(57)【要約】  コンピュータ断層撮影中に患者を支持するためのシステムが提供される。このシステムは、放射線透過性材料で形成された可動プラットフォーム、プラットフォーム内の離散したアタッチメント領域、及び離散したアタッチメント領域においてプラットフォームに結合されている曲線有節アームを含む。複数の処置中に患者を支持するための方法も提供される。本方法は、放射線透過性材料で形成された可動プラットフォーム上に患者を配置するステップと、プラットフォームに結合されている曲線有節アーム上に配置したデバイスを患者に対して位置決めするステップと、プラットフォーム、位置決めされたデバイス、及び患者をコンピュータ断層撮影システム内に配置するステップと、画像撮影手順を遂行するステップとを含む。
2008504847.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンピュータ断層撮影中に患者を支持するためのシステムにおいて、
放射線透過性材料で形成されている可動プラットフォームと、
前記プラットフォーム内の離散したアタッチメント領域と、
前記離散したアタッチメント領域において前記プラットフォームに結合されている曲線有節アームと、
を含むことを特徴とするシステム。
【請求項２】
前記有節アームに取り外し可能に取り付けられるエンドエフェクタを更に含むことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記エンドエフェクタは、クランプからなることを特徴とする請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記エンドエフェクタは、ブラケットからなることを特徴とする請求項２に記載のシステム。
【請求項５】
前記エンドエフェクタは、線形器具案内からなることを特徴とする請求項２に記載のシステム。
【請求項６】
前記エンドエフェクタによって支持されている超音波トランスデューサを更に含むことを特徴とする請求項２に記載のシステム。
【請求項７】
前記プラットフォームは、その頭側端及び足側端に近接して位置する保持領域を形成する複数の開口を含むことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
複数の離散したアタッチメント領域が、前記プラットフォームの周縁に近接し且つ離間した配列で設けられていることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
前記プラットフォームは、１対の棚部分の間に配置された中央弓形部分を含むことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
クッションを更に含むことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
少なくとも１つの前記離散したアタッチメント領域は、ねじ付き挿入物を含むことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１２】
前記曲線有節アームは、複数の玉継ぎ手からなることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記曲線有節アームは、引張りワイヤー上に配置された複数のボール及びスリーブからなることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１４】
前記曲線有節アームは、前記離散したアタッチメント領域に関連付けられた第１のハンドルと共に前記プラットフォームに結合されていることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１５】
前記第１のハンドルは、前記引張りワイヤーの張力を調整して前記曲線有節アームの柔軟性を変化させるためのピボット可能なレバーを含むことを特徴とする請求項１４に記載のシステム。
【請求項１６】
複数の処理中に患者を支持するための方法において、
放射線透過性材料で形成されている可動プラットフォーム上に前記患者を配置するステップと、
前記プラットフォームに結合されている曲線有節アーム上に配置されたデバイスを前記患者に対して位置決めするステップと、
前記プラットフォーム、前記位置決めされたデバイス、及び前記患者をコンピュータ断層撮影システム内に配置し、画像撮影手順を遂行するステップと、
前記プラットフォームを、その上に載せた前記患者と共に手術室台上に支持し、外科処置を遂行するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１７】
前記プラットフォームは、前記画像撮影手順を遂行中に、分離した画像撮影システム台上に配置されることを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記位置決めされたデバイスは、前記画像撮影手順及び外科処置中に、実質的に同一の位置に維持されることを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
前記プラットフォームを、その上に載せた前記患者と共に病院のベッド上に支持するステップを更に含むことを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項２０】
前記プラットフォームを、その上に載せた前記患者と共にストレッチャ上に支持するステップを更に含むことを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項２１】
前記デバイスは、超音波トランスデューサからなることを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項２２】
前記デバイスは、プローブであることを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項２３】
前記デバイスは、ニードルであることを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項２４】
前記患者の体型に順応可能なクッションを、前記患者と前記プラットフォームとの間に配置するステップ、
を更に含むことを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項２５】
前記プラットフォームを位置決めし、方向を合わせるために、前記プラットフォームを電気水力システムに結合するステップ、
を更に含むことを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項２６】
複数の処理中に患者を支持するための方法であって、
放射線透過性材料で形成されている可動プラットフォーム上に前記患者を配置するステップと、
前記プラットフォームに結合されている曲線有節アーム上に配置されたデバイスを前記患者に対して位置決めするステップと、
前記プラットフォーム、前記位置決めされたデバイス、及び前記患者をコンピュータ断層撮影システム内に配置し、画像撮影手順を遂行するステップと、
前記プラットフォーム、前記位置決めされたデバイス、及び前記患者を、前記コンピュータ断層撮影システム内に留めたまま外科処置を遂行するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、患者の医療画像撮影を遂行する時に使用する支持システムに関する。詳述すれば本発明は、さまざまな医療環境において使用するようになっている患者支持トレイに関する。
【背景技術】
【０００２】
医療施設に患者が到着してから術後の回復期を通しての作業の流れにおいては、典型的には、患者を輸送する及び／または安定化させるための多くの支持具の間で患者を移し換える必要がある。例えば、救急車で病院に到着した時には、患者を先ずストレッチャに載せて病院内へ移動させることができる。次いで、患者を病院のガーニーに移して検査のために画像撮影室へ移動させることができる。画像撮影室においては、患者をＸ線台のような画像撮影台へ移し、その後にガーニーへ戻すことができる。それに続いて、患者を患者のベッドへ移して回復させるか、またはさらなる評価を待機させる及び／または患者を手術室（ＯＲ）へ運んで手術台へ移すことができる。このように患者を随所で再位置決めすることは、一般的に、患者を不動化する能力の低下、１つの支持具から別の支持具へ患者を介助する、または持ち上げる職員への要求の増加、及び患者を持ち上げる際の病院職員の負傷の可能性さえも含む多くの欠陥を有している。それにも拘わらず広範な応用に対応させなければならないよう設計に多様性が要求されるために、上述した多くの病院環境において使用するのに適する標準的な患者支持具は未だに導入されていない。
【０００３】
例えば、救急車において使用される患者支持具は、画像撮影技術において使用される患者支持具とは異なる標準に合致させなければならない。救急車で患者を輸送する場合には、輸送中にさらなる負傷を負わせないように患者を不動化しなければならない。点滴（ＩＶ）バッグのような器具を支持する必要があり、この器具は患者のガーニーに結合することができる。これに対して画像撮影環境においては、画像撮影装置の動作を妨害する恐れがあるような資材の多くは患者の周囲に存在することは許されない。従って患者は、典型的に付加的な医療器具が殆ど存在しない台またはトレイ上に支持される。またある場合には、例えば患者を画像撮影しながら外科処置を遂行する場合、患者のための幾つかのセッティングが同時に必要になる。患者のための多くのセッティングに対応できるような汎用性のある患者支持具が望まれることは明白である。以下に、これらのセッティングの特定の要求を説明する。
【０００４】
