JP2014515969A - イメージングのための患者頭部支持機器 - Google Patents

Abstract

イメージング機器内で患者の頭部を位置決めする支持機器。本体は対向する第１および第２の側面を有し、患者の頭部に対して位置決めする第１および第２の保持部材を支持する。第１の保持部材は本体の第１の側面に沿った第１の基準位置を有し、本体から外側に伸びる第１の移送機器に連結される。第２の保持部材は本体の第２の側面に沿った第２の基準位置を有し、本体から外側に伸びる第２の移送機器に連結される。本体内の延長ロックメカニズムが、第１の保持部材が第１の基準位置から動かされるとき、第２の移送機器の位置をロックし、第２の保持部材が第２の基準位置から動かされるとき、第１の移送機器の位置をロックする。
【選択図】図１Ａ

Description

本発明は、Ｘ線イメージング、とりわけコンピュータ断層撮影（ＣＴ）イメージングから耳、鼻、および咽喉（ＥＮＴ）画像のような人間の頭部内の構造のボリューム画像を得る、患者支持機器に関する。

ＣＴイメージング機器は、回転するイメージングしたアンサンブル、または患者に対して固定された軸の周りを回転するＸ線源およびイメージングセンサを有するガントリで、複数の２Ｄ画像を取得することにより作動する。ＣＴのイメージングは、患者の解剖学的構造の３Ｄまたはボリューム画像の再構成を可能にする。小さい、いわゆる“部分的”ＣＴイメージングシステムは、患者の対象となる局部の解剖学的領域に集中した小さいサイズのＸ線照射野の使用を可能にする。歯科のイメージングでは、例えば部分的ＣＴイメージングシステムは、２本または３本の歯のイメージングに使用可能である。そのような技術の利点は、それが患者が受けるＸ線量とセンサのサイズおよびコストの両方を限定することである。

人間の頭部のＣＴイメージングについては、Ｘ線源およびセンサを支持するガントリ構造の回転軸を、患者の対象領域の上方の垂直線上に正確に位置決めしなければならない。これは患者を正確に位置決めし、イメージングが続く間移動を制約することを必要とする。歯科のイメージングで、患者は、顎台、前頭支持部、側頭支持部、および特に患者の前歯を位置決めする咬合部のような支持装置を用いて、患者を通常位置決めする。ガントリの回転軸は、垂直線に対応する軸が咬合部の上方に伸びるように、事前に設定した位置に移動する。前歯は、それで、基準点として機能する。例えば歯科医が臼歯のＣＴ画像を取る必要がある場合、回転軸は、それが臼歯を通る垂直線に沿って伸びるように、事前に設定した位置に（ｘｙ）水平面に変換される。いくつかの実施形態では、患者の頭部を囲み前頭支持部の両端に付着されたストラップによるなどで、患者は適切な位置にしっかりと固定される。

耳、鼻、および咽喉（ＥＮＴ）の部分的ＣＴイメージングに関する患者支持部の必要条件は、歯科のイメージングのそれとさまざまな方法で異なる。例えば側頭骨のイメージングについては、前歯を拘束する咬合部の必要はない。実際に前歯は耳および側頭骨から遠すぎるので、ＥＮＴイメージングの基準点としては使用できない。結果として、患者の耳が、ＥＮＴイメージングの有用な基準点として機能する。

患者の耳を拘束する側頭部保持部材を採用する装置を含む種々の機器が、ＥＮＴイメージングに対し患者の位置を安定化するため考案されてきた。Ａｎｄｏ他の米国特許第３，７３７，６６０号、“Ａｐｐａｒａｔｕｓ ｆｏｒ Ｔａｋｉｎｇ Ｔｏｍｏｇｒａｍｓ ｏｆ Ｐａｒａｂｏｌｉｃａｌｌｙ Ｃｕｒｖｅｄ Ｏｂｊｅｃｔｓ”は、患者の頭部を回転軸に対して中央に置く調節可能な耳入桿を有する頭部安定化装置を記載する。Ｎａｋａｎｏ他の米国特許第５，６４２，３９２号、“Ｍｅｄｉｃａｌ Ｒａｄｉｏｇｒａｐｈｉｃ Ａｐｐａｒａｔｕｓ ａｎｄ Ｐａｔｉｅｎｔ’ｓ Ｈｅａｄ Ｆｉｘｉｎｇ Ｄｅｖｉｃｅ”は、頭部の角度および位置をイメージングのため中心軸に対して固定するよう意図された患者フレームを記載する。

