JP6038615B2 - Puncture guide device and treatment support device - Google Patents
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Description
本発明は、穿刺ガイド具及び治療支援装置に係り、特に複数の穿刺針を生体のターゲット部位に穿刺するのに好適な穿刺ガイド具及び治療支援装置に関する。 The present invention relates to a puncture guide tool and a treatment support apparatus, and more particularly to a puncture guide tool and a treatment support apparatus suitable for puncturing a target site of a living body with a plurality of puncture needles.
針状プローブを生体のターゲット部位（病変部）に穿刺して加熱、凍結などにより治療したり、生体のターゲット部位に穿刺針を穿刺して腹水などの体液、組織、細胞を採取することが行われている。このように、針状プローブや穿刺針（以下、本明細書では、穿刺針と総称する。）を穿刺する際、超音波診断装置、磁気共鳴撮像装置（ＭＲＩ装置）あるいはＸ線ＣＴ装置などの医用画像装置を利用して、穿刺針の穿刺を正確にターゲット部位に誘導する穿刺ガイド具が提案されている（特許文献１等）。
A needle-like probe is punctured into a target site (lesion) of a living body and treated by heating, freezing, or the like, or a puncture needle is punctured into a target site of a living body to collect body fluid such as ascites, tissue, or cells. It has been broken. As described above, when puncturing a needle-like probe or a puncture needle (hereinafter collectively referred to as a puncture needle in this specification), an ultrasonic diagnostic apparatus, a magnetic resonance imaging apparatus (MRI apparatus), an X-ray CT apparatus, or the like is used. There has been proposed a puncture guide device that accurately guides puncture of a puncture needle to a target site using a medical imaging apparatus (
特許文献１に記載された穿刺ガイド具は、ＭＲＩ用の受信コイルの中心に穿刺針の挿通穴を有し、穿刺針の三次元位置を検出するためのポインタを取り付けて形成されている。これによれば、ＭＲＩ装置の撮像領域におかれた生体の体表に穿刺ガイド具を当接し、三次元位置検出装置によりポインタを検出して穿刺ガイド具の位置及び姿勢を検出する一方、受信コイルを用いて撮像することにより、穿刺針を含む任意のスライス面のＭＲ画像が得られる。そのＭＲ画像を見ながら穿刺ガイド具の位置及び姿勢を調整することにより、穿刺針の穿刺方向をターゲット部位に容易に誘導することができる。すなわち、穿刺ガイド具に受信コイルを一体に組み込んでいるから、格別な位置決め撮像を行うことなく、ＭＲ画像を見ながら穿刺ガイド具の位置及び姿勢を調整することができるので、穿刺針を用いた治療支援に有用である。
The puncture guide described in
ところで、例えば、治療用の針状プローブのような穿刺針の場合、ターゲット部位の大きさに応じて複数本の穿刺針を刺すことにより、治療を短時間で施すことができる場合がある。しかし、特許文献１に記載の穿刺ガイド具によれば、複数本の穿刺針を刺すことについて考慮されていないから、治療時間を短縮できないという問題がある。
By the way, for example, in the case of a puncture needle such as a needle probe for treatment, treatment may be performed in a short time by piercing a plurality of puncture needles according to the size of the target site. However, according to the puncture guide device described in
また、例えば、治療用の針状プローブのような穿刺針の場合、ターゲット部位の大きさに応じて穿刺針の太さ（径）を変えて治療することが望ましい場合がある。しかし、特許文献１に記載の穿刺ガイド具によれば、穿刺針の径に合わせて専用の穿刺ガイド具を用意しなければならないから、穿刺ガイド具の管理が煩雑である。さらに、同一時に、径が異なる複数本の穿刺針をガイドすることができれば、使い勝手が向上する。
Further, for example, in the case of a puncture needle such as a needle probe for treatment, it may be desirable to treat by changing the thickness (diameter) of the puncture needle according to the size of the target site. However, according to the puncture guide device described in
本発明の目的は、同一時に複数本の穿刺針をターゲット部位に穿刺可能な穿刺ガイド具を提供することにある。
また、同一時に複数本の穿刺針をターゲット部位に穿刺ガイド可能な治療支援装置を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a puncture guide that can puncture a target site with a plurality of puncture needles at the same time.
Another object of the present invention is to provide a treatment support apparatus that can guide puncture of a plurality of puncture needles to a target site at the same time.
上記目的を達成するため、本発明の穿刺ガイド具は、樹脂製の枠部材からなる矩形フレームと、該矩形フレームの互いに直交する一対の枠部材にそれぞれ支持させて対向する枠部材に向けて伸延して設けられた複数の隔壁からなる第１の隔壁群と第２の隔壁群とを備え、前記複数の隔壁は、それぞれ樹脂製の薄板で形成され、板面を前記矩形フレームのフレーム面に直交させて等間隔で平行に配列され、前記第１の隔壁群と第２の隔壁群は、互いに前記矩形フレームのフレーム面に対して位置をずらして設けられ、穿刺針を挿通する複数の矩形穴が格子状に形成されてなることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the puncture guide device of the present invention is extended toward a frame member opposed to a rectangular frame made of a resin frame member and a pair of frame members orthogonal to each other of the rectangular frame. A plurality of partition walls, each of which is formed of a resin thin plate, and the plate surface is used as a frame surface of the rectangular frame. A plurality of rectangles that are orthogonally arranged in parallel at equal intervals, and the first partition wall group and the second partition wall group are provided with their positions shifted from each other with respect to the frame surface of the rectangular frame. The holes are formed in a lattice shape.
また、少なくとも磁気共鳴撮像装置を含む医用画像装置を備え、患者のターゲット部位に穿刺針を穿刺する位置及び穿刺針の姿勢をリアルタイムで画像表示して、前記穿刺針による治療を上記穿刺ガイド具を用いて前記穿刺針をガイドするためのガイド表示をする治療支援装置を特徴とする。 Further, the medical imaging apparatus including at least a magnetic resonance imaging apparatus is provided, the position of the puncture needle and the posture of the puncture needle are displayed in real time on the target site of the patient, and the treatment with the puncture needle is performed using the puncture guide tool. A treatment support apparatus that uses and displays a guide for guiding the puncture needle is used.
