JP2000507845A - 位置検出システム用の可動送信または受信コイル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 患者の体の内部へのプローブの配置を決定するためのシステムであって、プローブフィールドトランスデューサ（２１）と１つ以上の参照フィールドトランスデューサ（３０，３２，３４）とを備える。参照フィールドトランスデューサは剛性だが再位置決め可能なフレーム（２２）に貼り付けられ、当該トランスデューサが体に対して近接して位置決めできる。非電離場はプローブと参照フィールドトランスデューサ間で送信および検出され、この検出されたフィールドから参照フィールドトランスデューサに対するプローブの相対配置が決定される。

Description

【発明の詳細な説明】 位置検出システム用の可動送信または受信コイル 技術分野 本発明は医療診断および治療用システムに関し、特に、被検者の体の内部での プローブの位置、方位、あるいはその両方を検出するためのプローブフィールド トランスデューサ（プローブ場変換器）とともに参照フィールドトランスデュー サ（参照場変換器）および医療プローブの使用法に関する。 背景技術 カテーテルなどのプローブを被検者すなわち患者の体内に導入する医学的手法 は多くある。心臓カテーテル法や神経外科などの処置では、医師または外科医は 体の内部におけるプローブの遠位端の位置を知ることがよく必要になる。この目 的のためにＸ線透視診断や超音波診断などのイメージング法が使われるが、必ず しも実践的あるいは好ましいわけではない。例えば、このような装置は一般にそ の手順の間にプローブと患者を絶え間なくイメージングすることが必要となる。 加えて、Ｘ線透視システムは患者や医師を相当量の電離放射線に曝すことになる ので好ましくないことがよくある。 患者の体内においてプローブまたはカテーテル先端の位置を検出するための位 置検出システムであり、患者を絶え間なくイメージングする必要がないものは多 く提案されている。これらのシステムには、例えば、米国特許第５，５５８，０ ９１号、同第５，３９１，１９９号、同第５，４４３，４８９号、および国際特 許公開第ＷＯ ９４／０４９３８号、同第ＷＯ ９６／０５７６８号に開示され たものが含まれており、引用文献によりこの文書中で開示内容が取り入れられて いる。必ずしも医学応用向けではないが、他の電磁追跡システムが米国特許第３ ，６４４，８２５号、同第３，８６８，５６５号、同第４，０１７，８５８号、 同第４，０５４，８８１号および同第４，８４９，６９２号に記載されている。 米国特許第５，５５８，０９１号、同第５，３９１，１９９号、同第５，４４ ３，４８９号、および国際特許公開第ＷＯ ９６／０５７６８号に開示のあるシ ステムは、プローブ上に運ばれた、ホール効果装置、磁気抵抗装置、コイル、若 しくは他のアンテナなどの１つ以上のフィールドトランスデューサを使用したプ ローブの配置（すなわち、位置、方位、若しくはその両方）を決定する。このト ランスデューサは一般に、プローブの遠位端かこれに隣接して置かれるか、プロ ーブの遠位端に関連し正確に知られた位置に置かれる。このようなシステムはさ らに体外に配置された１つ以上の参照フィールドトランスデューサを利用して外 部参照フレームを与える。この参照フィールドトランスデューサは、非電離場（ 非イオン化場）すなわち、磁界、電磁放射線、超音波振動などの音響エネルギー のようなフィールド成分を送信または受信するように作用する。外部参照フィー ルドトランスデューサおよびプローブフィールドトランスデューサ間でフィール ド（すなわち場または界）を送信することによって、これら装置間のフィールド 送信の特性を決定することができ、次に外部参照フレームにおいてプローブの位 置と方位を決定するのに使用することができる。 例えば、上述の米国特許第５，５５８，０９１号に記載されているように、外 部フィールドトランスデューサの参照フレームは、磁気共鳴イメージングデータ 、コンピュータ（Ｘ線体軸）断層撮影（「ＣＡＴ」）データ、従来のＸ線イメージ ングデータなどのイメージングデータの参照フレームで登録することができ、こ のゆえに当該システムから導き出された位置および／または方位はプローブの表 象として患者の体のイメージに重ね合わせて表示できる。医師はこの情報を利用 して患者の体内の所望の位置にプローブを案内するとともに、内部の身体構造を 治療または測定している間にその位置と方位をモニターできる。この構成(arran gement)は医師が身体構造を通してプローブの遠位端を操縦していく(navigate) 能力を大いに高め、単に感触のみにてプローブを体の内部に操縦していく従来方 法に対して重大な利点を提供する。ナビゲーション目的のために、包囲組織の光 学イメージは取得する必要がないので、あまりにも小さくて光学素子 を収容できないプローブとともに使用できる。これらのトランスデューサを基に したシステムも同様に、処置の間にプローブと患者を絶え間のなくイメージング することにより、プローブのナビゲーションに伴う困難なところを回避するもの で、例えば、Ｘ線透視システムに固有の電離放射線に対する照射が長引くのを回 避するものである。 このようなシステムは一般に、参照フィールドトランスデューサかコイルを利 用し、手術室の天井などの場所に固定された不動配列にて与えられるか、手術も しくはカテーテル挿入テーブルにしっかりと固定される。医学応用例においては 、当該システムが患者の体の内部におけるプローブの位置を追跡するために使わ れる場合には、コイル載置も同様に、患者に対して医者が自由にアクセスするの を妨げるおそれがある。 例えば、上述の国際特許公開第ＷＯ ９６／０５７６８号では、カテーテルの 遠位端に隣接した複数の非同心コイルを使用するカテーテルシステムが記載され ている。これらのコイルは外部より加えられた磁界に応答して信号を生成し、６ つの位置と方位座標の計算結果を考慮に入れたもので、カテーテルの配置は同時 にイメージングする必要なく既知となる。好ましくは、このような３つのコイル または放射体は体外の固定された場所に配列され、カテーテルが導入される体の 領域に隣接する。例えば、その間は一般に患者が仰臥している心臓カテーテルの 挿入においては、３つの放熱体は一般に患者の胸郭の真下に共面にて三角形に固 定した配置で固定して置かれ、コイルの中心は約２ｃｍ〜約３０ｃｍ離れたもの になっている。しかしながら、この放熱体の配列の移動が望ましくないならば、 カテーテルの場所または方位の決定が誤りとなってしまうおそれがある。 脳に挿入されるカテーテルまたはプローブの位置と方位を検出するために、ト ランスデューサまたはフィールド放射コイルは患者の頭部に隣接して配置される のが望ましい。しかしながら、神経外科においては、患者は着席して、背筋を伸 ばした位置かあるいはうつぶせに(face-down)していることがよくある。このよ う に、上記に述べたような３つの放射体を保持した三角形フレームは、頭部より下方に 安楽に固定して位置決めすることができない。しかしながら、頭部の上方または 近くにフレームを位置決めすることは一般に外科医がプローブと外科手術具をうまく扱う のに邪魔となる。 それ故に、上記に述べたようなプローブ追跡システムや電磁または他の非電離 エネルギフィールドを人体に適用することを必然的に伴う他種システムは、参照 フィールドトランスデューサを調整して最適化することによってその精度や効率 を向上させることが望ましい。神経外科の場合と同様に、当該トランスデューサ を三角形その他の取付フレームで固定位置に拘束するならば、位置決めを最適に 行うことが可能でなくなるおそれがある。例えば、プローブが患者の腹部の内部 を追跡すべき場合には、患者の背中の下というよりもむしろ、腹部周囲回りの固 定された既知の位置に放射体を置くことが望ましいかもしれない。 加えて、トランスデューサが被検者の近くに置かれている場合にはより大きな 適応性が与えられることが望ましい。このような配置(placement)適応性の増大 化により医師は患者に対してより容易なアクセスをすることができる。トランス デューサの配置に対する適応性により、トランスデューサの慣習的な位置決めは 、この位置決めシステムの感度を増大するように最も接近した可能な位置にトラ ンスデューサを移動する。 発明の開示 本発明は患者の体の内部におけるプローブ配置を決定するシステムを提供する ことにより、位置決定トランスデューサの位置決めにより大きな適応性を付与す るという要求に対処するものであって、当該システムは、プローブ内に取り付け られた１つ以上のプローブフィールドトランスデューサを有するプローブと、フ レーム上に取り付けられた１つ以上の参照フィールドトランスデューサとを備え たものである。