これらの解決策が患者の頭部を支持するいくつかの手段を提供するかもしれないが、それらは患者の頭部を対称に位置決めし、および耳入桿間の中心におくことを必要とし、基準位置を提供しない。

イメージングシステムに対して患者の基準位置を提供する、人間の頭部内の構造のボリューム画像を得るための患者支持機器のニーズが存在する。

本発明の目的は、ボリュームイメージング機器を用いてＥＮＴイメージング業界を前進させることである。

本発明の他の目的は、変動する回転軸を有するボリュームＥＮＴイメージングを提供することである。

これらの目的は例示の目的のみで示すものであり、そのような目的は本発明の１つまたは複数の実施形態の例示でありうる。開示された発明により本質的に得られる他の望ましい目的および利点が生じ、または当業者に明らかになりうる。本発明は、添付の請求項により定義される。

本発明の１つの態様によれば、対向する第１および第２の側面を有し、患者の頭部に対して位置決めする第１および第２の保持部材を支持する本体であって、第１の保持部材は本体の第１の側面に沿った第１の基準位置を有し、かつ本体から外側に伸びる第１の移送機器に連結され、第２の保持部材は本体の第２の側面に沿った第２の基準位置を有し、かつ本体から外側に伸びる第２の移送機器に連結される、本体、および、第１の保持部材が第１の基準位置から動かされるとき、第２の移送機器の位置をロックし、第２の保持部材が第２の基準位置から動かされるとき、第１の移送機器の位置をロックする本体内の延長ロックメカニズム、を備える、イメージング機器内で患者の頭部を位置決めする支持機器が提供される。

本発明の前述および他の目的、機能、および利点は、添付の図に示されるように、本発明の実施形態の後述のより詳細な記載から明らかである。図の要素は、互いに対して必ずしも同じ縮尺ではない。

構成要素が静止位置にある、ＥＮＴの患者を支持する構成要素および頭部の他のイメージング構造の正面図を示す。 １つの保持部材が動作中の、ＥＮＴの患者を支持する構成要素および頭部の他のイメージング構造の正面図を示す。 別の保持部材が動作中の、ＥＮＴの患者を支持する構成要素および頭部の他のイメージング構造の正面図を示す。 本発明の実施形態による組み立てられた頭部支持機器を示す斜視図である。 本発明の実施形態による頭部支持機器の構成要素を示す斜視図である。 シャフト位置を示す頭部支持機器の側面図である。 静止位置で一対のシャフトが本体内を伸びる状態を示す、頭部支持機器の断面図である。 １つの移送機器が移動可能な、一対のシャフトが本体内を伸びる状態を示す頭部支持機器の断面図である。 調節可能な保持部材付きのボリュームイメージング機器を用いて、３Ｄで得られた頭部の画像である。

本発明の望ましい実施形態を、図を参照して以下に詳細に記載する。図内では、いくつかの図のそれぞれで同一の参照番号は同一の構造の要素を指す。注目すべきは、これらの図が本発明の実施形態による全体の機能および関係を示すために提供するものであり、実際のサイズまたは縮尺を表す意図で提供するものではないことである。

本開示の文脈で、“ボリューム画像”の語は、”３次元画像”または“３−Ｄ画像”の語と同義である。本発明の実施形態は主としてＣＴボリュームイメージングのために開発されたが、他のタイプのボリュームイメージングに使用も可能である。ボリューム画像を得るため、複数の、撮影される患者に対して異なる角度または他の対象の画像が撮られる。

“第１の”、“第２の”、“第３の”などの語が使用される場合、これらは順序または優先関係を必ずしも表さないが、単に１つの構成要素を他からより明らかに識別するために使用する。