本発明によれば、同一時に複数本の穿刺針をターゲット部位に穿刺可能な穿刺ガイド具を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a puncture guide that can puncture a target site with a plurality of puncture needles at the same time.
以下、本発明の穿刺ガイド具を実施例に基づいて説明する。 Hereinafter, the puncture guide device of the present invention will be described based on examples.
図１は、本発明の実施例１の穿刺ガイド具１の上面図を示す。図２は、実施例１の穿刺ガイド具１の使用状態における（ａ）上面図、（ｂ）側面図及び（ｃ）斜視図である。それらの図に示すように、穿刺ガイド具１は、樹脂製の枠部材からなる矩形フレーム２を備えて形成されている。矩形フレーム２の互いに直交する一対の枠部材３，４にそれぞれ支持され、対向する枠部材５，６に向けて伸延された複数の隔壁７、８が設けられている。複数の隔壁７、８は、樹脂製の薄板で形成され、板面を矩形フレーム２のフレーム面に直交させて等間隔で平行に配列されている。複数の隔壁７から形成される第１の隔壁群９と、複数の隔壁８から形成される第２の隔壁群１０は、互いに矩形フレーム２のフレーム面に対して位置をずらして、つまり紙面に鉛直な方向に位置をずらして２段に設けられている。隔壁群９と隔壁群１０により、穿刺針１１を挿通する複数の矩形穴１２が格子状に形成されている。また、枠部材３の長手方向の中央部に把持部１３が設けられている。また、矩形フレーム２の角部の近傍に、後述する三次元位置検出装置で検出可能な３個の位置検出用マーカ１４ａ〜ｃが取り付けられている。なお、矩形フレーム２は例えば８ｃｍ角で、高さ（枠部材３〜６の紙面に鉛直な方向の幅）は１５ｍｍ程度である。
FIG. 1 shows a top view of a
このように構成されることから、図２に示すように、隔壁群９と隔壁群１０により格子状に形成された複数の矩形穴１２のうち、治療前に計画した複数の穿刺位置に従って、穿刺針１１を挿通する複数の矩形穴１２を決めて、穿刺針１１ａ，ｂを穿刺することができる。すなわち、同一時に複数本の穿刺針１１ａ，ｂをターゲット部位に穿刺することができるから、１本ずつ穿刺して治療する場合に比べて、治療時間を短縮できる。
Because of this configuration, as shown in FIG. 2, puncture is performed according to a plurality of puncture positions planned before treatment among a plurality of
上述では、複数の隔壁７，８は、それぞれ枠部材３，４の長手方向に間隔をおいて支持されているものとして説明した。しかし、本実施例１では、複数の隔壁７，８の基部は、それぞれ枠部材３，４の長手方向にスライド可能に支持され、複数の隔壁７，８の間隔を隔壁調整機構により変更可能に形成されている。
In the above description, the plurality of
図３、図４を参照して、隔壁調整機構２０について説明する。図３は隔壁調整機構２０により矩形穴１２の大きさを最大にした状態を示し、図４は矩形穴１２の大きさを最小にした状態を示す。図３の（ａ）は穿刺ガイド具１の上面図であり、（ｂ）は（ａ）の矢印Ａ−Ａから見た図である。（ｂ）には、複数の隔壁７からなる隔壁群９の隔壁調整機構２０が示されているが、複数の隔壁８からなる隔壁群１０の隔壁調整機構についても同様に形成されている。したがって、以下、複数の隔壁７からなる隔壁群９の隔壁調整機構２０について説明する。
The partition
枠部材３は、内部が空洞の角筒状に形成されている。枠部材３には、複数の隔壁７の基部７ａを、枠部材３の長手方向に沿ってスライド可能に支持する図示していないスリットが形成されている。そして、複数の隔壁７の基部７ａにスリットに嵌合する溝を形成し、基部7ａをスリットに噛み込ませて支持するとともに、スライド可能に形成されている。但し、複数の隔壁７を枠部材３にスライド可能に支持する構造はこれに限られるものではなく、隔壁７の基部７ａに貫通孔を設けてガイドバーを挿通し、そのガイドバーを枠部材３の筒空間に長手方向に沿って設けた構造でもよい。
The
また、枠部材３の長手方向に延在させて、スライダ２１が移動可能に設けられている。スライダ２１には、枠部材３の内部に移動可能に設けられた直線状のラック歯車２２が連結されている。複数の隔壁７の基部７ａは、それぞれ一対の歯車２３ａ，ｂを介してラック歯車２２に噛合している。そして、スライダ２１を図示矢印２４方向にスライドさせると、ラック歯車２２のスライド量に応じて一対の歯車２３ａ，ｂが回転し、その回転量に応じて複数の隔壁７の基部７ａがスライドされて、複数の隔壁７の間隔が変更される。
Further, the
すなわち、一対の歯車２３ａ，ｂは、複数の隔壁７に対応付けてそれぞれ設けられている。また、複数の隔壁７は、図３の間隔が最も広がった状態と、図４の間隔が最も狭められた状態の２位置間で、枠部材３の長手方向の中心位置に向かってスライドされる。このとき、複数の隔壁７からなる隔壁群９の中心位置、つまり枠部材３の長手方向の中心位置（基準位置）に対して対称にスライドして、かつ複数の隔壁７の間隔がどの位置でも等間隔になっている必要がある。そこで、一対の歯車２３ａ，ｂは、基準位置に対して対称位置の隔壁７ごとに歯数比を異ならせて設定されている。つまり、図示のように、基準位置から最も離れた両端の歯車２３ａ、ｂの歯数比２３ａ／２３ｂは１より大きく、基準位置に近い歯車２３ａ、ｂの歯数比２３ａ／２３ｂは１より小さく、その中間の歯車２３ａ、ｂの歯数比２３ａ／２３ｂは１又は１に近い値に設定される。
In other words, the pair of
このような一対の歯車２３ａ，ｂを有するスライド機構を形成することにより、スライダ２１の操作量に応じて複数の隔壁７の基部７ａは枠部材３の長手方向の中心位置に向けて連動してスライドされる。特に、本実施例のスライド機構を備えた隔壁調整機構２０は、枠部材３の長手方向の中心位置からの距離に応じて連動して隔壁７のスライド量を変えて、複数の隔壁７の等間隔を保持して、複数の隔壁７の間隔を調整するように形成されている。また、複数の隔壁７，８の間隔は、枠部材３，４にそれぞれ設けられたスケール２４により計測可能になっている。
