JP4566394B2 - 針生検システム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特に最小侵襲外科的システム及び方法と関連した針生検システム及び針生検の実施計画法に関する。本発明は、連続コンピューター断層撮影法（ＣＣＴ）によるスキャニング及び他の類似の画像化システムを用いて行われる画像誘導式針生検と関連した分野に関し、以下、特にこれとの関連で説明する。しかしながら、本発明は、他の画像化方式及び他の生検外科的手法にも適用できることは理解されるべきである。
【０００２】
【従来の技術】
特に潜在的に癌性の腫瘍、前悪性の状態及び他の病気又は疾患の診断及び治療にあたって、人又は動物の被験体から組織の一部を試料又はサンプルとして採取し又は検査することが望ましい場合がしばしばある。典型的には、腫瘍の場合、内科医が癌又は他の疾患条件があるように思った場合、生検を行って腫瘍から取った細胞が実際に癌又は他の疾患であるかどうかを確かめる。多くの生検法、例えば経皮生検法は、分析のために細胞を収集するための針状の器具を用いて行われる。
【０００３】
近年、Ｘ線及びコンピューター断層撮影法（ＣＴ）によるスキャニングを用いることにより針生検の実績が上がっている。画像化機器により、介在者、例えば放射線科医、外科医、内科医又は他の医療従事者は、診断及び治療中、被験者内の介入器具、例えば生検針の挿入状態を追跡することができる。かかる画像化方式は、介在者及び患者に有用であるが、これらには或るいくつかの欠点がある。
【０００４】
例えば、かかる画像誘導方式では、針の位置の追跡はリアルタイムでは行われない。すなわち、静止画像が得られるが、この中での針の位置が注目されることになる。その結果、針を僅かな量だけ送り進めたり引っ込めたりし、そして新しい針の位置を確認するために別の静止画像を得るようにする。この手順を、針の進み具合いを解析する上での必要に応じて何回も繰り返す。かかる手順は、針は画像作成相互間で短い距離だけ又は小刻みに前進し、そして針の前進を画像処理中は停止させるので時間のかかる傾向がある。さらに、その間、即ち画像相互の間では針の位置を視覚化できないという点に鑑みて精度は低い。
【０００５】
ＣＣＴ画像化法及びＸ線透視検査法の開発により、リアルタイム画像化が可能になった。ＣＣＴスキャン法では、回転Ｘ線源が被験体を連続的に照射し，１秒あたり約６フレームの速度で画像を生じさせる。生検中における針のリアルタイム誘導及び（又は）追跡のために介在者がＣＣＴ又はＸ線透視検査法を用いるというやり方は、好評を博している。その結果、生検は正確になっただけでなく、実行時間が短くなった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、介在者を放射線被曝から保護する場合に問題がある。例えば、針生検では、生検針及びガイドは、針の先が画像面内に位置するようＸ線の放射平面内に又はその近くに保持されることが多く、それにより連続追跡が可能になっている。また、画像化平面の近くに位置することにより、被験者への針の穿通深さが最小限に抑えることができる場合が多い。この結果として、介在者が自分の手をＸ線ビーム中に置くことになるのが通例である。１日に幾つものかかる処置を行う介在者の手は、有害なレベルの放射線量を受けやすい。したがって、放射線被曝の恐れのないＣＣＴスキャン法を用いて針生検を行う手法を介在者に提供することが望ましい。
【０００７】
提案される一手法として、介在者が自分の手をＸ線ビームから離したままで生検針を操作できるようにする機械的システムを用いることがある。しかしながら、機械的リンク装置を備えたかかるシステムは、介在者が針を直に操作する場合に得られる手応え（例えば、針に加わる力、剪断作用及び（又は）モーメント）を損ね又は無くしてしまう。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の一特徴によれば、生検針及び針支持組立体を有する針生検システムに関する。針支持組立体は、生検針を保持し、生検針を受け取った制御信号に応答して操作する。入力装置を用いる針シミュレータが、オペレータによる入力装置の操作に応答して制御信号を発生する。オペレータは、生検針の受ける力に従って針シミュレータからフィードバックを受け取る。
