(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
患者の体内におけるプローブの配置を決定するシステムにおいて、
（ａ）プローブ内に搭載された１つ以上のプローブフィールドトランスデューサを有する前記プローブと、
（ｂ）フレーム上に搭載された１つ以上の参照フィールドトランスデューサと、
（ｃ）前記参照フィールドトランスデューサが患者の体に近接して異なる位置に選択的に位置決めできるように、患者に対して移動する前記フレームを搭載する手段と、
（ｄ）前記プローブフィールドトランスデューサと前記参照フィールドトランスデューサ間で１つ以上の非電離フィールドを送信するための送信手段と、
（ｅ）このような送信されたフィールドを各々検出するための検出手段と、
（ｆ）前記参照フィールドトランスデューサに対する前記プローブの相対的な配置を、検出されたフィールドの特性と、前記参照フィールドトランスデューサのお互いの相対的な配置とから決定するための計算手段と、
（ｇ）前記参照フィールドトランスデューサに対する前記プローブの配置を患者の体に対する既知の配置に変換するための変換手段と、
を具備し、
前記変換手段は、当該患者の体に付着し得る１つ以上の基準トランスデューサを含み、
前記１つ以上の参照フィールドトランスデューサの配置は、前記１つ以上の基準トランスデューサと前記１つ以上の参照フィールドトランスデューサとの間で非電離場を送信および受信することにより決定される、システム。
【請求項２】
請求項１に記載のシステムにおいて、
前記１つ以上の参照フィールドトランスデューサは、お互いに既知の空間関係にある、システム。
【請求項３】
請求項１に記載のシステムにおいて、
前記フレームは剛性であり、前記参照フィールドトランスデューサをお互いに対して固定位置に把持する、システム。
【請求項４】
請求項１に記載のシステムにおいて、
前記搭載する手段は可撓性アームを備える、システム。
【請求項５】
患者の体内におけるプローブの配置を決定するシステムにおいて、
（ａ）プローブ内に搭載された１つ以上のプローブフィールドトランスデューサを有する前記プローブと、
（ｂ）フレーム上に搭載された１つ以上の参照フィールドトランスデューサと、
（ｃ）前記参照フィールドトランスデューサが患者の体に近接して異なる位置に選択的に位置決めできるように、患者に対して移動する前記フレームを搭載する手段と、
（ｄ）前記プローブフィールドトランスデューサと前記参照フィールドトランスデューサ間で１つ以上の非電離フィールドを送信するための送信手段と、
（ｅ）このような送信されたフィールドを各々検出するための検出手段と、
（ｆ）前記参照フィールドトランスデューサに対する前記プローブの相対的な配置を、検出されたフィールドの特性と、前記参照フィールドトランスデューサのお互いに相対的な配置とから決定するための計算手段と、
（ｇ）前記参照フィールドトランスデューサに対する前記プローブの配置を患者の体に対する既知の配置に変換するための変換手段と、
を具備し、
前記変換手段は、患者に対する前記参照フィールドトランスデューサの配置を決定する手段を含み、
前記配置を決定する手段は、当該患者の体に付着し得る１つ以上の患者参照トランスデューサを含み、患者に対する参照フィールドトランスデューサの配置に基づき、患者に対するプローブの配置を算定し、
前記参照フィールドトランスデューサの配置は、前記１つ以上の患者参照トランスデューサと前記参照フィールドトランスデューサとの間で非電離フィールドを送信および受信することにより決定される、システム。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は医療診断および治療用システムに関し、特に、被検者の体の内部でのプローブの位置、方向、あるいはその両方を検出するためのプローブフィールドトランスデューサ（プローブ場変換器）とともに参照フィールドトランスデューサ（参照場変換器）および医療プローブの使用法に関する。
背景技術
カテーテルなどのプローブを被検者すなわち患者の体内に導入する医学的手法は多くある。心臓カテーテル法や神経外科などの処置では、医師または外科医は体の内部におけるプローブの遠位端の位置を知ることがよく必要になる。この目的のためにＸ線透視診断や超音波診断などのイメージング法が使われるが、必ずしも実践的あるいは好ましいわけではない。例えば、このような装置は一般にその手順の間にプローブと患者を絶え間なくイメージングすることが必要となる。加えて、Ｘ線透視システムは患者や医師を相当量の電離放射線に曝すことになるので好ましくないことがよくある。
患者の体内においてプローブまたはカテーテル先端の位置を検出するための位置検出システムであり、患者を絶え間なくイメージングする必要がないものは多く提案されている。これらのシステムには、例えば、米国特許第５，５５８，０９１号、同第５，３９１，１９９号、同第５，４４３，４８９号、および国際特許公開第ＷＯ  ９４／０４９３８号、同第ＷＯ  ９６／０５７６８号に開示されたものが含まれており、引用文献によりこの文書中で開示内容が取り入れられている。必ずしも医学応用向けではないが、他の電磁追跡システムが米国特許第３，６４４，８２５号、同第３，８６８，５６５号、同第４，０１７，８５８号、同第４，０５４，８８１号および同第４，８４９，６９２号に記載されている。
米国特許第５，５５８，０９１号、同第５，３９１，１９９号、同第５，４４３，４８９号、および国際特許公開第ＷＯ  ９６／０５７６８号に開示のあるシステムは、プローブ上に運ばれた、ホール効果装置、磁気抵抗装置、コイル、若しくは他のアンテナなどの１つ以上のフィールドトランスデューサを使用したプローブの配置（すなわち、位置、方位、若しくはその両方）を決定する。このトランスデューサは一般に、プローブの遠位端かこれに隣接して置かれるか、プローブの遠位端に関連し正確に知られた位置に置かれる。このようなシステムはさらに体外に配置された１つ以上の参照フィールドトランスデューサを利用して外部参照フレームを与える。この参照フィールドトランスデューサは、非電離場（非イオン化場）すなわち、磁界、電磁放射線、超音波振動などの音響エネルギーのようなフィールド成分を送信または受信するように作用する。外部参照フィールドトランスデューサおよびプローブフィールドトランスデューサ間でフィールド（すなわち場または界）を送信することによって、これら装置間のフィールド送信の特性を決定することができ、次に外部参照フレームにおいてプローブの位置と方位を決定するのに使用することができる。
例えば、上述の米国特許第５，５５８，０９１号に記載されているように、外部フィールドトランスデューサの参照フレームは、磁気共鳴イメージングデータ、コンピュータ（Ｘ線体軸）断層撮影（「ＣＡＴ」）データ、従来のＸ線イメージングデータなどのイメージングデータの参照フレームで登録することができ、このゆえに当該システムから導き出された位置および／または方位はプローブの表象として患者の体のイメージに重ね合わせて表示できる。医師はこの情報を利用して患者の体内の所望の位置にプローブを案内するとともに、内部の身体構造を治療または測定している間にその位置と方位をモニターできる。この構成(arrangement)は医師が身体構造を通してプローブの遠位端を操縦していく(navigate)能力を大いに高め、単に感触のみにてプローブを体の内部に操縦していく従来方法に対して重大な利点を提供する。ナビゲーション目的のために、包囲組織の光学イメージは取得する必要がないので、あまりにも小さくて光学素子を収容できないプローブとともに使用できる。これらのトランスデューサを基にしたシステムも同様に、処置の間にプローブと患者を絶え間のなくイメージングすることにより、プローブのナビゲーションに伴う困難なところを回避するもので、例えば、Ｘ線透視システムに固有の電離放射線に対する照射が長引くのを回避するものである。