By forming such a slide mechanism having a pair of
このように構成される実施例１の穿刺ガイド具１によれば、穿刺ガイド具１を生体の体表に設置することにより、同一時に複数本の穿刺針１１をターゲット部位に穿刺することができる。その結果、ターゲット部位が大きい場合でも、一度に治療ないし処置を施すことができるので、施術時間を短縮することができる。
According to the
また、複数の隔壁７、８はそれぞれ一対の枠部材３，４の長手方向にスライド可能に支持された基部７ａ，８ａを有し、一対の枠部材３，４には、各基部７ａ，８ａを連動してスライドさせて複数の隔壁７、８の間隔を等間隔に保持したまま、矩形穴１２の大きさを調整する隔壁調整機構２０を備えていることから、穿刺針１１の太さ（径）が変わっても、隔壁調整機構２０により矩形穴１２の大きさを変えることができるので、異なる径の穿刺針１１に対応できるから、穿刺ガイド具１の管理が容易である。
Each of the plurality of
図５に、実施例１の矩形フレーム２の変形例を示す。同図の（ａ）は矩形穴１２の大きさが最大の状態を示し。（ｂ）は矩形穴１２の大きさが最小の状態を示す。本変形例が図１の実施例と異なる点は、枠部材５、６のフレーム内面の長手方向に沿って隔壁７、８の先端が係止される複数の溝１５を形成したことにある。すなわち、図１の実施例によれば、隔壁７、８はそれぞれ基部を枠部材３、４にスライド可能に片持ちで支持されているため、隔壁７、８が横振れすると、矩形穴１２の大きさが変化する。この点、図５の変形例によれば、隔壁７、８の先端が溝１５に係止されるから、穿刺針１１の挿入時に矩形穴１２を押し広げる方向の力が作用しても、矩形穴１２の大きさが変化するのを抑制できる。なお、溝１５のピッチをできるだけ細かくすることにより、矩形穴１２の大きさをきめ細かく調整することができる。
FIG. 5 shows a modification of the rectangular frame 2 according to the first embodiment. (A) of the figure shows a state where the size of the
上述した実施例１の穿刺ガイド具１は、複数本の穿刺針１１を穿刺ガイドすることができ、かつ穿刺針１１の径に合わせて矩形穴１２の大きさを調整可能である。しかし、例えば、１本の穿刺針１１を穿刺した後、その穿刺針１１と径が異なる穿刺針１１を穿刺する場合、先に穿刺した穿刺針１１が邪魔になって矩形穴１２の大きさを変えることができない。
The
そこで、本発明の実施例２の穿刺ガイド具３０は、図６〜図８に示すように、同一時に、径が異なる複数本の穿刺針をガイドすることができるように構成した。実施例２の穿刺ガイド具３０は、図６に示すように、枠部材３〜６の互いの接合部３１〜３４を着脱可能な連結構造にしたことを特徴とする。例えば、接合部３１は、図６（ｃ）の拡大図に示すように、一方の枠部材３の端部に矩形の係合穴１８を形成し、他方の枠部材４の先端に係合穴１８に係合する一対の柱状突起１６を形成する。一対の柱状突起１６の先端には、互いに逆向きの楔形の係合突起１７を形成する。柱状突起１６の開脚幅は係合穴１８の同方向の幅と同じに形成され、一対の係合突起１７を係合穴１８に挿入すると、係合突起１７の外側面に形成された傾斜面が係合穴１８の開口縁に当接し、一対の柱状突起１６の間隔が狭められる方向に弾性変形する。さらに押し込むと、係合突起１７の傾斜面が係合穴18の開口縁から外れ、係合突起１７の底部が係合穴１８の開口縁に係止して枠部材３と枠部材４の接合部３１が強固に連結される。枠部材３と枠部材４の接合を離脱させるときは、一対の係合突起１７を指などで摘まみ、一対の係合突起１７の間隔を狭めることで、柱状突起１６と係合穴１８の係合を解く。
Therefore, as shown in FIGS. 6 to 8, the
他の接合部３２〜３４も、接合部３１と同様に構成されている。これにより、図６（ｂ）に示すように、穿刺ガイド具３０は、枠部材３と隔壁群９とからなる第１部品３５と、枠部材４と隔壁群１０とからなる第２部品３６と、枠部材５及び枠部材６に、４分割できるようになっている。つまり、矩形フレーム２を構成する全ての枠部材３〜６の相互の接合部が着脱可能に形成されている。
The other
このように構成される実施例２の穿刺ガイド具３０によれば、図７（ａ）〜（ｄ）に示すように、２本の穿刺針１１ａ，１１ｂを穿刺した後、例えば、枠部材５、枠部材６、第２部品３６、第１部品３５の順に分解して取り外すことができる。このとき、複数の隔壁７，８が支持された一対の第１部品３５と第２部品３６を隔壁７，８の伸延方向に沿って引き抜く。これにより、ターゲット部位に穿刺針１１ａ，１１ｂを刺した後、穿刺ガイド具３０が治療作業の障害になる場合、穿刺ガイド具３０を取り外すことができるから、治療作業がやり易くなる。例えば、穿刺ガイド具３０を取り外さない状態で治療すると、治療中に穿刺ガイド具３０が動いて穿刺針１１ａ，１１ｂに外力が加わるおそれがある。
According to the
図７では、穿刺ガイド具３０を４分割する例を示したが、本実施例は、これに限らず、図８に示すように、２分割するようにすることができる。つまり、図８（ａ）のように、枠部材３と枠部材６との接合部３４及び枠部材４と枠部材５との接合部３２を固定構造とし、枠部材３と枠部材４との接合部３１及び枠部材５と枠部材６との接合部３３を着脱可能な連結構造とする。言い換えれば、一対の枠部材３，４の相互の接合部３１と、接合部３１の対角位置にある他の一対の枠部材５，６の接合部３３が着脱可能に形成されている。これにより、図８（ｂ）のように、スライダ２１を操作して複数の隔壁７，８の間隔７ｃ、８ｃを任意の寸法に調整することにより、矩形穴１２の大きさを変えることができる。そして、図８（ｂ）のように調整した第１部品３５と第２部品３６を連結し、枠部材５と枠部材６を連結することにより、図４に示したように矩形穴１２の大きさを最小に調整することができる。
Although FIG. 7 shows an example in which the
