JP6386023B2 - 2つの回転ガイドを有するニードル配置マニピュレータ - Google Patents
2つの回転ガイドを有するニードル配置マニピュレータ Download PDFInfo
- Publication number
- JP6386023B2 JP6386023B2 JP2016502494A JP2016502494A JP6386023B2 JP 6386023 B2 JP6386023 B2 JP 6386023B2 JP 2016502494 A JP2016502494 A JP 2016502494A JP 2016502494 A JP2016502494 A JP 2016502494A JP 6386023 B2 JP6386023 B2 JP 6386023B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ring
- rotation guide
- needle
- guide
- shaped
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 19
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 19
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 9
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims description 5
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000004033 plastic Substances 0.000 claims description 4
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 claims description 4
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 3
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 2
- 229910002077 partially stabilized zirconia Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims 1
- 238000002595 magnetic resonance imaging Methods 0.000 description 21
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 19
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 19
- 238000000034 method Methods 0.000 description 17
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 10
- 230000006870 function Effects 0.000 description 9
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 9
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 9
- 238000002591 computed tomography Methods 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 5
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 4
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 4
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 3
- 238000005481 NMR spectroscopy Methods 0.000 description 2
- 239000004696 Poly ether ether ketone Substances 0.000 description 2
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 2
- 239000004734 Polyphenylene sulfide Substances 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 238000001574 biopsy Methods 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 238000007374 clinical diagnostic method Methods 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 230000004807 localization Effects 0.000 description 2
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 2
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 description 2
- 238000009607 mammography Methods 0.000 description 2
- 239000003550 marker Substances 0.000 description 2
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 2
- 229920002530 polyetherether ketone Polymers 0.000 description 2
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 2
- 229920000069 polyphenylene sulfide Polymers 0.000 description 2
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 2
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002430 Fibre-reinforced plastic Polymers 0.000 description 1
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 description 1
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 239000002390 adhesive tape Substances 0.000 description 1
- 239000003570 air Substances 0.000 description 1
- 229910002113 barium titanate Inorganic materials 0.000 description 1
- JRPBQTZRNDNNOP-UHFFFAOYSA-N barium titanate Chemical compound [Ba+2].[Ba+2].[O-][Ti]([O-])([O-])[O-] JRPBQTZRNDNNOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 230000001010 compromised effect Effects 0.000 description 1