このようなシステムは一般に、参照フィールドトランスデューサかコイルを利用し、手術室の天井などの場所に固定された不動配列にて与えられるか、手術もしくはカテーテル挿入テーブルにしっかりと固定される。医学応用例においては、当該システムが患者の体の内部におけるプローブの位置を追跡するために使われる場合には、コイル載置も同様に、患者に対して医者が自由にアクセスするのを妨げるおそれがある。
例えば、上述の国際特許公開第ＷＯ  ９６／０５７６８号では、カテーテルの遠位端に隣接した複数の非同心コイルを使用するカテーテルシステムが記載されている。これらのコイルは外部より加えられた磁界に応答して信号を生成し、６つの位置と方位座標の計算結果を考慮に入れたもので、カテーテルの配置は同時にイメージングする必要なく既知となる。好ましくは、このような３つのコイルまたは放射体は体外の固定された場所に配列され、カテーテルが導入される体の領域に隣接する。例えば、その間は一般に患者が仰臥している心臓カテーテルの挿入においては、３つの放熱体は一般に患者の胸郭の真下に共面にて三角形に固定した配置で固定して置かれ、コイルの中心は約２ｃｍ〜約３０ｃｍ離れたものになっている。しかしながら、この放熱体の配列の移動が望ましくないならば、カテーテルの場所または方位の決定が誤りとなってしまうおそれがある。
脳に挿入されるカテーテルまたはプローブの位置と方位を検出するために、トランスデューサまたはフィールド放射コイルは患者の頭部に隣接して配置されるのが望ましい。しかしながら、神経外科においては、患者は着席して、背筋を伸ばした位置かあるいはうつぶせに(face-down)していることがよくある。このように、上記に述べたような３つの放射体を保持した三角形フレームは、頭部より下方に安楽に固定して位置決めすることができない。しかしながら、頭部の上方または近くにフレームを位置決めすることは一般に外科医がプローブと外科手術具をうまく扱うのに邪魔となる。
それ故に、上記に述べたようなプローブ追跡システムや電磁または他の非電離エネルギフィールドを人体に適用することを必然的に伴う他種システムは、参照フィールドトランスデューサを調整して最適化することによってその精度や効率を向上させることが望ましい。神経外科の場合と同様に、当該トランスデューサを三角形その他の取付フレームで固定位置に拘束するならば、位置決めを最適に行うことが可能でなくなるおそれがある。例えば、プローブが患者の腹部の内部を追跡すべき場合には、患者の背中の下というよりもむしろ、腹部周囲回りの固定された既知の位置に放射体を置くことが望ましいかもしれない。
加えて、トランスデューサが被検者の近くに置かれている場合にはより大きな適応性が与えられることが望ましい。このような配置(placement)適応性の増大化により医師は患者に対してより容易なアクセスをすることができる。トランスデューサの配置に対する適応性により、トランスデューサの慣習的な位置決めは、この位置決めシステムの感度を増大するように最も接近した可能な位置にトランスデューサを移動する。
発明の開示
本発明は患者の体の内部におけるプローブ配置を決定するシステムを提供することにより、位置決定トランスデューサの位置決めにより大きな適応性を付与するという要求に対処するものであって、当該システムは、プローブ内に取り付けられた１つ以上のプローブフィールドトランスデューサを有するプローブと、フレーム上に取り付けられた１つ以上の参照フィールドトランスデューサとを備えたものである。このシステムは、当該参照フィールドトランスデューサが患者の体に近接して異なる位置に選択的に位置決めできるように、患者に相対して移動するフレームを載置する手段を含む。この取付手段は望ましくは、柔軟性のあるグースネックアームからなるとよい。
そして、送信手段がプローブフィールドトランスデューサと参照フィールドトランスデューサ間の１つ以上の非電離場を送信するために与えられる。最後に、計算手段が前記参照フィールドトランスデューサに対する前記プローブの相対的な配置を、検出されたフィールドの特性と、前記参照フィールドトランスデューサのお互いとの相対的な配置とから決定する。
好ましい実施例においては、２つ以上の参照フィールドトランスデューサが与えられ、フレームは前記参照フィールドトランスデューサの各々が既知の空間関係でお互いに可動となるようにリンク機構を組み込んでいる。
他の好ましい実施例においては、患者の体に付着した１つ以上の基準トランスデューサは前記参照フィールドトランスデューサに相対した前記プローブの配置を患者の体に相対した既知の配置に変換する。
本発明の好ましい実施例による方法では、患者の体の内部へのプローブ配置は、（ａ）プローブ内に載置された１つ以上のプローブフィールドトランスデューサを具備したプローブを与えるステップと、（ｂ）参照フィールドトランスデューサが患者の体に近接して異なる位置に選択的に位置決めできるように、患者に相対して移動するフレームを載置する手段を有するフレーム上に取り付けられた１つ以上の参照フィールドトランスデューサを与えるステップと、（ｃ）前記参照フィールドトランスデューサが患者の体に近接して第１の場所に位置決めされるように当該フレームを調整するステップと、（ｄ）プローブフィールドトランスデューサと参照フィールドトランスデューサ間の１つ以上の非電離場を送信するステップと、（ｅ）このような送信されたフィールドを各々検出するステップと、（ｆ）参照フィールドトランスデューサに対するプローブの相対的な配置を、検出されたフィールドの特性と、参照フィールドトランスデューサのお互いとの相対的な配置とから計算するステップとによって決定される。
好適な方法においては、さらに本発明は参照フィールドトランスデューサに相対したプローブの配置を患者の体に相対した既知の配置に変換するステップを含む。好ましくは、この変換ステップは患者の体に１つ以上の参照トランスデューサを付着させるステップと、参照フィールドトランスデューサと基準トランスデューサ間に送信される非電離場を検出するステップとを含む。
同様に、本発明の目的は、医療すなわち外科手技の間に被検者の体の内部へのプローブの配置を決定する際に使用する参照フィールドトランスデューサを保持するための固定フレームを提供することである。本発明の一態様においては、このフレームは神経外科の手順を邪魔することなく、被検者の頭部に近接して参照フィールドトランスデューサを位置決めするのに適している。
本発明の更なる目的は、このフレームが被検者のある部分中に非電離場を最適に送信するための所望の場所に素早く、好都合に固定することができることで、好ましくはその体の部分を取り巻き、その後素早くその位置から取り除けることである。
本発明の好適な実施例においては、体の内部へのプローブの配置を決定するのに役立つ、非電離エネルギフィールドを生成する装置であって、この装置は２つ以上の参照フィールドトランスデューサからなり、これがプローブの配置を正確に決定できるように、プローブが挿入される体のある部分に近接した最適な場所において、参照フィールドトランスデューサが安定して位置決めできる形状の剛性フレームに固定される。本発明の好適な実施例においては、参照フィールドトランスデューサは電磁場を生成する放射体コイルである。
