JP5886885B2 - 位置制御システム - Google Patents
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Description
本発明は、人間や動物の体内の対象部位に対して薬剤等の液体を注入し、又は細胞質基質等の液体を吸引するための注入・吸引システムを構成する位置制御システムに関する。
腫瘍内部に薬剤を送り届ける場合、一般的には、カテーテルを静脈に挿入し、カテーテルから薬剤を静脈に注入して行われる。しかし、血管の少ない腫瘍には薬剤が行き渡りにくく、抗がん剤の効果を上げることは難しい。
このため、管形状を有する躯体と、躯体に装着され、生体組織を切開する切開部材とを備えたカテーテルが提案されている（例えば、特許文献１参照。）
しかし、従来のカテーテルは、外径が１ｍｍ程度の大きさを有するため、腫瘍に至るまでの細胞を破壊するおそれがある。
本発明の目的は、体内の対象部位に対し、細胞をなるべく破壊せずに抗がん剤等の液体を注入し、細胞質基質等の液体を吸引することが可能な注入・吸引システムを構成する位置制御システムを提供することにある。
本発明の一態様は、上記目的を達成するため、 磁性材料から形成され、体内で磁界によって移動できるヘッドに磁界を付与可能な電磁石と、前記電磁石が付与する磁界によって前記ヘッドに働く磁力の大きさ及び向きとを制御可能な移動制御部とを有する移動装置と、 前記ヘッド又は先端が開口した状態で前記ヘッドに取り付けられ、前記先端の開口部を介して液体を注入又は吸引可能な管の先端側の位置に存在するマークの位置を求め、前記マークの位置に基づいて前記ヘッドの位置を検出可能な位置検出装置と、を備え、 前記移動装置の移動制御部は、前記電磁石が付与する磁界によって前記ヘッドに働く磁力の大きさ及び向きを調節して、前記管が目的位置に対してほぼ真っ直ぐに挿し込まれるように前記ヘッドの進行方向制御を行うことが可能な移動制御部である、 前記ヘッドは、先端に向かって細くなる形状を有する第１のヘッド部と、前記第１のヘッド部に所定の間隔を有して配置され、後端に向かって細くなる形状を有する第２のヘッド部と、前記第１及び第２のヘッド部を接続する接続部とを備え、前記管は、その先端が前記第１及び第２のヘッド部の間に位置するように設けられた位置制御システムを提供する。
本発明によれば、体内の対象部位に対し、細胞をなるべく破壊せずに抗がん剤等の液体を注入し、細胞質基質等の液体を吸引することが可能な注入・吸引システムを構成することができる。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、各図中、実質的に同一の機能を有する構成要素については、同一の符号を付してその重複した説明を省略したものもある。
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る注入・吸引システムの概略の構成例を示す斜視図である。注入・吸引システム１０は、本発明の位置制御システムを用いたものである。移動装置４０及び位置検出装置５０は、本発明の位置制御システムの一例である。この注入・吸引システム１０は、人体Ｐ等の体内で磁界によって移動できる微細ヘッド２０、及び微細ヘッド２０に取り付けられ、液体を注入又は吸引可能な極細管３０を有する注入・吸引装置１００と、微細ヘッド２０を磁界の力で移動させることが可能な移動装置４０と、微細ヘッド２０の位置を検出可能な位置検出装置５０とを備える。
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る注入・吸引システムの概略の構成例を示す斜視図である。注入・吸引システム１０は、本発明の位置制御システムを用いたものである。移動装置４０及び位置検出装置５０は、本発明の位置制御システムの一例である。この注入・吸引システム１０は、人体Ｐ等の体内で磁界によって移動できる微細ヘッド２０、及び微細ヘッド２０に取り付けられ、液体を注入又は吸引可能な極細管３０を有する注入・吸引装置１００と、微細ヘッド２０を磁界の力で移動させることが可能な移動装置４０と、微細ヘッド２０の位置を検出可能な位置検出装置５０とを備える。
（注入・吸引装置）
細胞の大きさ（１〜１００μｍ）を考えると、微細ヘッド２０を体内に挿入した際に細胞をできるだけ破壊しないため、微細ヘッド２０の最大幅は１００μｍ以下が好ましく、５μｍ以下がより好ましい。本実施の形態では、最大幅を１μｍとする。また、微細ヘッド２０は、磁性材料、例えばパーマロイ、ケイ素鋼等の透磁率が高い材料から形成されている。微細ヘッド２０の詳細な構造については、後述する。
細胞の大きさ（１〜１００μｍ）を考えると、微細ヘッド２０を体内に挿入した際に細胞をできるだけ破壊しないため、微細ヘッド２０の最大幅は１００μｍ以下が好ましく、５μｍ以下がより好ましい。本実施の形態では、最大幅を１μｍとする。また、微細ヘッド２０は、磁性材料、例えばパーマロイ、ケイ素鋼等の透磁率が高い材料から形成されている。微細ヘッド２０の詳細な構造については、後述する。
極細管３０は、先端が開口した状態で微細ヘッド２０に取り付けられ、先端の開口部を介して抗がん剤等の液体を注入し、細胞質基質等の液体を吸引する。極細管３０は、例えば、外径が１００ｎｍ〜１μｍ、長さが５ｃｍ〜１０ｍを有する。極細管３０は、非磁性体、例えば、アルミニウム、銀、金、石英ガラス等の透磁率が低い材料から形成される。ただし、金は通常は後述する膜２０００の材料には適さない。本実施の形態では、内径１５０ｎｍ、外径３５０ｎｍ、長さ５０ｃｍなど、多くの人間の胴体の径の半分以上の長さのサイズを有する極細管３０を用いる。
極細管３０には、例えば電動機や圧電素子を用いて形成されたポンプが接続される。なお、注入・吸引装置１００は、ポンプを接続しない、微細ヘッド２０及び極細管３０のみでもよい。この場合、点滴の要領で薬剤の自重により薬剤を注入したり、圧力が上がった膀胱に挿入して尿を吸引することなどが可能な注入・吸引装置となる。
（移動装置）
移動装置４０は、電磁石４００と、電磁石４００を支持する第１及び第２のアーム４１０Ａ、４１０Ｂと、第１及び第２のアーム４１０Ａ、４１０Ｂを水平方向の軸を中心にそれぞれ回転移動させることが可能な第１及び第２の回転駆動部４２０Ａ、４２０Ｂと、第２の回転駆動部４２０Ｂを垂直方向の軸を中心に回転移動させることが可能な第３の回転駆動部４２０Ｃと、回転駆動部４２０Ｃを支持するベース４３０と、移動装置４０の各部を制御可能な制御部４４０と、制御部４４０に微細ヘッド２０の移動すべき三次元位置を指示可能な操作部４５０とを備える。第１及び第２のアーム４１０Ａ、４１０Ｂと、第１及び第２の回転駆動部４２０Ａ、４２０Ｂと、第３の回転駆動部４２０Ｃと、ベース４３０と、制御部４４０と、操作部４５０は、電磁石が付与する磁界によって微細ヘッドに働く磁力の大きさ及び向きとを制御可能な移動装置の移動制御部の一例である。
移動装置４０は、電磁石４００と、電磁石４００を支持する第１及び第２のアーム４１０Ａ、４１０Ｂと、第１及び第２のアーム４１０Ａ、４１０Ｂを水平方向の軸を中心にそれぞれ回転移動させることが可能な第１及び第２の回転駆動部４２０Ａ、４２０Ｂと、第２の回転駆動部４２０Ｂを垂直方向の軸を中心に回転移動させることが可能な第３の回転駆動部４２０Ｃと、回転駆動部４２０Ｃを支持するベース４３０と、移動装置４０の各部を制御可能な制御部４４０と、制御部４４０に微細ヘッド２０の移動すべき三次元位置を指示可能な操作部４５０とを備える。第１及び第２のアーム４１０Ａ、４１０Ｂと、第１及び第２の回転駆動部４２０Ａ、４２０Ｂと、第３の回転駆動部４２０Ｃと、ベース４３０と、制御部４４０と、操作部４５０は、電磁石が付与する磁界によって微細ヘッドに働く磁力の大きさ及び向きとを制御可能な移動装置の移動制御部の一例である。
電磁石４００は、通電される電流の大きさに応じた強さの磁界を発生させる。電磁石４００は、超伝導電磁石でもよい。
第１乃至３の回転駆動部４２０Ａ〜４２０Ｃは、例えば運動部を有する原動機や圧電素子等を用いて構成することができる。原動機は電動機などでもよい。第１乃至３の回転駆動部４２０Ａ〜４２０Ｃは、第１及び第２のアーム４１０Ａ、４１０Ｂに接続され、第１及び第２のアーム４１０Ａ、４１０Ｂを移動させて電磁石４００を移動させる。第１乃至３の回転駆動部４２０Ａ〜４２０Ｃは、移動装置の移動制御部が有する駆動部の一例である。
操作部４５０は、例えばレバー操作やコンピュータにより微細ヘッド２０の移動すべき三次元位置を指示できるように構成されている。
制御部４４０は、操作部４５０により指示された三次元位置に基づき、電磁石４００に通電される電流の大きさを制御して電磁石４００が発生させる磁界の強さを細かく調整し、また、第１乃至３の回転駆動部４２０Ａ〜４２０Ｃを制御して電磁石４００の位置や向きを細かく調節して、微細ヘッド２０に働く磁力の大きさ及び向きとを制御して、微細ヘッド２０を指示された三次元位置、すなわち目的位置の方向に移動させる。
例えば、極細管３０の移動経路の曲がりを抑制するように、すなわち、極細管３０が目的位置に対してほぼ真っ直ぐに挿し込まれるように、電磁石４００が微細ヘッド２０に付与する磁界の強さや位置や向きを調節する、すなわち、微細ヘッド２０に働く磁力の大きさ及び向きを調節する微細ヘッド２０の進行方向制御を行うことで、極細管３０が絡むことがなく、また、微細ヘッド２０と極細管３０を体内に挿し込むときや抜くときに、体内組織をあまり傷付けることがない。すなわち極細管３０に結び目ができて、それが移動する際に体内組織を傷付けたり、極細管３０が非常に微細であって管自体が糸状の刃物のように鋭利の場合に、軌道が曲がっているのに一方向へ引っ張った時に曲がりの内周側に力が加わって体内組織が切断されてしまうなどの問題が起こりにくい。また、この場合、微細ヘッド２０の目的位置までの移動距離が短くなって素早く微細ヘッド２０を目的位置に到達させやすくなるという利点も得られる。なお、極細管３０の移動経路に屈折や曲がり等が存在していても、極細管３０が前述の理由により体内組織をあまり傷つけない程度であれば、その状態も極細管３０が目的位置に対してほぼ真っ直ぐに挿し込まれている状態に含む。
制御部４４０による微細ヘッド２０の位置制御は、例えば、微細ヘッド２０を単に目的位置の方向へ引っ張るというような制御でもよいし、右に行き過ぎていたら左に戻す、左に行き過ぎていたら右に戻す、上に行き過ぎていたら下に戻す、下に行き過ぎていたら上に戻すというような制御でもよい（図１７参照）。特に、右に行き過ぎていたら左に戻す、左に行き過ぎていたら右に戻す、上に行き過ぎていたら下に戻す、下に行き過ぎていたら上に戻すというような制御の場合、ずれが生じても自ずと補正することができ、構造が複雑な人間・動物の体内においても正確に微細ヘッド２０を目的位置に到達させやすくなる。
なお、移動装置４０は、第１のアーム４１０Ａと電磁石４００の間にも回転駆動部を備えていてもよい。
また、移動装置４０は、第１のアーム４１０Ａと第１の回転駆動部４２０Ａを省き、かつ、第２のアーム４１０Ｂを伸縮性のアームとしたものでもよい。
また、微細ヘッド２０と極細管３０は、使用前は水を入れた容器に入れておき、使用時にその容器ごと患者の体に密着させて、極細管３０の先端をそこから移動装置４０を用いて移動させてもよい。
また、本発明において、移動装置を用いる目的は、微細ヘッドを移動させることにある。
（位置検出装置）
位置検出装置５０は、微細ヘッド２０に塗布された放射性物質からなるマーク（図１８Ａ参照）から放出される放射線を検出・撮影可能な一対のＸ線ＣＣＤセンサ５００と、Ｘ線ＣＣＤセンサ５００を支持する第１及び第２のアーム５１０Ａ、５１０Ｂと、第１及び第２のアーム５１０Ａ、５１０Ｂを水平方向の軸を中心にそれぞれ回転移動させることが可能な第１及び第２の回転駆動部５２０Ａ、５２０Ｂと、第２の回転駆動部５２０Ｂを垂直方向の軸を中心に回転移動させることが可能な第３の回転駆動部５２０Ｃと、回転駆動部５２０Ｃを支持するベース５３０と、各回転駆動部５２０Ａ、５２０Ｂ、５２０Ｃを駆動制御するとともに、微細ヘッド２０の位置を検出することが可能な制御部５４０と、Ｘ線ＣＣＤセンサ５００の三次元位置を指示可能な操作部５５０と、検出された微細ヘッド２０の位置を表示可能な表示部５６０とを備える。なお、放射性物質からなるマークを形成する位置は、極細管３０の先端側の位置でもよい（図１８Ｂ参照）。表示部５６０は、微細ヘッド２０が目的の位置に到達したことの確認をコンピュータが自動的に行う場合は省いてもよい。Ｘ線ＣＣＤセンサ５００は、位置検出装置の撮影部が有する透視撮影用センサの一例である。
位置検出装置５０は、微細ヘッド２０に塗布された放射性物質からなるマーク（図１８Ａ参照）から放出される放射線を検出・撮影可能な一対のＸ線ＣＣＤセンサ５００と、Ｘ線ＣＣＤセンサ５００を支持する第１及び第２のアーム５１０Ａ、５１０Ｂと、第１及び第２のアーム５１０Ａ、５１０Ｂを水平方向の軸を中心にそれぞれ回転移動させることが可能な第１及び第２の回転駆動部５２０Ａ、５２０Ｂと、第２の回転駆動部５２０Ｂを垂直方向の軸を中心に回転移動させることが可能な第３の回転駆動部５２０Ｃと、回転駆動部５２０Ｃを支持するベース５３０と、各回転駆動部５２０Ａ、５２０Ｂ、５２０Ｃを駆動制御するとともに、微細ヘッド２０の位置を検出することが可能な制御部５４０と、Ｘ線ＣＣＤセンサ５００の三次元位置を指示可能な操作部５５０と、検出された微細ヘッド２０の位置を表示可能な表示部５６０とを備える。なお、放射性物質からなるマークを形成する位置は、極細管３０の先端側の位置でもよい（図１８Ｂ参照）。表示部５６０は、微細ヘッド２０が目的の位置に到達したことの確認をコンピュータが自動的に行う場合は省いてもよい。Ｘ線ＣＣＤセンサ５００は、位置検出装置の撮影部が有する透視撮影用センサの一例である。
一対のＸ線ＣＣＤセンサ５００によって互いに直交する方向からマークの位置を検出することにより、微細ヘッド２０の三次元位置を知ることができる。
操作部５５０は、例えばレバー操作やコンピュータによりＸ線ＣＣＤセンサ５００の移動すべき三次元位置を指示できるように構成されている。
位置検出装置５０は、第１のアーム５１０Ａと第２のアーム５１０Ｂとの間の間接部や第２のアーム５１０Ｂとベース５３０との間の間接部に位置センサ、角度センサ等を設けるか、又は第１のアーム５１０Ａの先端に三次元位置センサを設けることで、第１のアーム５１０Ａの先端の三次元位置、すなわち、Ｘ線ＣＣＤセンサ５００の三次元位置を精密に（例えば、μｍ単位で）計測できるように構成されている。その関節部に設けられた位置センサ、角度センサ等及び第１のアーム５１０Ａの先端に設けられた三次元位置センサは、位置検出装置の撮影部が有する透視撮影用センサの三次元位置を計測可能な透視撮影用センサ位置検出部の一例である。
制御部５４０は、位置検出部の一例である。制御部５４０は、パターン認識によって画像を認識する画像認識処理を行うことが可能な画像認識処理部を備える。制御部５４０は、例えば
１．一対のＸ線ＣＣＤセンサ５００によって互いに直交する方向から撮影された一対の画像データを用意する。
２．それぞれの画像データにおいて、マークに該当する部分を画像認識処理部によって探して、画像データの撮影範囲におけるマークの二次元位置を求める。
３．それぞれの画像データの撮影範囲におけるマークの二次元位置に、Ｘ線ＣＣＤセンサ５００の三次元位置を加えて、それぞれの画像データの撮影範囲におけるマークの三次元位置を求め、一対の画像データの撮影範囲におけるマークの三次元位置を直交方向に合成して、微細ヘッド２０の位置とする。
という手順（図１９参照）で微細ヘッド２０の位置を検出する。
１．一対のＸ線ＣＣＤセンサ５００によって互いに直交する方向から撮影された一対の画像データを用意する。
２．それぞれの画像データにおいて、マークに該当する部分を画像認識処理部によって探して、画像データの撮影範囲におけるマークの二次元位置を求める。
３．それぞれの画像データの撮影範囲におけるマークの二次元位置に、Ｘ線ＣＣＤセンサ５００の三次元位置を加えて、それぞれの画像データの撮影範囲におけるマークの三次元位置を求め、一対の画像データの撮影範囲におけるマークの三次元位置を直交方向に合成して、微細ヘッド２０の位置とする。
という手順（図１９参照）で微細ヘッド２０の位置を検出する。
また、制御部５４０は、操作部５５０により指示された三次元位置に基づき、第１乃至３の回転駆動部５２０Ａ〜５２０Ｃを制御して、Ｘ線ＣＣＤセンサ５００を指示された三次元位置に移動させる。
なお、マークは微細ヘッド２０又は極細管３０の先端側の位置に存在していればよく、微細ヘッド２０及び極細管３０とは別に形成しなくてもよい。つまり、微細ヘッド２０の材料をＸ線ＣＣＤセンサ５００によって透過撮影可能な物質として、微細ヘッド２０自体をマークとしてもよい（図１８Ｃ参照）。例えば、放射性物質を微細ヘッド２０の材料に練り込んでもよい。また、極細管３０の材料をＸ線ＣＣＤセンサ５００によって透過撮影可能な物質として（図１８Ｄ参照）、Ｘ線ＣＣＤセンサ５００において極細管３０の先端側を含む全体の像又は広い範囲の像が撮影された画像データに映るようにして、画像認識処理において、その極細管３０の像のうち先端側に該当する部分をマークの像として扱ってもよい。例えば、極細管３０の材料に放射性物質を練り込んで極細管３０を作ってもよい。
医師の手などによってマーキングした範囲は、作業に当たる医者の手元の明るさにより異なるが、せいぜいミリメートル単位の精度の範囲である。また、多くの場合、その範囲の“概ね”中心辺りに微細ヘッド２０を移動させるだけである。このため、巨大なのでコストを抑えるために精度が低いことが一般的であるデジタルＸ線撮影用の巨大Ｘ線ＣＣＤセンサを位置検出装置５０として使用してもよい。デジタルＸ線撮影用の巨大Ｘ線ＣＣＤセンサを位置検出装置５０として使用する場合、アームを用いずに、治療が終わるまでの間、Ｘ線ＣＣＤセンサを所定の位置に固定してもよい。アームがなくなることにより可動部分が減り、多くの場合にメンテナンスが容易になる。なお、微細ヘッド２０を確実に細胞膜の内側又は外側へ移動させたい場合は、高精度の微細ヘッド２０の移動を必要とするが、ポンプに圧力計を取り付けて圧力を測るなどの方法により極細管３０の先端が細胞の細胞膜の内側にあるか・外側にあるかを判定できるため、位置検出の精度は低くてもよい。よって、この場合もデジタルＸ線撮影用の巨大Ｘ線ＣＣＤセンサを位置検出装置５０として使用してもよい。
また、位置検出装置５０は、第１のアーム５１０ＡとＸ線ＣＣＤセンサ５００の間にも回転駆動部を備えていてもよい。
また、位置検出装置５０は、第１のアーム５１０Ａと第１の回転駆動部５２０Ａを省き、かつ、第２のアーム５１０Ｂを伸縮性のアームとしたものでもよい。
また、Ｘ線ＣＣＤセンサの代わりにＸ線ＣＭＯＳセンサを用いてもよい。
また、本発明において、位置検出装置を用いる目的は、微細ヘッド又は極細管の先端側の位置を知ることにある。
（微細ヘッドの詳細な構造）
図２は、第１の実施の形態に係る微細ヘッド２０の斜視図、図３Ａは、第１の実施の形態に係る微細ヘッド２０の平面図、図３Ｂは、図３ＡのＡ−Ａ線断面図である。
図２は、第１の実施の形態に係る微細ヘッド２０の斜視図、図３Ａは、第１の実施の形態に係る微細ヘッド２０の平面図、図３Ｂは、図３ＡのＡ−Ａ線断面図である。
微細ヘッド２０は、前側に位置する第１のヘッド部２００と、後側に位置する第２のヘッド部２１０と、第１及び第２のヘッド部２００、２１０間を接続する一対の接続部２２０とを備え、例えば、全体としてラグビーボール形状を有する。なお、微細ヘッド２０の全体形状としては、微細・鋭利であれば、角柱型や円柱型などでもよい。
第１のヘッド部２００は、例えば略三角錐などの先端に向かって細くなる形状を有し、側面２００ａ、２００ｂ、２００ｃと、底面２００ｄを備える。また、第１のヘッド部２００は、生体組織を切開可能に、例えば先端が鋭角に形成されている。第１のヘッド部２００は、例えば透磁率が高い材料から形成されている。また、第１のヘッド部２００及び接続部２２０の材料の格子定数は、第１のヘッド部２００及び接続部２２０が第２のヘッド部２１０を形成するための液体材料と付着するものとしてもよい。なお、第１のヘッド部２００は、その一部を他の部分の材料とは異なる材料から形成してもよい。例えば、先端部を透磁率が低い材料から形成し、他の部分を透磁率が高い材料から形成してもよい。また、第１のヘッド部２００は、その一部としてワイヤ形状やブレード形状などの突起部を有していてもよい。
第２のヘッド部２１０は、例えば頂点が平坦な略三角錐などの後端に向かって細くなる形状を有し、底面２１０ａ、側面２１０ｂ、２１０ｃ、２１０ｅと、頂面２１０ｆとを備える。第２のヘッド部２１０は、例えば透磁率が高い材料から形成されている。なお、第２のヘッド部２１０は、第１のヘッド部２００よりも融点が低い材料（例えば、低融点合金）から形成してもよい。また、第１及び第２のヘッド部２００、２１０を同じ材料から形成してもよい。また、第１及び第２のヘッド部２００、２１０のどちらかを透磁率が高い材料から形成し、もう一方を透磁率が低い材料から形成してもよい。また、第２のヘッド部２１０は、その一部を他の部分の材料とは異なる材料から形成してもよい。例えば、後端部を透磁率が低い材料から形成し、他の部分を透磁率が高い材料から形成してもよい。また、第１のヘッド部２００は、その一部としてワイヤ形状やブレード形状などの突起部を有していてもよい。
接続部２２０は、本実施の形態では、第１のヘッド部２００と一体的に形成されているが、別個に形成し、それを第１のヘッド部２００に取り付けてもよい。なお、接続部２２０は、１つでも３つ以上でもよい。
極細管３０は、その先端が第１及び第２のヘッド部２００、２１０の間に位置するように設けられる。なお、極細管３０の先端はヘッド部２００、２１０間以外に位置させてもよい。
（注入・吸引装置の製造方法）
次に、注入・吸引装置１００の製造方法のについて説明する。
次に、注入・吸引装置１００の製造方法のについて説明する。
（１）微細ヘッドの第１のヘッド部及び接続部の作製
集束イオンビーム（ＦＩＢ）を用いた微小立体構造物形成方法（例えば、特開２００４−２９１１４０号公報参照）により微細ヘッド２０の第１のヘッド部２００を作製する。すなわち、ガスノズルから基板に第１のヘッド部２００の材料を含む原料ガスを吹き付けておき、そこへＦＩＢを照射することにより、基板上に原料ガスの分解生成物からなる微小立体構造物を堆積させる。堆積した微小立体構造物の側壁には枝状の突起物が形成されているため、この突起物をＦＩＢを照射して除去する。次に、微小立体構造物から基板を除去して第１のヘッド部２００を作製する。
集束イオンビーム（ＦＩＢ）を用いた微小立体構造物形成方法（例えば、特開２００４−２９１１４０号公報参照）により微細ヘッド２０の第１のヘッド部２００を作製する。すなわち、ガスノズルから基板に第１のヘッド部２００の材料を含む原料ガスを吹き付けておき、そこへＦＩＢを照射することにより、基板上に原料ガスの分解生成物からなる微小立体構造物を堆積させる。堆積した微小立体構造物の側壁には枝状の突起物が形成されているため、この突起物をＦＩＢを照射して除去する。次に、微小立体構造物から基板を除去して第１のヘッド部２００を作製する。
次に、第１のヘッド部２００の底面２００ｄに上記微小立体構造物形成方法により一対の接続部２２０を形成する。これにより接続部２２０を有する第１のヘッド部２００が作製される。
次に、第１のヘッド部２００又は第２のヘッド部２１０に放射性物質から形成されたマークを塗布する（図１８Ａ参照）。なお、放射性物質を第１のヘッド部２００又は第２のヘッド部２１０の材料に練り込んでもよい（図１８Ｃ参照）。
（２）極細管の作製
極細管３０をインクジェットプリンタのノズルの作製工程等と同様のフォトリソグラフィを用いた以下のような手順などにより作製する。
極細管３０をインクジェットプリンタのノズルの作製工程等と同様のフォトリソグラフィを用いた以下のような手順などにより作製する。
まず、蒸着等により薄い（例えば２５０ｎｍ厚）膜２０００を形成し、この膜２０００にフォトリソグラフィにより細く浅い（例えば、１５０ｎｍの幅、１５０ｎｍの深さ）溝２０００ａを形成する（図４Ａ参照）。
次に、薄く（例えば、１００ｎｍ厚さ）、かつ、膜２０００よりも融点が低い材料で形成された膜２０１０を溝２０００ａに被せる（図４Ｂ参照）。このとき、蒸着装置で直に成膜すると、溝２０００ａの中も膜２０１０の材料の分子が入り込んでしまうため、他の基板上に蒸着装置を使って形成した膜２０１０（例えば、落ちる場所が少々ずれても溝を被いきれる、大きめな膜）を、真空度を高くした部屋の中で落下させる等の方法により配置してもよい。なお、膜２０００の材料と膜２０１０の材料の格子定数は、膜２０１０を膜２０００に被せた際に膜２０００と膜２０１０が一体化するような値となるように材料を選ぶとよい。また、膜２０００及び膜２０１０は、共に透磁率の低い材料から形成するのが好ましい。