【０００９】
本発明の別の特徴によれば、被験者に対する針生検の実施計画方法が提供される。この方法は、生検針を保持している針支持組立体を調節して生検針が所望の挿入個所及び向きで被験者に対して位置決めされるようにする段階を有する。しかる後、支持組立体から遠くに位置した針シミュレータの入力部を操作して生検針の所望の操作を行うようにする。針シミュレータの入力部の操作に応答して針制御信号を発生する。次に、針制御信号を針支持組立体に中継し、針制御信号に応答して生検針の所望の操作を生じさせる。生検針に働く力を検出し、生検針に働く検出した力に応答して力信号を発生させる。次に、力信号を針シミュレータに中継し、力信号に応答して針シミュレータの入力部に手応えとしてのフィードバックを与える。
【００１０】
本発明の一利点は、介在者がリアルタイム画像誘導方式により針生検を行える安全な環境を提供することにある。
【００１１】
本発明の別の利点は、介在者が針生検と関連のある手応えから役に立つ情報を得ることにある。介在者は一般に、これら手応えから処置に関する役に立つ情報を得る。例えば、介在者は、互いに異なるタイプの組織相互間での針の移行や、骨との接触等を感じることができる場合が多い。介在者は一般に、生検を行っているときにこの「感覚」があるのを望ましいと考えている。ベテランにとっては、これは針がどこにあるかについての追加の指標として役立つ。
【００１２】
本発明の更に別の利点は、針生検のための一層滅菌された状態の環境が提供されることにある。
【００１３】
本発明の更に別の利点は、生検その他の手技を行っている介在者にとって楽で且つ快適な環境、即ち、不格好に体を曲げて患者にかぶさらなくても済む状況が得られることにある。
【００１４】
本発明の更に別の利点は、遠隔地から「遠隔生検（tele-biopsy ）」を行えることにある。
【００１５】
次に、本発明の実施形態を例示として添付の図面を参照して詳細に説明する。
【好ましい実施形態の詳細な説明】
図１を参照すると、画像誘導式針生検システム１０が、リアルタイム又は密な時間間隔で更新される被験者２０の連続した医療診断用画像、好ましい実施形態では１秒あたり６個のかかる画像を発生できる診断用画像化装置１００を有している。
【００１６】
好ましい実施形態では、診断用画像化装置１００は、中央検査領域１１２を定める固定ガントリ１１０を備えたＣＴスキャナを有している。回転ガントリ１１４が、検査領域１１２の周りに回転自在に固定ガントリ１１０に取り付けられている。透過性放射線源１２０、例えばＸ線管が回転ガントリ１１４と一緒に回転するよう回転ガントリ１１４に取り付けられている。透過性放射線源は、回転ガントリ１１４が回転すると検査領域１１２を通過する放射線のビーム１２２を生じさせる。シャッタ付きコリメータ組立体１２４が、放射線ビーム１２２を薄い扇形に形成し、ビーム１２２を選択的にオンオフにゲート動作する。変形例として、放射線ビーム１２２を源１２０のところで電子的にオンオフにゲート動作してもよい。それにもかかわらず、源１２０は、連続画像化スキャンの持続時間にわたりオンのままである。ＣＴスキャナから収集したデータと関連して適当な復元アルゴリズムを用いると、画像は１秒に６フレームの割合で連続的に復元されると共に更新される。スキャナのこの動作モードは、ＣＣＴモードと呼ばれている。
【００１７】
被験者支持体１３０、例えば手術台、診察台等が、被験体又は被験者２０、例えば患者としての人間又は動物を検査領域１１２内に少なくとも部分的に入れた状態で宙吊り状態にし又はこの上に載せた状態で保持して薄い扇形の放射線ビーム１２２が、被験者２０の関心のある部位を断面スライスに切断するようになっている。
【００１８】
図示の第四世代のＣＴスキャナでは、リング状に配列された放射線検出器１４０が、検査領域１１２の周囲にぐるりと並んだ状態で固定ガントリ１１０に取り付けられている。変形例として、源１２０と反対側の検査領域１１２の側で回転ガントリ１１４に取り付けられている円弧状に配列された放射線検出器１４０を用いる第三世代のＣＴスキャナを用いてこれら検出器が、薄い扇形の放射線ビーム１２２によって定められる円弧に及ぶようにしてもよい。構成がどうであれ、放射線検出器１４０は、源１２０から放出された放射線が検査領域１１２を横切った後、これを受け取るように配置される。
