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 - Google Patents

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１０Ｍ Ｈｚ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１００ ０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１ ０３４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１０ １２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ＸＹ Ｚ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１０３ ０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１０４ ２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３ Ｄ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１ ０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８ ０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１ ００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ＥＰ ９７２８４４６ Ａ１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１ ５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（１０１ ２）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（１ ０２２）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（１ ０２２）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，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，Ｍ Ｗ，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，Ｄ Ｅ，ＤＫ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＩ，ＧＢ ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ， ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，Ｌ Ｓ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ， ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，Ｔ Ｒ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ

Claims (1)

1. 【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。