JPH01236046A

JPH01236046A - 頭部手術支援装置及び手術部位指示装置

Info

Publication number: JPH01236046A
Application number: JP63064113A
Authority: JP
Inventors: Kenichirou Sugita; 杉田　虔一郎; Takashi Okudera; 奥寺　敬; Sakae Kimijima; 栄君島; Hisashi Yoshida; 吉田　恒
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1988-03-17
Filing date: 1988-03-17
Publication date: 1989-09-20
Anticipated expiration: 2014-05-24
Also published as: JP2894694B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的１（産業上の利用分野）本発明は、Ｘ線ＣＴスキャナ装置や磁気共鳴診断装置等
の断層撮影装置による頭部の撮影画像上の病変部を実際
の被検者に対して同定して該同定部位を手術の対象とす
る頭部手術支援装置に関し、特に同定の精度を向上させ
ることができるようにした頭部手術支援装置に関する。

（従来の技術）Ｘ線ＣＴスキャナ装置や磁気共鳴診断装置等の断層撮影
装置によれば、体の所望の位置の断層像を無侵襲にて得
ることができる。そしてこの種の装置による断層像を観
察することにより体の内部の病変部を無侵襲且つ高精度
にて発見することができ、特に難病とされる脳腫瘍等の
頭部疾患に対する脳外科の診断や治療（手術も含む）で
はその効果は著しいものがある。

一例として、Ｘ線ＣＴスキャナ装置を利用した脳腫瘍の
手術を説明する。先ず、Ｘ線ＣＴスキャナ装置を用いて
一枚若しくは異なる部位の多数枚の断層像を撮影して被
検者における脳腫瘍部位を発見する。手術に当たって、
術者は、脳腫瘍部位が現われている断層像を記憶に止め
且つこれを手掛りとして、執刀により頭を開いて脳腫瘍
部位に対して手１に、１を行うようにしている。

（発明が解決しようとする課題）しかし乍、上述の方法で、開頭した後に脳腫瘍部位にメ
ス等を至らせるまでの途中には血管等が存在するので、
この血管を避は且つ他の部位に傷を付けないよう手術を
進める必要かあるが、これは専ら術者の勘や熟練による
ところが大きく、正確な手術を行う上で問題であった。

また、次のような問題点もある。すなわち、開頭により
頭蓋骨内の圧力が低下したり、水分等の分布の変化を来
たすことにより、開頭後は患部の形状や位置が、元（開
頭前）の形状や位置から変化やずれを生じることがある
。特に患部が脳の奥の方にあるほど、この変化やずれは
顕著である。

このため、開頭前に撮影した断層像上の患部と、開頭後
の実際上の患部とは対応かとりずらくなり、この点でも
正確な手術を行う上での障害となっていた。

そこで本発明の目的は、画像上と術野上の脳腫瘍等の頭
部疾患の形状及び位置を正確に同定し得るようにした頭
部手術支援装置を提供することにある。

［発明の構成」（課題を解決するだめの手段）本発明は上記課題を解決し且つ目的を達成するために次
のような手段を講じたこを特徴としている。すなわち、
本発明による頭部手術支援装置は、被検者の頭部をガン
１〜り内の撮影領域に導入可能な寝台を備えてなる断層
撮影装置と、この断層撮影装置の寝台部に着脱自在に設
けられこの断層撮影装置により撮影し表示された頭部画
像上の所望点の一座標を求め該求めた一座標に基づいて
多方向レーザ光の交点にて術野上の前記被検者の頭部に
対し前記所望点に対応する位置を指示するレーザポイン
タ装置とを具備したことを特徴とする。

（作用）このような構成によれば、開頭の前後の断層像を撮影す
ることができ、開頭前の断層像で患部を把握することが
できる上、開頭後の断層像上の患部は、術野上にて多方
向レーザ光の交点にて指示することかできるので、術者
は、画像上と術野上の脳腫瘍等の頭部疾患の形状及び位
置を正確に同定し得るようになる。