内部器官及び構造を可視化するためのいろいろな診断用画像撮影技術が知られている。例えば、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）は断層画像を発生させるためのＸ線走査技術であり、一方磁気共鳴画像撮影法（ＭＲ）は所望の“スライス面”内の画像を発生させるために強い磁気と無線周波数波とを使用する非放射線技術である。臨床または手術室環境におけるＣＴ及びＭＲ手順中に、患者はハウジング内を並進する可動支持具上に配置される。伝統的なＣＴ及びＭＲ装置はリング型のガントリを含み、関心ある解剖学的領域の画像を取得できるように、患者はガントリ内を移動させられる。ＣＴは大きいボリュームの画像撮影に特に有用であるが、軟組織のコントラストが貧弱になることが知られており、一方ＭＲＩは軟組織コントラストが優れた多重平面画像が得られることが知られている。
【０００５】
手術中の画像撮影及びインタベンショナルラジオフラフィ（例えば、案内のために画像撮影を併用し、最小侵入で標的を定めた（ターゲッテッド）処置を遂行する）のためのＣＴ及びＭＲの使用は、従来は画像撮影装置のジオメトリ及び総合サイズによって課せられる実質的な課題のために制限されていた。例えば伝統的なＣＴ及びＭＲ装置のドーナッツ状の、リング型ガントリは手術室内に容易に収容することができず、他の装置との相互作用によってさまざまな有害効果をもたらすか、またはそのような効果を受ける恐れがあった。しかしながら、ＣＴ及びＭＲ装置の進歩により、手術中の、及び介在応用により広範な応用が可能になっている。
【０００６】
最近まで、これらのスキャナにおいては生検または流体吸引のような単一の処置だけが遂行され、支持具または台の付加的な能力に対する要望は限られていた。しかしながら、近代的なＣＴ及びＭＲスキャナの画像解像力及び画像取得速度の劇的な改善、画像と相関させて器具を案内することができるソフトウェア及び追跡技術の開発、及び多重画像撮影法の統合を可能にするソフトウェアの開発が、画像案内によって安全性及び有効性を改善できるような治療処置へのこれらスキャナの使用を大いに刺激した。幾つかの新しい最小侵入切除治療ではデリバリプローブを高精度に配置する必要があり、ＣＴまたはＭＲによる画像撮影を同時に用いて監視及び確認することが必須である。また幾つかの新たに開発された外科処置は、ＣＴまたはＭＲ画像による同時案内なしに単独で行うことはできない。
【０００７】
これらの画像撮影手順においては、典型的に、所望の高さに支持具を受け入れるベースまたはキャリッジ上に可動画像撮影支持具が設けられている。例えば、Med-Tec, Inc.に譲渡されたTangらの米国特許第6,161,237号に開示されているように、テーブルベースまたはキャリッジにはテーブル上面が設けられており、このテーブル上面はキャリッジの両側に取り付けられたサイドレール上を長手方向に運動するように取り付けられる。
【０００８】
キャリッジ上で運動させるための画像撮影支持具は、一般的には造作（フィーチャ）が設けられることはなく、単に所与の身長、体重、及び胴回りの患者を受け入れるようなサイズであることができる。支持具は、例えば放射線に対して半透明のクッションを支持具に沿って配置し、例えばVelcro（登録商標）を使用して取り付けることによって患者のクーチを形成させることができる。これらのクッションは患者の快適感を高めることができ、また患者の動きを最小にするように患者の体型に容易に順応させることができる。このような走査トレイは、典型的にはポリマーまたは複合材料で形成され、滑らかな、全体的に平らな、そして造作のない表面を有している。トレイは片持ち式でガントリ内へ滑入させることができ、高さ及び長手方向位置を必要に応じて設定することができるようにトレイの運動は画像撮影ソフトウェアによって制御される。
【０００９】
例えばGE Medical Systemsに譲渡されたJosephsonらの米国特許第6,782,571号に記載されているように、単一の画像撮影支持具を複数の画像撮影システムと共に使用することもできる。この特許に開示されているように、画像撮影室の外部で患者の準備を可能にする可動患者輸送具が設けられている。患者は、患者をリフトさせることなく画像撮影システムの間を迅速に移動させることができ、また患者輸送具は端と端をドッキングさせることができるようになっているので、患者をシステム間でインライン運動させることができ、患者の混乱を最小にすることができる。
【００１０】
不動化された患者に対して器具を固定された関係に理想的に維持して必要な、または有益な侵入処置を遂行する場合には、画像撮影装置の周囲ジオメトリ、並びに走査中に必要な患者の並進が１つの課題になる。例えば、典型的には、手動、重力、組織構造、及び摩擦に頼って医療器具を保持し、タオルまたは他の詰め物を使用して支持物を即席で作るようにしている。しかしながら、手順がより複雑になり始めるにつれて、特にＣＴ及びＭＲ画像撮影装置が手術室環境内に設置されるようになるにつれて、新しいアプローチに対する要望が出始めた。手術中の、及び介在処置を遂行する医療職員の要望に応ずるために、新しい患者支持具及び関連要素、及び新しい器具位置決め及び保持デバイス及び方法が望まれている。
【００１１】
特にＭＲＩを包含する手術中の諸手順に対してさまざまな変更が提唱されるか、または実現されている。例えば、ＭＲスキャナと手術台との間を効率的に並進できるように患者台を変更できること、台を傾斜（トレンデレンブルク（Trendelenburg）、逆トレンデレンブルク）、回転／ピボット、上昇及び／または降下させ得ること、及び走査が不要な場合には、スキャナの外縁を通過させて患者を周辺領域へ並進させ得ることが報告されている。更に、堅固な頭部クランプが、このような台に固定されてきた。例えば、Daniel F. Kacher et al., “Design and Implementation of Surgical Instruments, Devices, and Receiver Coils for Intraoperative MRI-Guided Neurosurgical and Neuro Ablative Procedures” Automedica (2001)；G. J. Rubino et al., “Interventional Magnetic Resonance Imaging Guided Neurosurgery  The UCLA Experience with the First 100 Cases” Electromedica 68  neuron 2000, pp 37-46を参照されたい。
【００１２】
患者を再位置決めするために、2.8ｍ接続台によってＭＲＩスキャナとデジタル減法血管造影（ＤＳＡ）ユニットとを接続しているハイブリッドシステムも知られている。この接続台は、標準の取り外し可能なＭＲ台と血管造影ユニット台との間に配置される。画像撮影ユニットは遮蔽扉によって分離可能な隣室に設置され、それによって患者は何れのシステムにもアクセスできるようになっている。しかしながら、この組合わせ画像撮影装置に特定の台及び環境は、臨床配置を注文製作する必要がある。Th. J. Vogl, “MR-Guided Interventions with a DSA-MRI Hybrid System” Electromedica 68 (2), pp. 116-121 (2000)を参照されたい。
【００１３】
手術環境において使用するための患者支持具及び関連要素に使用するのに適する幾つかの材料は、画像撮影環境において使用するには不適当である。ＭＲＩ中には強い磁場が生成されるので、強磁性金属物体（及び、他の多くの磁性体）は装置の近傍から遠去けなければならない。これらの金属物体は画像の解像力を低下させ、疾患をマスクし、または疾患と誤診される恐れのある画像アーチファクトをもたらしかねない。それだけではなく金属物体は、それらが磁気源に吸引されることによって患者を危険に曝すようになる（例えば、それらが磁石によってスキャナ台の近傍に引き寄せられることにより投射物になる）。従って、高炭素鋼合金及び純鉄は避けなければならない。ＣＴ装置にはＸ線に対して本質的に透明な、放射線透過性のカーボンファイバが使用されることが多いが、ＭＲＩスキャナへの使用に対しては一般的に受け入れられない。
【００１４】
以上に説明したように、手術室及びＭＲ画像撮影環境のような僅か２つの異なる環境に使用するための患者支持具の設計においてさえも、各環境に特定のさまざまな要求を満たさなければならない。
【００１５】
患者のための新しい支持具に対する要望と共に、技術者、内科医、及び外科医から種々の付加的な新しい要素及び方法が要望されている。例えば、このような新しいＣＴ及びＭＲ装置の応用によって達成することができる１つの考え得る前進は、呼吸ゲーティングである。
【００１６】