本実施例２によれば、図９に示すように、１つの穿刺ガイド具３０により、径が異なる複数本の穿刺針１１ａ〜１１ｈを穿刺ガイドすることができる。つまり、図７（ａ）で示したように、まず、太い穿刺針１１ａ，１１ｂを穿刺する。穿刺後、図９（a）に示すように、穿刺ガイド具３０を取りはずし、図９（ｂ）に示すように、矩形穴１２の大きさを細い穿刺針１１ｃ〜１ｈに合わせて調整して、例えば第１部品３５を体表に位置合わせしながら設置する。そして、図９（ｃ）に示すように、第２部品３６を体表に位置合わせしながら設置して穿刺ガイド具３０を組み立てる。その後、図９（ｄ）に示すように、細かい矩形穴１２を利用して細い穿刺針１１ｃ〜１１ｅを穿刺する。そして、図９（ｅ）に示すように、再び穿刺ガイド具３０を取りはずし、図９（ｆ）に示す位置で、穿刺ガイド具３０を組み立て、細い穿刺針１１ｆ〜１１ｈを穿刺する。
According to the second embodiment, as shown in FIG. 9, a plurality of puncture needles 11 a to 11 h having different diameters can be punctured and guided by one
図８の実施例２によれば、複数の隔壁７，８が支持された一対の枠部材３，４の接合部３１と、対角に位置する他の一対の枠部材５，６の接合部３３を離脱することにより、穿刺針１１が矩形穴１２に挿入された状態でも、複数の隔壁７，８が支持された一対の枠部材３，４を隔壁７，８の伸延方向に沿って引き抜いて、穿刺ガイド具３０を分解して取り外すことができる。そして、図９に示したように、必要に応じて矩形穴１２の大きさを調整し、位置をずらして再度組み立てることにより、径が異なる複数の穿刺針１１を穿刺ガイドすることができる。その結果、同一時に、径が異なる複数本の穿刺針をガイドすることができ、穿刺ガイド具３０の使い勝手が向上するとともに、施術時間を短縮することができる。
According to Example 2 of FIG. 8, the
なお、図９に示した穿刺操作をする場合、穿刺針１１の径及び穿刺位置を予め計画しておき、後述するナビゲーション画像を併用して、穿刺ガイド具３０の位置の微調整及びスライダ２１の調整を行うようにすることができる。また、画像モニタリングを併用して治療計画に沿った穿刺を行わせて治療を行うことができる。
When the puncture operation shown in FIG. 9 is performed, the diameter and puncture position of the
実施例２によれば、使用する穿刺針１１の径に応じて矩形穴１２の大きさを調整可能であり、かつ、複数の矩形穴１２を利用して大小様々な穿刺針１２を一度に複数穿刺できる。さらに、穿刺後に穿刺ガイド具３０を複数分割して穿刺針１１に干渉することなく取り外すことができる。これにより、治療時間短縮と治療精度の向上両立を可能とし、術者及び患者に対する負担も軽減できる。
According to the second embodiment, the size of the
本発明の実施例３の穿刺ガイド具４０は、特に図示をしないが、実施例１，２に示した穿刺ガイド具１又は３０の矩形フレーム２に、矩形状のＭＲＩの受信コイル又は磁場発生コイルのコイル導体を埋設して形成することのみが異なる。その他の点は、実施例１，２と同一である。なお、実施例１，２の穿刺ガイド具１又は３０において、枠部材３〜６の接合部３１〜３４を着脱可能に形成したものにおいては、矩形フレーム２内に埋め込むコイル導体を接合部３１〜３４において接離可能に形成することは言うまでもない。
The
［治療支援装置の実施形態］
図１０〜図１３を参照して、実施例１の穿刺ガイド具を用いて生体のターゲット部位を治療する治療支援装置の一実施形態を説明する。図１０は、インターベンショナル−ＭＲＩ装置の全体構成を示す。本実施形態のＭＲＩ装置は、治療支援装置を備えて構成されている。ＭＲＩ装置１０１は、例えば、垂直磁場方式永久磁石ＭＲＩ装置であり、垂直な静磁場を発生させる上部磁石１０３と下部磁石１０５、これら磁石を連結するとともに上部磁石１０３を支持する支柱１０７、位置検出デバイス１０９、アーム１１１、モニタ１１３、モニタ支持部１１５、基準ツール１１７、パーソナルコンピュータ１１９、ベッド１２１、制御部１２３などを含んで構成されている。また、ＭＲＩ装置１０１は、領斜磁場をパルス的に発生させる図示しない傾斜磁場発生部と、撮像領域である静磁場中に置かれた患者１２４に核磁気共鳴を生じさせるための図示しないＲＦ送信器、患者１２４からの核磁気共鳴信号を受信する図示しないＲＦ受信器を備えて構成される。
[Embodiment of Treatment Support Device]
With reference to FIGS. 10-13, one Embodiment of the treatment assistance apparatus which treats the target site | part of a biological body using the puncture guide tool of Example 1 is described. FIG. 10 shows the overall configuration of the interventional-MRI apparatus. The MRI apparatus of this embodiment is configured to include a treatment support apparatus. The MRI apparatus 101 is, for example, a vertical magnetic field type permanent magnet MRI apparatus, and includes an