- 238000002316 cosmetic surgery Methods 0.000 description 1
- 238000000315 cryotherapy Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 238000013500 data storage Methods 0.000 description 1
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 1
- 238000002405 diagnostic procedure Methods 0.000 description 1
- 238000012377 drug delivery Methods 0.000 description 1
- 238000009429 electrical wiring Methods 0.000 description 1
- 229920006351 engineering plastic Polymers 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 239000011151 fibre-reinforced plastic Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 229910052451 lead zirconate titanate Inorganic materials 0.000 description 1
- HFGPZNIAWCZYJU-UHFFFAOYSA-N lead zirconate titanate Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Ti+4].[Zr+4].[Pb+2] HFGPZNIAWCZYJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012317 liver biopsy Methods 0.000 description 1
- 238000013507 mapping Methods 0.000 description 1
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000002991 molded plastic Substances 0.000 description 1
- 238000013188 needle biopsy Methods 0.000 description 1
- 238000013421 nuclear magnetic resonance imaging Methods 0.000 description 1
- 239000002985 plastic film Substances 0.000 description 1
- 229920002312 polyamide-imide Polymers 0.000 description 1
- -1 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 210000002307 prostate Anatomy 0.000 description 1
- 230000029058 respiratory gaseous exchange Effects 0.000 description 1
- 230000011664 signaling Effects 0.000 description 1
- 210000004872 soft tissue Anatomy 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
- G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
- G01R33/28—Details of apparatus provided for in groups G01R33/44 - G01R33/64
- G01R33/285—Invasive instruments, e.g. catheters or biopsy needles, specially adapted for tracking, guiding or visualization by NMR
- G01R33/286—Invasive instruments, e.g. catheters or biopsy needles, specially adapted for tracking, guiding or visualization by NMR involving passive visualization of interventional instruments, i.e. making the instrument visible as part of the normal MR process
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
- A61B17/34—Trocars; Puncturing needles
- A61B17/3403—Needle locating or guiding means
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
- A61B90/10—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges for stereotaxic surgery, e.g. frame-based stereotaxis
- A61B90/11—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges for stereotaxic surgery, e.g. frame-based stereotaxis with guides for needles or instruments, e.g. arcuate slides or ball joints
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
- A61B17/34—Trocars; Puncturing needles
- A61B17/3403—Needle locating or guiding means
- A61B2017/3405—Needle locating or guiding means using mechanical guide means
- A61B2017/3409—Needle locating or guiding means using mechanical guide means including needle or instrument drives
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
- A61B90/08—Accessories or related features not otherwise provided for
- A61B2090/0807—Indication means
- A61B2090/0811—Indication means for the position of a particular part of an instrument with respect to the rest of the instrument, e.g. position of the anvil of a stapling instrument
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
- A61B34/30—Surgical robots
