(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
身体内で生検装置を位置決めする統合誘導に対するシステムにおいて、前記システムが、腫瘍境界を推定し、前記システムが、
身体構造の画像を提供し、腫瘍の形状の推定を与える情報を提供する、粗誘導に対する撮像装置と、
光学素子を有し、前記身体の組織を区別することにより前記生検装置の軌道に沿った腫瘍境界の一次元情報を提供する、微細誘導に対する分析装置と、
先端部分を持つ細長い素子である前記生検装置と、
を有し、
前記生検装置が、前記撮像装置により視覚化され、
前記光学素子が、前記生検装置の先端部分にあり、
前記システムが、前記撮像装置による前記腫瘍の形状の推定と前記分析装置の前記一次元情報とを結合することにより前記腫瘍境界の新しい推定値を計算する、
システム。
【請求項２】
前記生検装置が、組織サンプルを取る針を受ける中空シャフト又は生検針の一方を有する、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記分析装置の前記光学素子が、光ファイバを有する、請求項１ないし２のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項４】
前記分析装置が、分光法に対するコンソールを更に有し、前記コンソール及び前記ファイバが、互いに接続される、請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記分光法に対するコンソールが、反射分光法、蛍光分光法、自己蛍光分光法、経路長差分光法、ラマン分光法、光コヒーレンストモグラフィ、光散乱分光法、及び多光子蛍光分光法からなるグループの１つからの情報を提供する、請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
前記撮像装置が、Ｘ線装置、コンピュータ断層撮影装置、磁気共鳴断層撮影装置及び超音波装置からなるグループの１つである非侵襲性撮像モダリティである、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
身体内で生検装置を位置決めする統合誘導に対するシステムの作動方法において、前記システムが、腫瘍境界を推定し、前記方法は、、
撮像装置が、生検装置及び身体構造の画像を提供し、腫瘍の形状の推定を与える情報を提供するステップと、
分析装置が、前記生検装置の先端部分にある光学素子を用いて、身体の組織を区別することにより前記生検装置の軌道に沿った腫瘍境界の一次元情報を提供するステップと、
前記システムが、前記撮像装置による前記腫瘍の形状の推定と前記分析装置の前記一次元情報とを結合することにより前記腫瘍境界の新しい推定値を計算するステップと、
を有する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、体内で生検装置を位置決めする統合誘導に対するシステム、生検装置及び生検装置を位置決めする方法に関する。特に、本発明は、体内で生検装置を位置決めする統合誘導（integrated guidance）を提供するシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
様々な癌疾患の正しい診断のために、生検が取られる。これは、内視鏡のルーメンを介して又は針生検を介してのいずれかで行われることができる。針生検の一例は、図１に示され、ここで生検は、直腸を介して前立腺から取られる。前記生検の正しい位置を見つけるために、Ｘ線、ＭＲ又は超音波のような様々な撮像モダリティが使用される。前立腺癌の場合、ほとんどの場合、前記生検は、超音波により誘導される（図１を参照）。有用であるが、これらの誘導方法は、最適からは程遠い。
【０００３】
生検に直接的に関連した２つの主要な問題が存在する。
【０００４】
分解能が限定され、更に、これらの撮像モダリティは、ほとんどの場合、正常組織と新生物組織とを区別することができず、更に、良性組織と悪性組織とを区別することができない。その結果として、適切な組織標本が取られるかどうかの高いレベルの不確実さが存在する。
【０００５】