胸部及び腹部が、呼吸中に数インチ運動し得ることは公知である。結果として惹起される１つの問題は、組織のこの運動がデータ取得に悪影響を及ぼし、いわゆるゴースト、即ち運動アーチファクトをもたらして画像の質に悪影響を与える可能性があることである。従来、この問題は、画像撮影中に患者に息を止めるように指示するか、或いは、もしそれが機械的に制御されていれば、呼吸を中止させることによって管理されてきた。第２の問題は、患者が所与のブレスを精密に再現することができないために、介在処置が行われる際に生じるものである。この再現は、患者をスキャナ外へ移動させた時に画像を患者の組織に正確に相関させるために必須である。従って、安全性及び有効性のためには、器具配置時にその同じ組織の位置を再現するように使用可能な１つまたは複数のＣＴまたはＭＲ標的定め用画像の取得時に、呼吸位置を監視し、記録する方法を使用することが望ましい。このような動作が、呼吸ゲーティングを定義する。画像取得時点を限定し、それによって組織造作の位置が不変である画像を得るために、及びより正確な最小侵入処置を可能にするために、心電検査信号を使用することによって心臓及び血管画像撮影を心臓サイクルのフェーズと同期させるための技術が開発されている。ＣＴまたはＭＲに使用可能な呼吸フェーズまたは内部器官位置の同種の、臨床的に実用的なリアルタイム信号は、現在では利用できていない。これは、自発呼吸（ブレス）はしているが、ボリューム入力を制御できる気管内チューブを挿管していない患者の場合には特に問題である。正常な呼吸は、ブレス毎に変化し得る横隔膜運動と胸壁運動との複雑な組み合わせである。その結果、類似のブレスでも、呼吸と共に運動する内部器官は類似の位置をとらない。ＲＦ（無線周波数）及び極低温切除のような新しい最小侵入切除技術においては効果的な処置と、周囲構造の損傷の回避とを同時に可能にするために、プローブを極めて正確に配置する必要がある。呼吸と共に運動する器官または構造内に器具を正確に配置するためには正確な呼吸ゲーティングが必須であり、また多くの場合これらの物療器具が必要不可欠である。ここに提唱する呼吸ゲーティングの方法は、ある処置中に呼吸と共に運動する横隔膜または器官の位置を監視するために、リアルタイム超音波を使用するものである。例えば、（１つまたは複数の）標的定め用ＣＴ画像のために患者がブレスを止めている間に、横隔膜または他の代理器官の“スナップショット”超音波画像をも取得する。この手順中、本発明による器具によって超音波トランスデューサを患者に対して固定された位置に保持する。次いで患者をスキャナガントリから引き出し、アプローチ角及び皮膚上のエントリ点を選択する。部位を適切に定め、もしそれまでに行われていなければ消毒したドレープを配置する。次いで、患者は自分自身で、または指導を受けて、ブレスしながらリアルタイム超音波画像と、先に取得した“スナップショット”画像とが完全に重なり合う、即ち一致する点までその画像を注視することができ、次いで器具が配置される間その点においてブレスを止める。これは、理想的には患者のリアルタイム組織と先に取得したＣＴ画像との完全な相関をもたらす。これは、臨床的に、器具の理想的な配置、時間の節約、及び患者のモービディティ（morbidity）を達成する上で僅かな障害をもたらすだけである。この方法を使用して成功する鍵は、この手順の画像撮影及び器具配置フェーズを通して超音波トランスデューサを患者に対して絶対的に固定された関係に維持しなければならないことである。本発明はこれを可能にし、実用的にする。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
以上のように、画像撮影環境において機能し、呼吸ゲーティングに関連する諸問題に対処する技術に対する要望が存在している。
【００１８】
器具、医療支持具、及び患者位置決めデバイスを、所望の固定された方向及び位置に保持するために、患者に対して、または患者の組織のある一部に対して固定させることができる空間内の複数の点を選択する能力は、外科及び医療行為の基本である。例えば標準手術台にはさまざまな手術を容易にするためのいろいろなアクセサリ及びアタッチメントを取り付けることができるが、このような標準手術台によって提供される汎用性及び便利さを、現在のＣＴまたはＭＲ画像撮影に使用されている支持具を使用してＣＴまたはＭＲ画像撮影中に利用することはできない。
【００１９】
患者がスキャナトレイ上にある時に、標準手術台の多くの機能を提供することができるシステムに対する要望が存在している。更に、画像撮影環境において標的定め、器具の位置決め、及び案内の精度を高めるために、スキャナトレイと共働するアクセサリに対する要望も存在している。
【００２０】
最後に、従来は必要であった物理的な取扱いから生じ得る患者または救急職員を更に損傷させる危険を招来することなく、蘇生、診断評価、及び初期処置中に多くの医療環境を通して患者を搬送することができる汎用救急ストレッチャに対する要望が存在している。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明は、コンピュータ断層撮影中に患者を支持するためのシステムに関し、本システムは、放射線透過性材料で形成された可動プラットフォーム、プラットフォーム内の離散したアタッチメント領域、及び離散したアタッチメント領域においてプラットフォームに結合された曲線有節アームを含む。本システムは更に、有節アームに取り外し可能に取り付けられるエンドエフェクタを含むことができる。エンドエフェクタは、クランプ、ブラケット、または線形器具案内であることができる。本システムは更に、エンドエフェクタによって支持される超音波トランスデューサを含むことができる。本システムは、クッションを更に含むことができる。
【００２２】
プラットフォームは、プラットフォームの頭側端及び足側端に近接する位置に握り領域を形成する複数の開口を有することができる。プラットフォームの周縁に近接して、複数の離散したアタッチメント領域を離間した配列で設けることができる。幾つかの実施の形態においては、プラットフォームは、１対の棚部分の間に位置する中央弓形部分を有することができる。また、幾つかの実施の形態においては、少なくとも１つの離散したアタッチメント領域を、ねじ込み挿入することができる。
【００２３】
曲線有節アームは、複数の玉継ぎ手（ボール及びソケット接続）を含むことができる。幾つかの実施の形態においては、曲線有節アームは、引張りワイヤー上に配置された複数のボール及びスリーブを含むことができる。曲線有節アームは、離散したアタッチメントに関連付けられた第１のハンドルと共に、プラットフォームに結合することができる。第１のハンドルはピボット可能なレバーを含み、このレバーは引張りワイヤーの張力を調整して曲線有節アームの柔軟性を変化させる。
【００２４】
本発明は、更に、複数の処置中に患者を支持する方法にも関する。本方法は、患者を放射線透過性材料で形成された可動プラットフォーム上に配置するステップと、プラットフォームに結合された曲線有節アーム上に配置されたデバイスを患者に対して位置決めするステップと、プラットフォーム、位置決めされたデバイス、及び患者をコンピュータ断層撮影システム内に配置し、画像撮影手順を遂行するステップと、患者を載せたプラットフォームを手術室台上に支持して外科処置を遂行するステップとを含む。プラットフォームは、画像撮影手順を遂行する間、分離した画像撮影システム台上に配置することができる。位置決めされたデバイスは、画像撮影及び外科処置中に実質的に同一位置に維持することができる。本方法は更に、患者を載せたプラットフォームを病院のベッド上に支持するステップを含むこともできる。本方法は更に、患者を載せたプラットフォームをストレッチャ上に支持することもできる。デバイスは、超音波トランスデューサ、プローブ、またはニードルであることができる。本方法は更に、患者とプラットフォームとの間にクッションを配置するステップを含むことができ、このクッションは患者の体型に順応するものであることができる。本方法は更に、プラットフォームを位置決めし、方向を合わせるために、プラットフォームを電気水力システムに結合するステップを含むことができる。
【００２５】
本発明は更に、複数の手順中に患者を支持する方法にも関する。本方法は、患者を放射線透過性材料で形成された可動プラットフォーム上に配置するステップと、プラットフォームに結合された曲線有節アーム上に配置されたデバイスを患者に対して位置決めするステップと、プラットフォーム、位置決めされたデバイス、及び患者をコンピュータ断層撮影システム内に配置し、画像撮影手順を遂行するステップと、プラットフォーム、位置決めされたデバイス、及び患者がコンピュータ断層撮影システム内に留まっている間に外科処置を遂行するステップとを含む。
【００２６】
また本発明は、コンピュータ断層撮影及び外科処置中のような複数の医療環境において、患者を支持するための可動プラットフォームに関する。本プラットフォームは、プラットフォームを別の要素に結合するためにプラットフォーム内に形成されている少なくとも１つの離散したアタッチメント領域を有することができる。
【００２７】
本発明は更に、新しい且つより複雑な最小侵入外科処置中のＣＴまたはＭＲスキャナの効率的な使用を可能にするベースプラットフォーム及びアクセサリに関する。この環境において使用するためのシステム例は、プラットフォームまたは走査トレイ、及び、患者の正確且つ信頼できる位置決めを達成することができる１組の手動デバイス、及び／または走査トレイ上の患者と共に移動することができる必要医療器具を含む。このようなトレイは、成功のためには正確且つ安定な器具位置決めが必須であるような処置中に、より精巧なコンピュータ案内デバイスに対するフェールセーフのための手動制御バックアップとして役立たせることもできる。
【００２８】
オプションとして、本ベースプラットフォームは、画像撮影スキャナへの患者（または患者の組織）の指標付け（インデクシング）を標準化及び簡易化するように設計することも、画像案内された外科処置のための画像と器具との重ね合わせのプロセスを簡易化し、スピードアップすることもできる。
【００２９】
本外科処置用トレイ（プラットフォーム）は、好ましいことに、画像取得を妨害することなくスキャナの画像撮影リング／ガントリを通過することができ、トレイ上に横たわる患者のための安定なプラットフォームとして役立たせることができ、患者に快適さを与えるための、且つ位置決めのためにマットレスを据えることができ、安定且つ比較的固定された位置に患者を確実に支持することができ、四肢の各々を所望の固定位置に選択的に支持することを可能にし、先に取得した画像にキー止めして既存スキャナ台及び／またはトレイに対する固定関係を維持することができ、そして、ロック可能な位置決めアーム、アームレスト、及びＩＶポールのような医療アクセサリ、及びさまざまな処置を遂行するために必要な他のデバイスを確実に取り付けるために、その周縁に複数の、または無数の位置を有することができる。
【００３０】