次に、膜２０１０が融け、膜２０００は融けない温度に加熱し、膜２０１０だけを融かす。その後、冷やして膜２０１０を固め、膜２０００と一体化する。なお、加熱・冷却の代わりに、薬品を加えた化学反応によって、膜２０１０だけを融かしたり、膜２０１０を固めてもよい。なお、液体には表面張力があるため、押し込みでもしない限り、融けた膜２０１０が溝２０００ａの内部に流れ込むことはない。
次に、例えば、１００ｎｍ幅の加工を行える集束イオンビーム加工機等の微細加工機により、溝２０００ａの両脇をそれぞれ１００ｎｍ残して、膜２０１０の厚み方向に切断する（図４Ｃ参照）。このようにして内径１５０ｎｍ、外径３５０ｎｍの極細管３０を作製する。
なお、極細管３０を体内に挿入する場合、極細管３０は長くなくてはいけない（例えば、５０ｃｍ）が、パターンの大部分が直線状なので、溝２０００ａを形成するためのフォトマスクの生産（パターンの描画など）や、膜２０００及び膜２０１０の切断も短時間で行えるため、生産性は比較的高い。
（３）微細ヘッドの第２のヘッド部の作製及び極細管の連結
ここでは、フォトリソグラフィや集束イオンビーム加工などの微細加工により作製された図５に示す型（かた）７０を用いる。型７０は、複数に分割されたものであり、第１のヘッド部２００を収容する第１の空間部７００と、第２のヘッド部２１０が形成される第２の空間部６１と、極細管３０を収容する貫通穴７２０及び凹部７３０とを備える。また、型７０の材料の格子定数は、第２の空間部６１に注入する材料が型７０に付着しないものにする。なお、型７０は分割されていなくてもよい。例えば、第２のヘッド部２１０を構成する面のうち平らな面を型７０の上面に対応させた、上面が開放された一つの型を用いてもよい。
ここでは、フォトリソグラフィや集束イオンビーム加工などの微細加工により作製された図５に示す型（かた）７０を用いる。型７０は、複数に分割されたものであり、第１のヘッド部２００を収容する第１の空間部７００と、第２のヘッド部２１０が形成される第２の空間部６１と、極細管３０を収容する貫通穴７２０及び凹部７３０とを備える。また、型７０の材料の格子定数は、第２の空間部６１に注入する材料が型７０に付着しないものにする。なお、型７０は分割されていなくてもよい。例えば、第２のヘッド部２１０を構成する面のうち平らな面を型７０の上面に対応させた、上面が開放された一つの型を用いてもよい。
図５に示すように、型７０の第１の空間部７００に第１のヘッド部２００を収容し、貫通穴７２０及び凹部７３０に極細管３０を収容する。
次に、型７０の図示しない注入穴から第２の空間部７０１に液体材料を注入する。極細管３０の先端は型７０の凹部７３０に挿入されているので、液体材料によって極細管３０の先端が詰まることもない。なお、凹部７３０を設ける代わりに、液体材料が固まった後に極細管３０の先端を切断して詰まりを解消してもよい。
次に、第２の空間部６１に注入した液体材料を固める。液体材料の固化は、冷却でもよいし、薬品を加えた化学反応でもよい。なお、固まった後の液体材料の格子定数は、極細管３０及び接続部２２０に付着し、かつ、型７０には付着しないものが好ましい。
最後に型７０を分離して型７０から注入・吸引装置１００を取り出す。以上のようにして第２のヘッド部２１０が作製され、第２のヘッド部２１０に極細管３０が連結した注入・吸引装置１００が製造される。
なお、上記実施の形態では、第２のヘッド部２１０を型７０を用いて作製したが、集束イオンビーム加工等の微細加工により作製してもよい。この場合、第２のヘッド部２１０には、極細管３０を通すための穴を空けておき、走査型プローブ顕微鏡（ＳＰＭ）のプローブなどで極細管３０を摘まんで嵌め込むという方法で第２のヘッド部２１０を作製することができる。
また、ヘッド部２００、２１０は分割されていなくてもよい。例えば、第２のヘッド部２１０に該当する部分が存在せず、第１のヘッド部２００に該当する部分に接続部２２０に該当する部分がつながっただけの形状のヘッド部や円柱又は角柱が１本のみの形状のヘッド部のように、ヘッド部が一体的に形成されていてもよい。その場合、一体的に形成されたヘッド部は、その一部を他の部分の材料とは異なる材料から形成してもよい。例えば、先端部を透磁率が低い材料から形成し、他の部分を透磁率が高い材料から形成してもよい。また、一体的に形成されたヘッド部は、その一部としてワイヤ形状やブレード形状などの突起部を有していてもよい。
また、ヘッド部は３つ以上に分割されていてもよい。その場合、分割されたヘッド部のうちの一部を透磁率が高い材料から形成し、他を透磁率が低い材料から形成してもよい。また、それぞれの分割されたヘッド部は、その一部を他の部分の材料とは異なる材料から形成してもよい。例えば、先端側に位置する分割されたヘッド部において、先端部を透磁率が低い材料から形成し、他の部分を透磁率が高い材料から形成してもよい。また、それぞれの分割されたヘッド部は、その一部としてワイヤ形状やブレード形状などの突起部を有していてもよい。
また、ヘッド部が分割されている・分割されていないに関わらず、接着剤を用いて、ヘッド部を極細管３０に接着してもよい。この場合、極細管３０の先端が微細・鋭利であれば、ヘッド部の幅は、極細管３０の外径よりも小さくてもよい。
（注入・吸引システムの動作）
次に、注入・吸引システム１０の動作例を、（１）抗がん治療の場合と、（２）脳腫瘍治療の場合に分けて説明する。
次に、注入・吸引システム１０の動作例を、（１）抗がん治療の場合と、（２）脳腫瘍治療の場合に分けて説明する。
（１）抗がん治療
まず、患者をＸ線ＣＴ装置、ＭＲＩ（磁気共鳴画像）装置、ＰＥＴ（陽電子放射断層撮影）装置等を用いて撮影し、患部の三次元画像を取得する。なお、治療が終わるまでの間、通常のがん放射線治療時と同様に、体を動かないように金具などを用いてしっかりと固定しておくとよい。
まず、患者をＸ線ＣＴ装置、ＭＲＩ（磁気共鳴画像）装置、ＰＥＴ（陽電子放射断層撮影）装置等を用いて撮影し、患部の三次元画像を取得する。なお、治療が終わるまでの間、通常のがん放射線治療時と同様に、体を動かないように金具などを用いてしっかりと固定しておくとよい。
次に、医師は、得られた患者の三次元画像を見て患部、すなわち、対象部位に対して立体的なマーキングを行う。マーキングは、コンピュータにより自動的に行ってもよい。現在の画像処理技術水準では、高精度な自動検出はできないが、医師の手によるマーキングはせいぜいミリメートル単位の精度であり、それに準ずる精度があればよいので、コンピュータによる自動検出でも十分である。立体的なマーキングは、例えば、ある方向から見た画像に対してマーキングを行い、それに直交する方向から見た画像に対してマーキングを行い、両者のマーキング位置を三次元座標上に合成してもよい。
次に、医師は、移動装置４０の操作部４５０を操作して、注入・吸引装置１００の微細ヘッド２０の移動すべき三次元位置、例えば上記マーキングの範囲の中心付近の位置を指示する。制御部４４０は、操作部４５０により指示された三次元位置に基づき、電磁石４００と第１乃至３の回転駆動部４２０Ａ〜４２０Ｃを制御して微細ヘッド２０に働く磁力の大きさ及び向きとを制御し、微細ヘッド２０を体内に挿入し、微細ヘッド２０を指示された三次元位置である対象部位の方向に移動させる。なお、医師による操作は、コンピュータが自動的に行ってもよい。
Ｘ線ＣＣＤセンサ５００の画面内にある値以上の放射線を出す画素が見つかるまで、Ｘ線ＣＣＤセンサ５００の移動とスキャンを繰り返す。見つかったら、それ以後も、その画素の移動を追跡するようにＸ線ＣＣＤセンサ５００を移動させてスキャンを繰り返す。ある値以上の放射線を出す画素は、通常はＣＣＤ中の全画素中１画素しかなく、それを検索する処理を行うだけなので、ＣＴなどの画像形成計算と異なり、非常に計算量が少ないため、リアルタイムスキャンが可能である。Ｘ線ＣＣＤセンサ５００の移動とスキャンは、コンピュータが自動的に行ってもよい。
次に、医師は、位置検出装置５０により微細ヘッド２０の位置を確認する。微細ヘッド２０が目的の位置に到達したことを確認すると、ポンプにより抗がん剤を極細管３０を介して対象部位に注入する。図６Ａに示すように、複数のがん細胞１０００は、がん細胞クラスター（細胞が連なってできた塊）１１００を構成しており、図６Ｂに示すように、一つのがん細胞クラスター１１００の中心に抗がん剤１２００を注入することで、がん細胞クラスター１１００内のがん細胞１０００は、不活性化する。なお、微細ヘッド２０が目的の位置に到達したことの確認は、コンピュータが自動的に行ってもよい。
抗がん剤の注入が終了すると、体外に出ている極細管３０の部分を摘まんで真っ直ぐ引っ張ることで、微細ヘッド２０を体内から引き抜く。微細ヘッド２０を引き抜くとき、手前に引き抜く代わりに、極細管３０の根元を切り離し、微細ヘッド２０に磁界を付与して奥へ引っ張り出してもよい。
このとき、次の治療対象のがん細胞１０００の位置がその直前の治療部位に近い場合は、極細管３０を全て引き抜かずに体外側へ少し引っ張るだけにして、そこから次の治療対象のがん細胞１０００の位置に移動させてもよい。
複数箇所のマーキング範囲が存在する場合、残りのマーキング範囲全てに対して上記動作を繰り返す。
なお、上記動作により一旦がん細胞１０００を不活性化した後、対象のがん細胞の分裂の早さなどに応じて長さが決まる所定の時間（例えば、数週間〜数ヶ月）を置いてから、再び上記動作をがん細胞１０００が完全に消滅するまで繰り返してもよい。がん細胞が小さく、患者を撮影して得られた画像からはがん細胞を確認できない場合でも、がん細胞が確認できる大きさに成長し、かつ、できるだけ再び末期化する、すなわち、太い血管を侵食する前に不活性化することを繰り返せば、比較的大きながん細胞しか検出できない現状においても、患者の体内に存在する全てのがん細胞を除去することができる。なお、繰り返す回数は、対象のがん細胞の分裂速度や全身への拡散のしやすさなどの状態によって異なる。
また、がん細胞の分裂速度は、早いものでも１ヶ月に２倍の大きさになる程度、すなわちがん細胞の分裂は、１ヶ月に１回程度である。また、前述の通り、本実施の形態は、がん細胞を細胞単位ではなく細胞クラスター単位で不活性化処理ができるため、本実施の形態によるがん細胞の不活性化処理ペースががん細胞の分裂ペースに追いつかないということは少ないと考えられる。なお、追いつかない場合でも、がんの進行を遅らせる効果はある。
また、抗がん剤１２００を注入する時、微細ヘッド２０を操作部４５０により指示された三次元位置付近に存在する細胞の外部、すなわち、細胞膜の外側に移動させてもよい。微細ヘッド２０、すなわち極細管３０の先端が細胞膜に入り込んでいるか否かは、例えば、細胞膜の内外で注入や吸引に必要な圧力に差がある（細胞質基質と間質液との粘性の違いなどによる）ことを利用して、極細管３０を通じて抗がん剤を注入するためのポンプに圧力計を取り付けて極細管３０の内部に加わる圧力の大きさを調べ、その圧力の大きさが細胞膜の内部のものか外部のものかを判別して、極細管３０の先端が細胞の細胞膜に入り込んでいるかいないかを判断してもよい。また、その場合、もし極細管３０の先端が細胞膜に入り込んでいれば、少しずつ、例えば、極細管３０の先端が位置する辺りの細胞の平均的な全長の数分の１〜２分の１程度の長さずつ極細管３０の先端を前進又は後退させながら圧力を計り直してもよい。極細管３０の先端が細胞の細胞膜の外側に位置していれば、注入した抗がん剤が拡散しやすくなる。
また、図７Ａに示すように、互いに近い位置に存在する複数のがん細胞クラスター１１００をまとめて１つのクラスター１３００として不活性処理してもよい。この場合、まとめた１つのクラスター１３００の中心に抗がん剤１２００を注入し、そこから抗がん剤１２００を撒く。複数のがん細胞クラスター１１００をまとめて不活性処理することで、患者への負担が少なく、大幅に処理を高速化できる。
また、上記がん治療では、薬剤として抗がん剤を用いたが、抗がん剤以外の薬剤を用いてもよい。また、薬剤は対象部位に応じたものを用いるのが好ましい。例えば対象部位のがん細胞が骨肉種である場合、抗がん剤の代わりに骨肉種を溶かすことができる塩酸等の薬剤を用いてもよい。この場合、骨肉種に至る経路上に存在する骨を、本装置１００を用いて溶かしながら微細ヘッド２０を進行させてもよい。また、治療対象が骨肉種と骨肉腫以外のがん細胞の両方を含む場合、骨肉種用と骨肉腫以外のがん細胞用として微細ヘッド２０と極細管３０とポンプの組を２台分用意して使い分けてもよい。また、対象部位のがん細胞内の遺伝子の働きを変化させる薬剤を用いてもよい。
（２）脳腫瘍治療
この場合は、上記のがん治療と同様の方法で行ってもよいし、以下の手順で行ってもよい。
この場合は、上記のがん治療と同様の方法で行ってもよいし、以下の手順で行ってもよい。
まず、患者をＸ線ＣＴ装置、ＭＲＩ（磁気共鳴画像）装置、ＰＥＴ（陽電子放射断層撮影）装置等を用いて撮影し、患部の脳腫瘍を識別できる三次元画像を取得する。
次に、医師は、得られた患者の三次元画像を見て除去すべき範囲を含む範囲に対して立体的なマーキングを行う。このとき、太い血管の血管壁に大きな穴が空かないように考慮してマーキングを行うとよい。なお、自動的に正確にＣＴ画像・ＭＲＩ画像・ＰＥＴ画像等から萎ませるべき範囲を算出することは難しいため、医師が目で見て判断してもよい。
次に、前述したように移動装置４０を用いて微細ヘッド２０をマーキング範囲に存在する細胞の内部、すなわち、細胞膜の内側に移動させる。微細ヘッド２０、すなわち極細管３０の先端が細胞膜に入り込んでいるか否かは、例えば、細胞膜の内外で注入や吸引に必要な圧力に差がある（細胞質基質と間質液との粘性の違いなどによる）ことを利用して、極細管３０を通じて抗がん剤を注入するためのポンプに圧力計を取り付けて極細管３０の内部に加わる圧力の大きさを調べ、その圧力の大きさが細胞膜の内部のものか外部のものかを判別して、極細管３０の先端が細胞の細胞膜に入り込んでいるかいないかを判断してもよい。また、その場合、もし極細管３０の先端が細胞膜に入り込んでいなければ、少しずつ、例えば、極細管３０の先端が位置する辺りの細胞の平均的な全長の数分の１〜２分の１程度の長さずつ極細管３０の先端を前進又は後退させながら圧力を計り直してもよい。
次に、極細管３０を通してポンプにより細胞質基質を吸い出す。
次に、体外に出ている極細管３０の部分を摘まんで真っ直ぐ引っ張ることで、微細ヘッド２０を体内から引き抜く。
次に、マーキング範囲内の他の細胞も処理できるように、手探りで細胞を探すように少しずつ極細管３０の先端を移動させながら細胞を萎めていく。
このとき、次の治療対象の細胞の位置がその直前の治療部位に近い場合は、極細管３０を全て引き抜かずに体外側へ少し引っ張るだけにして、そこから次の治療対象の細胞の内部に移動させてもよい。
十分に縮ませるべき範囲が萎んだと判断したら、治療完了とする。
なお、脳腫瘍を治療する場合、頭蓋骨の離れた複数の箇所にドリル等によって穴を開けておき、それらの穴のうち、頭蓋骨に引っ掛からずに極細管３０の先端を目的位置へ進められるものから極細管３０を挿入してもよい。
（本実施の形態の効果）
本実施の形態によれば、以下の効果を奏する。
（ア）カテーテルは、径を細くするほど侵襲性を下げることができる。しかし、ガイドワイヤーは、径が非常に細いと（例えば、１μｍ径など）、硬い材料から形成しても柔らかくなってしまい、人の手により体内に押し込むことができるだけのトルク伝達性を得ることは難しい。また、管であれば中空であるため尚更であり、径が非常に細いカテーテル自体に十分なトルク伝達性を持たせることも難しい。このため、従来、径が非常に細いカテーテルを作ることは難しかった。しかし、本実施の形態は、磁性材料から形成された微細ヘッド２０を、非磁性体から形成された極細管３０の先端に取り付け、磁力によって微細ヘッド２０を移動させることにより、径が非常に細い管を体内に挿入することができるため、径が非常に細い（例えば、１μｍ径など）カテーテルと同様の注入・吸引を行うことができる。
（イ）微細ヘッド２０は、前後２分割された構造を有し、その隙間に極細管３０の先端が位置する場合、極細管３０の先端の開口が細胞膜の欠片等で詰まることも少ない。
（ウ）本実施の形態は、微細ヘッド２０が何回体内を行き来してもあまり器官を破壊しないため、この抜き差しを繰り返して、複数箇所への移動を行うこともでき、短時間に多数の細胞又は細胞クラスターの不活性化を行うことができる。
（エ）極細管３０による注入又は吸引に電動機や圧電素子によるポンプを用いることにより、極少量の吸い込みや吐き出しを行うことができるので、ある１つの細胞だけにピンポイントで高濃度の抗がん剤などを注入したり、ある１つの細胞だけの細胞質基質をピンポイントで吸い出し萎ませることができる。
（オ）一般に、ＣＴやＭＲＩなどにおける画像形成計算の計算量は膨大だが、本実施の形態の位置検出処理においては、ある画像を構成する画素の中から、通常は１箇所程度しか存在しない基準値以上の輝度を持つ画素、すなわち、放射線などを放出するヘッドが存在する位置を検索したり、アーム先端の三次元位置にＸ線ＣＣＤセンサ５００で計測した微細ヘッド２０の二次元位置を加算するだけなので、計算量が非常に少なく、高フレームレート・高速応答で、すなわち、リアルタイムに位置検出を行うことができる。
（カ）微細ヘッドの形状が円錐形や角錐形だと、微細ヘッドを体内から引き抜くときに円錐形又は角錐形の底面が体に引っ掛かる可能性があるが、微細ヘッド２０の全体的な形状をラグビーボール形状とすれば、微細ヘッド２０を体内からスムーズに引き抜くことができる。
（キ）放射性物質は放射状に放射線を発するので、Ｘ線ＣＣＤセンサ５００において微細ヘッド２０が元の大きさよりも大きく映るため、微細ヘッド２０が非常に微細であっても識別しやすい。
本実施の形態によれば、以下の効果を奏する。
（ア）カテーテルは、径を細くするほど侵襲性を下げることができる。しかし、ガイドワイヤーは、径が非常に細いと（例えば、１μｍ径など）、硬い材料から形成しても柔らかくなってしまい、人の手により体内に押し込むことができるだけのトルク伝達性を得ることは難しい。また、管であれば中空であるため尚更であり、径が非常に細いカテーテル自体に十分なトルク伝達性を持たせることも難しい。このため、従来、径が非常に細いカテーテルを作ることは難しかった。しかし、本実施の形態は、磁性材料から形成された微細ヘッド２０を、非磁性体から形成された極細管３０の先端に取り付け、磁力によって微細ヘッド２０を移動させることにより、径が非常に細い管を体内に挿入することができるため、径が非常に細い（例えば、１μｍ径など）カテーテルと同様の注入・吸引を行うことができる。
（イ）微細ヘッド２０は、前後２分割された構造を有し、その隙間に極細管３０の先端が位置する場合、極細管３０の先端の開口が細胞膜の欠片等で詰まることも少ない。
（ウ）本実施の形態は、微細ヘッド２０が何回体内を行き来してもあまり器官を破壊しないため、この抜き差しを繰り返して、複数箇所への移動を行うこともでき、短時間に多数の細胞又は細胞クラスターの不活性化を行うことができる。
（エ）極細管３０による注入又は吸引に電動機や圧電素子によるポンプを用いることにより、極少量の吸い込みや吐き出しを行うことができるので、ある１つの細胞だけにピンポイントで高濃度の抗がん剤などを注入したり、ある１つの細胞だけの細胞質基質をピンポイントで吸い出し萎ませることができる。
（オ）一般に、ＣＴやＭＲＩなどにおける画像形成計算の計算量は膨大だが、本実施の形態の位置検出処理においては、ある画像を構成する画素の中から、通常は１箇所程度しか存在しない基準値以上の輝度を持つ画素、すなわち、放射線などを放出するヘッドが存在する位置を検索したり、アーム先端の三次元位置にＸ線ＣＣＤセンサ５００で計測した微細ヘッド２０の二次元位置を加算するだけなので、計算量が非常に少なく、高フレームレート・高速応答で、すなわち、リアルタイムに位置検出を行うことができる。
（カ）微細ヘッドの形状が円錐形や角錐形だと、微細ヘッドを体内から引き抜くときに円錐形又は角錐形の底面が体に引っ掛かる可能性があるが、微細ヘッド２０の全体的な形状をラグビーボール形状とすれば、微細ヘッド２０を体内からスムーズに引き抜くことができる。
（キ）放射性物質は放射状に放射線を発するので、Ｘ線ＣＣＤセンサ５００において微細ヘッド２０が元の大きさよりも大きく映るため、微細ヘッド２０が非常に微細であっても識別しやすい。
なお、上記実施の形態で行ったがん治療や脳腫瘍治療は、人間だけではなくペットなどの動物にも使用することができる。
［第２の実施の形態］
図８は、本発明の第２の実施の形態に係る注入・吸引装置の要部斜視図である。第１の実施の形態では、注入・吸引装置１００の微細ヘッド２０を第１及び第２のヘッド部２００、２１０と接続部２２０で構成したが、本実施の形態は、微細ヘッド２０を第１のヘッド部２００と接続部２２０で構成したものである。
図８は、本発明の第２の実施の形態に係る注入・吸引装置の要部斜視図である。第１の実施の形態では、注入・吸引装置１００の微細ヘッド２０を第１及び第２のヘッド部２００、２１０と接続部２２０で構成したが、本実施の形態は、微細ヘッド２０を第１のヘッド部２００と接続部２２０で構成したものである。
第２の実施の形態に係る微細ヘッド２０は、第１のヘッド部２００及び一対の接続部２２０を例えば集束イオンビーム（ＦＩＢ）を用いて形成してもよい。ただし、一対の接続部２２０の間隔は、極細管３０と接触する距離でもよい。なお、第１のヘッド部２００と一対の接続部２２０とを別々に作製した後、第１のヘッド部２００と一対の接続部２２０とを接合してもよい。また、接続部２２０は、１つでも３つ以上でもよい。
微細ヘッド２０と極細管３０との接合は、例えば一対の接続部２２０と極細管３０の先端部とを接着剤により接着して行う。
細胞の大きさ（１〜１００μｍ）を考えると、微細ヘッド２０を体内に挿入した際に細胞をできるだけ破壊しないため、微細ヘッド２０の最大幅は１００μｍ以下が好ましく、５μｍ以下がより好ましい。本実施の形態では、最大幅を１μｍとする。また、微細ヘッド２０は、磁性材料、例えばパーマロイ、ケイ素鋼等の透磁率が高い材料から形成されている。
第１のヘッド部２００は、例えば略三角錐などの先端に向かって細くなる形状を有し、側面２００ａ、２００ｂ、２００ｃと、底面２００ｄを備える。また、第１のヘッド部２００は、生体組織を切開可能に、例えば先端が鋭角に形成されている。なお、微細ヘッド２０の全体形状としては、微細・鋭利であれば、角柱型や円柱型などでもよい。また、第１のヘッド部２００は、その一部を他の部分の材料とは異なる材料から形成してもよい。例えば、先端部を透磁率が低い材料から形成し、他の部分を透磁率が高い材料から形成してもよい。また、第１のヘッド部２００は、その一部としてワイヤ形状やブレード形状などの突起部を有していてもよい。
微細ヘッド２０の外径は、極細管３０の外径よりも大きくする。なお、微細ヘッド２０の外径は、極細管３０の外径よりも小さくてもよい。
上記の部分以外の部分に係る特徴は、第１の実施の形態に係る注入・吸引装置と同様である。
この第２の実施の形態に係る微細ヘッド２０は、本明細書記載の第４〜１０の実施の形態においても、微細ヘッド２０として使用することができる。
この第２の実施の形態に係る微細ヘッド２０によれば、部品点数を減らすことができる。
［第３の実施の形態］
図９は、本発明の第３の実施の形態に係る注入・吸引装置を示し、図９Ａは要部斜視図、図９Ｂは正面図である。第１の実施の形態では、注入・吸引装置１００の微細ヘッド２０の先端を生体組織を切開可能な形状としたが、本実施の形態は、極細管２の先端を生体組織を切開可能な形状としたものである。
図９は、本発明の第３の実施の形態に係る注入・吸引装置を示し、図９Ａは要部斜視図、図９Ｂは正面図である。第１の実施の形態では、注入・吸引装置１００の微細ヘッド２０の先端を生体組織を切開可能な形状としたが、本実施の形態は、極細管２の先端を生体組織を切開可能な形状としたものである。
第３の実施の形態の微細ヘッド２０は、例えば集束イオンビーム（ＦＩＢ）を用いて透磁率が高い材料から形成された円柱状のヘッド部２３０で構成されている。ヘッド部２３０は、先端及び後端を生体組織を切開可能な形状、例えば、３０°程度の傾斜角θを有する傾斜面２３０ａ、２３０ｂを備えていてもよい。なお、微細ヘッド２０の全体形状としては、微細・鋭利であれば、角柱型などでもよい。
第３の実施の形態の極細管３０は、先端を生体組織を切開可能な形状、例えば、３０°程度の傾斜角θを有する傾斜面３０ａを備える。