図１Ａの概略ブロック図は、本発明の実施形態による、静止位置にある頭部支持機器７０の機能を示す。頭部支持機器７０は支持構造３６上に据え付けられ、本体１、基部９、および任意の顎台８を有する。患者の頭部に対して位置決めのための側頭部保持部材２および３があり、それぞれが移送機器７２および７４にそれぞれ連結される。それぞれの保持部材２および３は、Ｒ１およびＲ２でそれぞれ示される、それぞれの基準位置を有する。移送機器７２および７４の構成要素は、本体１のそれぞれの側から１つが外側に伸びる１つまたは複数のシャフトまたは他の構成要素を有する。耳入桿４０および５０が、患者の耳腔の外側部分にはめるため提供される。図１Ａに示された静止位置で、静止位置の両方の耳入桿４０および５０の間の距離は、明らかに患者の頭部のサイズより小さい。支持構造３６にこれも据え付けられた回転可能なガントリ６０は、Ｘ線の検出および画像の形成のため、Ｘ線源６２およびセンサ６４を提供する。支持構造３６は図１Ａで表され、立ったまたは座った患者に対し任意の数の形態を取ることが可能である。例えばガントリ６０の回転の回転メカニズムのような、Ｘ線イメージング機器の他の従来の支持構成要素は図示しない。患者の頭部をさらに安定化、または頭部角度の調整を補助するよう、マウスピースまたは咬合構造もまた提供可能である。詳細をさらに後述するように、基準位置Ｒ１または基準位置Ｒ２が固定されているかどうかによって、回転軸Ａの位置は変わる可能性がある。

詳細をさらに後述する延長ロックメカニズム８０は、一度に側頭部保持部材２および３のどちらかの移動を制約する。図１Ｂに示されたように、保持部材３が本体１から外側に動かされたとき、保持部材２はその基準位置Ｒ１にロックされる。同様に、図１Ｃに示されたように、保持部材２が本体１から外側に動かされたとき、保持部材３はその基準位置Ｒ２にロックされる。このようにして、一度に保持部材２または３の１つのみを外側に動かすことが可能である。どの時点でも、保持部材２が基準位置Ｒ１にあるか、保持部材３が基準位置Ｒ２にあるかどちらかである。これは、イメージング中のＸ線源およびセンサのガントリ回転に関する回転軸Ａ１またはＡ２に対して、患者の頭部Ｈを適切な位置に支持する代替基準を可能にする。本発明の１つの実施形態において、回転軸は図１Ｂおよび図１ＣのＡ１およびＡ２で示される２つの位置のどちらかに設定可能であり、例えば、異なる軸に沿って回転するとき、左耳または右耳のイメージング構造についてイメージングガントリの位置変更を可能にする。軸Ａ１またはＡ２に関する位置の調整は、操作者によりなされる機械的調整でありうるし、またはボリュームイメージング機器を操作する制御ロジックにより自動的に実行してもよい。図１Ｂに示されたように、任意のセンサ３４は、適切な軸の選択が可能でありうるように、ボリュームイメージング機器の制御ロジックが、保持部材２または３が調整されたかどうか判断することを可能にする。

図２Ａの斜視図は、本発明の実施形態の頭部支持機器７０を示す。図２Ｂの斜視図は、頭部支持機器７０の構成要素を詳細に示す。本体１の一方の側で、保持部材２が、本体１を通して伸びる一対の横方向シャフト６および７に沿って移送機器７２に連結される。本体１の反対側で、保持部材３が、本体１を通して伸びる一対の横方向シャフト４および５に沿って移送機器７４に連結される。保持部材２および３は、対応する耳入桿４０および５０をそれぞれ支持する。示される実施形態で、基部９は３本のネジ１０で本体１に固定される。基部９は、例えば患者の高さを調整するため垂直方向に調節可能な水平アーム（図示せず）に沿って、追加の口腔イメージング装置のフレームに連結される。任意の顎支持部８は、その底面に留められた垂直プレート８ａを備える。プレート８ａは、本体１の溝８ｂ内を自由にスライドして、本体に対して、およびさらに後述するように患者の耳に対して、顎の垂直位置を調整することが可能である。調整ノブのような調整制御部１１が提供され、調整制御部１１は本体の外面から溝８ｂへ本体１を通して伸びる螺刻穴１１ｂと協働する螺刻シャフト１１ａを備える。制御部１１を回すことで、螺刻シャフトは顎台８のプレート８ａを適切な垂直位置でブロックする。強調すべきは、顎支持部８は任意選択であることである。安定化が必要とされる場合、顎または歯の位置および角度の安定化のため、他のタイプの支持構造を提供可能である。