本発明の一実施の形態におけるプラットフォームは、画像撮影装置の既存の台及び／またはトレイ内に挿入される、またはその上に載せられる分離したトレイである。プラットフォームを既存の台及び／またはトレイに対して容易に指標付けできるようにするために、プラットフォームの容易に見ることができる領域内に位置探知用の造作を設けることができる。幾つかの実施の形態においては、トレイは傾斜可能であり（トレンデレンブルク位置、または逆トレンデレンブルク位置）、何れの方向へもロールさせることができ、そして既存の台及び／またはトレイには無関係にリフトさせることができる。
【００３１】
自由端上にエンドエフェクタが設けられている１つ以上のロック可能な位置決め用アームをプラットフォームに結合し、いろいろな掴み、案内、及び器具安定化のために機能させることができる。ロック可能な位置決め用アームの端は、結合のために設けられている離散した位置においてトレイの周縁に固定することができ、一方、自由端はいろいろなエンドエフェクタを受け入れるように構成することができる。ロック可能な位置決め用アームは、６つの自由度を持って運動することができる。アームの運動を阻止する、制限する、または規定された抵抗を与えるために手動で動力を与える、または外部から動力を与えられるロッキングメカニズムを設けることができる。
【００３２】
幾つかの実施の形態においては、アームは、患者と共にＣＴ及び／またはＭＲスキャナのガントリ内へ進入させる、またはガントリを通過させるように設計し、方向を合わせることができる。アームは、画像撮影環境において安全且つ処置に必要な画像取得を妨害しない材料で構成することができる。
【００３３】
位置決め用アームの自由端に取り付けられるエンドエフェクタは、消毒して再使用することも、または１回限り使用の無菌使い捨てアタッチメントにすることもできる。エンドエフェクタをアームに接続するメカニズムは、添付図面に示してあるような特許権を有する設計であることが望ましい。エンドエフェクタは、位置決め用アームをカバーするために、消毒済みのスリーブ型カバー／ドレープを含むことも、または受け入れることもできる。使用することができるエンドエフェクタの例は、処置を容易にするために使用可能な超音波トランスデューサを保持するクランプ及びブラケットを含む。それは、例えば呼吸中の内部器官（例えば、横隔膜）の位置を監視するために使用することができる。
【００３４】
プラットフォームに結合するための別のエンドエフェクタまたはデバイスは、線形器具を保持し、その軸の通路に沿って正確に並進可能にするように設けることができる器具位置決め／案内デバイスであることができる。このような案内デバイスは、いろいろな線形器具（例えば、極低温療法プローブ、ＲＦプローブ、またはニードル）と共に機能するように構成することができ、前後進させるためにユーザが調整できるドラッグを有している。このようなデバイスは、スキャナと統合することが可能なソフトウェアによって駆動されるコンピュータ支援追跡／標的定めシステムと共に機能するように構成することもできる。
【００３５】
開創器、腹腔鏡、及び腹腔鏡手術器具のようなさまざまな外科器具を保持するために、汎用掴みクランプをプラットフォームに結合することができる。
【００３６】
プラットフォームに結合される他のデバイスは、線形器具を平行に離間させて配置するためのテンプレートグリッドとして保持または機能することができ、超微細調整能力を有することができる定位（ステレオタクティック）デバイスとして保持または機能することができ、そして遠隔オペレータ制御を有する線形器具ドライバとして機能することができ、または、主画像撮影システム（例えば、ＣＴまたはＭＲスキャナ）または単一の画像と統合することができるコンピュータ駆動案内システム（例えば、赤外または電磁センサ）と共に機能することができる位置探知用の造作を有することもできる。
【００３７】
形状順応マットレス（例えば、関連する解剖学的領域の周囲に形成され、真空を用いて所望の形状に設定することができるビーンバッグ型マットレス）、アームレスト、レッグレスト、ヘッドレスト、及び種々の解剖学的領域を確実に不動化するための他の要素のような、プラットフォームに対する患者の位置を位置決めし、維持するデバイスを設けることができる。
【００３８】
走査環境内で標準方向に合わせることを可能にするために、器具を容易に案内することができる泡水準器のようなデバイスをトレイ内に取り付けるか、または埋め込むことができる。例えば、トレイの端に配置した横方向泡水準器によって、平行側面及び挿入物の水平を正確に決めることができる。次いで、これらの側面と挿入物（例えば、この横面内に方向を合わせられた異物摘出器を組み入れている）とを接続するトレイにまたがる直線ブリッジを使用して、ＣＴ画像と相関させることができる横面内の正確なアプローチ角を決定することができる（泡水準器を用いて、スキャナを水平にすることができることに注目されたい）。
【００３９】
好ましくは、本発明のプラットフォームはポータブルとし、多くの異なるブランドのスキャナと共に使用する、即ち汎用設計にすることができるようにする。本発明の幾つかの実施の形態は、画像撮影環境の異なる要求と画像取得に対する妨害の可能性とに順応させるために、ＣＴまたはＭＲスキャナの何れかと共に使用するように適用可能な全ての要素を有するように構成することができる。即ち、プラットフォームは、ＣＴスキャナに使用するのには適するが、ＭＲスキャナに使用するのには適さない、またはその逆の材料で形成することも、または、材料は両画像撮影環境における使用に適するものであることができる。
【００４０】
幾つかの実施の形態においては、プラットフォーム／トレイの周縁は、ＣＴまたはＭＲ走査以外の付加的な医療または分析機能を与えるために、スキャナ内において、またはスキャナ環境において使用するための器具を受け入れるように構成することができる。このような器具は、限定するものではないが、例えばブラケット、ブレース、定位器具、整形外科用位置決め及び安定化デバイス、及び何等かの型の器具案内機器を含むことができる。
【００４１】
付加的なアクセサリは、典型的に標準手術台上に見出されるものと同一の、または類似の調整可能なＩＶポール、１つまたは複数のアームレスト、及びフラットバーサイドレールを含むことができる。
【００４２】
本発明の幾つかのプラットフォームは、湾曲部分及び平坦部分の両方を含むことができる。例えば、約50ｃｍより大きい、約60ｃｍより大きい、または約70ｃｍより大きい半径を有することができる凹面区分を含む湾曲部分は、患者を保持するように構成することができる。平坦部分はプラットフォームの縁付近に設けることができ、補助医療器具を保持するように構成されたフランジを形成することができる。平坦部分は互いに平行で、同一平面内にあることができ、医療器具をトレイの周縁に沿って位置決めするのを容易にする。更に、トレイの縁に沿う平坦部分は、走査装置内におけるトレイの走行面と同一平面をなすことができる。幾つかの実施の形態においては、平坦部分は、少なくとも約10ｍｍ幅、少なくとも約20ｍｍ幅、少なくとも約30ｍｍ幅、または少なくとも約40ｍｍ幅であることができる。平坦部分は、トレイの最下部分から離間した面内でトレイの中心線から離れて延びることができ、それによって、トレイの下側にアクセスを設けることによってトレイの縁を通して、またはその周囲を締め付ける余地が得られるようになっている。トレイは、その湾曲部分における厚みが10ｍｍまたはそれ以下であることができ、または全体の厚みを25ｍｍ以下とすることができる。代わりとして、トレイの厚みは変化させることができる。
【００４３】
幾つかの実施の形態においては、トレイは、補助医療器具を受け入れるように構成された結合部分または孔を含むことができる。これらの孔は、幾つかの実施の形態においてはねじ付きであるか、またはそれらの中にねじ付きの挿入物を有することができる。孔は、補助医療器具を手動で迅速に固定することを可能にし、また画像取得を妨害することはない。別の実施の形態においては、トレイの縁をレールとして構成することができる。このようにすると、ユーザは、ねじ付き孔によって得られる固定数の限定された点に比して、無限数の器具固定位置を選択することができる。このようなレールには、その長さに沿ってアームまたは案内デバイスの符号化された運動を可能にするための歯車ラックとしての歯及び機能を設けることができる。
【００４４】
取り外し可能なトレイは、もし望むならば、その端をリフトさせることによって、患者をトレンデレンブルク位置に配置することを可能にする。
【００４５】
トレイの付加的要素は、１つ以上の柔軟な、または有節のアームを含むことができ、これらのアームはトレイの何れかの側または端に沿う種々の所望点に配置することができる。アームは、トレイから取り外し可能なように、またはトレイの周縁に沿って運動可能なように、または再位置決め可能なように構成することができる。幾つかの実施の形態においては、アームの自由端は手動で位置決め可能であり、ユーザが設定した時に所望の位置に保持することができる。アームは、幾つかの抵抗モードで機能することができる。例えば、低抵抗モードにおいては自由端を容易に操作することが可能であり、ロックモードにおいては運動に対して十分な抵抗を呈して空間内に固定された点を確立し、医療器具を広範な安定位置に保持することができる（例えば、10ポンドの重量を保持しても位置は狂わない）。幾つかの実施の形態においては、アームは、トレイに固定された端に迅速解放機能を有することができ、それによって、ユーザはアームをトレイから容易に取り外すことも、アームをトレイの周縁に沿って再位置決めすることもできる。複数のアームをそれらの自由端において互いに結合するように構成することができる。このようにすると、患者の上でトレイの２つの、またはそれ以上の縁の間をブリッジさせたり、または一方の側だけから伸ばしたりして、器具グループの安定性を増したり、または機能性を増加させることができる。また、アームは、患者の身体に精密に順応し且つ患者を所与の位置に保持しながらスキャナを通る患者の動きを妨害しないような寸法とし、またそのように構成することができる。