微細ヘッド２０と極細管３０との接合は、例えばヘッド部２３０の周面と極細管３０の周面とを接着剤により接着して行う。なお、本実施の形態では、ヘッド部２３０の先端を極細管３０の先端よりも後端側にずらして接着したが、極細管３０の先端をヘッド部２３０の先端よりも後端側にずらして接着してもよい。
細胞の大きさ（１〜１００μｍ）を考えると、微細ヘッド２０を体内に挿入した際に細胞をできるだけ破壊しないため、微細ヘッド２０の最大幅は１００μｍ以下が好ましく、５μｍ以下がより好ましい。本実施の形態では、最大幅を１μｍとする。また、微細ヘッド２０は、磁性材料、例えばパーマロイ、ケイ素鋼等の透磁率が高い材料から形成されている。
ヘッド部２３０は、その一部を他の部分の材料とは異なる材料から形成してもよい。例えば、先端部と後端部を透磁率が低い材料から形成し、他の部分を透磁率が高い材料から形成してもよい。また、ヘッド部２３０は、その一部としてワイヤ形状やブレード形状などの突起部を有していてもよい。
極細管３０は、例えばインクジェットプリンタのノズルの作製工程等と同様のフォトリソグラフィとを用いて透磁率が低い材料から形成し、集束イオンビーム加工機等の微細加工機により極細管３０の先端を斜めに切断して作製する。
極細管３０は、先端が開口した状態で微細ヘッド２０に取り付けられ、先端の開口部を介して抗がん剤等の液体を注入し、細胞質基質等の液体を吸引する。極細管３０は、例えば、外径が１００ｎｍ〜１μｍ、長さが５ｃｍ〜１０ｍを有する。極細管３０は、非磁性体、例えば、アルミニウム、銀、金、石英ガラス等の透磁率が低い材料から形成される。ただし、金は通常は後述する膜２０００の材料には適さない。本実施の形態では、内径１５０ｎｍ、外径３５０ｎｍ、長さ５０ｃｍなど、ほとんどの人間の胴体の径の半分以上の長さのサイズを有する極細管３０を用いる。
極細管３０には、例えば電動機や圧電素子を用いて形成されたポンプが接続される。なお、注入・吸引装置１００は、ポンプを接続しない、微細ヘッド２０及び極細管３０のみでもよい。この場合、点滴の要領で薬剤の自重により薬剤を注入したり、圧力が上がった膀胱に挿入して尿を吸引することなどが可能な注入・吸引装置となる。
上記の部分以外の部分に係る特徴は、第１の実施の形態に係る注入・吸引装置と同様である。
この第３の実施の形態に係る微細ヘッド２０及び極細管３０は、本明細書記載の第４〜１０の実施の形態においても、微細ヘッド２０及び極細管３０として使用することができる。
この第３の実施の形態に係る微細ヘッド２０及び極細管３０によれば、構成の簡素化を図ることができる。
［第４の実施の形態］
図１０は、本発明の第４の実施の形態に係る注入・吸引システムの概略の構成例を示す斜視図である。第１の実施の形態では、移動装置４０を、電磁石４００と、第１及び第２のアーム４１０Ａ、４１０Ｂと、第１及び第２の回転駆動部４２０Ａ、４２０Ｂと、第３の回転駆動部４２０Ｃと、ベース４３０と、制御部４４０と、操作部４５０によって構成したが、本実施の形態は、移動装置を、それぞれ定位置に設けられた複数の電磁石４６０〜４６７と、制御部４６８と、操作部４６９で構成したものである。
図１０は、本発明の第４の実施の形態に係る注入・吸引システムの概略の構成例を示す斜視図である。第１の実施の形態では、移動装置４０を、電磁石４００と、第１及び第２のアーム４１０Ａ、４１０Ｂと、第１及び第２の回転駆動部４２０Ａ、４２０Ｂと、第３の回転駆動部４２０Ｃと、ベース４３０と、制御部４４０と、操作部４５０によって構成したが、本実施の形態は、移動装置を、それぞれ定位置に設けられた複数の電磁石４６０〜４６７と、制御部４６８と、操作部４６９で構成したものである。
移動装置４０は、電磁石４６０〜４６７と、移動装置４０の各部を制御可能な制御部４６８と、制御部４６８に微細ヘッド２０の移動すべき三次元位置を指示可能な操作部４６９とを備える。なお、制御部４６８と、操作部４６９は、電磁石が付与する磁界によって微細ヘッドに働く磁力の大きさ及び向きとを制御可能な移動装置の移動制御部の一例である。
電磁石４６０〜４６７は、それぞれ通電される電流の大きさに応じた強さの磁界を発生させる。電磁石４００は、超伝導電磁石でもよい。
電磁石４６０〜４６７は、例えば人体Ｐを取り囲む仮想の正六面体Ｑのそれぞれの頂点に位置するように設けられる。また、電磁石４６０〜４６７は、例えば、それぞれ、自身が発生させる磁界が仮想の正六面体Ｑの重心の位置に向くような向きで設けられる。その場合、微細ヘッド２０は、仮想の正六面体Ｑの内部のほぼ任意の位置に移動することができる。
微細ヘッド２０に働く磁力の合力の大きさ及び向きとは、通常は、電磁石４６０〜４６７それぞれが微細ヘッド２０に付与する磁界によって微細ヘッド２０に働く磁力を合力としたものの大きさ及び向きとなる。例えば、微細ヘッド２０の現在位置と電磁石４６０との距離と、微細ヘッド２０の現在位置と電磁石４６１との距離が等しく、かつ、電磁石４６０の方向及び電磁石４６１の方向とが、それぞれ発生させる磁界が微細ヘッド２０の現在位置に向くような方向であり、かつ、電磁石４６０の発生させる磁界の向きと電磁石４６１の発生させる磁界の向きとが成す角が１２０度である場合、８個の電磁石のうち電磁石４６０及び電磁石４６１のみがそれぞれ同じ強さの磁界を発生させると、微細ヘッド２０は、微細ヘッド２０の現在位置から見て電磁石４６０と電磁石４６１とを結ぶ線の中点を通る方向へ移動する。また、このとき微細ヘッド２０に働く磁力の合力の大きさは、電磁石４６０又は電磁石４６１のどちらか一方のみが発生させる磁界によって微細ヘッド２０に働く磁力の大きさと同じとなる。
電磁石を設ける位置は、人体Ｐを取り囲む仮想の正四面体などのそれぞれの頂点に位置でもよい。その場合、電磁石は、例えば、それぞれ、自身が発生させる磁界が仮想の正四面体などの重心の位置に向くような向きで設けてもよい。この例の場合、微細ヘッド２０は、仮想の正四面体などの内部のほぼ任意の位置に移動することができる。
操作部４５０は、例えばレバー操作やコンピュータにより微細ヘッド２０の移動すべき三次元位置を指示できるように構成されている。
制御部４４０は、操作部４５０により指示された三次元位置に基づき、電磁石４６０〜４６７それぞれに通電される電流の大きさを制御して電磁石４６０〜４６７それぞれが発生させる磁界の強さを細かく調整し、微細ヘッド２０に働く磁力の合力の大きさ及び向きとを制御して、微細ヘッド２０を指示された三次元位置、すなわち目的位置の方向に移動させる。
例えば、極細管３０の移動経路の曲がりを抑制するように、すなわち、極細管３０が目的位置に対してほぼ真っ直ぐに挿し込まれるように、電磁石４６０〜４６７それぞれが微細ヘッド２０に付与する磁界の強さや位置や向きを調節する、すなわち、微細ヘッド２０に働く磁力の合力の大きさ及び向きを調節する微細ヘッド２０の進行方向制御を行うことで、極細管３０が絡むことがなく、また、微細ヘッド２０と極細管３０を体内に挿し込むときや抜くときに、体内組織をあまり傷付けることがない。すなわち極細管３０に結び目ができて、それが移動する際に体内組織を傷付けたり、極細管３０が非常に微細であって管自体が糸状の刃物のように鋭利の場合に、軌道が曲がっているのに一方向へ引っ張った時に曲がりの内周側に力が加わって体内組織が切断されてしまうなどの問題が起こりにくい。また、この場合、微細ヘッド２０の目的位置までの移動距離が短くなって素早く微細ヘッド２０を目的位置に到達させやすくなるという利点も得られる。なお、極細管３０の移動経路に屈折や曲がり等が存在していても、極細管３０が前述の理由により体内組織をあまり傷つけない程度であれば、その状態も極細管３０が目的位置に対してほぼ真っ直ぐに挿し込まれている状態に含む。
制御部４４０による微細ヘッド２０の位置制御は、例えば、微細ヘッド２０を単に目的位置の方向へ引っ張るというような制御でもよいし、右に行き過ぎていたら左に戻す、左に行き過ぎていたら右に戻す、上に行き過ぎていたら下に戻す、下に行き過ぎていたら上に戻すというような制御でもよい（図１７参照）。特に、右に行き過ぎていたら左に戻す、左に行き過ぎていたら右に戻す、上に行き過ぎていたら下に戻す、下に行き過ぎていたら上に戻すというような制御の場合、ずれが生じても自ずと補正することができ、構造が複雑な人間・動物の体内においても正確に微細ヘッド２０を目的位置に到達させやすくなる。
また、微細ヘッド２０と極細管３０は、使用前は水を入れた容器に入れておき、使用時にその容器ごと患者の体に密着させて、極細管３０の先端をそこから移動装置４０を用いて移動させてもよい。
上記の部分以外の部分に係る特徴は、第１の実施の形態に係る注入・吸引システムと同様である。
移動装置４０、位置検出装置５０は、本発明の位置制御システムの一例である。
この第４の実施の形態に係る移動装置４０は、本明細書記載の第２、第３、第５〜１０の実施の形態の実施の形態においても、移動装置４０として使用することができる。
この第４の実施の形態に係る移動装置４０によれば、アームがなくなることにより可動部分が減り、多くの場合にメンテナンスが容易になる。
［第５の実施の形態］
図１１は、本発明の第５の実施の形態に係る注入・吸引システムの概略の構成例を示す斜視図である。第１の実施の形態では、位置検出装置５０の撮影部が有する透視撮影用センサを、Ｘ線ＣＣＤセンサ５００で構成したが、本実施の形態は、位置検出装置５０の撮影部が有する透視撮影用センサをＭＲＩセンサ５７０で構成したものである。
図１１は、本発明の第５の実施の形態に係る注入・吸引システムの概略の構成例を示す斜視図である。第１の実施の形態では、位置検出装置５０の撮影部が有する透視撮影用センサを、Ｘ線ＣＣＤセンサ５００で構成したが、本実施の形態は、位置検出装置５０の撮影部が有する透視撮影用センサをＭＲＩセンサ５７０で構成したものである。
位置検出装置５０は、微細ヘッド２０に塗布されたＭＲＩ造影剤からなるマークを撮影可能なＭＲＩセンサ５７０と、ＭＲＩセンサ５７０を撮影面の方向と垂直な方向に直線移動させることが可能なスライド駆動部５７１と、ＭＲＩセンサ駆動部５７１を支持するベース５７２と、スライド駆動部５７１を駆動制御するとともに、微細ヘッド２０の位置を検出することが可能な制御部５７３と、ＭＲＩセンサ５７０の三次元位置を指示可能な操作部５７４と、検出された微細ヘッド２０の位置を表示可能な表示部５７５とを備える。なお、ＭＲＩ造影剤からなるマークを形成する位置は、極細管３０の先端側の位置でもよい。表示部５７５は、微細ヘッド２０が目的の位置に到達したことの確認をコンピュータが自動的に行う場合は省いてもよい。ＭＲＩセンサ５７０は、位置検出装置の撮影部が有する透視撮影用センサの一例である。
ＭＲＩセンサ５７０を撮影対象の面と垂直な方向へ少しずつ移動させながら核磁気共鳴画像法による撮影を繰り返し、すわなちＭＲＩセンサ５７０によりそれぞれの撮影対象の面が互いに水平な複数枚の画像データを撮影し、その画像データにおいて画像認識処理によってマークに該当する部分を探すことにより、微細ヘッド２０の三次元位置を知ることができる。
マークの材料は、体内に存在しない原子を有した材料であれば、ＭＲＩセンサ５７０に映るのがマークだけとなり、マークの位置検出がしやすくなる。
体に作用させる静磁場と勾配磁場の強度は、微細ヘッド２０がほぼ動かない程度の強度にするとよい。一般に、体に作用させる静磁場と勾配磁場の強度を下げるほどＭＲＩセンサの解像度が下がるが、例えばマークの材料が体内に存在しない原子を有した材料であれば、マークだけがＭＲＩセンサに映るため、弱い磁場でもマークの位置を検出しやすくなる。
ＭＲＩセンサ５７０による位置検出の妨げになるため、ＭＲＩセンサ５７０による撮影中は、移動装置４０が有する電磁石４００から磁界を生じさせないことが好ましい。
スライド駆動部５７１は、ＭＲＩセンサ５７０に接続され、ＭＲＩセンサ５７０を撮影対象の面と垂直な方向へ移動させる。
操作部５７４は、例えばレバー操作やコンピュータによりＭＲＩセンサ５７０の移動すべき位置を指示できるように構成されている。
位置検出装置５０は、ＭＲＩセンサ５７０とスライド駆動部５７１との間に位置センサを設けることにより、ＭＲＩセンサ５７０の撮影対象の面の基準位置（例えばＭＲＩセンサ５７０との境界上に存在する所定の位置）の三次元位置を精密に（例えば、μｍ単位で）計測できるように構成されている。その位置センサは、位置検出装置の撮影部が有する透視撮影用センサの三次元位置を計測可能な透視撮影用センサ位置検出部の一例である。
制御部５７３は、位置検出部の一例である。制御部５７３は、パターン認識によって画像を認識する画像認識処理を行うことが可能な画像認識処理部を備える。制御部５７３は、例えば
１．ＭＲＩセンサ５７０によって、それぞれの撮影対象の面が互いに水平な複数の画像データを用意する。
２．画像データにおいてマークに該当する部分を画像認識処理部によって探し、画像データの撮影範囲におけるマークの二次元位置を求める。
３．画像データの撮影範囲におけるマークの二次元位置に、ＭＲＩセンサ５７０の撮影対象の面の基準位置の三次元位置を加えて、微細ヘッド２０の位置とする。
という手順で微細ヘッド２０の位置を検出する（図２０参照）。なお、２において、撮影対象の面が隣り合う複数の画像データにおいてマークが見つかった場合、撮影対象の面が中央となる画像データにおいてマークが見つかったと扱ってもよい。
１．ＭＲＩセンサ５７０によって、それぞれの撮影対象の面が互いに水平な複数の画像データを用意する。
２．画像データにおいてマークに該当する部分を画像認識処理部によって探し、画像データの撮影範囲におけるマークの二次元位置を求める。
３．画像データの撮影範囲におけるマークの二次元位置に、ＭＲＩセンサ５７０の撮影対象の面の基準位置の三次元位置を加えて、微細ヘッド２０の位置とする。
という手順で微細ヘッド２０の位置を検出する（図２０参照）。なお、２において、撮影対象の面が隣り合う複数の画像データにおいてマークが見つかった場合、撮影対象の面が中央となる画像データにおいてマークが見つかったと扱ってもよい。
また、制御部５７３は、操作部５７４により指示された三次元位置に基づき、ＭＲＩセンサ駆動部５７１を制御して、ＭＲＩセンサ５７０を指示された位置に移動させる。
なお、マークの材料は、ＭＲＩ造影剤以外の原子核スピンが０以外の材料でもよい。
また、マークは微細ヘッド２０又は極細管３０の先端側の位置に存在していればよく、微細ヘッド２０及び極細管３０とは別に形成しなくてもよい。つまり、微細ヘッド２０の材料をＭＲＩセンサ５７０によって透過撮影可能な物質として、微細ヘッド２０自体をマークとしてもよい。例えば、ＭＲＩ造影剤を微細ヘッド２０の材料に練り込んでもよい。また、極細管３０の材料をＭＲＩセンサ５７０によって透過撮影可能な物質として、ＭＲＩセンサ５７０において極細管３０の先端側を含む全体の像又は広い範囲の像が撮影された画像データに映るようにして、画像認識処理において、その極細管３０の像のうち先端側に該当する部分をマークの像として扱ってもよい。例えば、極細管３０の材料にＭＲＩ造影剤を練り込んで極細管３０を作ってもよい。
また、特に極細管３０の材料をＭＲＩセンサ５７０によって透過撮影可能な物質として、ＭＲＩセンサ５７０において極細管３０の先端側を含む全体の像又は広い範囲の像が撮影された画像データに映るようにして、画像認識処理において、その極細管３０の像のうち先端側に該当する部分をマークの像として扱う場合、制御部５７３が微細ヘッド２０の位置を検出する手順は、
１．ＭＲＩセンサ５７０によって、それぞれの撮影対象の面が互いに水平な複数の画像データを用意する。
２．画像データにおいて極細管３０に該当する部分を画像認識処理部によって探し、見つかった極細管３０に該当する部分のうち、極細管３０の根元側ではない方の最も体外側を撮影した画像データにおいて見つかったものをマークに該当する部分と扱って、画像データの撮影範囲におけるマークの二次元位置を求める。
３．画像データの撮影範囲におけるマークの二次元位置に、ＭＲＩセンサ５７０の撮影対象の面の基準位置の三次元位置を加えて、微細ヘッド２０の位置とする。
としてもよい。例えばそれぞれの撮影位置に極細管３０の根元側又はその逆側から連番で番号を振っておくと、極細管３０の根元側ではない方の最も体外側を撮影した画像データがどれであるかの判断を、その番号を比較するだけで容易に行える。通常、この手順は、極細管３０が目的位置に対してほぼ真っ直ぐに挿し込まれるように移動装置４０が微細ヘッド２０を移動させる場合に用いられる。なお、極細管３０の向きがＭＲＩセンサ５７０の撮影対象の面と水平である場合は、通常はこの手順をそのまま使うことはできないが、２において、極細管３０が映る画像データにおいて極細管３０の像のうち先端側に該当する部分を画像認識処理部によって探す、すなわち、１で用意した画像データにおいてマークに該当する部分を画像認識処理部によって探すことにより、画像データの撮影範囲におけるマークの二次元位置を求めればよい。
１．ＭＲＩセンサ５７０によって、それぞれの撮影対象の面が互いに水平な複数の画像データを用意する。
２．画像データにおいて極細管３０に該当する部分を画像認識処理部によって探し、見つかった極細管３０に該当する部分のうち、極細管３０の根元側ではない方の最も体外側を撮影した画像データにおいて見つかったものをマークに該当する部分と扱って、画像データの撮影範囲におけるマークの二次元位置を求める。
３．画像データの撮影範囲におけるマークの二次元位置に、ＭＲＩセンサ５７０の撮影対象の面の基準位置の三次元位置を加えて、微細ヘッド２０の位置とする。
としてもよい。例えばそれぞれの撮影位置に極細管３０の根元側又はその逆側から連番で番号を振っておくと、極細管３０の根元側ではない方の最も体外側を撮影した画像データがどれであるかの判断を、その番号を比較するだけで容易に行える。通常、この手順は、極細管３０が目的位置に対してほぼ真っ直ぐに挿し込まれるように移動装置４０が微細ヘッド２０を移動させる場合に用いられる。なお、極細管３０の向きがＭＲＩセンサ５７０の撮影対象の面と水平である場合は、通常はこの手順をそのまま使うことはできないが、２において、極細管３０が映る画像データにおいて極細管３０の像のうち先端側に該当する部分を画像認識処理部によって探す、すなわち、１で用意した画像データにおいてマークに該当する部分を画像認識処理部によって探すことにより、画像データの撮影範囲におけるマークの二次元位置を求めればよい。
また、特に極細管３０の材料をＭＲＩセンサ５７０によって透過撮影可能な物質として、ＭＲＩセンサ５７０において極細管３０の先端側を含む全体の像又は広い範囲の像が撮影された画像データに映るようにして、画像認識処理において、その極細管３０の像のうち先端側に該当する部分をマークの像として扱う場合、位置検出装置５０に、それぞれの撮影対象の面が互いに水平な複数の断面画像データから間を補完して三次元画像データを作製する断面画像三次元化処理部を設け、画像認識処理部を、三次元的に画像認識処理を行うことが可能な画像認識処理部にして、制御部５７３が微細ヘッド２０の位置を検出する手順を、
１．断面画像三次元化処理部によって、ＭＲＩセンサ５７０により撮影されたそれぞれの撮影対象の面が互いに水平な複数の画像データから作製された三次元画像データを用意する。
２．三次元画像データに映った極細管３０の像のうち極細管３０の先端側に該当する部分をマークの像として扱って、三次元画像データにおいて前記マークに該当する部分を前記画像認識処理部によって探し、三次元画像データの撮影範囲におけるマークの三次元位置を求める。
３．三次元画像データの撮影範囲におけるマークの三次元位置に、ＭＲＩセンサ５７０の撮影対象の範囲の基準位置（ＭＲＩセンサ５７０が移動範囲における端に位置する時の、撮影対象の面の基準位置など）の三次元位置を加えて、微細ヘッド２０の位置とする。
としてもよい。なお、三次元的な画像認識処理は、Interactive Closed Pointアルゴリズムなどを用いた処理でもよいし、直交する２方向における無限遠方視点からの写像を用意し、それぞれにおいて二次元画像認識を行い、結果を直交方向に合成する処理でもよい。
１．断面画像三次元化処理部によって、ＭＲＩセンサ５７０により撮影されたそれぞれの撮影対象の面が互いに水平な複数の画像データから作製された三次元画像データを用意する。
２．三次元画像データに映った極細管３０の像のうち極細管３０の先端側に該当する部分をマークの像として扱って、三次元画像データにおいて前記マークに該当する部分を前記画像認識処理部によって探し、三次元画像データの撮影範囲におけるマークの三次元位置を求める。
３．三次元画像データの撮影範囲におけるマークの三次元位置に、ＭＲＩセンサ５７０の撮影対象の範囲の基準位置（ＭＲＩセンサ５７０が移動範囲における端に位置する時の、撮影対象の面の基準位置など）の三次元位置を加えて、微細ヘッド２０の位置とする。
としてもよい。なお、三次元的な画像認識処理は、Interactive Closed Pointアルゴリズムなどを用いた処理でもよいし、直交する２方向における無限遠方視点からの写像を用意し、それぞれにおいて二次元画像認識を行い、結果を直交方向に合成する処理でもよい。
上記の部分以外の部分に係る特徴は、第１の実施の形態に係る注入・吸引システムと同様である。
移動装置４０、位置検出装置５０は、本発明の位置制御システムの一例である。
この第５の実施の形態に係る位置検出装置５０は、本明細書記載の第２〜４の実施の形態においても、位置検出装置５０として使用することができる。
この第５の実施の形態に係る位置検出装置５０によれば、放射線が不要となって安全性が高まり、また、アームがなくなることにより可動部分が減って多くの場合にメンテナンスが容易になる。
［第６の実施の形態］
図１２は、本発明の第５の実施の形態に係る注入・吸引システムの概略の構成例を示す斜視図である。第１の実施の形態では、位置検出装置５０の撮影部が有する透視撮影用センサを、Ｘ線ＣＣＤセンサ５００で構成したが、本実施の形態は、位置検出装置５０の撮影部が有する透視撮影用センサをＣＴセンサ５８０で構成したものである。
図１２は、本発明の第５の実施の形態に係る注入・吸引システムの概略の構成例を示す斜視図である。第１の実施の形態では、位置検出装置５０の撮影部が有する透視撮影用センサを、Ｘ線ＣＣＤセンサ５００で構成したが、本実施の形態は、位置検出装置５０の撮影部が有する透視撮影用センサをＣＴセンサ５８０で構成したものである。
位置検出装置５０は、微細ヘッド２０に塗布されたＣＴ造影剤からなるマークを撮影可能なＣＴセンサ５８０と、ＣＴセンサ５８０を撮影面の方向と垂直な方向に直線移動させることが可能なスライド駆動部５８１と、ＣＴセンサ駆動部５８１を支持するベース５８２と、スライド駆動部５８１を駆動制御するとともに、微細ヘッド２０の位置を検出することが可能な制御部５８３と、ＣＴセンサ５８０の三次元位置を指示可能な操作部５８４と、検出された微細ヘッド２０の位置を表示可能な表示部５８５とを備える。なお、ＣＴ造影剤からなるマークを形成する位置は、極細管３０の先端側の位置でもよい。表示部５８５は、微細ヘッド２０が目的の位置に到達したことの確認をコンピュータが自動的に行う場合は省いてもよい。ＣＴセンサ５８０は、位置検出装置の撮影部が有する透視撮影用センサの一例である。
ＣＴセンサ５８０を撮影対象の面と垂直な方向へ少しずつ移動させながらコンピュータ断層撮影による撮影を繰り返し、すわなちＣＴセンサ５８０によりそれぞれの撮影対象の面が互いに水平な複数枚の画像データを撮影し、その画像データにおいて画像認識処理によってマークに該当する部分を探すことにより、微細ヘッド２０の三次元位置を知ることができる。
本実施の形態で用いるＣＴは、Ｘ線ＣＴ、ポジトロン断層法（ＰＥＴ）、単一光子放射断層撮影（ＳＰＥＣＴ）、超音波ＣＴでもよい。
スライド駆動部５８１は、ＣＴセンサ５８０に接続され、ＣＴセンサ５８０を撮影対象の面と垂直な方向へ移動させる。
操作部５８４は、例えばレバー操作やコンピュータによりＣＴセンサ５８０の移動すべき位置を指示できるように構成されている。
位置検出装置５０は、ＣＴセンサ５８０とスライド駆動部５８１との間に位置センサを設けることにより、ＣＴセンサ５８０の撮影対象の面の基準位置（例えばＣＴセンサ５８０との境界上に存在する所定の位置）の三次元位置を精密に（例えば、μｍ単位で）計測できるように構成されている。その位置センサは、位置検出装置の撮影部が有する透視撮影用センサの三次元位置を計測可能な透視撮影用センサ位置検出部の一例である。
制御部５８３は、位置検出部の一例である。制御部５８３は、パターン認識によって画像を認識する画像認識処理を行うことが可能な画像認識処理部を備える。制御部５８３は、例えば
