(57)【要約】      （修正有）【課題】位置追跡システムに対する解剖学的画像の登録のための方法及びシステムを提供すること。【解決手段】方法は、特定の患者２２の頭部の少なくとも一部の解剖学的画像を取得することを含み、解剖学的画像は、頭部内の少なくとも選択された場所を捕捉する。解剖学的画像に基づいて選択された場所にて個人的に特定の患者の器官に適合させるように成形され、位置追跡システムの第１の位置センサを含む個人向けのグリッパーが取り付けられる。解剖学的画像は、解剖学的画像内の選択された場所を識別し、第１の位置センサの第１の位置を位置追跡システムを使用して測定することによって位置追跡システムの座標系に登録される。位置追跡システムの第２の位置センサを含む医療装置が、頭部内の医療装置の第２の位置を登録された解剖学的画像上に表示することによって特定の患者の頭部において誘導される。【選択図】図１
2018079309.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
方法であって、
特定の患者の頭部の少なくとも一部の解剖学的画像を取得することであって、前記解剖学的画像は、前記頭部内の少なくとも選択された場所を捕捉する、ことと、
前記解剖学的画像に基づいて、前記選択された場所にて前記特定の患者の器官に個人的に適合させるように成形されており、かつ位置追跡システムの第１の位置センサを含む、個人向けのグリッパーを取り付けることと、
前記選択された場所を前記解剖学的画像において識別すること、及び前記第１の位置センサの第１の位置を前記位置追跡システムを使用して測定することによって、前記解剖学的画像を前記位置追跡システムの座標系に登録することと、
前記位置追跡システムの第２の位置センサを備える医療装置を、前記頭部内の前記医療装置の第２の位置を前記登録された解剖学的画像上で表示することによって、前記特定の患者の前記頭部において誘導することと、
を含む、方法。
【請求項２】
前記解剖学的画像を取得することは、コンピュータ断層撮影法（ＣＴ）、コーンビームコンピュータ断層撮影法（ＣＢＣＴ）、及び磁気共鳴画像法（ＭＲＩ）からなるリストから選択された様式を使用して１つ又は２つ以上の画像を取得することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記選択された場所は、前記特定の患者の１つ又は２つ以上の歯を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記選択された場所は、前記特定の患者の上顎の少なくとも一部及び下顎の少なくとも一部を含み、前記個人向けのグリッパーを取り付けることは、咬合バーを取り付けることを含み、咬合バーは、前記特定の患者の前記上顎の前記少なくとも一部及び前記下顎の前記少なくとも一部に個人的に適合させるように成形されている、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記選択された場所は、前記特定の患者の鼻の少なくとも一部を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記選択された場所は、前記特定の患者の頭蓋の少なくとも一部を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記個人向けのグリッパーを取り付けることは、前記第１の位置センサを前記個人向けのグリッパーに結合することと、その後に、前記個人向けのグリッパーを前記器官に装着することと、を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記個人向けのグリッパーは、その中に埋め込まれた前記第１の位置センサが設けられている、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記医療装置を誘導することは、前記医療装置を前記頭部の副鼻洞に誘導することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記医療装置を誘導することは、前記医療装置を前記頭部の神経系に誘導することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記医療装置は、吸引用カテーテルを備える、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記医療装置は、ガイドワイヤを備える、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記位置追跡システムは、磁気位置追跡システムを備え、前記第１及び第２の位置センサは、磁気位置センサを備える、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記位置追跡システムは、光学位置追跡システムを備え、前記第１及び第２の位置センサは、光学マーカーを備える、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
グリッパーを製造する方法であって、
