JP2000512189A

JP2000512189A - 腫瘍またはその他の身体的異常の手術と生検と切除とを行なうシステム

Info

Publication number: JP2000512189A
Application number: JP10539392A
Authority: JP
Inventors: ヴェセリー，イヴァン
Original assignee: ソノメトリクスコーポレイション
Priority date: 1997-03-11
Filing date: 1998-03-11
Publication date: 2000-09-19
Anticipated expiration: 2018-03-11
Also published as: EP0998238B1; DE69832425D1; DE69832425T2; AU7072898A; EP1306060B1; ATE251424T1; EP0998238A1; DE69818828D1; ES2256598T3; WO1998040026A1; JP3415164B2; EP1306060A1; ATE309757T1; US5868673A; DE69818828T2

Abstract

(57)【要約】身体構造（たとえば、乳房および肝臓）に関して、精度と正確さと安楽さとを向上させ、かつ侵襲を最小限に抑えて外科的処置を行なうシステム。３次元トラッキングおよびイメージングシステム（１０００）を用いて、器具がオペレータにより操作されるときに該器具の正確な位置を得るとともに、対象となる身体構造上において位置を標示する。このシステムは、容易に変形しうる身体構造内の腫瘍を生検および破壊するための外科的処置に特に有利である。

Description

【発明の詳細な説明】腫瘍またはその他の身体的異常の手術と生検と切除とを行なうシステム関連出願本出願は、１９９６年３月２６日出願の同時係属している国際出願第ＰＣＴ／ＣＡ９６／００１９４号の一部継続出願（ＣＩＰ）であり、前記国際出願は、現在は米国特許第５，５１５，８５３号となっている１９９５年３月２８日出願の米国特許出願第０８／４１１，９５９号の一部継続出願（ＣＩＰ）である。いずれの出願の内容も、本明細書中に援用される。発明の分野本発明は、身体構造（たとえば、乳房、肝臓、膵臓、腎臓、子宮またはその他の固体器官）に関して外科的処置を行なうシステムに関し、特に身体構造内において器具を追跡し、かつ腫瘍の位置を標示し、かつ該腫瘍を生検または破壊するシステムに関する。発明の背景乳房の生体組織検査は、現在は、コア生検システムとして知られる装置を用いて行なわれる。このコア生検システムでは、まず最初に、患者の乳房を２枚の板の間において押圧することにより固定しながら、該乳房から立体乳房Ｘ線像を得、これらの２つの像を用いて、疑わしい腫瘍の３次元座標を計算する。次に、乳房に針を刺し込み、前記疑わしい腫瘍の検体を採取する。検体が陽性であれば、患者の腫瘍切除手術を計画する。生検手順を開始する前に、放射線専門医が腫瘍を手作業で識別することが必要であるという点に注意されたい。外科的処置は、一般に以下の態様で進められる。患者は多平面乳房Ｘ線撮影を受け、放射線専門医がそのフィルムを検討した後に、乳房にワイヤを挿入して、腫瘍が該ワイヤにより穿刺されるようにする。この処置は、反復的なＸ線撮影を用いて明視化される。より最近では、定位乳房画像システムが用いられて、腫瘍の位置がより正確に特定され、かつワイヤを挿入する上で補助的役割を果たしている。その後、患者は手術室に送られ、乳房に局所消毒薬を塗布することにより手術の用意が整えられる。次に、外科医は、ワイヤをたどって乳房を切開して、最終的に病巣を発見し、切除する。前記処置のひとつの望ましくない要素は、手術を待つ間、長いワイヤが何時間も引き続き乳房に挿入されたままになることである。これは、患者に非常に外傷を与えるものであり、望ましくない。第２に、手術時に、外科医は乳房の内部までワイヤをたどらなければならない。これは最適な経路ではないかもしれないため、外科医は、理想的には、ワイヤと無関係に進入経路を決めること、またはワイヤを全く用いないことを望む。これが行なわれうるのは、乳房内部の病巣の位置が、乳房組織の本来的な変形性を考慮するシステムを用いて識別されうる場合のみである。乳房組織の変形性に付随する問題は、容易に変形しうる肝臓等のその他の身体構造にも同様に当てはまることが理解されよう。定位乳房手術の適用を制限する現在の問題は、乳房Ｘ線撮影時と手術時との間において乳房の位置と形状とが大きく異なることである。このため、乳房Ｘ線撮影時に撮影された画像は、外科的処置時の定位位置決めには使用不能になる。定位手術は、乳房を押圧し、かつ患者を定位台上に寝かせて行なわれうるが、これは望ましくない。この手術を行なう理想的な方法は、慣例的に行なわれるように、患者に背位をとらせることである。本発明は、従来システムの前記およびその他の欠点を克服して、精度が有意に高められ、かつ患者の安楽さが高められるシステムを提供する。発明の概要本発明によれば、精度と安楽さとを高めて定位手術を行なうシステムが得られる。本発明の目的は、身体構造において侵襲が最小限に抑えられる態様で手術を行なうシステムを提供することにある。本発明の他の目的は、本来的に変形しうる身体構造に関して手術を行なうシステムを提供することにある。本発明のまた他の目的は、手術を行なうシステムにおいて、腫瘍の位置特定精度を高めて、より正確な手術を可能にするシステムを提供することにある。本発明のさらに他の目的は、手術を行なうシステムにおいて、一定の３次元基準フレームが確立されるシステムを提供することにある。