２つのネジ１３が、移送シャフト４および５の両方の末端で、ストッパ１２を１つの面に固定する。シャフトの他の端部において、側頭部保持部材２の末端は２つのホルダ１４および１５に囲まれ、これらの３つの部品は、シャフト４および５の他の末端面で２つのネジ１６または他の留め具により付けられる。シャフト５は、大きい直径部分１７および小さい直径部分１８を有する。バネ１９は小さい直径部分１８を囲み、大きい直径部分１７の面に対して接触する。シャフト４は、溝２０を有する。本実施形態ではシャフト４の直径はシャフト５の直径と同じであるが、これは必要ではない。

本体１を、重量に耐え、示された調節可能および静止したハードウェアを支持することが可能な金属または他の適切な物質で形成することが可能である。本体１を通してその右面Ｆ１から反対側のその左面Ｆ２へ伸びる４つの経路がある。本体１の右面Ｆ１には穴１０１〜１０４があり、前面底部の穴１０１は、図２Ｂに見られるように、実施形態で示される他の３つより大きい。左面Ｆ２には穴２０１〜２０４がある。背面底部の穴２０４は、他の３つより大きい。対の穴１０１および２０１、１０２および２０２、１０３および２０３、１０４および２０４は、面Ｆ１から面Ｆ２に本体１を横断する平行な経路によってそれぞれ互いに連結されている。移送機器７４のシャフト５は、本体１を通して面Ｆ１の大きい直径の穴１０１から対向する面Ｆ２の底部前面の小さい直径の穴２０１へ伸びる移動経路を有する。シャフト４は、穴１０２から前方頂部の穴２０２へ本体１内を伸びる移動経路を有する。シャフト６はシャフト５と同様の構造を有し、異なる直径の２つの区間を有する。シャフト６の小さい直径の区間は、周辺バネ１９を有する。シャフト６は、背面底部の大きい直径の穴２０４を通して本体１内を伸び、背面底部の穴１０４を通して本体１を出る。シャフト７はシャフト４と同様の構造を有する。シャフト７は１つの単一の区間および１つの溝を有し、背面頂部の穴２０３を通して本体１内を伸び、背面頂部の穴１０３を通して本体１を出る。図２Ｂに示されたように、プレートおよび留め具の配置を用いて、保持部材３が移送機器７４のシャフト６および７に連結される。４つのシャフト４、５、６、および７のそれぞれは、面Ｆ１およびＦ２に沿って設置された対応するスリーブ３０１〜３０４および４０１〜４０４を有する。これらのスリーブは、シャフトが本体１の内側のそれらのそれぞれの経路内をスライドするとき、摩擦の減少を補助する。

なお図２Ｂを参照すると、延長ロックメカニズム８０は、本体１の頂面から伸びる垂直経路２１内に位置付けられた、直径を規制された球状の構成要素であるボール３０を有する。ネジ２３または他の留め具により本体１の頂面に付着されたストッパ２２が、ボール３０の本体１内の位置の保持を補助する。

図３は本体１を貫通した一部の断面側面図であり、延長ロックメカニズム８０の構成要素の詳細をさらに示す。経路２１内に挿入されるとき、ボール３０は、経路の底部に沿ってはまりシャフト４および７に対して接触するように落下する。この図は、図１Ａの”静止位置”の支持器を有する（詳細をさらに後述する）。静止位置で、保持部材２および３はそれぞれの基準位置にあり、それぞれが本体１のその対応する面Ｆ１およびＦ２に接触している。シャフト４および７内のそれぞれの溝２０は中央に位置付けられ、延長ロックメカニズム８０の経路２１と整列される。シャフト４および７の両方が基準位置にあるとき、ボール３０はシャフト４および７の両方の溝２０内にある。