三次元の位置を検出する位置検出デバイス１０９は、２個の赤外線カメラ１２５と、赤外線を発光する図示しない発光ダイオードを含んで構成され、断層面指示デバイスであるポインタ１２７の位置及び姿勢を検出するものである。また、位置検出デバイス１０９は、アーム１１１により移動可能に上部磁石１０３に連結され、ＭＲＩ装置１０１に対する配置を適宜変更するものである。モニタ１１３は、術者１２９が把持するポインタ１２７により指示された患者１２４の断層面の画像を表示する。モニタ１１３は、モニタ支持部１１５により、赤外線カメラ１２５と同様に上部磁石１０３に連結されている。基準ツール１１７は、赤外線カメラ１２５の座標系とＭＲＩ装置１０１の座標系をリンクさせるものである。つまり、基準ツール１１７は３つの反射球１３５を備え、上部磁石１０３の側面に設けられている。パーソナルコンピュータ１１９には、赤外線カメラ１２５が検出し算出したポインタ１２７の情報が、術具位置データとして、例えば、ケーブル１３３を介して送信される。
The
制御部１２３は、ワークステーションで構成され、図示しないＲＦ送信器、ＲＦ受信器などを制御する。また、制御部１２３は、パーソナルコンピュータ１１９と接続されている。パーソナルコンピュータ１１９では、赤外線カメラ１２５が検出したポインタ１２７の位置を、ＭＲＩ装置１０１の撮像領域の位置データに変換し、制御部１２３へ送信する。位置データは、撮像シーケンスの撮像断面へ反映される。新たな撮像断面で取得されたＭＲ画像はモニタ１１３に表示される。また、ＭＲ画像は映像記録装置１３４に同時記録される。
The
本実施形態では、ポインタ１２７を穿刺針１１に取り付け、穿刺針１１のある位置を常に撮像断面とするように構成している。これにより、モニタ１１３には常に穿刺針１１を含む断面が表示される。また、穿刺針１１をガイドするための穿刺ガイド具１の位置及び姿勢を赤外線カメラ１２５が検出する。つまり、実施例１で説明したように、穿刺ガイド具１の矩形フレーム２に取り付けた位置検出用マーカ１４ａ〜ｃを赤外線カメラ１２５で検出して、穿刺ガイド具１の位置及び姿勢を検出するようになっている。そして、ポインタ１２７と穿刺ガイド具１の両方の位置及び姿勢をナビゲーション画像上に表示することができる。また、穿刺ガイド具１は、実施例１で説明したように、穿刺針１１の太さに応じて穿刺針１１を挿通する矩形穴１２を調整できる。また、穿刺ガイド具１は、複数の矩形穴１２を備えているから、複数の穿刺針１１を穿刺することができる。
In the present embodiment, the
本実施形態では、凍結治療装置１４０がパーソナルコンピュータ１１９に連結され、凍結用ガスホースが凍結治療用のプローブである穿刺針１１に連結されている。これにより、治療開始と同時に凍結ガスが充填され、また治療開始信号がパーソナルコンピュータ１１９に送信されるため、治療と同時にＭＲＩ同期撮像が開始される。ただし、ＭＲＩ撮像条件は事前に登録されている。凍結治療中は、治療情報や凍結機器状況が専用モニタ１３８に表示され、予めセットした治療プロトコルに従って治療が行われる。
In this embodiment, the
図１２を参照して、穿刺針１１の一例である凍結治療に用いる針状のプローブの構成を説明する。図１２は、凍結治療装置１４０の全体構成を示しており、主に制御部４０１とプローブ４０２を備えて構成される。凍結治療装置は１４０「ジュール・トムソン(Joule-Thomsos)効果」を利用したものであり、凍結と解凍ができるＭＲ対応の冷凍治療を行うことができる。本例では、凍結にアルゴンガス４０３，解凍にヘリウムガス４０４が利用され、それぞれのバルブ４０８，４０９にて制御される。プローブ４０２は熱交換器４０５の内部の細管先端からプローブ先端の小室４０６内に高圧の冷凍ガスが噴出し、ジュール・トムソン効果で冷却される。冷却されたガスが熱交換器４０５を通りながら、さらに細管内の凍結ガスを冷却し、ホース４０７を通って大気中に放出される。
With reference to FIG. 12, the structure of the needle-like probe used for the cryotherapy which is an example of the
このようにして、高圧（２４〜２７Ｍｐａ）のアルゴンガス４０３が大気圧のプローブ先端の小室４０６に噴出すると，プローブ先端で−１８５℃の極低温になる。逆に，高圧ヘリウムガス（１７〜２７ＭＰａ）４０４を噴射すると、プローブ先端の小室４０６の温度が上昇し、解凍が可能となる。例えば、プローブ４０２により凍結可能な生体組織の範囲は、プローブ先端部の２ｃｍの領域である。したがって、図１２の下段に示す凍結領域４１１，４１２はプローブ４０２の数が多いほど大きくできるので、ターゲット部位である病変部４１０の大きさに合わせてプローブ４０２の本数を増減することが望ましい。
Thus, when the high pressure (24 to 27 Mpa)
また、プローブ４０２の温度を計測するため、小型の温度計４１５を先端の小室４０６に内蔵することができる。例えば，プローブ４０２の先端に少なくとも１箇所以上に温度計を設けることで、その点での凍結領域の分布を把握することができる。また，プローブ４０２内に音場測定器を設けることで、病変組織の凍結に起因して発生したクラッキング等の異常を即座に検出することができる。
Further, in order to measure the temperature of the
次に、図１３に示したフローチャートにより、本実施形態のＭＲＩ装置１０１を用いて治療モニタリングする治療支援装置の処理手順の一例を説明する。例えば、ＭＲＩ装置、ＣＴ装置又は超音波診断（ＵＳ）装置を用いて複数の３次元ボリューム撮像及び３次元画像の三次元再構成を行う（Ｓ１０１）。 Next, an example of the processing procedure of the treatment support apparatus that performs treatment monitoring using the MRI apparatus 101 of the present embodiment will be described with reference to the flowchart shown in FIG. For example, a plurality of three-dimensional volume imaging and three-dimensional reconstruction of a three-dimensional image are performed using an MRI apparatus, CT apparatus, or ultrasonic diagnostic (US) apparatus (S101).