本発明のさらにまた他の目的は、手術を行なうシステムにおいて、対象となる身体構造の変形が３次元基準フレームを変化させることがないシステムを提供することにある。本発明のまた別の目的は、乳房の手術を行なうシステムにおいて、乳房の形状が変形または変化する可能性が大きく減じられるシステムを提供することにある。本発明のさらに別の目的は、肝臓またはその他の体内器官の手術を行なうシステムにおいて、腫瘍の位置特定精度が高められるシステムを提供することにある。本発明のさらにまた別の目的は、肝臓またはその他の体内器官の手術を行なうシステムにおいて、外科用器具の位置特定精度を高める必要がある手術を行なうシステムを提供することにある。本発明のさらに他の目的および利点は、当業者には、以下の詳細な説明と添付図面と添付の請求の範囲とを読み、かつ理解することによって明らかになろう。図面の簡単な説明本発明は、ある部分または部分の構成において物理的形態をとることができ、その好ましい具体例および方法は、本明細書に詳細に説明され、かつ本明細書の一部分をなす添付図面に図示される。図１は、本発明の好ましい実施例にしたがった３次元トラッキングおよびイメージングシステムの図である。図２は、乳房が押圧されているときに、その内部に基準変換器が配置されている乳房の図である。図３は、本発明の好ましい実施例にしたがった変換器の構成を示す図である。図４Ａおよび４Ｂは、乳房を介してプローブ（探針）が進入する様子をオリジナルの立体乳房Ｘ線像に対して示す図である。図５Ａは、基準変換器と、乳房上に配置される「定位ビーコン（homing beaco n）」変換器とを示す図である。図５Ｂは、表示装置に３次元表示されるところの図５Ａの画面表示を示す図である。図６Ａは、変換器を図４Ａに示された乳房と接触させて有するプローブの図である。図６Ｂは、表示装置に３次元表示されるところの図６Ａの画面表示を示す図である。図７は、複数個の基準変換器が取り付けられている肝臓の図である。図８は、図７に示された肝臓の２次元超音波画像を含む３次元画面表示を作り出す手順を示す図である。図９は、位置特定可能な管が図７に示された肝臓の内部に挿入される様子を示す図である。図１０は、凍結プローブ（cryoprobe）が腫瘍の部位に配置される追跡可能なスリーブ内に挿入される様子を示す図である。好ましい実施例の詳細な説明高周波音波の飛行時間の法則(time-of-flight principle)を用いて、外科的処置時に生物の体内等の水様（aqueous）媒質中において距離を正確に測定しうることは周知である。高周波音である超音波は、周波数が１００ｋＨｚから１０ＭＨｚまでの範囲内にある振動エネルギーとして定義される。音波を利用して３次元測定を達成するのに用いられる装置は、ソノマイクロメータ（sonomicrometer ）４として知られている。一般に、ソノマイクロメータは、１対の圧電型変換器によって構成される（すなわち、一方の変換器は送信器として機能する一方で、他方の変換器は受信器として機能する。）。これらの変換器は、媒質中に挿入され、かつ電子回路に接続される。変換器間の距離を測定するためには、送信器を電気的に付勢して超音波を発生させる。その結果として得られる超音波は、その後、媒質を介して伝播されて、最終的に受信器により検出される。送信器は、一般に１マイクロ秒間持続する高電圧スパイク波、すなわち衝撃関数が印加される圧電結晶の形態をとる。これが圧電結晶を該圧電結晶の固有共振周波数で振動させる。送信信号の包絡線は時間とともに急速に減衰して、通常的に送信器から離反する方向に水様媒体を介して伝播される６周期以上のパルス列を生じる。また、この音のエネルギーは、該エネルギーが遭遇するあらゆる境界面で減衰する。受信器も、一般に送信器により生成される音のエネルギーを検出し、かつ該エネルギーに呼応して振動開始する圧電結晶（送信用圧電結晶と同様の特性を持つ）の形をとる。この振動によって、適切な受信回路により増幅されうるミリボルトオーダーの電子信号が生み出される。水様媒質中における超音波の伝播速度については、資料が十分に整っている。したがって、超音波パルスの移動距離は、音波が送り出される瞬間と該音波が受信される時点との間の時間的な遅延を記録することによって容易に測定されうる。３次元座標は、この距離測定から決定することができる。ここで、単に本発明の好ましい実施例を例示するためのものであって、本発明を制限するためのものではない図面を参照すると、図１に、本発明の手順と関連して用いられる３次元（３Ｄ）トラッキングおよびイメージングシステム１０００が示されている。３Ｄトラッキングおよびイメージングシステム１０００は、一般に、コンピュータ・システム１０１０と移動変換器１０３２と基準変換器１０３４と器具１０３０と任意のロボット・サブシステム１０４０とからなる。コンピュータ・システム１０１０は、一般に、３Ｄトラッキングシステム１０１２とイメージングモダリティシステム１０１４とイメージ記憶（registration ）システム１０１６と歪曲および外形変形システム１０１８（「ワープシステム（warp system）」とユーザ・インターフェース１０２０と表示装置１０２２とからなる。３Ｄトラッキングシステム１０１２は、音波を基本とするシステムまたは電磁波を基本とするシステムの形態を取りうることを理解されたい。飛行時間と位相関係との両方を用いて距離を判断してもよい。３Ｄトラツキングシステム１０１２は、いずれも本明細書に援用される米国特許第５，５１５，８５３号および国際出願第ＷＯ９６／３１７５３号に記載の３Ｄ超音波トラッキングシステムの形態をとることが好ましい。