特定の患者の頭部の少なくとも一部の解剖学的画像を受信することであって、前記解剖学的画像は、前記頭部内の少なくとも選択された場所を捕捉する、ことと、
前記選択された場所にて器官に個人的に適合させるように成形されている個人向けのグリッパーを製造するための命令を前記解剖学的画像から導出することと、
前記個人向けのグリッパーを前記命令に基づいて製造することと、
位置センサを前記個人向けのグリッパーに結合することと、
を含む、方法。
【請求項１６】
前記解剖学的画像を受信することは、コンピュータ断層撮影法（ＣＴ）、コーンビームコンピュータ断層撮影法（ＣＢＣＴ）、及び磁気共鳴画像法（ＭＲＩ）からなるリストから選択された様式の１つ又は２つ以上の画像を受信することを含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記解剖学的画像を受信することは、前記特定の患者の１つ又は２つ以上の歯の前記解剖学的画像を受信することを含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
前記命令を導出することは、前記特定の患者の前記１つ又は２つ以上の歯の形状を前記解剖学的画像から推定することと、前記グリッパーを製造するための命令を、前記推定した形状に従って生成することと、を含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記個人向けのグリッパーを製造することは、前記個人向けのグリッパーを、前記命令に従って３次元（３Ｄ）プリンタによって印刷することを含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項２０】
前記個人向けのグリッパーを製造することは、前記個人向けのグリッパーを、少なくとも１つの生体適合材料から印刷することを含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記解剖学的画像を受信することは、前記特定の患者の鼻の少なくとも一部の画像を受信することを含み、前記個人向けのグリッパーを製造することは、鼻グリッパーを製造することを含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項２２】
製造物品であって、
特定の患者の頭部において選択された場所にて、前記特定の患者の前記頭部の少なくとも一部の解剖学的画像に基づいて、器官に個人的に適合させるように成形されている個人向けのグリッパー本体と、
前記個人向けのグリッパー本体に結合された位置センサと、
を備える、製造物品。
【請求項２３】
前記グリッパー本体は、カテーテルの遠位先端に適合させるように成形されている溝を備える、請求項２２に記載の製造物品。
【請求項２４】
前記器官は、前記特定の患者の１つ又は２つ以上の歯を備える、請求項２２に記載の製造物品。
【請求項２５】
前記個人向けのグリッパーは、少なくとも１つの生体適合材料で作製されている、請求項２２に記載の製造物品。
【請求項２６】
前記位置センサは、前記位置センサを前記個人向けのグリッパーに接着することによって前記個人向けのグリッパーに結合されるように構成されている、請求項２２に記載の製造物品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、侵襲的医療装置に関し、詳しくは、位置追跡システムに対する解剖学的画像の登録のための方法及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
位置追跡システムに対する解剖学的画像の登録は、様々な医療用途において実行することができる。
【０００３】
例えば、開示内容が参照により本明細書に組み込まれる米国特許出願公開第２０１４／００３７１７４号では、撮像システムにおいてリアルタイムで被検体の動きを適応的に補正するシステムを記載している。オブジェクト配向マーカー、好ましくは、レトロ格子反射体（ＲＧＲ）が、ＭＲＩスキャンなどスキャン中に患者の当該の頭部又は他の身体器官上に設置される。マーカーによって、当該の器官の動きを追跡するために必要とされる６つの自由度（ｘ、ｙ、及びｚ−平行移動、縦揺れ、先頭部左右揺れ、及び横揺れ、つまり、「ポーズ」を測定することが可能である。本発明は、また、内部較正と、経時的に生じる恐れがあるドリフト及び他の不正確さを補正するためにスキャナ及び追跡システムの基準フレームの経時的な共同登録を提供する。
【０００４】
開示内容が参照により本明細書に組み込まれる米国特許第７，０１４，４６１号では、軟組織の層により覆われた硬組織の表面形状を測定するための装置を記述しており、装置は、上記の軟組織を貫通して上記の硬組織を実質的には貫通しないように適合された先端をそれぞれ有する複数の要素と、それぞれ経路に沿った上記の要素の移動を支持する、複数の上記の先端は、経路に沿って位置決めされたときに表面を画成するようになっているフレームと、上記の要素の少なくとも１つの先端位置を示す信号を生成する少なくとも１つの位置センサとを含む。
【０００５】
