JPH10502566A - 検査されるべき物体に挿入される器具を位置決めするための治具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 治具は、３次元座標系の第１座標方向（Ｚ）に器具の自由端（３）の位置を定めるための止め金具（７）と、該座標系の第２（Ｘ）及び第３（Ｙ）座標方向へ該器具の位置を調節するための調節手段とを有し、該調節手段は、更にファントム（５）が堅固に取り付けられるハウジング（２３）に収容される。前記調節手段は、第１及び第２中心軸（１９，２１）をそれぞれ持つ第１及び第２円形ディスク（１５，１７）を有し、各々の中心軸は各ディスクの中心（１６，１８）を通って各ディスクの平面に垂直に延在する。第１ディスク（１５）は、第１中心軸（１９）の周りに回転可能とするために、ハウジング（２３）でジャーナルされ、第２ディスク（１７）の直径とほぼ等しい直径を持って偏心的に位置する円形開口（２７）を具備する。第２ディスク（１７）は、第２中心軸（２１）の周りに回転可能とするために、前記開口（２７）にジャーナルされる。第１及び第２中心軸（１９，２１）は第１座標方向（Ｚ）と平行に延在し、前記第１軸は、第２ディスクの中心（１８）から第２ディスクの半径（ｒ）よりも小さな距離（ｄ）で第２ディスクの平面と交差する。通路（２９）は、前記中心（１８）から等距離（ｄ）で、第２ディスク（１７）に設けられ、該通路は、第１座標方向（Ｚ）の器具（１）を誘導するように配置される。

Description

【発明の詳細な説明】 検査されるべき物体に挿入される器具を位置決めするための治具 技術分野 本発明は、検査されるべき物体に挿入される器具を位置決めするための治具で あって、３次元座標系の第１座標方向で前記器具の自由端の位置を定めるための 止め金具と、該座標系の第２及び第３座標方向で前記器具の位置を調節するため の調節手段とを有し、前記調節手段が、更にファントムが堅固に取り付けられた ハウジングに収容される治具に関する。 技術背景 この種類の治具は、ヨーロッパ特許公報第EP-A-0 640 842号から既知である。 前記治具は、検査されるべき物体の内側部分の、例えば検査されるべき患者の体 の一部分の映像を形成するための装置と共働するのに適する。本目的のために、 治療又は検査されるべき物体、例えば体内の腫瘍と一緒にファントムが見える映 像が最初に形成される。前記座標系での腫瘍の位置は、前記映像内の当該腫瘍と ファントムとの相対的位置から決めることができる。前記器具は、例えばバイオ プシーを行うためのニードルである。前記映像から得られたデータに基づき、該 器具の活性部分（バイオプシーニードルの場合は該ニードルの先端）が腫瘍の場 所に正確に達するように、該器具は位置決めできる。既知の治具の調節手段は、 穴が第２及び第３座標方向に延在して行列に配置される穴の開いた板を有する。 前記器具は、直接又はホルダーにより前記穴に挿入できる。前記穴間の距離は、 前記器具が第２及び第３座標方向へ位置決めされる分解能を決定する。多くの場 合、この分解能では不十分であるので、前記板は、前記座標方向に連続的に調節 できるように、好ましくは取り付けられる。よって、第２及び第３座標方向の各 々に対し、所望の位置に最も近い位置の穴を選択することが先ず始めに必要とな り、その後この穴が当該所望の位置に正確に配置されるように前記板が移動する 。これは、かなり複雑で時間のかかる工程であり、失敗しやすい。 発明の開示 本発明の目的は、第２及び第３座標方向へ前記器具の位置決めを敏速にそして 簡単にできるようにしたこの種の治具を提供することである。これを達成するた めに、本発明による治具は、調節手段が第１及び第２中心軸をそれぞれ持つ第１ 及び第２円形ディスクを有し、各々の中心軸は各ディスクの中心を通って各ディ スクの平面に垂直に延在し、第１ディスクは第１中心軸の周りに回転可能となる ために前記ハウジングにジャーナルされ、第２ディスクの直径とほぼ等しい直径 を持って偏心的に位置する円形開口を具備し、第２ディスクは第２中心軸の周り に回転可能となるために前記開口にジャーナルされ、これらの配置は例えば第１ 及び第２中心軸が第１座標方向と平行に延在し、第１中心軸が第２ディスクの半 径よりも小さい第２ディスクの中心からの距離で第２ディスクの平面と交わり、 通路が前記中心から等距離で第２ディスクに設けられ、前記通路は第１座標方向 へ前記器具を誘導するように配置されることを特徴とする。