三次元再構成された３次元画像から画像処理にて、治療対象領域であるターゲット部位を描出する（Ｓ１０２）。そして、治療計画実施後、治療機器に必要なパラメータを入力し、ナビゲーション等の治療支援誘導機能を起動して（Ｓ１０３）、治療手術を開始する（Ｓ１０４）。手術時は、穿刺ガイド具１、３０，４０のいずれか１つ（ここでは、穿刺ガイド具４０を代表として説明する。）を関心領域に近づけて位置調整を行う（Ｓ１０５）。そのとき、三次元位置検出装置である位置検出デバイス１０９にて穿刺ガイド具４０をリアルタイムに検出しておくことにより、実際の患者とターゲット部位と穿刺ガイド具４０の位置関係を別モニタにて常に把握することができる（Ｓ１０６）。また、穿刺ガイド具４０に内蔵された導体コイルは、移動される位置に応じて自動的に画像取得のためのチューニングをしており（Ｓ１０７）、術者の指示でリアルタイムにＭＲ画像を取得することもできる（Ｓ１０８）。
A target region that is a treatment target region is depicted by image processing from the three-dimensionally reconstructed three-dimensional image (S102). After the treatment plan is executed, parameters necessary for the treatment device are input, a treatment support guidance function such as navigation is activated (S103), and a treatment operation is started (S104). At the time of surgery, position adjustment is performed by bringing any one of
ＭＲ画像は、穿刺ルートを含む断面を自由に撮像することができ、必要に応じて３断面切り替えやオフセット撮像をすることもできる。また、位置検出された穿刺ガイド具４０の位置は、術前に撮像された画像情報上にリアルタイムに３次元表示される（Ｓ１０９）。必要に応じて、手術パラメータを変更しながら（Ｓ１１０）、穿刺するターゲット部位へのアプローチを行う（Ｓ１１１）。また、必要に応じて穿刺ガイド具４０の位置検出用に導体コイルから磁場を発生し、超音波プローブや他の術具の位置情報を取得してガイディングを行う（Ｓ１１２）。穿刺後には、術者の判断で穿刺ガイド具４０が分解されて離脱され（Ｓ１１３）、追加穿刺又は治療が開始される（Ｓ１１４）。治療時には、ＭＲＩ装置、Ｘ線ＣＴ装置、超音波診断装置等の医療診断装置によるモニタリングが行われ（Ｓ１１５）、残存病変部（腫瘍）の確認を行い、追加治療／終了の判断が行われる（Ｓ１１６）。
The MR image can freely capture a cross section including the puncture route, and can perform three-section switching and offset imaging as necessary. Further, the position of the
図１１を参照して、ナビゲーションガイド表示機能を説明する。患者１２４に対して術者１２９は穿刺針１１を用いてターゲット部位にアプローチをする。ＭＲ画像情報はモニタ３１１に表示される。穿刺針１１には位置を検出するためのポインタ１２７が取り付けられており、三次元位置検出装置である位置検出デバイス１０９を用いてターゲット部位の位置に追従する。位置検出デバイス１０９に取り付けられた赤外線カメラ１２５にてポインタ１２７の位置から穿刺針１１の位置を検出し、ナビゲーション画面３１３〜３１６上にそれぞれ表示される。ナビゲーション画面３１３〜３１６は、それぞれ３軸断面（Axial、 Sagittal、 Coronal）画像と、ボリュームレンダリング（Volume Rendering）画像３１６である。これらの画像は自由にカスタマイズでき、術者１２９は、手術前にターゲット部位３２０及び警告領域・マージン３２１をそれぞれ設定しておく。ナビゲーション画像上には、穿刺針１１の模擬画像３１７の他に、術前プラニング（手術シミュレーション）情報３２２を重畳表示することもできる。また、ボリュームレンダリング画像３１６には、術具に応じたターゲット部位３２０を立体的に表示することができる。さらに、誘導支援画像であるナビゲーション画面３１３〜３１６上のターゲット部位３２０や警告領域・マージン３２１内に穿刺針１１が入った場合に警告を発する機能も有している。さらに、治療条件を手術環境に応じて変更することができる。例えば、ターゲット部位３２０が警告領域・マージン３２１内に入った場合には、ナビゲーション画像や治療パラメータを自動的に変更する機能も有している。
The navigation guide display function will be described with reference to FIG. The
これらの情報をＭＲＩ装置１０１に連続かつリアルタイムにフィードバックすることで、ターゲット部位３２０における穿刺針１１を含む同一MR画像を得ることが可能になる。つまり、術者１２９はＭＲＩ装置１０１による２次元リアルタイム画像とナビゲーションによる３次元画像情報を必要に応じて手術に適用することができる。ＭＲＩ装置１０１の高速撮像シーケンスの応用のひとつとして、フルオロスコピー（透視撮像）と呼ばれるリアルタイム動態画像化法が臨床応用されつつある。フルオロスコピーでは、１秒以下程度の周期で撮像と画像再構成を繰り返すことにより、あたかもＸ線透視撮像のように体内組織の動態抽出や体内に外部から挿入した器具の位置把握に用いることができる動態画像を生成・表示する。この応用は三次元高速撮像にも応用されている。
By feeding back such information continuously and in real time to the MRI apparatus 101, it becomes possible to obtain the same MR image including the
［実施例３の穿刺ガイド具４０の応用例］
図１４を参照して、本発明の実施例３の穿刺ガイド具４０を用いたＭＲＩ装置１０１の治療支援動作を説明する。穿刺ガイド具４０の矩形フレーム４２内にはＭＲＩ信号を受信できる導体コイルが内蔵されている。患者１２４に対して穿刺するとき、穿刺ガイド具４０による穿刺ガイドとＭＲ画像を同時に画像表示することができるようになっている。また、ナビゲーション画像と連動させて、事前に登録したターゲット部位を含む領域１１２３〜１１２６を集中的に撮像する機能も備えている。ＭＲＩ装置１０１の撮像領域内に置かれた患者１２４に対して、術者１２９が穿刺ガイド具４０を側部に沿って平行移動させたときの状態を示している。ＭＲＩ装置１０１は、位置検出デバイス１０９により検出された穿刺ガイド具４０と穿刺針１１を含むスライス断面のＭＲ画像１１１１〜１１１４を撮像する。
[Application Example of
With reference to FIG. 14, the treatment support operation of the MRI apparatus 101 using the
図１５を参照して、穿刺ガイド具４０の導体コイルを磁場発生コイルとして機能させた例を説明する。例えば、Ｂモード像を撮像して表示可能な超音波診断装置１２０４を用い、現在撮像されているＢモード像１２１０と、同一の部位について撮像されたＸ線ＣＴ装置やＭＲＩ装置等による解剖学的画像１２１１との位置合わせを自動的に行い、任意の部位の位置確認等を簡単、迅速、かつ正確に行えるようにする技術が特許文献３（特許第３８７１７４７号）に紹介されている。この技術を用いて、穿刺ガイド具４０で検出した超音波プローブ１２０３の位置を特定し、モニタ１２０５に超音波画像１２１０と同一断面のＭＲ画像又はＣＴ画像１２１１を表示する。これにより、超音波画像上のターゲット部位３２０と穿刺針１１だけでなく、ＭＲ画像又はＣＴ画像１２１１によるターゲット部位３２０と穿刺針１１の位置を見て、治療領域をダブルチェックすることができる。