開示内容が参照により本明細書に組み込まれる、米国特許第５，６３６，２５５号では、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）画像解像度の精度を相関させるための方法及びシステムを記載している。ＣＴスキャンの１スライス幅未満の直径を有する小さい放射線不透過性マーカーが、骨格部材など、測定される対象物内に埋め込まれ、対象物は、その後、放射線不透過性マーカーがスキャンの２枚のスライスに表示されるようにＣＴスキャンされる。マーカーは、また、位置決め用ポインタなどセンサでマーカー検出することによって物理的に場所が特定される。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本明細書で説明する本発明の実施形態は、特定の患者の頭部の少なくとも一部の解剖学的画像を取得することを含む方法を提供する。解剖学的画像は、頭部内の少なくとも選択された場所を捕捉する。解剖学的画像に基づいて選択された場所にて個人的に特定の患者の器官に適合させるように成形され、位置追跡システムの第１の位置センサを含む個人向けのグリッパーが取り付けられる。解剖学的画像は、解剖学的画像内の選択された場所を識別し、第１の位置センサの第１の位置を位置追跡システムを使用して測定することによって位置追跡システムの座標系に登録される。位置追跡システムの第２の位置センサを含む医療装置が、頭部内の医療装置の第２の位置を登録された解剖学的画像上に表示することによって特定の患者の頭部において誘導される。
【０００７】
一部の実施形態では、解剖学的画像を取得することは、コンピュータ断層撮影法（ＣＴ）、コーンビームコンピュータ断層撮影法（ＣＢＣＴ）、及び磁気共鳴画像法（ＭＲＩ）からなるリストから選択された様式の１つ又は２つ以上の画像を受信することを含む。他の実施形態では、選択された場所は、特定の患者の１つ又は２つ以上の歯を含む。更に他の実施形態では、選択された場所は、特定の患者の上顎の少なくとも一部及び下顎の少なくとも一部を含み、個人向けのグリッパーを取り付けることは、咬合バーを取り付けることを含み、咬合バーは、特定の患者の上顎の少なくとも一部及び下顎の少なくとも一部に個人的に適合させるように成形される。
【０００８】
実施形態では、選択された場所は、特定の患者の鼻の少なくとも一部を含む。別の実施形態では、選択された場所は、特定の患者の頭蓋の少なくとも一部を含む。更に別の実施形態では、個人向けのグリッパーを取り付けることは、第１の位置センサを個人向けのグリッパーに結合することと、その後に個人向けのグリッパーを器官に装着することとを含む。
【０００９】
一部の実施形態では、個人向けのグリッパーは、その中に埋め込まれた第１の位置センサが設けられる。他の実施形態では、医療装置を誘導することは、医療装置を頭部の副鼻洞に誘導することを含む。更に他の実施形態では、医療装置を誘導することは、医療装置を頭部の神経系に誘導することを含む。
【００１０】
実施形態では、医療装置は、吸引用カテーテルを含む。別の実施形態では、医療装置は、ガイドワイヤを含む。
【００１１】
一部の実施形態では、位置追跡システムは、磁気位置追跡システムを含み、第１及び第２の位置センサは、磁気位置センサを含む。他の実施形態では、位置追跡システムは、光学位置追跡システムを含み、第１及び第２の位置センサは、光学位置センサを含む。
【００１２】
本発明の実施形態により、特定の患者の頭部の少なくとも一部の解剖学的画像を受信することを含む、グリッパーを製造するための方法を更に提供し、解剖学的画像は、頭部内の少なくとも選択された場所を捕捉する。選択された場所にて器官に個人的に適合させるように成形される個人向けのグリッパーを製造するための命令が、解剖学的画像から導出される。個人向けのグリッパーは、命令に基づいて製造され、位置センサは、個人向けのグリッパーに結合される。
【００１３】
本発明の実施形態により、特定の患者の頭部の少なくとも一部の解剖学的画像に基づいて特定の患者の頭部内の選択された場所にて器官に個人的に適合させるように成形されている個人向けのグリッパー本体と、個人向けのグリッパー本体に結合された位置センサとを含む製造物品を更に提供する。
【００１４】
本発明は、図面と総合すれば、以下の発明を実施するための形態からより完全に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態による、サイナプラスティ外科用システムの概略的な絵画図である。
【図２】本発明の実施形態による、サイナプラスティ手術システムの要素の概略的な絵画図である。
【図３】本発明の実施形態による、個人向けのグリッパーの製造方法を概略的に例示するフローチャートである。
【図４】本発明の実施形態による、個人向けのグリッパーを使用してサイナプラスティ処置を実行するための方法を概略的に例示するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
概要