【００１９】
源を扇形に配置した場合、源１２０から出る放射線にわたって弧状に位置する検出器は、源１２０が検査領域１１２の後ろで回転しているときに短い時間間隔で並行してサンプリングされ、それにより源の扇形ビューが得られる。検出器を扇形に配置した場合、各検出器は源１２０が検査領域１１２の後ろで回転してるときに多数回にわたってサンプリングされ、検出器の扇形ビューが得られる。源１２０と放射線検出器１４０の各々との間の経路は、光線として示されている。
【００２０】
放射線検出器１４０は、検出した放射線を電子的投影データに変換する。すなわち、放射線検出器１４０の各々は、受け取った放射線の強度に比例する出力信号を出す。基準検出器が、検査領域１１２を通らなかった放射線を検出するのがよいが、このようにするかどうかは任意である。基準検出器によって受け取られた放射線の大きさと各放射線検出器１４０によって受け取られた放射線の大きさの差は、サンプリングされた扇形をなす放射線の対応した光線に沿う放射線の減衰量の指標となる。いずれの場合においても、各放射線検出器１４０は、ビュー内の各光線に沿う投影像に相当するデータ要素を生じさせる。データライン中のデータの各要素は、復元中の被験者を通るこれに対応した光線に沿って得られる線積分と関連がある。
【００２１】
放射線検出器１４０からの画像データを収集し、これを通常の方法で被験者２０の画像表示に復元する。例えば、データ処理装置１５０は、画像データを収集し、リビンニング法（rebinning techniques）、たたみこみ／逆投影アルゴリズム、及び（又は）他の適当な復元法を用いて画像データから画像表示を復元する。好ましい実施形態では、薄い扇形の放射線ビーム１２２が横切った断面スライスに相当する画像表示が、人の目に見えるディスプレイ、たとえばビデオモニタ１６０等上に表示される。好ましくは、ＣＣＴスキャンモードでの動作中、画像表示は、１秒当たり約６フレーム以上の速度で更新される。このようにすると、生検を行っている介在者は、ビデオモニタ１６０上に表示された画像表示を見て針の進み具合いをリアルタイムで追跡することができる。
【００２２】
図引き続き図１を参照しながら図２を参照すると、好ましい実施形態では、画像誘導式針生検システム１５は、生検針２１０を所望の位置及び経路に維持する機械的針支持組立体２００を更に有している。機械的針支持組立体２００は、アーチ状支持組立体２２０及び針支持アーム２３０を有しているが、この構成は任意である。アーチ状支持組立体２２０は好ましくは、被験者支持体１３０の一方の側から他方の側までアーチ状に延びる実質的に剛性の部材から成り、支持体１３０の下には被験者２０のための間隙が空いている。アーチ状支持組立体２２０は高さ調節可能であるが、このようにするかどうかは任意である。好ましい実施形態では、アーチ状支持組立体２２０は、長手方向に延びるガイド、軌道等を介して被験者支持体１３０の何れの側にも取り付けられ、かかるガイドに沿って、アーチ状支持組立体２２０が所望に応じて選択的に位置決めされると共に（或いは）固定される。同様に、アーチ状支持組立体２２０は、横方向に延びるガイド又は軌道として役立ち、これに沿って針支持板２３０の第１の端部が所望に応じて選択的に位置決めされると共に（或いは）固定される。
【００２３】
針支持アーム２３０は好ましくは、完全調節式多関節（マルチジョイント）多分割（マルチセグメント）アームであり、各関節は種々の自由度を有し（自在継手又は玉継手が用いられているが、これを用いるかどうかは任意である）、各セグメントは選択的に伸縮自在である。本明細書において後で詳細に説明するように、生検針２１０は、針支持アーム２３０の第１の端部と反対側の端部に保持されると共に（或いは）取り付けられている。したがって、被験者支持体１３０に沿うアーチ状支持組立体２２０の長手方向位置を適当に選択し、アーチ状支持組立体２２０に沿う針支持アーム２３０の横方向位置を適当に選択し、そして針支持アーム２３０の多数の関節及び（又は）セグメントを曲げ又は調節することにより、被験者２０に対する生検針２１０の任意の位置及び（又は）向きを所望に応じて達成できる。