これに加えて、生検は、しばしば見ないで取られ、これは、病変が針により到達されたかどうかの追加の不確実さを生じる。誘導の観点から、生検針を組織内の正しい位置に誘導するのに改良が必要であることは明らかである。
【０００６】
取られた標本が癌性である場合、ほとんどの場合、この癌性組織は、（特に腫瘍が良好に位置特定されている場合に）手術により取り除かれる。ここで、執刀医が腫瘍を見つけるのに目及び手（触診）のみを使用することができ、事前に記録された画像の情報に頼らなければならないという事実により他の問題が生じる。これらの事前に記録された画像は、腫瘍の位置に関する情報を提供するが、腫瘍境界を示さない。執刀医が境界を見つけるのを助けるために、位置特定ワイヤが使用される。再び、前記位置特定ワイヤを正しい位置に誘導するのは難しい。
【０００７】
腫瘍の境界を見つけるのは特に難しい可能性があり、実際に、仮想的に不可能である。その結果として、執刀医は、腫瘤全体が取り除かれることを確かめるために腫瘍の核の周りの大量の組織を取り除く。腫瘍の周りの付加的な量の組織を取り除くことは、実際に、ほとんどの場合に、完全な除去をもたらすが、執刀医は決して確信していない。除去後の癌の再発の数は３０％であり、これは、腫瘍の一部がそのまま残され、更なる腫瘍の再増殖を引き起こしたことを示す。もちろん、取り除かれる組織の量を増やすことができるが、これは、幾つかの場合には、難しい。場合により、体内の重要な構造物（vital structure）が組織（神経、重要な血管、脳組織）内に存在する。執刀医は、この場合、前記付加的な組織による機能不全が、腫瘍を完全に取り除かないリスクより重要であるかどうかを決定しなければならない。切除が完全ではない場合に、執刀医が、実際に、腫瘍を通って切断し、腫瘍の更なる播種を引き起こし得ることに注意することは重要である。これらの損傷を修復する第２の手術は、非常に侵襲的であり、知性（mind）及び／又は体の機能の喪失及び切断（mutilation）のような深刻な副作用を引き起こす。
【０００８】
前記生検装置は、組織を取り除くことなしに身体内の特定の位置において治療又は薬物を投与する、例えば影響を受ける身体部分の正しい場所に流体を注入する装置として使用されることもできる。同じ欠点が、生検装置を正しい場所に誘導することが難しいこれらの介入に当てはまる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記の方法によって生検を取ることは、
−調査されるべき組織の中心に生検針を誘導する困難性、
−腫瘍境界（腫瘍の形状及びサイズ）を線引きする困難性、
−腫瘍の播種なしで組織学的分析のために身体から標本を取る困難性、
のような、複数の欠点を持ちうることがわかっている。
【００１０】
目的は、生検装置の改良された誘導を提供することでありうる。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
これは、それぞれの独立請求項の対象により達成される。他の典型的な実施例は、それぞれの従属請求項に記載される。
【００１２】
一般に、本発明によるシステムは、身体構造の画像を提供する撮像装置と、光学素子を有し、身体の組織を区別する情報を提供する分析装置と、生検装置とを有する。前記生検装置は、前記撮像装置により追跡され、前記光学素子は、前記生検装置内に統合される。
【００１３】
換言すると、本発明は、身体の内部を撮像することができる非侵襲性撮像モダリティ（すなわち、Ｘ線、ＣＴ、ＭＲI、超音波）と、少なくとも１つの光学素子を含む生検装置とを有する統合システムであって、前記素子が、光学的モダリティ（すなわち反射分光学、蛍光分光法、自己蛍光分光法、経路長差分光法（differential path length spectroscopy）、ラマン分光法、光コヒーレンストモグラフィ、光散乱分光法、多光子蛍光分光法）を用いて前記生検装置の前又は近くの組織を調べることができるコンソールに接続され、前記コンソールが、前記統合システムの一部である、前記統合システムを提供する。前記非侵襲性撮像モダリティは、前記身体内の前記生検装置を撮像することができ、前記非侵襲性撮像モダリティに基づいて前記生検装置の粗誘導を可能にする。前記分析装置は、標的組織において前記生検装置の先端部分を微細位置決めするのに使用される。好ましくは、前記光学的情報は、前記非侵襲性撮像モダリティの画像内で位置合わせされる。好ましくは、前記非侵襲性撮像モダリティが３次元撮像を可能にする場合、前記光学的情報は、前記画像の３次元座標フレーム内で位置合わせされる。