１．ＣＴセンサ５８０によって、それぞれの撮影対象の面が互いに水平な複数の画像データを用意する。
２．画像データにおいてマークに該当する部分を画像認識処理部によって探し、画像データの撮影範囲におけるマークの二次元位置を求める。
３．画像データの撮影範囲におけるマークの二次元位置に、ＣＴセンサ５８０の撮影対象の面の基準位置の三次元位置を加えて、微細ヘッド２０の位置とする。
という手順で微細ヘッド２０の位置を検出する（図２０参照）。なお、２において、撮影対象の面が隣り合う複数の画像データにおいてマークが見つかった場合、撮影対象の面が中央となる画像データにおいてマークが見つかったと扱ってもよい。
１．ＣＴセンサ５８０によって、それぞれの撮影対象の面が互いに水平な複数の画像データを用意する。
２．画像データにおいてマークに該当する部分を画像認識処理部によって探し、画像データの撮影範囲におけるマークの二次元位置を求める。
３．画像データの撮影範囲におけるマークの二次元位置に、ＣＴセンサ５８０の撮影対象の面の基準位置の三次元位置を加えて、微細ヘッド２０の位置とする。
という手順で微細ヘッド２０の位置を検出する（図２０参照）。なお、２において、撮影対象の面が隣り合う複数の画像データにおいてマークが見つかった場合、撮影対象の面が中央となる画像データにおいてマークが見つかったと扱ってもよい。
また、制御部５８３は、操作部５８４により指示された三次元位置に基づき、ＣＴセンサ駆動部５８１を制御して、ＣＴセンサ５８０を指示された位置に移動させる。
なお、マークの材料は、ＣＴ造影剤以外のＣＴセンサ５８０によって透過撮影可能な物質でもよい。
また、マークは微細ヘッド２０又は極細管３０の先端側の位置に存在していればよく、微細ヘッド２０及び極細管３０とは別に形成しなくてもよい。つまり、微細ヘッド２０の材料をＣＴセンサ５８０によって透過撮影可能な物質として、微細ヘッド２０自体をマークとしてもよい。例えば、ＣＴ造影剤を微細ヘッド２０の材料に練り込んでもよい。また、極細管３０の材料をＣＴセンサ５８０によって透過撮影可能な物質として、ＣＴセンサ５８０において極細管３０の先端側を含む全体の像又は広い範囲の像が撮影された画像データに映るようにして、画像認識処理において、その極細管３０の像のうち先端側に該当する部分をマークの像として扱ってもよい。例えば、極細管３０の材料にＣＴ造影剤を練り込んで極細管３０を作ってもよい。
また、特に極細管３０の材料をＣＴセンサ５８０によって透過撮影可能な物質として、ＣＴセンサ５８０において極細管３０の先端側を含む全体の像又は広い範囲の像が撮影された画像データに映るようにして、画像認識処理において、その極細管３０の像のうち先端側に該当する部分をマークの像として扱う場合、制御部５８３が微細ヘッド２０の位置を検出する手順は、
１．ＣＴセンサ５８０によって、それぞれの撮影対象の面が互いに水平な複数の画像データを用意する。
２．画像データにおいて極細管３０に該当する部分を画像認識処理部によって探し、見つかった極細管３０に該当する部分のうち、極細管３０の根元側ではない方の最も体外側を撮影した画像データにおいて見つかったものをマークに該当する部分と扱って、画像データの撮影範囲におけるマークの二次元位置を求める。
３．画像データの撮影範囲におけるマークの二次元位置に、ＣＴセンサ５８０の撮影対象の面の基準位置の三次元位置を加えて、微細ヘッド２０の位置とする。
としてもよい。例えばそれぞれの撮影位置に極細管３０の根元側又はその逆側から連番で番号を振っておくと、極細管３０の根元側ではない方の最も体外側を撮影した画像データがどれであるかの判断を、その番号を比較するだけで容易に行える。通常、この手順は、極細管３０が目的位置に対してほぼ真っ直ぐに挿し込まれるように移動装置４０が微細ヘッド２０を移動させる場合に用いられる。なお、極細管３０の向きがＣＴセンサ５８０の撮影対象の面と水平である場合は、通常はこの手順をそのまま使うことはできないが、２において、極細管３０が映る画像データにおいて極細管３０の像のうち先端側に該当する部分を画像認識処理部によって探す、すなわち、１で用意した画像データにおいてマークに該当する部分を画像認識処理部によって探すことにより、画像データの撮影範囲におけるマークの二次元位置を求めればよい。
１．ＣＴセンサ５８０によって、それぞれの撮影対象の面が互いに水平な複数の画像データを用意する。
２．画像データにおいて極細管３０に該当する部分を画像認識処理部によって探し、見つかった極細管３０に該当する部分のうち、極細管３０の根元側ではない方の最も体外側を撮影した画像データにおいて見つかったものをマークに該当する部分と扱って、画像データの撮影範囲におけるマークの二次元位置を求める。
３．画像データの撮影範囲におけるマークの二次元位置に、ＣＴセンサ５８０の撮影対象の面の基準位置の三次元位置を加えて、微細ヘッド２０の位置とする。
としてもよい。例えばそれぞれの撮影位置に極細管３０の根元側又はその逆側から連番で番号を振っておくと、極細管３０の根元側ではない方の最も体外側を撮影した画像データがどれであるかの判断を、その番号を比較するだけで容易に行える。通常、この手順は、極細管３０が目的位置に対してほぼ真っ直ぐに挿し込まれるように移動装置４０が微細ヘッド２０を移動させる場合に用いられる。なお、極細管３０の向きがＣＴセンサ５８０の撮影対象の面と水平である場合は、通常はこの手順をそのまま使うことはできないが、２において、極細管３０が映る画像データにおいて極細管３０の像のうち先端側に該当する部分を画像認識処理部によって探す、すなわち、１で用意した画像データにおいてマークに該当する部分を画像認識処理部によって探すことにより、画像データの撮影範囲におけるマークの二次元位置を求めればよい。
また、特に極細管３０の材料をＣＴセンサ５８０によって透過撮影可能な物質として、ＣＴセンサ５８０において極細管３０の先端側を含む全体の像又は広い範囲の像が撮影された画像データに映るようにして、画像認識処理において、その極細管３０の像のうち先端側に該当する部分をマークの像として扱う場合、位置検出装置５０に、それぞれの撮影対象の面が互いに水平な複数の断面画像データから間を補完して三次元画像データを作製する断面画像三次元化処理部を設け、画像認識処理部を、三次元的に画像認識処理を行うことが可能な画像認識処理部にして、制御部５８３が微細ヘッド２０の位置を検出する手順を、
１．断面画像三次元化処理部によって、ＣＴセンサ５８０により撮影されたそれぞれの撮影対象の面が互いに水平な複数の画像データから作製された三次元画像データを用意する。
２．三次元画像データに映った極細管３０の像のうち極細管３０の先端側に該当する部分をマークの像として扱って、三次元画像データにおいて前記マークに該当する部分を前記画像認識処理部によって探し、三次元画像データの撮影範囲におけるマークの三次元位置を求める。
３．三次元画像データの撮影範囲におけるマークの三次元位置に、ＣＴセンサ５８０の撮影対象の範囲の基準位置（ＣＴセンサ５８０が移動範囲における端に位置する時の、撮影対象の面の基準位置など）の三次元位置を加えて、微細ヘッド２０の位置とする。
としてもよい。なお、三次元的な画像認識処理は、Interactive Closed Pointアルゴリズムなどを用いた処理でもよいし、直交する２方向における無限遠方視点からの写像を用意し、それぞれにおいて二次元画像認識を行い、結果を直交方向に合成する処理でもよい。
１．断面画像三次元化処理部によって、ＣＴセンサ５８０により撮影されたそれぞれの撮影対象の面が互いに水平な複数の画像データから作製された三次元画像データを用意する。
２．三次元画像データに映った極細管３０の像のうち極細管３０の先端側に該当する部分をマークの像として扱って、三次元画像データにおいて前記マークに該当する部分を前記画像認識処理部によって探し、三次元画像データの撮影範囲におけるマークの三次元位置を求める。
３．三次元画像データの撮影範囲におけるマークの三次元位置に、ＣＴセンサ５８０の撮影対象の範囲の基準位置（ＣＴセンサ５８０が移動範囲における端に位置する時の、撮影対象の面の基準位置など）の三次元位置を加えて、微細ヘッド２０の位置とする。
としてもよい。なお、三次元的な画像認識処理は、Interactive Closed Pointアルゴリズムなどを用いた処理でもよいし、直交する２方向における無限遠方視点からの写像を用意し、それぞれにおいて二次元画像認識を行い、結果を直交方向に合成する処理でもよい。
上記の部分以外の部分に係る特徴は、第１の実施の形態に係る注入・吸引システムと同様である。
移動装置４０、位置検出装置５０は、本発明の位置制御システムの一例である。
この第６の実施の形態に係る位置検出装置５０は、本明細書記載の第２〜４の実施の形態においても、位置検出装置５０として使用することができる。
この第６の実施の形態に係る位置検出装置５０によれば、通常は使用する磁場がごく弱いものに限定されてしまう第５の実施の形態よりは高い解像度を得やすくなり、また、アームがなくなることにより可動部分が減って多くの場合にメンテナンスが容易になる。
［第７の実施の形態］
図１３は、本発明の第５の実施の形態に係る注入・吸引システムの概略の構成例を示す斜視図である。第１の実施の形態では、位置検出装置５０の撮影部が有する透視撮影用センサを、Ｘ線ＣＣＤセンサ５００で構成したが、本実施の形態は、位置検出装置５０の撮影部が有する透視撮影用センサを超音波検査用探触子５９０で構成したものである。
図１３は、本発明の第５の実施の形態に係る注入・吸引システムの概略の構成例を示す斜視図である。第１の実施の形態では、位置検出装置５０の撮影部が有する透視撮影用センサを、Ｘ線ＣＣＤセンサ５００で構成したが、本実施の形態は、位置検出装置５０の撮影部が有する透視撮影用センサを超音波検査用探触子５９０で構成したものである。
位置検出装置５０は、マークを兼ねる微細ヘッド２０に対して扇状に超音波を発生させて反射した超音波を受信することができる超音波検査用探触子５９０と、超音波検査用探触子５９０を支持する第１のアーム５９１Ａと、第１のアーム５９１Ａを垂直方向に移動させることが可能な伸縮駆動部５９２と、伸縮駆動部５９２及びスライド駆動部５９３とを支持する第２のアーム５９１Ｂと、第２のアーム５９１Ｂを水平方向に移動させることが可能なスライド駆動部５９３と、スライド駆動部５９３を支持するベース５９４と、超音波検査用探触子５９０と第１のアーム５９１Ａとの間の圧力を計測可能な圧電素子５９８と、伸縮駆動部５９２、スライド駆動部５９３を駆動制御するとともに、微細ヘッド２０の位置を検出することが可能な制御部５９５と、超音波検査用探触子５９０の三次元位置を指示可能な操作部５９６と、検出された微細ヘッド２０の位置を表示可能な表示部５９７とを備える。なお、表示部５９７は、微細ヘッド２０が目的の位置に到達したことの確認をコンピュータが自動的に行う場合は省いてもよい。超音波検査用探触子５９０は、位置検出装置の撮影部が有する透視撮影用センサの一例である。
超音波検査用探触子５９０は、扇状に音波を発生し、体の断面画像を見ることができる。
超音波検査用探触子５９０を撮影対象の面と垂直な方向へ少しずつ移動させながら超音波検査による撮影を繰り返し、すわなち超音波検査用探触子５９０によりそれぞれの撮影対象の面が互いに水平な複数枚の画像データを撮影し、その画像データにおいて画像認識処理によってマークに該当する部分を探すことにより、微細ヘッド２０の三次元位置を知ることができる。
マークは、撮影画像データにおいて体内組織及び極細管３０と識別しやすいように映る、すなわち音響インピーダンスが十分に離れているなどの特徴を持った材料から形成することが好ましい。
スライド駆動部５９３は、アームを介して超音波検査用探触子５９０に接続され、超音波検査用探触子５９０を撮影対象の面と垂直な方向へ移動させる。
圧電素子５９８は、超音波検査用探触子５９０と第１のアーム５９１Ａとの間に取り付けられる。
操作部５９６は、例えばレバー操作やコンピュータにより超音波検査用探触子５９０の移動すべき位置を指示できるように構成されている。
位置検出装置５０は、第１のアーム５９１Ａと伸縮駆動部５９２との間、第２のアーム５９１Ｂとスライド駆動部５９３との間にそれぞれ位置センサを設けることにより、超音波検査用探触子５９０の撮影対象の面の基準位置（例えば超音波検査用探触子５９０と接する位置）の三次元位置を精密に（例えば、μｍ単位で）計測できるように構成されている。その位置センサは、位置検出装置の撮影部が有する透視撮影用センサの三次元位置を計測可能な透視撮影用センサ位置検出部の一例である。
制御部５９５は、位置検出部の一例である。制御部５９５は、パターン認識によって画像を認識する画像認識処理を行うことが可能な画像認識処理部を備える。制御部５９５は、例えば
１．超音波検査用探触子５９０によって、それぞれの撮影対象の面が互いに水平な複数の画像データを用意する。
２．画像データにおいてマークに該当する部分を画像認識処理部によって探し、画像データの撮影範囲におけるマークの二次元位置を求める。
３．画像データの撮影範囲におけるマークの二次元位置に、超音波検査用探触子５９０の撮影対象の面の基準位置の三次元位置を加えて、微細ヘッド２０の位置とする。
という手順で微細ヘッド２０の位置を検出する（図２０参照）。なお、２において、撮影対象の面が隣り合う複数の画像データにおいてマークが見つかった場合、撮影対象の面が中央となる画像データにおいてマークが見つかったと扱ってもよい。
１．超音波検査用探触子５９０によって、それぞれの撮影対象の面が互いに水平な複数の画像データを用意する。
２．画像データにおいてマークに該当する部分を画像認識処理部によって探し、画像データの撮影範囲におけるマークの二次元位置を求める。
３．画像データの撮影範囲におけるマークの二次元位置に、超音波検査用探触子５９０の撮影対象の面の基準位置の三次元位置を加えて、微細ヘッド２０の位置とする。
という手順で微細ヘッド２０の位置を検出する（図２０参照）。なお、２において、撮影対象の面が隣り合う複数の画像データにおいてマークが見つかった場合、撮影対象の面が中央となる画像データにおいてマークが見つかったと扱ってもよい。
また、制御部５９５は、操作部５９６により指示された三次元位置に基づき、伸縮駆動部５９２及びスライド駆動部５９３を制御して、超音波検査用探触子５９０を指示された位置に移動させる。超音波検査用探触子５９０の移動は、超音波検査用探触子５９０を体に押し付ける力の大きさが適切な大きさであるか（高すぎないか、低すぎないか）を確認しながら行うことが好ましい。例えば、
１．スライド駆動部５９３を調節して第２のアーム５９１を動かし、操作部５９６によって指示された位置の方向へ少し移動させる。
２．圧電素子５９８によって、超音波検査用探触子５９０と第１のアーム５９１との間の圧力を計測する。圧力が低すぎた場合、伸縮駆動部５９２を調節して、超音波検査用探触子５９０を体の方向へ少し移動させてから、２の最初に戻る。圧力が高すぎた場合、伸縮駆動部５９２を調節して、超音波検査用探触子５９０を体の方向とは逆の方向へ少し移動させてから、２の最初に戻る。圧力が適切な大きさだった場合、超音波検査用探触子５９０の位置が操作部５９６によって指示された位置に達しているかを確認し、達していれば移動完了とし、達していなければ１に戻る。
という手順で超音波検査用探触子５９０の移動を行うとよい。なお、最初だけ医師が手で、超音波検査用探触子５９０を、超音波検査用探触子５９０が適切に近い高さの圧力で体に接する位置に動かしてもよい。
１．スライド駆動部５９３を調節して第２のアーム５９１を動かし、操作部５９６によって指示された位置の方向へ少し移動させる。
２．圧電素子５９８によって、超音波検査用探触子５９０と第１のアーム５９１との間の圧力を計測する。圧力が低すぎた場合、伸縮駆動部５９２を調節して、超音波検査用探触子５９０を体の方向へ少し移動させてから、２の最初に戻る。圧力が高すぎた場合、伸縮駆動部５９２を調節して、超音波検査用探触子５９０を体の方向とは逆の方向へ少し移動させてから、２の最初に戻る。圧力が適切な大きさだった場合、超音波検査用探触子５９０の位置が操作部５９６によって指示された位置に達しているかを確認し、達していれば移動完了とし、達していなければ１に戻る。
という手順で超音波検査用探触子５９０の移動を行うとよい。なお、最初だけ医師が手で、超音波検査用探触子５９０を、超音波検査用探触子５９０が適切に近い高さの圧力で体に接する位置に動かしてもよい。
なお、マークは微細ヘッド２０又は極細管３０の先端側の位置に存在していればよく、微細ヘッド２０及び極細管３０とは別に形成してもよい。例えば、微細ヘッド２０に、用いる周波数の超音波を反射しやすい材料を塗布し、それをマークとしてもよい。また、極細管３０の材料を超音波検査用探触子５９０によって透過撮影可能な物質として、超音波検査用探触子５９０において極細管３０の先端側を含む全体の像又は広い範囲の像が撮影された画像データに映るようにして、画像認識処理において、その極細管３０の像のうち先端側に該当する部分をマークの像として扱ってもよい。
また、特に極細管３０の材料を超音波検査用探触子５９０によって透過撮影可能な物質として、超音波検査用探触子５９０において極細管３０の先端側を含む全体の像又は広い範囲の像が撮影された画像データに映るようにして、画像認識処理において、その極細管３０の像のうち先端側に該当する部分をマークの像として扱う場合、制御部５９５が微細ヘッド２０の位置を検出する手順は、
１．超音波検査用探触子５９０によって、それぞれの撮影対象の面が互いに水平な複数の画像データを用意する。
２．画像データにおいて極細管３０に該当する部分を画像認識処理部によって探し、見つかった極細管３０に該当する部分のうち、極細管３０の根元側ではない方の最も体外側を撮影した画像データにおいて見つかったものをマークに該当する部分と扱って、画像データの撮影範囲におけるマークの二次元位置を求める。
３．画像データの撮影範囲におけるマークの二次元位置に、超音波検査用探触子５９０の撮影対象の面の基準位置の三次元位置を加えて、微細ヘッド２０の位置とする。
としてもよい。例えばそれぞれの撮影位置に極細管３０の根元側又はその逆側から連番で番号を振っておくと、極細管３０の根元側ではない方の最も体外側を撮影した画像データがどれであるかの判断を、その番号を比較するだけで容易に行える。通常、この手順は、極細管３０が目的位置に対してほぼ真っ直ぐに挿し込まれるように移動装置４０が微細ヘッド２０を移動させる場合に用いられる。なお、極細管３０の向きが超音波検査用探触子５９０の撮影対象の面と水平である場合は、通常はこの手順をそのまま使うことはできないが、２において、極細管３０が映る画像データにおいて極細管３０の像のうち先端側に該当する部分を画像認識処理部によって探す、すなわち、１で用意した画像データにおいてマークに該当する部分を画像認識処理部によって探すことにより、画像データの撮影範囲におけるマークの二次元位置を求めればよい。
１．超音波検査用探触子５９０によって、それぞれの撮影対象の面が互いに水平な複数の画像データを用意する。
２．画像データにおいて極細管３０に該当する部分を画像認識処理部によって探し、見つかった極細管３０に該当する部分のうち、極細管３０の根元側ではない方の最も体外側を撮影した画像データにおいて見つかったものをマークに該当する部分と扱って、画像データの撮影範囲におけるマークの二次元位置を求める。
３．画像データの撮影範囲におけるマークの二次元位置に、超音波検査用探触子５９０の撮影対象の面の基準位置の三次元位置を加えて、微細ヘッド２０の位置とする。
としてもよい。例えばそれぞれの撮影位置に極細管３０の根元側又はその逆側から連番で番号を振っておくと、極細管３０の根元側ではない方の最も体外側を撮影した画像データがどれであるかの判断を、その番号を比較するだけで容易に行える。通常、この手順は、極細管３０が目的位置に対してほぼ真っ直ぐに挿し込まれるように移動装置４０が微細ヘッド２０を移動させる場合に用いられる。なお、極細管３０の向きが超音波検査用探触子５９０の撮影対象の面と水平である場合は、通常はこの手順をそのまま使うことはできないが、２において、極細管３０が映る画像データにおいて極細管３０の像のうち先端側に該当する部分を画像認識処理部によって探す、すなわち、１で用意した画像データにおいてマークに該当する部分を画像認識処理部によって探すことにより、画像データの撮影範囲におけるマークの二次元位置を求めればよい。
また、特に極細管３０の材料を超音波検査用探触子５９０によって透過撮影可能な物質として、超音波検査用探触子５９０において極細管３０の先端側を含む全体の像又は広い範囲の像が撮影された画像データに映るようにして、画像認識処理において、その極細管３０の像のうち先端側に該当する部分をマークの像として扱う場合、位置検出装置５０に、それぞれの撮影対象の面が互いに水平な複数の断面画像データから間を補完して三次元画像データを作製する断面画像三次元化処理部を設け、画像認識処理部を、三次元的に画像認識処理を行うことが可能な画像認識処理部にして、制御部５９５が微細ヘッド２０の位置を検出する手順を、
１．断面画像三次元化処理部によって、超音波検査用探触子５９０により撮影されたそれぞれの撮影対象の面が互いに水平な複数の画像データから作製された三次元画像データを用意する。
２．三次元画像データに映った極細管３０の像のうち極細管３０の先端側に該当する部分をマークの像として扱って、三次元画像データにおいて前記マークに該当する部分を前記画像認識処理部によって探し、三次元画像データの撮影範囲におけるマークの三次元位置を求める。
３．三次元画像データの撮影範囲におけるマークの三次元位置に、超音波検査用探触子５９０の撮影対象の範囲の基準位置（超音波検査用探触子５９０が移動範囲における端に位置する時の、撮影対象の面の基準位置など）の三次元位置を加えて、微細ヘッド２０の位置とする。
としてもよい。なお、三次元的な画像認識処理は、Interactive Closed Pointアルゴリズムなどを用いた処理でもよいし、直交する２方向における無限遠方視点からの写像を用意し、それぞれにおいて二次元画像認識を行い、結果を直交方向に合成する処理でもよい。
１．断面画像三次元化処理部によって、超音波検査用探触子５９０により撮影されたそれぞれの撮影対象の面が互いに水平な複数の画像データから作製された三次元画像データを用意する。
２．三次元画像データに映った極細管３０の像のうち極細管３０の先端側に該当する部分をマークの像として扱って、三次元画像データにおいて前記マークに該当する部分を前記画像認識処理部によって探し、三次元画像データの撮影範囲におけるマークの三次元位置を求める。
３．三次元画像データの撮影範囲におけるマークの三次元位置に、超音波検査用探触子５９０の撮影対象の範囲の基準位置（超音波検査用探触子５９０が移動範囲における端に位置する時の、撮影対象の面の基準位置など）の三次元位置を加えて、微細ヘッド２０の位置とする。
としてもよい。なお、三次元的な画像認識処理は、Interactive Closed Pointアルゴリズムなどを用いた処理でもよいし、直交する２方向における無限遠方視点からの写像を用意し、それぞれにおいて二次元画像認識を行い、結果を直交方向に合成する処理でもよい。
医師の手などによってマーキングした範囲は、作業に当たる医者の手元の明るさにより異なるが、せいぜいミリメートル単位の精度の範囲である。また、多くの場合、その範囲の“概ね”中心辺りに微細ヘッド２０を移動させるだけである。このため、巨大なのでコストを抑えるために精度が低いことが一般的であるデジタルＸ線撮影用の巨大Ｘ線ＣＣＤセンサを位置検出装置５０として使用してもよい。デジタルＸ線撮影用の巨大Ｘ線ＣＣＤセンサを位置検出装置５０として使用する場合、アームを用いずに、治療が終わるまでの間、Ｘ線ＣＣＤセンサを所定の位置に固定してもよい。アームがなくなることにより可動部分が減り、多くの場合にメンテナンスが容易になる。なお、微細ヘッド２０を確実に細胞膜の内側又は外側へ移動させたい場合は、高精度の微細ヘッド２０の移動を必要とするが、前述したようにポンプに圧力計を取り付けて圧力を測るなどの方法により極細管３０の先端が細胞の細胞膜の内側にあるか・外側にあるかを判定できるため、位置検出の精度は低くてもよい。よって、この場合もデジタルＸ線撮影用の巨大Ｘ線ＣＣＤセンサを位置検出装置５０として使用してもよい。
また、位置検出装置５０は、圧電素子５９８と第１のアーム５９１Ａとの間に回転駆動部を備えていてもよい。
また、Ｘ線ＣＣＤセンサの代わりにＸ線ＣＭＯＳセンサを用いてもよい。
また、位置検出装置５０は、ベース５９４をスライド駆動部５９３の移動方向と垂直な方向に移動可能な別のスライド駆動部を備えていてもよい。
