特表 2024-524051 ボア内位置決めシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-07-05

(54)【発明の名称】ボア内位置決めシステム

(51)【国際特許分類】

   A61B 5/055 20060101AFI20240628BHJP

   A61N 5/00 20060101ALI20240628BHJP

   A61B 17/29 20060101ALI20240628BHJP

【ＦＩ】

A61B5/055 390

A61N5/00

A61B17/29

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023576001

(86)(22)【出願日】2022-06-09

(85)【翻訳文提出日】2024-02-06

(86)【国際出願番号】 NL2022050320

(87)【国際公開番号】W WO2022260520

(87)【国際公開日】2022-12-15

(31)【優先権主張番号】2028425

(32)【優先日】2021-06-10

(33)【優先権主張国・地域又は機関】NL

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】523461346

【氏名又は名称】ニモ クリエイティビティ ホールディング ビー．ブイ．

【氏名又は名称原語表記】ＮＥＭＯ ＣＲＥＡＴＩＶＩＴＹ ＨＯＬＤＩＮＧ Ｂ．Ｖ．

(74)【代理人】

【識別番号】100107456

【弁理士】

【氏名又は名称】池田 成人

(74)【代理人】

【識別番号】100162352

【弁理士】

【氏名又は名称】酒巻 順一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100123995

【弁理士】

【氏名又は名称】野田 雅一

(72)【発明者】

【氏名】アウデ フリーリンク， ティモ ヨリック コーマン

【テーマコード（参考）】

4C082

4C096

4C160

【Ｆターム（参考）】

4C082AA00

4C082AC00

4C082AE01

4C096AA18

4C096AD08

4C096AD19

4C096CA58

4C096FC20

4C160GG22

(57)【要約】

装置（１００）のボア（１０２）内に可動物体（５５０）を位置決めするための位置決めシステムが開示される。少なくとも１つのトラック（５０１）は、装置（１００）の内面（１０３）に沿って配置されるように構成される。複数のスライダ（５０４）は、少なくとも１つのトラック（５０１）に沿って独立して摺動するように構成され、複数のスライダ（５０４）は、少なくとも１つのヒンジ接続（３５４）を介して可動物体（５５０）に機械的に結合される。少なくとも１つの関節部材（５０６）は、関節部材（５０６）の第１の端部で第１の接続（３１１）を介してスライダ（５０４）の１つに接続され、関節部材（５０６）の第２の端部で第２の接続（３０８）を介して可動物体（５５０）に接続される。
【選択図】 図３Ａ

【特許請求の範囲】

【請求項1】

装置（１００）のボア（１０２）内に可動物体（５５０）を位置決めするための位置決めシステムであって、
前記ボア（１０２）の内面（１０３）に沿って配置されるように構成された少なくとも１つのトラック（５０１）と、
前記少なくとも１つのトラック（５０１）に沿って独立して摺動するように構成された複数のスライダ（５０４）であって、少なくとも１つのヒンジ接続（３５４）を介して前記可動物体（５５０）に機械的に結合されている、複数のスライダ（５０４）と、
少なくとも１つの関節部材（５０６）であって、各関節部材（５０６）が、前記関節部材（５０６）の第１の端部で第１のヒンジ接続（３１１）を介して前記複数のスライダ（５０４）の１つに接続され、各関節部材（５０６）が、前記関節部材（５０６）の第２の端部で第２のヒンジ接続（３０８）を介して前記可動物体（５５０）にさらに接続される、少なくとも１つの関節部材（５０６）と、
を備える、位置決めシステム。

【請求項2】

前記少なくとも１つのトラック（４０１）が直線状であり、前記ボア（１０２）の中心軸線に平行な長手方向（２５０）に配向される、請求項１に記載の位置決めシステム。

【請求項3】

各関節部材（５０６）が、前記スライダ（５０４）と前記可動物体（５５０）との間に不変の長さを有する、請求項１に記載の位置決めシステム。

【請求項4】

前記複数のスライダの少なくとも２つ（３０３，３０４）が、前記可動物体（３１０）を前記ボア（１０２）の前記内面（１０３）に向かって移動させるために互いから離れるように移動され得る、請求項１に記載の位置決めシステム。

【請求項5】

前記ボア（１０２）が、支持部材（１０４）の１つの側で前記装置（１００）の動作を受ける物体を支持するための支持部材（１０４）を備え、前記少なくとも１つのトラック（５０１）が、前記支持部材（１０４）の、前記動作を受ける前記物体の空間と同じ側に配置される、請求項１に記載の位置決めシステム。

【請求項6】

前記少なくとも１つのトラック（５０１）が、少なくとも１つの懸吊要素（７０１）に懸吊される、請求項１に記載の位置決めシステム。

【請求項7】

前記装置（１００）が前記少なくとも１つの懸吊要素を備える、請求項６に記載の位置決めシステム。

【請求項8】

前記少なくとも１つの懸吊要素（７０１）が、前記装置（１００）を除く外部物体（１５０）によって、又は前記ボア１０２の底面によって支持されるように構成される、請求項６に記載の位置決めシステム。

【請求項9】

前記少なくとも１つの懸吊要素（７０１）が、前記少なくとも１つのトラック（５０１）とは異なって配向された少なくとも１つのさらなるトラック（７０２）を備え、前記少なくとも１つのトラック（５０１）の少なくとも１つが、前記少なくとも１つのさらなるトラック（７０２）に沿って摺動するように構成される、請求項６に記載の位置決めシステム。

【請求項10】

前記少なくとも１つのトラック（５０１）の前記少なくとも１つを前記少なくとも１つのさらなるトラック（７０２）に沿って移動させるように構成された少なくとも１つのアクチュエータ（１００３）をさらに備える、請求項９に記載の位置決めシステム。

【請求項11】

前記少なくとも１つのさらなるトラック（７０２）が、前記ボア（１０２）の断面の円周の少なくとも一部に対応する形状を有する、請求項９に記載の位置決めシステム。

【請求項12】

前記ボア（１０２）の前記壁（１０３）が、前記少なくとも１つのさらなるトラック（１１１０）の少なくとも１つを含む、請求項１１に記載の位置決めシステム。

【請求項13】

前記少なくとも１つのさらなるトラック（１３０２）の少なくとも１つが、前記ボア（１０２）の外側に配置される、請求項１１に記載の位置決めシステム。

【請求項14】

前記複数のスライダの少なくとも１つの第２のスライダ（１２０４）とは独立して、前記複数のスライダの少なくとも１つの第１のスライダ（５０４）を前記少なくとも１つのトラック（５０１）に沿って移動させるように構成された少なくとも１つのアクチュエータ（１００１）をさらに備える、請求項１に記載の位置決めシステム。

【請求項15】

前記少なくとも１つのアクチュエータ（１００１）が、前記少なくとも１つのトラック（５０１）に沿って配置された機械的結合部材（１００２）によって前記スライダ（５０４）に機械的に結合される、請求項１４に記載の位置決めシステム。

【請求項16】

前記可動物体（５５０）の所望の位置又は所望の向きに基づいて、前記少なくとも１つのアクチュエータ（１００１）によって前記複数のスライダ（５０４）の前記少なくとも１つを自動的に制御するように構成された制御ユニット（１９０１）をさらに備える、請求項１４に記載の位置決めシステム。

【請求項17】

前記装置（１００）が、医用装置、特に医用イメージング装置又は放射線治療装置を含む、請求項１に記載の位置決めシステム。

【請求項18】

前記可動物体（５５０）が、エンドエフェクタ（１３５０）又はエンドエフェクタ（１３５０）を取り付けるためのスロットを備える、請求項１に記載の位置決めシステム。

【請求項19】

前記エンドエフェクタ（１３５０）が、トランシーバ、又は生検器具、外科用器具もしくは物質を適用するためのアプリケータなどの医用機器を含む、請求項１８に記載の位置決めシステム。

【請求項20】

前記少なくとも１つの関節部材（５０６）の少なくとも１つが、前記少なくとも１つの関節部材（５０６）の前記少なくとも１つ又は前記可動物体（５５０）が交換され得るように、前記複数のスライダ（５０４）の前記１つ又は前記可動物体（５５０）に取り外し可能に接続されるように構成される、請求項１に記載の位置決めシステム。