位置追跡システムが、典型的には、サイナプラスティなどの画像誘導処置において吸引用カテーテル及びガイドワイヤなど、カテーテルを誘導させるのに使用されている。原則的に、医療処置前に処置される器官を含む解剖学的画像を取得し、画像を位置追跡システムの座標系に登録することが可能である。画像が登録されたとき、システムによって追跡される位置センサを、画像にわたって正しい位置に表示することができる。その後、内科医が、位置センサを上に有する医療装置を、患者の頭部上のフレームに装着された１つ又は２つ以上の磁場発生器を利用して誘導することができる。しかしながら、そのようなソリューションは、フレームを特定の患者に調整するための更なるセッションが必要であり、更には、精度に限界がある、なぜならば、フレームは処置中に患者の頭部に対して移動することができるからである。
【００１７】
本明細書で以下に説明する本発明の実施形態は、解剖学的画像に基づいて製造され、位置センサを備える個人向けのグリッパーを使用する解剖学的画像を位置追跡システムの座標系に登録するための改良技術を提供する。個人向けのグリッパーの形状は、特定の患者の頭部の選択された非可動の器官（例えば、歯）に適合するように設計され、したがって、固定された既知の場所を医療処置中に頭部に対して有する。
【００１８】
処置を施行する前に、処置を計画し、医療装置を処置中に誘導する患者の頭部の解剖学的画像が取得される。本明細書で説明する実施形態は、耳鼻咽喉（ＥＮＴ）術具、プローブ、吸引用具、誘導ガイドワイヤ、シェーバー、及び穿孔器など好適な医療装置を主として指すが、開示する技術は、ＥＮＴ用途に使用された任意の医療器具に適用可能である。一部の実施形態において、画像は、患者の１つ又は２つ以上の前歯など、グリッパーが取り付けられている場所を含む。実施形態において、画像内の歯の形状は、３次元（３Ｄ）プリンタ、又は、歯形状の多様性のためにグリッパーの列を有することなどの任意の代替製造技術を用いて、特定の患者を適合する生体用個人向けのグリッパーを製造するための命令を導出するために使用される。
【００１９】
実施形態では、グリッパーは、グリッパーに結合される第１の位置センサを備え、内科医は、グリッパーを前歯上に取り付ける。代替実施形態では、内科医は、第１の位置センサをグリッパーに結合し、グリッパーを前歯上に取り付ける。
【００２０】
一部の実施形態では、グリッパーが取り付けられた前歯が、画像内で識別され、（グリッパー内の）第１のセンサの位置が、画像を位置追跡システムの座標系に登録するように追跡システムを使用して測定される。登録に基づいて、位置追跡システムを用いて測定された位置センサの位置を、解剖学的画像上に重ね合わせて内科医に表示することができる。この種のディスプレイで、内科医が第２の位置センサを例えば、遠位端に有するＥＮＴ用具を患者の鼻に挿入したとき、遠位端は、画像に対して正しく表示される。内科医は、サイナプラスティ処置を実行するように、ＥＮＴ用具を、副鼻洞など患者の頭部の選択された場所に登録された解剖学的画像上で誘導することができる。実施形態では、グリッパー内の第１のセンサは、患者が処置中に頭部を移動させるときでさえも第２のセンサが画像上に正確に表示されるように、基準位置の役目をすることができる。
【００２１】
開示する技術によって、サイナプラスティ処置前の位置追跡システムへの解剖学的画像の自動登録が可能であり、その結果、サイナプラスティ処置中に内科医による手作業の登録が不要である。更に、グリッパーが歯に正確に固定されるので、例えば、患者の頭部が動いたときに登録を繰り返す必要性が低減される。
【００２２】
提案する技術によって、内科医は、ＥＮＴ用具を誘導関連の遅延なしで正確に鼻副鼻洞に誘導することができ、その結果として、サイナプラスティ処置が短縮される。更に、開示する技術は、時間、経費、及び労力を節減することができる、なぜならば、患者は、先述したようにフレームを調整するための更なるセッションに立ち会う必要がないからである。
【００２３】
システムの説明
図１は、本発明の実施形態による、サイナプラスティ手術システム２０を使用するサイナプラスティ処置の概略的な絵画図である。システム２０は、耳鼻咽喉（ＥＮＴ）用具２８を備え、内科医２４は、耳鼻咽喉（ＥＮＴ）用具２８を患者２２の１つ又は２つ以上の副鼻洞内の感染など、ＥＮＴ疾患を処置するように患者２２の鼻２６へ挿入する。一部の実施形態では、用具２８は、副鼻洞の少なくとも１つから感染した組織を引き抜くように構成される吸引用カテーテルを備えることができる。他の実施形態では、用具２８は、患者２２の副鼻洞に任意の適切な医療装置を案内するように構成されるガイドワイヤを備えることができる。用具２８は、用具の遠位端３８を制御するように構成された近位端３０を更に備える。
【００２４】
実施形態では、システム２０は、患者２２の頭部内の１つ又は２つ以上の位置センサの位置を追跡するように構成される磁気位置追跡システムを更に備える。磁気位置追跡システムは、磁気磁場発生器４４と１つ又は２つ以上の位置センサとを備える。位置センサは、位置信号を磁場発生器からの感知された外部磁場に応答して生成し、その結果、プロセッサ３４は、後述するようにそれぞれのセンサの位置をマッピングすることができる。
【００２５】