With reference to FIG. 15, the example which made the conductor coil of the
図１６を参照して、矩形フレーム内に導体コイルを埋設した実施例３の穿刺ガイド具４０を用いて、ＩＳＣ(Interactive Scan Control)撮像断面の構成図を説明する。穿刺ガイド具４０をＭＲＩの受信コイルとしてＭＲ画像を撮像して得られる断面例を説明する。手術前の作業として、マーク１４ａ〜ｃが取り付けられた穿刺ガイド具４０に対して、通常撮像断面１３０１、第一直交断面１３０２、第二直交断面１３０３が定義づけられているものとする。しかし、術者の希望によりそれぞれの断面を調整することができる。ＩＳＣに関する技術容については、特許文献４（特許第３９８０４０６号）に詳しく説明されている。
With reference to FIG. 16, a configuration diagram of an ISC (Interactive Scan Control) imaging cross section will be described using the
図１７を参照して、実施例２をベースとする実施例３の穿刺ガイド具４０の使い方を説明する。同図（ａ）のように、穿刺ガイド具４０により１本目の穿刺針の穿刺を行った後、同図（ｂ）のように穿刺ガイド具４０を分離して離脱し、穿刺針１１により治療を行うことができる。また、同図（ｄ）のように穿刺ガイド具４０を治療時の穿刺針固定具として使用することができ、この場合、ＭＲＩ撮像領域内における治療では、穿刺ガイド具４０の導体コイルを受信コイルとして利用し、ＭＲ画像を撮像することができる。一方、超音波診断装置を用いて穿刺針ガイドを行うときは、生体を取り巻く空間に形成された三次元磁場空間と協働して、導体コイルを磁場発生コイルとして穿刺針１１の位置及び姿勢を検出し、ナビゲーション画像上に穿刺針１１を表示することもできる。そして、穿刺針１１による治療の後、追加治療の要否を判断し、不要であれば治療終了とし、追加治療が必要な場合は穿刺経路シミュレーションを行って、同図（ａ）に戻って同様の治療操作を行う。
With reference to FIG. 17, the usage of the
図１８を参照して、本発明の穿刺ガイド具を用いた治療時のＧＵＩ（グラフィックユーザ―インターフェイス）の表示例を説明する。ＩＳＣ：Ｏｎ/Ｏｆｆボタン１５０１を押下することにより、画面内に穿刺針１１を含むリアルタイムのＭＲ画像１５１１が表示される。穿刺針１１の模擬画像３１７の実際の位置とターゲット部位３２０が色分けされて表示される。また、穿刺ガイド具４０の状態を表す画面１５２２もあり、例えば、１本目の穿刺針１１ａの位置１５２３と、現在穿刺中の断面画像１５２５である２本目の穿刺針１１ｂの穿刺位置１５２４が色分けさて表示されている。別画面１５１５では、治療に必要な患者情報や治療情報が表示され、視覚的に状況を把握できるようになっている。画面１５１５には、患者情報や治療装置等の情報詳細も表示されており、穿刺針１１の深度等の各種パラメータが表示されている。さらに、事前に設定した治療パラメータも同一画面内に表示でき、事前に設定したしきい値等の治療に必要なパラメータも表示される。これらの値は、治療中でも変更可能であり、パラメータ変更／治療器具変更ボタン１５０３を押下することで、いつでも自由に設定変更可能である。
With reference to FIG. 18, a display example of a GUI (graphic user interface) at the time of treatment using the puncture guide device of the present invention will be described. When the ISC: On /
一方、穿刺ガイド具４０の導体コイルを、磁場発生コイルとして使用している場合には、超音波画像等と組み合わせてガイディングすることができる。すなわち、超音波ボタン１５０４をONにすると超音波Ｂモード画像１５１７が表示される。その画像には、事前に算出したターゲット部位３２０及び治療済み領域１５３７に対して、体表の皮膚１５２０を経由して穿刺針１１がアプローチしている様子が表示される。一方、ナビゲーション画像はナビゲーション画像ボタン１５０２を押下することで、３軸断面１５３１〜１５３３の他にボリュームレンダリング画像１５３４が表示され、穿刺針１１の模擬画像３１７の位置を画像上に重畳表示することもでき、さらに術具に応じたターゲット部位３２０も表示することができる。また、ターゲット部位３２０及び警告領域・マージン領域３２１をそれぞれ設定しておくことで、３軸断面１５３１〜１５３３の他にボリュームレンダリング画像１５３４上に重畳表示することができ、実空間と画像情報を用いて治療手術をすることができる。３軸断面の中心は一般的に治療予定領域に設定されているが、穿刺針１１やターゲット部位３２０を常に表示させることも可能である。また、３次元画像は画像情報変更ボタン１５０５を押下することで、リアルタイムに変更することができ、術者の希望により自由に表示ができる。これらの画像は事前に取り込んでおいたＭＲ画像、ＣＴ画像、ＵＳ画像を用いることもできるが、その場で撮像したリアルタイム画像を用いることもできる。治療経過によって得られた画像上には治療済み領域１５３７を重畳表示することもでき、残治療領域が一目で分かるようになっている。また、モニタリングボタン１５０６を押下することで治療時の温度や音場情報を測定することができ、各モニタリング情報１５１５は停止指示があるまで継続して情報が更新される。その時に、自動的に警告を発するための自動警告ボタン１５０７を押下しておくことで、しきい値以上の値になった場合には術者にわかるような音や色による各種警告をすることができる。最終的な治療開始の指示は治療開始ボタン１５０８を押下することにより、術者の意志により行われる。
On the other hand, when the conductor coil of the
本発明の治療支援装置に一実施形態で説明した局所的に組織を凍結により壊死させる凍結療法は，古くから知られている治療法であり、***や子宮頸部・頭頸部等の進行癌に灌流させ，サイズの縮小，並びに，疼通と排膿の寛解を得ている。ジュールトムソン効果を併用して高圧ガスによる凍結にアルゴンガス，解凍にヘリウムガスなどによるＭＲＩ対応の医療用凍結治療器（体内手術のための精巧な凍結切除システム）が開発され，主に肝臓癌・腎臓癌・子宮筋腫などの治療に利用されている。装置の温度測定範囲は−１９０℃〜＋８０℃であり，凍結解凍の変換は容易で，１０秒間に−１６５℃と＋５４℃の温度変化を得ることができる。極低温が得られる範囲は，プローブ先端部の２ｃｍであり，それ以外の部分は室温に保たれる。また，プローブはＭＲＩ対応や直角に曲がったタイプもある。この装置は，例えば特許文献２（ＵＳＰ−５５２２８７０）で提案されている。 