【００２４】
引き続き図１及び図２を参照しながら図３を参照すると、生検は好ましくは、機械的針支持システム２００の調節で始まり、生検針２１０を先ず最初に所望の挿入位置にセットし、所望の軌道に沿って配向させるようにする。生検針の位置をその前進動作全体にわたって視覚化すると共に生検針２１０が被験者２０を穿通する距離を最小限に抑えるためには、軌道が放射線のビーム１２２の平面内に位置することが好ましい。針支持アーム２３０をアーチ状支持組立体２２０に沿って横方向に摺動させ又は位置決めし、アーチ状支持組立体２２０を被験者支持体１３０に沿って長手方向に摺動させ又は位置決めすることによって、生検針２１０を先ず最初に取り付ける。アーチ状支持組立体２２０と針支持アーム２３０は一緒になって、生検針２１０を位置決めして配向させるための完全な自由度を提供する。当初の位置決め後であって、針生検処置の実施中、ＣＴスキャナをＣＣＴモードで用いて生検針２１０を関心のある領域に配置した状態でこの関心のある領域（即ち、薄い扇形の放射線ビーム１２２の平面）を画像化する。
【００２５】
変形実施形態では、生検針２１０を自動的に位置決めするが、このやり方を用いるかどうかは任意である。すなわち、医療従事者又は他のオペレータは、先に得られた画像中の腫瘍の位置を突き止めるとともに所望の針挿入角度を割り出すことにより処置の実施計画を立てる。これに応じて、機械的針支持システム２００は、生検針２１０を計画の立てられた処置を実行するために適当な位置に自動的に（機械的駆動機構及び関連の位置センサを介して）位置決めする。
【００２６】
可調式の生検用テーブル２４０を処置の実施の際の便宜のために被験者支持体１３０に取り付けるのがよいが、こうするかどうかは任意である。放射線ビーム１２２の外部に位置するこれら生検用テーブル２４０は、処置中に介在者によって用いられる画像誘導式針生検システム１０の追加の構成部品（これらについては本明細書中の別の部分で説明する）、外科介入器具及び（又は）他の器具を支持し又保持すると共にこれらを利用しやすくするのに役立つ。さらに、生検用テーブル２４０を、被験者２０の上の位置に揺動させ（このようにするかどうかは、任意である）、生検を一部又は全体にわたって手作業で実施することが望ましい場合に介在者が自分の手又は体をこれで支持すると共に（或いは）安定化させることができるようにする。
【００２７】
図１〜図３を引き続き参照しながら図４を参照すると、好ましい実施形態では、画像誘導式針生検システム１０は、遠隔の触覚式針シミュレータ２５０を更に有し、この触覚式針シミュレータ２５０は、介在者によって物理的に操作され、実際の生検針２１５を操作すると共に（或いは）制御するジョイスティック２５２又は他のかかる入力装置を有している。好ましくは、針支持アーム２３０は、触覚式針シミュレータ２５０から受け取った制御信号に応じて多数の関節が曲がり又は回転したり、セグメントが伸縮するロボットアーム又は腕である。触覚式針シミュレータ２５０によって生じた制御信号は、針支持アーム２３０の動作が、介在者によるジョイスティック２５２の物理的な操作にそのまま又は変倍した量の状態でそっくりである。これら制御信号は、遠隔に配置された触覚式針シミュレータ２５０から物理的ケーブル又は赤外線リンク、無線通信等を用いる無線方式で針支持アーム２３０に中継される。このようにすると、触覚式針シミュレータ２５０は遠隔式のものなので、これを任意に配置できる。したがって、介在者は放射線から所望程度、離れたままに保たれる。
【００２８】