このシステムは、当該参照フィールドトランスデューサが患者の 体に近接して異なる位置に選択的に位置決めできるように、患者に相対して移動 するフレームを載置する手段を含む。この取付手段は望ましくは、柔軟性のある グースネックアームからなるとよい。 そして、送信手段がプローブフィールドトランスデューサと参照フィールドト ランスデューサ間の１つ以上の非電離場を送信するために与えられる。最後に、 計算手段が前記参照フィールドトランスデューサに対する前記プローブの相対的 な配置を、検出されたフィールドの特性と、前記参照フィールドトランスデュー サのお互いとの相対的な配置とから決定する。 好ましい実施例においては、２つ以上の参照フィールドトランスデューサが与 えられ、フレームは前記参照フィールドトランスデューサの各々が既知の空間関 係でお互いに可動となるようにリンク機構を組み込んでいる。 他の好ましい実施例においては、患者の体に付着した１つ以上の基準トランス デューサは前記参照フィールドトランスデューサに相対した前記プローブの配置 を患者の体に相対した既知の配置に変換する。 本発明の好ましい実施例による方法では、患者の体の内部へのプローブ配置は 、(ａ)プローブ内に載置された１つ以上のプローブフィールドトランスデューサ を具備したプローブを与えるステップと、(ｂ)参照フィールドトランスデューサ が患者の体に近接して異なる位置に選択的に位置決めできるように、患者に相対 して移動するフレームを載置する手段を有するフレーム上に取り付けられた１つ 以上の参照フィールドトランスデューサを与えるステップと、(ｃ)前記参照フィ ールドトランスデューサが患者の体に近接して第１の場所に位置決めされるよう に当該フレームを調整するステップと、(ｄ)プローブフィールドトランスデュー サと参照フィールドトランスデューサ間の１つ以上の非電離場を送信するステッ プと、(ｅ)このような送信されたフィールドを各々検出するステップと、(ｆ)参 照フィールドトランスデューサに対するプローブの相対的な配置を、検出された フィールドの特性と、参照フィールドトランスデューサのお互いと の相対的な配置とから計算するステップとによって決定される。 好適な方法においては、さらに本発明は参照フィールドトランスデューサに相 対したプローブの配置を患者の体に相対した既知の配置に変換するステップを含 む。好ましくは、この変換ステップは患者の体に１つ以上の参照トランスデュー サを付着させるステップと、参照フィールドトランスデューサと基準トランスデ ューサ間に送信される非電離場を検出するステップとを含む。 同様に、本発明の目的は、医療すなわち外科手技の間に被検者の体の内部への プローブの配置を決定する際に使用する参照フィールドトランスデューサを保持 するための固定フレームを提供することである。本発明の一態様においては、こ のフレームは神経外科の手順を邪魔することなく、被検者の頭部に近接して参照 フィールドトランスデューサを位置決めするのに適している。 本発明の更なる目的は、このフレームが被検者のある部分中に非電離場を最適 に送信するための所望の場所に素早く、好都合に固定することができることで、 好ましくはその体の部分を取り巻き、その後素早くその位置から取り除けること である。 本発明の好適な実施例においては、体の内部へのプローブの配置を決定するの に役立つ、非電離エネルギフィールドを生成する装置であって、この装置は２つ 以上の参照フィールドトランスデューサからなり、これがプローブの配置を正確 に決定できるように、プローブが挿入される体のある部分に近接した最適な場所 において、参照フィールドトランスデューサが安定して位置決めできる形状の剛 性フレームに固定される。本発明の好適な実施例においては、参照フィールドト ランスデューサは電磁場を生成する放射体コイルである。 本発明の好適な実施例のいくつかにおいては、非電離場を生成するための装置 は、剛性フレームに固定した３つのトランスデューサあるいはコイルを備える。 好ましくは、このフレームは、好都合に安定して胸郭または腹部の下方に位置決 めされ、それはプローブの挿入中に行われる。本発明の他の好適な実施例におい ては、神経外科にて使用するために、フィールドを生成する装置は頭部下方のフ レームに、この頭部に近接して固定された３つのコイルを備える。好ましくは、 このフレームは頭部か首部の回りに取り付けるのに適合した開口部を含む。 本発明の好適な実施例においては、より一般的に、３つ以上の共面の参照フィ ールドトランスデューサは多角形の形状を定義し、当該トランスデューサは多角 形の頂点に対応する。多角形のある辺に対応したフレームの区画は開いており、 このフレームは体のある部分が部分的にこの開区画に含まれるように位置決めさ れている。このフレームは取付ブラケット(mounting bracket)を備えてもよく、 これが手術テーブル、ベッドあるいは被検者の位置を固定するために使われる他 の装置にしっかりと結合される。 本発明の好適な実施例のいくつかにおいては、当該フレームは神経外科手術中 に被検者の頭部を固定するための装置に結合される。このような好適な実施例の 一つにおいては、１つ以上の参照フィールドトランスデューサは頭部固定装置に 固定される。当該トランスデューサによって生成された電磁場はこれらに位置応 答電気信号を生成させ、これがフレームに相対した装置の位置を決定および確認 するために分析される。さらにまた、本発明のこのような好適な実施例のいくつ かにおいては、このフレームあるいは頭部固定装置はさらに、この上にマークさ れた所定の既知の場所を含んでいて、体内に挿入するためのプローブは、最初に 較正および参照用の位置決めをするためにこれらの場所に置く。 加えて、本発明の好適な実施例のいくつかにおいては、取付ブラケットは固定 可能ジョイントを含み、これがベッドに相対するかあるいは頭部固定装置に相対 している当該フレームの角度方位が調節できるようにし、それから望ましい角度 で固定される。好適な実施例の幾つかにおいては、当該フレームは１つ以上の調 節ヒンジを備える。このようなヒンジの各々はこれに隣接したフレームの二辺間 の角度を調節するために曲げることができる。 本発明の好適な実施例のいくつかにおいては、当該フレームは頭受け固定具か らなる。この固定具の位置は、参照フィールドトランスデューサに相対した固定 位置に頭部を保持してこのフレームに相対した頭部の動きを防止するように、固 定具が頭部に対して丁度良く適合するように調節できる。 それ故に、本発明の好適な実施例によれば、被検者の体の内部に非電離場を生 成する装置を提供し、この装置は非電離場を生成する複数の参照フィールドトラ ンスデューサと、これらのトランスデューサが固定される剛性フレームとを備え る。この剛性フレームは参照フィールドトランスデューサが体に近接してしっか りと位置決めできるように構成される。好ましくは、このトランスデューサは多 角形を定義し、当該フレームはこの多角形の面に垂直でかつその中心を通る軸が 体を通過するように位置決めができるように構成される。さらにまた、このフレ ームは体のある部分が実質的にこの多角形の内部におさまるべく位置決めできる ように構成されるのが好ましい。 好ましくは、このフレームは手術テーブルまたはベッドにしっかりと結合する 取付ブラケットを含む。この取付ブラケットは好ましくは、当該フレームが手術 テーブルもしくはベッドに相対して望ましい角度で調節および固定できるように 構成される固定可能ジョイントを含む。さらにまた、このフレームは好ましくは 、複数のアームと、２つ以上のアームと結合する調節ヒンジとを含み、この結合 した２つ以上のアームによって定義される角度が望ましい位置に調節されしっか りと固定できるように構成される。 本発明の好適な実施例は、参照フィールドトランスデューサが頭部に近接して しっかりと位置決めされ、頭部付近に非電離場を生成するように当該フレームが 適合したものを提供する。好ましくは、このフレームは機械的に、外科手術の間 に頭部の位置を固定する装置に結合される。あるいはまた、このフレームは外科 手術中に頭部位置を固定するように適合できる。このフレームはさらに、頭部の 反対側に位置する頭部係合要素を備えてもよい。このトランスデューサは磁場を 生成するコイルであるのが好ましい。 さらに、本発明の好適な実施例によれば、被検者の体の内部にプローブの位置 と方位を決定するシステムを提供し、このシステムは上記のようにフィールドを 生成する装置と、体内に挿入するためのプローブと、このプローブの位置と方位 の座標を決定するフィールドに対応した少なくとも１つの装置とを含む。