器具１０３０は、カテーテル、プローブ（たとえば、凍結プローブ）、センサ、針、小刀、鉗子または外科的または診断的処置において用いられるその他の装置または器具の形態をとりうる。移動変換器１０３２と基準変換器１０３４とは、超音波変換器または電子変換器の形態をとりうる。しかしながら、本発明の好ましい実施例を例示することを目的として、変換器１０３２および１０３４は、超音波変換器（すなわち、圧電結晶）の形態をとるものとする。複数個の移動変換器１０３２が器具１０３０に取り付けられる。１つ以上の基準変換器１０３４は、移動変換器１０３２に対する基準位置となる。この点に関しては、基準変換器１０３４を患者の体内に配置して体内基準フレームを得るか、または患者の体表面上に配置して体外基準フレームを得ることができる。上述されたように、基準変換器１０３４は、移動変換器１０３２により検出可能な超音波または電磁波を生成しうる送信器、送受信器または受信器とされうる。３Ｄトラッキングシステム１０１２は、全ての変換器１０３２および１０３４間における多数の距離測定を上記に詳細に説明されたように基準軸に対するＸＹＺ座標に変換する。基準変換器１０３４により得られる基準フレームは、該基準フレームが歪められた場合に、この歪みが移動変換器１０３４により検出される自己判断形でなければならないことが理解されよう。検出は、一般に、あらゆる組合せの２つの変換器間の距離を判断することができ、したがって３Ｄ空間におけるこれらの変換器の相対的な空間座標を判断することができる送受信器を用いて行なわれる。この点に関しては、変換器の位置は、変換器が配置される位置が「点」で示される身体構造の取得画像と、変換器が身体構造内にあるときの変換器自体とから３次元的に得られる。全ての組合せの変換器間の距離において何らかの不一致がある場合は、身体構造は、画像が取得された後に変形（すなわち、「歪曲」）したのに相違ない。数学的座標変換を用いることで、画像セットを補正し、かつ前記歪曲を考慮に入れる方法を正確に特定することができる。あらゆる組合せの２つの変換器間の距離は、各々の変換器に全ての他の変換器へ信号を送らせることによって判断される。この方法で変換器間の全ての距離がわかる。これらの距離から、原点となるいずれかの変換器を基準にして、ＸＹＺ座標を計算することができる。イメージングモダリティシステム１０１４は、Ｘ線透視、ＭＲＩ（磁気共鳴画像）、ＣＴ（コンピュータ連動断層撮影）または２Ｄまたは３Ｄ超音波装置等の画像源から２Ｄ、３Ｄまたは４Ｄ画像データを取得して、追跡対象の器具１０３０の形状と位置と動きとを表示する際に使用または対照されうる「テンプレート」を提供する。このテンプレートは、一般に、器具を取り巻く環境（たとえば、身体構造）の画像の形態をとる。多数の（３Ｄ）容積を異なる時間隔で取得すると、４Ｄ画像が得られる（すなわち、３Ｄ画像は時間が経つと変化する）ことに注意されたい。イメージ記憶システム１０１６は、イメージングモダリティシステム１０１４により提供される画像データセットの空間座標内において器具１０３０の位置を整合させる。器具１０３０の位置は、３Ｄトラッキングシステム１０１２により提供される。イメージ記憶システム１０１６は、身体構造内において適正な３Ｄ位置に、かつ身体構造そのものに対する適正な配向で器具１０３０の表示を行なう。記憶システム１０１６は、ユーザ補助式または画像データセットにおいて画像処理アルゴリズムが実行されて変換器（一般に基準変換器）の空間位置が自動的に検出される場合は完全自動式とされうることが理解されよう。ワープシステム１０１８は、画像データセットを適切な値だけ変形または「歪曲」させて、画像データセットが取得された時点と手術中に前記手順が実行される時点との間において基準フレーム内に生じた変形に対応させるソフトウェアを基本とするシステムである。したがって、ワーブシステム１０１８は、一般に、変形した外形をオリジナルの画像データセット上に写像する行列変換ルーチンからなる。ユーザ・インターフェース１０２０は、コンピュータ・システム１０１０のプログラミングを含めて、ユーザをコンピュータ・システム１０１０と対話させて所望の機能を実行させる。たとえば、特定の視点を選んで表示させることができる。器具１０３０（たとえば、プローブまたはカテーテル）は、ユーザ・インターフェース１０２０を用いて作動されうる。表示装置１０２２は、ユーザに対してイメージ記憶システム１０１６により提供される記憶イメージを表示する。任意のロボット・システム１０４０は、一般に、ロボット制御システム１０４２とロボット操作システム１０４４とからなる。ロボット制御システム１０４２は、ロボット操作システム１０４４を制御して、手術時における身体構造の変移、歪曲または形状変化に基いて適切に変更されうるプログラム経路をたどらせる。ロボット操作システム１０４４は、物理的に器具１０３０をロボット制御システム１０４２により命令されるように移動させる。前記３Ｄトラッキングおよびイメージングシステム１０００を用いることで、既存の定位手術台システムより高い対話性で生検および手術時の定位位置特定を行なうことと、腫瘍に標識を付けて該腫瘍が従来の手術の際に位置特定されうるようにすることとの両方が達成されうる。本発明は、生検と腫瘍の切除とに関して説明されるが、その他の身体的異常に関連ある用途にも適することが理解されよう。次に、図２を参照して、乳房内にある腫瘍の標識付けを説明する。複数個の体外基準変換器２０を乳房１０の表面に固定する。基準変換器２０により、以下に説明されるように、体内変換器３０の挿入時にプローブ４０の動きを対話的に３Ｄ表示するための定位体外基準フレームが得られる。