本発明の好適な実施例のいくつかにおいては、非電離場を生成するための装置は、剛性フレームに固定した３つのトランスデューサあるいはコイルを備える。好ましくは、このフレームは、好都合に安定して胸郭または腹部の下方に位置決めされ、それはプローブの挿入中に行われる。本発明の他の好適な実施例においては、神経外科にて使用するために、フィールドを生成する装置は頭部下方のフレームに、この頭部に近接して固定された３つのコイルを備える。好ましくは、このフレームは頭部か首部の回りに取り付けるのに適合した開口部を含む。
本発明の好適な実施例においては、より一般的に、３つ以上の共面の参照フィールドトランスデューサは多角形の形状を定義し、当該トランスデューサは多角形の頂点に対応する。多角形のある辺に対応したフレームの区画は開いており、このフレームは体のある部分が部分的にこの開区画に含まれるように位置決めされている。このフレームは取付ブラケット(mounting bracket)を備えてもよく、これが手術テーブル、ベッドあるいは被検者の位置を固定するために使われる他の装置にしっかりと結合される。
本発明の好適な実施例のいくつかにおいては、当該フレームは神経外科手術中に被検者の頭部を固定するための装置に結合される。このような好適な実施例の一つにおいては、１つ以上の参照フィールドトランスデューサは頭部固定装置に固定される。当該トランスデューサによって生成された電磁場はこれらに位置応答電気信号を生成させ、これがフレームに相対した装置の位置を決定および確認するために分析される。さらにまた、本発明のこのような好適な実施例のいくつかにおいては、このフレームあるいは頭部固定装置はさらに、この上にマークされた所定の既知の場所を含んでいて、体内に挿入するためのプローブは、最初に較正および参照用の位置決めをするためにこれらの場所に置く。
加えて、本発明の好適な実施例のいくつかにおいては、取付ブラケットは固定可能ジョイントを含み、これがベッドに相対するかあるいは頭部固定装置に相対している当該フレームの角度方位が調節できるようにし、それから望ましい角度で固定される。好適な実施例の幾つかにおいては、当該フレームは１つ以上の調節ヒンジを備える。このようなヒンジの各々はこれに隣接したフレームの二辺間の角度を調節するために曲げることができる。
本発明の好適な実施例のいくつかにおいては、当該フレームは頭受け固定具からなる。この固定具の位置は、参照フィールドトランスデューサに相対した固定位置に頭部を保持してこのフレームに相対した頭部の動きを防止するように、固定具が頭部に対して丁度良く適合するように調節できる。
それ故に、本発明の好適な実施例によれば、被検者の体の内部に非電離場を生成する装置を提供し、この装置は非電離場を生成する複数の参照フィールドトランスデューサと、これらのトランスデューサが固定される剛性フレームとを備える。この剛性フレームは参照フィールドトランスデューサが体に近接してしっかりと位置決めできるように構成される。好ましくは、このトランスデューサは多角形を定義し、当該フレームはこの多角形の面に垂直でかつその中心を通る軸が体を通過するように位置決めができるように構成される。さらにまた、このフレームは体のある部分が実質的にこの多角形の内部におさまるべく位置決めできるように構成されるのが好ましい。
好ましくは、このフレームは手術テーブルまたはベッドにしっかりと結合する取付ブラケットを含む。この取付ブラケットは好ましくは、当該フレームが手術テーブルもしくはベッドに相対して望ましい角度で調節および固定できるように構成される固定可能ジョイントを含む。さらにまた、このフレームは好ましくは、複数のアームと、２つ以上のアームと結合する調節ヒンジとを含み、この結合した２つ以上のアームによって定義される角度が望ましい位置に調節されしっかりと固定できるように構成される。
本発明の好適な実施例は、参照フィールドトランスデューサが頭部に近接してしっかりと位置決めされ、頭部付近に非電離場を生成するように当該フレームが適合したものを提供する。好ましくは、このフレームは機械的に、外科手術の間に頭部の位置を固定する装置に結合される。あるいはまた、このフレームは外科手術中に頭部位置を固定するように適合できる。このフレームはさらに、頭部の反対側に位置する頭部係合要素を備えてもよい。このトランスデューサは磁場を生成するコイルであるのが好ましい。
さらに、本発明の好適な実施例によれば、被検者の体の内部にプローブの位置と方位を決定するシステムを提供し、このシステムは上記のようにフィールドを、生成する装置と、体内に挿入するためのプローブと、このプローブの位置と方位の座標を決定するフィールドに対応した少なくとも１つの装置とを含む。好ましくは、このシステムは１つ以上の位置感知装置を含み、好ましくはこのプローブに固定され当該トランスデューサの位置が決定できるように適合される。好ましくは、このフィールドは磁界であり、このフィールド応答装置はコイルである。同様に、このフレームはさらに、プローブ較正レセプタクル(calibration receptacles)を含むのが好ましい。
さらに本発明の好適な実施例は医療患者の頭部付近に非電離場を生成する装置を含み、この装置は当該トランスデューサが固定される１つ以上の参照フィールドトランスデューサおよび剛性フレームを含む。このフレームはその中に開口部を有し、頭部はこのフレームが患者の頭部または首部のある部分に近接し少なくとも一部分を取り巻くように位置づけすることができる。
このフレームは好ましくは、閉じた二辺および開いた一辺を有する三角形を規定する一組のアーム部材を備えており、頭部または首部の一部分は開いた辺を通してフレームの内部に容易に位置決めできる。好ましくは、トランスデューサはフレームの少なくとも３つの角部に位置決めされ、このフレームのアーム部材はヒンジを使用して互いに接続される。さらに、アーム部材間の相対的な変位を測定する手段を与えることができる。
他の好適な実施例では、頭部クランプは頭部の移動を防止するようにフレームに取り付けることができる。他の好適な構成(arrangement)では、このフレームは頭部の移動を防止するように頭部クランプと一体に形成してもよい。他の好適な実施例では、このフレームはさらに頭部に対してびんと張るように調節可能な頭部係合固定具を含んでもよい。
【図面の簡単な説明】
図１は、動脈カテーテル挿入中に使用している本発明の好適な実施例を示したものである。
図２は、使用法が図１に示された本発明の好適な実施例に合わせてフィールドトランスデューサを載置したフレームを図示したものである。
図３は、神経外科手術中に使用している本発明の好適な実施例を示すものである。
図４は、使用法が図３に示された本発明の好適な実施例に合わせてフィールドトランスデューサを載置したフレームを図示したものである。
図５は、本発明の好適な実施例によるヒンジ、ジョイント、取付ブラケットの詳細を示す断面図である。
図６Ａは、本発明の他の好適な実施例によるフレームの図示したものである。
図６Ｂは、神経外科手術中に使われている図６Ａのフレームを図示したものである。
図７は、本発明のさらに他の好適な実施例によるフレームを図示したものである。
図８Ａは、本発明のさらに他の好適な実施例によるフレームを図示したものである。
図８Ｂは、図８Ａの好適な実施例の概略上面図である。
図９は、本発明の他にとるべき好適な実施例を図示したものである。