この位置検知の方法は、様々な医療用途で、例えば、Ｂｉｏｓｅｎｓｅ  Ｗｅｂｓｔｅｒ  Ｉｎｃ．（Ｄｉａｍｏｎｄ  Ｂａｒ，Ｃａｌｉｆ．）が製造するＣＡＲＴＯ（商標）システムに実装されており、米国特許第５，３９１，１９９号、同第６，６９０，９６３号、同第６，４８４，１１８号、同第６，２３９，７２４号、同第６，６１８，６１２号及び同第６，３３２，０８９号、国際公開第９６／０５７６８号、並びに米国特許出願公開第２００２／００６５４５５Ａ１号、同第２００３／０１２０１５０Ａ１号及び同第２００４／００６８１７８Ａ１号に詳細に記述されており、それらの開示は全て参照により本明細書に組み込まれる。
【００２６】
システム２０は、位置特定パッド４０を更に備え、位置特定パッド４０は、フレーム４６上に固定された磁場発生器４４を備える。図１に示す例示的な構成では、パッド４０は、５つの磁場発生器４４を備えるが、任意の他の好適な数の発電機４４を備えることができる。パッド４０は、発生器４４が患者の外部の固定された既知の位置に位置するように、患者２２の頭部４１の下に配置された枕４２を更に備える。
【００２７】
代替実施形態では、システム２０は、光学位置追跡システム（図示せず）を備え、光学位置追跡システムは、患者２２の頭部の、光学マーカーなど１つ又は２つ以上の位置センサの位置を追跡するように構成される。１つの例示的な実施形態では、光学位置追跡システムは、図２に示す個人向けのグリッパー上にだけではなく、ＥＮＴ用具２８上に取り付けられた１つ又は２つ以上の光学マーカーを備える。光学位置追跡システムは、１つ又はカメラを更に備え、１つ又はカメラは、光学マーカーを用具２８及びグリッパー上で捕捉する１つ又は２つ以上の画像を捕捉するように構成される。プロセッサ３４は、光学位置追跡システムの座標系における工具２８の遠位先端（下の図２に図示）の位置及び配向を推定するようにそれぞれのセンサの位置をマッピングするように構成されている。
【００２８】
システム２０は、コンソール３３を更に備え、コンソール３３は、信号を、ケーブル３２を介して、磁気センサ（下の図２に図示）が上に装着された用具２８から受信し、本明細書で説明するシステム２０の他の構成要素を制御する好適なフロントエンド回路及びインタフェース回路とともに、プロセッサ３４、典型的には汎用コンピュータを備える。プロセッサ３４は、更に、システム２０の場所から離れて、典型的には製造現場に位置する３次元（３Ｄ）プリンタ２１によって使用される１つ又は２つ以上の命令ファイルを導出するように構成されている。命令ファイルは、以下で図２で詳細に描写するように頭部４１の１つ又は２つ以上の解剖学的画像から導出される。コンソール３３は、入力デバイス３９とユーザーディスプレイ３６とを更に備え、ユーザーディスプレイ３６は、プロセッサ３４から受信されたデータ（例えば、画像）、又は、ユーザー（例えば、内科医２４）によって挿入された入力を表示するように構成されている。
【００２９】
コンソール３３は、駆動回路（図示せず）を備え、駆動回路は、磁場を頭部４１の回りに予め定義された使用容量で生成するように好適な信号で磁場発生器４４を駆動させるように構成されている。
【００３０】
簡単かつ明瞭なものとするため、図１は、開示されている技法に関連する要素のみを示す。システム２０は典型的には、開示されている技法に直接には関連せず、したがって図１及び対応する説明から意図的に省略されている付加的なモジュール及び要素を備える。
【００３１】
プロセッサ３４は、システムによって使用される機能を実行し、処理又はその他の方法でソフトウェアにより使用されるデータをメモリ（不図示）に記憶させるようにプログラムされ得る。このソフトウェアは、例えばネットワークを介して電子的形態でプロセッサにダウンロードするか、又は光学的、磁気的若しくは電子的記録媒体など、持続性の有形媒体上に提供されてもよい。あるいは、プロセッサ３４の機能のうちの一部又は全てが、専用の又はプログラム可能なデジタルハードウェア構成要素によって実行されてもよい。
【００３２】
図２は、本発明の実施形態による、サイナプラスティ手術システム２０の要素の概略的な絵画図である。実施形態では、サイナプラスティ処置の前に、内科医２４は、コンピュータ断層撮影法（ＣＴ）、コーンビームコンピュータ断層撮影法（ＣＢＣＴ）、又は磁気共鳴画像法（ＭＲＩ）など、任意の適切な画像撮影様式を用いて頭部４１の１つ又は２つ以上の解剖学的画像を取得することができる。画像は、ＥＮＴ用具２８を処置中に副鼻洞４８に誘導するだけではなく、処置を前もって計画するためにも使用することができる。
【００３３】
一部の実施形態では、解剖学的画像は、また、特定の患者２２の前歯５２に適合するように成形される個人向けのグリッパー５０を製造する命令を導出するためにも使用することができる。このコンテキストにおいて、及び、請求項において、「個人向けのグリッパー」という用語は、特定の患者の特定の器官に適合することが意図されたグリッパーを指す。センサ（例えば、歯５２）の正確な取り付けを確認することができる特定の器官は、患者間で形状が典型的には異なり、その結果、個人向けのグリッパーは、例えば、特定の患者２２の歯５２に適合するが一般的には他の患者の歯では適合しない。実施形態では、プロセッサ３４は、グリッパー５０を、プリンタ２１を使用して製造するための１つ又は２つ以上の命令ファイルを導出するように構成することができる。
【００３４】