また、第１のアーム５９１Ａ、伸縮駆動部５９２、第２のアーム５９１Ｂ、スライド駆動部５９３、ベース５９４、圧電素子５９８、操作部５９６を用いる代わりに、三次元位置センサ（複数の電波測距計を用いたものや、赤外線パターンを赤外線センサで撮影するものなど）を取り付けた超音波検査用探触子５９０を医師が手で動かしてもよい。その場合、画像や音などにより、超音波検査用探触子５９０を動かすべき方向を制御部５９５が指示できるようにしてもよい。
上記の部分以外の部分に係る特徴は、第１の実施の形態に係る注入・吸引システムと同様である。
移動装置４０、位置検出装置５０は、本発明の位置制御システムの一例である。
この第７の実施の形態に係る位置検出装置５０は、本明細書記載の第２〜４の実施の形態においても、位置検出装置５０として使用することができる。
この第７の実施の形態に係る位置検出装置５０によれば、放射線が不要となって安全性が高まる。
［第８の実施の形態］
図１４は、本発明の第８の実施の形態に係る注入・吸引システムの概略の構成例を示す斜視図である。第１の実施の形態では、位置検出装置５０を撮影部と位置検出部で構成したが、本実施の形態は、計測部と位置検出部で構成したものである。計測部は、透過的にマークとの距離を計測できる透過測距用センサを３以上有し、その透過測距用センサによってマークの三次元位置を計測する。本実施の形態において、位置検出装置５０の計測部が有する透過測距用センサは、電磁波測距センサ６００〜６０２で構成する。
図１４は、本発明の第８の実施の形態に係る注入・吸引システムの概略の構成例を示す斜視図である。第１の実施の形態では、位置検出装置５０を撮影部と位置検出部で構成したが、本実施の形態は、計測部と位置検出部で構成したものである。計測部は、透過的にマークとの距離を計測できる透過測距用センサを３以上有し、その透過測距用センサによってマークの三次元位置を計測する。本実施の形態において、位置検出装置５０の計測部が有する透過測距用センサは、電磁波測距センサ６００〜６０２で構成する。
位置検出装置５０は、マークを兼ねる微細ヘッド２０を計測可能な電磁波測距センサ６００〜６０２と、微細ヘッド２０の位置を検出可能な制御部６０３と、検出された微細ヘッド２０の位置を表示可能な表示部６０４とを備える。なお、表示部６０４は、微細ヘッド２０が目的の位置に到達したことの確認をコンピュータが自動的に行う場合は省いてもよい。電磁波測距センサ６００〜６０２は、位置検出装置の計測部が有する透視測距用センサの一例である。
電磁波測距センサ６００〜６０２は、それぞれから微細ヘッド２０に向けて互いに異なる周波数の発振した電磁波を発射し、微細ヘッド２０で反射した電磁波のうち各々が担当する周波数のものを感知するまでに発振した回数から距離を得る。３以上の場所とマークとの距離及びその３以上の場所の三次元位置が分かれば、それらから計算によりマークの三次元位置が分かり、微細ヘッド２０の三次元位置を知ることができる。
計測部が距離の計測に用いる電磁波の周波数は、人体に吸収されにくい周波数であることが好ましい。
マークは、用いる周波数の電磁波を反射しやすい材料から形成することが好ましい。
極細管３０は、用いる周波数の電磁波を反射しにくい材料から形成することが好ましい。
電磁波測距センサ６００〜６０２は、例えば、治療が終わるまでの間、それぞれ互いに離れた所定の位置に固定される。
制御部６０３は、位置検出部の一例である。制御部６０３は、例えば
１．電磁波測距センサ６００〜６０２によって、電磁波測距センサ６００〜６０２それぞれとマークとの距離を用意する。
２．ピタゴラスの定理によって、１で用意した距離と電磁波測距センサ６００〜６０２それぞれの位置を用いて、電磁波測距センサ６００〜６０２のうち１つ以上とマークとの三次元位置の差分を求める。
３．２で求めた差分に、電磁波測距センサの三次元位置を加えて、ヘッドの位置とする。
という手順で微細ヘッド２０の位置を検出する（図２１参照）。なお、電磁波測距センサ６００〜６０２のうち１つ以上の三次元位置は、予め（３の前に）計測しておく。所定の位置に固定される場合、計測は一度でよい。また、電磁波測距センサ６００〜６０２全ての三次元位置をを計測してある場合は、２において、１で用意した距離及び電磁波測距センサ６００〜６０２の三次元位置とを用いて、直にヘッドの位置を求めてもよい。
１．電磁波測距センサ６００〜６０２によって、電磁波測距センサ６００〜６０２それぞれとマークとの距離を用意する。
２．ピタゴラスの定理によって、１で用意した距離と電磁波測距センサ６００〜６０２それぞれの位置を用いて、電磁波測距センサ６００〜６０２のうち１つ以上とマークとの三次元位置の差分を求める。
３．２で求めた差分に、電磁波測距センサの三次元位置を加えて、ヘッドの位置とする。
という手順で微細ヘッド２０の位置を検出する（図２１参照）。なお、電磁波測距センサ６００〜６０２のうち１つ以上の三次元位置は、予め（３の前に）計測しておく。所定の位置に固定される場合、計測は一度でよい。また、電磁波測距センサ６００〜６０２全ての三次元位置をを計測してある場合は、２において、１で用意した距離及び電磁波測距センサ６００〜６０２の三次元位置とを用いて、直にヘッドの位置を求めてもよい。
なお、マークは微細ヘッド２０又は極細管３０の先端側の位置に存在していればよく、微細ヘッド２０及び極細管３０とは別に形成してもよい。例えば、微細ヘッド２０に、用いる周波数の電磁波を反射しやすい材料を塗布し、それをマークとしてもよい。
上記の部分以外の部分に係る特徴は、第１の実施の形態に係る注入・吸引システムと同様である。
移動装置４０、位置検出装置５０は、本発明の位置制御システムの一例である。
この第８の実施の形態に係る位置検出装置５０は、本明細書記載の第２〜４の実施の形態においても、位置検出装置５０として使用することができる。
この第８の実施の形態に係る位置検出装置５０によれば、放射線が不要となって安全性が高まり、また、アームがなくなることにより可動部分が減って多くの場合にメンテナンスが容易になる。
［第９の実施の形態］
図１５は、本発明の第５の実施の形態に係る注入・吸引システムの概略の構成例を示す斜視図である。第１の実施の形態では、位置検出装置５０を撮影部と位置検出部で構成したが、本実施の形態は、撮影部と計測部と位置検出部で構成したものである。
図１５は、本発明の第５の実施の形態に係る注入・吸引システムの概略の構成例を示す斜視図である。第１の実施の形態では、位置検出装置５０を撮影部と位置検出部で構成したが、本実施の形態は、撮影部と計測部と位置検出部で構成したものである。
位置検出装置５０は、計測部用マークを兼ねる微細ヘッド２０を計測可能な電磁波測距センサ６１０を備える。また、位置検出装置５０は、微細ヘッド２０に塗布された放射性物質からなるマークから放出される放射線を検出・撮影可能な一対のＸ線ＣＣＤセンサ５００と、Ｘ線ＣＣＤセンサ５００を支持する第１及び第２のアーム５１０Ａ、５１０Ｂと、第１及び第２のアーム５１０Ａ、５１０Ｂを水平方向の軸を中心にそれぞれ回転移動させることが可能な第１及び第２の回転駆動部５２０Ａ、５２０Ｂと、第２の回転駆動部５２０Ｂを垂直方向の軸を中心に回転移動させることが可能な第３の回転駆動部５２０Ｃと、回転駆動部５２０Ｃを支持するベース５３０と、各回転駆動部５８７Ａ、５８７Ｂ、５８７Ｃを駆動制御するとともに、微細ヘッド２０の位置を検出することが可能な制御部６１１と、Ｘ線ＣＣＤセンサ５００の三次元位置を指示可能な操作部６１２と、検出された微細ヘッド２０の位置を表示可能な表示部６１３とを備える。なお、放射性物質からなる撮影部用マークを形成する位置は、極細管３０の先端側の位置でもよい。表示部６１３は、微細ヘッド２０が目的の位置に到達したことの確認をコンピュータが自動的に行う場合は省いてもよい。Ｘ線ＣＣＤセンサ５００は、位置検出装置の撮影部が有する透視撮影用センサの一例である。電磁波測距センサ６１０は、位置検出装置の計測部が有する透視測距用センサの一例である。
本実施の形態において、マークは、撮影部用マークと計測部用マークの２種類が設けられる。撮影部用マークと計測部用マークは、通常、同じ位置または互いに近い位置に設けられる。撮影部用マークと計測部用マークは、同じものでもよい。
撮影部は、Ｘ線ＣＣＤセンサ５００によって撮影部用マークを撮影する。計測部は、電磁波測距センサ６１０によって計測部用マークを計測する。位置検出部は、Ｘ線ＣＣＤセンサ５００における撮影部用マークが映った場所の位置、及び電磁波測距センサ６１０と計測部用マークとの距離を用いることで、撮影部用マークとＸ線ＣＣＤセンサ５００との距離、すなわち撮影部が撮影した画像データにおける撮影部用マークの位置に対応した奥行き座標を求める。つまり、位置検出装置５０は、撮影部によって座標軸２つにおける撮影部用マークの座標を求め、また、計測部によって残りの座標軸１つにおける撮影部用マークの座標を求めることによって、微細ヘッド２０の三次元位置を知ることができる。
第１の実施の形態では一対のＸ線ＣＣＤセンサが設けられたが、本実施の形態ではＸ線ＣＣＤセンサは１つだけ設けられる。
計測部が距離の計測に用いる電磁波の周波数は、人体に吸収されにくい周波数であることが好ましい。
微細ヘッド２０は、用いる周波数の電磁波を反射しやすい材料から形成することが好ましい。
極細管３０は、用いる周波数の電磁波を反射しにくい材料から形成することが好ましい。
電磁波測距センサ６１０は、例えばＸ線ＣＣＤセンサ５００の側面の所定の位置に固定される。
操作部６１２は、例えばレバー操作やコンピュータによりＸ線ＣＣＤセンサ５００の移動すべき三次元位置を指示できるように構成されている。
位置検出装置５０は、第１のアーム５１０Ａと第２のアーム５１０Ｂとの間の間接部や第２のアーム５１０Ｂとベース５３０との間の間接部に位置センサ、角度センサ等を設けるか、又は第１のアーム５１０Ａの先端に三次元位置センサを設けることで、第１のアーム５１０Ａの先端の三次元位置、すなわち、Ｘ線ＣＣＤセンサ５００の三次元位置を精密に（例えば、μｍ単位で）計測できるように構成されている。その関節部に設けられた位置センサ、角度センサ等及び第１のアーム５１０Ａの先端に設けられた三次元位置センサは、位置検出装置の撮影部が有する透視撮影用センサの三次元位置を計測可能な透視撮影用センサ位置検出部の一例である。
制御部６１１は、位置検出部の一例である。制御部６１１は、パターン認識によって画像を認識する画像認識処理を行うことが可能な画像認識処理部を備える。制御部６１１は、例えば
１．Ｘ線ＣＣＤセンサ５００によって画像データを用意する。電磁波測距センサ６１０によって、電磁波測距センサ６１０と計測部用マークとの距離を計測する。
２．画像データにおいて撮影部用マークに該当する部分を画像認識処理部によって探し、画像データの撮影範囲における撮影部用マークの位置を求める。
３．ピタゴラスの定理によって、電磁波測距センサ６１０と計測部用マークとの距離、画像データの撮影範囲における撮影部用マークの位置、Ｘ線ＣＣＤセンサ５００の三次元位置、電磁波測距センサ６１０の三次元位置を用いて、撮影部用マークの位置とＸ線ＣＣＤセンサ５００上の撮影部用マークが映った位置との距離を求める。
４．撮影部用マークの位置とＸ線ＣＣＤセンサ５００上の撮影部用マークが映った位置との距離を、画像データの撮影範囲における撮影部用マークの位置の奥行き座標とし、画像データの撮影範囲における撮影部用マークの三次元位置を求める。
５．予めＸ線ＣＣＤセンサ５００の三次元位置を計測しておき、画像データの撮影範囲における撮影部用マークの三次元位置に、Ｘ線ＣＣＤセンサ５００の三次元位置を加えて、ヘッドの位置とする。
という手順（図２２参照）で微細ヘッド２０の位置を検出する。なお、本実施の形態においては撮影部用マークと計測部用マークとがほぼ同じ位置に設けられるため、撮影部用マークの位置と計測部用マークの位置とを同じとみなす。また、電磁波測距センサ６１０の三次元位置は、予め（３の前に）計測しておく。所定の位置に固定される場合、計測は一度でよい。また、電磁波測距センサ６１０が所定の位置に固定されていれば、画像データの撮影範囲における撮影部用マークの位置に、電磁波測距センサ６１０の位置を加えることにより、電磁波測距センサ６１０の位置と画像データの撮影範囲における撮影部用マークの位置との距離が求まる。上記３においては、この電磁波測距センサ６１０の位置と画像データの撮影範囲における撮影部用マークの位置との距離を直角をはさむ２辺のうちの１辺として、また、電磁波測距センサ６１０と計測部用マークとの距離、すなわち電磁波測距センサ６１０と撮影部用マークとの距離を斜辺として、ピタゴラスの定理によって、撮影部用マークの位置とＸ線ＣＣＤセンサ５００上の撮影部用マークが映った位置との距離を求める。また、３〜５の代わりに、
３．ピタゴラスの定理によって、電磁波測距センサ６１０と計測部用マークとの距離、画像データの撮影範囲における撮影部用マークの位置、Ｘ線ＣＣＤセンサ５００の三次元位置、電磁波測距センサ６１０の三次元位置を用いて、計測部用マークと電磁波測距センサ６１０との三次元位置の差分を求める。
４．予め電磁波測距センサ６１０の三次元位置を計測しておき、３で求めた三次元位置の差分に、電磁波測距センサ６１０の三次元位置を加えて、微細ヘッド２０の位置とする。
としてもよい。
１．Ｘ線ＣＣＤセンサ５００によって画像データを用意する。電磁波測距センサ６１０によって、電磁波測距センサ６１０と計測部用マークとの距離を計測する。
２．画像データにおいて撮影部用マークに該当する部分を画像認識処理部によって探し、画像データの撮影範囲における撮影部用マークの位置を求める。
３．ピタゴラスの定理によって、電磁波測距センサ６１０と計測部用マークとの距離、画像データの撮影範囲における撮影部用マークの位置、Ｘ線ＣＣＤセンサ５００の三次元位置、電磁波測距センサ６１０の三次元位置を用いて、撮影部用マークの位置とＸ線ＣＣＤセンサ５００上の撮影部用マークが映った位置との距離を求める。
４．撮影部用マークの位置とＸ線ＣＣＤセンサ５００上の撮影部用マークが映った位置との距離を、画像データの撮影範囲における撮影部用マークの位置の奥行き座標とし、画像データの撮影範囲における撮影部用マークの三次元位置を求める。
５．予めＸ線ＣＣＤセンサ５００の三次元位置を計測しておき、画像データの撮影範囲における撮影部用マークの三次元位置に、Ｘ線ＣＣＤセンサ５００の三次元位置を加えて、ヘッドの位置とする。
という手順（図２２参照）で微細ヘッド２０の位置を検出する。なお、本実施の形態においては撮影部用マークと計測部用マークとがほぼ同じ位置に設けられるため、撮影部用マークの位置と計測部用マークの位置とを同じとみなす。また、電磁波測距センサ６１０の三次元位置は、予め（３の前に）計測しておく。所定の位置に固定される場合、計測は一度でよい。また、電磁波測距センサ６１０が所定の位置に固定されていれば、画像データの撮影範囲における撮影部用マークの位置に、電磁波測距センサ６１０の位置を加えることにより、電磁波測距センサ６１０の位置と画像データの撮影範囲における撮影部用マークの位置との距離が求まる。上記３においては、この電磁波測距センサ６１０の位置と画像データの撮影範囲における撮影部用マークの位置との距離を直角をはさむ２辺のうちの１辺として、また、電磁波測距センサ６１０と計測部用マークとの距離、すなわち電磁波測距センサ６１０と撮影部用マークとの距離を斜辺として、ピタゴラスの定理によって、撮影部用マークの位置とＸ線ＣＣＤセンサ５００上の撮影部用マークが映った位置との距離を求める。また、３〜５の代わりに、
３．ピタゴラスの定理によって、電磁波測距センサ６１０と計測部用マークとの距離、画像データの撮影範囲における撮影部用マークの位置、Ｘ線ＣＣＤセンサ５００の三次元位置、電磁波測距センサ６１０の三次元位置を用いて、計測部用マークと電磁波測距センサ６１０との三次元位置の差分を求める。
４．予め電磁波測距センサ６１０の三次元位置を計測しておき、３で求めた三次元位置の差分に、電磁波測距センサ６１０の三次元位置を加えて、微細ヘッド２０の位置とする。
としてもよい。
また、制御部６１１は、操作部５５０により指示された三次元位置に基づき、第１乃至３の回転駆動部５２０Ａ〜５２０Ｃを制御して、Ｘ線ＣＣＤセンサ５００を指示された三次元位置に移動させる。
なお、撮影部用マークは微細ヘッド２０又は極細管３０の先端側の位置に存在していればよく、微細ヘッド２０及び極細管３０とは別に形成しなくてもよい。つまり、微細ヘッド２０の材料をＸ線ＣＣＤセンサ５００によって透過撮影可能な物質として、微細ヘッド２０自体を撮影部用マークとしてもよい。例えば、放射性物質を微細ヘッド２０の材料に練り込んでもよい。また、極細管３０の材料をＸ線ＣＣＤセンサ５００によって透過撮影可能な物質として、Ｘ線ＣＣＤセンサ５００において極細管３０の先端側を含む全体の像又は広い範囲の像が撮影された画像データに映るようにして、画像認識処理において、その極細管３０の像のうち先端側に該当する部分を撮影部用マークの像として扱ってもよい。例えば、極細管３０の材料に放射性物質を練り込んで極細管３０を作ってもよい。
また、計測部用マークは微細ヘッド２０又は極細管３０の先端側の位置に存在していればよく、微細ヘッド２０及び極細管３０とは別に形成してもよい。例えば、微細ヘッド２０に、用いる周波数の電磁波を反射しやすい材料を塗布し、それをマークとしてもよい。
医師の手などによってマーキングした範囲は、作業に当たる医者の手元の明るさにより異なるが、せいぜいミリメートル単位の精度の範囲である。また、多くの場合、その範囲の“概ね”中心辺りに微細ヘッド２０を移動させるだけである。このため、巨大なのでコストを抑えるために精度が低いことが一般的であるデジタルＸ線撮影用の巨大Ｘ線ＣＣＤセンサを位置検出装置５０として使用してもよい。デジタルＸ線撮影用の巨大Ｘ線ＣＣＤセンサを位置検出装置５０として使用する場合、アームを用いずに、治療が終わるまでの間、Ｘ線ＣＣＤセンサを所定の位置に固定してもよい。アームがなくなることにより可動部分が減り、多くの場合にメンテナンスが容易になる。なお、微細ヘッド２０を確実に細胞膜の内側又は外側へ移動させたい場合は、高精度の微細ヘッド２０の移動を必要とするが、ポンプに圧力計を取り付けて圧力を測るなどの方法により極細管３０の先端が細胞の細胞膜の内側にあるか・外側にあるかを判定できるため、位置検出の精度は低くてもよい。よって、この場合もデジタルＸ線撮影用の巨大Ｘ線ＣＣＤセンサを位置検出装置５０として使用してもよい。
また、位置検出装置５０は、第１のアーム５１０ＡとＸ線ＣＣＤセンサ５００の間にも回転駆動部を備えていてもよい。
また、位置検出装置５０は、第１のアーム５１０Ａと第１の回転駆動部５２０Ａを省き、かつ、第２のアーム５１０Ｂを伸縮性のアームとしたものでもよい。
また、Ｘ線ＣＣＤセンサの代わりにＸ線ＣＭＯＳセンサを用いてもよい。
上記の部分以外の部分に係る特徴は、第１の実施の形態に係る注入・吸引システムと同様である。
移動装置４０、位置検出装置５０は、本発明の位置制御システムの一例である。
この第９の実施の形態に係る位置検出装置５０は、本明細書記載の第２〜４の実施の形態においても、位置検出装置５０として使用することができる。
［第１０の実施の形態］
図１６は、本発明の第１０の実施の形態に係る注入・吸引システムの概略の構成例を示す斜視図である。第１の実施の形態ではＸ線ＣＣＤセンサ５００によって放射性物質からなるマークから放出される放射線を検出・撮影したが、本実施の形態は、マークを放射性物質を吸収しやすい物質、すなわちＸ線ＣＣＤセンサ５００に映りにくい物質から構成し、放射線照射部６２０によってマークに対して放射線を照射しながら、放射線を検出・撮影するものである。つまり、第１の実施の形態で行う検出・撮影をポジ型の検出・撮影とすると、第１０の実施の形態で行う検出・撮影はネガ型の検出・撮影である。
図１６は、本発明の第１０の実施の形態に係る注入・吸引システムの概略の構成例を示す斜視図である。第１の実施の形態ではＸ線ＣＣＤセンサ５００によって放射性物質からなるマークから放出される放射線を検出・撮影したが、本実施の形態は、マークを放射性物質を吸収しやすい物質、すなわちＸ線ＣＣＤセンサ５００に映りにくい物質から構成し、放射線照射部６２０によってマークに対して放射線を照射しながら、放射線を検出・撮影するものである。つまり、第１の実施の形態で行う検出・撮影をポジ型の検出・撮影とすると、第１０の実施の形態で行う検出・撮影はネガ型の検出・撮影である。
位置検出装置５０は、マークに対して放射線を照射可能な放射線照射部６２０と、放射線照射部６２０から放出される放射線を検出・撮影可能な一対のＸ線ＣＣＤセンサ５００と、Ｘ線ＣＣＤセンサ５００を支持する第１及び第２のアーム５１０Ａ、５１０Ｂと、第１及び第２のアーム５１０Ａ、５１０Ｂを水平方向の軸を中心にそれぞれ回転移動させることが可能な第１及び第２の回転駆動部５２０Ａ、５２０Ｂと、第２の回転駆動部５２０Ｂを垂直方向の軸を中心に回転移動させることが可能な第３の回転駆動部５２０Ｃと、回転駆動部５２０Ｃを支持するベース５３０と、各回転駆動部５８７Ａ、５８７Ｂ、５８７Ｃを駆動制御するとともに、微細ヘッド２０の位置を検出することが可能な制御部６２１と、Ｘ線ＣＣＤセンサ５００の三次元位置を指示可能な操作部５５０と、検出された微細ヘッド２０の位置を表示可能な表示部５６０とを備える。なお、放射性物質を吸収しやすい物質からなるマークを形成する位置は、極細管３０の先端側の位置でもよい。表示部５６０は、微細ヘッド２０が目的の位置に到達したことの確認をコンピュータが自動的に行う場合は省いてもよい。Ｘ線ＣＣＤセンサ５００は、位置検出装置の撮影部が有する透視撮影用センサの一例である。
一対のＸ線ＣＣＤセンサ５００によって互いに直交する方向からマークの位置を検出することにより、微細ヘッド２０の三次元位置を知ることができる。
操作部５５０は、例えばレバー操作やコンピュータによりＸ線ＣＣＤセンサ５００の移動すべき三次元位置を指示できるように構成されている。
位置検出装置５０は、第１のアーム５１０Ａと第２のアーム５１０Ｂとの間の間接部や第２のアーム５１０Ｂとベース５３０との間の間接部に位置センサ、角度センサ等を設けるか、又は第１のアーム５１０Ａの先端に三次元位置センサを設けることで、第１のアーム５１０Ａの先端の三次元位置、すなわち、Ｘ線ＣＣＤセンサ５００の三次元位置を精密に（例えば、μｍ単位で）計測できるように構成されている。その関節部に設けられた位置センサ、角度センサ等及び第１のアーム５１０Ａの先端に設けられた三次元位置センサは、位置検出装置の撮影部が有する透視撮影用センサの三次元位置を計測可能な透視撮影用センサ位置検出部の一例である。
制御部６２１は、位置検出部の一例である。制御部６２１は、パターン認識によって画像を認識する画像認識処理を行うことが可能な画像認識処理部を備える。制御部６２１は、例えば
１．一対のＸ線ＣＣＤセンサ５００によって互いに直交する方向から撮影された一対の画像データを用意する。なお、画像データは、放射線照射部６２０によってマークに対して放射線を照射しながら撮影する。
２．それぞれの画像データにおいて、マークに該当する部分を画像認識処理部によって探して、画像データの撮影範囲におけるマークの二次元位置を求める。次に、一対の画像データにおけるマークの二次元位置を直交方向に合成して、画像データの撮影範囲におけるマークの三次元位置を求める。
３．画像データの撮影範囲におけるマークの三次元位置に、Ｘ線ＣＣＤセンサ５００の三次元位置を加えて、微細ヘッド２０の位置とする。
という手順（図１９参照）で微細ヘッド２０の位置を検出する。
１．一対のＸ線ＣＣＤセンサ５００によって互いに直交する方向から撮影された一対の画像データを用意する。なお、画像データは、放射線照射部６２０によってマークに対して放射線を照射しながら撮影する。
２．それぞれの画像データにおいて、マークに該当する部分を画像認識処理部によって探して、画像データの撮影範囲におけるマークの二次元位置を求める。次に、一対の画像データにおけるマークの二次元位置を直交方向に合成して、画像データの撮影範囲におけるマークの三次元位置を求める。
３．画像データの撮影範囲におけるマークの三次元位置に、Ｘ線ＣＣＤセンサ５００の三次元位置を加えて、微細ヘッド２０の位置とする。
という手順（図１９参照）で微細ヘッド２０の位置を検出する。
また、制御部６２１は、操作部５５０により指示された三次元位置に基づき、第１乃至３の回転駆動部５２０Ａ〜５２０Ｃを制御して、Ｘ線ＣＣＤセンサ５００を指示された三次元位置に移動させる。