【請求項21】

装置のボア内に可動物体を位置決めする方法であって、
前記ボアの内面に沿って少なくとも１つのトラックを配置するステップ（２００１）と、
前記少なくとも１つのトラック上に複数のスライダを設けるステップ（２００２）であって、前記複数のスライダが、少なくとも１つのヒンジ接続を介して前記可動物体に機械的に結合される、ステップ（２００２）と、
少なくとも１つの関節部材を準備するステップ（２００３）であって、各関節部材が、前記関節部材の第１の端部で第１のヒンジ接続を介して前記複数のスライダの１つに接続され、各関節部材が、前記関節部材の第２の端部で第２のヒンジ接続を介して前記可動物体にさらに接続される、ステップ（２００３）と、
前記複数のスライダの各々を、前記少なくとも１つのトラックに沿って独立して摺動するように制御するステップ（２００４）と、
を含む、方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、装置のボア内に可動物体を位置決めするための位置決めシステムに関する。本発明はまた、装置のボア内に可動物体を位置決めする方法に関する。

【背景技術】

【0002】

２０２０年に、合計２７０万人が、がんと診断された。がんの主な診断方法は、組織病理学的検査のために組織生検を行うことである。残念なことに、見過ごされた生検針の誤配置が偽陰性の主な原因であり、がんは、後の段階で検出され、それによって治癒的ながんの治療の可能性が低下する。器具の誤配置は、適切な治療を提供する能力にも影響を及ぼす。例えば、切除針の不正確な配置は、腫瘍の不完全な治療の要因であり、したがってがんの再発を引き起こす。コア生検及びコア切除の両方は、主に超音波画像誘導下で実施される。超音波誘導は、その低解像度及び単一平面画像のために、操作する人間に大きく依存する。ＣＴ及びＭＲＩシステムなどの高度なイメージングモダリティを使用して、３次元の高品質の医用画像を得ることができる。ＣＴ誘導下で最も一般的な技術は、スキャンが行われる前に針を位置決めし、スキャンを行うことによって針を確認することである。この方法は、所望の位置が最終的に見つかるまで針を再配置するための複数回の反復スキャンを必要とする。理想的には、切除針及び生検針などの器具の位置誘導は、リアルタイム及び高解像度の画像誘導下で実施される。残念なことに、ほとんどのＣＴ及びＭＲＩシステムは、閉ボア設計を有し、臨床医が器具を手動で位置決めするための追加のディスプレイを必要とする。

【0003】

外科及び介入ロボットは、脳生検のためのＵＮＩＭＡＴＥ ＰＵＭＡ ２００ロボットによる１９８５年の最初の臨床使用から始まったが、整形外科、脊椎、腹部、胸部、肺及び胃腸用途などの用途に拡大し、保健医療分野でますます使用されている。これらのロボットは、身体内の病変への低侵襲性アクセスを実現するのに役立ち得る。前述の用途では、イメージングは、計画、ナビゲーション、及び特定の場合には治療のための重要な要素である。注目すべきことに、直接内視鏡視覚化以外では、リアルタイムイメージングモダリティを使用する外科システムは非常に少なく、超音波又は蛍光透視のいずれかを使用する外科システムは、両方とも解像度及び単一平面画像の点で限定されている。ロボット工学と高品質のリアルタイムイメージングとのさらなる統合は、ロボット治療の臨床転帰を最終的に改善するための機械学習アルゴリズムの標準化及び統合の前提条件である。

【0004】

現在、ＭＲＩ又はＣＴスキャナのボア内で使用するために設計されたシステムはわずかしかない。そのようなシステムにおける主な課題は、ＭＲＩ又はＣＴスキャナとの適合性が必要であり、設計のほとんどの構成要素をそれぞれ非鉄材料又は放射線透過性材料に限定することである。プラスチックは、典型的にはこれらのニーズを満たす材料の一種であるが、材料の強度及び剛性の点で限定されている。これらの厳しい要件のために、空気圧モータ（例えば、米国特許第８０６１２６２号明細書、米国特許第９４６９０２６号明細書、米国特許出願公開第２０２０／０１８２２６７号明細書、米国特許出願公開第２０２１／０００７８１７号明細書）及び力伝達機構などの非磁気作動方法を提供する方法として、作動のための代替方法が検討されてきた。

【0005】

メカトロニクス構成要素を含む構成はまた、作業空間、及び特定の解剖学的領域へのアクセスのために不可欠である。米国特許出願公開第２０２０／００８６１４０号明細書は、小線源治療シードを配置するための針を位置決めするための一体型空気圧アクチュエータを有する並列機構を開示している。米国特許出願公開第２０１７／０３６７７７６号明細書は、カテーテルロボットが配置されたレールを使用して、直接ＭＲＩ誘導の下でカテーテルを並進及び回転させる。これらのシステムは、患者のベッド上に一緒に配置され、したがって、使用ごとに較正及び設定時間を必要とする。代替の手法は、患者とロボットとが同じ基準フレーム内にある患者装着型システムである。米国特許第９３２６８２５号明細書は、例えば関節造影における針介入のための患者装着型ロボットである。米国特許出願公開第２０２１／００１５５５８号明細書及び米国特許出願公開第２０１９／０３１４１１０号明細書は、患者の身体、特に神経外科画像誘導介入のためのスカルに装着されている。

【発明の概要】

【0006】

本発明の目的は、改善された位置決めシステムを提供することである。本発明の一態様によれば、装置のボア内に可動物体を位置決めするための位置決めシステムであって、
ボアの内面に沿って配置されるように構成された少なくとも１つのトラックと、
少なくとも１つのトラックに沿って独立して摺動するように構成された複数のスライダであって、少なくとも１つのヒンジ接続を介して可動物体に機械的に結合されている、複数のスライダと、
少なくとも１つの関節部材であって、各関節部材が、関節部材の第１の端部で第１のヒンジ接続を介してスライダの１つに接続され、各関節部材が、関節部材の第２の端部で第２のヒンジ接続（３０８）を介して可動物体にさらに接続される、少なくとも１つの関節部材と
を備える、位置決めシステムが提供される。

【0007】

この構造は、ボアの空間を通る物体の制御された移動を可能にする、特にコンパクトで汎用的なツールを提供する。複数の独立して可動なスライダの協調移動によって、可動物体は、所望の位置に対して複数の方向に移動させることができる。この場合、臨床医は器具の位置を直接見て修正することができ、高い精度でより迅速な（したがってより費用効果の高い）介入をもたらすことができる。構造は、ボア内の比較的少ない空間を使用することができる。

【0008】

少なくとも１つのトラックは、直線状であり、ボアの中心軸線に平行な長手方向に配向され得る。これは、ボアの長さを通って可動物体を容易に移動させることを可能にし、スライダを互いに向かって、又は離れて移動させることによって半径方向の移動を依然として可能にする。それは、また、スライダを互いから離れて移動させることによって邪魔にならない待機モードを可能にし、部材及び可動物体をトラックと位置合わせすることを可能にする。

【0009】

各関節部材は、スライダと可動物体との間に不変の長さを有し得る。このようにして、構造は、軽量又は比較的単純なままであり得る。摺動機構によって、可動物体は、空間を通って複数の方向に移動することができる。

【0010】

例えば、スライダの少なくとも２つを互いに離れるように移動させて、可動物体をボアの内面に向かって移動させることができる。このようにして、可動物体は、トラックも物体もボアへのアクセスを妨げることがないように、脇に移動させることができる。

【0011】

ボアは、支持部材の１つの側で装置の動作を受ける物体を支持するための支持部材を備えることができ、少なくとも１つのトラックは、支持部材の、動作を受ける物体の空間と同じ側に配置され得る。これにより、可動物体が支持部材上の物体に向かって又は離れて移動され得る好ましい構成がもたらされる。

【0012】

例えば、支持部材は、ボアの断面の第１の半分に配置されてもよく、少なくとも１つのトラックは、ボアの断面の第１の半分と反対側のボアの第２の半分に配置されてもよい。

【0013】

少なくとも１つのトラックは、少なくとも１つの懸吊要素に懸吊されてもよい。これにより、トラックを柔軟に位置決めすることが可能になる。

【0014】

装置は、懸吊要素を備え得る。これにより、位置決めシステムと装置との一体化が容易になる。

【0015】

少なくとも１つの懸吊要素は、装置を除く外部物体によって支持されるように構成されてもよい。これにより、位置決めシステムを、装置から独立した、機械的に独立したシステムとして提供することが可能になる。

【0016】

少なくとも１つの懸吊要素は、少なくとも１つのトラックとは異なって配向された少なくとも１つのさらなるトラックを備え、少なくとも１つのトラックの少なくとも１つは、少なくとも１つのさらなるトラックに沿って摺動するように構成される。これは、スライダをトラックに沿って、かつさらなるトラックの方向に移動させるためのさらなる可能性を提供する。