代替実施形態では、グリッパー５０は、義歯の金型を製造するための技術など、任意の適切な技術を用いて製造することができる。更なる代替実施形態では、１組のグリッパーを、プリンタ２１又は任意の他の好適な製造技術を用いて特定の器官（例えば、前歯）について予め製造することができる。１組のそれぞれのグリッパーは、患者の異なるグループに適合するように成形することができ、例えば、それぞれのグループは、前歯の同様のサイズ及び形状を有し、その結果、その組は、多種多様なグループの患者を対象とすることができる。実施形態では、プロセッサ３４は、解剖学的画像を使用して、特定の患者の前歯の形状を導出し、最も好適なグリッパーを特定の患者についてその組から選択するように内科医２４を案内することができる。１組の予め定義されたグリッパーから特定の患者のために選択されるグリッパーも、本明細書では個人向けのグリッパーとみなされる。
【００３５】
ここで患者２２の上部前顎の側面図である挿入画４５を参照する。先に説明したように、及び、図でわかるように、グリッパー５０の内面５５は、特定の患者の歯茎５４の外面及び１つ又は２つ以上の前歯５２に適合するように個人的に成形される。
【００３６】
実施形態では、サイナプラスティ処置の前に、内科医２４は、磁気位置センサ６０を（例えば、歯科用接着剤を使用して）例えば、グリッパー５０の内壁５１に結合し、その後、グリッパー５０を前歯５２の周りの歯茎５４上で適合させることができる。用語「内壁」は、患者２２の内口に対向するグリッパー５０の壁部を指す。あるいは、内科医２４は、センサ６０をグリッパー５０上の任意の他の好適な場所に結合することができる。代替実施形態では、センサ６０は、内科医２４がグリッパーを歯５２の上で適合させることだけができるように既にグリッパー５０内に埋め込まれている場合がある。
【００３７】
一部の実施形態では、グリッパー５０は、挿入画４５に示すように、グリッパー５０の内面５５を歯茎５４及び歯５２の外面に適合させることができる個人向けに成形された溝を備えることができる。代替実施形態では、グリッパー５０は、センサ６０を頭部４１の任意の適切な器官又は組織に堅く取り付けることができる任意の好適な３Ｄを又は２次元（２Ｄ）形状さえ有することができる。
【００３８】
システム２０は、遠位端３８の先端に装着された磁気位置センサ５６を更に備え、磁気位置センサ５６は、以下で図４において詳細に説明するサイナプラスティ処置中に鼻副鼻洞４８に挿入される。センサ５６の位置は、典型的には、先に図１で説明したように磁気位置追跡システムを使用して測定される。
【００３９】
他の実施形態において、グリッパー５０は、例えば、グリッパー５０の外壁５３に形成された登録溝（図示せず）を備えることができる。登録溝は、センサ６０に対して固定された座標偏位にて位置する。サイナプラスティ処置の前に、内科医２４は、磁気位置追跡システムの座標系におけるセンサ５６の位置を較正するように（位置センサ５６を備える）用具２８の遠位先端を登録溝に挿入することができる。較正は、グリッパーセンサの座標に対して既知の偏位にある初期座標を溝としてセンサ５６に割り当てることによって実行される。代替実施形態では、システム２０は、先端が溝に挿入されたときに（センサ５６の代わりに）光学センサの位置を較正するための光学系位置表示システムを備えることができる。
【００４０】
代替実施形態では、グリッパー５０は、上顎及び下顎用の咬合バー、鼻グリッパー又は頭部クランプなど、頭部４１の任意の他の好適な器官に適合するように形成することができる。実施形態では、グリッパーが取り付けられることになっている解剖学的画像内の器官の形状は、個人向けのグリッパーを製造するための命令を導出するために使用することができる。解剖学的画像は、典型的には当該の器官を含む必要がある。例示的な実施形態では、解剖学的画像は、特定の患者の上顎及び下顎の少なくとも一部を含むことができる。これらの顎部分は、個人向けの咬合バー又は歯グリッパーを製造するための命令を導出するために使用することができる。
【００４１】
別の実施形態において、解剖学的画像は、患者２２の頭蓋の特定の一部に適合させる個人向けの頭部クランプを製造するために命令を導出するように頭部４１の頭蓋の少なくとも一部を捕捉することができる。更に別の実施形態では、解剖学的画像は、鼻グリッパーを製造するために命令を導出するように鼻２６の少なくとも一部を捕捉することができる。
【００４２】
図３は、本発明の実施形態による、個人向けのグリッパー５０の製造方法を概略的に例示するフローチャートである。方法は、プロセッサ３４が、ＣＴ撮像ステップ１００にて、頭部４１の少なくとも一部を捕捉する１つ又は２つ以上のＣＴ画像を受信することで始まる。この実施例のＣＴ画像は、少なくとも歯５２を捕捉し、歯５２は、グリッパー５０取り付け用に内科医２２によって選択される。本実施例では、ＣＴ画像に基づいて、方法では、グリッパー５０を製造するための命令を生成し、グリッパー５０は、特定の患者２２の歯５２に個人用にカスタマイズされる。
【００４３】
命令導出ステップ１０２にて、プロセッサ３４は、ＣＴ画像を分析し、画像において、患者２２固有である歯５２の形状を識別する。プロセッサ３４は、歯５２の識別された形状に基づいて、グリッパー５０を製造する機械命令を含む１つ又は２つ以上の命令ファイルを導出する。
【００４４】
