(57)【要約】  医師は、脳スキャン画像を利用して、脳病変（１４）の位置を把握し、この脳病変を処置する手術を計画する。病変（１４）の位置を表わす距離測定値は、脳スキャン画像の様々な画像から得られる。手術室において、医師は、これらの距離測定値を、患者の頭蓋（２２）の表面に沿って延びる直交した２つの直線により規定される「歪んだ」又は曲線状のデカルト座標系において、患者の頭蓋（２２）上に写す。その結果、病変（１４）の位置が把握でき、医師は、病変にアクセスするために採用する骨弁の適切な位置および方向を決定することができる。
2009500069.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンピュータシステムの支援を得て、患者の脳内における病変の位置を把握する方法であって、前記コンピュータシステムが、患者の頭蓋内部の特徴を図示する脳スキャン画像を表示するディスプレイを備えており、前記脳スキャン画像が、少なくとも矢状断像と冠状断像とを含み、前記方法が、
前記矢状断像において、患者の頭部上の第１の解剖学的目印の位置と、病変の位置とを示す２つの点を表示するとともに、患者の頭蓋の表面に沿って前記２つの点の間の距離をコンピュータが測定して第１の寸法を算出するステップと、
前記冠状断像において、患者の頭蓋の表面に沿って、略矢状正中線から前記病変までの距離をコンピュータが測定して第２の寸法を算出するステップと、
前記解剖学的目印から、患者の頭蓋表面の略矢状正中線に沿って、前記第１の寸法の距離に位置する頭蓋上の第１の点をレイアウトするステップと、
前記矢状正中線から、前記矢状正中線と実質的に垂直する線に沿って、前記第２の寸法の距離に位置する、前記病変の位置に実質的に対応する目標点をレイアウトするステップと
を含む方法。
【請求項２】
前記第２の寸法が、前記第１の点から測定される請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記解剖学的目印が、患者のナジオンである請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記解剖学的目印が、患者のイニオンである請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記略矢状正中線に沿ってレイアウトするステップで用いられる略矢状正中線が、患者のナジオン−イニオン間に延びるラインである請求項２に記載の方法。
【請求項６】
患者の頭蓋表面の略冠状正中線を、患者の外耳道間に延びるラインとするステップを更に含み、前記第２の寸法が、中間点を算出するための冠状正中線上の指標であり、前記中間点と前記第１の点とが一直線上にある請求項２に記載の方法。
【請求項７】
前記解剖学的目印が、患者のナジオンである請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記解剖学的目印が、患者のイニオンである請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記略矢状正中線が、患者のナジオン−イニオン間に延びる請求項６に記載の方法。
【請求項１０】
前記解剖学的目印が、患者のナジオンである請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記解剖学的目印が、患者のイニオンである請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記略矢状正中線が、患者のナジオン−イニオン間に延びる請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
患者の頭蓋表面の略冠状正中線を、患者の外耳道間に延びるラインとするステップを更に含み、前記第２の寸法が、中間点を生成するための冠状正中線上の指標であり、前記中間点と前記第１の点とが一直線上にある請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記解剖学的目印が、患者のナジオンである請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記解剖学的目印が、患者のイニオンである請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
前記略矢状正中線が、患者のナジオン−イニオン間に延びる請求項１３に記載の方法。
【請求項１７】
前記脳スキャン画像が、前記ディスプレイ上の寸法を患者頭部上の寸法に関連付けるスケールを有しており、前記コンピュータが、前記スケールを使用して前記決定ステップを行なう請求項１に記載の方法。
【請求項１８】
コンピュータシステムから得られる病変位置測定データを用いて、患者の脳内における病変の位置を把握する方法であって、前記コンピュータシステムが、患者の頭蓋内部の特徴を図示する脳スキャン画像を表示するディスプレイを備えており、前記測定データが、画像において、患者頭蓋の矢状正中線に沿った、患者の頭部上の解剖学的目印と病変との間の距離に対応する第１の寸法と、前記画像のうちの冠状断像において、患者の頭蓋に沿った、矢状正中線と病変との間の距離に対応する第２の寸法とを含み、前記方法が、
前記解剖学的目印から、患者の頭蓋表面の略矢状正中線に沿って、前記第１の寸法の距離に位置する頭蓋上の第１の点をレイアウトするステップと、