好まし くは、このシステムは１つ以上の位置感知装置を含み、好ましくはこのプローブ に固定され当該トランスデューサの位置が決定できるように適合される。好まし くは、このフィールドは磁界であり、このフィールド応答装置はコイルである。 同様に、このフレームはさらに、プローブ較正レセプタクル(calibration recep tacles)を含むのが好ましい。 さらに本発明の好適な実施例は医療患者の頭部付近に非電離場を生成する装置 を含み、この装置は当該トランスデューサが固定される１つ以上の参照フィール ドトランスデューサおよび剛性フレームを含む。このフレームはその中に開口部 を有し、頭部はこのフレームが患者の頭部または首部のある部分に近接し少なく とも一部分を取り巻くように位置づけすることができる。 このフレームは好ましくは、閉じた二辺および開いた一辺を有する三角形を規 定する一組のアーム部材を備えており、頭部または首部の一部分は開いた辺を通 してフレームの内部に容易に位置決めできる。好ましくは、トランスデューサは フレームの少なくとも３つの角部に位置決めされ、このフレームのアーム部材は ヒンジを使用して互いに接続される。さらに、アーム部材間の相対的な変位を測 定する手段を与えることができる。 他の好適な実施例では、頭部クランプは頭部の移動を防止するようにフレーム に取り付けることができる。他の好適な構成(arrangement)では、このフレーム は頭部の移動を防止するように頭部クランプと一体に形成してもよい。他の好適 な実施例では、このフレームはさらに頭部に対してびんと張るように調節可能な 頭部係合固定具を含んでもよい。 図面の簡単な説明 図１は、動脈カテーテル挿入中に使用している本発明の好適な実施例を示した ものである。 図２は、使用法が図１に示された本発明の好適な実施例に合わせてフィールド トランスデューサを載置したフレームを図示したものである。 図３は、神経外科手術中に使用している本発明の好適な実施例を示すものであ る。 図４は、使用法が図３に示された本発明の好適な実施例に合わせてフィールド トランスデューサを載置したフレームを図示したものである。 図５は、本発明の好適な実施例によるヒンジ、ジョイント、取付ブラケットの 詳細を示す断面図である。 図６Ａは、本発明の他の好適な実施例によるフレームの図示したものである。 図６Ｂは、神経外科手術中に使われている図６Ａのフレームを図示したもので ある。 図７は、本発明のさらに他の好適な実施例によるフレームを図示したものであ る。 図８Ａは、本発明のさらに他の好適な実施例によるフレームを図示したもので ある。 図８Ｂは、図８Ａの好適な実施例の概略上面図である。 図９は、本発明の他にとるべき好適な実施例を図示したものである。 図１０は、本発明のさらに好適な実施例の斜視図であり、腹部または胸部手術 に使用しているものである。 図１１Ａは、本発明のさらに他の好適な実施例の概略正面図である。 図１１Ｂは、図１１Ａに示される好適な実施例の側面図である。 発明を実施するための最良の形態 本発明の好ましい実施例によれば、図１はカテーテル２０などのプローブの位 置、方位またはその両方を決定するシステムを示す図であり、そのプローブは心 臓カテーテル法の手順中で使用する被検者の体の内部に配置される。 このシステムは国際特許公開第ＷＯ ９６／０５７６８号に記載されたタイプ が好ましく、これは本特許出願の譲受人に譲渡されており、引用文献にてその開 示内容がこの文書中に取り入れられている。このシステムはプローブすなわちカ テーテル２０の遠位端の配置をもたらす手段を含むものである。この開示内容す なわちトランスデューサにおいて使われているように、用語「配置」はプローブ すなわちトランスデューサの位置、方位またはその両方をいう。 ここで、プローブは、カテーテルにおいて位置決め可能な用地(site)に隣接し た、例えばその遠位端付近に非同心の受信機コイル２１（１つのみが示されてい る）の形状をした複数のトランスデューサを含む。これらのコイルは、フレーム ２３に固定された参照フィールドトランスデューサ２２により生成された磁界に 応答して信号を生成し、被検者２８の胸部下方にある手術テーブルに対して順に 固定されている。これらの信号は６つの位置と方位の座標を考慮したものなので 、カテーテル２０の配置は同時のイメージングを必要とせずに既知となる。 本発明のこの実施例および他の好適な実施例は６次元配置決定用のシステムに 関して記載されているが、本発明は同様に、１次元、２次元、３次元、４次元、 または５次元の位置と方位の座標を決定するシステムに適用できる。 本発明の好ましい実施例によれば、図２は本発明の第１の態様の概略図を示し ており、３つの参照フィールドトランスデューサ３０，３２，３４が固定された フレーム２２を備える。フレーム２２は硬質プラスチックあるいは他の剛性材料 からなり、カテーテル挿入中か他の医療処置の最中に参照フィールドトランスデ ューサの移動を防止するように取り付けられるのが好ましい。トランスデューサ ３０，３２，３４はフィールド生成コイルであるのが好ましく、これはフィール ド生成回路（図示せず）によって駆動された場合に多数の識別可能な交流（ＡＣ ）磁界を生成する。トランスデューサ３０，３２，３４によって生成されるそれ ぞれの磁界は、これらトランスデューサによって定義された三角形の中心を通り その平面に垂直な軸Ａに隣接した部位においてほぼ同等で最大の大きさを有する ものである。プローブとそれ故カテーテルの位置はこの部位内に最大精度で決定 されることが経験的に分かる。 本発明の好ましい実施例においては、トランスデューサ３０，３２，３４によ って生成された磁界は異なるＡＣ周波数のおかげで識別可能なものである。トラ ンスデューサはコイルであるのが好ましく、それぞれの共鳴周波数で駆動回路（ 図示せず）によって駆動され、これらの周波数で実質的に等しい大きさを有する 磁界を生成するものである。従来技術において公知のように、それぞれの直径が Ｄ１およびＤ２でそれぞれの周波数がω１およびω２の２つ共鳴コイルが与えら れた場合、ω１＞ω２かつ双方のコイルが入力レベルが等しく駆動されたならば 、その時それぞれの周波数ω１およびω２における磁場の大きさは実質的に等し くなるようにＤ２はＤ１よりも一般に大きくならなくてはならない。それ故、例 えば図８Ｂに示されるように、トランスデューサ３０，３２，３４は異なる直径 を有するのが好ましく、共鳴周波数が最大であるコイルは最小直径を有し、その 逆も同様となる。 本発明の好適な実施例においては、トランスデューサ３０，３２，３４は、二 等辺三角形を定義するようにフレーム２２に固定される。このフレームが辺に突 出しないで手術テーブル２４（図１）下に容易に適合できるように、この三角形 は等辺ではなくてむしろ他の２つの頂点よりも鋭角となる頂点（ａｐｅｘ）を有 するのが好ましい。同じ理由のために、三角形の頂点には、コイルのうち最も大 きなものが位置づけされる。 図２は、三角形フレーム２２と３つのトランスデューサ３０，３２，３４を示 す図であるが、本発明の他の好適な実施例は、２つ、４つあるいはそれ以上のト ランスデューサを備えていてもよい。さらにまた、トランスデューサが固定され るフレームは、そのフレームの形状はトランスデューサがプローブが配置された 体の部分に隣接して安定に位置決めできるようなものである限り、他の多角形で も非多角形の形状をしていてもよく、それは平面あるいは非平面でもよい。この フレームは、プローブを配置した体の部分がトランスデューサの位置によって定 義された中心軸に隣接するように位置決めと方位づけをするのが好ましい。公知 の手法にしたがって決定されるように、この明細書中の「中心(center)」および 「中心の(central)」なる用語は、トランスデューサによりこのような幾何図形 が定義されるならば、等多角形の中心あるいはトランスデューサにより定義され た図形全体の幾何学的中心をいうように解される。 本発明の他の好適な実施例においては、図３に示されるように、プローブ、好 ましくはカテーテル４０の被検者４４の頭部４２内部への配置を決定するシステ ムは神経外科手術の最中に使用される。図３に示された本発明の好適な実施例は プローブ配置を決定するための他種システムに同様に適用できるが、上述の’１ ０３国際特許出願に記載されたタイプが好ましい。フレーム３８は被検者４４の 頭部４２に隣接した参照フィールドトランスデューサ３０，３２，３４を保持す る。 図４に示されるように、本発明の好適な実施例においては、フレーム３８は三 角形の二辺をなす剛性アーム３６，３７からなる。アーム３６，３７は硬質プラ スチックあるいは他の剛性材料から作られているのが好ましい。