The cryotherapy in which the tissue is locally necrotized by freezing described in the embodiment of the treatment support apparatus of the present invention is a treatment method that has been known for a long time, and is used for advanced cancer such as breast, cervix, head and neck, etc. Perfusion, reduced size, and remission of pain and drainage. In conjunction with the Joule-Thompson effect, MRI-compatible medical cryotherapy devices (sophisticated cryoablation systems for internal surgery) using argon gas for freezing with high-pressure gas and helium gas for thawing have been developed. It is used to treat kidney cancer and uterine fibroids. The temperature measurement range of the apparatus is −190 ° C. to + 80 ° C., freezing and thawing conversion is easy, and temperature changes of −165 ° C. and + 54 ° C. can be obtained in 10 seconds. The range in which the cryogenic temperature can be obtained is 2 cm at the tip of the probe, and the other parts are kept at room temperature. Also, there are probes that are MRI compatible and bent at a right angle. This apparatus is proposed in, for example, Patent Document 2 (USP-5522870).
また、温熱／凍結領域の描出は、Ｘ線，ＣＴ，ＵＳ，ＭＲＩなどの医用画像装置があるが，特にＭＲＩ装置は凍結治療においてシャープな表面線が得られ，氷の描出能がきわめて優れていることから好んで使用されている。治療中に画像診断を行い病変及び温熱／凍結領域の位置を可視化する手段は特許文献５（特開２００５−１６０５５３号公報）に提案されており，臨床において有効な結果が得られている。 In addition, there are medical imaging devices such as X-rays, CT, US, and MRI for drawing the heat / frozen region. In particular, the MRI device provides a sharp surface line in cryotherapy, and has an excellent ability to draw ice. Because it is preferred. A means for visualizing the position of a lesion and a heat / frozen region by performing image diagnosis during treatment has been proposed in Patent Document 5 (Japanese Patent Laid-Open No. 2005-160553), and a clinically effective result has been obtained.
１ 穿刺ガイド具
２ 矩形フレーム
３〜６ 枠部材
７、８ 隔壁
９ 第１の隔壁群
１０ 第２の隔壁群
１１，１１ａ，１１ｂ 穿刺針
１２ 矩形穴
１３ 把持部
１４ａ〜１４ｃ 位置検出用マーカ
２０ 隔壁調整機構
２１ スライダ
２２ ラック歯車
２３ａ，ｂ 歯車
２４ スケール
３１〜３４ 接合部
３５ 第１部品
３６ 第２部品
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記複数の隔壁は、それぞれ樹脂製の薄板で形成され、板面を前記矩形フレームのフレーム面に直交させて等間隔で平行に配列され、
前記第１の隔壁群と第２の隔壁群は、互いに前記矩形フレームのフレーム面に対して位置をずらして設けられ、穿刺針を挿通する複数の矩形穴を格子状に形成してなる穿刺ガイド具。 A first partition group consisting of a rectangular frame made of a resin frame member and a plurality of partition walls supported by a pair of frame members orthogonal to each other and extending toward the opposing frame member And a second partition wall group,
The plurality of partition walls are each formed of a resin thin plate, and are arranged in parallel at equal intervals with the plate surface orthogonal to the frame surface of the rectangular frame,
The first partition group and the second partition group are provided with their positions shifted from each other with respect to the frame surface of the rectangular frame, and a puncture guide formed by forming a plurality of rectangular holes through which a puncture needle is inserted in a lattice shape Ingredients.
前記一対の枠部材は、前記各基部を連動してスライドさせて前記複数の隔壁の間隔を等間隔に保持したまま前記矩形穴の大きさを調整する隔壁調整機構を備えていることを特徴とする請求項１に記載の穿刺ガイド具。 The plurality of partition walls each have a base portion slidably supported in the longitudinal direction of the pair of frame members,
The pair of frame members includes a partition wall adjusting mechanism that adjusts the size of the rectangular hole while keeping the intervals of the plurality of partition walls equal to each other by sliding the base portions in conjunction with each other. The puncture guide device according to claim 1.
前記接合部は、隣り合う前記枠部材に埋め込まれた前記受信コイルの端部を接離可能に形成されていることを特徴とする請求項５又は６に記載の穿刺ガイド具。 The rectangular frame is embedded with a receiving coil for MRI,
The puncture guide device according to claim 5 or 6, wherein the joint portion is formed so that an end portion of the receiving coil embedded in the adjacent frame member can be contacted and separated.
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