制御信号は、針支持アーム２３０に中継される前に、任意的に安定ハンドフィルタ２５４によってろ波される。典型例として、安定ハンドフィルタ２５４は、受信端部で動作し、針支持アーム２３０と連携している。いずれも場合にしても、安定ハンドフィルタ２５４は、制御信号からノイズ又は介在者の手の震えの結果としての信号成分を除去し、平滑化し又はろ波する。その結果、手の震えは、生検針２１０の僅かに不安定であると共に（或いは）望ましくない変位の原因とはならない。手の震えによるノイズをカットすることにより、一層安定かつ正確な針生検を行える。さらに、安定ハンドフィルタ２５４により、生検針２１０の突然の鋭い動きが防止される。この特徴は、介在者の過失又はためらいがあった場合に重要である。かかる鋭く且つ気がつかない動きは、潜在的に被験者２０にとって危険性がある。すなわち、安定ハンドフィルタ２５４は、このような気がつかない知らず知らずの手の動きを「キャッチ」し、その結果として制御信号によって生検針２１０に生じる変位を阻止する。他の信号又はデータ処理方式もまた、適宜、針支持アーム２３０が制御信号に応答する前に実施されるが、これは任意である。
【００２９】
好ましくはロードセルから成る力及びモーメント測定組立体２６０が、生検針２１０を操作しているときに生検針２１０の受ける力及び（又は）モーメントを記録し又は測定する圧力及びモーメント変換器又は他のかかる力／モーメント測定装置を有している。力測定組立体２６０は好ましくは、針支持アーム２３０の端部で保持され又はこれに取り付けられ、或いはこれと一体である。生検針２１０は、測定組立体２６０の力／モーメント検出入力２６２に連結されている。力／モーメント測定組立体２６０が、力／モーメント検出入力部２６２によって検出され、連結された生検針２１０の受ける力及びモーメントに起因する力及びモーメントに応答して力及びモーメント信号を発生する。力及びモーメント測定組立体２６０が、その好ましい実施形態では、ロードセルの入力部２６２に接続された生検針２１０が受ける全ての力及びモーメント（即ち、３つの直交方向における及び（又は）その周りにおける力及びモーメント）に応じて対応の信号発生する単一のロードセルから成る。これにより、生検針２１０の受ける軸方向力と共に剪断力及び横方向の力の測定が可能になる。しかしながら、変形実施形態では、生検針２１０を１又は２以上のロードセルに機械的に結合し、これらロードセルがそれぞれ、単一のせん断、横方向又は軸方向力又はモーメントを測定するようにしてもよいが、このようにするかどうかは任意である。いずれの場合においても、生検針２１０をクイックリリースコネクタ又は継手２７０を介して力及びモーメント測定組立体２６０に取り付け、もし介在者が手動操作を望んだ場合、生検針２１０を機械的針支持組立体２００から容易に離脱できるようにすることが好ましい。
【００３０】
また、針支持アーム２３０及び（又は）関連検出器が、その移動量を表す位置信号を発生することが好ましい。例えば、多数の関節及び（又は）セグメントの各々に内蔵された検出器がその関節の回転量又はそのセグメントの伸縮量を検出する。ただし、このような構成を採用するかどうかは任意である。開始位置からの各関節の回転量及び各セグメントの伸縮量を求めると、その開始位置に対する針支持アーム２３０の位置及び向きが決定される。その結果、針支持アーム２３０及びこれに連結された生検針２１０の移動量が容易に決定される。
【００３１】
さらに、変形実施形態では、力及びモーメント測定組立体２６０が省かれ、そしてこの場合も又、生検針２１０をクイックリリースコネクタ又は継手２７０を介して針支持アーム２３０の端部に取り付けるのがよい。この実施形態では、針支持アーム２３０の関節及びセグメントと関連した検出器が、これらの運動に対する抵抗を検出し、これに応じた信号を発生する。これら信号から、生検針２１０の受ける力を計算し又は測定して力信号を発生する。
【００３２】
最終的には、発生した力及びモーメントの信号及び位置信号は、この場合も又、物理的ケーブル又は赤外線リンク、無線通信等を用いて無線方式で触覚式針シミュレータ２５０に中継して戻される。受け取ったフィードバック（即ち、力及びモーメントの信号及び位置信号）に応答して、触覚式針シミュレータ２５０は、適当な力、モーメント及び（又は）これに対する抵抗を及ぼすことにより、ジョイスティック２５２内の生検針２１０の受ける力及び動作を反映し又はこれらが模倣される。このようにすると、ジョイスティック２５２を介して、物理的にジョイスティック２５２を操作している介在者は、同じ手応えを受け取ると共に（或いは）まるで自分が直接生検針２１０を操作しているかのごとく生検針２１０の受ける力及びモーメントを感じる。さらに、触覚式針シミュレータ２５０の配置場所の融通性により、遠隔に位置し、遠くの病院にいる（これは任意である）専門家は、まるで自分が生検針２１０を手で扱っているかのごとく同じ手応えで処置を行うことができる。