グリッパー形成ステップ１０４にて、システム２０は、典型的には生体適合材料から個人向けのグリッパー５０を製造するために、命令ファイルを３Ｄプリンタに送ることができる。位置センサ結合ステップ１０６にて、オペレータ（例えば、内科医２４又は製造技術者）は、先の図２に示したように、センサ６０をグリッパー５０に結合する。
【００４５】
図４は、本発明の実施形態による、個人向けのグリッパー５０を使用してサイナプラスティ処置を実行する方法を概略的に例示するフローチャートである。方法は、撮像ステップ２００にて、（例えば、外部ＣＴ撮像素子を使用して）頭部４１の少なくとも一部の１つ又は２つ以上のＣＴ画像を取得し、ＣＴ画像をプロセッサ３４に供給することで始まる。ＣＴ画像は、歯５２を少なくとも捕捉し、歯５２は、グリッパー５０取り付け用に内科医２２によって前もって選択される。
【００４６】
命令導出ステップ２０２にて、プロセッサ３４は、ＣＴ画像から、先の命令導出ステップ１０２にて説明したように、グリッパー５０を製造する命令ファイルに導出する。センサ結合ステップ２０４にて、内科医２２は、位置センサ６０をステップ２０２にて製造された個人向けのグリッパー５０に結合する。代替実施形態では、グリッパー５０は、既に、製造時にその中で埋め込まれたセンサ６０を備える。
【００４７】
グリッパー適合ステップ２０６にて、内科医２２は、挿入画４５に示すように、グリッパー５０の内面５５に歯茎５４及び歯５２の外面に適合させる。登録ステップ２０８にて、プロセッサ３４は、ＣＴ画像内の前歯５２を識別し、位置追跡システムの座標系内の、（グリッパー５０に結合され、したがって、歯５２に対して固定された場所を有する）センサ６０の位置を測定することによって１つ又は２つ以上のＣＴ画像を磁気位置追跡システムの座標系に登録する。尚、登録後、センサ６０の位置は、座標系内の、したがって、処置中も、患者２２の頭部を移動させるときにさえＣＴ画像内の歯５２に固定される。
【００４８】
ＥＮＴ用具挿入ステップ２１０にて、内科医は、サイナプラスティ処置を実行するように用具２８を患者２２の鼻２６に挿入する。用具２８の遠位先端にて装着されるセンサ５６によって、内科医２４は、磁気位置追跡システムを使用して遠位端３８の位置を追跡することができる。誘導ステップ２１２にて、内科医２４は、測定された位置がＣＴ画像上で重ね合わされて表示される位置センサ５６を利用して遠位端３８を鼻副鼻洞４８に誘導する。
【００４９】
一部の実施形態では、センサ５６に対するセンサ６０の位置を連続的に追跡することによって、プロセッサ３４は、患者２２が頭部を移動させたときでさえもＣＴ画像の登録を位置追跡システムで均一に動的に保つように構成される。更に、プロセッサ３４は、センサ５６及び６０の位置をユーザーディスプレイ３６の表示されるＣＴ画像上に連続的に表示することができ、その結果、内科医２４は、サイナプラスティ処置実行の支援を受ける。
【００５０】
他の実施形態では、提案する技術は、変更すべき点を変更して、様々な他の形式の手術処置、診断処置、及び治療処置において使用することができる。例えば、神経外科医は、患者の脳又は脊髄紐など、患者２２の神経システム内の１つ又は２つ以上のＥＮＴ用具を追跡するためのグリッパー５０を歯５２の上で使用することができる。
【００５１】
代替実施形態では、開示する技術は、個人向けのグリッパーを脊髄椎骨の１つなどの好適な器官又は組織に取り付けることによって、脊髄において、脳外科など任意の外科処置において使用することができる。
【００５２】
上に述べた実施形態は例として挙げたものであり、本発明は上記に具体的に示し、説明したものに限定されない点は理解されよう。むしろ本発明の範囲は、上述の様々な特徴の組み合わせ及びその一部の組み合わせの両方、並びに上述の説明を読むことで当業者により想到されるであろう、従来技術において開示されていない変形及び修正を含むものである。参照により本特許出願に援用される文献は、これらの援用文献において、いずれかの用語が本明細書において明示的又は暗示的になされた定義と矛盾して定義されている場合には、本明細書における定義のみを考慮するものとする点を除き、本出願の一部とみなすものとする。
【００５３】
〔実施の態様〕
（１）  方法であって、
特定の患者の頭部の少なくとも一部の解剖学的画像を取得することであって、前記解剖学的画像は、前記頭部内の少なくとも選択された場所を捕捉する、ことと、
前記解剖学的画像に基づいて、前記選択された場所にて前記特定の患者の器官に個人的に適合させるように成形されており、かつ位置追跡システムの第１の位置センサを含む、個人向けのグリッパーを取り付けることと、
前記選択された場所を前記解剖学的画像において識別すること、及び前記第１の位置センサの第１の位置を前記位置追跡システムを使用して測定することによって、前記解剖学的画像を前記位置追跡システムの座標系に登録することと、
前記位置追跡システムの第２の位置センサを備える医療装置を、前記頭部内の前記医療装置の第２の位置を前記登録された解剖学的画像上で表示することによって、前記特定の患者の前記頭部において誘導することと、
を含む、方法。