腫瘍１２は、押圧板８を用いることによって乳房１０が押圧下におかれる従来の乳房Ｘ線撮影時に体内超音波変換器３０を腫瘍１２内に挿入することによって標識付けされる。変換器３０は、現在のところ従来方法にしたがって腫瘍内に挿入される定位針の代わりとなる。基準変換器２０は、個別の貼付要素または帯状接着材の一部分の形態をとりうる。図３に、接着材を用いて基準変換器２０を固定する構成の具体例が示されている。基準変換器２０は、接着パッチ２４により支持される。適合するゲル２６が接着パッチ２４に塗布され、基準変換器２０は、該ゲル内に配置される。ゲル２６は、音響結合を達成する。基準変換器２０の電線２２は、接着パッチ２４内の開口を介して外部に出る。基準変換器２０は、２つの若干異なる角度で得られる２つの乳房Ｘ線像上に表示され、かつ腫瘍１２の３Ｄ座標を基準マーカに対して立体的に判断するための基準マーカを形成するのに用いられうることが理解されよう。さらに、プローブ４０の動きも変換器３０を用いた前記２平面の乳房Ｘ線像に対して表示されうる。したがって、ユーザは、その後の生検または手術時に腫瘍に関する「定位ビーコン」として機能する変換器３０を配置する際に、プローブ４０の動きを３Ｄ表示環境とオリジナルの放射線像に対する表示との両方で追跡することができる。図４Ａおよび４Ｂに、乳房内部への器具の進入が乳房Ｘ線像に対して示されている。一旦変換器３０が腫瘍１２内に配置され、プローブ４０が乳房１０から取り除かれると、変換器３０に接続される電線３２は非常に柔軟であり、かつ患者の皮膚に貼付されうるため、患者は快適に歩き回ることができる。変換器３０は、挿入時に展開する小さいかぎによって腫瘍１２内に留め置かれたままになるため、その後の手術時において腫瘍１２の位置を確実に示しうることが理解されよう。前記方法は、従来の定位法より有意に改良されている。乳房Ｘ線撮影時と手術時との間において乳房の形状に著しい変化が起こるため、腫瘍は、以前に乳房Ｘ線撮影時に認められた位置と完全に異なる位置にありうる。その結果として、体外的な乳房形状と体内的な乳房画像とのあらゆる定位整合が失われてしまう。しかしながら、腫瘍は変換器３０により標識付けされるため、その位置をその後の処置時に常に判断することができる。前記処置の後に、患者は手術室に送られ、乳房は手術のための用意を整えられ、超音波変換器を埋設された新しい接着材が皮膚に取り付けられる。変換器２０および３０は、上述された３Ｄトラッキングおよびイメージングシステムに接続される。変換器２０および３０により、その後の手術時に乳房内に挿入されうるまた他の変換器の追跡も可能になることが理解されよう。図５Ａに、体内変換器３０により標識付けされた腫瘍１２を有する乳房１０が示されている。体外基準変換器２０が取り付けられることと体内変換器３０が腫瘍１２内に配置されることとによって、腫瘍１２を乳房１０に対して位置特定しうる３Ｄ表示環境が作り出される（図５Ｂ）。この腫瘍１２の空間位置を乳房１０の外側に対して明視化する手段は、腫瘍切除手術の計画を立てる上で重要である。従来技術では、前もって乳房に挿入されたワイヤをたどるだけである。これは、それが美容の面からとるべき最も望ましい経路ではないかもしれないため、望ましくない。図５Ｂに示されたような３Ｄ表示を分析することによって、外科医は、どの方向から切開を開始するべきかを決定することができる。切開を行なうときに、第２のプローブ５０を傷口に接触させて、経路を修正するべきか否かを判断することができる。図６Ａに、乳房１０に接触するプローブ５０が示されている。プローブ５０は、その先端に変換器５２が配置されていることに注意されたい。このため、図６Ｂに示されるような３Ｄ表示が得られる。一旦プローブ５０に取り付けられた変換器５２が組織と接触すると、該変換器は３Ｄ表示に表示され、かつ変換器３０（すなわち、「定位ビーコン」）に対して位置特定される。したがって、この３Ｄ表示により、外科的経路が明視化され、かつ必要に応じて修正されうる。基準変換器２０によって形成される体外基準フレームは乳房１０の外表面に固定されるため、たとえ乳房組織が乳房Ｘ線像の撮影後に変形しても問題はない。この点に関しては、変換器３０は常に、乳房１０の外表面に固定された変換器２０の新しい配置構成に対して表示されることになる。さらにまた、体外基準変換器２０は互いに通信するため、どれほど乳房組織が操作されても、新しい改正座標フレームが設定されることになる。いずれの場合も、変換器３０の相対位置は、この座標系内に表示される。前記方法は、数多くの利点を提供し、かつ固定座標系に基づく定位手術の現在の制限を克服する。臨床学的利点に関しては、乳房手術は、侵襲をはるかに少なくして行なわれうる。さらに発展させると、乳房を切開して肉眼で検分しなくても、腫瘍を切除、吸引または何らかのその他の方法で破壊する小カテーテルを挿入することにより、侵襲をはるかに少なくして腫瘍を取り除くことが可能になるかもしれない。これによって乳房の形状が変形または変化する可能性は著しく減少することになる。もうひとつの重要な臨床学的利点は、腫瘍の位置特定の精度が高められて、より正確な手術が可能になることである。前記３Ｄトラッキングシステムの理論精度は２０μｍである。実際には、この３Ｄ空間精度は１ｍｍ未満であり、この値は外形変形誤差によって２ｍｍまで増大しうる。これは、ワイヤ挿入技術または従来の定位台を用いて現在得られうる精度より依然として高いことは明らかである。このように精度が向上することによって、より大掛かりかつ根治的な乳腺腫瘤摘出術を用いなくても腫瘍切除成功率が高められることになる。さらにまた他の臨床学的利点は、前記手順が、生検と切開手術または侵襲を最小限に抑えた完全非切開手術とのいずれにも容易に適用されうることである。