【００１４】
前記生検装置は、一方で、生検針であることができ、又は他方で、生検が実際に実行される針を受けるカニューレ、トロカール若しくはカテーテルであることができる。
【００１５】
光学的情報の良好な伝送を持つために、光ファイバが使用されうる。前記ファイバは、前記コンソールと前記生検装置との間の接続を形成することができ、前記光ファイバは、生検ファイバの先端部分において終わり、したがって前記光学素子を形成する。
【００１６】
異なるタイプの組織の反射スペクトルは、一般に、前記組織の異なる分子構成により異なる。これらのスペクトルを測定する結果として、我々は、異なる組織を互いから識別することができる。光学的方法が限定的な侵入深さのみを持ち、撮像深度が数ミリメートルから数センチメートルのみであるという事実に対し、前記針又はカニューレが空間内のどこにあるのか概観が存在しないので、前記非侵襲性モダリティの誘導なしでの前記針又はカニューレの誘導は難しい。更に、患者内の前記生検装置の位置に対して前記光学的情報を位置合わせすることができない場合、前記装置が移動されるとすぐに以前測定されたデータが関連性を失うことを意味する。
【００１７】
本発明の他の態様は、周囲の形態に関する情報が既知ではない場合に、測定された光学データを組織タイプに変換することが難しいことである。したがって、組織性状の決定は、向上し、前記非侵襲性撮像システムから来る形態情報を入力として持つ。したがって、好ましくは、最初に、前記光学データは、前記非侵襲性撮像データに位置合わせされ、前記非侵襲性撮像モダリティから来る前記針の周りの形態情報を一緒に持つ前記光学情報は、前記測定された光学データを前記針の前又は近くの組織タイプに変換するのに使用される。例えば、前記針が軟組織の中にある場合、前記光学情報は、骨構造が近くにあるか否かの影響を受けることができる。これを考慮に入れて、より信頼できる組織性状が可能である。
【００１８】
本発明による生検装置を位置決めする方法は、非侵襲性撮像システムを用いて視覚化された前記生検装置を体内に挿入するステップと、前記生検装置の粗誘導を構成するステップと、前記生検装置内に統合された光学素子及び前記生検装置の先端の前又は近くの組織を区別する光学的情報を得る分光法に対するコンソールを有する分析装置により援助されて前記生検装置を微細位置決めするステップと、前記生検装置の微細誘導を構成するステップとを有する。
【００１９】
本発明のこれら及び他の目的は、以下に記載される実施例を参照して説明され、明らかになり、以下の図面を参照する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】超音波誘導の下での直腸を介する生検を取る概略図を示す。
【図２】本発明の典型的な実施例による、体内で生検装置を位置決めする統合誘導に対するシステムの概略図を示す。
【図３】図３（Ａ）が対象に対する生検装置の先端の複数の場所に対する拡散反射の典型的な光学スペクトルを示し、図３（Ｂ）が、図３（Ａ）の拡散反射の正規化されたスペクトルを示す。
【図４】ファントム内の生検装置の異なる位置の典型的な視覚化を示し、（左上の挿入部において）対応する光学反射スペクトルと一緒に前記生検装置の蛍光Ｘ線画像を示す。
【図５】生検の誘導及び生検の調査に対する光ファイバが生検装置の中空シャフト内に配置される、本発明の典型的な実施例による生検装置の断面を示す。
【図６】ラマン又は蛍光分光法に対するセットアップを概略的に示す。
【図７】２つのタイプのファイバベースの針を示す。
【図８】光学スペクトルを測定する実験セットアップを概略的に示す。
【図９】生検装置の他の典型的な実施例を示す。
【図１０】異なる決定方法による腫瘍の典型的な境界を示す。
【図１１】異なる流体物質の吸収係数を示す。