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Surgery (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Pathology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Public Health (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
- Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)
- Infusion, Injection, And Reservoir Apparatuses (AREA)
- Radiation-Therapy Devices (AREA)
- Surgical Instruments (AREA)
- Robotics (AREA)
Description
本出願は、その全ての開示内容が参照によって本願に組み込まれる、2013年3月15日に出願された米国特許出願第13/837806号の優先権を主張するものである。
本発明の第1実施形態は、上述した問題に対する解決策に向けられている。図1は、第1実施形態に係るニードル配置マニピュレータ100の斜視図である。図2Aおよび2Bは、異なる動作位置におけるニードル配置マニピュレータの断面図である。
(Diameterupper ring) =(Diameterlower ring) x cos(θ1)
図5Aおよび5Bは、第2実施形態に係るニードル配置マニピュレータ200の断面図である。図6は、図5Aの左側の詳細断面図である。第2実施形態は、第1実施形態と実質的に同様である。第2実施形態に係るニードル配置マニピュレータ200の注目すべき違いは、マニピュレータ200が、第1回転ガイド1および第2回転ガイド3を回転させるための電動アクチュエータを含むことである。
回転駆動部210または220のために使用可能な特定の例示的な材料は、以下のように選択されうる。
第3実施形態では、図8A、8Bおよび9について説明する。第3実施形態に係るニードルマニピュレータ300は、ニードルの位置決めが回転ガイド1および3を手動で回転させることによって達成される点において、第1実施形態のマニピュレータ100と実質的に同様である。第3実施形態における大きな違いは、第1実施形態と対比して、マニピュレータ300が付属のRFコイルを含むことである。
第4実施形態では、図12に関して説明する。第4実施形態に係るニードルマニピュレータ400は、第2実施形態を参照して上述したマニピュレータ200と実質的に同様である。第4実施形態における大きな違いは、ニードルマニピュレータ400が電動回転ガイド1および3を含み、RFコイル32に取り付けられていることである。
図13は、電動マニピュレータを含み、自動(例えば、リモートまたはロボット)操作のためにプログラムされうる第5実施形態に係る自動画像誘導ニードル位置決めシステム500のブロック図を示す。図13は、画像誘導ニードル位置決めシステム500のブロック図である。本実施形態において、ブロック図は、システム500に含まれる各ブロックによって実行される機能を示している。各機能は、ハードウェアおよび/またはソフトウェアとハードウェアとの組み合わせで純粋に実行されうる。
上述した実施形態において、様々な組み合わせおよび変形例が当業者に容易に明らかになりうる。図4Aおよび4Bについて上述したように、例えば、ニードルマニピュレータは、第1回転ガイド1の径より大きい径を有する第2ガイド3を含むように変形されうる。この変形例は、第1〜第4実施形態の全てで示したように、内部の代わりに第1回転ガイド1の外部に第2回転ガイド3を配置することを可能にすることができる。また、第3〜第5実施形態は、MRIベースの画像誘導ニードルマニピュレータに向けられているが、本明細書で開示されたニードルマニピュレータは、超音波、マンモグラフィ、コンピュータ断層撮影(CT)などのような他の画像モダリティにも適用可能である。他のモダリティに適用する際には、上述したように、MRIスキャナによって基準マークを読み込み可能にする必要はない。代わりに、基準マークは、特定の画像モダリティに適合するように変形され、もしくは取り除かれうる。
Claims (30)
- ニードル配置マニピュレータであって、
第1リング形状回転ガイドと、
前記第1リング形状回転ガイドに固定された第1回転体と、
前記第1回転体とともに移動可能な、前記第1回転体に取り付けられた第2リング形状回転ガイドと、
前記第2リング形状回転ガイドに固定された第2回転体と、
前記第2回転体とともに移動可能な、前記第2回転体に固定され且つ軸に沿ってニードルを保持するニードルホルダと、
を含み、
前記第1リング形状回転ガイドの回転軸および前記第2リング形状回転ガイドの回転軸は、互いに対して傾けられており、
前記第1リング形状回転ガイドの回転軸、前記第2リング形状回転ガイドの回転軸、および前記ニードルホルダの軸は、互いに一点で交差する、ことを特徴とするニードル配置マニピュレータ。 - 前記第1リング形状回転ガイドに固定されたベース本体を更に含む、ことを特徴とする請求項1に記載のニードル配置マニピュレータ。
- 前記ベース本体は、固定ベルトのための複数のスリットを含む、ことを特徴とする請求項2に記載のニードル配置マニピュレータ。
- 前記ベース本体は、前記ベース本体が前記第1リング形状回転ガイドに取り付けられる嵌合部を含み且つ前記ベース本体に対して直交する方向に前記ベース本体がスライドすることができる高さ調整機構と、前記ベース本体に前記第1リング形状回転ガイドを固定する固定手段とを含む、ことを特徴とする請求項2又は3に記載のニードル配置マニピュレータ。
- 前記第1リング形状回転ガイドおよび前記第2リング形状回転ガイドの少なくとも1つの回転を固定する固定機構を更に含む、ことを特徴とする請求項1乃至4のうちいずれか1項に記載のニードル配置マニピュレータ。
- 前記固定機構は少なくとも止めねじを含む、ことを特徴とする請求項5に記載のニードル配置マニピュレータ。
- 前記固定機構は、エアの供給によって前記第1リング形状回転ガイドおよび前記第2リング形状回転ガイドの少なくとも1つの回転を解放する少なくとも1つのエアクラッチを含む、ことを特徴とする請求項5に記載のニードル配置マニピュレータ。
- 前記ベース本体、前記第1リング形状回転ガイドおよび前記第2リング形状回転ガイドの少なくとも1つに配置された少なくとも1つの基準マークを更に含む、ことを特徴とする請求項2乃至4のうちいずれか1項に記載のニードル配置マニピュレータ。
- 前記第1リング形状回転ガイドおよび前記第2リング形状回転ガイドの少なくとも1つの回転変位を検出する位置センサを更に含む、ことを特徴とする請求項1乃至8のうちいずれか1項に記載のニードル配置マニピュレータ。
- 前記位置センサは光学センサを含む、ことを特徴とする請求項9に記載のニードル配置マニピュレータ。
- 前記位置センサは1以上の光ファイバケーブルを含む、ことを特徴とする請求項9に記載のニードル配置マニピュレータ。
- 前記第1リング形状回転ガイドおよび前記第2リング形状回転ガイドの少なくとも1つを回転させるように配置されたアクチュエータを更に含む、ことを特徴とする請求項1乃至11のうちいずれか1項に記載のニードル配置マニピュレータ。
- 前記アクチュエータは圧電材料によって作動される、ことを特徴とする請求項12に記載のニードル配置マニピュレータ。
- 前記アクチュエータは、
前記圧電材料を含む圧電バイブレータと、
前記圧電バイブレータに接触する回転スライダと、
前記圧電バイブレータおよび前記回転スライダを互いに対して加圧する加圧機構と、
を含むことを特徴とする請求項13に記載のニードル配置マニピュレータ。 - 前記圧電バイブレータおよび前記回転スライダは両方とも円環状である、ことを特徴とする請求項14に記載のニードル配置マニピュレータ。