これらのステップの 結果、前記器具を誘導する前記通路は、第１ディスクの中心と一致する中心を持 ち第２ディスクの直径の２倍の直径を持つ円形領域を横切るように連続的に移動 することができる。この目的のために、第１及び第２ディスクは、以前に形成さ れた映像に基づいて決められた、治療又は検査されるべき物体の座標から簡単に 計算できる角度によって零点から回転される。 これらのディスクは、例えば適切な駆動器で回転可能であるが、最も簡単な解 法は直接手で回すことである。これらのディスクの正確な調節を容易にするため に、本発明による治具の好ましい実施例は、前記ハウジングと第１及び第２ディ スクとが第１及び第２中心軸それぞれの周りに第１及び第２ディスクの回転を零 点について示すように配置されるマークを供給することを特徴とする。 これらのディスクの調節のために、好ましくは、最初に第１ディスクが所望の 位置に回転し、次に第２ディスクが回転する。第２ディスクの回転中に第１ディ スクの意図しない回転を防ぐために、本発明による治具の他の実施例は、前記ハ ウジングに関し第１ディスクを固定するための固定装置を供給することを特徴と する。 本発明による治具の他の実施例は、前記ファントムが磁気共鳴装置によりファ ントムの映像を可能にするために選択された材料を含み、前記治具が検査される べき物体によって放射されたＲＦ信号を受信するためのＲＦコイルに堅固に接続 されることを特徴とする。前記治具がＲＦコイルに堅固に接続されるので、既知 の磁気共鳴装置は治療されるべき物体と一緒にファントムの正確な映像を形成で きる。 本発明のこれら及び他の特徴は、以下に説明される実施例を参照して明らかに し、説明されるであろう。 図面の簡単な説明 第１図は、本発明による治具の実施例の断面図であり、第２図は、第１図で示 される治具の平面図であり、第３図は、直交座標系の座標に従い、第１図及び第 ２図に示される治具を使用して、器具の位置決めを描くダイアグラムを示し、第 ４図は、磁気共鳴装置用ＲＦコイル及び該ＲＦコイルに接続された治具の平面図 である。 発明を実施するための最良の形態 第１図及び第２図に示される治具は、器具１、例えばバイオプシーニードルの 位置決めに役に立つ。本例においてバイオプシーニードルの先端である前記器具 の活性部分が、検査されるべき物体（図示せず）の既定の場所に届くように、器 具１が位置決められるべきである。この目的のため、前記治具は、例えば人間又 は動物の体の内部の医学的画像を形成する装置によって適切に映像と成り得るよ うに選択される材料の例えば多数のロッドから成るファントム５を有する。第２ 図において前記ロッドの場所は、一点鎖線で示される。例えば、前記治具が磁気 共鳴装置と共働するのならば、ファントム５を作るために高い水素成分を持つ材 料が選択できる。前記治具が、例えばいわゆるＣＴスキャナのようなＸ線装置と 共働するならば、適切なＸ線吸収量を示す材料が選択されるだろう。 更に前記治具は、３次元座標系の第１座標方向、この場合直交座標系のＺ方向 の器具１の自由端３の位置を定める止め金具７を有する。止め金具７は、長さ目 盛りを有するロッド９に沿って移動可能であり、それ自体は既知な固定装置１１ によって選択された位置に固定できる。止め金具７は、器具１の自由端３から遠 い方の端で太くなっている部分１３と共働する。 残りの座標方向（この場合、第２図に示されるようにＸ及びＹ方向）に器具１ の位置を調節するために、前記治具は中心１６を持つ第１円形ディスク１５及び 中心１８を持つ第２円形ディスク１７を有する調節手段もまた含む。第１円形デ ィスク１５の半径は、第２図で文字Ｒと定義され、第２円形ディスク１７の半径 は、符号ｒと定義されている。第１ディスク１５は前記中心１６を通って延在す る中心軸１９を持ち、第２ディスク１７は前記中心１８を通って延在する第２中 心軸２１を持つ。前記軸の各々は、対応するディスクの平面に垂直に延在する。 第１及び第２中心軸１９及び２１が第１座標方向、この場合はＺ方向と平行に延 在するように、ディスク１５及び１７は方向が定められる。第２図で示される調 節手段の位置において、第１中心軸１９は器具１の長手軸と一致する。第１ディ スク１５は、第１中心軸１９の周りで回転可能となるようにハウジング２３にジ ャーナルされ、該ハウジングは直径が前記第１ディスクの直径２Ｒとほぼ等しい 中心開口２５を持つほぼ立方体のブロック形状である。第１ディスク１５は、矢 印２６で示されるように反時計回り及び時計回りに回転可能である。ファントム ５もハウジング２３に収容される。