前記矢状正中線から、前記矢状正中線と実質的に垂直する線に沿って、前記第２の寸法の距離に位置する、前記病変の位置に実質的に対応する目標点をレイアウトするステップと
を含む方法。
【請求項１９】
前記第２の寸法が、前記第１の点から測定される請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記解剖学的目印が、患者のナジオンである請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記解剖学的目印が、患者のイニオンである請求項１９に記載の方法。
【請求項２２】
前記略矢状正中線が、患者のナジオン−イニオン間に延びる請求項１９に記載の方法。
【請求項２３】
患者の頭蓋表面の略冠状正中線を、患者の外耳道間に延びるラインとするステップを更に含み、前記第２の寸法が、中間点を生成するための冠状正中線上の指標であり、前記中間点と前記第１の点とが一直線上にある請求項１８に記載の方法。
【請求項２４】
患者の頭蓋表面の略冠状正中線を、患者の外耳道間に延びるラインとするステップを更に含み、前記第２の寸法が、中間点を生成するための冠状正中線上の指標であり、前記中間点と前記第１の点とが一直線上にある請求項１９に記載の方法。
【請求項２５】
前記脳スキャン画像が、前記ディスプレイ上の寸法を患者頭部上の寸法に関連付けるスケールを有しており、前記コンピュータが、前記スケールを使用して前記決定ステップを行なう請求項１８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（相互参照）
本出願は、参照によりその開示内容が本明細書に組み入れられる２００５年６月３０日に出願された米国出願第１１／１７１，１６８号の出願日の利益を主張する。
【０００２】
頭蓋手術を行なう際、患者の頭蓋において、骨弁（bone flap）を形成して脳へのアクセスを行うのが一般的な方法である。動脈瘤クリッピングやその他の頭蓋底手術術式などの特定の病変のための脳神経外科手術には標準的な骨弁を用いるが、多くの頭蓋病変の除去には、特定の「カスタマイズされた」骨弁を要する。現代的な脳神経外科手術に要求されることとして、骨弁を正確に且つ可能な限り小さくすることが欠かせない。これは、一般に、フレームベース又はフレームレスの定位法（stereotaxi）によって達成される。
【背景技術】
【０００３】
フレームベース定位法は、患者の頭部上にフレームを配置することを伴い、これにより、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）スキャンまたは磁気共鳴映像法（ＭＲＩ）などの脳スキャン画像を参照し、取得する空間フレームが与えられる。フレームレス定位法は、患者の頭部に基準マーカーを配置することを要する。外科的処置の前にはもう一度スキャンを必要とし、そのため、手術室と放射線センターとの間で患者を移動させる必要がある。したがって、定位法は時間がかかり、多くの場合、手術室における時間が倍になる。また、放射線センターとの連携が必要であるとともに、多くの場合、機器を製造する会社からの技術サポート要員の存在も必要である。更に、定位法を行なうために使用される機器およびシステムは、複雑で、ユーザーフレンドリーではなく、また、非常に高価である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
したがって、複雑な機器または技術的サポートを必要とすることなく、また手術室から離れる必要がなく、脳病変の位置を把握して、骨弁を迅速かつ正確に形成するのにすぐに用いることができる簡単で安価な方法に対する要求がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様によれば、医師は、脳スキャン画像を利用して、脳病変の位置を把握し、この脳病変を処置する手術を計画する。手術室において、医師は、脳スキャンから直接的に導き出された距離測定値を患者の頭蓋上へ写し、それにより、骨弁の適切な位置および方向を定める。
【０００６】
以下、添付図面を参照して、本発明の現在における好ましい、しかし単なる例示である実施の態様について説明する。この説明によって、前述した本発明の簡単な説明は、本発明の更なる目的、特徴、および効果とともに、更に完全に理解できるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
前述したように、医師は、脳スキャン画像を利用して、脳病変の位置を把握して、この脳病変を処置する手術を計画する。手術室において、医師は、脳スキャンから直接的に導き出された距離測定値を患者の頭蓋上へ写し、それにより、骨弁の適切な位置および方向を定める。
【０００８】
図１は、病変１４を有する脳を写した患者の頭部ＭＲＩ矢状断像１０である。また、この図には、患者のナジオン１６（鼻の上側の凹部）とイニオン１８（頭蓋底にある凹部）が写っている。図に示すように、ＭＲＩ断像１０には、通常、スケール（縮尺目盛）２６がある。スケール２６は、センチメートル（大きさの単位）にしてもよく、これにより患者の頭部がセンチメートルの長さで示される。
【０００９】