【0017】

システムは、少なくとも１つのさらなるトラックに沿って少なくとも１つのトラックの少なくとも１つを移動させるように構成された少なくとも１つのアクチュエータを備え得る。これは、トラックを移動させる自動化された方法を提供する。これにより、可動物体を位置決めするために、トラック、ひいてはトラック上の任意のスライダを移動させることがより容易になる。

【0018】

少なくとも１つのさらなるトラックは、ボアの断面の円周の少なくとも一部に対応する形状を有し得る。このようにして、トラックは、ボアの内壁に沿って接線方向に移動させることができる。

【0019】

ボアの壁は、前記少なくとも１つのさらなるトラックの少なくとも１つを含み得る。これにより、トラックと装置との一体化がもたらされる。

【0020】

前記少なくとも１つのさらなるトラックの少なくとも１つは、ボアの外側に配置されてもよい。これにより、位置決めシステムを、ボア内の干渉を最小限に抑えて動作可能にすることが可能になる。

【0021】

システムは、複数のスライダの少なくとも１つの第２のスライダとは独立して、複数のスライダの少なくとも１つの第１のスライダを少なくとも１つのトラックに沿って移動させるように構成された少なくとも１つのアクチュエータを備え得る。これにより、位置決めシステムの自動化が容易になる。アクチュエータが各スライダを独立して移動させることを可能にすることによって、可動物体は、ボア内の３次元空間内で任意の方向に移動及び／又は回転させることができる。

【0022】

アクチュエータは、少なくとも１つのトラックに沿って配置された機械的結合部材によってスライダに機械的に結合されてもよい。これにより、アクチュエータをスライダから比較的離れて、可動デバイスから比較的離れて、任意選択的にさらにはボアの外側に保持することが可能になり、したがってボア内の干渉を低減することが可能になる。

【0023】

システムは、可動物体の所望の位置又は所望の向きに基づいて、少なくとも１つのアクチュエータによってスライダの少なくとも１つを自動的に制御するように構成された制御ユニットを備え得る。したがって、制御ユニットは、位置決めシステムの自動化を容易にする。

【0024】

装置は、医用装置、特に医用イメージング装置又は放射線治療装置を含み得る。本発明者は、位置決めシステムが医用イメージング装置又は放射線治療装置のボアに特に適していると考えた。この場合、臨床医は器具の位置を直接見て修正することができ、これにより、より効率的な介入及び／又はより高い精度がもたらされ得る。これは、入ってくるイメージングデータを表示しながら、例えば臨床医のコンソールから、器具を操作する能力を実現することができる、ロボット工学のための実現技術を提供することができる。

【0025】

可動物体は、エンドエフェクタ又はエンドエフェクタを取り付けるためのスロットを備え得る。これは、可動物体が所望の場所で効果をもたらすことを可能にする。

【0026】

エンドエフェクタは、トランシーバ、又は生検器具、外科用器具もしくは物質を適用するためのアプリケータなどの医用機器を含み得る。この種のエンドエフェクタは、介入又はスキャン中にボア内で位置決めするのが面倒であり得るが、位置決めシステムを使用して、これをより安全及び／又は効率的に行うことができる。

【0027】

関節部材の少なくとも１つは、関節部材の少なくとも１つ又は可動物体が交換され得るように、スライダの１つ又は可動物体に取り外し可能に接続されるように構成され得る。これにより、洗浄が容易になる。さらに、これらの項目を一時的に除去することによって、位置決めシステムが使用されていない間、ボア内により多くの空間が利用可能になり得る。

【0028】

本発明の別の態様によれば、装置のボア内に可動物体を位置決めする方法であって、
ボアの内面に沿って少なくとも１つのトラックを配置するステップと、
少なくとも１つのトラック上に複数のスライダを設けるステップであって、複数のスライダが、少なくとも１つのヒンジ接続を介して可動物体に機械的に結合される、ステップと、
少なくとも１つの関節部材を準備するステップであって、各関節部材が、関節部材の第１の端部で第１のヒンジ接続を介してスライダの１つに接続され、各関節部材が、長尺部材の第２の端部で第２のヒンジ接続を介して可動物体にさらに接続される、ステップと、
複数のスライダの各々を、少なくとも１つのトラックに沿って独立して摺動するように制御するステップと
を含む、方法が提供される。

【0029】

当業者であれば、上述の特徴は、有用と考えられる任意の方法で組み合わせることができることを理解するであろう。さらに、システムに関して説明した修正及び変形は、方法及びコンピュータプログラム製品にも同様に適用することができ、方法に関して説明した修正及び変形は、システム及びコンピュータプログラム製品にも同様に適用することができる。

【0030】

以下では、図面を参照して、実施例によって本発明の態様を説明する。図面は概略図であり、縮尺通りに描かれていない場合がある。図面を通して、同様の項目には同じ参照番号が付され得る。

【図面の簡単な説明】

【0031】

【図1】従来技術の医用イメージング装置を示す図である。

【図2】位置決めシステムの一例を示す図である。

【図3A】位置決めシステムの別の例を示す図である。

【図3B】位置決めシステムの代替例を示す図である。

【図4】位置決めシステムの別の例を示す図である。

【図5】位置決めシステムの別の例を示す図である。

【図6】位置決めシステムの別の例を示す図である。

【図7】位置決めシステムの一例を備えた装置の正面図である。

【図8】位置決めシステムの別の例を備えた装置の正面図である。

【図9】位置決めシステムの別の例を備えた装置の正面図である。

【図10】トラック懸吊部を示す図である。

【図11】位置決めシステム及び装置の一部の断面図である。

【図12】トラック及び懸吊部を有する装置の断面図である。

【図13】別の例示的な位置決めシステムを有する装置の断面図である。

【図14】位置決めシステムの別の例を有する装置の断面図である。

【図15】図１１に示す位置決めシステムの詳細の断面図である。

【図16】代替の例示的なアクチュエータを示す図である。

【図17】別の代替例のアクチュエータを示す図である。

【図18】関節部材の異なる実施形態を示す図である。

【図19】位置決めシステムの機能図である。

【図20】装置のボア内に物体を位置決めする方法のフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0032】

添付の図面を参照して、特定の例示的な実施形態をより詳細に説明する。

【0033】

明細書に開示された事項、例えば詳細な構造及び要素は、例示的な実施形態の包括的な理解を助けるために提供される。したがって、例示的な実施形態が、それらの具体的な規定事項を伴わずに実施され得ることは明らかである。また、周知の動作又は構造は、不必要な詳細によって説明が不明瞭になるため、詳細に説明されていない。

【0034】

図１は、医用イメージング装置１００の正面図を示す。医用イメージング装置１００は、ボア１０２を有する本体１０１を有する。本体１０１は、例えば、特定の電磁場の発生器及び／又は検出器を囲むハウジングを備え得る。装置１００は、図示されていない制御パネルなどのさらなる構成要素を備えてもよい。ボア１０２は、装置１００の本体１０１の内壁１０３によって境界付けられている。ボア１０２は、装置本体１０１の前面１０５から装置本体１０１の背面１０６（例えば、図２を参照）まで延在し得る。そのような装置の多くでは、患者テーブルなどの支持体１０４が設けられ、その上にイメージングされる物体がボア１０２の内側に載置され得る。支持体１０４は任意選択であり、可動であっても、又は取り外し可能であってもよい。

【0035】

本開示の原理は、ボアを有する医用イメージング装置に関連して示されるが、同じ原理が、放射線治療装置又は非医用イメージング装置など、ボアを有する他の装置に適用され得る。さらに、画像は、水平に配向されたボア及び水平な患者支持体を有する装置を示しているが、これに限定されない。本明細書に開示される技術はまた、垂直又は斜めに配向されたボアを有する装置に適用されてもよい。支持体は、例えば、物体が寄りかかることができる垂直支持プレートであり得る。また、この原理は、貫通ボア、すなわちボアの両端に開口部を有するボアを有する装置に適用されてもよい。代替的に、本開示の原理は、一端のみに開口部を有するキャビティの形態のボアに適用されてもよく、ボアは、一端が閉鎖され他端が開放された例えば円筒形の空間である。「オープンＭＲＩ」などの本明細書に開示された技術のさらに他の用途では、ボアは、１つの側面のみが閉鎖され、３つの側面が開放され得る。ボア１０２は、長手方向軸線（通常、ボアの１つの開口部からボアの別の開口部まで延在する）及び半径を有する略円筒形の形状であってもよい。