図１０は、本発明のさらに好適な実施例の斜視図であり、腹部または胸部手術に使用しているものである。
図１１Ａは、本発明のさらに他の好適な実施例の概略正面図である。
図１１Ｂは、図１１Ａに示される好適な実施例の側面図である。
発明を実施するための最良の形態
本発明の好ましい実施例によれば、図１はカテーテル２０などのプローブの位置、方位またはその両方を決定するシステムを示す図であり、そのプローブは心臓カテーテル法の手順中で使用する被検者の体の内部に配置される。
このシステムは国際特許公開第ＷＯ  ９６／０５７６８号に記載されたタイプが好ましく、これは本特許出願の譲受人に譲渡されており、引用文献にてその開示内容がこの文書中に取り入れられている。このシステムはプローブすなわちカテーテル２０の遠位端の配置をもたらす手段を含むものである。この開示内容すなわちトランスデューサにおいて使われているように、用語「配置」はプローブすなわちトランスデューサの位置、方位またはその両方をいう。
ここで、プローブは、カテーテルにおいて位置決め可能な用地(site)に隣接した、例えばその遠位端付近に非同心の受信機コイル２１（１つのみが示されている）の形状をした複数のトランスデューサを含む。これらのコイルは、フレーム２３に固定された参照フィールドトランスデューサ２２により生成された磁界に応答して信号を生成し、被検者２８の胸部下方にある手術テーブルに対して順に固定されている。これらの信号は６つの位置と方位の座標を考慮したものなので、カテーテル２０の配置は同時のイメージングを必要とせずに既知となる。
本発明のこの実施例および他の好適な実施例は６次元配置決定用のシステムに関して記載されているが、本発明は同様に、１次元、２次元、３次元、４次元、または５次元の位置と方位の座標を決定するシステムに適用できる。
本発明の好ましい実施例によれば、図２は本発明の第１の態様の概略図を示しており、３つの参照フィールドトランスデューサ３０，３２，３４が固定されたフレーム２２を備える。フレーム２２は硬質プラスチックあるいは他の剛性材料からなり、カテーテル挿入中か他の医療処置の最中に参照フィールドトランスデューサの移動を防止するように取り付けられるのが好ましい。トランスデューサ３０，３２，３４はフィールド生成コイルであるのが好ましく、これはフィールド生成回路（図示せず）によって駆動された場合に多数の識別可能な交流（ＡＣ）磁界を生成する。トランスデューサ３０，３２，３４によって生成されるそれぞれの磁界は、これらトランスデューサによって定義された三角形の中心を通りその平面に垂直な軸Ａに隣接した部分においてほぼ同等で最大の大きさを有するものである。プローブとそれ故カテーテルの位置はこの部位内に最大精度で決定されることが経験的に分かる。
本発明の好ましい実施例においては、トランスデューサ３０，３２，３４によって生成された磁界は異なるＡＣ周波数のおかげで識別可能なものである。トランスデューサはコイルであるのが好ましく、それぞれの共鳴周波数で駆動回路（図示せず）によって駆動され、これらの周波数で実質的に等しい大きさを有する磁界を生成するものである。従来技術において公知のように、それぞれの直径がＤ１およびＤ２でそれぞれの周波数がω１およびω２の２つ共鳴コイルが与えられた場合、ω１＞ω２かつ双方のコイルが入力レベルが等しく駆動されたならば、その時それぞれの周波数ω１およびω２における磁場の大きさは実質的に等しくなるようにＤ２はＤ１よりも一般に大きくならなくてはならない。それ故、例えば図８Ｂに示されるように、トランスデューサ３０，３２，３４は異なる直径を有するのが好ましく、共鳴周波数が最大であるコイルは最小直径を有し、その逆も同様となる。
本発明の好適な実施例においては、トランスデューサ３０，３２，３４は、二等辺三角形を定義するようにフレーム２２に固定される。このフレームが辺に突出しないで手術テーブル２４（図１）下に容易に適合できるように、この三角形は等辺ではなくてむしろ他の２つの頂点よりも鋭角となる頂点（ａｐｅｘ）を有するのが好ましい。同じ理由のために、三角形の頂点には、コイルのうち最も大きなものが位置づけされる。
図２は、三角形フレーム２２と３つのトランスデューサ３０，３２，３４を示す図であるが、本発明の他の好適な実施例は、２つ、４つあるいはそれ以上のトランスデューサを備えていてもよい。さらにまた、トランスデューサが固定されるフレームは、そのフレームの形状はトランスデューサがプローブが配置された体の部分に隣接して安定に位置決めできるようなものである限り、他の多角形でも非多角形の形状をしていてもよく、それは平面あるいは非平面でもよい。このフレームは、プローブを配置した体の部分がトランスデューサの位置によって定義された中心軸に隣接するように位置決めと方向づけをするのが好ましい。公知の手法にしたがって決定されるように、この明細書中の「中心(center)」および「中心の(central)」なる用語は、トランスデューサによりこのような幾何図形が定義されるならば、等多角形の中心あるいはトランスデューサにより定義された図形全体の幾何学的中心をいうように解される。
本発明の他の好適な実施例においては、図３に示されるように、プローブ、好ましくはカテーテル４０の被検者４４の頭部４２内部への配置を決定するシステムは神経外科手術の最中に使用される。図３に示された本発明の好適な実施例はプローブ配置を決定するための他種システムに同様に適用できるが、上述の’１０３国際特許出願に記載されたタイプが好ましい。フレーム３８は被検者４４の頭部４２に隣接した参照フィールドトランスデューサ３０，３２，３４を保持する。
図４に示されるように、本発明の好適な実施例においては、フレーム３８は三角形の二辺をなす剛性アーム３６，３７からなる。アーム３６，３７は硬質プラスチックあるいは他の剛性材料から作られているのが好ましい。被検者４４の頭部４２の後部がアーム３６、３７間の空間に位置づけできるように、三角形の第３辺は開放されている。このようにして、上記に説明したように、頭部４２はカテーテル４０の位置が最も精度が高く決定できる部位内に配置されるように、トランスデューサ３０，３２，３４は位置決めされる。
同様に図５を参考にすると、フレーム３８は取付ブラケット５０によって手術テーブル４６に固定され、外科手術中に腰掛け位置に患者を保持するために位置決めされる。頭部の動きを防ぐために、頭部クランプ４７はテーブル４６に固定されるとともに、頭部４２にきつくしっかりと固定される。外科医４８は頭部４２の前部に手術するのに制約がなく、フレーム３８によって妨害されないことが理解されよう。
取付ブラケット５０の好適な実施例の詳細は図５の断面図に示される。好ましくは、取付ブラケット５０は、テーブル４６に堅くテーブル４６に結びついたレール５４と係合する溝５２つきのクランプ５１を備える。ちょうねじ５６は所望の位置に取付ブラケットを保持するレール５４に対してきつく締め付けられる。取付ブラケット５０は、ボールジョイントが好ましい固定ジョイント５８によってフレーム３８に結合される。ジョイント５８を所望の角度に位置決めした後、ちょうねじ６０はジョイント５８を保持するように堅く締め付けられる。
さらにまた、図５に示される本発明の好適な実施例において、調節可能ヒンジ６２によりフレーム３８のアーム３６，３７間の角度は調節できるようになる。これらのアームが所望の角度に取り付けられた後、ちょうねじ６４はヒンジのさらなる動きを防止するためにきつく締め付けられる。ヒンジ６２は光学符号化装置等の公知のタイプの回転測定装置６５を含むのが好ましく、これによりアーム３６，３７間の角度が正確に決定されるようになるので、トランスデューサ３０，３２，３４の相対位置は既知となる。