被検者４４の頭 部４２の後部がアーム３６、３７間の空間に位置づけできるように、三角形の第 ３辺は開放されている。このようにして、上記に説明したように、頭部４２はカ テーテル４０の位置が最も精度が高く決定できる部位内に配置されるように、ト ランスデューサ３０，３２，３４は位置決めされる。 同様に図５を参考にすると、フレーム３８は取付ブラケット５０によって手術 テーブル４６に固定され、外科手術中に腰掛け位置に患者を保持するために位置 決めされる。頭部の動きを防ぐために、頭部クランプ４７はテーブル４６に固定 されるとともに、頭部４２にきつくしっかりと固定される。外科医４８は頭部４ ２の前部に手術するのに制約がなく、フレーム３８によって妨害されないことが 理解されよう。 取付ブラケット５０の好適な実施例の詳細は図５の断面図に示される。好まし くは、取付ブラケット５０は、テーブル４６に堅くテーブル４６に結びついたレ ール５４と係合する溝５２つきのクランプ５１を備える。ちょうねじ５６は所望 の位置に取付ブラケットを保持するレール５４に対してきつく締め付けられる。 取付ブラケット５０は、ボールジョイントが好ましい固定ジョイント５８によっ てフレーム３８に結合される。ジョイント５８を所望の角度に位置決めした後、 ちょうねじ６０はジョイント５８を保持するように堅く締め付けられる。 さらにまた、図５に示される本発明の好適な実施例において、調節可能ヒンジ ６２によりフレーム３８のアーム３６，３７間の角度は調節できるようになる。 これらのアームが所望の角度に取り付けられた後、ちょうねじ６４はヒンジのさ らなる動きを防止するためにきつく締め付けられる。ヒンジ６２は光学符号化装 置等の公知のタイプの回転測定装置６５を含むのが好ましく、これによりアーム ３６，３７間の角度が正確に決定されるようになるので、トランスデューサ３０ ，３２，３４の相対位置は既知となる。 同様に、本発明によるトランスデューサが固定されるフレームの他の好適な実 施例では、被検者の体のある部分に近接してトランスデューサを最適に位置決め するために、フレームのアーム間の角度および変位が、プローブの正確な位置決 定のために変えることができるヒンジまたはジョイントを含んでもよい。これら の実施例によるフレームは、当該技術において知られているが、このフレームの アーム間の角度と変位を測定するための手段を含むことができるのが好ましい。 上記に説明されているように、これらのトランスデューサのお互いの相対位置 はトランスデューサ間の角度またはトランスデューサを運搬するアームの配置を 測定することなどによる幾何学的手法により決定できるが、他の手法を使用して もよい。例えば、これと同日の日付で提出され、本願の譲受人に譲渡された「独 立に位置決め可能な位置設定システム(Independently Positionable Transducer sFor Location System)」と表題がついた出願に開示されているように、１つ以 上の較正フィールドトランスデューサは各参照フィールドトランスデューサと関 連して与えることができる。この較正フィールドトランスデューサは、較正およ び参照フィールドトランスデューサ間の非電離場を送信および検出することによ って所望の位置に配置された後、これらフィールドトランスデューサのお互いの 相対位置を決定する。このような好適な実施例の一つにおいては、位置決め情報 を生成する装置はフレーム上のトランスデューサの各々に隣接しておかれ、これ によりこのトランスデューサの相対位置が正確に決定できるようにする。位置情 報を生成するためのこれらの装置は、例えば、外部より加えられた磁界に応答し て位置応答電気信号を生成したり、フレームに対する装置の位置を決定するよう に信号分析される感知コイル等のトランスデューサからなってもよい 。 本発明の好適な実施例のいくつかにおいては、図６Ａ，図６Ｂに示されるよう に、フレーム３８は頭部に隣接したアーム３６，３７の端部に頭部係合固定具７ ０を含む。固定具７０は、例えばアーム３６，３７それぞれのねじ穴を通して固 定具７０に結合したねじ棒６６を進めるためにちょうねじ６８を回すことにより 、頭部の反対側に対してしっかりとなるように調節されきつく締め付けられる。 このようにして、トランスデューサ３０，３２，３４は外科手術の間全体にわた って頭部に相対した固定位置に保持される。さらにまた、この実施例では、フレ ーム３８は同様に、頭部クランプ４７に結合して、手術テーブル４６に相対した 所望の方位に頭部４２を保持しておくのに役立つ。 本発明の他の好適な実施例においては、図７に示されるように、トランスデュ ーサ３０，３２，３４は剛性の頭部クランプ７１に固定され、これにより本発明 に従った放射体を載置したフレームとして利用できる。頭部クランプは、図３に 示されるように、頭部クランプ４７と同様な方法で患者の頭部にしっかりと固定 されるのが好ましい。 図８Ａ，図８Ｂは本発明の他の好適な実施例を示し、トランスデューサ３０， ３２の位置がしっかりと固定されるのを確保するのに役立ち、外科手術の最中に 動かなくなる。図８Ａは手術テーブル９４に付属したフレーム７２を示す図であ る。フレーム７２はトランスデューサ３０，３２，３４が固定された取付台７４ を含む。図８Ｂに示されるように、フレーム７２はさらに、このフレームの反対 側に二組のピンレセプタクル７６，７８を備え、それぞれヒンジピン８０と案内 ピン８２によって係合している。フレーム７２は剛性の単一片材料でできていて もよく、プラスチックが好ましい。 図８Ｂに示されるように、ヒンジピン８０は、一組のピン８０によって定義さ れた軸８８を中心に回転できるように、フレーム７２の両側で案内リング８４と ホルダ８６の穴に係合する。案内ピン８２は、フレーム７２が軸８８中心に回転 するとき案内ピン８２がスロットに沿って摺動するように案内リング８４のスロ ット９０に係合する。ホルダ８６は棒９２によって係合し、フレーム７２および 案内リング８４を手術テーブル９４に結合する。 図８Ａ，図８Ｂの好適な実施例によれば、ある外科処置の準備段階において、 手術テーブル９４のマットレス９５上に被検者はおかれ、その頭部は頭部支持部 ９６と当接して堅くクランプされたままとなるが、その詳細は図に示されない。 フレーム７２は、頭部に隣接した望ましい位置で取付台７４に固定された放射体 を位置決めするように軸８８を中心に回転される。次に、つまみ９８，１００， １０２，１０４は所望の方位にフレーム７２を堅く保持するようにしっかりと締 め付けられる。つまみ９８，１０４はともに棒９２の動きを防止する一方、つま み１００はスロット９０に案内ピン８２をしっかり締め付け、つまみ１０２はホ ルダ８６におけるヒンジピン８０の回転を防止する。このつまみを余分にきつく 締めることにより、フレーム７２は不意に移動しないように保証する。 図９は本発明の他にとるべき好適な実施例を示す図で、フレーム１０６は図８ Ａ，図８Ｂに示されるフレーム７２に動作において同一である。しかしながら、 図９に示される実施例においては、ピン８０，８２と係合するフレーム１０６の 部分は広くしてある。これはつまみ９８，１００，１０２，１０４をしっかり締 めることによって固定される場合に、フレームはより不動な状態でテーブル９４ に相対したその位置を保持するためである。 フレーム１０６はさらに、カテーテル較正レセプタクル１０８を含み、トラン スデューサ取付台７４に相対した既知の場所に位置決めされる。好ましくは、上 記のように、プローブ運搬カテーテルは被検者の体内に挿入される前に、カテー テルはプローブを運搬される遠位先を順にレセプタクル１０８の各々に置き、レ セプタクルのそれぞれの既知の位置をカテーテルの位置情報生成手段により生成 される信号から引き出される位置情報と比較することによって較正がなされる。 この手順から導かれた較正データは、「カテーテル較正システム」と表題がつい た、オサディ(Osadchy)、フライド(Fried)、ベンハム(Ben-Haim)による未公開の 米国暫定特許出願第６０／０１７，６３４号で、１９９６年５月１７日に提出さ れ、本特許出願の譲受人に譲渡され、この文書中で引用例によりその開示内容が 取り入れられているものであるが、これに記載されているように、カテーテル内 に蓄えられた較正データと結合して使用できる。 上記の好適な実施例は神経外科手術における使用に対して記載されている。し かしながら、本発明の他の実施例は、閉じた多角形フレームが好都合にしかも安 定して外科手術中に位置決めすることができない状況下で、体内の他部分におい てプローブあるいはカテーテルの位置を追跡するのに役立てることが可能である ことが理解されよう。