【００４６】
幾つかの実施の形態においては、有節アームのようなトレイに結合される要素は、比較的非導電性であり、非鉄製であるので、これらの要素が磁石によって、または磁石内を運動することによって影響を受けることはない。また幾つかの実施の形態においては、アームは比較的放射線透過性であることができる。画像撮影面内に配置することができるこれらの要素のための適切な材料は、チタン、アルミニウム、及び幾つかの金属合金の他に、種々のプラスチック、樹脂、及び複合材料を含み、画像撮影がＣＴによるのか、ＭＲによるのかに依存して変化しよう。
【００４７】
幾つかの実施の形態においては、アームは、いろいろな器具またはデバイスを取り付ける、または掴むことが可能な１つ以上の単部継ぎ手を有するように構成することができる。単部継ぎ手は、取り外し可能とすることができ、容易に消毒することができ、そして無菌スリーブ型ドレープとして機能して１つまたは複数のアームをカバーすることもできる。幾つかの実施の形態においては、単部継ぎ手は、既に取り付けられている無菌スリーブ型ドレープと共に、１回限り使用の予め無菌化部品であることができる。
【００４８】
幾つかの処置のために、アームには、その継ぎ手内に位置エンコーダを設けることができる。位置エンコーダは、アームまたはアームに取り付けられた器具の位置を、スキャナによって記録された画像に合致させる。このようなアームは、トレイ上の固定位置に固着させ、後にＣＴまたはＭＲ画像に指標付けすることができる。このように、スキャナの画像撮影面へのトレイ及びアームの指標付け能力を得ることができる。
【００４９】
別の実施の形態においては、トレイは各端内に手で握るための切抜きを有するように構成することができる。また、トレイの側に沿ってハンドルを取り付けることができ、これらのハンドルは患者をトレイに確保するストラップのための位置として機能させることもできる。このように、トレイは、一時的なストレッチャとして機能させることも、また救急医療環境内において患者を輸送するために使用することもできる。患者が所定位置に気管内チューブを有している場合、換気（ベンチレーション）チュービングのためのひずみ逃し用デバイスをトレイに取り付けることができる。ＩＶポールをトレイに取り付けることができる。以上のように、トレイ及びアタッチメントは、患者を救急車からガーニーまで、及びガーニーからＣＴスキャナ台（この台において適切なＸ線を照射することができる）まで移動させ、更にＣＴスキャナ台からガーニーへ戻し、手術室台上へ容易に移動させるように構成されている。この間、患者をトレイとは無関係に物理的に取扱ったり、移動させる必要は全くない。
【００５０】
以上説明したように、本発明は、患者を走査装置内に保持する、または走査装置内に配置する必要性が見込まれる時に、患者を保持するように構成されているトレイに関し、このトレイは、患者を保持するように構成された表面、及びトレイの縁に沿って補助医療器具を確保する手段を含む。患者を保持するように構成された表面は、凹面であることができる。また、トレイは第１の縁及び第２の縁、及び第１及び第２の縁に沿う複数の孔を含むことができ、これらの孔は補助医療器具を受け入れるように構成されている。これらの孔には、ねじを設けることができる。第３及び第４の縁は、手で握るための切抜きを有することができる。取り外し可能なアームを、トレイの表面から伸ばすことができる。更に、トレイ及び補助医療器具は実質的に非導電体であることができる。トレイ及び補助医療器具は、実質的に放射線透過性であることができる。幾つかの実施の形態においては、本発明の１つ以上の部分は放射線に不透明であることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５１】
本明細書に使用する“頭側”、“足側”、“上側”、及び“下側”という用語は、限定するものではないが、造作の方向例を表している。
【００５２】
図１に示す本発明による支持システム１０は、それに結合されたいろいろな要素を有している。支持システム１０は、トレイ１２、曲線有節アーム組立体１４、１６、アーム１４、１６に結合されているエンドエフェクタ１８、２０、ＩＶポール２２、アームボード２４、及びレール組立体２６、２８を含む。医療／画像撮影を遂行する技術者または医師を援助するために、または患者に対して他の有用な造作を提供するために、アーム１４、１６の端にさまざまなエンドエフェクタを取り外し可能に取り付けることができる。例えば、エンドエフェクタ１８をブラケットまたはクランプとして構成し、一方エンドエフェクタ２０を自己心合わせ型腹部プローブブラケットとして構成する。
【００５３】
好ましい実施の形態例においては、トレイ１２は２対の保持領域３０を含み、各対はトレイ１２の頭側自由端３２または足側自由端３４に近接して配置されている。代替実施の形態においては、例えば２つまたはそれ以上のような他の数の保持領域３０を設けることができ、また保持領域３０は側３６、３８に近接した中間端３２、３４のようなトレイ１２の他の領域内に設けることができる。保持領域３０は、握りとして構成することも、または代替として、トレイ１２を別の物体（例えば、救急車のストレッチャ、病院のベッド、手術室台、または画像撮影スキャナ台）に取り外し可能に結合できるようにするために皮ひも類を受け入れるように構成することもできる。図１に更に示すように、また後述するように、曲線アーム１４、１６、ＩＶポール２２、アームボード２４、及びレール組立体２６、２８のような要素をトレイ１２に取り外し可能に結合するためのアタッチメント領域４０が、側３６、３８に近接して設けられている。好ましい実施の形態例においては、トレイ１２には13のアタッチメント領域４０が設けられているが、代替実施の形態においては、少なくとも１つのような他の数の領域４０を設けることができる。
【００５４】
図２Ａ−２Ｃに、トレイ１２の付加的な造作を示す。握り領域３０は図示してないが、これらの領域は図１に示すように設けることができる。アタッチメント領域４０は、トレイ１２の周縁に沿って間隔をあけて設けられている。好ましくは、トレイ１２は、外側棚部分４４の間に位置する中央弓形部分４２を含む。好ましくは、領域４０は、外側棚部分４４上に設ける。中央弓形部分４２は、好ましくは、患者、及びオプションとして患者を寝かせるためのクッション（図示せず）を受け入れるための上側凹面４２ａを有し、またオプションとして下側凸面４２ｂを含む。好ましくは、外側棚部分４４は上面４４ａ及び下面４４ｂを含み、両面は下面４４ｂに対して角αをなしている側壁４４ｃによって接続されている。好ましい実施の形態例においては、側壁４４ｃがなしている角αは、約60°乃至約100°、より好ましくは約70°乃至約90°、最も好ましくは約80°である。
【００５５】
好ましい実施の形態例においては、トレイ１２は、天然仕上げカーボンファイバ、Ｒ−５１フォームコア、及びフェノール樹脂で形成され、好ましくは、１ｍｍ以下の薄さのアルミニウム相当である。従ってトレイ１２は放射線透過性であり、ＣＴスキャナと共に使用するのに適している。他の実施の形態においては、トレイ１２はＭＲスキャナと共に使用するのに適する材料で形成される。更に、トレイ１２は、図示のトレイ１２の実質的に対称の中心線４６に沿って均等に分布した900ポンドの負荷を支えることが好ましい。オプションとして、図示のように、例えば端３２、３４に近接して標識４８を設けることができる。これらの標識は、トレイ１２の上に寝かせる患者に対するトレイ１２の好ましい方向を指示することができる。
【００５６】
好ましい実施の形態例においては、トレイ１２の各側のアタッチメント領域４０は、それらの中心間隔が約６インチになるように互いに均等に離間している。１つの好ましい実施の形態においては、患者、及びトレイ１２に取り付けられる器具を受け入れるために、トレイ１２の長さは約78インチであり、幅は約21インチであり、厚みは全体的に均一で約0.9インチであり、そして高さｈは約2.5インチである。四隅の半径Ｒは、約２インチである。好ましい実施の形態においては、アタッチメント領域４０は、アルミニウムで形成されたねじ付き挿入物を受け入れることが好ましい。
【００５７】
幾つかの実施の形態におけるトレイ１２は患者を保持するようなサイズであり、約180ｃｍ乃至約200ｃｍの長さとすることができる。しかしながら、より長い、またはより短いトレイを準備し得ることは理解されよう。成年患者を受け入れるために、トレイ１２は少なくとも約200ポンドの、好ましくは少なくとも約300ポンドの総合重量容量を支えることができる。しかしながら、もしトレイ１２が小児患者に使用するようなサイズであれば、トレイ１２は200ポンドを超えない、好ましくは100ポンドを超えない重量を受け入れることができればよい。
【００５８】
好ましい実施の形態例においてはトレイ１２の部分４２の表面は実質的に滑らかであるが、代替実施の形態においてはその上に配置される物体及び／または患者の運動に付加的な抵抗を与えるために、この表面にテクスチャを設けることができる。
【００５９】
以上のように、トレイ１２はいろいろな環境において使用するのに適しており、従ってその上に支持する患者を降ろすことなく１つの環境（例えば、救急車）から次の環境（例えば、ＣＴスキャナ）まで患者と共に“移動”させることができる。
【００６０】