第１ディスク１５は、直径が第２ディスク１ ７の直径２ｒとほぼ等しく、第２中心軸２１の周りを回転可能にするように前記 第２ディスクがジャーナルされる、偏心的に位置する開口２７を有する。第２デ ィスク１７も矢印２８で示されるように時計回り及び反時計回りに回転が可能で ある。第１中心軸１９は、第２ディスクの中心１８から距離ｄで第２ディスク１ ７の平面と交わり、該距離は第２ディスクの半径ｒよりも小さい。中心１８から 等しい距離に、第２ディスク１７は、第１座標方向に器具１を誘導するのに役に 立つ通路２９を具備する。本実施例の通路２９は、第２ディスク１７の開口上に 配置され、直径がバイオプシーニードル１の外径とほぼ等しい中央通路開口を有 するブッシュで形成される。 該第１ディスクの角度位置を示すために、ハウジング２３の上面は、第１ディ スク１５の上面に第１マーク３３と共働する第１スケール目盛り３１を具備する 。 第１スケール目盛り３１は角度で目盛りがつけられ、零点は第２図の左側に位置 する。第２図に示すように、第１マーク３３が第１スケール目盛り３１の零点に 向き合って置かれるとき、第１ディスク１５は、零の位置を占める。このとき、 第２ディスク１７の中心１８は、座標系のＸ軸上に置かれる。第１ディスク１５ の上面の開口２７の周りに第２スケール目盛り３５が置かれ、これは第２ディス ク１７の上面の第２マーク３７と共働する。前記第２スケール目盛りもまた角度 で目盛りがつけられ、その零点は第１マーク３３と正反対の反対側に置かれる。 第２マーク３７が第２スケール目盛り３５の前記零点に向き合って位置するとき 、第２ディスク１７は零の位置を占める。第２図において両ディスク１５、１７ は、前記零の位置に示されている。このとき通路２９は、座標系のＸ−Ｙ平面の （０，０）点に置かれている。通路２９は、既定の角度を通って第１ディスク１ ５及び第２ディスク１７を連続的に回転させることで、中心として前記点（０， ０）を持つ半径２ｄの円の中で、Ｘ−Ｙ平面のどの点へも移動可能である。２つ のディスクの回転と通路２９のＸ及びＹ座標との間の関係は、第３図を参照して 以下に詳細に説明されるであろう。第２ディスク１７の回転中に第１ディスク１ ５の移動を防ぐために、ハウジング２３に関して該第１ディスクを固定するため の固定装置３９が供給される。固定装置３９は、例えば側面からハウジング２３ へとねじ込むことができるねじによって形成され、よって第１ディスク１５は締 め付けられる。 第３図は、第１及び第２ディスク１５及び１７と一緒に、座標系のＸ−Ｙ平面 を図面で示す。該図はまた第１及び第２マーク３３及び３７と通路２９のと位置 をも示す。第１及び第２スケール目盛り３１、３５は、明瞭化のため省略する。 しかしながら、前記スケール目盛りによって読める第１及び第２ディスク１５及 び１７の角度位置は示される。第１ディスク１５の角度位置はαであり、第２デ ィスク１７の角度位置はβである。通路２９の座標は、α及びβの値から簡単に 計算できる。第２ディスク１７の中心１８の座標が以下の式を満たすことは明ら かであろう。 x₁₈=d.cosα,y₁₈=d.sinα (1) 第２ディスク１７の中心１８から始まる線４１がＸ軸と平行に描かれているのな ら、中心１８から見た通路２９が配置される方向はこの線とで180°-β+αの角 度を囲む。Ｘ及びＹ方向で通路２９と第２ディスク１７の中心１８との間の距離 がそれぞれ符号_Sx、_Syで示されるなら、以下の式を満たす。 s_x=d.cos(180°+α-β)=-d.cos(α-β),s_y=d.sin(180°+α-β)=d.sin(β-α) (2) 通路２９の座標x₂₉及びy₂₉は、 x₂₉=x₁₈+s_x=d.cosα-d.cos(α-β),y₂₉=y₁₈+s_y=d.sinα+d.sin(β-α) (3) である。よって通路２９の座標は、ディスク１５及び１７の回転角から簡単に計 算できる。逆に、与えられた座標の調節のために必要な回転も簡単に計算できる 。この様な計算は、例えば計算機により実行され又は事前に前記治具と関連付け たテーブルでその結果を決めることができる。ディスク１５及び1７の回転は手 で簡単に行うことができるが、本目的のために既知の駆動機構もハウジング２３ に組み込むこともできる。 第４図は励起後、磁気共鳴装置によって検査されるべき物体内の原子核で放射 されるＲＦ信号を受信するためのＲＦコイル４３の図である。ＲＦコイル４３は 、例えば、ハウジング４９に収容される電気的に絶縁するボード４７上に設けら れる少なくとも１つの電気的導体で形成されるいわゆる表面コイルである。