さらに、本発明の他の好適な実施例では、最適な追跡性能 のために、問題になっている体の部分の下というよりもむしろ周囲にトランスデ ューサを位置決めするのが望ましい場合に役に立つ。 このように、図１０に示される本発明の好適な実施例においては、Ｕ字形フレ ーム１１０はこれに付属したトランスデューサ用の安定取付台を提供し、これは 患者１２８の腹部の内部にプローブを追跡するためのシステムの一部として使う ことができる。フレーム１１０はトランスデューサ１２２，１２６がそれぞれ腹 部の左側および右側よりも上方に位置決めされ、一方トランスデューサ１２４は 背中よりも下方に位置決めされる。図５に示されるように、フレーム１１０は取 付機構１１４によって手術テーブル１１２に接続され、この取付機構１１４が取 付ブラケット５０と機能と構成において同様である。機構１１４によりフレーム は左右に傾けることができ、望ましい位置に係止されるまでテーブル１１２の縦 方向に沿って適当に前後に摺動することができる。 上記の好適な実施例の態様はさらに、磁界を基にした位置決定用のシステムに ついて記載されているが、本発明は、音響、光学あるいは超音波フィールドを放 射および検知するなどの他形式のフィールドトランスデューサを使用したシステ ムなどの、当該枝術では知られている他種の位置決定システムに同様に適用可能 である。本発明は一般に、放射フィールドが被検者の体の中へ送信されるか、ま たはそこから受信される医学使用向けの他のシステムに役立つ。 本発明の他の好適な実施例においては、例えば図１１Ａ，図１１Ｂに示される ように、「グースネック」小型放射体とも言われる、移動可能トランスデューサセ ンブリ３００が示され、これは好ましくは非常に小さいサイズのフィールド送信 コイルであり、フェライトコアを組み込んでもよい１つ以上の参照フィールドト ランスデューサ３０２を含む。小コイルは、プローブ配置計算機によってより正 確な計算をもたらす点源双極子(point source dipoles)によりよく似た動作をす る傾向があるので、小コイルが好ましい。各コイル３０２は支持部３０６を形成 するコイル保持アーム３０４に付属し、プラスチックなどの軽量材料から形成さ れるのが好ましい。支持部３０６の中心部には、図１１Ｂに示されるような可撓 性のあるグースネックアーム３１０に支持部が取りつけられるような取付ボルト ３０８がある。全体に可動なトランスデューサアセンブリ３００は、調節可能な 取付機構３１２によって手術テーブルなどに取りつけることができ、この取付機 構３１２は締め付けねじ３１８の回転によって上方アーム３１６に対してきつく 締め付けることができる可動のブラケット３１４を含む。支持ディスク３０９は コイル３０２に対する支持を促進するように任意に含まれる。しかしながら、患 者が配置された部屋の照明のせいで望ましくない影が投じられるおそれがある状 況では、支持ディスク３０９は除去できる。トランスデューサ３０２は３つある のが好ましいけれども、１つ、２つあるいは３つ以上のトランスデューサでも使 用できる。例えば、プローブトランスデューサがフィールド生成トランスデュー サからなる場合には、単一の多重軸、固体位置検知器が使用できる。 図１１Ｂに示されるように、１つ以上の患者参照トランスデューサ３２０は患 者３２２の体に取りつけられ、移動可能トランスデューサがその望ましい位置に 移動した後、患者の参照フレームに対して可動なトランスデューサアセンブリ３ ００上のトランスデューサの位置を決定するために使用される。患者参照トラン スデューサ３２０は固体の３軸位置検知器からなるのが好ましい。一旦、移動可 能トランスデューサセンブリが適所に動いたならば、(一つ以上の患者参照トラ ンスデューサ３２０によって定義されるように)患者参照フレームに対する移動 可能トランスデューサセンブリ上のトランスデューサの配置は、患者参照トラン スデューサと移動可能トランスデューサセンブリ上の参照フィールドトランスデ ューサ間の非電離場を送信および受信することによって従来方法で決定できる。 図１１Ａ，図１１Ｂに示される移動可能トランスデューサセンブリ３００は容 易に再位置決め可能な参照フィールドトランスデューサを提供するために使用で きる支持部の単なる一例にすぎない。可動で再位置決め可能な支持部を提供する 他の手段が採用でき、例えば図５に示されるジョイントやちょうねじ構成などの 調節可能かつ締めつけ可能ジョイントによって互いに取りつけられた相当数のよ り小さめの剛性アーム部材で置き換えることができる。加えて、コイル中の相対 位置が既知で決定可能である限り、３つ以上のコイルは移動可能なトランスデュ ーサアセンブリに適用ができ、これらコイルは共面関係に置かれるには及ばない 。 この移動可能なトランスデューサアセンブリを使用することにより沢山の利点 があとに続く。重要なことだが、移動可能トランスデューサアセンブリは、外科 手術の手順中に関心のある部位の近くに移動でき、同様に外科医がアクセスを増 加しなければならない領域からも離れて再位置決めすることが可能である。移動 可能トランスデューサアセンブリは小さくて直結できるので、したがって、イメ ージに相関のある特異な組織容量に対して創り出されたフィールドに直結したフ ィールドトランスデューサ用の調節可能かつ安定な懸架システムを提供できる。 ＳＮ比の優れた性能もまた本発明の移動可能トランスデューサセンブリで達成 される。一般に、プローブ配置システムにおいて、１つ以上のトランスデューサ を使用すれば、当該アセンブリのＳＮ比が最適化され(いわゆる「最適部位」)、 より高精度なフィールド測定をすることが可能となる、これらトランスデューサ と関連した容量の部位がある。しかしながら、参照トランスデューサが患者のベ ッド近くの固定位置に載置された従来プローブ配置システムでは、この最適部位 は、一般に患者のすみからすみまでをプローブが移動可能となるように大きな領 域を網羅する。例えば、カテーテルなどのプローブは患者の足から心臓まで追跡 しなければならないならば、固定トランスデューサによって定義された最適部位 は患者の大部分を覆うほど大きくなければならない。しかしながら、最適領域が 大きくなればなるほど、このような部位のすみからすみまで高ＳＮ比を成し遂げ ることは一層困難になる。本発明の移動可能トランスデューサアセンブリに関し ては、外科手術の処置の最中でさえも当該アセンブリが患者の関心ある部位に移 動できるので、最適領域はより小さくかつ高度に集中することができる。したが って、本発明の好適な実施例によれば、大きくて固定した配列で同一トランスデ ューサを使用している固定トランスデューサアセンブリに比較してＳＮ性能が高 められたものにすることができる。当該システムのＳＮ性能も同様にプローブト ランスデューサの特性に依存する。本発明の好適な実施例によってもたらされる 性能の向上により、あまり感度はよくないがその反動でプローブトランスデュー サとプローブの小型化を容易にするプローブトランスデューサを使って受容可能 なＳＮ性能を提供できる。あるいはまた、移動可能トランスデューサによって与 えられた利益は、満足のゆく性能を維持しつつも、より小さく、より安く、しか もあまり押しつけがましくない参照トランスデューサが使用できるようにする。 移動可能トランスデューサセンブリは、助手の外科医の視界を邪魔したり、患 者へのアクセスを邪魔したりしないように、最適化して位置決めすることができ る。移動可能トランスデューサセンブリは、手術ベッドレールに取りつけること ができ、お望みによりこのレールを上下に摺動できる。患者参照トランスデュー サは、患者に対する参照フィールドトランスデューサが移動するように提供でき るので、先に入手したイメージデータに関する再登録は容易に成し遂げることが できる。 さらに、システムソフトウェアも同様に与えることができ、帰還技術は移動可 能トランスデューサセンブリの不適当な配置が正確になるように使用できる。例 えば、参照フィールドトランスデューサの位置決めがプローブの遠位先の位置決 め検知器からあまりにも遠くにあるので信頼できるフィールド検出および位置情 報を生成できない場合には、光や音調などの指示器信号が生成できる。 小点源の電磁石を使用すれば有利であるのは、これが軽量であるから故に外科 手術処置の間に所望の位置に容易に動かすことができ、あるいは医師の邪魔にな ったりしないことである。コイルが目下使用されている固定コイルシステムと比 較してよりよい双極子としてふるまうので小点源の電磁石を使用すればより正確 な計算機がモデル化することもできる。 さらにまた、本発明による移動可能トランスデューサなどのコイル構成に関し ては、放射体の平面とマップ化容量との間の分離をインチレベルと同程度まで、 さらにはインチの分数レベルまで減少させることが可能である。 