【0036】

装置１００は、床１５０に載置することができる。しかしながら、これに限定されず、装置１００は、代替的に天井から懸吊されてもよく、又は任意の他の様式の支持構造を有してもよい。

【0037】

図２は、装置１００のボア１０２の内側に可動物体を位置決めするための位置決めシステムの一例を示す。位置決めシステムは、トラック２０１と、トラックに沿って摺動するように構成されたスライダ２０２と、スライダ２０２の一端に固定された部材２０３とを備え、可動物体（図示せず）は、部材２０３の他端２０４に取り付けることができる。部材２０３は、内壁１０３からボア１０２内に延在し得る。トラック２０１は、ボアの長手方向２５０に配向され得る。特定の実施形態では、トラック２０１は、本体１０１の前面１０５から本体１０１の背面１０６まで延在し得る。例えば、トラック２０１は、装置１００の内壁１０３上、内壁１０３内、又は内壁１０３に近接して配置され得る。図示の構成により、可動物体を長手方向に移動させることが可能になる。物体を半径方向に移動させるため、又は可動物体を回転させるためには、トラック２０１及びスライダ２０２に加えて他の手段が必要である。

【0038】

図３Ａは、装置１００のボア１０２の内側に可動物体を位置決めするための位置決めシステムの第２の例を示す。位置決めシステムは、一方が他方に隣接する２つのトラック３０１及び３０２を備える。第１のトラック３０１には、第１のスライダ３０３が存在する。第２のトラック３０２には、第２のスライダ３０４が存在する。第１の長尺部材３０５の第１の端部が、ヒンジ３１１によって第１のスライダ３０３に取り付けられている。第２の長尺部材３０６の第１の端部が、ヒンジ３０７によって第２のスライダ３０４に取り付けられている。プラットフォーム３１０が、第１の長尺部材３０５の第２の端部及び長尺部材３０６の第２の端部に取り付けられている。第１の長尺部材３０５は、ヒンジ３０８によってプラットフォーム３１０に取り付けられ、第２の長尺部材３０６は、ヒンジ３０９によってプラットフォーム３１０に取り付けられ、ヒンジ３０８とヒンジ３０９との間には距離がある。スライダ３０３及び３０４をそれらのトラックに沿って移動させることによって、プラットフォーム３１０の位置は、変更することができ、プラットフォーム３１０は、スライダ３０３及び３０４の移動に応じて、長手方向又は半径方向に移動させることができる。したがって、プラットフォーム３１０は、スライダ３０３及び３０４を独立して摺動させることによって移動させることができる可動物体である。プラットフォーム３１０は、代替的に、別の可動物体のためのプラットフォームであってもよい。プラットフォーム３１０に物体を取り付けるだけで、可動物体が作成され得る。例えば、医療処置におけるエンドエフェクタが、可動物体となるようにプラットフォーム３１０に取り付けられてもよい。

【0039】

特定の実施形態では、ヒンジは任意選択である。すなわち、関節部材３０６とスライダ３０４との間のすべての接続がヒンジ式である必要はない。特定の実施形態では、少なくとも１つの関節部材３０６は、スライダ３０４に堅固に接続され、可動物体又はプラットフォーム３１０にヒンジ接続される。特定の実施形態では、少なくとも１つの関節部材３０６は、スライダ３０６にヒンジ接続され、可動物体又はプラットフォーム３１０に堅固に接続される。

【0040】

図３Ｂは、そのような構成の図を示す。図は、２つのスライダ３５２及び３５５を有するスライダ３５１を示す。第１のスライダ３５２は、スライダ３５２にヒンジ接続されていないが、一体成形又は接着などの堅固な接続３５３によってスライダ３５２に接続されている長尺部材３５７の第１の端部に接続されている。第１の端部の反対側の他端において、長尺部材３５７は、可動物体３５９に対するヒンジ接続３５４を有する。関節部材３５８は、第２のスライダ３５５に対するヒンジ接続３６０と、可動物体３５９に対するヒンジ接続３５６とを有する。このようにして、回転移動に加えて、可動物体３５９の少なくとも１次元の並進移動が可能である。

【0041】

図３Ａの例では、２つの隣接するトラック３０１及び３０２が示されており、各スライダに対して１つのトラックである。これは、本開示の他の箇所で説明するように、アクチュエータによる独立した移動を容易にすることができる。しかしながら、これに限定されない。他の実施形態は、各スライダがトラックに沿って他のスライダから独立して摺動することができるように、各スライダに対して独立したアクチュエータを使用して、複数のスライダに対して単一のトラックを使用することができる。同じトラック上に複数のスライダを有する特定の実施形態では、そのようなスライダは、互いに交差することができない。

【0042】

図３Ａに示す例では、トラック３０１，３０２は、内壁１０３に沿って長手方向に配向されている。しかしながら、これに限定されない。特定の実施形態では、例えば、トラックは、円弧状であり、内壁に沿って接線方向に配置されてもよい。

【0043】

図４は、２つのトラック４０１及び４０２が図３Ａの例と比較してさらに離間している位置決めシステムの例を示す。これは、可動物体３１０を移動させる際のさらなる可能性を提供することができる。ヒンジ取付け部材３０５，３０６及び可動物体３１０の詳細は、図３Ａに示す構成と同様であり、ここでは簡略化のため繰り返さない。

【0044】

図示は１自由度のヒンジを示しているが、これに限定されない。球面継手又はボール継手などの２つ又は３つの自由度を有するヒンジなどの他の種類のヒンジが、代替的に適用され得る。特定の実施形態では、弾性体変形によって力及び運動伝達を達成する可撓性機構であるコンプライアント機構を使用するコンプライアント継手が、ヒンジ接続として使用され得る。コンプライアント継手は、摩擦が低減され、及び／又は比較的大きな位置決め精度を達成する可能性があるという利点を有し得る。

【0045】

図５は、２つの離間したマルチスライダトラック５０１，５０２が設けられた位置決めシステムの別の例を示す。２つの離間したマルチスライダトラック５０１，５０２は、ボア１０２の長手方向に配向され、装置１００の内面１０３に配置される。各マルチスライダトラック５０１，５０２は、複数のスライダを有する。スライダは、関節部材５０６によって可動物体５５０に接続されている。図示の例では、マルチスライダトラック５０１は、複数の隣接する平行トラック５０３を含む。同様に、マルチスライダトラック５０２は、複数の隣接する平行トラック５０７を含む。これらの隣接する平行トラック５０３，５０７は、例えば、レールの形態で実装されてもよい。各スライダ５０４は、マルチスライダトラック５０１の異なるトラック５０３に沿って摺動するように配置される。各スライダ５０５は、マルチスライダトラック５０２の異なるトラック５０７に沿って摺動するように配置される。スライダ５０４，５０５は、それぞれの関節部材５０６によって可動物体５５０に接続され、関節部材５０６の両端にヒンジ接続を有する。関節部材５０６は、可動物体５５０上の異なる位置に接続され、可動物体５５０の向きを制御することを可能にする。

【0046】

代替の実施形態では、マルチスライダトラック５０１，５０２が、複数のスライダが取り付けられ得る単一のトラック（例えば、レール）として実装されてもよい。

【0047】

代替の実施形態では、湾曲した平行トラック、例えばマルチスライダトラックが、ボア１０２の中心軸線に対して長手方向ではなく接線方向に実装されてもよい。

【0048】

図６は、装置のボア内に可動物体を位置決めするための位置決めシステムの別の構成を示す。システムは、３つのマルチスライダトラックを備える。図示の構成では、各マルチスライダトラックに２つのスライダが取り付けられている。トラック間の距離は変化し得る。

【0049】

一般に、トラックが平行であることが有効であり得る。トラックが平行に配置されていない特定の実施形態では、トラックは、好ましくは互いに交差しないように配置され得る。

【0050】

トラック及びスライダのいくつかの構成が図に示されているが、これらの図は例を示すためのものにすぎず、限定するものではない。トラックの他の構成も考えられる。図２～図６の図は、互いに対して、及びボアの壁に対して固定され得るトラックを示す。例えば、これは、例えば接着によって、ボアの壁にトラックを取り付けることによって実現することができる。代替的に、トラックは、ボアの壁に一体化されてもよい。例えば、トラックは、ボアの壁のスリット内に実装されてもよい。さらに代替的に、トラックは、例えばボアの開口部にある懸吊構造によって懸吊されてもよい。以下に示すように、そのような懸吊構造は、必要に応じてトラックを移動させることを可能にすることができる。