【図１２】血管からの本発明の実施例による生検装置の距離と本発明の実施例によるシステムにより視覚化された吸収スペクトルとの間の関係を示す断面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図２は、本発明の典型的な実施例によるシステムを示す。前記システムは、細長い生検装置２００と、前記生検装置の先端部に配置された光学素子２２０と、粗誘導を援助する撮像装置５００と、微細誘導を援助する分析装置２０と、計算装置６００とを有する。前記分析装置は、光源１０及び分光器２２を含む。撮像装置５００は、放射線源５１０及び検出器アレイ５２０を含む。前記計算装置は、撮像装置５００及び分析装置２０から来る信号を処理するプロセッサユニット６２０と、体内の前記生検装置の誘導を援助する情報をモニタリングするモニタ６１０とを含む。
【００２２】
図２に示されるように、体内の生検装置を位置決めする統合誘導に対するシステムは、画像誘導Ｘ線ベース針誘導システム５００（例えば、３次元等方軟組織体積が回転式取得から再構成され、生の蛍光透視法が前記３次元データセットと相互位置合わせされ、重ね合わせられるPhilips Medical SystemsのXperGuideのようなシステム。これを３次元ロードマッピング技術と組み合わせることは、"Live 3d Guidance in the Interventional Radiology Suite", J. M. Racadio et atl., Interventional radiology ARJ 2007; 189:W357-W364に記載されるように針誘導を可能にする）と、分析装置２０と接続される光ファイバを含む生検針装置２００とを有する。前記画像誘導針ナビゲーションシステムは、統合された２次元／３次元病変撮像及びインタラクティブ画像誘導針前進モニタリングを提供し、これら全ては、前記針により得られる光学的情報に結合され、Ｘ線システム５００が、粗誘導を提供するのに対し、分析装置２０から受け取られる前記光学的情報は、生検場所に対する最終的な正確な誘導を提供する。好ましくは、前記針の位置を一緒に持つＸ線データは、前記針の前にある組織の光学的再構成に対する入力として使用される。
【００２３】
以下に示されるのは、本発明の第１の実施例の特徴の短い要約である。
前記システムは、２次元蛍光透視画像を３次元組織再構成上に重ねることにより切り口から標的点まで前記生検針をインタラクティブに追跡することができ、前記患者の体内の位置に対して位置合わせされる針軌道に沿った各点における分子組織情報を提供する。
前記針軌道に沿った領域は、分子レベルで病変存在に関する表示を提供するためにスキャン（前方スキャン、片側スキャン）されることができる。
好ましくは、何の組織が前記針の前にあるかを再構成する際に、前記Ｘ線データ及び前記針の位置情報は、何の組織が前記針の前にあるかの光学的再構成において積極的に使用される。
針スキャンから推定される腫瘍境界及びＸ線から推定される腫瘍境界が比較される。前記Ｘ線情報は、前記腫瘍の形状の推定を与えるが、正確な境界は決定されることができない。前記針は、前記腫瘍境界の詳細な情報を与えるが、この情報は、前記針軌道に沿ってのみ得られる。前記腫瘍のＸ線形状を前記針の１次元情報と結合することにより、３次元腫瘍サイズの新しい推定値が計算されることができる（第３の実施例を参照）。新しく推定された拡大された境界は、前記腫瘍境界に対するより良い推定である。
Ｘ線情報及び針情報は、更に、同じ領域のＭＲＩ画像に結合される（ＭＲデータセットはＸ線マシンにより生成されたデータセットと位置合わせされることができる）。
光ファイバを備えた生検針は、位置特定ワイヤを位置決めするのに使用される。固定手段を含む前記位置特定ワイヤは、ファイバを備えることができる。
【００２４】
本発明を明示するために、針介入が記載される。生検が取られるべき対象は、例えばＣアームベッド上に配置され、前記針は、前記針を軸方向に移動するステッパモータ（０．２５ミクロンの最小ステップ）上に取り付けられる。前記針は、分光計に対する光ファイバと接続される。前記ファイバの少なくとも１つは、前記組織から反射された光を検出し、したがって光学素子である。
【００２５】
前記針介入は、Ｘ線画像及び蛍光透視Ｘ線画像を取得すること、及びこれに加えて光学反射スペクトルが前記Ｘ線システムに接続されたコンソールに結合されたファイバを含む前記針により測定されることからなる。