前記手順は、乳房内部の腫瘍に接近するリアルタイムのユーザ補助手段となり、しかも従来の定位装置よりはるかに低費用である。本発明のまた他の実施例によれば、本発明を用いて腫瘍部位に器具を配置することもできる。図７に、腫瘍１４を有する肝臓６０が示されている。肝臓６０の３次元基準フレームは、複数個の基準変換器９０を肝臓６０の外表面に取り付けることによって確立される。この点に関しては、変換器９０は、腹腔鏡により誘導されて取り付けられうる。次に、腫瘍１４の位置が、２Ｄ超音波画像面１１２を作り出す誘導２次元超音波装置１１０を用いて判断される。２Ｄ超音波画像面は、３Ｄ基準フレーム内に表示されて、３Ｄ画面表示が形成される。腫瘍１４が超音波画像面１１２と交差するときに、ユーザは、３Ｄ画面表示内においてカーソル・マークを配置して、腫瘍１４の中心を識別する。３Ｄトラッキングおよびイメージングシステムは、変換器９０により確立された３Ｄ基準フレームに対して、前記３Ｄ画面表示内における腫瘍１４の３Ｄ座標を判断する。変換器９０は肝臓６０に固定されるため、腫瘍１４の位置は、たとえ肝臓６０そのものが操作されて肝臓６０の変形が起こっても、３Ｄ基準フレームに対して固定されたままになることが理解されよう。次に、図９および１０を参照すると、凍結プローブ１００（またはその他の器具）が腫瘍１４に配置される。この点に関しては、超音波的に位置特定可能なシース状付属装置７０が肝臓６０内に挿入されて、該シース状付属装置の端部が腫瘍１４の位置に対応するように配置される。シース状付属装置７０は、変換器８０が取り付けられた中空剛性スリーブまたは管体の形態をとることが好ましい。好ましいシース状付属装置７０は、１９９７年３月７日出願の「トラッキングデータ生成用シース」と題する同時係属米国出願第号に詳細に説明されており、この出願は、本明細書に援用される。変換器８０により、前記３Ｄトラッキングおよびイメージングシステムを用いてシース状付属装置７０の位置を追跡することができる。一旦シース状付属装置７０が腫瘍１４の部位に配置されると、凍結プローブ１００を該シース状付属装置７０内に挿入して、該凍結プローブをシースの口部で停止させるようにする。このため、凍結プローブ１００を腫瘍１４の部位に配置するために物理的に改変する必要はない。次に、シース状付属装置７０を凍結プローブ１００の軸に沿って引き戻す。その後、凍結プローブ１００を付勢して、腫瘍１４を周知の方法で切除する。これに代わる方法として、前記手順は、超音波変換器が取り付けられた追跡可能な鈍端案内具を挿入し、該案内具を腫瘍の部位に配置することによって行なわれうる。次に、管体またはスリーブが、該管体を前記案内具の上に配置することにより、腫瘍の部位に配置される。その後、案内具を除去して、スリーブだけを残す。次に、凍結プローブ（またはその他の器具）を前記スリーブを介して挿入して、以って凍結プローブを腫瘍の部位に配置する。本発明は、好ましい実施例を参照して説明された。本明細書を読み、かつ理解すると、改変および変更が考えられうることは明らかである。このような全ての改変および変更は、それらが添付の請求の範囲内または本発明の均等物の範囲内にある限りは、本発明に含まれるものとする。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項【提出日】平成１１年２月２６日（１９９９．２．２６）【補正内容】定位手術のまた他の方法は、欧州特許公開第ＥＰ９７２８４４６Ａ１号に説明されている。この公開では、特に乳房手術に適用される定位システムおよび方法が開示されている。患者は、磁気共鳴またはその他の画像装置を用いて検査されて、モニタ上に表示される３Ｄ画像が作り出される。軟組織に隣接する外骨格質に固定される磁気共鳴可視マーカと、発信器と受信器とを有する棒状体と、座標系関係処理装置とを用いて、患者の座標系とモニタ上に表示される画像の座標系との間の関係が判断される。生検または切除等のための経路は、患者の支持構造に固定される定位誘導装置を用いて計画される。この誘導装置上の発信器を作動させることで、モニタ上に表示された画像を介して人間が読み取ることができる対応する経路表示が得られる。適切な経路および深さは、前記人間が読み取ることができる経路表示から選択され、医用器具が前記誘導装置に沿って挿入されて、医療処置が行なわれる。請求の範囲１．身体構造内の腫瘍に関して生検または切除を目的として外科的処置を行なう方法において、複数個の基準変換手段を身体構造に対して固定位置に取り付けて、基準フレームを得る段階と、前記身体構造のテンプレートイメージを得る段階と、前記基準フレームを前記テンプレートイメージとともに記憶して、３次元画面表示を得る段階と、ビーコン変換手段の位置を前記３次元画面表示内において表示することにより、前記ビーコン変換手段を腫瘍の位置に配置する段階と、前記ビーコン変換手段を前記腫瘍の位置に固定して、前記腫瘍の位置を識別する段階と、第１の器具手段の位置を前記基準フレームとビーコン変換手段とに対して表示することにより、前記第１の器具手段を腫瘍の位置に配置する段階とを有している、身体構造内の腫瘍に関して生検または切除を目的として外科的処置を行なう方法。２．前記複数個の基準変換手段を固定位置に取り付ける段階は、複数個の変換手段を乳房の表面に取り付ける段階を含む請求の範囲第１項に記載の方法。３．前記複数個の基準変換手段を固定位置に取り付ける段階は、複数個の変換手段を固体器官の外表面に取り付ける段階を含む請求の範囲第１項に記載の方法。４．前記テンプレートイメージを得る段階は、乳房Ｘ線像を得る段階を含む請求の範囲第１項に記載の方法。５．