同様に、本発明によるトランスデューサが固定されるフレームの他の好適な実施例では、被検者の体のある部分に近接してトランスデューサを最適に位置決めするために、フレームのアーム間の角度および変位が、プローブの正確な位置決定のために変えることができるヒンジまたはジョイントを含んでもよい。これらの実施例によるフレームは、当該技術において知られているが、このフレームのアーム間の角度と変位を測定するための手段を含むことができるのが好ましい。
上記に説明されているように、これらのトランスデューサのお互いの相対位置はトランスデューサ間の角度またはトランスデューサを運搬するアームの配置を測定することなどによる幾何学的手法により決定できるが、他の手法を使用してもよい。例えば、これと同日の日付で提出され、本願の譲受人に譲渡された「独立に位置決め可能な位置設定システム(Independently Positionable TransducersFor Location System)」と表題がついた出願に開示されているように、１つ以上の較正フィールドトランスデューサは各参照フィールドトランスデューサと関連して与えることができる。この較正フィールドトランスデューサは、較正および参照フィールドトランスデューサ間の非電離場を送信および検出することによって所望の位置に配置された後、これらフィールドトランスデューサのお互いの相対位置を決定する。このような好適な実施例の一つにおいては、位置決め情報を生成する装置はフレーム上のトランスデューサの各々に隣接しておかれ、これによりこのトランスデューサの相対位置が正確に決定できるようにする。位置情報を生成するためのこれらの装置は、例えば、外部より加えられた磁界に応答して位置応答電気信号を生成したり、フレームに対する装置の位置を決定するように信号分析される感知コイル等のトランスデューサからなってもよい。
本発明の好適な実施例のいくつかにおいては、図６Ａ，図６Ｂに示されるように、フレーム３８は頭部に隣接したアーム３６，３７の端部に頭部係合固定具７０を含む。固定具７０は、例えばアーム３６，３７それぞれのねじ穴を通して固定具７０に結合したねじ棒６６を進めるためにちょうねじ６８を回すことにより、頭部の反対側に対してしっかりとなるように調節されきつく締め付けられる。このようにして、トランスデューサ３０，３２，３４は外科手術の間全体にわたって頭部に相対した固定位置に保持される。さらにまた、この実施例では、フレーム３８は同様に、頭部クランプ４７に結合して、手術テーブル４６に相対した所望の方位に頭部４２を保持しておくのに役立つ。
本発明の他の好適な実施例においては、図７に示されるように、トランスデューサ３０，３２，３４は剛性の頭部クランプ７１に固定され、これにより本発明に従った放射体を載置したフレームとして利用できる。頭部クランプは、図３に示されるように、頭部クランプ４７と同様な方法で患者の頭部にしっかりと固定されるのが好ましい。
図８Ａ，図８Ｂは本発明の他の好適な実施例を示し、トランスデューサ３０，３２の位置がしっかりと固定されるのを確保するのに役立ち、外科手術の最中に動かなくなる。図８Ａは手術テーブル９４に付属したフレーム７２を示す図である。フレーム７２はトランスデューサ３０，３２，３４が固定された取付台７４を含む。図８Ｂに示されるように、フレーム７２はさらに、このフレームの反対側に二組のピンレセプタクル７６，７８を備え、それぞれヒンジピン８０と案内ピン８２によって係合している。フレーム７２は剛性の単一片材料でできていてもよく、プラスチックが好ましい。
図８Ｂに示されるように、ヒンジピン８０は、一組のピン８０によって定義された軸８８を中心に回転できるように、フレーム７２の両側で案内リング８４とホルダ８６の穴に係合する。案内ピン８２は、フレーム７２が軸８８中心に回転するとき案内ピン８２がスロットに沿って摺動するように案内リング８４のスロット９０に係合する。ホルダ８６は棒９２によって係合し、フレーム７２および案内リング８４を手術テーブル９４に結合する。
図８Ａ，図８Ｂの好適な実施例によれば、ある外科処置の準備段階において、手術テーブル９４のマットレス９５上に被検者はおかれ、その頭部は頭部支持部９６と当接して堅くクランプされたままとなるが、その詳細は図に示されない。フレーム７２は、頭部に隣接した望ましい位置で取付台７４に固定された放射体を位置決めするように軸８８を中心に回転される。次に、つまみ９８，１００，１０２，１０４は所望の方位にフレーム７２を堅く保持するようにしっかりと締め付けられる。つまみ９８，１０４はともに棒９２の動きを防止する一方、つまみ１００はスロット９０に案内ピン８２をしっかり締め付け、つまみ１０２はホルダ８６におけるヒンジピン８０の回転を防止する。このつまみを余分にきつく締めることにより、フレーム７２は不意に移動しないように保証する。
図９は本発明の他にとるべき好適な実施例を示す図で、フレーム１０６は図８Ａ，図８Ｂに示されるフレーム７２に動作において同一である。しかしながら、図９に示される実施例においては、ピン８０，８２と係合するフレーム１０６の部分は広くしてある。これはつまみ９８，１００，１０２，１０４をしっかり締めることによって固定される場合に、フレームはより不動な状態でテーブル９４に相対したその位置を保持するためである。
フレーム１０６はさらに、カテーテル較正レセプタクル１０８を含み、トランスデューサ取付台７４に相対した既知の場所に位置決めされる。好ましくは、上記のように、プローブ運搬カテーテルは被検者の体内に挿入される前に、カテーテルはプローブを運搬される遠位先を順にレセプタクル１０８の各々に置き、レセプタクルのそれぞれの既知の位置をカテーテルの位置情報生成手段により生成される信号から引き出される位置情報と比較することによって較正がなされる。
この手順から導かれた較正データは、「カテーテル較正システム」と表題がついた、オサディ(Osadchy)、フライド(Fried)、ベンハム(Ben-Haim)による未公開の米国暫定特許出願第６０／０１７，６３４号で、１９９６年５月１７日に提出され、本特許出願の譲受人に譲渡され、この文書中で引用例によりその開示内容が取り入れられているものであるが、これに記載されているように、カテーテル内に蓄えられた較正データと結合して使用できる。
上記の好適な実施例は神経外科手術における使用に対して記載されている。しかしながら、本発明の他の実施例は、閉じた多角形フレームが好都合にしかも安定して外科手術中に位置決めすることができない状況下で、体内の他部分においてプローブあるいはカテーテルの位置を追跡するのに役立てることが可能であることが理解されよう。さらに、本発明の他の好適な実施例では、最適な追跡性能のために、問題になっている体の部分の下というよりもむしろ周囲にトランスデューサを位置決めするのが望ましい場合に役に立つ。
このように、図１０に示される本発明の好適な実施例においては、Ｕ字形フレーム１１０はこれに付属したトランスデューサ用の安定取付台を提供し、これは患者１２８の腹部の内部にプローブを追跡するためのシステムの一部として使うことができる。フレーム１１０はトランスデューサ１２２，１２６がそれぞれ腹部の左側および右側よりも上方に位置決めされ、一方トランスデューサ１２４は背中よりも下方に位置決めされる。図５に示されるように、フレーム１１０は取付機構１１４によって手術テーブル１１２に接続され、この取付機構１１４が取付ブラケット５０と機能と構成において同様である。機構１１４によりフレームは左右に傾けることができ、望ましい位置に係止されるまでテーブル１１２の縦方向に沿って適当に前後に摺動することができる。