【００３３】
好ましい一実施形態では、針ガイド２８０が、機械的針支持組立体２００に取り付けられている。針ガイド２８０は、生検針２１０を受け入れるように寸法決めされた内径及び（又は）他の内寸を有する実質的に剛性の中空管又はシャフトである。しかしながら、変形実施形態では、これは真っ直ぐである。湾曲した針ガイド２８０の場合、これと共に用いられる生検針２１０は、曲がり部をうまく通ることができるように可撓性であり、曲がり部は、生検針２１０が針ガイド２８５を通って進んでいるときの生検針２１０と針ガイド２８０の内壁との間の摩擦を減少させるために曲がり具合いが穏やかである。いずれの場合にしても、即ち、針ガイドが湾曲していても、あるいは真っ直ぐであっても、針ガイド２８０又は少なくともその内壁は、医療用途に合わせて低摩擦性の材料で作られる。さらに、針ガイド２８０内での生検針２１０の嵌まり具合いは、生検針２１０が、横方向の遊びがそれほどない状態で、針ガイドを長手方向に自由に前進すると共に（或いは）引っ込むことができるようなものである。このようにすると、生検針２１０に働く摩擦力は最小限であり、したがって針シミュレータ２５０又は直接的な操作により生検針２１０のマニプレータの受ける力は、処置中に針ガイドを用いていないのと実質的に同一であるようになる。
【００３４】
湾曲した針ガイド２８０を用いる利点としては２つの場合がある。第１の場合は、湾曲した針ガイド２８０を用いることにより、画像誘導式針生検システム１０の機械的構成要素（即ち、針支持組立体２００等）を針の挿入部位及び画像面から変位させることができる。その結果、システムの機械的構成要素は、画像化を邪魔しない。第２の場合として、湾曲した針ガイド２８０は、介在者が処置を手作業で行いたいと考えた場合に、介在者の手を放射線ビーム１２２に当たらないよう保持する。これは、定期的にかかる処置を行っている介在者にとって放射線被曝が大きな問題であることに鑑みて重要な特徴である。
【００３５】
針ガイド２８０の配置場所により、挿入場所が決まり、また生検針２１０は針ガイド２８０中を長手方向に前進および／又は後退させられるだけなので、生検針２１０の向き又は軌道が確保される。針ガイドを針支持組立体２００に取り付けることにより、針ガイド２８０を被験者２０に対して任意に配置し、配向すると共に（或いは）固定できる。図示の実施形態では、針ガイド２８０は、針支持アーム２３０のセグメントに連結された可調式機械的リンク機構２８２によって針支持組立体２００に取り付けられている。変形例として、リンク装置２８２より、針ガイド２８０はアーチ状支持組立体２２０に直接連結される。さらに、リンク装置２８２は、クイックリリースコネクタ又は継手２８４を有し、したがって所望ならば、針ガイド２８０を針支持組立体２００から容易に離脱できるようになっている。
【００３６】
好ましい実施形態では、画像誘導式針生検システム１０は又、表示パネル３００内に組み込まれていて、触覚式針シミュレータ２５０によって受け取られた同一の信号を受け取るフィードバック増強機能及び警告機能を更に有している。触覚式針シミュレータ２５０の場合と同様、表示パネル３００は、物理的ケーブル、赤外線リンク、無線通信等を介してフィードバックを受け取るようになっているが、このようにするかどうかは任意である。表示パネル３００は、所定の又は特定の条件が検出されると、トリガー又は制御される可視及び（又は）音響表示器の組み合わせを有している。例えば、音響表示器（例えば、スピーカー、音響変換器等）が、生検針２１０の受ける軸方向力の量に応じて制御される音量又は他の音響特性を有している。次に、このフィードバックは、介在者の受ける手応えとしてのフィードバックを増強し、生検針２１０に加わる力に関する別の指標を介在者に与える。警告という観点では、可聴警報が鳴って介在者に生検針２１０が骨に当たったようであることを警報する。力信号が許容閾値を越えると、その決定がなされるが、このようにするかどうかは任意である。変形例として、表示器は、目に見え、例えば閃光又は種々のパターン及び（又は）色のソリッドステート発光ダイオード（ＬＥＤ）である。その上、制御パネル３００は、システムが正しく較正されず、又は機能しなければトリガーされる警報器を有している。この安全機能により、システムに関する種々の故障に起因する被験者２０に対する物理的危害の恐れがなくなる。