前記テンプレートイメージを得る段階は、Ｘ線像を得る段階を含む請求の範囲第１項に記載の方法。６．前記ビーコン変換手段を前記腫瘍の位置に配置する段階は、前記ビーコン変換手段を第２の器具手段に取り付ける段階と、前記第２の器具手段を前記腫瘍の位置に移動させる段階と、前記ビーコン変換手段を前記第２の器具手段から取り外す段階と、前記ビーコン変換手段を前記腫瘍の位置に固定する段階とを含む請求の範囲第１項に記載の方法。７．身体構造上において固定位置に配置されて、基準フレーム（１０１２）を提供する複数個の基準変換手段（２０）と、身体構造のテンプレートイメージを得る手段（１０１４）と、前記基準フレームを前記テンプレートイメージとともに記憶して、３次元画面表示を得る記憶手段（１０１６）と、前記身体構造の前記３次元画面表示を表示する表示手段（１０２２）とからなっており、前記身体構造内の腫瘍に関して生検または切除を目的として外科的処置を行なうシステムにおいて、ビーコン変換手段（３０）の位置を腫瘍の部位において固定して、前記腫瘍の位置を識別する第１の器具手段（４０）と、前記腫瘍の部位において外科的処置を行なう第２の器具手段（１０３０）であって、該第２の器具手段の位置を前記基準フレームと前記ビーコン変換手段の位置とに対して指示する変換手段（１０３２）を有する第２の器具手段とを含むことを特徴とする、身体構造内の腫瘍に関して生検または切除を目的として外科的処置を行なうシステム。８．前記固定位置は、乳房の表面上にある請求の範囲第７項に記載のシステム。９．前記固定位置は、固体器官の外表面上にある請求の範囲第７項に記載のシステム。１０．前記テンプレートイメージは乳房Ｘ線像である請求の範囲第７項に記載のシステム。１１．前記テンプレートイメージはＸ線像である請求の範囲第７項に記載のシステム。１２．前記第１の器具手段は、前記ビーコン変換手段を前記第１の器具手段から分離させる手段を含む請求の範囲第７項に記載のシステム。１３．前記複数個の基準変換手段（２０）の各々は、変換装置と、前記変換装置を支持しており、前記変換装置を前記身体構造上において前記固定位置に固定する接着材と、音響結合のためのゲル（２６）とを含む支持手段（２４）とを備えている請求の範囲第７項に記載のシステム。１４．前記変換装置は圧電材料を含む請求の範囲第１３項に記載のシステム。１５．身体構造内の腫瘍に関して生検または切除を目的として外科的処置を行なう方法において、複数個の基準変換手段を身体構造上において固定位置に取り付けて、基準フレームを得る段階と、前記身体構造のテンプレートイメージを得る段階と、前記基準フレームを前記テンプレートイメージとともに記憶して、３次元画面表示を得る段階と、追跡可能なスリーブ手段の位置を前記３次元画面表示内において表示することにより、前記スリーブ手段を前記腫瘍の位置に配置する段階と、第１の器具手段を前記スリーブ手段内に配置することにより、前記第１の器具手段を前記腫瘍の位置に配置する段階とを有している、身体構造内の腫瘍に関して生検または切除を目的として外科的処置を行なう方法。１６．前記複数個の基準変換手段を固定位置に取り付ける段階は、複数個の変換手段を腹腔鏡により誘導して固体器官に取り付ける段階を含む請求の範囲第１５項に記載の方法。１７．前記テンプレートイメージは２次元超音波像である請求の範囲第１５項に記載の方法。１８．前記３次元画面表示において前記腫瘍の位置に基準印を表示して、前記追跡可能なスリーブ手段を前記腫瘍の位置に配置しやすくする段階をさらに含む請求の範囲第１５項に記載の方法。１９．前記追跡可能なスリーブを前記第１の器具手段から除去する段階をさらに含む請求の範囲第１５項に記載の方法。２０．身体構造上において固定位置に取り付けられて、基準フレーム（１０１２）を提供する複数個の基準変換手段（９０）と、前記身体構造のテンプレートイメージを得る手段（１０１４）と、前記基準フレームを前記テンプレートイメージとともに記憶して、３次元画面表示を得る記憶手段（１０１６）とからなっており、身体構造内の異常に関して生検または切除を目的として外科的処置を行なうシステムにおいて、関連ある異常の位置に配置することができ、前記関連ある異常の位置を識別しうる追跡可能なスリーブ手段（７０）と、追跡可能なスリーブ手段の位置を前記３次元画面表示内において表示して、前記スリーブ手段が前記関連ある異常の位置に配置されるようにする表示手段（１０２２）と、前記関連ある異常の位置において外科的処置を行なうようにしてあり、前記スリーブ手段内に配置されることにより、前記関連ある異常の位置に配置される第１の器具手段（１００）とを含むことを特徴とする、身体構造内の異常に関して生検または切除を目的として外科的処置を行なうシステム。２１．前記固定位置は固体器官の外表面上にある請求の範囲第２０項に記載のシステム。２２．前記テンプレートイメージは２次元超音波像である請求の範囲第２０項に記載のシステム。２３．前記３次元画面表示内において前記関連ある異常の位置に基準印を表示して、前記追跡可能なスリーブ手段を前記関連ある異常の位置に配置しやすくする手段をさらに含む請求の範囲第２０項に記載のシステム。２４．前記第１の器具手段は凍結プローブである請求の範囲第２０項に記載のシステム。２５．身体構造内の腫瘍に関して生検または切除を目的として外科的処置を行なう方法において、複数個の基準変換手段を固体器官に取り付けて、前記固体器官の位置を限定する基準フレームを得る段階と、身体構造のテンプレートイメージを得る段階と、前記基準フレームを前記テンプレートイメージとともに記憶して、３次元画面表示を得る段階と、追跡可能な器具手段の位置を前記３次元画面表示内において表示することにより、前記追跡可能な器具手段を腫瘍の位置に配置する段階と、スリーブ手段を前記追跡可能な器具手段の上に配置する段階と、前記追跡可能な器具手段を前記スリーブ手段から除去する段階と、第２の器具手段を前記スリーブ手段内に挿入する段階とを有している、身体構造内の腫瘍に関して生検または切除を目的として外科的処置を行なう方法。