- 前記圧電バイブレータは、電圧を印加することによって体積が膨張または収縮する圧電材料と、該圧電材料が固定される振動体とを含む、ことを特徴とする請求項14に記載のニードル配置マニピュレータ。
- 前記振動体は、アルミナ、ジルコニアおよび部分安定化ジルコニアのうち少なくとも1つを含むセラミック材料を含む、ことを特徴とする請求項16に記載のニードル配置マニピュレータ。
- 前記回転スライダは、樹脂またはプラスチック材料を含む、ことを特徴とする請求項14に記載のニードル配置マニピュレータ。
- 前記第1リング形状回転ガイドは、第1部分と該第1部分に対して相対的に移動可能な第2部分とを含み、
前記第1回転体は、前記第1リング形状回転ガイドの前記第2部分に固定され、
前記第2リング形状回転ガイドは、第1部分と該第1部分に対して相対的に移動可能な第2部分とを含み、
前記第2リング形状回転ガイドの前記第1部分は、前記第1回転体に固定され、前記第2回転体は、前記第2リング形状回転ガイドの前記第2部分に固定されている、ことを特徴とする請求項1乃至18のうちいずれか1項に記載のニードル配置マニピュレータ。 - 前記第1リング形状回転ガイドの前記第2部分に配置された第1圧電バイブレータと、
前記第2リング形状回転ガイドの前記第1部分に配置された第2圧電バイブレータと、
前記第1圧電バイブレータと摩擦接触する、前記第1リング形状回転ガイドの前記第1部分に配置された第1回転スライダと、
前記第2圧電バイブレータと摩擦接触する、前記第2リング形状回転ガイドの前記第2部分に配置された第2回転スライダと、
を更に含むことを特徴とする請求項19に記載のニードル配置マニピュレータ。 - 前記第1リング形状回転ガイドは、互いに対して移動可能な第1部分および第2部分を含み、
前記第1回転体は、前記第1リング形状回転ガイドの前記第2部分に固定され、
前記第2リング形状回転ガイドは、互いに対して移動可能な第1部分および第2部分を含み、
前記第2リング形状回転ガイドの前記第1部分は、前記第1回転体に固定され、
前記第2回転体は、前記第2リング形状回転ガイドの前記第2部分に固定され、
前記ニードル配置マニピュレータは、
前記第1リング形状回転ガイドの前記第2部分に配置された第1光学光源および検出器と、
前記第2リング形状回転ガイドの前記第2部分に配置された第2光学光源および検出器と、
前記第1光学光源の光を反射して検出器によって検出される、前記第1リング形状回転ガイドの前記第1部分に配置された第1光学スケールと、
前記第2光学光源の光を反射して検出器によって検出される、前記第2リング形状回転ガイドの前記第1部分に配置された第2光学スケールと、
を更に含むことを特徴とする請求項1乃至18のうちいずれか1項に記載のニードル配置マニピュレータ。 - 前記第1リング形状回転ガイドは、互いに対して移動可能な第1部分および第2部分を含み、
前記第1回転体は、前記第1リング形状回転ガイドの前記第2部分に固定され、
前記第2リング形状回転ガイドは、互いに対して移動可能な第1部分および第2部分を含み、
前記第2リング形状回転ガイドの前記第1部分は、前記第1回転体に固定され、
前記第2回転体は、前記第2リング形状回転ガイドの前記第2部分に固定され、
前記ニードル配置マニピュレータは、
前記第1リング形状回転ガイドの前記第2部分に配置された第1圧電バイブレータと、
前記第1リング形状回転ガイドの前記第2部分に配置された第1光学光源および検出器と、
前記第2リング形状回転ガイドの前記第2部分に配置された第2圧電バイブレータと、
前記第2リング形状回転ガイドの前記第2部分に配置された第2光学光源および検出器と、
前記第1圧電バイブレータと摩擦接触する、前記第1リング形状回転ガイドの前記第1部分に配置された第1回転スライダと、
前記第1光学光源の光を反射して検出器によって検出される、前記第1リング形状回転ガイドの前記第1部分に配置された第1光学スケールと、
前記第2圧電バイブレータと摩擦接触する、前記第2リング形状回転ガイドの前記第1部分に配置された第2回転スライダと、
前記第2光学光源の光を反射して検出器によって検出される、前記第2リング形状回転ガイドの前記第1部分に配置された第2光学スケールと、
を更に含むことを特徴とする請求項1乃至18のうちいずれか1項に記載のニードル配置マニピュレータ。 - 前記第1リング形状回転ガイド、前記第2リング形状回転ガイド、前記第1回転体および前記第2回転体は、非金属材料で作製されている、ことを特徴とする請求項1乃至22のうちいずれか1項に記載のニードル配置マニピュレータ。
- 前記第1リング形状回転ガイドおよび前記第2リング形状回転ガイドの一方は、前記第1リング形状回転ガイドおよび前記第2リング形状回転ガイドの他方の径より小さい径を有する、ことを特徴とする請求項1乃至23のうちいずれか1項に記載のニードル配置マニピュレータ。
- 前記第2リング形状回転ガイドは、前記第1リング形状回転ガイドの内側または外側に配置されている、ことを特徴とする請求項1乃至23のうちいずれか1項に記載のニードル配置マニピュレータ。
- 前記第1リング形状回転ガイドの前記回転軸は、前記第2リング形状回転ガイドの前記回転軸に対して角度θ1で傾けられ、
前記ニードルホルダの軸は、前記第2リング形状回転ガイドの前記回転軸に対して角度θ2で傾けられ、
前記ニードルホルダの軸は、前記第1リング形状回転ガイドの前記回転軸に対して、
を満たす角度θneedleをなすように構成されたことを特徴とする請求項1乃至25のうちいずれか1項に記載のニードル配置マニピュレータ。 - 前記第1リング形状回転ガイドの前記回転軸は固定され、前記第2リング形状回転ガイドの前記回転軸は前記第1リング形状回転ガイドの前記回転軸の周りを角度θ1で歳差運動し、
前記ニードルホルダの軸は、前記第2リング形状回転ガイドの前記回転軸の周りを角度θ2で回転し、
前記ニードルホルダの軸は、前記第1リング形状回転ガイドの前記回転軸に対して最大傾斜角度θ3=θ1+θ2をなすように構成されたことを特徴とする請求項1乃至25のうちいずれか1項に記載のニードル配置マニピュレータ。 - ニードル位置決めシステムであって、
請求項1に記載のニードル配置マニピュレータと、
身体の対象領域の画像、前記ニードル配置マニピュレータの画像、および前記ニードル配置マニピュレータに配置されたニードルの画像を取得するMRIシステムと、
前記身体の前記対象領域の対してニードルの位置および向きを示す画像誘導システムと、
前記画像誘導システムから前記ニードルの位置および向きを受信し、前記ニードル配置マニピュレータ内で位置決めされた前記ニードルを前記身体の前記対象領域に駆動するための制御信号を算出するマニピュレータコントローラと、
前記ニードル配置マニピュレータ内で位置決めされた前記ニードルを前記身体の前記対象領域に移動させるように、前記マニピュレータコントローラからの前記制御信号を受信し、前記第1リング形状回転ガイドおよび前記第2リング形状回転ガイドに含まれる回転アクチュエータおよび位置センサに前記制御信号を供給するアクチュエータコントローラと、
を含むことを特徴とするニードル位置決めシステム。 - 前記MRIシステムから前記身体にプローブRF信号を送信し、前記身体から前記MRIシステムに応答RF信号を送信するRFコイルを更に含む、ことを特徴とする請求項28に記載のニードル位置決めシステム。
- 前記ニードル配置マニピュレータをRFコイルに取り付けるためのRFコイル取り付け構造を更に含み、
前記ニードル配置マニピュレータは、前記身体との間に配置された前記RFコイルで前記身体に取り付けられる、ことを特徴とする請求項28に記載のニードル位置決めシステム。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US13/837,806 US9222996B2 (en) | 2013-03-15 | 2013-03-15 | Needle placement manipulator with two rotary guides |
US13/837,806 | 2013-03-15 | ||