（実施例）以下本発明にかかる頭部手術支援装置の一実施例を図面
を参照して説明する。

第１図は本実施例の主要な要素である断層撮影装置とし
てＸ線ＣＴスキャナ装置の構成を示す図であり、Ｘ線Ｃ
Ｔスキャナ装置ＣＴの主要部をなすガントリ１と、被検
者Ｐの頭部ＰＨをガントリ１内の撮影領域に導入可能な
寝台２と、この寝台２に設けられ頭部ＰＨを支持する頭
部支持機構３とを備えたものとなっている。

頭部支持機構３は第２図のように構成されている。第２
図は頭部支持機構３を頭部ＰＨとの関係にて示すもので
あって、第２図＜ａ）は正面図、第２図（ｂ）は側面図
、第２図（Ｃ）は平面図である。第２図において、略Ｕ
字形状支持枠３ａは支持体３ｂにて被検者載置板２ｂの
端部に固着されている。頭部ＰＨは略Ｕ字形状支持枠３
ａの内方に置かれ且つ複数点で支え部材３Ｃにより支持
されている。略Ｕ字形状支持枠３ａの両端部側にはその
伸長方向に摺動可能にして摺動具３ｄ１゜３ｄ２が設け
られている。また、摺動具３ｄ１゜３ｄ２には術野上の
Ｘ、Ｙ座標と画像上のＸ、Ｙ座標とを対応させるための
スケールマーカ４（４Ａ、４Ｂ）が着脱可能に設けられ
ている。このスケールマーカ４はその内部にＹ、Ｚ＠段
設定の略Ｚ字形状溝４ａを形成したものであり、スケー
ルマーカ４△、４Ｂとの中間点をＸ軸の零点とし、この
点から体軸方向をＺ軸とし、この点から顔面方向をＹ軸
としている。つまり、この頭部支持機構３は３次元の座
標軸が埋め込まれた構成となっている。

第３図は、被検者Ｐの頭部ＰＨをガントリ１内の撮影領
域に導入した状態で、第２図の二点鎖線でスライスした
ときのモニタＭ上の断層像表示である。ここで、モニタ
Ｍの画像上で図示斜線部が患部であると画像観察により
認定することができる。この場合、頭部支持機構３は３
次元の座標軸が埋め込まれた構成となっているので、図
示斜線部の中心部を手術ターゲット（患部）Ｔとするべ
くトラックボール等により画像上で指示することにより
、図示しないコンピュータは断層像中のスケールマーカ
像の一座標を参考にして画像上での患部座標データを算
出し、例えばモニタＭの端にＸ、Ｙ、Ｚ軸座標データを
表示することができる。

なお、第３図における○Ｉは、第２図での術野上の座標
原点○に対する画像上の座標原点であり、ＰＩ−ＩＩは
術野上の頭部ＰＨに対する画像上の頭部画像である。

また、３次元座標軸が埋め込まれた頭部支持機構３は、
その摺動具３ｄ１　（又は３ｄ２）に対して着脱自在に
レーザポインタ装置ＬＰを取付けることができるように
なっている。このレーザポインタ装置ＬＰは、２つのレ
ーザヘッドＬＨａ。

Ｌ　Ｈｂを有し、この２つのレーザヘッドＬＨａ。

しＨｂから投光された２つのレーザ光ｌａ、Ｊ−ｂの交
点ＬＣを術野上の頭部ＰＨに対し与えることができるよ
うになっている。

また、レーザポインタ装置ＬＰは、２つのレーザヘッド
ＬＨａ、ＬＨｂの対、引いては２つのレーザ光−（ｊａ
、−（ｉｂの交点ＬＣをＸ、Ｙ、Ｚ軸方向に直線移動で
きる機構を備えた構成となっており、またＸ、Ｙ、Ｚ軸
方向に直線移動できる機構を固定したとき同一位置に交
点ＬＣを置きつつ該交点ＬＣを回転中心として各部の要
素をα、β、γ方向に回転移動できる機構を備えた多軸
移動アーム構成となっている。