図３に、曲線有節アーム組立体１４を、部分断面で示す。アーム組立体１４は、ボール−スリーブ構成を有する中央アーム５２を含む。詳述すれば、中央アーム５２は、複数のスリーブ５４と、それらの間に配置された球形ボール５６とを含み、玉継ぎ手を形成している。好ましい実施の形態においては、第１のサイズの３つのボール５６ａがアーム５２の一方の端付近に互いに隣接して配置されており、一方残余のボール５６ｂは第１のサイズよりも小さい第２のサイズである。第１のサイズのスリーブ５４ａ及び第１のサイズより小さい第２のサイズのスリーブ５４ｃは、それぞれボール５６ａ、５６ｂを受け入れるようになっている。一方、図示のように、スリーブ５４ａと５４ｃとの中間に移行スリーブ５４ｂが設けられていて、一方の側にボール５６ａを、そして他方の側にボール５６ｂを受け入れるようになっている。図３Ａに示すようにスリーブ５４はそれらの両端にボール５６ａ、５６ｂを受け入れ、それによってスリーブが互いに他方に対して関節運動できるように構成され、そのような寸法になっている。以下に説明するように、引張りワイヤー５８がスリーブ５４及びボール５６のほぼ中心を通って走っている。好ましくは、ワイヤー５８は金属製である。ワイヤー引張りメカニズムの一動作例が、Miloの米国特許第3,858,578号に記載されているので参照されたい。好ましくは、曲線有節アーム組立体１４は、６つの自由度で運動することができる。
【００６１】
ベースハンドル６０が中央アーム５２の第１の端に、好ましくはボール５６ａに接して結合されている。更に、自由ハンドル６２が中央アーム５２の第２の端に、好ましくはボール５６ｂａに接して結合されている。
【００６２】
図４を参照して、ベースハンドル６０を説明する。ベースハンドル６０は、トレイ１２に取り外し可能に結合するための継ぎ手６２を含む。好ましい実施の形態例においては、継ぎ手６２は、トレイ１２のアタッチメント領域４０内に配置されているねじ付き挿入物（図示せず）の中へねじ込み可能なねじ付き部分６４を含む。継ぎ手６２は、トレイ１２のアタッチメント領域４０に（その中のねじ付き挿入物を介して）ねじ込み可能であるので、アーム組立体１４はトレイ１２に取り外し可能に取り付けることができる。ユーザは、ハンドル６０にピボット取り付けされている第１のレバー６６を動作させることによって（例えば、アーム５２に８乃至10ポンドの力を加えることによって）、継ぎ手６２に力を加えて運動に抵抗させることができる。第２のレバー６８もベースハンドル６０にピボット取り付けされており、好ましくは、第２のレバー６８を動作させることによってワイヤー５８の張力を望みに応じて増減させることができるように引張りワイヤー５８に結合する。好ましくはワイヤー５８の張力を増加させることによって、中央アーム５２の柔軟性が小さくなるようにする。従って、ユーザは曲線有節アーム組立体１４を望み通りに方向を合わせ、次いでワイヤー５８の張力を増加させることによってアーム５２の方向を解放可能に固定することができる。ベースハンドル６０はボディ部分６０ａを含み、レバー６６、６８がこのボディ部分６０ａにピボット取り付けされている。例えば図４Ｄ及び４Ｅに示すように、カムメカニズム７０、７２をそれぞれレバー６６、６８と共に使用することができる。
【００６３】
次に図５を参照して自由ハンドル６２を説明する。自由ハンドル６２は、ワイヤー受入れ部分８０、及びエンドエフェクタ受入れ部分８１を含む。詳述すれば、ワイヤー受入れ部分８０は、その中にワイヤー５８の端と共にボール５６ｂを受け入れるように構成することが好ましい。ベースハンドル６０に関して先に説明したように、ピボット可能なレバー８２が自由ハンドル６２に取り付けられており、好ましくは引張りワイヤー５８に結合し、レバー８２を動作させることによってワイヤー５８の張力を望みに応じて増減できるようにする。好ましくはワイヤー５８の張力を増加させることによって、中央アーム５２の柔軟性が小さくなるようにする。レバー８２の動作に関しては、後に短く説明する。従ってユーザは曲線有節アーム組立体１４を望み通りに方向を合わせ、次いでワイヤー５８の張力を増加させることによってアーム５２の方向を解放可能に固定することができる。自由ハンドル６２はボディ部分６２ａを有し、レバー８２はそれに対して回転可能である。またインタフェースロック８３が、エンドエフェクタ受入れ部分８１に近いボディ部分６２ａに回転可能に取り付けられている。
【００６４】
図５Ｈ乃至５Ｐを参照する。自由ハンドル６２にエンドエフェクタを結合するために、インタフェース部分８４を設けてある。インタフェース部分８４は、円周に沿って形成された溝８５ｂを有する円柱の形状の結合部分８５ａを含む。好ましくは、結合部分８５ａは、自由ハンドル６２の部分８１内に受け入れられるように構成する。以下に説明するように、自由ハンドル６２のバヨネットマウントによって、結合部分８５ａは自由ハンドル６２と解放可能に係合し、ロックされる。支持部分８５ｃは結合部分８５ａと一体に形成することが好ましい。好ましくは、円筒形支持部分８５ｃの直径を結合部分８５ａの直径よりも大きくし、更に、円周に沿う溝８５ｄと、インタフェース部分８４をエンドエフェクタの残余に接続するために使用される１対のねじ８５ｅとを含む。ねじ８５ｅの頭は例えば図５Ｂの花弁状配列に示すように、エンドエフェクタ受入れ部分８１に近接しているボディ部分６２ａの弓形凹み部分内に受け入れることができる。
【００６５】
図５Ｋに示すように、インタフェース部分８４はインタフェースロック８３と作動的に組み合わせることができる。インタフェースロック８３は、ハンドル部分８３ａと、弓形切欠き８３ｃ及び溝８３ｄを設けた円柱８３ｂとを含む。柱８３ｂがインタフェース部分８４の結合部分８５ａ内の溝８５ｂと整列した時にハンドル部分８３ａを回転させると、インタフェース部分８４を自由ハンドル６２に解放可能に結合し、その上に保持することができる。詳述すれば、溝８５の輪郭及びサイズは、弓形切欠き８３ｃの輪郭及びサイズと好ましく一致するようになっており、従って、図５Ｋに示すように、切欠き８３ｃが溝８５ｂと整列した時には、インタフェースロック８３はロックされていない位置にあり、そのためインタフェース部分８４をそれに対して自由に移動させることができる。切欠き８３ｃが溝８５ｂと整列していない時には、柱８３ｂの円筒形部分８３ｅは溝８５ｂ内に受け入れられ、インタフェースロック８３はロック位置にあるのでエンドエフェクタ受入れ部分８１に結合されている。好ましい実施の形態例においては、円筒形部分８３ｅを溝８５ｂ内に摩擦適合させることができ、インタフェースロック８３に対するインタフェース部分８４の回転運動に全体で抵抗するようになっている。更に、図５Ｋに示すように、１組のねじ、即ちロックねじ８６を溝８３ｄと整列させることができ、また孔６２ｅにおいてボディ部分６２ａにねじ込み係合してインタフェースロック８３を自由ハンドル６２のボディ部分６２ａに結合するようになっている。
【００６６】
エンドエフェクタ受入れ部分８１は、例えば図１に示すように、ブラケットまたはクランプのようなエンドエフェクタを受け入れて、結合するように構成されている。
【００６７】
例えば図５Ｑ乃至５Ｖに示すように、カム配列８７をレバー８２と共に使用することができる。詳述すれば、レバー８２を通って延びている円筒形のだぼ８７ｂを介して、揺動アーム８７ａがレバー８２に可動取り付けされている。円筒形カムブシュ８７ｃが、だぼ８７ｂ上に取り付けられており、例えば図５Ｖに示すように、揺動アーム８７ａの弓形表面８７ｄに載っている。更に、揺動アーム８７ａには、ボディ部分６２ａの弓形表面６２ｂに載る円柱８７ｅが設けられている。従って、レバー８２をピボットさせると、揺動アーム８７ａの位置が自由ハンドル６２の中心軸６２ｃに沿って運動できるようなカム作用が発生する。
【００６８】
レバー８２は、その端に近接して円筒形部分８２ａを含み、図５Ｅに示すように、この部分８２ａはボディ部分６２ａの弓形表面６２ｄに滑り可能に、また回転可能に取り付けることができる。
【００６９】
揺動アーム８７ａは、円筒形の弓形凹部分８７ｆを含む。この部分８７ｆには、貫通孔８９を有する係合用ピボット、即ち半丸ベアリング８８が載って着座する。ベアリング８８には、平座金８８ａ、及び引張りワイヤー５８を自由ハンドル６２に結合するのに使用される内ねじ付きロックナット８８ｂを更に設けることができる。引張りワイヤー５８の端には継ぎ手（図示せず）を適合させることができる。この継ぎ手はスリーブ部分を有し、ワイヤー５８とスリーブとを確実に結合させるように、スリーブはワイヤーの上にスウェージ加工によって、またはそれ以外によって圧縮される。好ましい実施の形態例においては、この継ぎ手は好ましくは鋼で形成し、スウェージ加工したスタッドとして構成し、一方ロックナットはナイロック（nylock）型ロックナット（ゆるみを生じないようにするためのナイロン挿入物を有するナット）である。スリーブ部分と一体に形成されているのは、外ねじ付き端部分である。引張りワイヤー５８は孔８９及び座金８８ａを通過させることができ、ワイヤー５８のための継ぎ手は、ワイヤー５８を保持するようにロックナット８８ｂにねじ込むことができる。ワイヤー５８のための継ぎ手をロックナット８８ｂ内へねじ込む際に、ロックナット８８ｂのねじの若干だけがワイヤー５８のための継ぎ手と係合するように、ワイヤー５８の初期の張り具合を選択することができる。従って、カム作用が発生して揺動アーム８７ａが中心軸６２ｃに対して運動した時に、凹部分８７ｆ内のベアリング８８が旋回することによって引張りワイヤー５８の方向を変化させることができる。好ましい実施の形態例においては、ベアリング８８は、ポリマーで形成することが好ましい。
【００７０】
自由ハンドル６２内のカム作用の動作のメカニズムは、ベースハンドル６０の第２のレバーにも適用することができる。更に、ワイヤー５８の自由ハンドル６２への取り付けもベースハンドル６０に適用することができる。
【００７１】
以上のようにして、曲線有節アーム組立体１４をトレイ１２に結合することができ、ユーザは、医療デバイスのような物体をトレイ１２上に位置する患者に対して自由に方向を合わせ、物体の位置を患者に対して解放可能にロックすることができる。好ましくは、ハンドル６０、６２のレバー６８、８４によって、アーム５２の運動に対する抵抗のレベルを異ならせ。例えば、自由ハンドル６２によってワイヤー５８の張力を増加させると、アーム５２の関節の動きを自由またはゆるめの状態から、より弾力的な動きに変化させることができ、一方ベースハンドル６０によってワイヤー５８の張力を増加させると、アーム５２の運動に抵抗を与えるように比較的堅めの状態にすることができる。好ましくは、アーム５２の回転は、ボール５６ａ、５６ｂのサイズを増加させるにつれてより堅めになるようにする。