PCT/US2014/027616 WO2014152685A1 (en) | 2013-03-15 | 2014-03-14 | Needle placement manipulator with two rotary guides |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016513549A JP2016513549A (ja) | 2016-05-16 |
JP6386023B2 true JP6386023B2 (ja) | 2018-09-05 |
Family
ID=51530414
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016502494A Expired - Fee Related JP6386023B2 (ja) | 2013-03-15 | 2014-03-14 | 2つの回転ガイドを有するニードル配置マニピュレータ |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US9222996B2 (ja) |
EP (1) | EP2967518A4 (ja) |
JP (1) | JP6386023B2 (ja) |
KR (1) | KR101745442B1 (ja) |
CN (1) | CN105025837B (ja) |
WO (1) | WO2014152685A1 (ja) |
Families Citing this family (40)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10274553B2 (en) | 2013-03-15 | 2019-04-30 | Canon U.S.A., Inc. | Needle placement manipulator with attachment for RF-coil |
US10512511B2 (en) | 2013-07-24 | 2019-12-24 | Centre For Surgical Invention And Innovation | Multi-function mounting interface for an image-guided robotic system and quick release interventional toolset |
US9867667B2 (en) | 2014-02-27 | 2018-01-16 | Canon Usa Inc. | Placement apparatus |
US10251670B2 (en) | 2014-05-09 | 2019-04-09 | Canon U.S.A., Inc. | Positioning apparatus |
WO2016040817A1 (en) | 2014-09-12 | 2016-03-17 | Canon U.S.A., Inc. | Needle positioning apparatus |
NZ701196A (en) * | 2014-10-24 | 2015-09-25 | Yung Chieng Yen | An apparatus for guiding a surgical needle |
WO2016208711A1 (ja) * | 2015-06-24 | 2016-12-29 | キヤノン ユーエスエイ,インコーポレイテッド | 医療器具案内装置 |
JP6609330B2 (ja) * | 2015-06-30 | 2019-11-20 | キヤノン ユーエスエイ,インコーポレイテッド | レジストレーションの基準マーカー、システム、および方法 |
US10420626B2 (en) | 2015-06-30 | 2019-09-24 | Canon U.S.A., Inc. | Fiducial markers, systems, and methods of registration |
US9867673B2 (en) | 2015-07-14 | 2018-01-16 | Canon U.S.A, Inc. | Medical support device |
WO2017010992A1 (en) * | 2015-07-14 | 2017-01-19 | Canon U.S.A., Inc. | Medical support device |
US10639065B2 (en) * | 2015-07-21 | 2020-05-05 | Canon U.S.A., Inc. | Medical assist device |
JP6630835B2 (ja) * | 2016-01-29 | 2020-01-15 | キヤノン ユーエスエイ,インコーポレイテッドCanon U.S.A.,Inc | ツール配置マニピュレータ |
KR101957963B1 (ko) | 2016-03-11 | 2019-07-04 | 이오플로우 주식회사 | 약액 주입 장치 |
US10926042B2 (en) * | 2016-06-29 | 2021-02-23 | Jayesh Shah | Animal injection clip |
EP3518797B1 (en) | 2016-09-30 | 2020-10-21 | Boston Scientific Scimed, Inc. | Access devices and associated methods of production |
WO2018075671A1 (en) | 2016-10-19 | 2018-04-26 | Canon U.S.A. Inc. | Placement manipulator and attachment for positioning a puncture instrument |
US11842030B2 (en) * | 2017-01-31 | 2023-12-12 | Medtronic Navigation, Inc. | Method and apparatus for image-based navigation |
US10610325B2 (en) | 2017-02-16 | 2020-04-07 | Canon U.S.A., Inc. | Medical guidance apparatus |
GB201708807D0 (en) * | 2017-06-02 | 2017-07-19 | Univ Dundee | Transmission system |
WO2019010232A1 (en) | 2017-07-07 | 2019-01-10 | Canon U.S.A. Inc. | MULTI-PROBE ABLATION PLANNING |
CN107356679B (zh) * | 2017-08-09 | 2019-04-30 | 南京大学 | 一种通过超声检测约束针状物体在三维空间中运动的方法 |
US11202652B2 (en) | 2017-08-11 | 2021-12-21 | Canon U.S.A., Inc. | Registration and motion compensation for patient-mounted needle guide |
US10675099B2 (en) | 2017-09-22 | 2020-06-09 | Canon U.S.A., Inc. | Needle insertion guide device and system, and method of providing control guidance for needle insertion guide device |
US11197723B2 (en) | 2017-10-09 | 2021-12-14 | Canon U.S.A., Inc. | Medical guidance system and method using localized insertion plane |