以下、レーザポインタ装置ＬＰを第５図及び第６図を参
照して説明する。

第５図は静止状態でのレーザポインタ装置ＬＰの構成を
頭部支持機構３との取付は関係の上で示しており、第５
図（ａ）は正面図、第５図（ｂ）は側面図である。第６
図は各移動アームを動作した状態でのレーザポインタ装
置ＬＰの構成を頭部支持機構３との取付は関係の上で示
しており、第６図（ａ＞は正面図、第６図（ｂ）は側面
図、第６図（Ｃ）は平面図である。

第５図及び第６図に示すように、頭部支持機構３の一方
の摺動具３ｄｌに、取付はアーム５が着脱自在に取付け
られている。この取付はアーム５にはホールスクリュー
６ａ、調整つまみ６ｂ等からなるＺ軸方向直線移動機構
６と、ボールスクリュー７ａ、調整つまみ７ｂ、ロッド
７Ｃ等からなるＹ軸直線移動機構７が設けられている。

ここで、Ｚ軸方向直線移動機構６の調整つまみ６ｂを回
すことにより、ボールスクリュー６ａが動作してＹ軸直
線移動機構７及びこれに設けられた部材を図示Ｚ軸方向
に移動できるようになっている。また、Ｙ軸方向直線移
動機構７の調整つまみ７ｂを回すことにより、ボールス
クリュー７ａが動作してロッド７Ｃ及びこれに設けられ
た部材を図示Ｙ軸方向に移動できるようになっている。

Ｙ軸直線移動機構７のボールスクリュー７ａに連なるロ
ッド７Ｃには、ウオームギヤ８ａ、調整つまみ８ｂ、回
転ロッド８ｃ、ハンドル８ｄ等からなるα方向回転移動
機構８が設けられている。

そして、回転ロッド８Ｃは一端部がウオームギヤ８ａに
嵌合され、他端側はロッド９の一端側に同一つ− 定されており、調整つまみ８ｂを回すことによりウオー
ムギヤ８ａが動作してロッド９を図示α方向に２つのレ
ーザ光ｊｌａ、Ｊ−ｂの交点ＬＣを回転中心として傾動
（回動）するようになっている。

また、ハンドル８ｄを動作することによってもロッド９
を図示α方向に例えば４５°、９００の大きな角度で傾
動できるようになっている。

ロッド９の他端側には、ボールスクリュー１０ａ、調整
つまみ１０ｂ等からなるＸ軸直線移動機構１０が設けら
れている。そして、Ｘ軸方向直線移動機構１０の調整つ
まみ１０ｂを回すことにより、ホールスクリュー１０ａ
が動作してホールスクリュー１０ａに設けられたβ方向
回転移動機構１１をなす円弧アーム１１ａを含む部材を
図示Ｘ軸方向に移動できるようになっている。ここで、
円弧アーム１１ａに連なってこれに摺動可能にしてアー
ム１２が設けられ、つまみ１２ａを緩めることによりア
ーム１２を円弧アーム１１から図示β方向に２つのレー
ザ光ｉａ、Ｊｊｂの交点ＬＣを回転中心として引出しく
回動）自在となる。

また、アーム１２の端部にはγ方向回転移動機構１３が
設けられている。すなわち、アーム１２の端部にヘッド
支持具１２ｂが設けられ、このヘッド支持具１２ｂには
、両端部に２つのレーザヘッドＬＨａ　、ＬＨｂを設け
たγ方向回転移動機構１３をなす円弧状へラドアーム１
３ａが摺動自在に設けられており、図示γ方向に２つの
レーザ光−ｆｌｊａ、、、Ｍｂの交点ＬＣを回転中心と
して回転移動させることができる構成となっている。

以上において、Ｘ軸方向直線移動機構１０．Ｙ軸方向直
線移動機構７．Ｚ軸方向直線移動機構６のそれぞれのつ
まみ１０ｂ、７ｂ、６ｂを回すことにより、各要素をＸ
、Ｙ、Ｚ軸方向に直線的に移動でき、そして２つのレー
ザヘッドＬＨａ。