本発明のコイルの構成は、固定した、非可動コイルシステムを使用することに より生ずる多数の課題を解決する。例えば、脊髄処置においては、非可動コイル システムは医師を邪魔するおそれがあり、主要外科医とは反対側に立つ助手の外 科医をブロックするおそれがある。非可動コイルシステムは一般に、照明をブロ ックしてしまうので、患者よりも上方に位置決めすることはできない。また、金 属製の患者用ベッドは干渉を生ずるおそれがあり、この問題を解消するために必 ずしも全てのベッドが置き換えられたり、装備を改良したりできるわけではない ので、非可動コイルシステムは患者の下に位置決めできないおそれがある。この ように、現行のシステムは一般に、患者のベッドに平行に与えられ、視界および 後方妨害の双方を生ずるおそれがある。その上、非可動コイルに関しては、これ が瞬時から瞬時に移動できないならば、高精度のマップ化容量はあまりにも小さ くて役立たない。 また、この文書中に記載された本発明の各種の実施例に関しては、例えば、ト ランスデューサが関心のある領域のより近くに移動してよりよい読み出しを提供 することができるようにしたり、トランスデューサがより小さくより集中した領 域に現在提供されたので、一層小さめのトランスデューサを使用することができ るなどの多数の利点が達成される。これらトランスデューサは同様に特殊な処置 のために道を外れて新しい場所に移動することもできる。 同様に、本発明は患者の異なる領域に配置された２つ以上のセットの参照フィ ールドトランスデューサを同時に使用し、これにより２つ以上の外部参照フレー ムを効果的に定義できる。この構成は、プローブがこれらトランスデューサセッ ト間を移動するときに、当該システムはしたがってセットのトランスデューサ間 を切り替えるように作用する。 同様に、本発明は米国特許出願第０８／４７６，３８０号に開示されたシステ ムと結合して使用することができ、その開示内容は引用文献でここに取り入れら れている。米国特許出願第０８／４７６，３８０号においては、適応性のある帰 還が使われており、これがプローブの場所にかかわらずプローブ上の検知器が予 め選択された大きさの範囲内のフィールドを受信するのを確保するために参照フ ィールドトランスデューサまたはコイルに供給される電流を調節する。これによ り検知器がその最適範囲内で働き、小型の送信機や検知器の使用が可能となる。 このようにして、米国特許出願第０８／４７６，３８０号において開示されてい る適用性のある帰還技術は本発明で使用でき、参照フィールドトランスデューサ とプローブフィールドトランスデューサ間で生成された非電離場の強度を調節す る。 本発明はさらに、「体内プローブを使用した医療手法および装置」と表題がつき これと同一日付で提出され、通例本願の譲受人に譲渡されたＰＣＴ出願に開示さ れた「サイト(site)プローブ／インストラメントプローブシステム」と結合して 使用できる。このサイトプローブ／インストラメントプローブシステムにおい ては、カテーテルなどの医療プローブは、他のプローブに対するこのプローブの 相対位置を決定することによって、あるいは同時に、両方のプローブ上に載置さ れたフィールドトランスデューサに、またはフィールドトランスデューサから非 電離放射線を送信することによって、患者の体の内部に案内される。特に、サイ トプローブは体の内部の病変に対してしっかりと固定することができ、病変を治 療するためにインストラメントプローブはプローブの相対位置をモニターするこ とによって病変に案内することができる。薬剤または生検を組織標本(tissue sa mple)に送り出すために、インストラメントプローブをサイトプローブに案内す ることのみが必要となる可能性があるので、患者内部での医療および／またはイ メージングプローブの配置の同時イメージングはされなくてもよい。本発明の各 種の移動可能トランスデューサの設備(arrangements)はそれ故、サイトプローブ ／インストラメントプローブシステムとともに使用できるが、同時患者イメージ ングを使用してもしなくてもよく、これにより参照フィールドトランスデューサ によって定義された参照フレーム中のプローブの配置を示す(locate)ことができ る。 上記に記載された特徴部分のこれらのおよび他の変形および組合せは本発明に もとることなく利用することができるので、好適な実施例の前述の記載は、この 特許請求の範囲によって定義された本発明の制限というよりもむしろ例示でなさ れるべきである。 関連出願の相互参照 本出願は、１９９６年２月２６日付で提出された米国暫定出願第６０／０１２ ，２４１号と１９９６年２月１５日付で提出された米国暫定出願第６０／０１１ ，７２０号の利益を請求し、したがってその開示内容はこの文書中で引用文献に より取り入れられている。 以下のＰＣＴ出願は、各々出願人にバイオセンス社(Biosense,Inc.)の名がつ いており、同様にこの文書中で引用文献にて取り入れられている： イスラエル受理官庁に１９９７年２月１４日頃に提出されたカテーテルを基に した外科手術；イスラエル受理官庁に１９９７年２月１４日頃に提出された体内 エネルギの集中化(Focusing)；イスラエル受理官庁に１９９７年２月１４日頃に 提出された位置決定可能な生検針；イスラエル受理官庁に１９９７年２月１４日 頃に提出されたカテーテル較正および取扱モニタリング；イスラエル受理官庁に １９９７年２月１４日頃に提出された内視鏡の正確位置決定；米国受理官庁に１ ９９７年２月１４日頃に提出されたフィールドトランスデューサ付の医療プロー ブ；米国受理官庁に１９９７年２月１４日頃に提出された管腔付のカテーテル； 米国受理官庁に１９９７年２月１４日頃に提出された体内プローブを使用した医 療手法および装置；米国受理官庁に１９９７年２月１４日頃に提出されたロケー ションシステム用の個別に位置決め可能なトランスデューサ；イスラエル受理官 庁に１９９６年２月１４日頃に提出された多重素子エネルギ集中化と表題がつい たＰＣＴ出願は、出願人としてVictor Spivakと名付けられており、同様にこの 文書中に組み込まれている。 産業上の利用性 本発明は医療およびその関連手技にて使用できる。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】１９９８年１月１２日（１９９８．１．１２） 【補正内容】 １．(ａ)プローブ内に載置された１つ以上のプローブフィールドトランスデュ ーサを有するプローブと； （ｂ）フレーム上に載置された１つ以上の参照フィールドトランスデューサと ； （ｃ）前記参照フィールドトランスデューサが患者の体に近接して異なる位置 に選択的に位置決めできるように、患者に相対して移動する前記フレームを載置 する手段と； （ｄ）前記プローブフィールドトランスデューサと前記参照フィールドトラン スデューサ間の１つ以上の非電離場を送信するための送信手段と； （ｅ）このような送信されたフィールドを各々検出するための検出手段と； （ｆ）前記参照フィールドトランスデューサに対する前記プローブの相対的な 配置を、検出されたフィールドの特性と、前記参照フィールドトランスデューサ とのお互いの相対的な配置とから決定するための計算手段と； （ｇ）前記参照フィールドトランスデューサに相対した前記プローブの配置を 患者の体に相対した既知の配置に変換するための変換手段であって、前記変換手 段は当該患者の体に付着した１つ以上の基準トランスデューサを含むこととを備 えた患者の体の内部にプローブの配置を決定するシステム。 ２．前記フレームは２つ以上の前記参照フィールドトランスデューサが既知の 空間関係でお互いに可動であるようにするためのリンク機構を組み入れているこ とを特徴とする請求項１に記載のシステム。 ３．前記フレームは剛性であり、前記参照フィールドトランスデューサをお互 いに相対した固定位置に把持することを特徴とする請求項１に記載のシステム。 ４．前記載置する手段は可撓性アームからなることを特徴とする請求項１に項 記載のシステム。 ５．(ａ)プローブの中に載置された１つ以上のプローブフィールドトランス デューサを具備したプローブを与えるステップと； （ｂ）前記参照フィールドトランスデューサが患者の体に近接して異なる位置 に選択的に位置決めできるように、患者に相対して移動するフレームを載置する 手段を有する前記フレーム上に載置された１つ以上の参照フィールドトランスデ ューサを与えるステップと； （ｃ）前記参照フィールドトランスデューサが患者の体に近接して第１の場所 に位置決めされるように前記フレームを調整するステップと； （ｄ）プローブフィールドトランスデューサと前記参照フィールドトランスデ ューサ間の１つ以上の非電離場を送信するステップと； （ｅ）このような送信されたフィールドを各々検出するステップと； （ｆ）前記参照フィールドトランスデューサに対する前記プローブの相対的な 配置を、検出されたフィールドの特性と、参照フィールドトランスデューサとの お互いの相対的な配置とから計算するステップと； （ｇ）前記参照フィールドトランスデューサに相対した前記プローブの配置を 患者の体に相対した既知の配置に変換するための変換するステップであって、前 記変換するステップは前記参照フィールドトランスデューサと患者の体に付着し た１つ以上の基準トランスデューサとの間に送信された非電離場を検出するステ ップを含むこととを備えた患者の体の内部にプローブの配置を決定する方法。 ６．前記１つ以上の参照フィールドトランスデューサを再位置決めし、前述の ステップを繰り返すステップをさらに含むことを特徴とする請求項５に記載の方 法。 ７．(ａ)１つ以上の参照フィールドトランスデューサと； （ｂ）前記トランスデューサが固定される剛性フレームであって、前記剛性フ レームは、前記参照フィールドトランスデューサが患者の体に近接した実質的に 平面構成で配置されるとともに、患者の体のある部分がこのフレーム内部および 前記参照フィールドトランスデューサ間に伸長するように、患者に相対した前記 フレームを載置する手段を備えることとを備えた患者の体の内部に非電離場を生 成する装置。 ８．前記トランスデューサは多角形を定義するとともに、前記載置手段は多角 形面に対して垂直であり、かつその中心を通過する軸が患者の体を通過するよう に前記フレームの位置決めを可能にすることを特徴とする請求項７に記載の装置 。 ９．載置手段は患者が位置決めされた患者用ベッドに堅く結合した載置ブラケ ットからなることを特徴とする請求項７に記載の装置。 １０．前記載置ブラケットは固定可能ジョイントからなり、これは当該フレー ムが患者のベッドに相対した所望の角度で調整され固定できるように構成される ことを特徴とする請求項９に記載の装置。 １１．前記参照フィールドトランスデューサが患者の体に近接して異なる位置 に選択的に位置決めできるように当該参照フィールドトランスデューサが患者に 相対して移動できるように前記載置する手段は構成されることを特徴とする請求 項７に記載の装置。 １２．前記フレームは複数のアームと調節ヒンジとからなり、前記参照トラン スデューサがお互いに相対した異なる位置に移動できるように、前記調節ヒンジ は２つ以上のアームと結合し、結合された２つ以上のアームによって定義された 角度となるように構成され、これにより所望の場所に堅く調節し固定することを 特徴とする請求項７に記載の装置。 １３．当該フレームは、前記トランスデューサが患者の頭部に近接して固定可 能に位置決めされ、その頭部付近で非電離場を生成または受信するように適合す ることを特徴とする請求項７に記載の装置。 １４．前記フレームは、外科手術中に患者の頭部の位置を固定する装置に機械 的に結合されることを特徴とする請求項１３に記載の装置。 １５．前記フレームは外科手術中に頭部の位置を固定するのに適合したことを 特徴とする請求項１３に記載の装置。 １６．前記フレームはさらに、頭部の反対側に位置する頭部係合要素からなる ことを特徴とする請求項１３に記載の装置。 １７．前記トランスデューサはフィールド生成コイルからなることを特徴とす る請求項７に記載の装置。 １８．前記フレームはプローブ較正レセプタクルからなることを特徴とする請 求項７に記載の装置。 １９．(ｉ)１つ以上の参照フィールドトランスデューサと； （ｉｉ）前記トランスデューサが固定されたフレームであって、前記フレーム は複数のアームおよびと調節ヒンジを含んでおり、前記参照フィールドトランス デューサが患者の体に近接してお互いに相対した異なる位置に選択的に位置決め できるように、この調節ヒンジは２つ以上のアームと結合し、この２つ以上のア ームによって定義された角度により所望の位置に調整され堅く固定できるように 構成されることと、を患者の体の内部に備えた非電磁場を生成する装置。 ２０．２つ以上の前記参照フィールドトランスデューサの相対配置が決定でき るように適合した１つ以上の位置検知装置をさらに備えたことを特徴とする請求 項１９に記載の装置。 ２１．当該参照フィールドトランスデューサは磁場トランスデューサであるこ とを特徴とする請求項１９に記載の装置。 ２２．(ａ)１つ以上の参照フィールドトランスデューサと； （ｂ）前記トランスデューサが固定された剛性アームであって、前記フレーム は、患者の頭部および首部のある部分に近接し、かつ少なくとも部分的に取り巻 くようにこの頭部が設置できる開口部をその中に有することとを備えた、医療患 者の頭部付近に非電磁場を生成する装置。 ２３．前記フレームは閉じた二辺および開いた一辺を有する三角形を定義する 一組のアーム部材を備えており、頭部のある部分が容易に前記開いた一辺を介し て前記フレームの内部に位置決めできることを特徴とする請求項２２に記載の装 置。 ２４．前記トランスデューサは三角形フレームの三つの角部に少なくとも位置 決めされたことを特徴とする請求項２３に記載の装置。 ２５．前記アーム部材はヒンジを使用して互いに接続されていることを特徴と する請求項２３に記載の装置。 ２６．前記アーム部材間の相対的な変位を測定する手段をさらに備えることを 特徴とする請求項２５に記載の装置。 ２７．当該頭部の移動を防止するために前記フレームに付着した頭部クランプ をさらに備えたことを特徴とする請求項２２に記載の装置。 ２８．前記フレームは頭部の移動を防止するように頭部クランプで一体的に形 成されたことを特徴とする請求項２２に記載の装置。 ２９．前記フレームは頭部に対してしっかり締めるように調節可能な頭部係止 固定具をさらに含むことを特徴とする請求項２２に記載の装置。 ３０．(ａ)プローブ内に載置された１つ以上のプローブフィールドトランスデ ューサを有するプローブと； （ｂ）フレーム上に載置された１つ以上の参照フィールドトランスデューサと ； （ｃ）前記参照フィールドトランスデューサが患者の体に近接して異なる位置 に選択的に位置決めできるように、患者に相対して移動する前記フレームを載置 する手段と； （ｄ）前記プローブフィールドトランスデューサと前記参照フィールドトラン スデューサ間の１つ以上の非電離場を送信するための送信手段と； （ｅ）このような送信されたフィールドを各々検出するための検出手段と； （ｆ）前記参照フィールドトランスデューサに対する前記プローブの相対的な 配置を、検出されたフィールドの特性と、前記参照フィールドトランスデューサ とのお互いの相対的な配置とから決定するための計算手段と； （ｇ）前記参照フィールドトランスデューサに相対した前記プローブの配置を 上記患者の体に相対した既知の配置に変換するための変換手段であって、前記変 換手段は、患者に相対した参照フィールドトランスデューサの配置を基礎して、 患者に相対した前記参照フィールドトランスデューサの配置を決定するとともに 、患者に相対したこの配置を計算する手段を含むこととを備えた患者の体の内部 にプローブの配置を決定するシステム。 ３１．(ａ)プローブの中に載置された１つ以上のプローブフィールドトランス デューサを具備したプローブを与えるステップと； （ｂ）前記参照フィールドトランスデューサが患者の体に近接して異なる位置 に選択的に位置決めできるように、フレーム上に載置された１つ以上の参照フィ ールドトランスデューサを与えるステップと； （ｃ）前記参照フィールドトランスデューサが患者の体に近接して第１の場所 に位置決めされるように前記フレームを調整するステップと； （ｄ）プローブフィールドトランスデューサと前記参照フィールドトランスデ ューサ間の１つ以上の非電離場を送信するステップと； （ｅ）このような送信されたフィールドを各々検出するステップと； （ｆ）前記参照フィールドトランスデューサに対する前記プローブの相対的な 配置を、検出されたフィールドの特性と、参照フィールドトランスデューサとの お互いの相対的な配置とから計算するステップと； （ｇ）前記参照フィールドトランスデューサに相対した前記プローブの配置を 患者の体に相対した既知の配置に変換するための変換するステップであって、前 記変換するステップは、患者に相対した参照フィールドトランスデューサの配置 を基礎にして、患者に相対した前記参照フィールドトランスデューサの配置を決 定するステップと、患者に相対したプローブの配置を計算するステップとを含む ことと、を備えた患者の体の内部にプローブの配置を決定する方法。 ３２．前記１つ以上の参照フィールドトランスデューサを再位置決めし、それ から上述のステップを繰り返すステップをさらに備えることを特徴とする請求項 ３１に記載の方法。