US10893911B2 (en) | 2017-11-26 | 2021-01-19 | Canon U.S.A., Inc. | Automated image cropping for enhanced automatic device-to-image registration |
WO2019108477A1 (en) * | 2017-11-30 | 2019-06-06 | The Johns Hopkins University | Body mountable robot |
US11213315B2 (en) | 2018-03-16 | 2022-01-04 | Canon U.S.A., Inc. | Method and apparatus for a medical guidance device |
WO2019182917A1 (en) | 2018-03-17 | 2019-09-26 | Canon U.S.A., Inc. | Method for virtual device positioning on skin surface in 3d medical image data |
US11617621B2 (en) | 2018-08-03 | 2023-04-04 | Canon U.S.A., Inc. | System and method for multi-probe guidance |
US11179056B2 (en) | 2018-08-10 | 2021-11-23 | Wisconsin Alumni Research Foundation | Systems and methods for surgical guide for real-time MRI surgery |
JP6962976B2 (ja) | 2018-08-15 | 2021-11-05 | キヤノン ユーエスエイ, インコーポレイテッドCanon U.S.A., Inc | 医療用ツールガイダンス装置 |
US11707259B2 (en) | 2018-10-19 | 2023-07-25 | Canon U.S.A., Inc. | Wireless needle guidance using encoder sensor and encoder scale to achieve positional sensing between movable components |
US11786307B2 (en) | 2018-10-19 | 2023-10-17 | Canon U.S.A., Inc. | Visualization and manipulation of results from a device-to-image registration algorithm |
US11344371B2 (en) | 2018-10-19 | 2022-05-31 | Canon U.S.A., Inc. | Visualization of three-dimensional image data on a two-dimensional image |
SG10201900302SA (en) * | 2019-01-11 | 2020-08-28 | Biobot Surgical Pte Ltd | A needle guide assembly and method of operating the same |
CN112451062B (zh) * | 2020-12-05 | 2021-12-07 | 南阳市中心医院 | 脑血管介入穿刺定位装置 |
CN114391927B (zh) * | 2021-04-22 | 2024-02-23 | 徐明荣 | 一种ct引导穿刺定位导向装置及其方法 |
DE102021113953A1 (de) * | 2021-05-31 | 2022-12-01 | Medizinische Hochschule Hannover | Positioniereinrichtung |
NL2032802B1 (en) * | 2022-08-18 | 2024-02-27 | Univ Twente | MRI compatible robotic device for ablation treatment |
Family Cites Families (47)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4841967A (en) | 1984-01-30 | 1989-06-27 | Chang Ming Z | Positioning device for percutaneous needle insertion |
CA2055486C (en) | 1989-11-27 | 1996-11-26 | Anders Magnusson | Puncture guide for computer tomography |
US5201742A (en) | 1991-04-16 | 1993-04-13 | Hasson Harrith M | Support jig for a surgical instrument |
US5196019A (en) | 1991-10-04 | 1993-03-23 | Dlp, Inc. | Goniometer for needle placement |
JPH10502566A (ja) * | 1995-04-26 | 1998-03-10 | フィリップス エレクトロニクス ネムローゼ フェンノートシャップ | 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 |
US5993463A (en) | 1997-05-15 | 1999-11-30 | Regents Of The University Of Minnesota | Remote actuation of trajectory guide |
DE19732784C1 (de) | 1997-07-30 | 1999-03-04 | Bruker Medizintech | Positioniersystem und Verfahren zur exakten Positionsbestimmung eines manuell geführten Manipulators in einem MR-Tomographen |
DE69828011T2 (de) | 1997-09-26 | 2005-12-01 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Vorrichtung zur Halterung eines chirurgischen Instruments |
US5957934A (en) * | 1997-12-22 | 1999-09-28 | Uri Rapoport | Method and apparatus for guiding a penetrating tool into a three-dimensional object |
US6119032A (en) | 1997-12-31 | 2000-09-12 | U.S. Philips Corporation | Method and system for positioning an invasive device by magnetic resonance (MR) imaging of an MR visible device |
US6689142B1 (en) | 1999-04-26 | 2004-02-10 | Scimed Life Systems, Inc. | Apparatus and methods for guiding a needle |
JP4359381B2 (ja) | 2000-06-30 | 2009-11-04 | 株式会社ニデック | 眼科用装置 |