２６．前記第２の器具手段を前記スリーブ手段内に挿入する段階は、切除手段を前記スリーブ手段内に挿入する段階を含む請求の範囲第２５項に記載の方法。【手続補正書】【提出日】平成１１年９月１３日（１９９９．９．１３）【補正内容】請求の範囲１．身体構造上において固定位置に配置されて、基準フレーム（１０１２）を提供する複数個の基準変換手段（２０）と、身体構造のテンプレートイメージを得る手段（１０１４）と、前記基準フレームを前記テンプレートイメージとともに記憶して、３次元画面表示を得る記憶手段（１０１６）と、前記身体構造の前記３次元画面表示を表示する表示手段（１０２２）とからなっており、前記身体構造内の腫瘍に関して生検または切除を目的として外科的処置を行なうシステムにおいて、ビーコン変換手段（３０）の位置を腫瘍の部位において固定して、前記腫瘍の位置を識別する第１の器具手段（４０）と、前記腫瘍の部位において外科的処置を行なう第２の器具手段（１０３０）であって、該第２の器具手段の位置を前記基準フレームと前記ビーコン変換手段の位置とに対して指示する変換手段（１０３２）を有する第２の器具手段とを含むことを特徴とする、身体構造内の腫瘍に関して生検または切除を目的として外科的処置を行なうシステム。２．前記固定位置は、乳房の表面上にある請求の範囲第１項に記載のシステム。３．前記固定位置は、固体器官の外表面上にある請求の範囲第１項に記載のシステム。４．前記テンプレートイメージは乳房Ｘ線像である請求の範囲第１項に記載のシステム。５．前記テンプレートイメージはＸ線像である請求の範囲第１項に記載のシステム。６．前記第１の器具手段は、前記ビーコン変換手段を前記第１の器具手段から分離させる手段を含む請求の範囲第１項に記載のシステム。７．前記複数個の基準変換手段（２０）の各々は、変換装置と、前記変換装置を支持しており、前記変換装置を前記身体構造上において前記固定位置に固定する接着材と、音響結合のためのゲル（２６）とを含む支持手段（２４）とを備えている請求の範囲第１項に記載のシステム。８．前記変換装置は圧電材料を含む請求の範囲第７項に記載のシステム。９．身体構造上において固定位置に取り付けられて、基準フレーム（１０１２）を提供する複数個の基準変換手段（９０）と、前記身体構造のテンプレートイメージを得る手段（１０１４）と、前記基準フレームを前記テンプレートイメージとともに記憶して、３次元画面表示を得る記憶手段（１０１６）とからなっており、身体構造内の異常に関して生検または切除を目的として外科的処置を行なうシステムにおいて、関連ある異常の位置に配置することができ、前記関連ある異常の位置を識別しうる追跡可能なスリーブ手段（７０）と、追跡可能なスリーブ手段の位置を前記３次元画面表示内において表示して、前記スリーブ手段が前記関連ある異常の位置に配置されるようにする表示手段（１０２２）と、前記関連ある異常の位置において外科的処置を行なうようにしてあり、前記スリーブ手段内に配置されることにより、前記関連ある異常の位置に配置される第１の器具手段（１００）とを含むことを特徴とする、身体構造内の異常に関して生検または切除を目的として外科的処置を行なうシステム。１０．前記固定位置は固体器官の外表面上にある請求の範囲第９項に記載のシステム。１１．前記テンプレートイメージは２次元超音波像である請求の範囲第９項に記載のシステム。１２．前記３次元画面表示内において前記関連ある異常の位置に基準印を表示して、前記追跡可能なスリーブ手段を前記関連ある異常の位置に配置しやすくする手段をさらに含む請求の範囲第９項に記載のシステム。１３．前記第１の器具手段は凍結プローブである請求の範囲第９項に記載のシステム。

───────────────────────────────────────────────────── 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，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ

Claims

【特許請求の範囲】１．身体構造内の腫瘍に関して生検または切除を目的として外科的処置を行なう方法において、複数個の基準変換手段を前記身体構造に対して固定位置に取り付けて、基準フレームを得る段階と、前記身体構造のテンプレートイメージを得る段階と、前記基準フレームを前記テンプレートイメージとともに記憶して、３次元画面表示を得る段階と、前記腫瘍の位置を識別するビーコン変換手段の位置を前記３次元画面表示内において表示することにより、前記ビーコン変換手段を前記腫瘍の位置に配置する段階と、第１の器具手段の位置を前記基準フレームとビーコン変換手段とに対して表示することにより、前記第１の器具手段を前記腫瘍の位置に配置する段階とを備えた、身体構造内の腫瘍に関して生検または切除を目的として外科的処置を行なう方法。２．前記複数個の基準変換手段を固定位置に取り付ける段階は、複数個の変換手段を乳房の表面に取り付ける段階を含む請求の範囲第１項に記載のシステム。３．前記複数個の基準変換手段を固定位置に取り付ける段階は、複数個の変換手段を固体器官の外表面に取り付ける段階を含む請求の範囲第１項に記載のシステム。４．前記テンプレートイメージは、乳房Ｘ線像である請求の範囲第１項に記載のシステム。５．前記テンプレートイメージはＸ線像である請求の範囲第１項に記載のシステム。