【００３７】
さらに、好ましい実施形態では、画像誘導式針生検システム１０は、生検針２１０の過剰挿入を防止する深さフェールセーフ機能を有している。これは、生検針２１０に取り付けられた機械式ストップ又は停止装置４００の形態をしているが、このような形態にするかどうかは任意である。機械式ストップ４００は、生検針２１０が所望深さまで挿入されると針ガイド２８０の端に当接し、それによりそれ以上の挿入を防止する。この機能は、重大な領域、例えば背骨又は心臓の近くで処置を行う場合に特に有用である。機械式ストップ４００は、処置が施されている被験者２０の部位に応じて深さが変わるよう設定されている。変形実施形態では、ストップは、その過剰伸長を防止するよう針支持アーム２３０の関節及びセグメント内に組み込まれる。さらに別の変形実施形態では、電子制御装置が、挿入量を制限する。
【００３８】
画像誘導式針生検システム１０に組み込まれた別のフェールセーフ機能が、被験者２０の望ましくない位置のずれに起因して被験者が負傷することがないようにする。このような条件の下では、被験者２０は、生検針２１０が被験者２０と一緒に自由に移動しなければ負傷する場合がある。したがって、この恐れを小さくするためには、許容閾値を越える剪断力又は圧力を受けると、クイックリリースコネクタまたは継手２７０と２８４の両方は、自動的に外れると共に（或いは）分離するよう構成されている。
【００３９】
従来技術において知られている生検システム及び装置と比べ、本発明の画像誘導針生検システム１０には多くの利点がある。従来技術においては、介在者が、ＣＣＴ画像化法又はＸ線透視検査法を用いてリアルタイム針誘導方式の利点を活用したいと望んだ場合、典型的には、介在者は、幾つかの処置を行っている間全体にわたり自分の手が潜在的に有害なレベルの放射線量にさらされる。これとは対照的に、本発明の画像誘導式針生検システム１０では、介在者は、放射線被曝の恐れなく、リアルタイム画像化の利点を活用することができる。これは、介在者が機械的システムの作動を手で無効にして手作業で処置を行いたいと思う場合に特にそうである。さらに、湾曲した針ガイド３００を用いることにより、介在者は、自分の手を放射線ビーム１２２の外に保つことができる。
【００４０】
また、本発明の画像誘導式針生検システム１０により、介在者にとってより快適な作業環境が得られる。針生検を手作業で行う際、介在者は、所望の挿入場所及び（又は）向きで接近できるようにするために体を曲げて被験者２０にかぶさるようにしなければならない場合が多い。これは、体の大きな被験者の場合に特に厄介な場合がある。いずれも場合においても、このように被験者２０の上にかぶさることにより、その結果として、介在者が嫌な思いをする恐れがあると共に（或いは）介在者が不安定な状態になる場合がある。これとは対照的に、本発明の実施形態による画像誘導式針生検システム１０は、快適な環境で介在者によってように操作される。介在者は、針シミュレータ２５０が載っている生検用テーブル２４０のうち１つに腰掛けてもよく、或いは完全に別の部屋の中で座っていてもよい。いずれの場合においても、介在者の腕は、適当な方法で容易に支持され、安定性および快適感が増し、それにより正確さが向上する。このように安定性及び快適感が増しても、これによって手応え又は感覚が損なわれることがないことは重要である。針シミュレータ２５０が力を反映する触覚的特徴を備えているので、介在者は、手で処置を行っているのと同じ手応え、感覚及び（又は）フィードバックを得ることができる。
【００４１】