US7892243B2 (en) * | 2001-01-16 | 2011-02-22 | Microdexterity Systems, Inc. | Surgical manipulator |
US6676669B2 (en) * | 2001-01-16 | 2004-01-13 | Microdexterity Systems, Inc. | Surgical manipulator |
EP1534153B1 (en) * | 2002-09-05 | 2009-04-15 | Radi Medical Devices AB | Guide for a medical device |
JP4261964B2 (ja) | 2003-04-11 | 2009-05-13 | キヤノン株式会社 | 振動型駆動装置および制御システム |
US7187104B2 (en) | 2003-03-28 | 2007-03-06 | Canon Kabushiki Kaisha | Vibration-type driving device, control apparatus for controlling the driving of the vibration-type driving device, and electronic equipment having the vibration-type driving device and the control apparatus |
US9259195B2 (en) | 2003-06-18 | 2016-02-16 | Koninklijke Philips N.V. | Remotely held needle guide for CT fluoroscopy |
JP2005083961A (ja) | 2003-09-10 | 2005-03-31 | ▲高▼木 敏行 | 歪センサー |
US7379769B2 (en) | 2003-09-30 | 2008-05-27 | Sunnybrook Health Sciences Center | Hybrid imaging method to monitor medical device delivery and patient support for use in the method |
US20050216026A1 (en) | 2004-01-14 | 2005-09-29 | Culbert Brad S | Guidance system for spinal stabilization |
US7708751B2 (en) | 2004-05-21 | 2010-05-04 | Ethicon Endo-Surgery, Inc. | MRI biopsy device |
US20060229641A1 (en) * | 2005-01-28 | 2006-10-12 | Rajiv Gupta | Guidance and insertion system |
FR2882514B1 (fr) | 2005-02-28 | 2008-02-15 | Inst Nat Sciences Appliq | Dispositif de maintien et de deplacement controle en translation d'un corps allonge |
CA2721367A1 (en) * | 2006-03-07 | 2008-04-24 | Hirdesh Sahni | Image guided stereotactic needle placement device |
US8308740B2 (en) | 2006-06-05 | 2012-11-13 | Kristin Ann Tolley | Needle stabilizer |
US20090234369A1 (en) * | 2006-06-19 | 2009-09-17 | Robarts Research Institute | Apparatus for guiding a medical tool |
US9125676B2 (en) * | 2006-10-23 | 2015-09-08 | Hirdesh SAHNI | Image guided whole body stereotactic needle placement device with falling arc |
GB2459210C (en) | 2006-12-27 | 2016-07-27 | Mako Surgical Corp | Apparatus and method for providing an adjustable positive stop in space |
JP2008237971A (ja) | 2007-03-26 | 2008-10-09 | Miura Co Ltd | 膜濾過システムの運転方法 |
US8175677B2 (en) * | 2007-06-07 | 2012-05-08 | MRI Interventions, Inc. | MRI-guided medical interventional systems and methods |
WO2009157007A1 (en) | 2008-06-26 | 2009-12-30 | Perfint Engineering Services Private Limited | Needle positioning apparatus and method |
WO2010006335A1 (en) * | 2008-07-11 | 2010-01-14 | Houston Medical Robotics, Llc | Methods and apparatus for introducing a medical device into the body of a patient |
GB2467139A (en) * | 2009-01-22 | 2010-07-28 | Neorad As | Needle Holder |
CN201595839U (zh) * | 2009-08-19 | 2010-10-06 | 李永杰 | Ct或核磁共振穿刺所用定位及引导装置 |
CN201642328U (zh) | 2010-03-10 | 2010-11-24 | 倪湘申 | 手持式b超穿刺定位仪及与其配合使用的穿刺针组件 |
US8535335B2 (en) | 2010-04-13 | 2013-09-17 | Iucf-Hyu (Industry-University Cooperation Foundation Hanyang University) | Needle-coupled parallel mechanism |
SG176330A1 (en) | 2010-05-21 | 2011-12-29 | Biobot Surgical Pte Ltd | An apparatus for guiding a surgical instrument |
WO2011160686A1 (en) | 2010-06-23 | 2011-12-29 | Renzo Marco Giovanni Brun Del Re | Biopsy alignment guide |
KR20120044612A (ko) | 2010-10-28 | 2012-05-08 | (주)엠툴즈 | 피부 시술용 모듈 |
US9724070B2 (en) | 2011-08-01 | 2017-08-08 | University Of Florida Research Foundation, Inc. | Apparatus for facilitating ultrasound-assisted needle placement for drug delivery |
