカ
300 ガイド器具
302 ハンドル
304 マガジン
306 アセンブリ
308 糸
310 ブリーチ部分
360 駆動機構
362 ボタン
364 器具アセンブリ
370 矢印
372 骨
374 数針の縫い目
376 端部
380 マーカ
382 トランスデューサ
390 マーカ
392 コネクタ構成
394 導入用具
396 遠位の端部
398,400 凹部
402 ボア
404 ばね駆動要素(突起)
408 ねじ山
410 ガイド器具
414 マガジン部分
416 マーカ
418 ドリル
420 アダプタ
422 ドラム
424 ハウジング
426 溝
428 スイッチ
430 閉鎖部材
432 チューブ
434 導入器具
Claims (30)
- 骨の中に植え込み可能なマーカを経皮的に植え込むためのキットにおいて、
ガイド器具であって、当該ガイド器具の長さ方向の軸に少なくとも部分的に沿って延在し、当該ガイド器具の中に植え込み可能なマーカを受容するためのガイド溝を有する、ガイド器具と、
前記ガイド器具の前記溝内に受容可能で、前記長さ方向の軸に少なくとも部分的に沿って並進運動可能な、導入用具であって、前記導入用具が、植え込み可能なマーカと取り外し可能に係合するための遠位の端部を備えた、導入用具と、
前記ガイド溝内に受容可能である植え込み可能なマーカであって、
内部キャビティを備えたハウジングであって、前記ハウジングが外側面を有し、前記外側面が、前記植え込み可能なマーカを前記骨の中に保持するために使用時に植え込まれたときに周囲の骨と少なくとも部分的に係合する骨アンカーを提供する、ハウジングと、
前記キャビティ内に固定されたマーカであって、前記マーカが追跡システムによって検出可能である、マーカと、
を具備し、
前記ハウジングは、骨を穿通できる鋭利な形状の遠位端部、および前記植え込み可能なマーカが植え込まれた後の前記植え込み可能なマーカの除去を助ける柔軟な細長い要素を受容する取り付け部を備えた近位端部を有する、
植え込み可能なマーカと、
を具備し、
前記導入用具が、細長い本体を有し、前記細長い本体が、前記植え込み可能なマーカに取り付けられた前記柔軟な細長い要素を受容するための、前記細長い本体の長さ方向の軸に少なくとも部分的に沿って延在する溝を含み、
前記導入用具が、前記植え込み可能なマーカを前記骨の中に打ち込むように動作可能である、キット。 - 請求項1に記載のキットにおいて、
前記マーカおよび前記キャビティは、前記マーカの少なくとも一部が使用時に前記骨の中に位置付けられるように、構成されている、キット。 - 請求項1または2に記載のキットにおいて、
前記マーカは、密封されている、キット。 - 請求項1〜3のいずれかに記載のキットにおいて、
前記骨アンカーは、保持構造の形態である、キット。 - 請求項1〜4のいずれかに記載のキットにおいて、
前記骨アンカーは、骨の成長を助長するように構成された表面によって、提供されている、キット。 - 請求項1〜5のいずれかに記載のキットにおいて、
前記マーカは、前記ハウジングによって取り囲まれている、キット。 - 請求項1〜6のいずれかに記載のキットにおいて、
前記マーカは、無線式で検出可能である、キット。 - 請求項7に記載のキットにおいて、
前記マーカは、電磁スペクトルの無線周波数部内の電磁放射を用いて無線式で検出可能である、キット。 - 請求項4に記載のキットにおいて、
前記保持構造は、とげまたはねじ山を含む、キット。 - 請求項1〜9のいずれかに記載のキットにおいて、
前記ハウジングは、先細りの導入端部を有する、キット。 - 請求項10に記載のキットにおいて、
前記導入端部は、前記植え込み可能なマーカに力が加えられたときに前記植え込み可能なマーカが骨の中に押し込まれ得るように、骨を穿通する、キット。 - 請求項10に記載のキットにおいて、
前記導入端部は、セルフタッピングねじ山を含む、キット。 - 請求項10〜12のいずれかに記載のキットにおいて、