（２）  前記解剖学的画像を取得することは、コンピュータ断層撮影法（ＣＴ）、コーンビームコンピュータ断層撮影法（ＣＢＣＴ）、及び磁気共鳴画像法（ＭＲＩ）からなるリストから選択された様式を使用して１つ又は２つ以上の画像を取得することを含む、実施態様１に記載の方法。
（３）  前記選択された場所は、前記特定の患者の１つ又は２つ以上の歯を含む、実施態様１に記載の方法。
（４）  前記選択された場所は、前記特定の患者の上顎の少なくとも一部及び下顎の少なくとも一部を含み、前記個人向けのグリッパーを取り付けることは、咬合バーを取り付けることを含み、咬合バーは、前記特定の患者の前記上顎の前記少なくとも一部及び前記下顎の前記少なくとも一部に個人的に適合させるように成形されている、実施態様１に記載の方法。
（５）  前記選択された場所は、前記特定の患者の鼻の少なくとも一部を含む、実施態様１に記載の方法。
【００５４】
（６）  前記選択された場所は、前記特定の患者の頭蓋の少なくとも一部を含む、実施態様１に記載の方法。
（７）  前記個人向けのグリッパーを取り付けることは、前記第１の位置センサを前記個人向けのグリッパーに結合することと、その後に、前記個人向けのグリッパーを前記器官に装着することと、を含む、実施態様１に記載の方法。
（８）  前記個人向けのグリッパーは、その中に埋め込まれた前記第１の位置センサが設けられている、実施態様１に記載の方法。
（９）  前記医療装置を誘導することは、前記医療装置を前記頭部の副鼻洞に誘導することを含む、実施態様１に記載の方法。
（１０）  前記医療装置を誘導することは、前記医療装置を前記頭部の神経系に誘導することを含む、実施態様１に記載の方法。
【００５５】
（１１）  前記医療装置は、吸引用カテーテルを備える、実施態様１に記載の方法。
（１２）  前記医療装置は、ガイドワイヤを備える、実施態様１に記載の方法。
（１３）  前記位置追跡システムは、磁気位置追跡システムを備え、前記第１及び第２の位置センサは、磁気位置センサを備える、実施態様１に記載の方法。
（１４）  前記位置追跡システムは、光学位置追跡システムを備え、前記第１及び第２の位置センサは、光学マーカーを備える、実施態様１に記載の方法。
（１５）  グリッパーを製造する方法であって、
特定の患者の頭部の少なくとも一部の解剖学的画像を受信することであって、前記解剖学的画像は、前記頭部内の少なくとも選択された場所を捕捉する、ことと、
前記選択された場所にて器官に個人的に適合させるように成形されている個人向けのグリッパーを製造するための命令を前記解剖学的画像から導出することと、
前記個人向けのグリッパーを前記命令に基づいて製造することと、
位置センサを前記個人向けのグリッパーに結合することと、
を含む、方法。
【００５６】
（１６）  前記解剖学的画像を受信することは、コンピュータ断層撮影法（ＣＴ）、コーンビームコンピュータ断層撮影法（ＣＢＣＴ）、及び磁気共鳴画像法（ＭＲＩ）からなるリストから選択された様式の１つ又は２つ以上の画像を受信することを含む、実施態様１５に記載の方法。
（１７）  前記解剖学的画像を受信することは、前記特定の患者の１つ又は２つ以上の歯の前記解剖学的画像を受信することを含む、実施態様１５に記載の方法。
（１８）  前記命令を導出することは、前記特定の患者の前記１つ又は２つ以上の歯の形状を前記解剖学的画像から推定することと、前記グリッパーを製造するための命令を、前記推定した形状に従って生成することと、を含む、実施態様１７に記載の方法。
（１９）  前記個人向けのグリッパーを製造することは、前記個人向けのグリッパーを、前記命令に従って３次元（３Ｄ）プリンタによって印刷することを含む、実施態様１５に記載の方法。
（２０）  前記個人向けのグリッパーを製造することは、前記個人向けのグリッパーを、少なくとも１つの生体適合材料から印刷することを含む、実施態様１９に記載の方法。
【００５７】
（２１）  前記解剖学的画像を受信することは、前記特定の患者の鼻の少なくとも一部の画像を受信することを含み、前記個人向けのグリッパーを製造することは、鼻グリッパーを製造することを含む、実施態様１５に記載の方法。
（２２）  製造物品であって、
特定の患者の頭部において選択された場所にて、前記特定の患者の前記頭部の少なくとも一部の解剖学的画像に基づいて、器官に個人的に適合させるように成形されている個人向けのグリッパー本体と、
前記個人向けのグリッパー本体に結合された位置センサと、
を備える、製造物品。
（２３）  前記グリッパー本体は、カテーテルの遠位先端に適合させるように成形されている溝を備える、実施態様２２に記載の製造物品。
（２４）  前記器官は、前記特定の患者の１つ又は２つ以上の歯を備える、実施態様２２に記載の製造物品。
（２５）  前記個人向けのグリッパーは、少なくとも１つの生体適合材料で作製されている、実施態様２２に記載の製造物品。
【００５８】
（２６）  前記位置センサは、前記位置センサを前記個人向けのグリッパーに接着することによって前記個人向けのグリッパーに結合されるように構成されている、実施態様２２に記載の製造物品。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【外国語明細書】
2018079309000001.pdf