なお、マークは微細ヘッド２０又は極細管３０の先端側の位置に存在していればよく、微細ヘッド２０及び極細管３０とは別に形成しなくてもよい。つまり、微細ヘッド２０の材料をＸ線ＣＣＤセンサ５００によって透過撮影可能な物質として、微細ヘッド２０自体をマークとしてもよい。例えば、放射性物質を微細ヘッド２０の材料に練り込んでもよい。また、極細管３０の材料をＸ線ＣＣＤセンサ５００によって透過撮影可能な物質として、Ｘ線ＣＣＤセンサ５００において極細管３０の先端側を含む全体の像又は広い範囲の像が撮影された画像データに映るようにして、画像認識処理において、その極細管３０の像のうち先端側に該当する部分をマークの像として扱ってもよい。例えば、極細管３０の材料に放射性物質を練り込んで極細管３０を作ってもよい。
医師の手などによってマーキングした範囲は、作業に当たる医者の手元の明るさにより異なるが、せいぜいミリメートル単位の精度の範囲である。また、多くの場合、その範囲の“概ね”中心辺りに微細ヘッド２０を移動させるだけである。このため、巨大なのでコストを抑えるために精度が低いことが一般的であるデジタルＸ線撮影用の巨大Ｘ線ＣＣＤセンサを位置検出装置５０として使用してもよい。デジタルＸ線撮影用の巨大Ｘ線ＣＣＤセンサを位置検出装置５０として使用する場合、アームを用いずに、治療が終わるまでの間、Ｘ線ＣＣＤセンサを所定の位置に固定してもよい。アームがなくなることにより可動部分が減り、多くの場合にメンテナンスが容易になる。なお、微細ヘッド２０を確実に細胞膜の内側又は外側へ移動させたい場合は、高精度の微細ヘッド２０の移動を必要とするが、ポンプに圧力計を取り付けて圧力を測るなどの方法により極細管３０の先端が細胞の細胞膜の内側にあるか・外側にあるかを判定できるため、位置検出の精度は低くてもよい。よって、この場合もデジタルＸ線撮影用の巨大Ｘ線ＣＣＤセンサを位置検出装置５０として使用してもよい。
また、位置検出装置５０は、第１のアーム５１０ＡとＸ線ＣＣＤセンサ５００の間にも回転駆動部を備えていてもよい。
また、位置検出装置５０は、第１のアーム５１０Ａと第１の回転駆動部５２０Ａを省き、かつ、第２のアーム５１０Ｂを伸縮性のアームとしたものでもよい。
また、Ｘ線ＣＣＤセンサの代わりにＸ線ＣＭＯＳセンサを用いてもよい。
上記の部分以外の部分に係る特徴は、第１の実施の形態に係る注入・吸引システムと同様である。
移動装置４０、位置検出装置５０は、本発明の位置制御システムの一例である。
この第１０の実施の形態に係る位置検出装置５０は、本明細書記載の第２〜４の実施の形態においても、位置検出装置５０として使用することができる。
［第１１の実施の形態］
磁性材料から形成され、体内で磁界によって移動できるヘッドと、先端が開口した状態で前記ヘッドに取り付けられ、前記先端の開口部を介して液体を注入又は吸引可能な管と、を備えた注入・吸引装置。
磁性材料から形成され、体内で磁界によって移動できるヘッドと、先端が開口した状態で前記ヘッドに取り付けられ、前記先端の開口部を介して液体を注入又は吸引可能な管と、を備えた注入・吸引装置。
第１〜３の実施の形態における極細管３０などが、本実施の形態に該当する。
［第１２の実施の形態］
磁性材料から形成され、最大幅が１００μｍ以下であり、体内で磁界によって移動できるヘッドと、先端が開口した状態で前記ヘッドに取り付けられ、前記先端の開口部を介して液体を注入又は吸引可能な管と、を備えた注入・吸引装置。
磁性材料から形成され、最大幅が１００μｍ以下であり、体内で磁界によって移動できるヘッドと、先端が開口した状態で前記ヘッドに取り付けられ、前記先端の開口部を介して液体を注入又は吸引可能な管と、を備えた注入・吸引装置。
本実施の形態は、主に第１１の実施の形態において管の径を限定したものである。
［第１３の実施の形態］
磁性材料から形成され、最大幅が５μｍ以下であり、体内で磁界によって移動できるヘッドと、先端が開口した状態で前記ヘッドに取り付けられ、前記先端の開口部を介して液体を注入又は吸引可能な管と、を備えた注入・吸引装置。
磁性材料から形成され、最大幅が５μｍ以下であり、体内で磁界によって移動できるヘッドと、先端が開口した状態で前記ヘッドに取り付けられ、前記先端の開口部を介して液体を注入又は吸引可能な管と、を備えた注入・吸引装置。
本実施の形態は、主に第１１の実施の形態において管の径を限定したものである。
［第１４の実施の形態］
磁性材料から形成され、最大幅が１μｍ以下であり、体内で磁界によって移動できるヘッドと、先端が開口した状態で前記ヘッドに取り付けられ、前記先端の開口部を介して液体を注入又は吸引可能な管と、を備えた注入・吸引装置。
磁性材料から形成され、最大幅が１μｍ以下であり、体内で磁界によって移動できるヘッドと、先端が開口した状態で前記ヘッドに取り付けられ、前記先端の開口部を介して液体を注入又は吸引可能な管と、を備えた注入・吸引装置。
本実施の形態は、主に第１１の実施の形態において管の径を限定したものである。
［第１５の実施の形態］
前記管は、非磁性体から形成された第１１乃至１４の実施の形態に記載の注入・吸引装置。
前記管は、非磁性体から形成された第１１乃至１４の実施の形態に記載の注入・吸引装置。
本実施の形態は、主に第１１乃至１４の実施の形態において管の材料を限定したものである。
［第１６の実施の形態］
前記ヘッドは、先端が生体組織を切開可能に形成された第１１乃至１５の実施の形態のいずれか１つに記載の注入・吸引装置。
前記ヘッドは、先端が生体組織を切開可能に形成された第１１乃至１５の実施の形態のいずれか１つに記載の注入・吸引装置。
本実施の形態は、主に第１１乃至１５の実施の形態においてヘッド先端の形状などを限定したものである。
［第１７の実施の形態］
前記ヘッドは、先端に向かって細くなる形状を有する第１のヘッド部と、前記第１のヘッド部に所定の間隔を有して配置され、後端に向かって細くなる形状を有する第２のヘッド部と、前記第１及び第２のヘッド部を接続する接続部とを備え、前記管は、その先端が前記第１及び第２のヘッド部の間に位置するように設けられた第１１乃至１６の実施の形態のいずれか１つに記載の注入・吸引装置。
前記ヘッドは、先端に向かって細くなる形状を有する第１のヘッド部と、前記第１のヘッド部に所定の間隔を有して配置され、後端に向かって細くなる形状を有する第２のヘッド部と、前記第１及び第２のヘッド部を接続する接続部とを備え、前記管は、その先端が前記第１及び第２のヘッド部の間に位置するように設けられた第１１乃至１６の実施の形態のいずれか１つに記載の注入・吸引装置。
本実施の形態は、主に第１１乃至１６の実施の形態においてヘッドの全体的な形状などを限定したものである。
［第１８の実施の形態］
前記管は、先端が生体組織を切開可能に形成された第１１乃至１７の実施の形態のいずれか１つに記載の注入・吸引装置。
前記管は、先端が生体組織を切開可能に形成された第１１乃至１７の実施の形態のいずれか１つに記載の注入・吸引装置。
本実施の形態は、主に第１１乃至１７の実施の形態において管先端の形状などを限定したものである。
［第１９の実施の形態］
磁性材料から形成され、体内で磁界によって移動できるヘッドに磁界を付与可能な電磁石と、前記電磁石が付与する磁界によって前記ヘッドに働く磁力の大きさ及び向きとを制御可能な移動制御部とを有する移動装置と、前記ヘッド又は先端が開口した状態で前記ヘッドに取り付けられ、前記先端の開口部を介して液体を注入又は吸引可能な管の先端側の位置に存在するマークの位置を求め、前記マークの位置に基づいて前記ヘッドの位置を検出可能な位置検出装置と、を備えた位置制御システム。
磁性材料から形成され、体内で磁界によって移動できるヘッドに磁界を付与可能な電磁石と、前記電磁石が付与する磁界によって前記ヘッドに働く磁力の大きさ及び向きとを制御可能な移動制御部とを有する移動装置と、前記ヘッド又は先端が開口した状態で前記ヘッドに取り付けられ、前記先端の開口部を介して液体を注入又は吸引可能な管の先端側の位置に存在するマークの位置を求め、前記マークの位置に基づいて前記ヘッドの位置を検出可能な位置検出装置と、を備えた位置制御システム。
第１〜１０の実施の形態などが、本実施の形態を用いて構成されている。
［第２０の実施の形態］
磁性材料から形成され、最大幅が１００μｍ以下であり、体内で磁界によって移動できるヘッドに磁界を付与可能な電磁石と、前記電磁石が付与する磁界によって前記ヘッドに働く磁力の大きさ及び向きとを制御可能な移動制御部とを有する移動装置と、前記ヘッド又は先端が開口した状態で前記ヘッドに取り付けられ、前記先端の開口部を介して液体を注入又は吸引可能な管の先端側の位置に存在するマークの位置を求め、前記マークの位置に基づいて前記ヘッドの位置を検出可能な位置検出装置と、を備えた位置制御システム。
磁性材料から形成され、最大幅が１００μｍ以下であり、体内で磁界によって移動できるヘッドに磁界を付与可能な電磁石と、前記電磁石が付与する磁界によって前記ヘッドに働く磁力の大きさ及び向きとを制御可能な移動制御部とを有する移動装置と、前記ヘッド又は先端が開口した状態で前記ヘッドに取り付けられ、前記先端の開口部を介して液体を注入又は吸引可能な管の先端側の位置に存在するマークの位置を求め、前記マークの位置に基づいて前記ヘッドの位置を検出可能な位置検出装置と、を備えた位置制御システム。
本実施の形態は、主に第１９の実施の形態において管の径を限定したものである。
［第２１の実施の形態］
磁性材料から形成され、最大幅が５μｍ以下であり、体内で磁界によって移動できるヘッドに磁界を付与可能な電磁石と、前記電磁石が付与する磁界によって前記ヘッドに働く磁力の大きさ及び向きとを制御可能な移動制御部とを有する移動装置と、前記ヘッド又は先端が開口した状態で前記ヘッドに取り付けられ、前記先端の開口部を介して液体を注入又は吸引可能な管の先端側の位置に存在するマークの位置を求め、前記マークの位置に基づいて前記ヘッドの位置を検出可能な位置検出装置と、を備えた位置制御システム。
磁性材料から形成され、最大幅が５μｍ以下であり、体内で磁界によって移動できるヘッドに磁界を付与可能な電磁石と、前記電磁石が付与する磁界によって前記ヘッドに働く磁力の大きさ及び向きとを制御可能な移動制御部とを有する移動装置と、前記ヘッド又は先端が開口した状態で前記ヘッドに取り付けられ、前記先端の開口部を介して液体を注入又は吸引可能な管の先端側の位置に存在するマークの位置を求め、前記マークの位置に基づいて前記ヘッドの位置を検出可能な位置検出装置と、を備えた位置制御システム。
本実施の形態は、主に第１９の実施の形態において管の径を限定したものである。
［第２２の実施の形態］
磁性材料から形成され、最大幅が１μｍ以下であり、体内で磁界によって移動できるヘッドに磁界を付与可能な電磁石と、前記電磁石が付与する磁界によって前記ヘッドに働く磁力の大きさ及び向きとを制御可能な移動制御部とを有する移動装置と、前記ヘッド又は先端が開口した状態で前記ヘッドに取り付けられ、前記先端の開口部を介して液体を注入又は吸引可能な管の先端側の位置に存在するマークの位置を求め、前記マークの位置に基づいて前記ヘッドの位置を検出可能な位置検出装置と、を備えた位置制御システム。
磁性材料から形成され、最大幅が１μｍ以下であり、体内で磁界によって移動できるヘッドに磁界を付与可能な電磁石と、前記電磁石が付与する磁界によって前記ヘッドに働く磁力の大きさ及び向きとを制御可能な移動制御部とを有する移動装置と、前記ヘッド又は先端が開口した状態で前記ヘッドに取り付けられ、前記先端の開口部を介して液体を注入又は吸引可能な管の先端側の位置に存在するマークの位置を求め、前記マークの位置に基づいて前記ヘッドの位置を検出可能な位置検出装置と、を備えた位置制御システム。
本実施の形態は、主に第１９の実施の形態において管の径を限定したものである。
［第２３の実施の形態］
前記移動装置の移動制御部は、前記電磁石が付与する磁界によって前記ヘッドに働く磁力の大きさ及び向きを調節して、前記管が目的位置に対してほぼ真っ直ぐに挿し込まれるように前記ヘッドの進行方向制御を行うことが可能な移動制御部である第１９乃至２２の実施の形態に記載の位置制御システム。
前記移動装置の移動制御部は、前記電磁石が付与する磁界によって前記ヘッドに働く磁力の大きさ及び向きを調節して、前記管が目的位置に対してほぼ真っ直ぐに挿し込まれるように前記ヘッドの進行方向制御を行うことが可能な移動制御部である第１９乃至２２の実施の形態に記載の位置制御システム。
本実施の形態は、第１９乃至２２の実施の形態において、主に移動装置の移動制御部の動作を限定したものである。
［第２４の実施の形態］
前記位置検出装置は、透視撮影用センサを有し前記透視撮影用センサによって前記マークを撮影可能な撮影部と、前記撮影部によって撮影された前記マークに基づいて前記ヘッドの位置を検出可能な位置検出部とを有する位置検出装置である、第１９乃至２２の実施の形態に記載の位置制御システム。
前記位置検出装置は、透視撮影用センサを有し前記透視撮影用センサによって前記マークを撮影可能な撮影部と、前記撮影部によって撮影された前記マークに基づいて前記ヘッドの位置を検出可能な位置検出部とを有する位置検出装置である、第１９乃至２２の実施の形態に記載の位置制御システム。
第１〜７、第１０の実施の形態などが、本実施の形態を用いて構成されている。
［第２５の実施の形態］
前記移動装置の移動制御部は、前記電磁石が付与する磁界によって前記ヘッドに働く磁力の大きさ及び向きを調節して、前記管が目的位置に対してほぼ真っ直ぐに挿し込まれるように前記ヘッドの進行方向制御を行うことが可能な移動制御部である第２４の実施の形態に記載の位置制御システム。
前記移動装置の移動制御部は、前記電磁石が付与する磁界によって前記ヘッドに働く磁力の大きさ及び向きを調節して、前記管が目的位置に対してほぼ真っ直ぐに挿し込まれるように前記ヘッドの進行方向制御を行うことが可能な移動制御部である第２４の実施の形態に記載の位置制御システム。
本実施の形態は、第２４の実施の形態において、主に移動装置の移動制御部の動作を限定したものである。
［第２６の実施の形態］
前記ヘッド又は前記管の先端側の位置に、前記ヘッド及び前記管とは別に前記マークを形成した、第２４又は２５の実施の形態に記載の位置制御システム。
前記ヘッド又は前記管の先端側の位置に、前記ヘッド及び前記管とは別に前記マークを形成した、第２４又は２５の実施の形態に記載の位置制御システム。
本実施の形態は、第２４又は２５の実施の形態において、主にマークの形成位置を限定したものである。
［第２７の実施の形態］
前記ヘッドの材料は前記透視撮影用センサによって透過撮影可能な物質である、第２４又は第２５の実施の形態に記載の位置制御システム。
前記ヘッドの材料は前記透視撮影用センサによって透過撮影可能な物質である、第２４又は第２５の実施の形態に記載の位置制御システム。
本実施の形態は、第２４又は第２５の実施の形態において、主にマークの形成位置を限定したものである。
［第２８の実施の形態］
前記位置検出装置の位置検出部は、画像認識処理を行うことが可能な画像認識処理部を有し、以下の１〜３の手順で前記ヘッドの位置を検出することが可能な位置検出部である、第２４乃至２７の実施の形態のいずれか１つに記載の位置制御システム。
１．前記撮影部によって画像データを用意する。
２．前記画像データにおいて前記マークに該当する部分を前記画像認識処理部によって探し、前記画像データの撮影範囲における前記マークの位置を求める。
３．予め前記撮影部が有する透視撮影用センサの三次元位置を計測しておき、前記画像データの撮影範囲における前記マークの位置に、前記撮影部が有する透視撮影用センサの三次元位置を加えて、前記ヘッドの位置を求める。
前記位置検出装置の位置検出部は、画像認識処理を行うことが可能な画像認識処理部を有し、以下の１〜３の手順で前記ヘッドの位置を検出することが可能な位置検出部である、第２４乃至２７の実施の形態のいずれか１つに記載の位置制御システム。
１．前記撮影部によって画像データを用意する。
２．前記画像データにおいて前記マークに該当する部分を前記画像認識処理部によって探し、前記画像データの撮影範囲における前記マークの位置を求める。
３．予め前記撮影部が有する透視撮影用センサの三次元位置を計測しておき、前記画像データの撮影範囲における前記マークの位置に、前記撮影部が有する透視撮影用センサの三次元位置を加えて、前記ヘッドの位置を求める。
本実施の形態は、第２４乃至２７の実施の形態において、主にヘッドの位置検出の手順を限定したものである。
本実施の形態は、撮影部が有する透視撮影用センサの三次元位置を、撮影部の製造時などに予め人の手などにより計測しておく場合の実施の形態も含む。例えば、巨大ＣＣＤセンサを用いて撮影を行う場合、通常は、巨大ＣＣＤセンサを所定の位置に固定して動かさないので、本実施の形態に該当する。
［第２９の実施の形態］
前記位置検出装置は、前記撮影部が有する透視撮影用センサの三次元位置を計測可能な透視撮影用センサ位置検出部を有し、前記透視撮影用センサ位置検出部によって、前記撮影部が有する透視撮影用センサの三次元位置を計測することが可能な位置検出装置である、第２８の実施の形態に記載の位置制御システム。
前記位置検出装置は、前記撮影部が有する透視撮影用センサの三次元位置を計測可能な透視撮影用センサ位置検出部を有し、前記透視撮影用センサ位置検出部によって、前記撮影部が有する透視撮影用センサの三次元位置を計測することが可能な位置検出装置である、第２８の実施の形態に記載の位置制御システム。
本実施の形態は、第２８の実施の形態において、撮影部が有する透視撮影用センサの三次元位置を、予め人の手などにより計測するのではなく、専用の位置センサによって計測する場合などの実施の形態である。
［第３０の実施の形態］
前記撮影部が有する透視撮影用センサが一対の二次元画像センサであり、１において用意する前記画像データが、互いに直交する方向から撮影された一対の画像データであり、２において、それぞれの前記画像データにおいて前記マークに該当する部分を前記画像認識処理部によって探して前記画像データの撮影範囲における前記マークの二次元位置を求め、次に、一対の前記画像データの撮影範囲における前記マークの二次元位置を直交方向に合成して前記画像データの撮影範囲における前記マークの三次元位置を求め、３において、予め前記撮影部が有する透視撮影用センサの三次元位置を計測しておき、前記画像データの撮影範囲における前記マークの三次元位置に、前記撮影部が有する透視撮影用センサの三次元位置を加えて、前記ヘッドの位置とする、第２８又は第２９の実施の形態に記載の位置制御システム。
前記撮影部が有する透視撮影用センサが一対の二次元画像センサであり、１において用意する前記画像データが、互いに直交する方向から撮影された一対の画像データであり、２において、それぞれの前記画像データにおいて前記マークに該当する部分を前記画像認識処理部によって探して前記画像データの撮影範囲における前記マークの二次元位置を求め、次に、一対の前記画像データの撮影範囲における前記マークの二次元位置を直交方向に合成して前記画像データの撮影範囲における前記マークの三次元位置を求め、３において、予め前記撮影部が有する透視撮影用センサの三次元位置を計測しておき、前記画像データの撮影範囲における前記マークの三次元位置に、前記撮影部が有する透視撮影用センサの三次元位置を加えて、前記ヘッドの位置とする、第２８又は第２９の実施の形態に記載の位置制御システム。
本実施の形態は、第２８又は第２９の実施の形態において、１〜３の手順を限定したものである。
なお、２〜３の代わりに、
それぞれの前記画像データにおいて前記マークに該当する部分を前記画像認識処理部によって探して前記画像データの撮影範囲における前記マークの二次元位置を求め、
次に、それぞれの前記画像データの撮影範囲における前記マークの二次元位置に、前記透視撮影用センサの三次元位置を加えて、それぞれの前記画像データの撮影範囲における前記マークの三次元位置を求め、一対の前記画像データの撮影範囲における前記マークの三次元位置を直交方向に合成して、前記ヘッドの位置とする。
としてもよい。
それぞれの前記画像データにおいて前記マークに該当する部分を前記画像認識処理部によって探して前記画像データの撮影範囲における前記マークの二次元位置を求め、
次に、それぞれの前記画像データの撮影範囲における前記マークの二次元位置に、前記透視撮影用センサの三次元位置を加えて、それぞれの前記画像データの撮影範囲における前記マークの三次元位置を求め、一対の前記画像データの撮影範囲における前記マークの三次元位置を直交方向に合成して、前記ヘッドの位置とする。
としてもよい。
第１〜４、第１０の実施の形態などが、本実施の形態を用いて構成されている。
［第３１の実施の形態］
前記撮影部が有する透視撮影用センサが断面画像を得る二次元画像センサであり、１において用意する前記画像データが、それぞれの撮影対象の面が互いに水平な複数の画像データであり、２において、前記画像データにおいて前記マークに該当する部分を前記画像認識処理部によって探して前記画像データの撮影範囲における前記マークの二次元位置を求め、３において、前記撮影部が有する透視撮影用センサの三次元位置を、前記撮影部が有する透視撮影用センサの撮影対象の面の基準位置の三次元位置とした、第２８の実施の形態に記載の位置制御システム。
前記撮影部が有する透視撮影用センサが断面画像を得る二次元画像センサであり、１において用意する前記画像データが、それぞれの撮影対象の面が互いに水平な複数の画像データであり、２において、前記画像データにおいて前記マークに該当する部分を前記画像認識処理部によって探して前記画像データの撮影範囲における前記マークの二次元位置を求め、３において、前記撮影部が有する透視撮影用センサの三次元位置を、前記撮影部が有する透視撮影用センサの撮影対象の面の基準位置の三次元位置とした、第２８の実施の形態に記載の位置制御システム。
本実施の形態は、第２８の実施の形態において、１〜３の手順を限定したものである。
第５〜７の実施の形態などが、本実施の形態を用いて構成されている。
［第３２の実施の形態］
前記撮影部が有する透視撮影用センサが断面画像を得る二次元画像センサであり、前記透視撮影用センサ位置検出部が、前記撮影部が有する透視撮影用センサの撮影対象の範囲の基準位置を計測可能な位置検出部であり、１において用意する前記画像データが、それぞれの撮影対象の面が互いに水平な複数の画像データであり、２において、前記画像データにおいて前記マークに該当する部分を前記画像認識処理部によって探して前記画像データの撮影範囲における前記マークの二次元位置を求め、３において、前記撮影部が有する透視撮影用センサの三次元位置を、前記撮影部が有する透視撮影用センサの撮影対象の面の基準位置の三次元位置とした、第２９の実施の形態に記載の位置制御システム。
前記撮影部が有する透視撮影用センサが断面画像を得る二次元画像センサであり、前記透視撮影用センサ位置検出部が、前記撮影部が有する透視撮影用センサの撮影対象の範囲の基準位置を計測可能な位置検出部であり、１において用意する前記画像データが、それぞれの撮影対象の面が互いに水平な複数の画像データであり、２において、前記画像データにおいて前記マークに該当する部分を前記画像認識処理部によって探して前記画像データの撮影範囲における前記マークの二次元位置を求め、３において、前記撮影部が有する透視撮影用センサの三次元位置を、前記撮影部が有する透視撮影用センサの撮影対象の面の基準位置の三次元位置とした、第２９の実施の形態に記載の位置制御システム。
本実施の形態は、第２９の実施の形態において、１〜３の手順を限定したものである。
本実施の形態は、第３１の実施の形態において、撮影部が有する透視撮影用センサの三次元位置を、予め人の手などにより計測するのではなく、専用の位置センサによって計測する場合などの実施の形態である。
［第３３の実施の形態］
前記位置検出装置の位置検出部は、画像認識処理を行うことが可能な画像認識処理部を有し、前記管の材料は前記透視撮影用センサによって透過撮影可能な物質であり、前記位置検出装置の位置検出部が有する画像認識処理部は、前記撮影部により用意した画像データに映った前記管の像のうち前記管の先端側に該当する部分を前記マークの像として扱う画像認識処理部である、第２４又は第２５の実施の形態に記載の位置制御システム。
前記位置検出装置の位置検出部は、画像認識処理を行うことが可能な画像認識処理部を有し、前記管の材料は前記透視撮影用センサによって透過撮影可能な物質であり、前記位置検出装置の位置検出部が有する画像認識処理部は、前記撮影部により用意した画像データに映った前記管の像のうち前記管の先端側に該当する部分を前記マークの像として扱う画像認識処理部である、第２４又は第２５の実施の形態に記載の位置制御システム。
本実施の形態は、第２４又は第２５の実施の形態において、主にマークの形成位置を限定したものである。
［第３４の実施の形態］