上記の好適な実施例の態様はさらに、磁界を基にした位置決定用のシステムについて記載されているが、本発明は、音響、光学あるいは超音波フィールドを放射および検知するなどの他形式のフィールドトランスデューサを使用したシステムなどの、当該技術では知られている他種の位置決定システムに同様に適用可能である。本発明は一般に、放射フィールドが被検者の体の中へ送信されるか、またはそこから受信される医学使用向けの他のシステムに役立つ。
本発明の他の好適な実施例においては、例えば図１１Ａ，図１１Ｂに示されるように、「グースネック」小型放射体とも言われる、移動可能トランスデューサセンブリ３００が示され、これは好ましくは非常に小さいサイズのフィールド送信コイルであり、フェライトコアを組み込んでもよい１つ以上の参照フィールドトランスデューサ３０２を含む。小コイルは、プローブ配置計算機によってより正確な計算をもたらす点源双極子(point source dipoles)によりよく似た動作をする傾向があるので、小コイルが好ましい。各コイル３０２は支持部３０６を形成するコイル保持アーム３０４に付属し、プラスチックなどの軽量材料から形成されるのが好ましい。支持部３０６の中心部には、図１１Ｂに示されるような可撓性のあるグースネックアーム３１０に支持部が取りつけられるような取付ボルト３０８がある。全体に可動なトランスデューサアセンブリ３００は、調節可能な取付機構３１２によって手術テーブルなどに取りつけることができ、この取付機構３１２は締め付けねじ３１８の回転によって上方アーム３１６に対してきつく締め付けることができる可動のブラケット３１４を含む。支持ディスク３０９はコイル３０２に対する支持を促進するように任意に含まれる。しかしながら、患者が配置された部屋の照明のせいで望ましくない影が投じられるおそれがある状況では、支持ディスク３０９は除去できる。トランスデューサ３０２は３つあるのが好ましいけれども、１つ、２つあるいは３つ以上のトランスデューサでも使用できる。例えば、プローブトランスデューサがフィールド生成トランスデューサからなる場合には、単一の多重軸、固体位置検知器が使用できる。
図１１Ｂに示されるように、１つ以上の患者参照トランスデューサ３２０は患者３２２の体に取りつけられ、移動可能トランスデューサがその望ましい位置に移動した後、患者の参照フレームに対して可動なトランスデューサアセンブリ３００上のトランスデューサの位置を決定するために使用される。患者参照トランスデューサ３２０は固体の３軸位置検知器からなるのが好ましい。一旦、移動可能トランスデューサアセンブリが適所に動いたならば、（一つ以上の患者参照トランスデューサ３２０によって定義されるように）患者参照フレームに対する移動可能トランスデューサセンブリ上のトランスデューサの配置は、患者参照トランスデューサと移動可能トランスデューサセンブリ上の参照フィールドトランスデューサ間の非電離場を送信および受信することによって従来方法で決定できる。
図１１Ａ、図１１Ｂに示される移動可能トランスデューサセンブリ３００は容易に再位置決め可能な参照フィールドトランスデューサを提供するために使用できる支持部の単なる一例にすぎない。可動で再位置決め可能な支持部を提供する他の手段が採用でき、例えば図５に示されるジョイントやちょうねじ構成などの調節可能かつ締めつけ可能ジョイントによって互いに取りつけられた相当数のより小さめの剛性アーム部材で置き換えることができる。加えて、コイル中の相対位置が既知で決定可能である限り、３つ以上のコイルは移動可能なトランスデューサアセンブリに適用ができ、これらコイルは共面関係に置かれるには及ばない。
この移動可能なトランスデューサアセンブリを使用することにより沢山の利点があとに続く。重要なことだが、移動可能トランスデューサアセンブリは、外科手術の手順中に関心のある部位の近くに移動でき、同様に外科医がアクセスを増加しなければならない領域からも離れて再位置決めすることが可能である。移動可能トランスデューサアセンブリは小さくて直結できるので、したがって、イメージに相関のある特異な組織容量に対して創り出されたフィールドに直結したフィールドトランスデューサ用の調節可能かつ安定な懸架システムを提供できる。
ＳＮ比の優れた性能もまた本発明の移動可能トランスデューサセンブリで達成される。一般に、プローブ配置システムにおいて、１つ以上のトランスデューサを使用すれば、当該アセンブリのＳＮ比が最適化され（いわゆる「最適部位」）、より高精度なフィールド測定をすることが可能となる、これらトランスデューサと関連した容量の部位がある。しかしながら、参照トランスデューサが患者のベッド近くの固定位置に載置された従来プローブ配置システムでは、この最適部位は、一般に患者のすみからすみまでをプローブが移動可能となるように大きな領域を網羅する。例えば、カテーテルなどのプローブは患者の足から心臓まで追跡しなければならないならば、固定トランスデューサによって定義された最適部位は患者の大部分を覆うほど大きくなければならない。しかしながら、最適領域が大きくなればなるほど、このような部位のすみからすみまで高ＳＮ比を成し遂げることは一層困難になる。本発明の移動可能トランスデューサアセンブリに関しては、外科手術の処置の最中でさえも当該アセンブリが患者の関心ある部位に移動できるので、最適領域はより小さくかつ高度に集中することができる。したがって、本発明の好適な実施例によれば、大きくて固定した配列で同一トランスデューサを使用している固定トランスデューサアセンブリに比較してＳＮ性能が高められたものにすることができる。当該システムのＳＮ性能も同様にプローブトランスデューサの特性に依存する。本発明の好適な実施例によってもたらされる性能の向上により、あまり感度はよくないがその反動でプローブトランスデューサとプローブの小型化を容易にするプローブトランスデューサを使って受容可能なＳＮ性能を提供できる。あるいはまた、移動可能トランスデューサによって与えられた利益は、満足のゆく性能を維持しつつも、より小さく、より安く、しかもあまり押しつけがましくない参照トランスデューサが使用できるようにする。
移動可能トランスデューサセンブリは、助手の外科医の視界を邪魔したり、患者へのアクセスを邪魔したりしないように、最適化して位置決めすることができる。移動可能トランスデューサセンブリは、手術ベッドレールに取りつけることができ、お望みによりこのレールを上下に摺動できる。患者参照トランスデューサは、患者に対する参照フィールドトランスデューサが移動するように提供できるので、先に入手したイメージデータに関する再登録は容易に成し遂げることができる。
さらに、システムソフトウェアも同様に与えることができ、帰還技術は移動可能トランスデューサセンブリの不適当な配置が正確になるように使用できる。例えば、参照フィールドトランスデューサの位置決めがプローブの遠位先の位置決め検知器からあまりにも遠くにあるので信頼できるフィールド検出および位置情報を生成できない場合には、光や音調などの指示器信号が生成できる。
小点源の電磁石を使用すれば有利であるのは、これが軽量であるから故に外科手術処置の間に所望の位置に容易に動かすことができ、あるいは医師の邪魔になったりしないことである。コイルが目下使用されている固定コイルシステムと比較してよりよい双極子としてふるまうので小点源の電磁石を使用すればより正確な計算機がモデル化することもできる。