Ｌ　Ｈｂからの２つのレーザ光Ｊ−ａ、ｌｂの交点ＬＣ
をＸ、Ｙ、Ｚ軸方向に直線移動できるようになる。また
Ｘ軸方向直線移動機構１０．Ｙ軸方向直線移動機構７．
Ｚ軸方向直線移動機構６を固定したとぎ同〜位置に交点
ＬＣを置きつつ該交点ＬＣを回転中心として各部の要素
をα、β、γ方向に回転移動できるようになる。

次に上記の如く構成された本実施例にかかる頭部手術支
援装置を用いた手術の手順を説明する。

すなわち、第１図に示すように、寝台２の被検者載置板
２ｂをガン１〜す１の撮影領域から退けた状態にして、
被検者Ｐを被検者載置板２ｂに乗せて、第２図に示すよ
うに、頭部支持機構３に頭部ＰＨを置いて支え部材３ｃ
により該頭部ＰＨを複数点で支持する。

次に、撮影により断層像をモニタＭ上に表示し、術者は
脳腫瘍部位を発見する。そして、頭部ＰＨ１対して執刀
して脳腫瘍部位に対応する部位の頭蓋骨を開く。

上述の回頭の後に、頭部Ｐ　ｌ−１をガントリ１の躍影
領域に進ませて、ＸＩＣＴスキャナ装置ＣＴにより前回
撮影した部位にほぼ相当する部位の断層像を撮影し、頭
部ＰＨをガントリ１の撮影領域から退け、手術のための
作業空間を確保する。この撮影による断層像は第３図に
示すように、モニタＭ上に表示される。ここで、頭部支
持機構３は３次元の座標軸が埋め込まれた構成となって
いるので、図示斜線部の中心部を手術ターゲットＴとす
るべくトラックボール等により画像上で指示すると、図
示しないコンピュータは前記３次元座標軸を参考にして
画像上での座標データが算出され、モニタＭには患部の
中心である手術ターゲット下の画像上のＸ、Ｙ、Ｚ軸座
標データが表示される。

次に術者は、模式的に示した第７図のように、頭部支持
機構３にレーザポインタ装置Ｐを取付ける。その後、術
者は、手術ターゲットＴの画像上のＸ、Ｙ、Ｚ軸座標デ
ータに基づき、Ｘ軸方向直線移動機構１０．Ｙ軸方向直
線移動機構７．Ｚ軸方向直線移動機構６のそれぞれのつ
まみ１０ｂ。

７ｂ、６ｂを回して、各要素をｘ、ｙ、ｚ軸方向に直線
的に移動させて２つのレーザヘッドＬＨａ。

ＬＨｂからの２つのレーザ光Ｊｌａ、Ｊ、、ｂの交点Ｌ
Ｃを前記Ｘ、Ｙ、Ｚ軸座標データに対応するＸ。

Ｙ、Ｚ座標点に定める。

上述の座標点を定めた状況を示したのが第８図であり、
頭蓋骨を開いた状態では交点ＬＣは現われなく、２つの
レーザ光、ｉａ、ｌ’ｏの２の光点ａ。

ｂが大きく離間して現われている。これは、未だターゲ
ットに接近していないことを示しているので、この旨を
術者は了解することができる。従って、術者は、２つの
レーザ光Ｊｌａ、、ｉＬｂの２の光点ａ、ｂの離間が小
さくなる方向にメス等を進めることができ、最終的に２
つのレーザ光１ａ。

１ｂの交点ＬＣが現われた位置つまり患部に到達するこ
とができる。この結果、患部にメスが到達したことによ
り適切なる除去手術等を行なうことができる。

以上のように本実施例によれば、回頭の前後の断層像を
撮影することができ、回頭前の断層像で患部を把握する
ことができる。また、回頭後にあっては術野上の患部の
形状や位置は変化するももの、回頭状態にあって断層像
を撮影でき、しかも断層像上の患部を、術野上にて２つ
のレーザ光−（ｊａ、ｌｂの交点しＣにて指示すること
ができるので、術者は、画像上と術野上の脳腫瘍等の頭
部疾患の形状及び位置を、手術を進行させつつ正確に同
定し得るようになる。