６．前記ビーコン変換手段を前記腫瘍の位置に配置する段階は、前記ビーコン変換手段を第２の器具手段に取り付ける段階と、前記第２の器具手段を前記腫瘍の位置に移動させる段階と、前記ビーコン変換手段を前記腫瘍の位置において前記第２の器具手段から取り外す段階とを含む請求の範囲第１項に記載のシステム。７．身体構造内の腫瘍に関して生検または切除を目的として外科的処置を行なうシステムにおいて、前記身体構造上において固定位置に配置されて、基準フレームを提供する複数個の基準変換手段と、前記身体構造のテンプレートイメージを得る手段と、前記基準フレームを前記テンプレートイメージとともに記憶し、３次元画面表示を得る記憶手段と、前記身体構造の前記３次元画面表示を表示する表示手段と、前記腫瘍の位置を識別するビーコン変換手段を前記腫瘍の部位に配置する第１の器具手段と、前記腫瘍の部位において外科的処置を行なう第２の器具手段であって、前記第１の器具手段の位置を前記基準フレームと前記ビーコン変換手段の位置とに対して指示する第２の器具手段とを備えた、身体構造内の腫瘍に関して生検または切除を目的として外科的処置を行なうシステム。８．前記固定位置は乳房の表面上にある請求の範囲第７項に記載のシステム。９．前記固定位置は固体器官の外表面上にある請求の範囲第７項に記載のシステム。１０．前記テンプレートイメージは乳房Ｘ線像である請求の範囲第７項に記載のシステム。１１．前記テンプレートイメージはＸ線像である請求の範囲第７項に記載のシステム。１２．前記第１の器具手段は、前記ビーコン変換手段を前記第１の器具手段から分離させる手段を含む請求の範囲第７項に記載のシステム。１３．前記複数個の基準変換手段の各々は、変換器と、前記変換器を支持しており、前記基準変換手段を前記身体構造の前記固定位置に固定する接着材と、音響結合のためのゲルとを含む支持手段とを備えている請求の範囲第７項に記載のシステム。１４．前記変換器は圧電結晶変換器である請求の範囲第１３項に記載のシステム。１５．身体構造内の腫瘍に関して生検または切除を目的として外科的処置を行なう方法において、複数個の基準変換手段を前記身体構造上において固定位置に取り付けて、基準フレームを得る段階と、前記身体構造のテンプレートイメージを得る段階と、前記基準フレームを前記テンプレートイメージとともに記憶して、３次元画面表示を得る段階と、追跡可能なスリーブ手段の位置を前記３次元画面表示内において表示することにより、前記スリーブ手段を前記腫瘍の位置に配置する段階と、第１の器具手段を前記スリーブ手段内に配置することにより、前記第１の器具手段を前記腫瘍の位置に配置する段階とを有している、身体構造内の腫瘍に関して生検または切除を目的として外科的処置を行なう方法。１６．前記複数個の変換手段を固定位置に取り付ける段階は、複数個の変換手段を腹腔鏡により誘導して固体器官に取り付ける段階を含む請求の範囲第１５項に記載の方法。１７．前記テンプレートイメージは２次元超音波像である請求の範囲第１５項に記載の方法。１８．前記３次元画面表示において前記腫瘍の位置に基準印を表示して、前記追跡可能なスリーブ手段を前記腫瘍の位置に配置しやすくする段階をさらに含む請求の範囲第１５項に記載の方法。１９．前記追跡可能なスリーブを前記第１の器具手段から除去する段階をさらに含む請求の範囲第１５項に記載の方法。２０．身体構造内の異常に関して生検または切除を目的として外科的処置を行なうシステムにおいて、前記身体構造上において固定位置に取り付けられて、基準フレームを提供する複数個の基準変換手段と、前記身体構造のテンプレートイメージを得る手段と、前記基準フレームを前記テンプレートイメージとともに記憶して、３次元画面表示を得る記憶手段と、関連ある異常に対して配置することができ、前記関連ある異常の位置を識別する追跡可能なスリーブ手段と、前記追跡可能なスリーブ手段の位置を前記３次元画面表示内において表示して、前記スリーブ手段が前記関連ある異常の位置に配置されるようにしてある表示手段と、前記関連ある異常の位置において外科的処置を行なうようにしてある第１の器具手段であって、前記スリーブ手段内に配置されることにより前記関連ある異常の位置に配置される第１の器具手段とを備えている、身体構造内の異常に関して生検または切除を目的として外科的処置を行なうシステム。２１．前記固定位置は固体器官の外表面である請求の範囲第２０項に記載のシステム。２２．前記テンプレートイメージは２次元超音波像である請求の範囲第２０項に記載のシステム。２３．前記３次元画面表示において前記異常の位置に基準印を表示して、前記追跡可能なスリーブ手段を前記異常の位置に配置しやすくする手段をさらに含む請求の範囲第２０項に記載のシステム。２４．前記第１の器具手段は凍結プローブである請求の範囲第２０項に記載のシステム。２５．身体構造内の腫瘍に関して生検または切除を目的として外科的処置を行なう方法において、複数個の基準変換手段を固定位置に取り付けて、基準フレームを得る段階と、前記身体構造のテンプレートイメージを得る段階と、前記基準フレームを前記テンプレートイメージとともに記憶して、３次元画面表示を得る段階と、追跡可能な器具手段の位置を前記３次元画面表示内において表示することにより、前記追跡可能なスリーブ手段を前記腫瘍の位置に配置する段階と、スリーブ手段を前記追跡可能な器具手段の上に配置する段階と、前記追跡可能な器具手段を前記腫瘍の位置から除去する段階と、第２の器具手段を前記スリーブ手段内に挿入する段階とを有している、身体構造内の腫瘍に関して生検または切除を目的として外科的処置を行なう方法。２６．前記第２の器具手段は、切除手段である請求の範囲第２５項に記載の方法。