前記位置検出装置の位置検出部は、画像認識処理を行うことが可能な画像認識処理部を有し、以下の１〜３の手順で前記ヘッドの位置を検出することが可能な位置検出部である、第３３の実施の形態に記載の位置制御システム。
１．前記撮影部によって画像データを用意する。
２．前記画像データにおいて前記マークに該当する部分を前記画像認識処理部によって探し、前記画像データの撮影範囲における前記マークの位置を求める。
３．予め前記撮影部が有する透視撮影用センサの三次元位置を計測しておき、前記画像データの撮影範囲における前記マークの位置に、前記撮影部が有する透視撮影用センサの三次元位置を加えて、前記ヘッドの位置を求める。
前記位置検出装置の位置検出部は、画像認識処理を行うことが可能な画像認識処理部を有し、以下の１〜３の手順で前記ヘッドの位置を検出することが可能な位置検出部である、第３３の実施の形態に記載の位置制御システム。
１．前記撮影部によって画像データを用意する。
２．前記画像データにおいて前記マークに該当する部分を前記画像認識処理部によって探し、前記画像データの撮影範囲における前記マークの位置を求める。
３．予め前記撮影部が有する透視撮影用センサの三次元位置を計測しておき、前記画像データの撮影範囲における前記マークの位置に、前記撮影部が有する透視撮影用センサの三次元位置を加えて、前記ヘッドの位置を求める。
本実施の形態は、第３３の実施の形態において、主にヘッドの位置検出の手順を限定したものである。
本実施の形態は、撮影部が有する透視撮影用センサの三次元位置を、撮影部の製造時などに予め人の手などにより計測しておく場合の実施の形態も含む。例えば、巨大ＣＣＤセンサを用いて撮影を行う場合、通常は、巨大ＣＣＤセンサを所定の位置に固定して動かさないので、本実施の形態に該当する。
［第３５の実施の形態］
前記位置検出装置の位置検出部は以下の１〜３の手順で前記ヘッドの位置を検出することが可能な位置検出部である、第３３の実施の形態に記載の位置制御システム。
１．前記撮影部によって画像データを用意する。
２．前記画像データに映った前記管の像のうち前記管の先端側に該当する部分を前記マークの像として扱って、前記画像データにおいて前記マークに該当する部分を前記画像認識処理部によって探し、前記画像データの撮影範囲における前記マークの位置を求める。
３．予め前記撮影部が有する透視撮影用センサの三次元位置を計測しておき、前記画像データの撮影範囲における前記マークの位置に、前記撮影部が有する透視撮影用センサの三次元位置を加えて、前記ヘッドの位置を求める。
前記位置検出装置の位置検出部は以下の１〜３の手順で前記ヘッドの位置を検出することが可能な位置検出部である、第３３の実施の形態に記載の位置制御システム。
１．前記撮影部によって画像データを用意する。
２．前記画像データに映った前記管の像のうち前記管の先端側に該当する部分を前記マークの像として扱って、前記画像データにおいて前記マークに該当する部分を前記画像認識処理部によって探し、前記画像データの撮影範囲における前記マークの位置を求める。
３．予め前記撮影部が有する透視撮影用センサの三次元位置を計測しておき、前記画像データの撮影範囲における前記マークの位置に、前記撮影部が有する透視撮影用センサの三次元位置を加えて、前記ヘッドの位置を求める。
本実施の形態は、第３３の実施の形態について、主にヘッドの位置検出の手順を限定したものである。
本実施の形態は、撮影部が有する透視撮影用センサの三次元位置を、撮影部の製造時などに予め人の手などにより計測しておく場合の実施の形態も含む。例えば、巨大ＣＣＤセンサを用いて撮影を行う場合、通常は、巨大ＣＣＤセンサを所定の位置に固定して動かさないので、本実施の形態に該当する。
［第３６の実施の形態］
前記位置検出装置は、前記撮影部が有する透視撮影用センサの三次元位置を計測可能な透視撮影用センサ位置検出部を有し、前記透視撮影用センサ位置検出部によって、前記撮影部が有する透視撮影用センサの三次元位置を計測することが可能な位置検出装置である、第３４又は３５の実施の形態に記載の位置制御システム。
前記位置検出装置は、前記撮影部が有する透視撮影用センサの三次元位置を計測可能な透視撮影用センサ位置検出部を有し、前記透視撮影用センサ位置検出部によって、前記撮影部が有する透視撮影用センサの三次元位置を計測することが可能な位置検出装置である、第３４又は３５の実施の形態に記載の位置制御システム。
本実施の形態は、第３４又は３５の実施の形態について、撮影部が有する透視撮影用センサの三次元位置を、予め人の手などにより計測するのではなく、専用の位置センサによって計測する場合などの実施の形態である。
［第３７の実施の形態］
前記撮影部が有する透視撮影用センサが一対の二次元画像センサであり、１において用意する前記画像データが、互いに直交する方向から撮影された一対の画像データであり、２において、それぞれの前記画像データにおいて前記マークに該当する部分を前記画像認識処理部によって探して前記画像データの撮影範囲における前記マークの二次元位置を求め、次に、一対の前記画像データの撮影範囲における前記マークの二次元位置を直交方向に合成して前記画像データの撮影範囲における前記マークの三次元位置を求め、３において、予め前記撮影部が有する透視撮影用センサの三次元位置を計測しておき、前記画像データの撮影範囲における前記マークの三次元位置に、前記撮影部が有する透視撮影用センサの三次元位置を加えて、前記ヘッドの位置とする、第３４乃至３６の実施の形態のいずれか１つに記載の位置制御システム。
前記撮影部が有する透視撮影用センサが一対の二次元画像センサであり、１において用意する前記画像データが、互いに直交する方向から撮影された一対の画像データであり、２において、それぞれの前記画像データにおいて前記マークに該当する部分を前記画像認識処理部によって探して前記画像データの撮影範囲における前記マークの二次元位置を求め、次に、一対の前記画像データの撮影範囲における前記マークの二次元位置を直交方向に合成して前記画像データの撮影範囲における前記マークの三次元位置を求め、３において、予め前記撮影部が有する透視撮影用センサの三次元位置を計測しておき、前記画像データの撮影範囲における前記マークの三次元位置に、前記撮影部が有する透視撮影用センサの三次元位置を加えて、前記ヘッドの位置とする、第３４乃至３６の実施の形態のいずれか１つに記載の位置制御システム。
本実施の形態は、第３４乃至３６の実施の形態において、１〜３の手順を限定したものである。
なお、２〜３の代わりに、
それぞれの前記画像データにおいて前記マークに該当する部分を前記画像認識処理部によって探して前記画像データの撮影範囲における前記マークの二次元位置を求め、
次に、それぞれの前記画像データの撮影範囲における前記マークの二次元位置に、前記透視撮影用センサの三次元位置を加えて、それぞれの前記画像データの撮影範囲における前記マークの三次元位置を求め、一対の前記画像データの撮影範囲における前記マークの三次元位置を直交方向に合成して、前記ヘッドの位置とする。
としてもよい。
それぞれの前記画像データにおいて前記マークに該当する部分を前記画像認識処理部によって探して前記画像データの撮影範囲における前記マークの二次元位置を求め、
次に、それぞれの前記画像データの撮影範囲における前記マークの二次元位置に、前記透視撮影用センサの三次元位置を加えて、それぞれの前記画像データの撮影範囲における前記マークの三次元位置を求め、一対の前記画像データの撮影範囲における前記マークの三次元位置を直交方向に合成して、前記ヘッドの位置とする。
としてもよい。
第１〜４、第１０の実施の形態において、管の全体の像又は広い範囲の像の先端側をマークとして扱う場合などに、本実施の形態が用いられている。
［第３８の実施の形態］
前記撮影部が有する透視撮影用センサが断面画像を得る二次元画像センサであり、１において用意する前記画像データが、それぞれの撮影対象の面が互いに水平な複数の画像データであり、２において、前記画像データにおいて前記管に該当する部分を前記画像認識処理部によって探して、見つかった前記管に該当する部分のうち前記管の根元側ではない方の最も体外側を撮影した前記画像データにおいて見つかったものを前記マークに該当する部分と扱って、前記画像データにおける前記マークの二次元位置を求め、３において、前記撮影部が有する透視撮影用センサの三次元位置を、前記撮影部が有する透視撮影用センサの撮影対象の面の基準位置の三次元位置とした、第３４乃至３６の実施の形態のいずれか１つに記載の位置制御システム。
前記撮影部が有する透視撮影用センサが断面画像を得る二次元画像センサであり、１において用意する前記画像データが、それぞれの撮影対象の面が互いに水平な複数の画像データであり、２において、前記画像データにおいて前記管に該当する部分を前記画像認識処理部によって探して、見つかった前記管に該当する部分のうち前記管の根元側ではない方の最も体外側を撮影した前記画像データにおいて見つかったものを前記マークに該当する部分と扱って、前記画像データにおける前記マークの二次元位置を求め、３において、前記撮影部が有する透視撮影用センサの三次元位置を、前記撮影部が有する透視撮影用センサの撮影対象の面の基準位置の三次元位置とした、第３４乃至３６の実施の形態のいずれか１つに記載の位置制御システム。
本実施の形態は、第３４乃至３６の実施の形態において、１〜３の手順を限定したものである。
第５〜７の実施の形態において、管の全体の像又は広い範囲の像の先端側をマークとして扱う場合などに、本実施の形態が用いられている。
［第３９の実施の形態］
前記撮影部が有する透視撮影用センサが断面画像を得る二次元画像センサであり、前記透視撮影用センサ位置検出部が、前記撮影部が有する透視撮影用センサの撮影対象の範囲の基準位置を計測可能な位置検出部であり、１において用意する前記画像データが、それぞれの撮影対象の面が互いに水平な複数の画像データであり、２において、前記画像データにおいて前記管に該当する部分を前記画像認識処理部によって探して、見つかった前記管に該当する部分のうち前記管の根元側ではない方の最も体外側を撮影した前記画像データにおいて見つかったものを前記マークに該当する部分と扱って、前記画像データにおける前記マークの二次元位置を求め、３において、前記撮影部が有する透視撮影用センサの三次元位置を、前記撮影部が有する透視撮影用センサの撮影対象の面の基準位置の三次元位置とした、第３６の実施の形態に記載の位置制御システム。
前記撮影部が有する透視撮影用センサが断面画像を得る二次元画像センサであり、前記透視撮影用センサ位置検出部が、前記撮影部が有する透視撮影用センサの撮影対象の範囲の基準位置を計測可能な位置検出部であり、１において用意する前記画像データが、それぞれの撮影対象の面が互いに水平な複数の画像データであり、２において、前記画像データにおいて前記管に該当する部分を前記画像認識処理部によって探して、見つかった前記管に該当する部分のうち前記管の根元側ではない方の最も体外側を撮影した前記画像データにおいて見つかったものを前記マークに該当する部分と扱って、前記画像データにおける前記マークの二次元位置を求め、３において、前記撮影部が有する透視撮影用センサの三次元位置を、前記撮影部が有する透視撮影用センサの撮影対象の面の基準位置の三次元位置とした、第３６の実施の形態に記載の位置制御システム。
本実施の形態は、第３６の実施の形態において、１〜３の手順を限定したものである。
本実施の形態は、第３８の実施の形態において、撮影部が有する透視撮影用センサの三次元位置を、予め人の手などにより計測するのではなく、専用の位置センサによって計測する場合などの実施の形態である。
［第４０の実施の形態］
前記位置検出装置は、それぞれの撮影対象の面が互いに水平な複数の断面画像データから間を補完して三次元画像データを作製する断面画像三次元化処理部を有し、前記撮影部が有する透視撮影用センサが断面画像を得る二次元画像センサであり、前記画像認識処理部が、三次元的に画像認識処理を行うことが可能な画像認識処理部であり、１において、断面画像三次元化処理部によって、前記撮影部が有する透視撮影用センサにより撮影されたそれぞれの撮影対象の面が互いに水平な複数の画像データから作製された三次元画像データを用意し、２において、前記画像データにおいて前記マークに該当する部分を前記画像認識処理部によって探して前記画像データの撮影範囲における前記マークの三次元位置を求め、３において、前記撮影部が有する透視撮影用センサの三次元位置を、前記撮影部が有する透視撮影用センサの撮影対象の範囲の基準位置の三次元位置とした、第３４乃至３６の実施の形態のいずれか１つに記載の位置制御システム。
前記位置検出装置は、それぞれの撮影対象の面が互いに水平な複数の断面画像データから間を補完して三次元画像データを作製する断面画像三次元化処理部を有し、前記撮影部が有する透視撮影用センサが断面画像を得る二次元画像センサであり、前記画像認識処理部が、三次元的に画像認識処理を行うことが可能な画像認識処理部であり、１において、断面画像三次元化処理部によって、前記撮影部が有する透視撮影用センサにより撮影されたそれぞれの撮影対象の面が互いに水平な複数の画像データから作製された三次元画像データを用意し、２において、前記画像データにおいて前記マークに該当する部分を前記画像認識処理部によって探して前記画像データの撮影範囲における前記マークの三次元位置を求め、３において、前記撮影部が有する透視撮影用センサの三次元位置を、前記撮影部が有する透視撮影用センサの撮影対象の範囲の基準位置の三次元位置とした、第３４乃至３６の実施の形態のいずれか１つに記載の位置制御システム。
本実施の形態は、第３４乃至３６の実施の形態において、１〜３の手順を限定したものである。
第５〜７の実施の形態において、管の全体の像又は広い範囲の像の先端側をマークとして扱う場合などに、本実施の形態が用いられている。
［第４１の実施の形態］
前記位置検出装置は、それぞれの撮影対象の面が互いに水平な複数の断面画像データから間を補完して三次元画像データを作製する断面画像三次元化処理部を有し、前記撮影部が有する透視撮影用センサが断面画像を得る二次元画像センサであり、前記画像認識処理部が、三次元的に画像認識処理を行うことが可能な画像認識処理部であり、前記透視撮影用センサ位置検出部が、前記撮影部が有する透視撮影用センサの撮影対象の範囲の基準位置を計測可能な位置検出部であり、１において、断面画像三次元化処理部によって、前記撮影部が有する透視撮影用センサにより撮影されたそれぞれの撮影対象の面が互いに水平な複数の画像データから作製された三次元画像データを用意し、２において、前記画像データにおいて前記マークに該当する部分を前記画像認識処理部によって探して前記画像データの撮影範囲における前記マークの三次元位置を求め、３において、前記撮影部が有する透視撮影用センサの三次元位置を、前記撮影部が有する透視撮影用センサの撮影対象の範囲の基準位置の三次元位置とした、第３６の実施の形態のいずれか１つに記載の位置制御システム。
前記位置検出装置は、それぞれの撮影対象の面が互いに水平な複数の断面画像データから間を補完して三次元画像データを作製する断面画像三次元化処理部を有し、前記撮影部が有する透視撮影用センサが断面画像を得る二次元画像センサであり、前記画像認識処理部が、三次元的に画像認識処理を行うことが可能な画像認識処理部であり、前記透視撮影用センサ位置検出部が、前記撮影部が有する透視撮影用センサの撮影対象の範囲の基準位置を計測可能な位置検出部であり、１において、断面画像三次元化処理部によって、前記撮影部が有する透視撮影用センサにより撮影されたそれぞれの撮影対象の面が互いに水平な複数の画像データから作製された三次元画像データを用意し、２において、前記画像データにおいて前記マークに該当する部分を前記画像認識処理部によって探して前記画像データの撮影範囲における前記マークの三次元位置を求め、３において、前記撮影部が有する透視撮影用センサの三次元位置を、前記撮影部が有する透視撮影用センサの撮影対象の範囲の基準位置の三次元位置とした、第３６の実施の形態のいずれか１つに記載の位置制御システム。
本実施の形態は、第３６の実施の形態において、１〜３の手順を限定したものである。
本実施の形態は、第４０の実施の形態において、撮影部が有する透視撮影用センサの三次元位置を、予め人の手などにより計測するのではなく、専用の位置センサによって計測する場合などの実施の形態である。
［第４２の実施の形態］
前記位置検出装置は、透過的に前記マークとの距離を計測できる透過測距用センサを３以上有し、前記透過測距用センサによって前記透過測距用センサと前記マークとの距離を計測可能な計測部と、前記距離に基づいて前記ヘッドの位置を検出可能な位置検出部とを有する位置検出装置である、第１９乃至２２の実施の形態に記載の位置制御システム。
前記位置検出装置は、透過的に前記マークとの距離を計測できる透過測距用センサを３以上有し、前記透過測距用センサによって前記透過測距用センサと前記マークとの距離を計測可能な計測部と、前記距離に基づいて前記ヘッドの位置を検出可能な位置検出部とを有する位置検出装置である、第１９乃至２２の実施の形態に記載の位置制御システム。
第８の実施の形態などが、本実施の形態を用いて構成されている。
［第４３の実施の形態］
前記移動装置の移動制御部は、前記電磁石が付与する磁界によって前記ヘッドに働く磁力の大きさ及び向きを調節して、前記管が目的位置に対してほぼ真っ直ぐに挿し込まれるように前記ヘッドの進行方向制御を行うことが可能な移動制御部である第４２の実施の形態に記載の位置制御システム。
前記移動装置の移動制御部は、前記電磁石が付与する磁界によって前記ヘッドに働く磁力の大きさ及び向きを調節して、前記管が目的位置に対してほぼ真っ直ぐに挿し込まれるように前記ヘッドの進行方向制御を行うことが可能な移動制御部である第４２の実施の形態に記載の位置制御システム。
本実施の形態は、第４２の実施の形態において、主に移動装置の移動制御部の動作を限定したものである。
［第４４の実施の形態］
前記ヘッド又は前記管の先端側の位置に、前記ヘッド及び前記管とは別に前記マークを形成した、第４２又は４３の実施の形態に記載の位置制御システム。
前記ヘッド又は前記管の先端側の位置に、前記ヘッド及び前記管とは別に前記マークを形成した、第４２又は４３の実施の形態に記載の位置制御システム。
本実施の形態は、第４２又は４３の実施の形態において、主にマークの形成位置を限定したものである。
［第４５の実施の形態］
前記ヘッドの材料は前記透過測距用センサによって透過測距可能な物質である、第４２又は４３の実施の形態に記載の位置制御システム。
前記ヘッドの材料は前記透過測距用センサによって透過測距可能な物質である、第４２又は４３の実施の形態に記載の位置制御システム。
本実施の形態は、第４２又は４３の実施の形態において、主にマークの形成位置を限定したものである。
［第４６の実施の形態］
前記位置検出装置の位置検出部は以下の１〜３の手順で前記ヘッドの位置を検出することが可能な位置検出部である、第４２乃至４５の実施の形態のいずれか１つに記載の位置制御システム。
１．前記透過測距用センサによって、それぞれの前記透過測距用センサと前記マークとの距離を用意する。
２．予め前記透過測距用センサの三次元位置を計測しておき、ピタゴラスの定理によって、前記距離と前記透過測距用センサの三次元位置を用いて、前記透過測距用センサのうち１つ以上と前記マークとの三次元位置の差分を求める。
３．２で求めた差分に、前記透過測距用センサの三次元位置を加えて、前記ヘッドの位置とする。
前記位置検出装置の位置検出部は以下の１〜３の手順で前記ヘッドの位置を検出することが可能な位置検出部である、第４２乃至４５の実施の形態のいずれか１つに記載の位置制御システム。
１．前記透過測距用センサによって、それぞれの前記透過測距用センサと前記マークとの距離を用意する。
２．予め前記透過測距用センサの三次元位置を計測しておき、ピタゴラスの定理によって、前記距離と前記透過測距用センサの三次元位置を用いて、前記透過測距用センサのうち１つ以上と前記マークとの三次元位置の差分を求める。
３．２で求めた差分に、前記透過測距用センサの三次元位置を加えて、前記ヘッドの位置とする。
本実施の形態は、第４２乃至４５の実施の形態において、主にヘッドの位置検出の手順を限定したものである。
本実施の形態は、計測部が有する透視測距用センサの三次元位置を、計測部の製造時などに予め人の手などにより計測しておく場合の実施の形態も含む。例えば、電磁波測距センサを用いて計測を行う場合、通常は、電磁波測距センサを所定の位置に固定して動かさないので、本実施の形態に該当する。
［第４７の実施の形態］
前記位置検出装置は、前記透過測距用センサの三次元位置を計測可能な透過測距用センサ位置検出部を有し、前記透過測距用センサ位置検出部によって、前記透過測距用センサの三次元位置を計測することが可能な位置検出装置である、第４６の実施の形態に記載の位置制御システム。
前記位置検出装置は、前記透過測距用センサの三次元位置を計測可能な透過測距用センサ位置検出部を有し、前記透過測距用センサ位置検出部によって、前記透過測距用センサの三次元位置を計測することが可能な位置検出装置である、第４６の実施の形態に記載の位置制御システム。
本実施の形態は、第４６の実施の形態において、計測部が有する透過測距用センサの三次元位置を、予め人の手などにより計測するのではなく、専用の位置センサによって計測する場合などの実施の形態である。
［第４８の実施の形態］
前記マークは、撮影部用マーク及び計測部用マークであり、前記位置検出装置は、透視撮影用センサを有し前記透視撮影用センサによって前記撮影部用マークを撮影可能な撮影部と、透過的に前記計測部用マークとの距離を計測できる透過測距用センサを有し前記透過測距用センサによって前記透過測距用センサと前記計測部用マークとの距離を計測可能な計測部と、前記撮影部によって撮影された前記撮影部用マーク及び前記距離に基づいて前記ヘッドの位置を検出可能な位置検出部とを有する位置検出装置である、第１９乃至２２の実施の形態に記載の位置制御システム。
前記マークは、撮影部用マーク及び計測部用マークであり、前記位置検出装置は、透視撮影用センサを有し前記透視撮影用センサによって前記撮影部用マークを撮影可能な撮影部と、透過的に前記計測部用マークとの距離を計測できる透過測距用センサを有し前記透過測距用センサによって前記透過測距用センサと前記計測部用マークとの距離を計測可能な計測部と、前記撮影部によって撮影された前記撮影部用マーク及び前記距離に基づいて前記ヘッドの位置を検出可能な位置検出部とを有する位置検出装置である、第１９乃至２２の実施の形態に記載の位置制御システム。
第９の実施の形態などが、本実施の形態を用いて構成されている。
なお、本実施の形態においても、第３３〜４１の実施の形態と同様に、管の全体の像又は広い範囲の像の先端側を撮影部用マークとして扱い、マークの位置検出を行ってもよい。その場合、通常は、電磁波測距は点との距離しか計測できない、すなわち線や面との距離は計測できないため、ヘッド又は管の先端側のみを計測部用マークとすることが好ましい。
［第４９の実施の形態］
前記移動装置の移動制御部は、前記電磁石が付与する磁界によって前記ヘッドに働く磁力の大きさ及び向きを調節して、前記管が目的位置に対してほぼ真っ直ぐに挿し込まれるように前記ヘッドの進行方向制御を行うことが可能な移動制御部である第４８の実施の形態に記載の位置制御システム。
前記移動装置の移動制御部は、前記電磁石が付与する磁界によって前記ヘッドに働く磁力の大きさ及び向きを調節して、前記管が目的位置に対してほぼ真っ直ぐに挿し込まれるように前記ヘッドの進行方向制御を行うことが可能な移動制御部である第４８の実施の形態に記載の位置制御システム。
本実施の形態は、第４８の実施の形態において、主に移動装置の移動制御部の動作を限定したものである。
［第５０の実施の形態］
前記ヘッド又は前記管の先端側の位置に、前記ヘッド及び前記管とは別に前記撮影部用マークを形成した、第４８又は４９の実施の形態に記載の位置制御システム。
前記ヘッド又は前記管の先端側の位置に、前記ヘッド及び前記管とは別に前記撮影部用マークを形成した、第４８又は４９の実施の形態に記載の位置制御システム。
本実施の形態は、第４８又は４９の実施の形態において、主に撮影部用マークの形成位置を限定したものである。
［第５１の実施の形態］
前記ヘッドの材料は前記透視撮影用センサによって透過撮影可能な物質である、第４８又は４９の実施の形態に記載の位置制御システム。
前記ヘッドの材料は前記透視撮影用センサによって透過撮影可能な物質である、第４８又は４９の実施の形態に記載の位置制御システム。
本実施の形態は、第４８又は４９の実施の形態において、主に撮影部用マークの形成位置を限定したものである。