また、２つのレーザ光ｌａ、Ｊ−ｂの交点ＬＣを術野上
のターゲラ１〜に定めた状態、つまりＸ軸方向直線移動
機構１０．Ｙ軸方向直線移動機構７゜７軸方向直線移動
機構６を固定している状態にあって、交点ＬＣを同一位
置に置きつつ該交点ＬＣを回転中心として各部の要素を
α、β、γ方向に回転移動できるので、手術中に患部の
顕微鏡観察等を行うためにレーザポインタ装置ＬＰのあ
る要素が作業の邪魔になるときには、簡単な操作にて交
点ＬＣを同一位置に置きつつ該当する要素を遭けること
ができ、有利である。

本発明は上記実施例に限定されるものではなく、例えば
、断層撮影装置としては、磁気共鳴診断装置等を用いる
ことができ、レーザヘッド及びレーザ光は２つのものに
特定するものではない。この弛、本発明の要旨を逸脱し
ない範囲で種々変形して実施できるものである。

［発明の効果１以上のように本発明では、被検者の頭部をガン［・り内
の撮影領域に導入可能な寝台を備えてなる断層撮影装置
と、この断層撮影装置の寝台部に着脱自在に設けられこ
の断層撮影装置により撮影し表示された頭部画像上の所
望点の一座標を求め該求めた一座標に基づいて多方向レ
ーザ光の交点にて術野上の前記被検者の頭部に対し前記
所望点に対応する位置を指示するレーザポインタ装置と
を具備したことにより、回頭の前後の断層像を撮影する
ことができ、回頭前の断層像で患部を把握することがで
きる上、回頭後の断層像上の患部は、術よ上にて多方向
レーザ光の交点にて指示することができるので、術者は
、画像上と術野上の脳腫瘍等の頭部疾患の形状及び位置
を正確に同定し得るようになる。

よって本発明によれば、画像上と術野上の脳腫瘍等の頭
部疾患の形状及び位置を正確に同定し得るようにした頭
部手術支援装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる頭部手術支援装置の一実施例の
構成を示す図、第２図は同実施例における頭部支持機構
の構成を示す図、第３図は同実施例における撮影画像を
示す図、第４図は同実施例における頭部支持機構とレー
ザポインタ装置との関係を示す図、第５図及び第６図は
同実施例におけるレーザポインタ装置の詳細な構成を示
す図、第７図及び第８図は同実施例の作用を示す図であ
る。ＣＴ・・・×線ＣＴスキャナ装置、ＬＰ・・・レーザポ
インタ装置、ＬＨａ　、ＬＨｂ・・・レーザヘッド、−
Ｍａ、Ｊｌｂ・・・レーザ光、ＬＣ・・・レーザ光交点
、１・・・ガントリ、２・・寝台、３・・・被検者支持
機構、４・・スケールマーカ、５・・・アーム、６・・
・Ｚ軸方向直線移動機構、７・・・Ｙ軸方向直線移動機
構、８・・・α方向回転移動機構、９・・・ロッド、１
０・・・Ｙ軸方向直線移ｉｌ１機構、１１・・・β方向
回転移ｖＪ機構、１２・・・アーム、１３・・・γ方向
回転移動機構。出願人代理人　弁理士　鈴江武彦第１図 ■ 第　３　図第４図（ｂ）（Ｃ）第６図

Claims

【特許請求の範囲】

被検者の頭部をガントリ内の撮影領域に導入可能な寝台
を備えてなる断層撮影装置と、この断層撮影装置の寝台
部に着脱自在に設けられこの断層撮影装置により撮影し
表示された頭部画像上の所望点の一座標を求め該求めた
一座標に基づいて多方向レーザ光の交点にて術野上の前
記被検者の頭部に対し前記所望点に対応する位置を指示
するレーザポインタ装置とを具備したことを特徴とする
頭部手術支援装置。