さらにまた、本発明による移動可能トランスデューサなどのコイル構成に関しては、放射体の平面とマップ化容量との間の分離をインチレベルと同程度まで、さらにはインチの分数レベルまで減少させることが可能である。
本発明のコイルの構成は、固定した、非可動コイルシステムを使用することにより生ずる多数の課題を解決する。例えば、脊髄処置においては、非可動コイルシステムは医師を邪魔するおそれがあり、主要外科医とは反対側に立つ助手の外科医をブロックするおそれがある。非可動コイルシステムは一般に、照明をブロックしてしまうので、患者よりも上方に位置決めすることはできない。また、金属製の患者用ベッドは干渉を生ずるおそれがあり、この問題を解消するために必ずしも全てのベッドが置き換えられたり、装備を改良したりできるわけではないので、非可動コイルシステムは患者の下に位置決めできないおそれがある。このように、現行のシステムは一般に、患者のベッドに平行に与えられ、視界および後方妨害の双方を生ずるおそれがある。その上、非可動コイルに関しては、これが瞬時から瞬時に移動できないならば、高精度のマップ化容量はあまりにも小さくて役立たない。
また、この文書中に記載された本発明の各種の実施例に関しては、例えば、トランスデューサが関心のある領域のより近くに移動してよりよい読み出しを提供することができるようにしたり、トランスデューサがより小さくより集中した領域に現在提供されたので、一層小さめのトランスデューサを使用することができるなどの多数の利点が達成される。これらトランスデューサは同様に特殊な処置のために道を外れて新しい場所に移動することもできる。
同様に、本発明は患者の異なる領域に配置された２つ以上のセットの参照フィールドトランスデューサを同時に使用し、これにより２つ以上の外部参照フレームを効果的に定義できる。この構成は、プローブがこれらトランスデューサセット間を移動するときに、当該システムはしたがってセットのトランスデューサ間を切り替えるように作用する。
同様に、本発明は米国特許出願第０８／４７６，３８０号に開示されたシステムと結合して使用することができ、その開示内容は引用文献でここに取り入れられている。米国特許出願第０８／４７６，３８０号においては、適応性のある帰還が使われており、これがプローブの場所にかかわらずプローブ上の検知器が予め選択された大きさの範囲内のフィールドを受信するのを確保するために参照フィールドトランスデューサまたはコイルに供給される電流を調節する。これにより検知器がその最適範囲内で働き、小型の送信機や検知器の使用が可能となる。このようにして、米国特許出願第０８／４７６，３８０号において開示されている適用性のある帰還技術は本発明で使用でき、参照フィールドトランスデューサとプローブフィールドトランスデューサ間で生成された非電離場の強度を調節する。
本発明はさらに、「体内プローブを使用した医療手法および装置」と表題がつきこれと同一日付で提出され、通例本願の譲受人に譲渡されたＰＣＴ出願に開示された「サイト(site)プローブ／インストラメントプローブシステム」と結合して使用できる。このサイトプローブ／インストラメントプローブシステムにおいては、カテーテルなどの医療プローブは、他のプローブに対するこのプローブの相対位置を決定することによって、あるいは同時に、両方のプローブ上に載置されたフィールドトランスデューサに、またはフィールドトランスデューサから非電離放射線を送信することによって、患者の体の内部に案内される。特に、サイトプローブは体の内部の病変に対してしっかりと固定することができ、病変を治療するためにインストラメントプローブはプローブの相対位置をモニターすることによって病変に案内することができる。薬剤または生検を組織標本(tissue sample)に送り出すために、インストラメントプローブをサイトプローブに案内することのみが必要となる可能性があるので、患者内部での医療および／またはイメージングプローブの配置の同時イメージングはされなくてもよい。本発明の各種の移動可能トランスデューサの設備(arrangements)はそれ故、サイトプローブ／インストラメントプローブシステムとともに使用できるが、同時患者イメージングを使用してもしなくてもよく、これにより参照フィールドトランスデューサによって定義された参照フレーム中のプローブの配置を示す(locate)ことができる。
上記に記載された特徴部分のこれらのおよび他の変形および組合せは本発明にもとることなく利用することができるので、好適な実施例の前述の記載は、この特許請求の範囲によって定義された本発明の制限というよりもむしろ例示でなされるべきである。
関連出願の相互参照
本出願は、１９９６年２月２６日付で提出された米国暫定出願第６０／０１２，２４１号と１９９６年２月１５日付けで提出された米国暫定出願第６０／０１１，７２０号の利益を請求し、したがってその開示内容はこの文書中で引用文献により取り入れられている。
以下のＰＣＴ出願は、各々出願人にバイオセンス社(Biosense,Inc.)の名がついており、同様にこの文書中で引用文献にて取り入れられている：
イスラエル受理官庁に１９９７年２月１４日頃に提出されたカテーテルを基にした外科手術；イスラエル受理官庁に１９９７年２月１４日頃に提出された体内エネルギの集中化(Focusing)；イスラエル受理官庁に１９９７年２月１４日頃に提出された位置決定可能な生検針；イスラエル受理官庁に１９９７年２月１４日頃に提出されたカテーテル較正および取扱モニタリング；イスラエル受理官庁に１９９７年２月１４日頃に提出された内視鏡の正確位置決定；米国受理官庁に１９９７年２月１４日頃に提出されたフィールドトランスデューサ付の医療プローブ；米国受理官庁に１９９７年２月１４日頃に提出された管腔付のカテーテル；米国受理官庁に１９９７年２月１４日頃に提出された体内プローブを使用した医療手法および装置；米国受理官庁に１９９７年２月１４日頃に提出されたロケーションシステム用の個別に位置決め可能なトランスデューサ；イスラエル受理官庁に１９９６年２月１４日頃に提出された多重素子エネルギ集中化と表題がついたＰＣＴ出願は、出願人としてVictor Spivakと名付けられており、同様にこの文書中に組み込まれている。
本発明に係る実施の態様は以下のとおりである。
１．（ａ）プローブ内に載置された１つ以上のプローブフィールドトランスデューサを有するプローブと；
（ｂ）フレーム上に載置された１つ以上の参照フィールドトランスデューサと；
（ｃ）前記参照フィールドトランスデューサが患者の体に近接して異なる位置に選択的に位置決めできるように、患者に相対して移動する前記フレームを載置する手段と；
（ｄ）前記プローブフィールドトランスデューサと前記参照フィールドトランスデューサ間の１つ以上の非電離場を送信するための送信手段と；
（ｅ）このような送信されたフィールドを各々検出するための検出手段と；
（ｆ）前記参照フィールドトランスデューサに対する前記プローブの相対的な配置を、検出されたフィールドの特性と、前記参照フィールドトランスデューサとのお互いの相対的な配置とから決定するための計算手段とを備えた患者の体の内部にプローブの配置を決定するシステム。
２．前記フレームは２つ以上の前記参照フィールドトランスデューサが既知の空間関係でお互いに可動であるようにするためのリンク機構を組み入れていることを特徴とする実施態様１に記載のシステム。