【0051】

図７は、位置決めシステム７００の一例を備えた装置１００の正面図を示す。位置決めシステム７００は、図５と組み合わせて最もよく理解することができる。位置決めシステムのトラック５０１，５０２は、装置１００の内壁１０３に沿って長手方向（図７の視野方向に対して垂直）に、ボア１０２内に位置決めされる。さらに、トラック５０１は、トラック懸吊部７０１に懸吊されている。次に、トラック懸吊部７０１は、トラック懸吊部７０１が湾曲トラック７０２に沿って摺動できるように、スライダによって湾曲トラック７０２に取り付けられる。このようにして、湾曲トラック７０２に沿って懸吊部７０１を摺動させることによって、ボア１０２の内側のトラック５０１の接線方向位置は変更することができる。ボア１０２の内側のトラック５０１の一部又は全部は、このようにして可動にすることができる。懸吊部トラック７０２及び懸吊部７０１は、トラック５１０に安定性を付与するために、ボア１０２の両端に設けられてもよい。懸吊部トラック７０２は、装置１００の本体１０１に一体化されてもよい。代替的に、懸吊部トラック７０２は、接着又はねじなどの固定手段によって装置１００の本体１０１に取り付けられてもよい。さらに代替的に、懸吊部トラック７０２は、任意の適切な手段によって定位置に保持されてもよい。

【0052】

図７、図８、図９、図１２、図１３及び図１４に示すように、エンドエフェクタ７０３は、可動物体５５０に取り付けられてもよい。このエンドエフェクタは、可動物体５５０と一体化されてもよい。代替的に、可動物体５５０は、エンドエフェクタ７０３が（取り外し可能に）挿入され得るスロットを含んでもよい。エンドエフェクタ７０３を可動物体５５０に取り付ける他の方法が、本開示を考慮して考えられ得る。エンドエフェクタ７０３は、例えば、試料を採取する又は流体を注入するなどの介入を実施するために、位置決めシステム１００によって位置決めされ得る。

【0053】

図８は、位置決めシステム８００の一例を備えた装置１００の正面図を示す。位置決めシステム８００は、位置決めシステム７００と同様である。しかしながら、位置決めシステム８００は、懸吊部トラック７０２が取り付けられる前面取付けプレート８０１をさらに備える。さらに、装置本体１０１の内面１０３は、ライナ８０３によって部分的に覆われている。これは、図１３を参照して以下でさらに説明する。

【0054】

図９は、位置決めシステム９００の一例を備えた装置１００の正面図を示す。位置決めシステム９００は、各々が２つのスライダを有する３つのトラックを有し、したがって、図６と組み合わせて理解することができる。位置決めシステム９００の構造及び動作は、トラックの数を除いて、位置決めシステム７００と同様である。図９に示す例では、各トラックに１つずつ、３つの摺動トラック懸吊部９０１が存在する。

【0055】

図１０は、トラック懸吊部７０１の１つをより詳細に示す。トラック５０１は、円形トラック７０２と略直交する方向に延在する。さらに、スライダ５０４は、アクチュエータ１００１に動作可能に接続され得る。これらのアクチュエータは、いくつかの方法で実装することができる。例えば、各スライダ５０４は、ワイヤ又はベルト１００２によって、そのトラック５０１の両端でアクチュエータ１００１に接続されてもよい。アクチュエータ１００１は、スライダをその近くに移動させるために、ベルト１００２を引っ張るように構成されてもよい。そのようにして、特定の実施形態では、トラック５０１の両側でアクチュエータを作動させることによって、スライダ５０４は、いずれかの方向に移動され得る。スライダを移動させることによって、対応する関節部材５０６に力が加えられ、したがって、可動物体５５０が移動される。さらに、懸吊部７０１自体は、さらなるアクチュエータ１００３によって、トラック７０２に沿って移動され得る。例えば、アクチュエータ１００３は、円形トラック７０２に沿って両方向に懸吊部７０１を移動させることができるラックアンドピニオン機構１００４を作動させることができる。懸吊部７０１を円形トラック７０２と良好に位置合わせしたままにするために、さらなる安定性のために、ガイドホイール１００５が設けられてもよい。

【0056】

適切なタイプのアクチュエータには装置１００の動作に適合するアクチュエータが含まれ得ることに留意されたい。装置１００がＭＲＩ装置を含む場合、アクチュエータは、好ましくはＭＲＩ適合アクチュエータであり得る。そのようなＭＲＩ適合アクチュエータには、圧電モータ、空気圧ドライバ及び油圧モータが含まれ得る。これは、アクチュエータがボアから出て保持され得ることを助ける。ＣＴ装置の場合、例えば、ステッパモータがボアの外側で使用され得る。

【0057】

図１１は、装置１００の本体１０１及び内壁１０３の一部の断面図を示す。図は、円形トラック７０２に沿って移動することができるトラック５０１及び懸吊部７０１を示す。構造は、例えば図５、図７及び図１０に関して上述した構造と同様である。図１１に示すように、トラック５０１は、内壁１０３への接続によって、その２つの端部間において補強されてもよい。この補強体は、内壁１０３における支持スロット又はガイド１１１０の形態を有してもよい。スロット又はガイド１１１０は、トラック５０１の両端の懸吊部７０１が移動されるときに、トラック５０１がそれに沿って摺動することができる別のトラックである。スロット又はガイド１１１０は、例えば、重力又は関節部材を介して伝達される他の力（反力）に起因してトラック５０１が曲がるのを防止するのに役立ち得る。

【0058】

図１２は、トラック５０１と、懸吊部７０１と、トラック７０２上を摺動することができる懸吊部７０１ａと、トラック５０１の両端上の懸吊部７０２ａとを有する装置１００の断面図を示す。トラック５０１には、スライダが存在する。関節部材を介してスライダ５０４に接続された可動物体５５０も示されている。トラック５０１の１つのみが見えるが、実際の実装形態では１より多いトラック５０１が存在し得ることが理解されよう。特定の実施形態では、図１２に示すように、スライダ５０４のアクチュエータ１００１は、懸吊部７０１内のトラック５０１の一端に設けられる。トラック５０１の他端には、懸吊部７０１ａにおいて、アイドラプーリ１２０５が設けられている。これにより、スライダ５０４は、単一のアクチュエータ１００１で両方向に移動させることができる。ベルト５０１に十分な張力を保持するための機構（図示せず）がさらに設けられてもよい。

【0059】

図１３は、位置決めシステム８００を有する装置１００の断面図を示す。図８を参照して上述したように、位置決めシステム８００は、前面取付けプレート８０１及び背面取付けプレート８０１ａを備え、ボア１０２の各端部に１つの取付けプレートが存在する。さらに、位置決めシステム８００は、ボアの壁にライナ８０３をさらに備える。ライナ８０３は、例えば、合成材料などの頑丈な材料で作製することができる。好ましくは、ライナ８０３は、装置１００の動作に適合する材料、例えばＭＲＩ適合材料、又は放射線透過性である、すなわち装置１００によって放出及び／又は検出される放射線（例えば、Ｘ線）に対して透過性の材料で作製される。例えば、ライナ８０３は、ボア１０２の内側の管とみなすことができる。適切な材料の例は、メチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリオキシメチレン（ＰＯＭ）、炭素繊維複合材料、ナイロン、又は磁化率の低い非鉄金属、例えばチタン、タングステン、白金もしくは適切な合金などのエンジニアリングプラスチックである。

【0060】

ライナ８０３は、位置決めシステムを既存の装置１００に追加する様式の一例にすぎないことに留意されたい。別の実装形態は、例えば、中実ライナの代わりにフレームを設けることができる。

【0061】

ライナ８０３ならびに前面及び背面の取付けプレート８０１，８０１ａは、装置１００の構造から独立して、位置決めシステム８００に機械的安定性を付与するための構造として機能することができる。すなわち、懸吊部７０１，７０１ａのためのトラック１３０２，１３０２ａは、前面及び背面の取付けプレート８０１，８０１ａの一部であってもよく、ボア内の支持トラック１３１０は、ライナ８０３の一部であってもよい。前面及び背面の取付けプレート８０１，８０１ａは、成形によって、又は締結具を使用して、ライナ８０３に取り付けることができる。ナイロンねじなどの締結具は、位置決めシステムの組立て及び分解がより容易であるという利点を有し得る。

【0062】

例えば、ライナ８０３は、断面が馬蹄形であってもよく、端部は、ボア１０２の内側で、例えば支持体１０４の両側で装置１００に載置される。

【0063】

図１４は、位置決めシステム１４００の一例を有する装置１００の断面図を示す。位置決めシステム１４００は、位置決めシステム８００と大部分で同様である。しかしながら、位置決めシステム１４００のトラック１４０４を有するライナ１４０１は、ボア１０２の長さを超えて延在する。このようにして、スライダ１４０５は、それらのトラック１４０４に沿ってボア１０２から外に摺動することができる。これは、可動物体５５０がボア１０２の外側に、又はボア１０２の外側近くに移動される必要がある特定の場合に有用であり得る。

【0064】

特定の実施形態では、ライナ１４０１及びトラック１４０４は、延在可能である。すなわち、ライナ１４０１は、ボア１０２の長さを超えて長さが延在するように、より短く又はより長くすることができる。例えば、ライナ１４０１は、より長いライナ１４０１又はより短いライナ１４０１を作成するように、入れ子式に互いに係合する２つの半体１４０２，１４０３を備える。例えば、特定の実装形態では、アクチュエータをスライダと接続するラインは、十分に長くてもよく、例えばアイドラプーリを備えてもよく、その結果、ラインはライナ１４０１の延在した長さを支持することができる。

【0065】

延在した長さの位置決めシステムの異なる実装形態が可能であることが理解されよう。ライナ１４０１全体を長くする必要はない。代替的に、例えば入れ子式に、ボア１０２の端部を越えてトラックのみを延在させることが可能である。このようにして、スライダ１４０５は、ボア１０２の外側でトラック１４０４に沿って移動することができる。

【0066】

さらに別の実施形態では、位置決めシステム８００又は１４００全体は、装置１００に対して可動であってもよい。例えば、ライナ８０３，１４０１は、ボア１０２を通って長手方向にシフトすることができる。

【0067】

位置決めシステムの特定の実施形態では、一般に、可動物体５５０をスライダ５０４に接続する部材５０６は、例えばピストン又はリニアアクチュエータに基づいて可変で制御可能な長さを有する。これにより、機械的複雑性が増すが、位置決めの柔軟性は高くなる。

【0068】

図１５は、関節部材５０６及びヒンジ接続３１１を有するスライダ５０４を含む、図１１に示す位置決めシステムの詳細の断面図を示す。図示のように、トラック５０１は、例えば、スライダ５０４が係合されるレール又はバー又は剛性管として実装することができる。また、トラック５０１は、トラック５０１をその長さに沿って内壁１０３（又はライナ８０３）と位置合わせしたままにするために、内壁１０３（又は代替的にライナ８０３）のスロット１１１０と係合する拡張部１５１０を備えてもよい。スライダ５０４をトラック５０１に沿って移動させるために、及び／又はスライダ５０４を特定の場所に保持するために、ライン１００２は、スライダ５０４を懸吊部７０１，７０１ａのアクチュエータ１００１に接続することができる。同じトラック５０１上の複数の個別に可動スライダを可能にするために、スライダ５０４ごとに別個のライン１００２，１００２ａが設けられてもよい。

【0069】

図１６は、懸吊部７０１，７０１ａに内蔵されたアクチュエータの代替例を示す。図１６の代替構成では、アクチュエータ１６０１がスライダ５０４に内蔵されている。アクチュエータ及びプーリ１６０２は、スライダ５０４をトラック５０１に沿って移動させることができる。この構成は、単一のライン１００２を有する単一のトラック５０１上で複数のスライダ５０４を使用することを可能にする。

【0070】

図１７は、懸吊部７０１，７０１ａに内蔵されたアクチュエータの別の代替例を示す。図１７の代替構成では、アクチュエータ１７０３がスライダ５０４に内蔵されている。トラック１７０１にはラックが設けられている。アクチュエータ１７０３及びピニオン１７０２は、ピニオン１７０２を回転させることによってスライダ５０４をトラック５０１に沿って移動させることができる。この構成は、ライン１００２を使用することなく、単一のトラック５０１上で複数のスライダ５０４を使用することを可能にする。

【0071】

図１８は、関節部材５０６の異なる実施形態を示す。この構成では、関節部材５０６は、力センサ１８０１を備える。これは、位置決めシステムに触覚フィードバックを提供する。力センサ１８０１は、例えば、電気抵抗の変化を検出することによって力を測定することができる）ホイートストンブリッジ、又はファイバブラッグなどのファイバベースの光変形検出を含むことができる。ファイバベースの力センサは、例えばＭＲＩとのより良好な適合性を有し得る。力センサ１８０１は、位置決めシステムの任意の実施形態の追加の特徴として実装され得ることに留意されたい。

【0072】

特定の実施形態では、関節部材は、剛性の長尺部材である。例えば、関節部材は、ロッドであってもよい。別の例では、関節部材は、剛性材料の矩形ストリップであってもよい。関節部材の他の形状が代替的に可能である。

【0073】

特定の実施形態では、関節部材／ロッドは、取り外して（異なる）関節部材／ロッドと交換することができる。例えば、関節部材は、クリック接続システムによってスライダ及び／又は可動物体に接続されてもよい。特定の実施形態では、可動物体は、関節部材から取り外し可能であってもよい。

【0074】

本明細書に開示される位置決めシステムは、例えばロボット介入に適した柔軟な位置決めシステムを提供するのに有用であり得るが、使用していないとき、又はそのような介入の前に患者などの物体をボア内に位置決めする間、破壊されにくく、折り畳むのが容易である。曲がる構造は、位置決めシステムをＭＲＩ適合性に特に適したものにする。また、構造は、磁気共鳴画像法（ＭＲＩ）、コンピュータ断層撮影法（ＣＴ）、放射線治療などの装置によって生成又は検出される電波及び／又は任意の電磁信号を含む電磁場の破壊を比較的ほとんど引き起こさない。

【0075】

摺動機構は、力をいくつかの関節部材にわたって分散することを可能にすることができる。摺動機構はまた、位置誤差が累積されるのではなく平均化され得るので、精度を助ける。力は関節部材にわたって分散されるため、これらの力は比較的低くすることができる。これにより、より剛性の低い材料を使用することが可能になる。ＭＲＩ適合材料は一般に剛性が低い可能性があるので、この特性は、ＭＲＩ適合性のために位置決めシステムを最適化することを可能にする。したがって、位置決めシステムは、比較的小さい構造重量及びシステムに加えられる比較的低い力と、比較的高い位置決め精度とを組み合わせることができる。さらに、位置決めシステムは、本明細書に示すように、イメージング領域の外側（例えば、ボアの外側）のアクチュエータを用いて設計することができ、したがってボア内により多くの利用可能な空間を提供し、材料及び電流の影響を低減する。

【0076】

図１９は、位置決めシステム１９００の機能図を示す。位置決めシステム１９００は、例えば、１つ又は複数のコンピュータプロセッサ及びメモリを備え得る制御ユニット１９０１を備える。メモリは、例えば、プロセッサに本明細書に記載のステップを実施させるコンピュータ可読命令を記憶することができる。メモリは、位置決めシステムの空間モデルをさらに記憶することができる。制御ユニット１９０１は、位置決めシステム１９００の動作を制御するように構成されてもよい。その目的のために、位置決めシステム１９００はまた、ディスプレイ及びタッチスクリーン又はキーボードなどの入力ユニットを備え得るユーザインターフェースユニット１９０２を備えてもよい。特定の実施形態では、ユーザインターフェースユニット１９０２は、触覚コントローラを備えてもよい。触覚フィードバックは、例えば、力センサ１８０１によって検出された力に基づいて生成することができる。代替的に、位置決めシステム１９００は、位置決めシステム１９００を画像及び管理システム（ＰＡＣＳ）又は装置１００のコンソールなどの外部デバイスによって制御又はプログラムすることを可能にするために、無線又は有線ネットワーク接続などの通信ユニット１９０３を備えて、位置決めシステム１９００を一体型コンピュータシステムに接続することができる。代替的に、通信ユニット１９０３は、そのような外部デバイスから、可動物体の移動を制御するために使用することができる画像等の情報を受信するように構成されてもよい。位置決めシステムは、上述したように、複数のアクチュエータ１９０４をさらに備える。制御ユニット１９０１のメモリは、トラック、スライダ、可動物体及びアクチュエータモードの空間モデルを記憶することができる。例えば、制御ユニット１９０１は、ユーザインターフェースユニット１９０２又は通信ユニット１９０３を介して、可動物体５５０の目標場所及び向きを受信するように構成されてもよい。制御ユニット１９０１は、目標場所及び向きをスライダ５０４の目標位置にマッピングするようにさらに構成され得る。このマッピングは、空間モデルによって行うことができる。制御ユニット１９０１は、スライダの目標位置をアクチュエータ１９０４のためのコマンド信号に変換するようにさらに構成され得る。制御ユニット１９０１は、アクチュエータ１９０４にコマンド信号を送信するように構成されてもよい。