【００７２】
曲線有節アーム組立体１４は、好ましくは、ＣＴ環境において使用することができる材料で形成する。
【００７３】
次に、図６を参照してクランプ形エンドエフェクタ１８を説明する。エンドエフェクタ１８は、柱の形状の結合部分９４を含み、この柱には円周に沿って溝９２が形成されている。結合部分９０は、好ましくは、自由ハンドル６２の部分８２内に受け入れられるように構成されている。自由ハンドル６２のバヨネットマウントが、結合部分８２を自由ハンドル６２に解放可能に係合させ、ロックすることを可能にする。クランプ形エンドエフェクタ１８は更に、ピボットロッド９８を中心として互いにピボット結合されているジョー９４、９６を含む。ジョー９４、９６が互いに閉じた位置にある時には、いろいろなデバイスを、図６Ｅに示すような対向する部分１００ａ、１００ｂ、対向する部分１０２ａ、１０２ｂ、及び／または対向する部分１０４ａ、１０４ｂによって限定される領域内に解放可能に保持することができる。好ましくは、各対向する部分は、概ねＶ字型とする。ジョー９４、９６は各々、ピボットロッド９４ａ、９６ａを含む。好ましくは、ねじ１０６をジョー９４、９６と組み合わせ、そのシャフト１０８を、ピボットロッド９４ａを貫通させて伸ばし、ピボットロッド９６ａ内の同じようなねじ付き孔と係合させる。従って、ねじ１０６の頭１１０を回転させると、シャフト１０８のねじ付き部分がピボットロッド９６ａ内へねじ込まれたり、またはピボットロッド９６ａから抜き出されたりし、ジョー９４、９６を互いに接近するように、または遠去かるように運動させることができる。
【００７４】
自己心合わせ型腹部プローブブラケットの形状のエンドエフェクタ２０を、図７に示す。ブラケット２０は、例えば前述した呼吸ゲーティングへの対処に関連して使用するための超音波トランスデューサ１２０のようなデバイスを保持するように構成され、そのような寸法になっている。これもまた前述したように、エンドエフェクタ２０は、円周に沿って形成された溝１２４を有する柱の形状の結合部分１２２を含む。結合部分１２２は、好ましくは、自由ハンドル６２の部分８２内に受け入れられるように構成する。自由ハンドル６２のバヨネットマウントによって、結合部分１２２を自由ハンドル６２に解放可能に係合させ、ロックすることができる。
【００７５】
次に、トレイ１２と共に使用するための付加的な要素を説明する。図８に、レール組立体２６を示す。レール組立体２６は、結合区分１３０と、該区分１３０から離間しているレール１３２を含む。好ましい実施の形態例においては、結合区分１３０は、１対の継ぎ手１３４を含む。各継ぎ手１３４は、トレイ１２のアタッチメント領域４０内に配置されているねじ付き挿入物（図示せず）内にねじ込み可能なねじ付き部分１３６を有する。継ぎ手１３４は、好ましくはレバー１３８の作動によって回転可能にし、ユーザがレバー１３８を動作させるだけで各継ぎ手１３４をトレイ１２にねじ係合させることができるように（トレイ１２内のねじ付き挿入物を介して）する。図１に示すようにレール組立体２６をトレイ１２に結合すると、レール１３２はトレイ１２の上に配置され、側３６、３８から離間する。このように、レール１３２は、側３６、３８に沿う所望の位置においてトレイ１２に取り外し可能に結合することができ、また、トレイ１２のアタッチメント領域４０に容易に結合できるエンドエフェクタを有していない外科デバイスのような器具を支持するために使用することができる。例えば、レール組立体は、種々の支持具、開創器、アームボード、脚支持具、及び／または案内器具をトレイ１２に結合するために使用することができる。
【００７６】
ＩＶポール２２を図９に示す。ポール２２は、フック１４０、伸縮自在の柱１４２、柱１４２をその望ましく伸ばした位置にロックするためのねじロック１４４、及びトレイ１２のアタッチメント領域４０内に配置されているねじ付き挿入物（図示せず）内にねじ込み可能なねじ付き部分を有する継ぎ手１４６を含む。
【００７７】
アームボード２４を図１０に示す。アームボード２４は、ボード部分１５０及び継ぎ手１５２を含む。各継ぎ手１５２は、アームボード２４をトレイ１２のアタッチメント領域４０に取り外し可能に取り付けるように、領域４０内に配置されているねじ付き挿入物（図示せず）内にねじ込み可能なねじ付き部分を有している。ある物体を受け入れるための、またはアームボードを軽量にするための少なくとも１つの切抜き１５４も設けることができる。好ましい実施の形態例においては、アームボード２４は、側１５６、１５８を含む。これらの側１５６、１５８は互いに横に配列され、アームボード２４の第１の端１６０をその第２の端１６２よりも広くしている。アームボード２４は、例えばアルミニウム製であることができる。
【００７８】
リフトビーム組立体１７０を図１１に示す。リフトビーム組立体１７０はトレイの各側に１つずつの対として使用し、支持システム１０を手術室台のフレームに取り外し可能に結合することができる。例えば、好ましい実施の形態例においては、３つの継ぎ手１７２ａ、１７２ｂ、１７２ｃを設けることができ、各継ぎ手は、取付け組立体１７０をトレイ１２のアタッチメント領域４０に取り外し可能に取り付けるように、領域４０内に配置されているねじ付き挿入物（図示せず）内にねじ込み可能なねじ付き部分を有している。好ましくは、継ぎ手１７２ｃを、電気水力的に動作する手術室台の中央プラットフォームに取り外し可能に結合する。ビームの領域１７４は、水圧リフトメカニズムがトレイをリフトさせ始めると、この中央プラットフォームの下側に作用するようになる。これにより、手術室台の動作メカニズムによる全ての運動をトレイの位置決めまたは方向合わせに使用できるようになる。
【００７９】
最後に、細いニードルプローブ、またはカテーテルに使用するための更に別のエンドエフェクタを図１２に示す。図示のように、１対のクランプ板１８２、１８４が、中央ねじ１８６によって接続されている。クランプ板１８２、１８４にはそれらの自由端付近の丸められた縁１８８に対向する溝が設けられており、器具１９０をこれらの溝の中に掴むことができる。他の実施の形態で説明したように、エンドエフェクタ１８０は、円周に沿って形成された溝１９４を有する柱の形状の結合部分１９２を含む。結合部分１９２は、好ましくは、自由ハンドル６２の部分８２内に受け入れられるような形状である。自由ハンドル６２のバヨネットマウントによって、部分１９２は自由ハンドル６２と解放可能に係合し、ロックされる。
【００８０】
前述したように、トレイ１２には中央弓形部分４２を設けることができる。もしトレイ１２を堅い、または適度に堅い平坦な表面（例えば、平坦な超音波台）上に配置すれば、中央弓形部分４２が部分４２と平坦な表面との間の接触領域を中心として揺動する傾向があるために、トレイ１２内の患者は安定でなくなる。このような表面上でトレイ１２を安定させるために、図１３に示すような安定用の柱２００、即ち“足”を設けることができる。好ましい実施の形態例においては、トレイ１２を安定化させるために、トレイ１２の四隅の各々に近接して１本ずつ、計４本の柱２００を設けることができる。好ましくは、柱２００は、垂直高さｈの部分をトレイ１２の最下表面から外側棚部分４４の下面まで受け入れるために、外側棚部分４４の下を十分に支えるような寸法とする。柱２００が、柱の一方の端付近に配置されているねじ付きシャフト２０２及び摩擦チップ２０４を含むと有利である。チップ２０４は、好ましくは、表面上での滑りに抵抗するゴムのような材料で形成する。ねじ付き孔を下面４４ｂに沿って設け、柱２００をねじ込むことができる。更に、トレイ１２が載る表面の変動を受け入れるために、及びこのような表面が“水平”ではないことがあり得る状況に対処するために、１本またはそれ以上の柱をそれらの関連する孔の中に一部分だけをねじ込むようにして下面４４ｂから延びる柱の高さを変化させ得るようにすることによって、トレイ１２を安定化させ、潜在的に水平にすることができる。
【００８１】
図１４に、トレイ１２に取り付けるためのハンドル２１０を示す。例えば継ぎ手２１２をアタッチメント領域４０内へねじ込むことによってトレイ１２に結合させると、特に患者をトレイ１２の上に支持した時、トレイ１２の運動を容易にするように握り部分２１４においてハンドル２１０を保持することができる。好ましい実施の形態例においては少なくとも２つのハンドル２１０がトレイ１２に結合され、１実施の形態においては４つのハンドル２１０が設けられている。
【００８２】
支持システム１０の幾つかの実施の形態は、画像案内処置中の案内デバイス及びアクセサリ器具の安定化及び制御の援助、画像撮影及び画像案内処置中の患者の位置決め及び安定化の改善、腹部または胸部画像案内処置中の呼吸ゲーティングへの超音波の使用の可能化（例えば、ＣＴまたはＭＲガントリ内での画像撮影中に横隔膜の位置をリアルタイムで見るために、腹部または胸壁に対するある位置に超音波トランスデューサを保持するアーム組立体１４を使用して）、画像撮影の目的で患者を移動させる際に、機器を患者に対して固定された関係に保持することによる画像案内処置中の機器の標的定め及び配置の精度の改善の１つ以上を提供することができる。更に、支持システム１０のある実施の形態は、ＣＴ及びＭＲ画像案内を用いる統合汎用腹腔鏡外科処置、ＣＴ及びＭＲ画像撮影システムを用いる統合コンピュータ支援外科的追跡及びナビゲーションシステム及びロボット式外科デバイスの応用の１つ以上に使用することができる。
【００８３】