導体 ４５は、ＲＦコイル４３をＭＲ装置（図示せず）に接続するケーブル５３に回路 ５１を介して接続される。ボード４７の中心付近では、前述した種類の治具がハ ウジング４９に堅固に接続され、導体４５で囲まれる。他に、前記治具及びＲＦ コイル４３を別々の部品として作ることは、可能である。このとき、前記治具は 例えば前記ＲＦコイル内に形成される開口５５内で自由に位置決めできる。少な くとも前記治具が検査されるべき物体、例えば患者に関し固定位置を取ることは 重要である。この目的のために前記治具は、好ましくは患者の体の一部を固定で きる固定ストラップ５７を備える。検査されるべき物体の映像がこの様な構造に よって形成されるとき、ファントム５もまた像を作る。例えば、腫瘍が患者の体 内に存在するならば、前記ファントムに関して当該腫瘍の位置が、得られた映像 内で正確に決定できる。よって、前記腫瘍の座標が決定される。その結果、該活 性部分（例えば、前記バイオプシーニードルの先端３）が前記腫瘍の場所に届く ように、器具１が位置決めできる。本目的のために、最初に通路２９のＸ及びＹ 座 標は、第３図を参照して述べられるようにディスク１５及び１７の回転で調節さ れ、それからＺ座標は止め金具７の調節で調節される。器具１は止め金具７まで 患者の体に挿入されるならば、先端３は正確に腫瘍に届くので、バイオプシーは 実行され得る。 説明された治具は、例えば患者の一部を支えるための支持部材を中に取り付け られる。前記治具、又は第４図を参照して説明される前記治具を供給する前記表 面コイルは、磁気共鳴装置の分離した付属品を構成してもよい。対応する考え方 が、前記治具が例えば、Ｘ線装置又は超音波による映像を形成するための装置と 共働して配置されるならば応用される。

───────────────────────────────────────────────────── 【要約の続き】 スクの平面と交差する。通路（２９）は、前記中心（１ ８）から等距離（ｄ）で、第２ディスク（１７）に設け られ、該通路は、第１座標方向（Ｚ）の器具（１）を誘 導するように配置される。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 検査されるべき物体に挿入される器具（１）を位置決めするための治具で あって、３次元座標系の第１座標方向（Ｚ）の前記器具の自由端（３）の位置を 定めるための止め金具（７）と当該座標系の第２（Ｘ）及び第３（Ｙ）座標方向 へ前記器具の位置を調節するための調節手段（１５，１７）とを有し、前記調節 手段はファントム（５）が堅固に取り付けられるハウジング（２３）に収容され ている治具において、前記調節手段が第１及び第２中心軸（１９，２１）それぞ れを持つ第１及び第２円形ディスク（１５，１７）を有し、各々の中心軸が各々 の前記ディスクの中心（１６，１８）を通って各々の前記ディスクの平面に垂直 に延在し、第１ディスク（１５）は第１中心軸（１９）の周りに回転可能とする ために前記ハウジング（２３）にジャーナルされ、第２ディスク（１７）の直径 にほぼ等しい直径を持って偏心的に位置する円形開口（２７）を具備し、第２デ ィスクは第２中心軸（２１）の周りに回転可能とするために前記開口にジャーナ ルされ、この配置が第１及び第２中心軸が第１座標方向（Ｚ）と平行に延在し、 第１中心軸が第２ディスクの半径（ｒ）よりも小さい第２ディスクの前記中心か らの距離（ｄ）で第２ディスクの平面と交差し、通路（２９）が前記中心から等 距離で第２ディスクに設けられ、前記通路は、第１座標方向で前記器具（１）を 誘導するよう配置されることを特徴とする治具。 ２． 請求項１に記載の治具において、前記ハウジング（２３）と第１及び第２ ディスク（１５，１７）とが零点に関し第１及び第２中心軸（１９，２１）の周 りの第１及び第２ディスクの回転をそれぞれ示すように配置されるマーク（３１ ，３３，３５，３７）を具備することを特徴とする治具。 ３． 請求項１又は２に記載の治具において、前記ハウジング（２３）に関し第 １ディスク（１５）を固定するための固定装置（３９）を具備することを特徴と する治具。 ４． 前述した請求項の何れか一項に記載される治具において、前記ファントム （５）は、磁気共鳴装置による該ファントムの映像を可能にするように選択され る材料を含み、前記治具が検査されるべき物体によって放出されるＲＦ信号を受 信するためのＲＦコイルと堅固に接続されることを特徴とする治具。