図４は、本体１内を伸びたシャフト４および５を示す正面断面図である。図３と同様に、図４も患者支持機器７０の静止位置を示し、この図で保持部材２および３は、図１Ａについて前に述べたように、両方ともそれらの基準位置Ｒ１およびＲ２にある。シャフト５は、ショルダ４１を有する経路２８に沿って伸びる。シャフト５の周りのバネ１９がショルダ４１に対して圧迫して、シャフト５の面４２の右へ向けられた力を加え、この力は保持部材２をその基準位置に戻そうとする傾向がある。結果として保持部材２はシャフト５に連結され、このバネの力からの軽い圧力が、ホルダ１５と本体１の左面Ｆ２の間の接触を起こす。シャフト４は、同様に保持部材２に連結される。保持部材２および３が静止位置にあるとき、溝２０は本体１の中央平面に位置付けられる。

同じ理由で、静止位置で、側頭部保持部材３は本体１の右面Ｆ１と接触し、シャフト７の溝は本体１内にあり、シャフト４の溝に面する。経路２１内のボール３０も、本体１内にある。静止位置で、ボール３０はシャフト４および７の両方の溝２０に位置する。移送機器７２または７４のどちらかが、両方の溝２０内のボール３０とともに静止位置から移動可能である。しかし、一度には、移送機器７２または７４のうちの１つのみが、この位置から移動可能である。

図５は、シャフト４および７の両方の軸により形成された平面の頭部支持機器７０の断面図であり、図１Ｂの概略図に対応して、一対のシャフトが本体１内を伸び、移送機器７４（シャフト６および７）が移動可能で、移送機器７２（シャフト４および５）が所定の位置にロックされた状態を示す。

右耳または左耳の側頭骨の画像のようなＥＮＴのＣＴ画像が所望されるとき、施術医は患者を座らせ、側頭部保持部材２を本体１に対して適切な位置にし、患者の頭部に対して側頭部保持部材３を調整し、戻りバネによって生じる力を釣合せて保持部材３をその静止位置から除くよう横力を及ぼす。この動作で、保持部材３に連結された移送機器７２を、横方向に移動可能である。ボール３０はシャフト７の溝２０から押し出されるが、移送機器７４に対する対応するシャフト４の溝２０内にははまり続ける。シャフト７はボール３０に沿って一種の軸受接触でスライドし、単一の接触点でスライドする。シャフト４は、ボール３０によって所定の位置にロックされる。

側頭部保持部材３がその静止位置にないと、ボール３０がシャフト４の溝２０とシャフト７の側面の間の経路２１（図２Ｂ）内に閉じ込められるので、移送機器７４のシャフト４に連結された他の側頭部保持部材２はその静止位置から移動できない。ボール３０が１つのシャフトの溝２０に位置付けられる一方で他のシャフトの溝２０から出て、この後者のシャフトに面し、シャフトが動くとき単一のベアリング接触点を提供可能なように、ボール３０の直径は十分に小さい。ボール３０は、それが両方の溝２０から離れる一方で両方のシャフトに面することができないように、十分に大きい。ボール３０が閉じ込められると、シャフト４およびそれに対応する側頭部保持部材２は本体１に対して固定位置にあり、結果として、Ｘ線源およびセンサを支持するガントリに対して固定位置にある。

患者が右耳のＣＴ画像のため位置決めされるとき、施術医は側頭部保持部材３を（患者に対して）左に移動させ、顎を顎台８上に位置決めし、側頭部保持部材２上の耳入桿４０がわずかに右耳腔に侵入するように患者の頭部を位置決めする。施術医はそれから、側頭部保持部材３に及ぼされた力を解放する。シャフト６を囲む戻りバネ１９の力は、保持部材３を静止位置の方へ穏やかに戻す。患者は、保持部材３上の耳入桿５０がわずかに左耳腔に侵入するように彼の頭部を位置決めする。

頭部支持機器７０を用いて適切に位置決めされたとき、患者の頭部が安定しイメージングの間動かないように、患者を顎および２つの耳の３つの非平面状のポイント上で保持可能である。耳入桿４０、および結果として患者の右耳が、ガントリおよびそれが関連するイメージング構成要素に対してうまく画定された位置にある。注目すべきは、保持部材２または保持部材３のどちらが調整されるかに基き、患者の頭部位置は異なりうることである。また、必要とされる場合患者の頭部の角度移動が他の手段により制約されるように、顎台８は任意選択である。