前記ハウジングの遠位端部が、前記導入端部を含む、キット。 - 請求項9に記載のキットにおいて、
前記保持構造が前記ねじ山を含み、前記ねじ山の少なくとも第1の部分が、前記植え込み可能なマーカを前記骨の中に保持するのを増強するための断面形状を有する、キット。 - 請求項14に記載のキットにおいて、
前記ねじ山の少なくとも第2の部分が、前記骨への切り込みを増強するための断面形状を有する、キット。 - 請求項15に記載のキットにおいて、
前記ねじ山の前記第2の部分の前記断面形状は、前記ねじ山の前記第1の部分の前記断面形状に比べてより鋭い輪郭を有する、キット。 - 請求項14〜16のいずれかに記載のキットにおいて、
前記ねじ山の前記第1の部分は、丸みを帯びた不等辺四角形の形状にある断面形状を有する、キット。 - 請求項1に記載のキットにおいて、
前記導入用具が、前記柔軟な細長い要素を中に受容するための開口を有する、キット。 - 請求項1に記載のキットにおいて、
前記ハウジングの前記遠位端部には、骨を穿通する先端部が付いている、キット。 - 請求項1に記載のキットにおいて、
前記ガイド器具の遠位の端部が、骨を穿通する複数の歯を含んだ骨に係合する構造を有し、前記複数の歯のうちの少なくとも第1および第2の歯が向かい合わせに配置されている、キット。 - 請求項1に記載のキットにおいて、
前記ガイド器具が、複数の植え込み可能なマーカを収容するためのマガジンを含む、キット。 - 請求項21に記載のキットにおいて、
前記マガジンが、現在植え込まれている植え込み可能なマーカが植え込まれ終えた後に自動的に別の植え込み可能なマーカを前記ガイド溝内に導入するように構成された供給機構を含む、キット。 - 請求項1〜22のいずれかに記載のキットにおいて、
前記ガイド溝内に受容可能で、前記ガイド溝に少なくとも部分的に沿って並進運動可能な、ドリルであって、前記ドリルが、前記骨に穴を形成するための、遠位の端部に設けられたドリル用ビットを有する、ドリル、
を更に具備する、キット。 - 請求項1〜23のいずれかに記載のキットにおいて、
前記キットが、アセンブリに組み立てられたとき、前記アセンブリが、前記ガイド器具の遠位の端部から延びる皮膚を穿孔する先端部を含み、前記アセンブリが被験者の皮膚を穿刺できるようになっている、キット。 - 請求項24に記載のキットにおいて、
前記皮膚を穿孔する先端部が、前記ハウジングの遠位端部である、キット。 - 請求項25に記載のキットにおいて、
前記キットが前記アセンブリとして組み立てられたとき、前記植え込み可能なマーカは、前記皮膚を穿孔する先端部が前記ガイド器具の前記遠位の端部から延出する状態で、前記ガイド溝内に配置される、キット。 - 請求項24または25に記載のキットにおいて、
前記キットが、前記ガイド溝内に配置可能で、ドリル用ビットを備えたドリルを含み、
前記ドリル用ビットが、皮膚を穿孔する先端部を有し、前記キットが前記アセンブリとして組み立てられたときに、前記ドリルは、前記皮膚を穿孔する先端部が前記ガイド器具の前記遠位の端部から延出する状態で、前記ガイド溝内に配置される、
キット。 - 請求項23に記載のキットにおいて、
前記導入用具が、前記ドリルを含み、
前記導入用具の前記遠位の端部が、前記導入用具の分離可能な部品であり、前記分離可能な部品には、前記導入用具を提供するために、少なくとも前記ドリル用ビットが取り外し可能に締結されている、
キット。 - 請求項1〜17のいずれかに記載のキットにおいて、
前記マーカの周囲の領域の性質を検出するためのトランスデューサまたはセンサーをさらに具備する、キット。 - 請求項29に記載のキットにおいて、
前記センサーまたは前記トランスデューサが、圧力、温度、生物学的活性、および、化学的性質、を含む群から選択された性質を検出する、キット。
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