また、画像誘導針生検システム１０を用いることにより、介在者にとって一層滅菌した状態の環境が得られるようになる。被験者２０に接触する人は殆どいないので、感染の恐れが少ない。したがって、問題の部位に近接して位置する生検針２１０及び他の構成部品の正しい滅菌を行うと、処置は、汚染の恐れが低い状態で滅菌度の非常に高い環境中で容易に行われる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の特徴に従って構成された画像誘導針生検システムの略図である。
【図２】本発明の特徴に従って構成された針支持組立体の略図である。
【図３】本発明の特徴に従って構成された針ガイド付き針支持アームの略図である。
【図４】本発明の特徴に従って構成された触覚式針シミュレータ及び表示パネルの略図である。

Claims (10)

1. 針生検システム（10）であって、生検針（210 ）と、生検針（210 ）を保持し、受け取った制御信号に応答して生検針（210 ）を操作する針支持組立体（200 ）と、入力装置（252 ）を備えた針シミュレータ（250 ）とを有し、針シミュレータ（250 ）は、オペレータによる入力装置（252 ）の操作に応答して制御信号を発生し、オペレータは、生検針（210 ）の受けた力に応じて針シミュレータ（250 ）からフィードバックを受け取ることを特徴とする針生検システム。
2. オペレータの受け取るフィードバックは、オペレータが入力装置（252 ）を操作しているときにオペレータの受ける手応えから成り、この手応えは、オペレータが生検針（210 ）を直接操作している場合に受ける手応えにそっくりであることを特徴とする請求項１記載の針生検システム。
3. 前記針生検システム（10）は、針支持組立体（200 ）と連携していて、生検針（210 ）の受ける力を測定する力測定変換器（260 ）を更に有していることを特徴とする請求項１又は２記載の針生検システム。
4. 針支持組立体（200 ）が生検針（210 ）を操作する前に、制御信号をろ波してオペレータによる入力装置（252 ）の望ましくない操作を補償することを特徴とする請求項１〜３のうち何れか一に記載の針生検システム。
5. 針生検システム（10）は、処置を視覚化するのに用いられる人に見えるディスプレイを備えた医療用診断画像化装置（100 ）を含む画像誘導システムを更に有していることを特徴とする請求項１〜４のうち何れか一に記載の針生検システム。
6. 被験体（20）に対する針生検の実施計画方法であって、生検針（210 ）を保持している針支持組立体（200 ）を調節して生検針（210 ）が所望の挿入個所及び向きで被験体（20）に対して位置決めされるようにする段階（ａ）と、針支持組立体（200 ）から遠くに位置した針シミュレータ（250 ）の入力部（252 ）を操作して生検針（210 ）の所望の操作を行うようにする段階（ｂ）と、針シミュレータ（250 ）の入力部（252 ）の操作に応答して針制御信号を発生する段階（ｃ）と、針制御信号を針支持組立体（200 ）に中継する段階（ｄ）と、針制御信号に応答して生検針（210 ）の所望の操作を生じさせる段階（ｅ）と、生検針（210 ）に働く力を検出する段階（ｆ）と、生検針に働く検出した力に応答して力信号を発生させる段階（ｇ）と、力信号を針シミュレータ（250 ）に中継する段階（ｈ）と、力信号に応答して針シミュレータ（250 ）の入力部（252 ）に手応えとしてのフィードバックを与える段階（ｉ）とを有することを特徴とする方法。
7. 前記手応えとしてのフィードバックは、生検針（210 ）を直接操作した場合に感じる手応えにそっくりであることを特徴とする請求項６記載の方法。
8. 前記段階（ｃ）と段階（ｅ）の間に、制御信号をろ波して針シミュレータ（250 ）の入力部（252 ）の操作の望ましくない成分を補償する段階を更に有することを特徴とする請求項６又は７記載の方法。
9. 被験体（20）の関心のある部位の医療診断用画像を得る段階を更に有し、関心のある前記部位は、生検針（210 ）が配置されるようになった部位であることを特徴とする請求項６〜８のうち何れか一に記載の方法。
10. 力信号に応答して人に知覚可能な信号を発生させる段階を更に有することを特徴とする請求項６〜９のうち何れか一に記載の方法。

Images