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，Ｓ Ｚ，ＵＧ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ， ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，Ｇ Ｅ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ， ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，Ｐ Ｌ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ， ＶＮ，ＹＵ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．（ａ）プローブ内に載置された１つ以上のプローブフィールドトランスデ ューサを有するプローブと； （ｂ）フレーム上に載置された１つ以上の参照フィールドトランスデューサと ； （ｃ）前記参照フィールドトランスデューサが患者の体に近接して異なる位置 に選択的に位置決めできるように、患者に相対して移動する前記フレームを載置 する手段と； （ｄ）前記プローブフィールドトランスデューサと前記参照フィールドトラン スデューサ間の１つ以上の非電離場を送信するための送信手段と； （ｅ）このような送信されたフィールドを各々検出するための検出手段と； （ｆ）前記参照フィールドトランスデューサに対する前記プローブの相対的な 配置を、検出されたフィールドの特性と、前記参照フィールドトランスデューサ とのお互いの相対的な配置とから決定するための計算手段とを備えた患者の体の 内部にプローブの配置を決定するシステム。 ２．前記フレームは２つ以上の前記参照フィールドトランスデューサが既知の 空間関係でお互いに可動であるようにするためのリンク機構を組み入れているこ とを特徴とする請求項１に記載のシステム。 ３．前記参照フィールドトランスデューサに相対した前記プローブの配置を患 者の体に相対した既知の配置に変換するための変換手段をさらに備えたことを特 徴とする請求項１に記載のシステム。 ４．前記変換手段は患者の体に取りつけられた１つ以上の基準トランスデュー サからなることを特徴とする請求項３に記載のシステム。 ５．前記載置する手段は可撓性アームからなることを特徴とする請求項１に記 載のシステム。 ６．（ａ）プローブの中に載置された１つ以上のプローブフィールドトランス デューサを具備したプローブを与えるステップと； （ｂ）前記参照フィールドトランスデューサが患者の体に近接して異なる位置 に選択的に位置決めできるように、患者に相対して移動するフレームを載置する 手段を有する前記フレーム上に載置された１つ以上の参照フィールドトランスデ ューサを与えるステップと； （ｃ）前記参照フィールドトランスデューサが患者の体に近接して第１の場所 に位置決めされるように前記フレームを調整するステップと； （ｄ）プローブフィールドトランスデューサと前記参照フィールドトランスデ ューサ間の１つ以上の非電離場を送信するステップと； （ｅ）このような送信されたフィールドを各々検出するステップと； （ｆ）前記参照フィールドトランスデューサに対する前記プローブの相対的な 配置を、検出されたフィールドの特性と、参照フィールドトランスデューサとの お互いの相対的な配置とから計算するステップとを備えた患者の体の内部にプロ ーブの配置を決定する方法。 ７．前記参照フィールドトランスデューサに相対した前記プローブの配置を患 者の体に相対した既知の配置に変換するステップをさらに含むことを特徴とする 請求項６に記載の方法。 ８．前記変換ステップは患者の体に１つ以上の基準トランスデューサを付着さ せるステップと、前記参照フィールドトランスデューサと前記基準トランスデュ ーサ間に送信される非電離場を検出するステップとを含むことを特徴とする請求 項６に記載の方法。 ９．（ａ）１つ以上の参照フィールドトランスデューサと； （ｂ）前記トランスデューサが固定される剛性フレームであって、前記剛性フ レームは、前記参照フィールドトランスデューサが患者の体に近接した異なる場 所に選択的に位置決めすることができるように患者に相対して移動する前記フレ ームを載置する手段からなることとを備えた患者の体の内部に非電離場を生成す る装置。 １０．前記トランスデューサは多角形を定義し、前記載置手段は多角形面に対 して垂直だあり、かつその中心を通過する軸が患者の体を通過するように前記フ レームの位置決めを可能にすることを特徴とする請求項９に記載の装置。 １１．前記フレームは体のある部分が実質的に当該多角形の内部に入るように 位置決め可能であることを特徴とする請求項１０に記載の装置。 １２．載置手段は患者が位置決めされたベッドに堅く結合した載置ブラケット からなることを特徴とする請求項９に記載の装置。 １３．前記載置ブラケットは固定可能ジョイントからなり、これは該フレーム が患者のベッドに相対した所望の角度で調整し固定できるように構成されること を特徴とする請求項１２に記載の装置。 １４．前記フレームは複数のアームと調節ヒンジとからなり、この調節ヒンジ は２つ以上のアームと結合し、結合された２つ以上のアームによって定義された 角度となるように構成され、これにより所望の場所に堅く調節し固定することを 特徴とする請求項９に記載の装置。 １５．当該フレームは、前記トランスデューサが患者の頭部に近接して固定可 能に位置決めされ、その頭部付近で非電離場を生成または受信するように適合す ることを特徴とする請求項１１に記載の装置。 １６．前記フレームは、外科手術中に患者の頭部の位置を固定する装置に機械 的に結合されることを特徴とする請求項１５に記載の装置。 １７．前記フレームは外科手術中に頭部の位置を固定するのに適合したことを 特徴とする請求項１５に記載の装置。 １８．前記フレームはさらに、頭部の反対側に位置する頭部係合要素からなる ことを特徴とする請求項１５に記載の装置。 １９．前記トランスデューサはフィールド生成コイルからなることを特徴とす る請求項９に記載の装置。 ２０．（ａ）（ｉ）１つ以上の参照フィールドトランスデューサと、（ｉｉ） 前記トランスデューサが固定された剛性フレームであって、前記フレームは前記 参照フィールドトランスデューサが患者の体に近接して異なる位置に選択的に位 置決めできるように患者に相対して動く前記フレームを載置する手段からなるこ ととを備えた非電離場を生成する装置と； （ｂ）体内に挿入用のプローブと； （ｃ）このプローブの配置を決定するフィールド応答手段とからなる患者の内 部にプローブの配置を決定するシステム。 ２１．２つ以上の前記参照トランスデューサの相対配置が決定できるように適 合した２つ以上の位置検知装置をさらに備えたことを特徴とする請求項２０に記 載のシステム。 ２２．前記フレームはさらに、プローブ較正レセプタクルを備えることを特徴 とする請求項２０に記載のシステム。 ２３．前記フィールド応答手段は前記プローブに固定されることを特徴とする 請求項２０に記載のシステム。 ２４．このフィールドは磁界であり、前記フィールド応答手段はコイルである ことを特徴とする請求項２３に記載のシステム。 ２５．（ａ）１つ以上の参照フィールドトランスデューサと； （ｂ）前記トランスデューサが固定された剛性フレームであって、前記フレー ムはその中に開口部を有しておりこのフレームが患者の頭部または首部の近接し 少なくともこの頭部また首部のある部分を部分的に取り囲むように頭部が位置決 めできることとを備えた医療患者の頭部付近に非電離場を生成する装置。 ２６．前記フレームは閉じた二辺および開いた一辺を有する三角形を定義する 一組のアームを備えており、頭部の一部分が容易に前記開いた一辺を介して前記 フレームの内部に位置決めできることを特徴とする請求項２５に記載の装置。 ２７．前記トランスデューサは三角形フレームの三つの角部に少なくとも位置 決めされたことを特徴とする請求項２６に記載の装置。 ２８．前記アームはヒンジを使用して互いに接続されていることを特徴とする 請求項２６に記載の装置。 ２９．前記アーム部材間の相対的な変位を測定する手段をさらに備えることを 特徴とする請求項２８に記載の装置。 ３０．前記フレームに取りつけた頭部クランプをさらに備えたことを特徴とす る請求項２５に記載の装置。 ３１．前記フレームは頭部の移動を防止するように頭部クランプで一体的に形 成されたことを特徴とする請求項２５に記載の装置。 ３２．前記フレームは頭部に対してしっかり締めるように調節可能な頭部係止 固定具をさらに含むことを特徴とする請求項２５に記載の装置。