図６は、患者の頭蓋骨の（上方から見た）水平断面図である。撮影される側頭骨５００が、右外耳道６００内の耳入桿の末端位置７００から既知の距離に位置付けられ、この距離はわずかに患者によって決まるのみである。これは、ＣＴが捕捉する間Ｘ線源およびセンサが周りを回転するガントリの垂直回転軸の水平面（ｘｙ）で、予め設定された位置を画定する。追加の口腔イメージングシステムのソフトウェア作動ロジックは、それから回転軸を２つの予め設定した位置（それぞれの耳のＣＴ捕捉に１つ）のどちらかに向けることが可能である。

現時点の望ましい実施形態を特に言及して本発明を詳細に記載したが、本発明の趣旨および範囲内で変形および改良することができることが理解されるであろう。例えば、頭部の安定化および角度方向を向上するため、咬合または他の構成要素を任意選択的に提供することが可能である。２つの移送機器のうちの１つのみの移動を可能にする延長ロックメカニズムを提供するよう、別の技術を使用可能である。現段階で開示された実施形態は、従って全ての点で一例と考えられ、制限するものではない。本発明の範囲は添付の請求項に示され、その意味および等価物の範囲内に入る全ての変更は、その中に包含されることが意図される。

Claims (11)

1. 対向する第１の側面および第２の側面を有し、患者の頭部に対して位置決めする第１の保持部材および第２の保持部材を支持する本体であって、前記第１の保持部材は前記本体の前記第１の側面に沿った第１の基準位置を有するとともに前記本体から外側に伸びる第１の移送機器に連結され、前記第２の保持部材は、前記本体の前記第２の側面に沿った第２の基準位置を有するとともに前記本体から外側に伸びる第２の移送機器に連結される、本体と、
   前記第１の保持部材が前記第１の基準位置から動かされるとき、前記第２の移送機器の位置をロックし、前記第２の保持部材が前記第２の基準位置から動かされるとき、前記第１の移送機器の位置をロックする、前記本体内の延長ロックメカニズムと、を備える、
   イメージング機器内で患者の頭部を位置決めする支持機器。
2. 前記本体がさらに顎台を備える、
   請求項１に記載の支持機器。
3. 前記第１の保持部材および前記第２の保持部材の一部は、患者の右耳腔および左耳腔に対して位置する、
   請求項１または２に記載の支持機器。
4. 前記イメージング機器は、軸の周りを回転し、
   Ｘ線源と、
   対象を通って通過したＸ線を検出するセンサと、を備える、
   ガントリを備える、 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の支持機器。
5. 前記第１の移送機器は、前記本体を通る１つまたは複数のシャフトを備える、
   請求項１乃至４のいずれか１項に記載の支持機器。
6. 前記延長ロックメカニズムは、前記１つまたは複数のシャフトのうち少なくとも１つの溝の中に位置する球形の要素を備える、
   請求項５に記載の支持機器。
7. 前記第１の移送機器はさらに、前記第１の保持部材を前記第１の基準位置に戻す力を加える戻りバネを備える、
   請求項１乃至６のいずれか１項に記載の支持機器。
8. 前記第１の保持部材または前記第２の保持部材がそれぞれの基準位置にあるか否かによって、前記ガントリの前記軸が２つ以上の位置を有する、
   請求項４に記載の支持機器。
9. 前記第１の移送機器は、前記第１の保持部材の移動を検出するセンサを備える、
   請求項１乃至８のいずれか１項に記載の支持機器。
10. 対向する第１の側面および第２の側面を有し、患者の頭部に対して位置決めする第１の保持部材および第２の保持部材を支持する本体を提供するステップと、
    前記本体の前記第１の側面に沿って第１の基準位置から離れて前記第１の保持部材を調整することを可能にし、一方で同時に、前記本体の第２の側面に沿って第２の基準位置において前記第２の保持部材の調整を制限するステップと、
    前記第２の保持部材の前記第２の基準位置により回転軸の位置を調整するステップと、
    患者の頭部のボリューム画像を得るために、前記調整された回転軸の周りにガントリを回転させるステップと、を含む、
    患者の頭部のボリューム画像を得る方法。
11. 前記回転軸の前記位置の調整するステップは、イメージング機器の制御ロジックにより実行される、
    請求項１０に記載の方法。

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