CA2784988A1 (en) | 2011-08-18 | 2013-02-18 | Agron Lumiani | Mrt local coil apparatus for diagnostics, intervention and therapy |
JP2013059588A (ja) | 2011-09-15 | 2013-04-04 | Univ Of Tokyo | 穿刺支援装置 |
JP6220345B2 (ja) | 2011-12-05 | 2017-10-25 | コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェKoninklijke Philips N.V. | 患者特有のポートの配置中の手術ツールの位置決めおよび向き合せ |
US20130267834A1 (en) | 2012-04-06 | 2013-10-10 | Tracy Scott McGee | Needle guidance apparatus and method |
KR102145801B1 (ko) | 2012-08-15 | 2020-08-28 | 인튜어티브 서지컬 오퍼레이션즈 인코포레이티드 | 수술용 장착 플랫폼의 사용자 개시 브레이크-어웨이 클러칭 |
US10274553B2 (en) * | 2013-03-15 | 2019-04-30 | Canon U.S.A., Inc. | Needle placement manipulator with attachment for RF-coil |
-
2013
- 2013-03-15 US US13/837,806 patent/US9222996B2/en not_active Expired - Fee Related
-
2014
- 2014-03-14 EP EP14767302.4A patent/EP2967518A4/en not_active Withdrawn
- 2014-03-14 KR KR1020157027667A patent/KR101745442B1/ko active IP Right Grant
- 2014-03-14 CN CN201480013457.4A patent/CN105025837B/zh active Active
- 2014-03-14 JP JP2016502494A patent/JP6386023B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2014-03-14 WO PCT/US2014/027616 patent/WO2014152685A1/en active Application Filing
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN105025837B (zh) | 2017-10-13 |
KR20160008508A (ko) | 2016-01-22 |
EP2967518A4 (en) | 2016-10-12 |
KR101745442B1 (ko) | 2017-06-09 |
WO2014152685A1 (en) | 2014-09-25 |
JP2016513549A (ja) | 2016-05-16 |
US9222996B2 (en) | 2015-12-29 |
EP2967518A1 (en) | 2016-01-20 |
CN105025837A (zh) | 2015-11-04 |
US20140275979A1 (en) | 2014-09-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6386023B2 (ja) | 2つの回転ガイドを有するニードル配置マニピュレータ | |
JP6415531B2 (ja) | Rfコイル用アタッチメントを有するニードル配置マニピュレータ | |
US9987096B2 (en) | System and method for MRI-guided breast interventions | |
JP6948389B2 (ja) | 穿刺器具を位置決めするための配置マニピュレータおよびアタッチメント | |
CN216021360U (zh) | 一种手术导航*** | |
JP6203762B2 (ja) | 標的介入のためのコンパクト針マニピュレータ | |
US20130066334A1 (en) | Axial Surgical Trajectory Guide | |
WO2011057260A2 (en) | Apparatus and methods for mri-compatible haptic interface | |
Chen et al. | MR-conditional steerable needle robot for intracerebral hemorrhage removal | |
CN215778612U (zh) | 一种医疗辅助机器人 | |
US20130066232A1 (en) | Axial Surgical Trajectory Guide | |
Su et al. | Haptic system design for MRI-guided needle based prostate brachytherapy | |
JP2024521874A (ja) | 器具前進装置及び器具前進装置におけるスピンドルデバイスの使用 | |
US20230172662A1 (en) | Method and system for mri-guided visual servoing | |
Finlay et al. | PathFinder image guided robot for neurosurgery | |
Busse et al. | Navigation Concepts for Magnetic Resonance Imaging–Guided Musculoskeletal Interventions | |
Chen | Instrument guide for MRI-guided percutaneous interventions | |
WO2022260520A1 (en) | In-bore positioning system | |
Guo et al. | The Application of Medical Robotics in the MRI-Guided Invention | |
Chen et al. | Design of an instrument guide for MRI-guided percutaneous interventions | |
Raoufi et al. | A MR-compatible tele-robotic system for MRI-guided intervention: system overview and mechanical design |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20170308 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20180222 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20180302 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20180604 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20180709 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20180808 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6386023 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |