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技術 医療関係者への放射線被曝を減少させるための表示デバイス

出願人 エッグ メディカル,インコーポレイテッド
発明者 ウィルソン,ロバートエフ.ゲイナー,ジョンピー.モンタギュー,ジェームスバレティー,ウマエス.
出願日 2018年8月6日 (2年6ヶ月経過) 出願番号 2020-529115
公開日 2020年10月29日 (3ヶ月経過) 公開番号 2020-530806
状態 未査定
技術分野 放射線診断機器 放射線の遮蔽
主要キーワード 金属レール シールドデバイス 制御スクリーン コンポート マーキングデバイス ディスプレイパターン カメラディスプレイ 拡大層
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この項目の情報は公開日時点(2020年10月29日)のものです。
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図面 (12)

課題・解決手段

患者支持プラットフォームに取り付け可能であり、イメージング放射線から医者を保護するために移動可能な透明放射線シールドは、患者データおよび/またはX線画像に関するシールド上へのデータオーバーレイを提供するよう制御可能な透明コンピューターディスプレイを含んでいる。

概要

背景

放射線医学および心臓医学インターベンショナルラボにおけるヘルスケア従業者にとって、放射線被曝は、深刻な健康リスクをもたらす。医療処置(例えば、血管造影法、心臓生検ペースメーカー配置、経カテーテルステントまたは心臓弁配置、心拍障害高周波アブレーション、および右心カテーテル法)のためにX線日常的に用いられる心臓カテーテル処置ラボ内に駐在する心臓医学ヘルスケア従業者についての1つの研究によれば、放射線を用いない領域における同様の従業者と比較して、癌のリスクが3倍増加することが分かっている。これらの発見は、Andreassi MG, Piccaluga E, Guagliumi G, et al.による「心臓カテーテルラボ従業者における職業的健康リスク」、Circ Cardiovasc Interv. 2016; Apr;9(4):e003273、および、Andreassi MG, Piccaluga E, Guagliumi G, et al.による「長期少量の電離放射線被曝による潜在性頸動脈アテローム性動脈硬化および早期血管老化心臓カテーテル法ラボスタッフについての遺伝、テロメア、および血管超音波研究」、JACCCardiovasc Interv. 2015 Apr 20;8(4):616−27.において議論されている。

X線光子から従業者を保護するためのデバイスが広く用いられている。これらは、従業者が身に着けているX線遮断衣類から、天井X線透視台上のレールから吊り下げられているシールド遮蔽物)または運搬車上の部屋の周囲に巻き付けられたシールドまで、様々である。理想的なシールドは、医者によってアクセスされている身体の領域を覆うために、無菌領域内から容易に配置することができ、医者の両手が身体上において動作することを許容し、医者が術野視認することを可能とし、さらに、台が再配置された際に患者と共に移動するものである。多くのシールドが、可視光スペクトルを透過させるX線遮断材料によって構築されているものの、これらシールドは、通常、天井に取り付けられているか、床面上に巻き取られているか、または、X線透視台の固定部分に取り付けられている(台の側面上の金属レールに取り付けられている)。この結果、X線透視台の可動部が再配置された際に、シールドは動かない。さらに、術野に対する可視化とアクセスを可能としつつ、患者のまたは頭の隣で処置を行っている医者を保護することは、事実上不可能である。

理想的な放射線シールドの上述の特性に加えて、画像(例えば、ライブ超音波画像X線画像)またはデータ(例えば、血圧心拍数動脈血酸素飽和度、または心電図)のオーバーレイ(画像の重ね合わせ)は、術野から視線を外すことなく、医者に対する患者の状況の情報提供を可能とするものである。

概要

患者支持プラットフォームに取り付け可能であり、イメージング放射線から医者を保護するために移動可能な透明放射線シールドは、患者データおよび/またはX線画像に関するシールド上へのデータオーバーレイを提供するよう制御可能な透明コンピューターディスプレイを含んでいる。

目的

代替的に、シールドは、患者を視認するための透明なシールドコンポートネントおよび患者データを提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

複数の層を含む放射線シールドであって、前記複数の層は、透明ディスプレイと、透明放射線シールドと、を含み、前記透明ディスプレイは、前記透明ディスプレイ上において患者関連データを生成可能となるよう、透明コンピューターディスプレイ技術を含む、放射線シールド。

請求項2

前記複数の層は、前記透明ディスプレイ上において生成可能な前記患者関連データのタッチ制御を提供する透明タッチスクリーン入力層をさらに含む請求項1の放射線シールド。

請求項3

前記複数の層は、透明拡大層をさらに含む請求項1の放射線シールド。

請求項4

前記透明ディスプレイは、前記患者関連データの不透明度を変更するための調整コントロールを含む請求項1の放射線シールド。

請求項5

前記透明ディスプレイの機構を制御するために使用可能な複数のコントロールをさらに含む請求項1の放射線シールド。

請求項6

前記患者関連データは、イメージング機器から前記ディスプレイに供給されるリアルタイム画像を含む請求項1の放射線シールド。

請求項7

医療患者用の使用のためのシステムであって、マットレスおよび台を含む患者プラットフォームと、透明ディスプレイおよび透明放射線シールドを含む複数の層を含む放射線シールドであって、前記透明ディスプレイは、前記透明ディスプレイ上において患者関連データを生成可能となるよう、透明コンピューターディスプレイ技術を含む、前記放射線シールドと、前記シールドを前記患者プラットフォームに接続するアームと、を含むシステム。

請求項8

前記複数の層は、前記透明ディスプレイ上において生成可能な前記患者関連データのタッチ制御を提供する透明タッチスクリーン入力層をさらに含む請求項7のシステム。

請求項9

前記複数の層は、透明拡大層をさらに含む請求項7のシステム。

請求項10

前記透明ディスプレイは、前記患者関連データの不透明度を変更するための調整コントロールを含む請求項7のシステム。

請求項11

前記透明ディスプレイの機構を制御するために使用可能な複数のコントロールをさらに含む請求項7のシステム。

請求項12

前記患者関連データは、イメージング機器から前記ディスプレイに供給されるリアルタイム画像を含む請求項7のシステム。

請求項13

前記マットレスと前記台との間のソリをさらに含み、前記ソリは、前記アームを前記患者プラットフォームに取り付けるための取り付け点を含む請求項7のシステム。

請求項14

前記台は、X線透視台を含む請求項7のシステム。

請求項15

前記アームは、前記放射線シールドが様々な向きで配置され得るよう、関節接合されている請求項7のシステム。

請求項16

患者処置し、X線イメージングを使用している際に医者を保護する方法であって、透明シールドが前記医者と前記患者との間に配置可能となるように、関節接合されたアームに前記透明シールドを設ける工程と、前記患者に関するデータを前記シールド上に表示する工程と、を含む方法。

請求項17

前記シールド上にデータを表示する前記工程は、X線画像を表示する工程を含む請求項16の方法。

請求項18

前記シールド上にデータを表示する前記工程は、医者が表示されている前記データを選択可能となるように、複数のコントロールを提供する工程を含む請求項16の方法。

請求項19

前記複数のコントロールを提供する前記工程は、前記シールド上に複数のタッチスクリーンコントロールを提供する工程を含む請求項18の方法。

請求項20

前記関節接合されたアームは、患者プラットフォームに接続されている請求項16の方法。

関連出願

0001

本出願は、2017年8月4日付で出願された米国仮出願第62/541,367号(発明の名称医療関係者への放射線被曝を減少させるための表示デバイス」)に基づく優先権を主張し、該米国仮出願の開示内容の全てが、参照により、ここに援用される。

背景技術

0002

放射線医学および心臓医学インターベンショナルラボにおけるヘルスケア従業者にとって、放射線被曝は、深刻な健康リスクをもたらす。医療処置(例えば、血管造影法、心臓生検ペースメーカー配置、経カテーテルステントまたは心臓弁配置、心拍障害高周波アブレーション、および右心カテーテル法)のためにX線日常的に用いられる心臓カテーテル処置ラボ内に駐在する心臓医学ヘルスケア従業者についての1つの研究によれば、放射線を用いない領域における同様の従業者と比較して、癌のリスクが3倍増加することが分かっている。これらの発見は、Andreassi MG, Piccaluga E, Guagliumi G, et al.による「心臓カテーテルラボ従業者における職業的健康リスク」、Circ Cardiovasc Interv. 2016; Apr;9(4):e003273、および、Andreassi MG, Piccaluga E, Guagliumi G, et al.による「長期少量の電離放射線被曝による潜在性頸動脈アテローム性動脈硬化および早期血管老化心臓カテーテル法ラボスタッフについての遺伝、テロメア、および血管超音波研究」、JACCCardiovasc Interv. 2015 Apr 20;8(4):616−27.において議論されている。

0003

X線光子から従業者を保護するためのデバイスが広く用いられている。これらは、従業者が身に着けているX線遮断衣類から、天井X線透視台上のレールから吊り下げられているシールド遮蔽物)または運搬車上の部屋の周囲に巻き付けられたシールドまで、様々である。理想的なシールドは、医者によってアクセスされている身体の領域を覆うために、無菌領域内から容易に配置することができ、医者の両手が身体上において動作することを許容し、医者が術野視認することを可能とし、さらに、台が再配置された際に患者と共に移動するものである。多くのシールドが、可視光スペクトルを透過させるX線遮断材料によって構築されているものの、これらシールドは、通常、天井に取り付けられているか、床面上に巻き取られているか、または、X線透視台の固定部分に取り付けられている(台の側面上の金属レールに取り付けられている)。この結果、X線透視台の可動部が再配置された際に、シールドは動かない。さらに、術野に対する可視化とアクセスを可能としつつ、患者のまたは頭の隣で処置を行っている医者を保護することは、事実上不可能である。

0004

理想的な放射線シールドの上述の特性に加えて、画像(例えば、ライブ超音波画像X線画像)またはデータ(例えば、血圧心拍数動脈血酸素飽和度、または心電図)のオーバーレイ(画像の重ね合わせ)は、術野から視線を外すことなく、医者に対する患者の状況の情報提供を可能とするものである。

0005

本明細書において記述される本発明は、執刀医の頭部および上側胸部散乱放射線から保護されると共に、執刀医が術野を視認することを可能とする、透明な再配置可能放射線シールドデバイスに関する。このシールドは、アクセスされている患者の身体および医者の位置に基づいて、最適な患者可視化および放射線保護を得るために、無菌領域内から医者またはラボスタッフによって容易に配置位置に移動され得る。透明なシールドに取り付けられるものはディスプレイであり、起動された際、透明から不透明または部分的に透明なシールドに変化し得、画像、生理的パラメーター、指示、外科手術のための画像ガイダンス、または他の医療情報のようなデータの重ね合わせを可能とする。代替的に、シールドは、患者を視認するための透明なシールドコンポートネントおよび患者データを提供するためにシールド上に配列される複数の別々の非透明ディスプレイと共に、複数のコンポーネントを有していてもよい。また、シールドに取り付けられるのは、執刀医が、術野をより良く視認することを可能とする、または、追加された情報または画像を視認することを可能とする他の機構であってもよい。これら機構は、以下のものを含むが、これに限定されるものではない。

0006

照明は、シールドを介して視認されている領域を照らすために用いられる。発せられる光の周波数スペクトルは、複数の異なる構造を選択的に照らすために、赤外線領域から紫外線領域まで変化してもよい。

0007

同様に、シールドディスプレイに取り付けられたカメラは、執刀医が、術野を視認することを可能とすることができ、さらに、1つの実施形態において、シールドディスプレイ上に撮像された領域をオーバーレイすることができる。画像カメラは、様々な周波数スペクトルで撮像可能であり、執刀医が、術野の様々な様態、例えば、出血、温度差皮下出血に関する熱等)、動脈および静脈血流、並びに、表面汚染(紫外線撮像を用いたもの等)を視認することを可能とする。さらに、シールド上のそのような画像ディスプレイは、蛍光色素かんイメージングのような、既知の他の方法と組み合わせて用いられてもよい。

0008

また、カメラディスプレイ画像は、術野と共通登録され得、これにより、画像が、半透明ディスプレイを介して操作者によって視認される術野のビジュアルビューをオーバーレイする。このような共通登録は、カメラによって撮像された術野内の複数の基準点を用いることにより実現することができる。その後、デジタル画像が、以下の要因を考慮して操作される。

0009

術野に対するシールドの位置および角度。これらの要素は、術野内における複数の基準点のカメラ画像から算出され得る。術野において、複数の点は、互いに離間して既知の位置に存在している。これは、術野内に3つ以上の物理的に接続された基準点の無菌セットや類似マーキングセットを配置し、術野内における複数の点が独立または協働して位置を検出し、コンピューターに送信する方法を含む数多くの方法や、マーキングデバイスによって3つ以上の点の位置を特定し、離間した複数のマーカーの位置を算出する受信デバイスとして検出されるまたは送信するデバイスを用いた操作者によって、達成され得る。複数の基準点を確立し、シールドディスプレイと撮像された面との関係を判別するための1つの追加的な方法は、シールドディスプレイパターン格子、交差または複数の交差、同心円等)から投影することである。その後、投影されたオブジェクト幾何学的歪みが、シールド上のカメラに対する撮像領域トポグラフィーを判別するために用いられ得る。

0010

さらに、透明と不透明とを切り替えるディスプレイの必要がない「ヘッドアップ」ディスプレイが、採用されてもよい。この実施形態において、情報は、操作者による使用のために、シールド上に表示される。ディスプレイは、オフオンに切り替え可能であり、タッチパネル制御を用いたスクリーンまたは標準的なスイッチを用いて、様々な箇所に移動することができる。

0011

手術室環境内におけるシールドディスプレイの制御は、汚染されず、または、容易に洗浄可能なスイッチまたは制御機構によって最良に達成される。制御は、シールド上の物理的スイッチ、好ましくは、シールドディスプレイを囲み、容易にふき取り洗浄可能な無菌バリア(透明バック等)を介して操作可能なスイッチ、例えば、薄膜タッチスイッチを用いて達成され得る。代替的に、物理的なタッチを必要としない制御デバイスが採用され得る。これらは、手の位置を特定する検出器(超音波、光、静電容量、または磁気センサー等)、任意の様々なタッチスイッチ、または、ディスプレイシールドを覆うタッチセンサー膜を含む。

0012

手術の間に患者が横たわっている台は、通常、身体の様々な部分をX線撮像するために、動かされる。執刀医が身体の同じ部分を視認するようシールドの位置を維持するため、シールドは、患者と共に動かなければならない。1つの実施形態において、シールドディスプレイは、患者が横たわる特殊ソリ手術台、X線透視台、または、台がX線に対して出入りされるよう動かされた際にシールドが患者と共に動くその他のプラットフォームに取り付けられ得る。ソリは、一方の側のディスプレイに接続される配線および電源と、多端側の画像またはデータソースと、を含んでいる。ソースは、通信ケーブル有線または光ファイバーケーブル)、パワーサプライケーブル、または、データソースと直接または間接(データソースへの無線または赤外接続を介したもの等)に接続された複合ケーブルであってもよい。

0013

追加的な機構は、ディスプレイスクリーンまたは放射線シールド上に直接オーバーレイされるタッチスクリーン制御デバイスである。タッチスクリーンは、タッチスクリーンが、表面の全てまたは一部分において可視光を透過させる、如何なるタイプ(抵抗、静電容量、または超音波等)であってもよい。タッチスクリーンは、入力デバイスとして他のデバイスに接続されている。そのようなデバイスは、コンピューターモニター通信デバイス、およびイメージングシステムを備えている。

0014

シールドデバイスの追加的な変更は、シールドが術野を拡大するように、部材を湾曲させることである。1つの例として、これは、小さなデバイスまたは小さな血管を含む外科手術にとって有用となり得る。拡大は、ディスプレイシールドに取り付けられた湾曲された光学媒体を介した方法を含む多くの方法、放射線シールド材料を湾曲させること、または透明ディスプレイ材料を湾曲させることによって、光学的に達際され得る。また、拡大は、カメラから取得された画像またはシールドディスプレイ上の該画像のディスプレイから得られた画像の拡大によって達成され得る。該方法の1つの利点は、光学的な拡大を変更する場合よりも、拡大量をより容易に変更可能であり、さらに、シールドを動かすことなく拡大の領域が変更可能である点である。

0015

Wilson et al.による米国特許第10,106,172が参照によりここに援用され、該米国特許は、患者が発泡体フォーム充填カーボンファイバーシェル上に横たわる処置ソリを記述している。Wilson et al.によって記述されたソリは、1つの実施形態において、シェルの外側縁に取り付けられた複数のレールを有しており、デバイスの取り付けを可能としている。本明細書で記述されるデバイスの1つ以上の実施形態において、デバイスは、Wilson et al.によって記述されたソリに取り付け可能であり、電子コンポーネントのいくつかが、ソリの内部に収納にされている、または、ソリに取り付けられている。

0016

本明細書で記述されるディスプレイシステムの追加が、X線イメージングが使用されておらず、X線イメージングが用いられない他の環境、例えば、手術室または緊急処置室、および、X線シールドを必要としないであろう他の環境における医療処置を容易にするであろうことは、理解される。しかしながら、ディスプレイ、制御またはイメージングシステムが患者と共に動かされる無菌領域環境においてディスプレイ、制御またはイメージングシステムを操作する能力は、複数の様態において医療関係者の能力を手助けする。

0017

最初に、医療関係者は、移動する台上に置かれている患者に対して外科手術を実行している間に、ディスプレイを読み、制御スクリーンを用いる能力を有しているであろう。第2に、イメージングまたはカメラシステムは、複数の基準点の登録が患者の動きと共に変化しない撮影された領域のコンスタントビューを保持することができる。登録の保持は、より正確な画像分析を可能とし、さらに、時間経過による画像内の変化のより正確な評価(例えば、皮膚トポグラフィーにおける変化を介して出血を検出する等)を可能とする。

0018

特定の実施形態および応用に関して本発明が記述されるが、本分野における当業者であれば、本教示を参照して、特許請求の範囲に記載された発明の原理から逸脱すことなく、または、それを超えることなく、追加的な実施形態および変形を生成することができる。したがって、本明細書の図面および記述は、本発明の理解を容易とするための例として提供されており、本発明の範囲の限定を構成すべきではないことは理解されるべきである。

図面の簡単な説明

0019

実施可能な本発明の実施形態、並びに、本発明の実施形態の他の様態、特徴、および利点が、添付の図面を参照して、本発明の実施形態の以下の記述から、明確および明瞭となるであろう。添付の図面は、以下を含む。

0020

図1は、本発明のデバイスの実施形態の前方立面図である。

0021

図2は、本発明のデバイスの実施形態の後方立面図である。

0022

図3は、3−3切断線に沿って取得された図1の実施形態の断面図である。

0023

図4は、本発明のシステムの実施形態の前方立面図である。

0024

図5は、本発明のシステムの実施形態の斜視図である。

0025

図6は、本発明のシステムの実施形態の端面図である。

0026

図7は、本発明のシステムの実施形態の斜視図である。

0027

図8は、本発明のシステムの実施形態の端面図である。

0028

図9は、本発明のシステムの実施形態の斜視図である。

0029

図10は、本発明のシステムの実施形態の端面図である。

0030

図11は、11−11切断線に沿って取得された図10のディスプレイの断面図である。

実施例

0031

以下、本発明の特定の実施形態が、添付の図面を参照して、記述される。しかしながら、本発明は、多くの異なる形態で実施されてもよく、さらに、本明細書において説明される実施形態に対する限定として構築されるべきではなく、むしろ、これら実施形態は、本開示が詳細かつ完全となるように提供されるものであり、本分野における当業者に、本発明の範囲を完全に伝達するものである。添付の図面に示された実施形態の詳細な説明において用いられる専門用語は、本発明の限定となる意図はない。図面において、同様の番号は、同様の要素を示す。

0032

図面、最初に図1を参照すると、本発明のシールド10の実施形態が示されている。シールド10は、それを介して患者が視認可能となる透明部分20と、複数の制御スイッチ40を含むコントロール部分30と、を備えていることがわかる。複数の制御スイッチ40は、シールド上に設けられ得る任意の機構を制御する。非限定的な例として、図1に示された実施形態は、ディスプレイコントロール42と、ディスプレイ「オン」スイッチ44と、基準点コントロール46と、光照射野コントロール48と、カメラスイッチ50と、ディスプレイソース選択子52、54、56、および58と、を含んでいる。スイッチおよびコントロールは、物理的なボタンおよびノブ、または、他の機械的なデバイスであってもよく、または、シールドは、本分野において既知のタッチスクリーンコントロールを含んでいてもよい。また、シールドは、音声駆動であってもよい。本分野における当業者であれば、シールド10において提供される制御および機能は、ユーザーニーズに合わせてカスタム可能であってもよいことは、理解できるであろう。シールド10は、病院ベッド設備スタンドX線透視装置等に接続可能なアーム60に取り付けられてもよい。図2は、シールド10の背面図であり、シールド10の透明特性を示している。

0033

図3は、図1の3−3切断線に沿って取得されたシールド10の実施形態の断面図を示している。図3の断面図は、シールド10の積層構造を示しており、透明タッチスクリーン層70と、透明コンピューターディスプレイ72と、透明放射線シールド74と、を含んでいる。透明コンピューターディスプレイ層72は、LEDやLCDのような任意の透明ディスプレイ技術であってもよい。

0034

図4および5は、本発明のシステム100の実施形態を示している。システム100は、シールド10と、本ケースではマットレス120を含む患者プラットフォーム110と、ソリ130と、X線透視台140と、を含んでいる。シールド10は、図示のように関節接合されたアーム60に取り付けられている。アーム60は、ソリ130の取り付けレール150に取り付けられている。

0035

図6および7は、本発明のシステム100の実施形態を示している。システム100のこの実施形態において、シールド10の透明ディスプレイ72が電源オンとなっており、生理データを含むオーバーレイ80を表示している。少なくとも1つの実施形態において、オーバーレイの不透明度は、ユーザーがディスプレイを通して患者を視認することがどれくらい容易であるかを調整することができるよう、調整可能となっている。

0036

図8および9は、本発明のシステム100の実施形態を示している。システム100のこの実施形態において、シールド10の透明ディスプレイ72が電源オンとなっており、患者の画像を示す第2のウィンドウ82に並置され、生理データを含むオーバーレイ80を表示している。

0037

図10は、本発明のシステム100の実施形態を示している。この実施形態において、シールド10は、拡大機構84を含んでいる。拡大機構は、カメラおよびズーム機構を用いた投影画像を介して、電気的に提供され得る。代替的に、図11に示されているように、拡大機構84は、ディスプレイ10上に配置された湾曲拡大レンズ層76を含んでいる。透明な拡大レンズ層76は、ディスプレイ10上に取り外せないように設けられていてもよいし、ディスプレイ10に取り付けられた接着層であってもよい。また、拡大レンズ層76は、ディスプレイ10に取り付けられた平坦フレネルレンズシートであってもよいことは想定される。

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