【0077】

特定の実施形態では、位置決めシステム１９００は、１つ又は複数のセンサ１９０５をさらに備える。センサ１９０５は、例えば、関節部材５０６に加えられた力を検出するように構成された力センサ１８０１を備え得る。力が検出された場合、制御ユニット１９０１は、警報信号を生成し、及び／又はアクチュエータ１９０４を停止するように構成され得る。代替的に、関節部材５０６内の力センサ１８０１によって検出された力を、空間モデルを使用して組み合わせて、可動物体５５０上の力を推定することができる。センサ１９０５は、スライダ及び／又は可動物体の現在の位置を検出することができるセンサをさらに備えてもよく、これにより、制御ユニット１９０１が、アクチュエータ１９０４に送信される制御信号をさらに最適化することを可能にする。さらに代替的に、可動物体の位置は、装置１００によって生成された画像を分析することによって検出されてもよい。

【0078】

図２０は、装置のボア内に物体を位置決めする方法のフローチャートを示す。本方法は、ボアの内面に沿って少なくとも１つのトラックを配置するステップ２００１を含む。本方法は、少なくとも１つのトラック上に複数のスライダを設けるステップ２００２をさらに含む。本方法は、ボアの内側に複数の関節部材を設けるステップ２００３をさらに含み、各関節部材は、関節部材の第１の端部で第１の接続を介してスライダの１つに接続され、各関節部材は、長尺部材の第２の端部で第２のヒンジ接続を介して可動物体にさらに接続される。本方法は、複数のスライダの各々を、少なくとも１つのトラックに沿って独立して摺動するように制御するステップ２００４をさらに含む。

【0079】

ボア内位置決めシステムの代替的な使用は、物質を身体内に適用するため、特に再生医療に使用するための物質及び組織のｉｎ－ｓｉｔｕ ｉｎ－ｖｉｖｏバイオプリンティングを実現するためである。ハイドロゲル又は他の生体適合性足場材料の適用は、胎児手術中の二分脊椎の治療にも使用することができる。特定の実施形態では、可動物体のエンドエフェクタは、ｉｎ－ｓｉｔｕ ３Ｄプリンタなどのこの目的のためのツールであってもよい。

【0080】

本発明の一部又は全部の態様は、ソフトウェア、特にコンピュータプログラム製品の形態で実装されるのに適し得る。コンピュータプログラム製品は、非一時的コンピュータ可読媒体に記憶されたコンピュータプログラムを含み得る。また、コンピュータプログラムは、光ファイバケーブル又は空気などの伝送媒体によって運ばれる光信号又は電磁信号などの信号によって表され得る。コンピュータプログラムは、部分的又は全体的に、コンピュータシステムによって実行されるのに適したソースコード、オブジェクトコード、又は擬似コードの形態を有し得る。例えば、コードは、１つ又は複数のプロセッサによって実行可能であってもよい。

【0081】

本明細書に記載の実施例及び実施形態は、本発明を限定するのではなく説明する役割を果たす。当業者は、添付の特許請求の範囲及びそれらの均等物によって定義される本開示の精神及び範囲から逸脱することなく、代替の実施形態を設計することができるであろう。特許請求の範囲の括弧内に配置された参照符号は、特許請求の範囲を限定するものと解釈されるべきではない。特許請求の範囲又は明細書において別個のエンティティとして記載された項目は、記載された項目の特徴を組み合わせた単一のハードウェア又はソフトウェア項目として実装され得る。

【0082】

特定の態様は、以下の条項で定義される。
１．装置（１００）のボア（１０２）内に可動物体（５５０）を位置決めするための位置決めシステムであって、
装置（１００）の内面（１０３）に沿って配置されるように構成された少なくとも１つのトラック（５０１）と、
少なくとも１つのトラック（５０１）に沿って独立して摺動するように構成された複数のスライダ（５０４）であって、少なくとも１つのヒンジ接続（３５４）を介して可動物体（５５０）に機械的に結合されている、複数のスライダ（５０４）と、
少なくとも１つの関節部材（５０６）であって、各関節部材（５０６）が、関節部材（５０６）の第１の端部で第１のヒンジ接続（３１１）を介してスライダ（５０４）の１つに接続され、各関節部材（５０６）が、関節部材（５０６）の第２の端部で第２のヒンジ接続（３０８）を介して可動物体（５５０）にさらに接続される、少なくとも１つの関節部材（５０６）と
を備える、位置決めシステム。

【0083】

２．少なくとも１つのトラック（４０１）が直線状であり、ボア（１０２）の中心軸線に平行な長手方向（２５０）に配向される、条項１に記載の位置決めシステム。

【0084】

３．各関節部材（５０６）が、スライダ（５０４）と可動物体（５５０）との間に不変の長さを有する、条項１に記載の位置決めシステム。

【0085】

４．スライダの少なくとも２つ（３０３，３０４）が、可動物体（３１０）を装置（１００）の内面（１０３）に向かって移動させるために互いから離れるように移動され得る、条項１に記載の位置決めシステム。

【0086】

５．ボア（１０２）が、支持部材（１０４）の１つの側で装置（１００）の動作を受ける物体を支持するための支持部材（１０４）を備え、少なくとも１つのトラック（５０１）が、支持部材（１０４）の、動作を受ける物体の空間と同じ側に配置される、条項１に記載の位置決めシステム。

【0087】

６．少なくとも１つのトラック（５０１）が、少なくとも１つの懸吊要素（７０１）に懸吊される、条項１に記載の位置決めシステム。

【0088】

７．装置（１００）が少なくとも１つの懸吊要素を備える、条項６に記載の位置決めシステム。

【0089】

８．少なくとも１つの懸吊要素（７０１）が、装置（１００）を除く外部物体（１５０）によって、又はボア１０２の底面によって支持されるように構成される、条項６に記載の位置決めシステム。

【0090】

９．少なくとも１つの懸吊要素（７０１）が、少なくとも１つのトラック（５０１）とは異なって配向された少なくとも１つのさらなるトラック（７０２）を備え、少なくとも１つのトラック（５０１）の少なくとも１つが、少なくとも１つのさらなるトラック（７０２）に沿って摺動するように構成される、条項６に記載の位置決めシステム。

【0091】

１０．少なくとも１つのトラック（５０１）の少なくとも１つを少なくとも１つのさらなるトラック（７０２）に沿って移動させるように構成された少なくとも１つのアクチュエータ（１００３）をさらに備える、条項９に記載の位置決めシステム。

【0092】

１１．少なくとも１つのさらなるトラック（７０２）が、ボア（１０２）の断面の円周の少なくとも一部に対応する形状を有する、条項９に記載の位置決めシステム。

【0093】

１２．ボア（１０２）の壁（１０３）が、前記少なくとも１つのさらなるトラック（１１１０）の少なくとも１つを含む、条項１１に記載の位置決めシステム。

【0094】

１３．前記少なくとも１つのさらなるトラック（１３０２）の少なくとも１つが、ボア（１０２）の外側に配置される、条項１１に記載の位置決めシステム。

【0095】

１４．複数のスライダの少なくとも１つの第２のスライダ（１２０４）とは独立して、複数のスライダの少なくとも１つの第１のスライダ（５０４）を少なくとも１つのトラック（５０１）に沿って移動させるように構成された少なくとも１つのアクチュエータ（１００１）をさらに備える、条項１に記載の位置決めシステム。

【0096】

１５．少なくとも１つのアクチュエータ（１００１）が、少なくとも１つのトラック（５０１）に沿って配置された機械的結合部材（１００２）によってスライダ（５０４）に機械的に結合される、条項１４に記載の位置決めシステム。

【0097】

１６．可動物体（５５０）の所望の位置又は所望の向きに基づいて、少なくとも１つのアクチュエータ（１００１）によってスライダ（５０４）の少なくとも１つを自動的に制御するように構成された制御ユニット（１９０１）をさらに備える、条項１４に記載の位置決めシステム。

【0098】

１７．装置（１００）が、医用装置、特に医用イメージング装置又は放射線治療装置を含む、条項１に記載の位置決めシステム。

【0099】

１８．可動物体（５５０）が、エンドエフェクタ（１３５０）又はエンドエフェクタ（１３５０）を取り付けるためのスロットを備える、条項１に記載の位置決めシステム。

【0100】

１９．エンドエフェクタ（１３５０）が、トランシーバ、又は生検器具、外科用器具もしくは物質を適用するためのアプリケータなどの医用機器を含む、条項１８に記載の位置決めシステム。

【0101】

２０．少なくとも１つの関節部材（５０６）の少なくとも１つが、少なくとも１つの関節部材（５０６）の少なくとも１つ又は可動物体（５５０）が交換され得るように、スライダ（５０４）の１つ又は可動物体（５５０）に取り外し可能に接続されるように構成される、条項１に記載の位置決めシステム。

【0102】

２１．装置のボア内に可動物体を位置決めする方法であって、
ボアの内面に沿って少なくとも１つのトラックを配置するステップ（２００１）と、
少なくとも１つのトラック上に複数のスライダを設けるステップ（２００２）であって、複数のスライダが、少なくとも１つのヒンジ接続を介して可動物体に機械的に結合される、ステップ（２００２）と、
少なくとも１つの関節部材を準備するステップ（２００３）であって、各関節部材が、関節部材の第１の端部で第１のヒンジ接続を介してスライダの１つに接続され、各関節部材が、関節部材の第２の端部で第２のヒンジ接続を介して可動物体にさらに接続される、ステップ（２００３）と、
複数のスライダの各々を、少なくとも１つのトラックに沿って独立して摺動するように制御するステップ（２００４）と
を含む、方法。

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【手続補正書】

【提出日】2024-02-07

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

装置（１００）のボア（１０２）内に可動物体（５５０）を位置決めするための位置決めシステムであって、
前記ボア（１０２）の内面（１０３）に沿って配置されるように構成された少なくとも１つのトラック（５０１）と、
前記少なくとも１つのトラック（５０１）に沿って独立して摺動するように構成された複数のスライダ（５０４）であって、少なくとも１つのヒンジ接続（３５４）を介して前記可動物体（５５０）に機械的に結合されている、複数のスライダ（５０４）と、
少なくとも１つの関節部材（５０６）であって、各関節部材（５０６）が、前記関節部材（５０６）の第１の端部で第１のヒンジ接続（３１１）を介して前記複数のスライダ（５０４）の１つに接続され、各関節部材（５０６）が、前記関節部材（５０６）の第２の端部で第２のヒンジ接続（３０８）を介して前記可動物体（５５０）にさらに接続される、少なくとも１つの関節部材（５０６）と、
前記複数のスライダの少なくとも１つの第２のスライダ（１２０４）とは独立して、前記複数のスライダの少なくとも１つの第１のスライダ（５０４）を前記少なくとも１つのトラック（５０１）に沿って移動させるように構成された少なくとも１つのアクチュエータ（１００１）と、
を備える、位置決めシステム。

【請求項2】

前記少なくとも１つのトラック（４０１）が直線状であり、前記ボア（１０２）の中心軸線に平行な長手方向（２５０）に配向される、請求項１に記載の位置決めシステム。

【請求項3】

各関節部材（５０６）が、前記スライダ（５０４）と前記可動物体（５５０）との間に不変の長さを有する、請求項１に記載の位置決めシステム。

【請求項4】

前記複数のスライダの少なくとも２つ（３０３，３０４）が、前記可動物体（３１０）を前記ボア（１０２）の前記内面（１０３）に向かって移動させるために互いから離れるように移動され得る、請求項１に記載の位置決めシステム。

【請求項5】

前記ボア（１０２）が、支持部材（１０４）の１つの側で前記装置（１００）の動作を受ける物体を支持するための支持部材（１０４）を備え、前記少なくとも１つのトラック（５０１）が、前記支持部材（１０４）の、前記動作を受ける前記物体の空間と同じ側に配置される、請求項１に記載の位置決めシステム。

【請求項6】

前記少なくとも１つのトラック（５０１）が、少なくとも１つの懸吊要素（７０１）に懸吊される、請求項１に記載の位置決めシステム。

【請求項7】

前記装置（１００）が前記少なくとも１つの懸吊要素を備える、請求項６に記載の位置決めシステム。

【請求項8】

前記少なくとも１つの懸吊要素（７０１）が、前記装置（１００）を除く外部物体（１５０）によって、又は前記ボア１０２の底面によって支持されるように構成される、請求項６に記載の位置決めシステム。

【請求項9】

前記少なくとも１つの懸吊要素（７０１）が、前記少なくとも１つのトラック（５０１）とは異なって配向された少なくとも１つのさらなるトラック（７０２）を備え、前記少なくとも１つのトラック（５０１）の少なくとも１つが、前記少なくとも１つのさらなるトラック（７０２）に沿って摺動するように構成される、請求項６に記載の位置決めシステム。

【請求項10】

前記少なくとも１つのトラック（５０１）の前記少なくとも１つを前記少なくとも１つのさらなるトラック（７０２）に沿って移動させるように構成された少なくとも１つのアクチュエータ（１００３）をさらに備える、請求項９に記載の位置決めシステム。

【請求項11】

前記少なくとも１つのさらなるトラック（７０２）が、前記ボア（１０２）の断面の円周の少なくとも一部に対応する形状を有する、請求項９に記載の位置決めシステム。

【請求項12】

前記ボア（１０２）の前記壁（１０３）が、前記少なくとも１つのさらなるトラック（１１１０）の少なくとも１つを含む、請求項１１に記載の位置決めシステム。

【請求項13】

前記少なくとも１つのさらなるトラック（１３０２）の少なくとも１つが、前記ボア（１０２）の外側に配置される、請求項１１に記載の位置決めシステム。

【請求項14】

前記少なくとも１つのアクチュエータ（１００１）が、前記少なくとも１つのトラック（５０１）に沿って配置された機械的結合部材（１００２）によって前記スライダ（５０４）に機械的に結合される、請求項１に記載の位置決めシステム。

【請求項15】

前記可動物体（５５０）の所望の位置又は所望の向きに基づいて、前記少なくとも１つのアクチュエータ（１００１）によって前記複数のスライダ（５０４）の前記少なくとも１つを自動的に制御するように構成された制御ユニット（１９０１）をさらに備える、請求項１に記載の位置決めシステム。

【請求項16】

前記装置（１００）が、医用装置、特に医用イメージング装置又は放射線治療装置を含む、請求項１に記載の位置決めシステム。

【請求項17】

前記可動物体（５５０）が、エンドエフェクタ（１３５０）又はエンドエフェクタ（１３５０）を取り付けるためのスロットを備える、請求項１に記載の位置決めシステム。

【請求項18】

前記エンドエフェクタ（１３５０）が、トランシーバ、又は生検器具、外科用器具もしくは物質を適用するためのアプリケータなどの医用機器を含む、請求項１７に記載の位置決めシステム。

【請求項19】

前記少なくとも１つの関節部材（５０６）の少なくとも１つが、前記少なくとも１つの関節部材（５０６）の前記少なくとも１つ又は前記可動物体（５５０）が交換され得るように、前記複数のスライダ（５０４）の前記１つ又は前記可動物体（５５０）に取り外し可能に接続されるように構成される、請求項１に記載の位置決めシステム。

【請求項20】

装置のボア内に可動物体を位置決めする方法であって、
前記ボアの内面に沿って少なくとも１つのトラックを配置するステップ（２００１）と、
前記少なくとも１つのトラック上に複数のスライダを設けるステップ（２００２）であって、前記複数のスライダが、少なくとも１つのヒンジ接続を介して前記可動物体に機械的に結合される、ステップ（２００２）と、
少なくとも１つの関節部材を準備するステップ（２００３）であって、各関節部材が、前記関節部材の第１の端部で第１のヒンジ接続を介して前記複数のスライダの１つに接続され、各関節部材が、前記関節部材の第２の端部で第２のヒンジ接続を介して前記可動物体にさらに接続される、ステップ（２００３）と、
前記複数のスライダの各々を、前記少なくとも１つのトラックに沿って独立して摺動するように制御するステップ（２００４）と、
を含む、方法。

【国際調査報告】