３．前記参照フィールドトランスデューサに相対した前記プローブの配置を患者の体に相対した既知の配置に変換するための変換手段をさらに備えたことを特徴とする実施態様１に記載のシステム。
４．前記変換手段は患者の体に取りつけられた１つ以上の基準トランスデューサからなることを特徴とする実施態様３に記載のシステム。
５．前記記載する手段は可撓性アームからなることを特徴とする実施態様１に記載のシステム。
６．（ａ）プローブの中に載置された１つ以上のプローブフィールドトランスデューサを具備したプローブを与えるステップと；
（ｂ）前記参照フィールドトランスデューサが患者の体に近接して異なる位置に選択的に位置決めできるように、患者に相対して移動するフレームを載置する手段を有する前記フレーム上に載置された１つ以上の参照フィールドトランスデューサを与えるステップと；
（ｃ）前記参照フィールドトランスデューサが患者の体に近接して第１の場所に位置決めされるように前記フレームを調整するステップと；
（ｄ）プローブフィールドトランスデューサと前記参照フィールドトランスデューサ間の１つ以上の非電離場を送信するステップと；
（ｅ）このような送信されたフィールドを各々検出するステップと；
（ｆ）前記参照フィールドトランスデューサに対する前記プローブの相対的な配置を、検出されたフィールドの特性と、参照フィールドトランスデューサとのお互いの相対的な配置とから計算するステップとを備えた患者の体の内部にプローブの配置を決定する方法。
７．前記参照フィールドトランスデューサに相対した前記プローブの配置を患者の体に相対した既知の配置に変換するステップをさらに含むことを特徴とする実施態様６に記載の方法。
８．前記変換ステップは患者の体に１つ以上の基準トランスデューサを付着させるステップと、前記参照フィールドトランスデューサと前記基準トランスデューサ間に送信される非電離場を検出するステップとを含むことを特徴とする実施態様６に記載の方法。
９．（ａ）１つ以上の参照フィールドトランスデューサと；
（ｂ）前記トランスデューサが固定される剛性フレームであって、前記剛性フレームは、前記参照フィールドトランスデューサが患者の体に近接した異なる場所に選択的に位置決めすることができるように患者に相対して移動する前記フレームを載置する手段からなることとを備えた患者の体の内部に非電離場を生成する装置。
１０．前記トランスデューサは多角形を定義し、前記載置手段は多角形面に対して垂直だあり、かつその中心を通過する軸が患者の体を通過するように前記フレームの位置決めを可能にすることを特徴とする実施態様９に記載の装置。
１１．前記フレームは体のある部分が実質的に当該多角形の内部に入るように位置決め可能であることを特徴とする実施態様１０に記載の装置。
１２．載置手段は患者が位置決めされたベッドに堅く結合した載置ブラケットからなることを特徴とする実施態様９に記載の装置。
１３．前記載置ブラケットは固定可能ジョイントからなり、これは該フレームが患者のベッドに相対した所望の角度で調整し固定できるように構成されることを特徴とする実施態様１２に記載の装置。
１４．前記フレームは複数のアームと調節ヒンジとからなり、この調節ヒンジは２つ以上のアームと結合し、結合された２つ以上のアームによって定義された角度となるように構成され、これにより所望の場所に堅く調節し固定することを特徴とする実施態様９に記載の装置。
１５．当該フレームは、前記トランスデューサが患者の頭部に近接して固定可能に位置決めされ、その頭部付近で非電離場を生成または受信するように適合することを特徴とする実施態様１１に記載の装置。
１６．前記フレームは、外科手術中に患者の頭部の位置を固定する装置に機械的に結合されることを特徴とする実施態様１５に記載の装置。
１７．前記フレームは外科手術中に頭部の位置を固定するのに適合したことを特徴とする実施態様１５に記載の装置。
１８．前記フレームはさらに、頭部の反対側に位置する頭部係合要素からなることを特徴とする実施態様１５に記載の装置。
１９．前記トランスデューサはフィールド生成コイルからなることを特徴とする実施態様９に記載の装置。
２０．（ａ）（ｉ）１つ以上の参照フィールドトランスデューサと、（ｉｉ）
前記トランスデューサが固定された剛性フレームであって、前記フレームは前記参照フィールドトランスデューサが患者の体に近接して異なる位置に選択的に位置決めできるように患者に相対して動く前記フレームを載置する手段からなることとを備えた非電離場を生成する装置と；
（ｂ）体内に挿入用のプローブと；
（ｃ）このプローブの配置を決定するフィールド応答手段とからなる患者の内部にプローブの配置を決定するシステム。
２１．２つ以上の前記参照トランスデューサの相対配置が決定できるように適合した２つ以上の位置検知装置をさらに備えたことを特徴とする実施態様２０に記載のシステム。
２２．前記フレームはさらに、プローブ較正レセプタクルを備えることを特徴とする実施態様２０に記載のシステム。
２３．前記フィールド応答手段は前記プローブに固定されることを特徴とする実施態様２０に記載のシステム。
２４．このフィールドは磁界であり、前記フィールド応答手段はコイルであることを特徴とする実施態様２３に記載のシステム。
２５．（ａ）１つ以上の参照フィールドトランスデューサと；
（ｂ）前記トランスデューサが固定された剛性フレームであって、前記フレームはその中に開口部を有しておりこのフレームが患者の頭部または首部の近接し少なくともこの頭部また首部のある部分を部分的に取り囲むように頭部が位置決めできることを備えた医療患者の頭部付近に非電離場を生成する装置。
２６．前記フレームは閉じた二辺および開いた一辺を有する三角形を定義する一組のアームを備えており、頭部の一部分が容易に前記開いた一辺を介して前記フレームの内部に位置決めできることを特徴とする実施態様２５に記載の装置。
２７．前記トランスデューサは三角形フレームの三つの角部に少なくとも位置決めされたことを特徴とする実施態様２６に記載の装置。
２８．前記アームはヒンジを使用して互いに接続されていることを特徴とする実施態様２６に記載の装置。
２９．前記アーム部材間の相対的な変位を測定する手段をさらに備えることを特徴とする実施態様２８に記載の装置。
３０．前記フレームに取りつけた頭部クランプをさらに備えたことを特徴とする実施態様２５に記載の装置。
３１．前記フレームは頭部の移動を防止するように頭部クランプで一体的に形成されたことを特徴とする実施態様２５に記載の装置。
３２．前記フレームは頭部に対してしっかり締めるように調節可能な頭部係止固定具をさらに含むことを特徴とする実施態様２５に記載の装置。
産業上の利用性
本発明は医療およびその関連手技にて使用できる。
【図１】
0003881028.tif 000002
【図２】
0003881028.tif 000003
【図３】
0003881028.tif 000004
【図４】
0003881028.tif 000005
【図５】
0003881028.tif 000006
【図６Ａ】
0003881028.tif 000007
【図６Ｂ】
0003881028.tif 000008
【図７】
0003881028.tif 000009
【図８Ａ】
0003881028.tif 000010
【図８Ｂ】
0003881028.tif 000011
【図９】
0003881028.tif 000012
【図１０】
0003881028.tif 000013
【図１１Ａ】
0003881028.tif 000014
【図１１Ｂ】
0003881028.tif 000015