最初のステップとして、医師は、頭蓋２２の表面に沿った距離ａを測定する。この距離ａは、ナジオン１６から病変１４の中心の上側に位置する一点までの距離であり、このＭＲＩ断像において測定される。この測定は点２４で終わる。この画像における病変の深さは、点２４から頭蓋表面に対して垂直方向に下ろすことによって決定される。
【００１０】
図２は、同じ患者の頭部ＭＲＩ冠状断像である。第２のステップとして、医師は、矢状面Ｓから病変１４の中心まで、頭蓋の表面に沿った距離ｂを測定する。この測定は点３２で終わる。この画像における病変の深さは、点３２から頭蓋表面に対して垂直方向に下ろすことによって決定される。また、この図は、病変１４に対する他の可能なアプローチも示している。例えば、脳の重要な領域を損傷する危険があるため、点３２から腫瘍へ近づくことができない場合、点３２’からライン３４に沿って病変に近づくことができる。この場合、ライン３４は頭蓋の表面に対して垂直ではなく、そのため、医師は、病変に近づくためには、角度θを考慮しなればならない。
【００１１】
従来、ＭＲＩ断像には、直線状のスケール２６があるが、医師によって行なわれてきたこれまでの測定は、頭蓋の湾曲面に沿ったものであった。それには、例えば、マップの表面において、ある経路に沿って辿っていくと、その経路の長さを測定することができるといった手動操作装置が長らく使われてきた。典型的には、このような装置には、経路を辿るとともに、マップのスケールを換算できる小型ローラが備わっている。このような装置は、ＭＲＩ断像において、曲線状の経路に沿った距離を測定できるように、容易に改変できる。
【００１２】
図６に大まかに示すように、ＭＲＩ断像は、コンピュータ支援型の設計プログラムを実行するコンピュータシステム１００へ、スキャナ１０５を用いて転送される。このシステム１００には、コンピュータ１０２、ディスプレイ１０４、及びキーボード１０６やポインティングデバイス１０８などの様々な周辺入力機器が備えられている。コンピュータは、コンピュータ支援型の設計プログラムを実行する。このようなプログラムはよく知られており、例えば、ＥＯＳ  Ｓｙｓｔｅｍｓ社から入手できるＰｈｏｔｏｍｏｄｅｌｅｒがある。このようなプログラムでは、換算目的でＭＲＩ断像に示されたスケールを使用して、様々な弯曲したラインの長さを測定することができる。また、このようなシステムは、様々な画像における病変の深さを測定して、病変の実際の深さを３次元で計算することもできる。
【００１３】
手術室内で、医師は、患者の頭部に関して「歪んだ」デカルト座標系を最初に形成することによって、前述した測定法を活用する。このことは、図３に示す患者頭部の概念的な表示によって図解されている。具体的に説明すると、座標系の「ｙ軸」４０は、頭蓋の表面に沿って延びる矢状正中線によって規定される。このｙ軸は、患者の頭皮上でナジオンからイニオンまでラインをマークすることにより形成される。その後、外耳道間で患者の頭皮上にラインをマークすることにより、座標系のｘ軸４２が形成される。
【００１４】
その後、医師は、患者のナジオンから始めて、図１のＭＲＩ矢状断像で測定された距離ａをｙ軸上にレイアウトする。これにより点４４が得られる。その後、医師は、点４４から始めて、ｙ軸に対して垂直なライン４６を患者の頭皮上にマークする。また、ライン４６はｘ軸とも平行である。医師は、ｙ軸から始めて、図２のＭＲＩ冠状断像で測定された距離ｂをライン４６上にレイアウトする。これにより、病変１４の上に位置すると考えられる点４８が得られる。
【００１５】
この手順は、約１ｃｍの精度で病変の位置を特定できることが分かった。
【００１６】
病変が頭部の後部領域または前部領域の近傍に位置されているときには、点４８の位置を把握するための他の類似の手順が好ましいであろう。これを図４に示す。前述したように、ｙ軸４０上に距離ａがレイアウトされる。その後、ｘ軸４２上に距離ｂがレイアウトされて、点５４が形成される。その後、距離ａの終点である点４４を通過するようにｘ軸と平行にライン５２が引かれるとともに、点５４を通過するようにｙ軸と平行にライン５６が引かれる。ライン５２とライン５４とが点４８’で交わり、この点４８’が、病変１４の上に位置すると考えられる。
【００１７】
図５の概念図に示すように、その後、点４８（または、４８’）の位置に、骨弁５０の輪郭が描かれる。
【００１８】
最終確認として、骨弁５０が形成され、頭蓋の硬膜が露出された後、医師は、超音波により下側に位置する病変１４の存在を確認する。
【００１９】
本発明の好ましい実施の形態について、人体的な目的を例示して開示してきたが、当業者であれば分かるように、添付の特許請求の範囲によって規定される本発明の範囲および精神から逸脱することなく、多くの追加、改良および置換が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】脳病変を写した患者頭部のＭＲＩ矢状断像を示す。
【図２】同じ患者の頭部ＭＲＩ冠状断像を示す。
【図３】「歪んだ」デカルト座標系を用いて脳病変の位置を把握する方法を示す。
【図４】「歪んだ」デカルト座標系を用いて脳病変の位置を把握する別の方法を示す。
【図５】脳病変の位置を把握した後、骨弁の輪郭が描かれた患者の頭皮を示す。
【図６】ＭＲＩ断像の距離測定に用いるコンピュータシステムの模式図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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