［第５２の実施の形態］
前記ヘッド又は前記管の先端側の位置に、前記ヘッド及び前記管とは別に前記計測部用マークを形成した、第４８又は４９の実施の形態に記載の位置制御システム。
前記ヘッド又は前記管の先端側の位置に、前記ヘッド及び前記管とは別に前記計測部用マークを形成した、第４８又は４９の実施の形態に記載の位置制御システム。
本実施の形態は、第４８又は４９の実施の形態において、主に計測部用マークの形成位置を限定したものである。
［第５３の実施の形態］
前記ヘッドの材料は前記透過測距用センサによって透過測距可能な物質である、第４８又は４９の実施の形態に記載の位置制御システム。
前記ヘッドの材料は前記透過測距用センサによって透過測距可能な物質である、第４８又は４９の実施の形態に記載の位置制御システム。
本実施の形態は、第４８又は４９の実施の形態において、主に計測部用マークの形成位置を限定したものである。
［第５４の実施の形態］
前記位置検出装置の位置検出部は、画像認識処理を行うことが可能な画像認識処理部を有し、以下の１〜５の手順で前記ヘッドの位置を検出することが可能な位置検出部である、第４８乃至５３の実施の形態のいずれか１つに記載の位置制御システム。
１．前記撮影部によって画像データを用意する。
２．前記画像データにおいて前記撮影部用マークに該当する部分を前記画像認識処理部によって探し、前記画像データの撮影範囲における前記撮影部用マークの位置を求める。
３．予め、前記透過測距用センサによって、前記透過測距用センサと前記計測部用マークとの距離を計測しておく。
また、予め、前記透視撮影用センサの三次元位置及び前記透視測距用センサの三次元位置を計測しておく。
ピタゴラスの定理によって、前記透過測距用センサと前記計測部用マークとの距離、前記画像データの撮影範囲における前記撮影部用マークの位置、前記透視撮影用センサの三次元位置、前記透過測距用センサの三次元位置を用いて、前記撮影部用マークの位置と前記透視撮影用センサ上の前記撮影部用マークが映った位置との距離を求める。
４．前記撮影部用マークの位置と前記透視撮影用センサ上の前記撮影部用マークが映った位置との距離を、前記画像データの撮影範囲における前記撮影部用マークの位置の奥行き座標とし、前記画像データの撮影範囲における前記撮影部用マークの三次元位置を求める。
５．前記画像データの撮影範囲における前記撮影部用マークの三次元位置に、前記透視撮影用センサの三次元位置を加えて、前記ヘッドの位置とする。
前記位置検出装置の位置検出部は、画像認識処理を行うことが可能な画像認識処理部を有し、以下の１〜５の手順で前記ヘッドの位置を検出することが可能な位置検出部である、第４８乃至５３の実施の形態のいずれか１つに記載の位置制御システム。
１．前記撮影部によって画像データを用意する。
２．前記画像データにおいて前記撮影部用マークに該当する部分を前記画像認識処理部によって探し、前記画像データの撮影範囲における前記撮影部用マークの位置を求める。
３．予め、前記透過測距用センサによって、前記透過測距用センサと前記計測部用マークとの距離を計測しておく。
また、予め、前記透視撮影用センサの三次元位置及び前記透視測距用センサの三次元位置を計測しておく。
ピタゴラスの定理によって、前記透過測距用センサと前記計測部用マークとの距離、前記画像データの撮影範囲における前記撮影部用マークの位置、前記透視撮影用センサの三次元位置、前記透過測距用センサの三次元位置を用いて、前記撮影部用マークの位置と前記透視撮影用センサ上の前記撮影部用マークが映った位置との距離を求める。
４．前記撮影部用マークの位置と前記透視撮影用センサ上の前記撮影部用マークが映った位置との距離を、前記画像データの撮影範囲における前記撮影部用マークの位置の奥行き座標とし、前記画像データの撮影範囲における前記撮影部用マークの三次元位置を求める。
５．前記画像データの撮影範囲における前記撮影部用マークの三次元位置に、前記透視撮影用センサの三次元位置を加えて、前記ヘッドの位置とする。
本実施の形態は、第４８乃至５３の実施の形態において、主にヘッドの位置検出の手順を限定したものである。
本実施の形態は、撮影部が有する透視撮影用センサの三次元位置を、撮影部の製造時などに予め人の手などにより計測しておく場合の実施の形態も含む。例えば、巨大ＣＣＤセンサを用いて撮影を行う場合、通常は、巨大ＣＣＤセンサを所定の位置に固定して動かさないので、本実施の形態に該当する。
また、本実施の形態は、計測部が有する透視測距用センサの三次元位置を、計測部の製造時などに予め人の手などにより計測しておく場合の実施の形態も含む。例えば、電磁波測距センサを用いて計測を行う場合、通常は、電磁波測距センサを所定の位置に固定して動かさないので、本実施の形態に該当する。
［第５５の実施の形態］
前記位置検出装置の位置検出部は、画像認識処理を行うことが可能な画像認識処理部を有し、以下の１〜４の手順で前記ヘッドの位置を検出することが可能な位置検出部である、第４８乃至５３の実施の形態のいずれか１つに記載の位置制御システム。
１．前記撮影部によって画像データを用意する。
２．前記画像データにおいて前記撮影部用マークに該当する部分を前記画像認識処理部によって探し、前記画像データの撮影範囲における前記撮影部用マークの位置を求める。
３．予め、前記透過測距用センサによって、前記透過測距用センサと前記計測部用マークとの距離を計測しておく。
また、予め、前記透視撮影用センサの三次元位置及び前記透視測距用センサの三次元位置を計測しておく。
ピタゴラスの定理によって、前記透過測距用センサと前記計測部用マークとの距離、前記画像データの撮影範囲における前記撮影部用マークの位置、前記透視撮影用センサの三次元位置、前記透過測距用センサの三次元位置を用いて、前記計測部用マークと前記透視測距用センサとの三次元位置の差分を求める。
４．前記三次元位置の差分に、前記透視測距用センサの三次元位置を加えて、前記ヘッドの位置とする。
前記位置検出装置の位置検出部は、画像認識処理を行うことが可能な画像認識処理部を有し、以下の１〜４の手順で前記ヘッドの位置を検出することが可能な位置検出部である、第４８乃至５３の実施の形態のいずれか１つに記載の位置制御システム。
１．前記撮影部によって画像データを用意する。
２．前記画像データにおいて前記撮影部用マークに該当する部分を前記画像認識処理部によって探し、前記画像データの撮影範囲における前記撮影部用マークの位置を求める。
３．予め、前記透過測距用センサによって、前記透過測距用センサと前記計測部用マークとの距離を計測しておく。
また、予め、前記透視撮影用センサの三次元位置及び前記透視測距用センサの三次元位置を計測しておく。
ピタゴラスの定理によって、前記透過測距用センサと前記計測部用マークとの距離、前記画像データの撮影範囲における前記撮影部用マークの位置、前記透視撮影用センサの三次元位置、前記透過測距用センサの三次元位置を用いて、前記計測部用マークと前記透視測距用センサとの三次元位置の差分を求める。
４．前記三次元位置の差分に、前記透視測距用センサの三次元位置を加えて、前記ヘッドの位置とする。
本実施の形態は、第４８乃至５３の実施の形態において、主にヘッドの位置検出の手順を限定したものである。
本実施の形態は、撮影部が有する透視撮影用センサの三次元位置を、撮影部の製造時などに予め人の手などにより計測しておく場合の実施の形態も含む。例えば、巨大ＣＣＤセンサを用いて撮影を行う場合、通常は、巨大ＣＣＤセンサを所定の位置に固定して動かさないので、本実施の形態に該当する。
また、本実施の形態は、計測部が有する透視測距用センサの三次元位置を、計測部の製造時などに予め人の手などにより計測しておく場合の実施の形態も含む。例えば、電磁波測距センサを用いて計測を行う場合、通常は、電磁波測距センサを所定の位置に固定して動かさないので、本実施の形態に該当する。
［第５６の実施の形態］
前記位置検出装置は、前記撮影部が有する透視撮影用センサの三次元位置を計測可能な透視撮影用センサ位置検出部を有し、前記透視撮影用センサ位置検出部によって、前記撮影部が有する透視撮影用センサの三次元位置を計測することが可能な位置検出装置である、第５４又は５５の実施の形態に記載の位置制御システム。
前記位置検出装置は、前記撮影部が有する透視撮影用センサの三次元位置を計測可能な透視撮影用センサ位置検出部を有し、前記透視撮影用センサ位置検出部によって、前記撮影部が有する透視撮影用センサの三次元位置を計測することが可能な位置検出装置である、第５４又は５５の実施の形態に記載の位置制御システム。
本実施の形態は、第５４又は５５の実施の形態において、撮影部が有する透視撮影用センサの三次元位置を、予め人の手などにより計測するのではなく、専用の位置センサによって計測する場合などの実施の形態である。
［第５７の実施の形態］
前記位置検出装置は、前記透過測距用センサの三次元位置を計測可能な透過測距用センサ位置検出部を有し、前記透過測距用センサ位置検出部によって、前記透過測距用センサの三次元位置を計測することが可能な位置検出装置である、第５４乃至５６の実施の形態に記載の位置制御システム。
前記位置検出装置は、前記透過測距用センサの三次元位置を計測可能な透過測距用センサ位置検出部を有し、前記透過測距用センサ位置検出部によって、前記透過測距用センサの三次元位置を計測することが可能な位置検出装置である、第５４乃至５６の実施の形態に記載の位置制御システム。
本実施の形態は、第５４乃至５６の実施の形態において、計測部が有する透視測距用センサの三次元位置を、予め人の手などにより計測するのではなく、専用の位置センサによって計測する場合などの実施の形態である。
［第５８の実施の形態］
前記移動装置の移動制御部は、前記電磁石を支持するアームと、前記アームを移動させることが可能な駆動部とを有し、前記電磁石が発生させる磁界の強さを調節して、前記電磁石が付与する磁界によって前記ヘッドに働く磁力の大きさを制御することが可能であり、前記電磁石の位置及び向きとを調節して、前記電磁石が付与する磁界によって前記ヘッドに働く磁力の向きを制御することが可能な移動制御部である第１９乃至５７の実施の形態のいずれか１つに記載の位置制御システム。
前記移動装置の移動制御部は、前記電磁石を支持するアームと、前記アームを移動させることが可能な駆動部とを有し、前記電磁石が発生させる磁界の強さを調節して、前記電磁石が付与する磁界によって前記ヘッドに働く磁力の大きさを制御することが可能であり、前記電磁石の位置及び向きとを調節して、前記電磁石が付与する磁界によって前記ヘッドに働く磁力の向きを制御することが可能な移動制御部である第１９乃至５７の実施の形態のいずれか１つに記載の位置制御システム。
本実施の形態は、第１９乃至５７の実施の形態において、主にヘッドの移動制御の方法を限定したものである。
第１〜３、第５〜１０の実施の形態などが、本実施の形態を用いて構成されている。
［第５９の実施の形態］
前記移動装置の移動制御部が有する駆動部は、運動部を有する原動機又は圧電素子を有し、前記運動部又は前記圧電素子が前記アームに接続された駆動部である第５８の実施の形態に記載の位置制御システム。
前記移動装置の移動制御部が有する駆動部は、運動部を有する原動機又は圧電素子を有し、前記運動部又は前記圧電素子が前記アームに接続された駆動部である第５８の実施の形態に記載の位置制御システム。
本実施の形態は、第５８の実施の形態において、主に移動装置の移動制御部が有する駆動部を限定したものである。
［第６０の実施の形態］
前記電磁石は複数の電磁石であり、前記移動装置の移動制御部は、前記電磁石それぞれが発生させる磁界の強さを調節して、前記電磁石が付与する磁界によって前記ヘッドに働く磁力の合力の大きさ及び向きとを制御可能な移動制御部である、第１９乃至５７の実施の形態のいずれか１つに記載の位置制御システム。
前記電磁石は複数の電磁石であり、前記移動装置の移動制御部は、前記電磁石それぞれが発生させる磁界の強さを調節して、前記電磁石が付与する磁界によって前記ヘッドに働く磁力の合力の大きさ及び向きとを制御可能な移動制御部である、第１９乃至５７の実施の形態のいずれか１つに記載の位置制御システム。
本実施の形態は、第１９乃至５７の実施の形態において、主にヘッドの移動制御の方法を限定したものである。
第４の実施の形態などが、本実施の形態を用いて構成されている。
［第６１の実施の形態］
前記管は、非磁性体から形成された第１９乃至６０の実施の形態のいずれか１つに記載の位置制御システム。
前記管は、非磁性体から形成された第１９乃至６０の実施の形態のいずれか１つに記載の位置制御システム。
本実施の形態は、第１９乃至６０の実施の形態において、主に管の材料を限定したものである。
［第６２の実施の形態］
前記ヘッドは、先端が生体組織を切開可能に形成された第１９乃至６１の実施の形態のいずれか１つに記載の位置制御システム。
前記ヘッドは、先端が生体組織を切開可能に形成された第１９乃至６１の実施の形態のいずれか１つに記載の位置制御システム。
本実施の形態は、第１９乃至６１の実施の形態において、主にヘッド先端の形状を限定したものである。
［第６３の実施の形態］
前記ヘッドは、先端に向かって細くなる形状を有する第１のヘッド部と、前記第１のヘッド部に所定の間隔を有して配置され、後端に向かって細くなる形状を有する第２のヘッド部と、前記第１及び第２のヘッド部を接続する接続部とを備え、前記管は、その先端が前記第１及び第２のヘッド部の間に位置するように設けられた第１９乃至６２の実施の形態のいずれか１つに記載の位置制御システム。
前記ヘッドは、先端に向かって細くなる形状を有する第１のヘッド部と、前記第１のヘッド部に所定の間隔を有して配置され、後端に向かって細くなる形状を有する第２のヘッド部と、前記第１及び第２のヘッド部を接続する接続部とを備え、前記管は、その先端が前記第１及び第２のヘッド部の間に位置するように設けられた第１９乃至６２の実施の形態のいずれか１つに記載の位置制御システム。
本実施の形態は、第１９乃至６２の実施の形態において、主にヘッドの全体的な形状を限定したものである。
［第６４の実施の形態］
前記管は、先端が生体組織を切開可能に形成された第１９乃至６３の実施の形態のいずれか１つに記載の位置制御システム。
前記管は、先端が生体組織を切開可能に形成された第１９乃至６３の実施の形態のいずれか１つに記載の位置制御システム。
本実施の形態は、第１９乃至６３の実施の形態において、主に管先端の形状を限定したものである。
［第６５の実施の形態］
前記ヘッドの最大幅が１００μｍ以下であり、前記移動装置の移動制御部は、前記電磁石を支持するアームと、前記アームを移動させることが可能な駆動部とを有し、前記電磁石が発生させる磁界の強さを調節して、前記電磁石が付与する磁界によって前記ヘッドに働く磁力の大きさを制御することが可能であり、前記電磁石の位置及び向きとを調節して、前記電磁石が付与する磁界によって前記ヘッドに働く磁力の向きを制御することが可能な移動制御部であり、前記移動装置の移動制御部が有する駆動部は、運動部を有する原動機又は圧電素子を有し、前記運動部又は前記圧電素子が前記アームに接続された駆動部であり、前記位置検出装置は、透視撮影用センサを有し前記透視撮影用センサによって前記マークを撮影可能な撮影部と、前記撮影部によって撮影された前記マークに基づいて前記ヘッドの位置を検出可能な位置検出部とを有する位置検出装置であり、前記ヘッド又は前記管の先端側の位置に、前記ヘッド及び前記管とは別に前記マークを形成し、前記撮影部が有する透視撮影用センサが一対の二次元画像センサであり、前記位置検出装置は、前記撮影部が有する透視撮影用センサの三次元位置を計測可能な透視撮影用センサ位置検出部を有し、前記透視撮影用センサ位置検出部によって、前記撮影部が有する透視撮影用センサの三次元位置を計測可能な位置検出装置であり、前記位置検出装置の位置検出部は、画像認識処理を行うことが可能な画像認識処理部を有し、以下の１〜３の手順で前記ヘッドの位置を検出することが可能な位置検出部である、第１９の実施の形態を引用する第２３の実施の形態に記載の位置制御システム。
１．前記撮影部によって画像データを用意する。前記画像データは、互いに直交する方向から撮影された一対の画像データである。
２．それぞれの前記画像データにおいて前記マークに該当する部分を前記画像認識処理部によって探して前記画像データの撮影範囲における前記マークの二次元位置を求め、次に、一対の前記画像データの撮影範囲における前記マークの二次元位置を直交方向に合成して前記画像データの撮影範囲における前記マークの三次元位置を求める。
３．予め前記撮影部が有する透視撮影用センサの三次元位置を計測しておき、前記画像データの撮影範囲における前記マークの三次元位置に、前記撮影部が有する透視撮影用センサの三次元位置を加えて、前記ヘッドの位置とする。
前記ヘッドの最大幅が１００μｍ以下であり、前記移動装置の移動制御部は、前記電磁石を支持するアームと、前記アームを移動させることが可能な駆動部とを有し、前記電磁石が発生させる磁界の強さを調節して、前記電磁石が付与する磁界によって前記ヘッドに働く磁力の大きさを制御することが可能であり、前記電磁石の位置及び向きとを調節して、前記電磁石が付与する磁界によって前記ヘッドに働く磁力の向きを制御することが可能な移動制御部であり、前記移動装置の移動制御部が有する駆動部は、運動部を有する原動機又は圧電素子を有し、前記運動部又は前記圧電素子が前記アームに接続された駆動部であり、前記位置検出装置は、透視撮影用センサを有し前記透視撮影用センサによって前記マークを撮影可能な撮影部と、前記撮影部によって撮影された前記マークに基づいて前記ヘッドの位置を検出可能な位置検出部とを有する位置検出装置であり、前記ヘッド又は前記管の先端側の位置に、前記ヘッド及び前記管とは別に前記マークを形成し、前記撮影部が有する透視撮影用センサが一対の二次元画像センサであり、前記位置検出装置は、前記撮影部が有する透視撮影用センサの三次元位置を計測可能な透視撮影用センサ位置検出部を有し、前記透視撮影用センサ位置検出部によって、前記撮影部が有する透視撮影用センサの三次元位置を計測可能な位置検出装置であり、前記位置検出装置の位置検出部は、画像認識処理を行うことが可能な画像認識処理部を有し、以下の１〜３の手順で前記ヘッドの位置を検出することが可能な位置検出部である、第１９の実施の形態を引用する第２３の実施の形態に記載の位置制御システム。
１．前記撮影部によって画像データを用意する。前記画像データは、互いに直交する方向から撮影された一対の画像データである。
２．それぞれの前記画像データにおいて前記マークに該当する部分を前記画像認識処理部によって探して前記画像データの撮影範囲における前記マークの二次元位置を求め、次に、一対の前記画像データの撮影範囲における前記マークの二次元位置を直交方向に合成して前記画像データの撮影範囲における前記マークの三次元位置を求める。
３．予め前記撮影部が有する透視撮影用センサの三次元位置を計測しておき、前記画像データの撮影範囲における前記マークの三次元位置に、前記撮影部が有する透視撮影用センサの三次元位置を加えて、前記ヘッドの位置とする。
本実施の形態は、第１９、第２０、第２３、第２４、第２５、第２６、第２８、第２９、第３０、第５８、第５９の実施の形態記載の技術的特徴とを組み合わせたものである。
［第６６の実施の形態］
第１乃至６５の実施の形態のいずれか１つに記載の移動装置。
第１乃至６５の実施の形態のいずれか１つに記載の移動装置。
本実施の形態は、第１乃至６５の実施の形態のいずれか１つに記載の移動装置である。
本実施の形態の目的は、体内の対象部位に対し、細胞をなるべく破壊せずに抗がん剤等の液体を注入し、細胞質基質等の液体を吸引することが可能な注入・吸引システムを構成する移動装置を提供することにある。
本実施の形態によれば、体内の対象部位に対し、細胞をなるべく破壊せずに抗がん剤等の液体を注入し、細胞質基質等の液体を吸引することが可能な注入・吸引システムを構成することができる。
［第６７の実施の形態］
第１乃至６５の実施の形態のいずれか１つに記載の位置検出装置。
第１乃至６５の実施の形態のいずれか１つに記載の位置検出装置。
本実施の形態は、第１乃至６５の実施の形態のいずれか１つに記載の位置検出装置である。
本実施の形態の目的は、体内の対象部位に対し、細胞をなるべく破壊せずに抗がん剤等の液体を注入し、細胞質基質等の液体を吸引することが可能な注入・吸引システムを構成する位置検出装置を提供することにある。
本実施の形態によれば、体内の対象部位に対し、細胞をなるべく破壊せずに抗がん剤等の液体を注入し、細胞質基質等の液体を吸引することが可能な注入・吸引システムを構成することができる。
なお、本発明の実施の形態は、上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲内で種々に変形、実施が可能である。
例えば、第１０の実施の形態以外においても、第１０の実施の形態のように、位置検出装置の撮影部が用意した画像データにおいてマークの位置だけ明るく映るような位置検出装置の撮影部とマークとの組み合わせの代わりに、位置検出装置の撮影部が用意した画像データにおいてマークの位置だけ暗く映るような位置検出装置の撮影部とマークとの組み合わせを用いてもよい。すなわち、位置検出装置の撮影部が行う撮影は、ポジ型の撮影の代わりにネガ型の撮影であってもよい。
本発明の位置制御システムは、体内の対象部位に対し、細胞をなるべく破壊せずに抗がん剤等の液体を注入し、細胞質基質等の液体を吸引することが可能な注入・吸引システムを構成できるので、産業上有用である。
１０…注入・吸引システム、２０…微細ヘッド、３０…極細管、３０ａ…傾斜面、４０…移動装置、５０…位置検出装置、７０…型、１００…注入・吸引装置、２００…第１のヘッド部、２００ａ〜２００ｃ…側面、２００ｄ…底面、２１０…第２のヘッド部、２１０ａ…底面、２１０ｂ〜２１０ｅ…側面、２１０ｆ…頂面、２２０…接続部、２３０…ヘッド部、２３０ａ、２３０ｂ…傾斜面、４００…電磁石、４１０Ａ…第１のアーム、４１０Ｂ…第２のアーム、４２０Ａ…第１の回転駆動部、４２０Ｂ…第２の回転駆動部、４２０Ｃ…第３の回転駆動部、４３０…ベース、４４０…制御部、４５０…操作部、４６０〜４６７…電磁石、４６８…制御部、４６９…操作部、５００…Ｘ線ＣＣＤセンサ、５１０Ａ…第１のアーム、５１０Ｂ…第２のアーム、５２０Ａ…第１の回転駆動部、５２０Ｂ…第２の回転駆動部、５２０Ｃ…第３の回転駆動部、５３０…ベース、５４０…制御部、５５０…操作部、５６０…表示部、５７０…ＭＲＩセンサ、５７１…スライド駆動部、５７２…ベース、５７３…制御部、５７４…操作部、５７５…表示部、５８０…ＣＴセンサ、５８１…スライド駆動部、５８２…ベース、５８３…制御部、５８４…操作部、５８５…表示部、５９０…超音波検査用探触子、５９１Ａ…第１のアーム、５９１Ｂ…第２のアーム、５９２…伸縮駆動部、５９３…スライド駆動部、５９４…ベース、５９５…制御部、５９６…操作部、５９７…表示部、５９８…圧電素子、６００〜６０２…電磁波測距センサ、６０３…制御部、６０４…表示部、６１０…電磁波測距センサ、６１１…制御部、６１２…操作部、６１３…表示部、６２０…放射線照射部、６２１…制御部、７００、７１０…空間部、７２０…貫通穴、７３０…凹部、１０００…がん細胞、１１００…がん細胞クラスター、１２００…抗がん剤、１３００…クラスター、２０００…膜、２０００ａ…溝、２０１０…膜、Ｐ…人体、Ｑ…仮想の正六面体
Claims (1)
- 磁性材料から形成され、体内で磁界によって移動できるヘッドに磁界を付与可能な電磁石と、前記電磁石が付与する磁界によって前記ヘッドに働く磁力の大きさ及び向きとを制御可能な移動制御部とを有する移動装置と、
前記ヘッド又は先端が開口した状態で前記ヘッドに取り付けられ、前記先端の開口部を介して液体を注入又は吸引可能な管の先端側の位置に存在するマークの位置を求め、前記マークの位置に基づいて前記ヘッドの位置を検出可能な位置検出装置と、
を備え、
前記移動装置の移動制御部は、前記電磁石が付与する磁界によって前記ヘッドに働く磁力の大きさ及び向きを調節して、前記管が目的位置に対してほぼ真っ直ぐに挿し込まれるように前記ヘッドの進行方向制御を行うことが可能な移動制御部である、
前記ヘッドは、先端に向かって細くなる形状を有する第１のヘッド部と、前記第１のヘッド部に所定の間隔を有して配置され、後端に向かって細くなる形状を有する第２のヘッド部と、前記第１及び第２のヘッド部を接続する接続部とを備え、
前記管は、その先端が前記第１及び第２のヘッド部の間に位置するように設けられた
位置制御システム。
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