本発明の使用の一方法は、例えば、既存のスキャナ台またはトレイ上に本トレイを配置して固定した後（トレイ・オン・トレイモデルにおいて）のようなトレイ上に患者を配置するステップと、患者をトレイ上の最適位置に位置決めし、形状順応マットレス、及び必要に応じてトレイに取り付けることができる付属四肢支持デバイスを使用して患者をその位置に確保するステップと、スキャナを使用してこの最適位置にある患者の適切な画像を取得するステップと、所要器具、標的部位の位置、及び手術医師の位置を考慮することによって患者の傍らの所望の（１または複数の）サイトにロック可能な（１または複数の）位置決めアームを取り付けるステップと、外科的フィールドを準備してドレープするステップと、アームのための適切な（１または複数の）無菌エンドエフェクタを選択し、それらを、無菌スリーブ型ドレープと共にアームに取り付けてアームをカバーし、無菌フィールドの保護を完了させるステップと、１つ以上のアームをスキャナの画像撮影面に目標定めし、もし必要ならばそれが保持している器具を画像に位置合わせするステップと、所望の器具またはデバイスをエンドエフェクタ内に補足し、器具またはデバイスを望み通りに位置決めするステップと、再び画像撮影し、新しい画像に基づいて、またはそれ以外に処置中の要望に応じてアーム／機器を再位置決めするステップとを含む。
【００８４】
以上に、本発明の種々の実施の形態を説明したが、説明したいろいろな特色は単一でも、または如何なる組合わせでも使用できることを理解されたい。従って、本発明は特に上述した好ましい実施の形態のみに限定されるものではない。
【００８５】
更に、当業者ならば、本発明の思想および範囲内における変形および変更を考案することができよう。例えば、アタッチメント領域４０は、例えばトレイ１２への要素の迅速ロッキング、摩擦ロッキング、磁気ロッキング、または他の確保モードを受け入れるために、他の解放可能／ロック可能な構造を含むことができる。従って、前記説明から当業者が容易に理解可能な、本発明の範囲および思想内にある全ての適切な変更は本発明のさらなる実施の形態として包含されるものであることを理解されたい。本発明の範囲は、特許請求の範囲に限定されている。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】本発明による支持システムの斜視図である。
【図２Ａ】図１のトレイの上面図である。
【図２Ｂ】図１のトレイの中心軸に直角の断面図である。
【図２Ｃ】図１のトレイのIIＣ円内の詳細を示す部分断面図である。
【図３Ａ】図１の曲線有節アーム組立体の部分断面斜視図である。
【図３Ｂ】図１の曲線有節アーム組立体の側面図である。
【図４Ａ】図１のベースハンドルの斜視図である。
【図４Ｂ】図１のベースハンドルの底面図である。
【図４Ｃ】図１のベースハンドルの上面図である。
【図４Ｄ】図１のベースハンドルの第１の側面図である。
【図４Ｅ】図１のベースハンドルの第２の側面図である。
【図４Ｆ】図１のベースハンドルの前面図である。
【図４Ｇ】図１のベースハンドルの背面図である。
【図５Ａ】図１の自由ハンドルの斜視図である。
【図５Ｂ】図１の自由ハンドルの上面図である。
【図５Ｃ】図１の自由ハンドルの底面図である。
【図５Ｄ】図１の自由ハンドルの第１の側面図である。
【図５Ｅ】図１の自由ハンドルの第２の側面図である。
【図５Ｆ】図１の自由ハンドルの第３の側面図である。
【図５Ｇ】図１の自由ハンドルの第４の側面図である。
【図５Ｈ】図１の自由ハンドルにエンドエフェクタを結合するためのインタフェース部分の斜視図である。
【図５Ｉ】図１の自由ハンドルにエンドエフェクタを結合するためのインタフェース部分の第１の側面図である。
【図５Ｊ】図１の自由ハンドルにエンドエフェクタを結合するためのインタフェース部分の第２の側面図である。
【図５Ｋ】図５Ｈのインタフェース部分の斜視図であって、該部分と共にアセンブルされたインタフェースロックを示す。
【図５Ｌ】図５Ｋのインタフェースロックの斜視図である。
【図５Ｍ】図５Ｋのインタフェースロックの第１の側面図である。
【図５Ｎ】図５Ｋのインタフェースロックの第２の側面図である。
【図５Ｏ】図５Ｋのインタフェースロックの第３の側面図である。
【図５Ｐ】図５Ｋのインタフェースロックの第４の側面図である。
【図５Ｑ】揺動アームと組合わされた図１の自由ハンドルのレバーの第１の側面図である。
【図５Ｒ】揺動アームと組合わされた図１の自由ハンドルのレバーの第２の側面図である。
【図５Ｓ】揺動アームと組合わされた図１の自由ハンドルのレバーの上面図である。
【図５Ｔ】揺動アームと組合わされた図１の自由ハンドルのレバーの底面図である。
【図５Ｕ】揺動アームと組合わされた図１の自由ハンドルのレバーの斜視図である。
【図５Ｖ】スウェージ式ピボットと組合わされた図５Ｑの揺動アームの斜視図である。
【図５Ｗ】図５Ｖのスウェージ式ピボットの斜視図である。
【図６Ａ】図１のクランプエンドエフェクタの斜視図である。
【図６Ｂ】図１のクランプエンドエフェクタの前面図である。
【図６Ｃ】図１のクランプエンドエフェクタの背面図である。
【図６Ｄ】図１のクランプエンドエフェクタの第１の側面図である。
【図６Ｅ】図１のクランプエンドエフェクタの第２の側面図である。
【図６Ｆ】図１のクランプエンドエフェクタの上面図である。
【図６Ｇ】図１のクランプエンドエフェクタの底面図である。
【図７Ａ】図１のブラケットエンドエフェクタの斜視図である。
【図７Ｂ】図１のブラケットエンドエフェクタの側面図である。
【図８Ａ】図１のレール組立体の斜視図である。
【図８Ｂ】図１のレール組立体の第１の側面図である。
【図８Ｃ】図１のレール組立体の第２の側面図である。
【図９】図１のＩＶポールの斜視図である。
【図１０Ａ】図１のアームボードの底面斜視図である。
【図１０Ｂ】図１のアームボードの上面図である。
【図１１Ａ】本発明による支持システムと共に使用するリフトビーム組立体の斜視図である。
【図１１Ｂ】本発明による支持システムと共に使用するリフトビーム組立体の側面図である。
【図１２】本発明による別のエンドエフェクタの斜視図である。
【図１３】本発明による支持システムと共に使用する安定化用柱の斜視図である。
【図１４】本発明による支持システムと共に使用するハンドルの斜視図である。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
2008504847.tif 000009
【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図４Ｅ】
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【図４Ｆ】
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【図４Ｇ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図５Ｅ】
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【図５Ｆ】
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【図５Ｇ】
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【図５Ｈ】
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【図５Ｉ】
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【図５Ｊ】
2008504847.tif 000025
【図５Ｋ】
2008504847.tif 000026
【図５Ｌ】
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【図５Ｍ】
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【図５Ｎ】
2008504847.tif 000029
【図５Ｏ】
2008504847.tif 000030
【図５Ｐ】
2008504847.tif 000031
【図５Ｑ】
2008504847.tif 000032
【図５Ｒ】
2008504847.tif 000033
【図５Ｓ】
2008504847.tif 000034
【図５Ｔ】
2008504847.tif 000035
【図５Ｕ】
2008504847.tif 000036
【図５Ｖ】
2008504847.tif 000037
【図５Ｗ】
2008504847.tif 000038
【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
2008504847.tif 000040
【図６Ｃ】
2008504847.tif 000041
【図６Ｄ】
2008504847.tif 000042
【図６Ｅ】
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【図６Ｆ】
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【図６Ｇ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
2008504847.tif 000047
【図８Ａ】
2008504847.tif 000048
【図８Ｂ】
2008504847.tif 000049
【図８Ｃ】
2008504847.tif 000050
【図９】
2008504847.tif 000051
【図１０Ａ】
2008504847.tif 000052
【図１０Ｂ】
2008504847.tif 000053
【図１１Ａ】
2008504847.tif 000054
【図１１Ｂ】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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