【００２６】
前記対象の周りの前記Ｃアームの完全な回転の後に、前記Ｘ線情報から前記対象の３次元再構成を生成し、前記針の位置を含むことが可能である。更に、前記針の前進は、蛍光透視Ｘ線撮像の下で行われることができる。
【００２７】
図３は、対象に対する針の先端の複数の場所に対して分析装置により得られることができる光学スペクトルを示す。前記対象は、血液で満たされた管であることができる。本発明によるシステムは、ファントム内で使用された。図３は、結果、すなわち図３（Ａ）において針の先端と前記ファントム内に配置された管との間の異なる距離に対する波長に対する反射を示す。ここで前記光学スペクトルは、ファイバを備えた針により測定される。図３（Ａ）において、縦軸は'反射'であり、横軸は'波長（ｎｍ）'である。図３（Ｂ）は、前記針が前記管から３２．５ｍｍ離れている場合の前記信号に対する正規化された反射を示す。ここで、縦軸は'正規化された反射'であり、横軸は'波長（ｎｍ）'である。
【００２８】
図４は、生検装置を誘導するのを援助するためにモニタ上に示されることができる３つの図を示す。各図は、左上の角に前記分析装置により得られたスペクトルの図を追加された、主にＸ線装置の画像である。前記Ｘ線装置の蛍光透視画像は、前記ファントム（暗い影）に対する前記針（各図の真ん中から右上への細長い黒い線）の相対的な位置を決定することを可能にし、前記スペクトル情報は、いつ前記小さな管（左上から右下への黒いコントラスト線）が接近されるかを明確に示す。これは、１００ミクロンの精度で前記針を微細位置決めすることを可能にする。前記Ｘ線画像の情報及び前記光学的情報は、結合された画像内に示されるが、前記結合された情報を示す様々な他の方法が存在し、例えば色を使用することによる。
【００２９】
図５は、本発明の典型的な実施例による生検装置の先端部を示す。生検装置２００は、ファイババンドル２２０を持つシャフト２１０を有する。更に、シャフト２１０は、生検を取る針２４０を収容する。好ましくは、ファイババンドル２２０は、前記ファイバのそれぞれの端部が前記生検装置の先端部分の端部面に配置されるようにシャフト２１０内に配置される。換言すると、前記ファイバの一部は、前記生検装置の前面において途切れることができ、及び／又は前記ファイバの一部は、前記生検装置の側面若しくは壁面における前面の近傍において途切れることができる。更に、前記生検装置により採取される生検に対する方向に向けられた一部のファイバ端部、及び生検の前の光学的誘導のために、前記生検装置の前又は側面に対する方向に向けられた一部の他のファイバ端部が存在することができる。図５において、生検の前の光学的誘導に対するファイバは、参照符号２２０ａで示され、生検の光学的調査に対するファイバは、参照符号２２０ｂで示される。
【００３０】
ファイバが光を放出する及び／又は受けるのに使用されうることに注意する。
【００３１】
図６は、前記システムの他のコンポーネントを示す。この実施例によると、一部のファイバ３０は、レンズ５２を経て体の外側の光源１０に結合され、生検装置１００のシャフト先端の前の組織の励起に対して使用される。散乱光及び放出光の一部は、他のファイバ４０により集められ、他のレンズ５４を介して検出器に誘導され、前記検出器は、ＣＣＤカメラ２４と結合された分光器２２であることができ、例えば自己蛍光又はラマンスペクトルが記録される。前記スペクトルを調査すると、生検装置１００を用いて生検を取るか、又は前記スペクトルの異常が見つけられる場合に他の位置に前記シャフトを移動するかのいずれかが決定される。
【００３２】
前記組織内の前記生検装置の挿入中に、スペクトルは記録され、既知のＸ線ベース針誘導システムの位置にリンクされる。
【００３３】
光学的に測定されたスペクトルを解釈する、したがって、スペクトルを組織性質に変換するために、前記Ｘ線データ（形態）が使用される。例えば、前記Ｘ線データは、どのタイプの構造が前記針の前にあることができるかの表示を既に提供することができ、前記光学的データは、少数の可能な候補組織から選択又は確認することのみが必要である。何の組織が前記測定されたスペクトルと最良にマッチするかを確認することは、より信頼できる形で行われることができる。他の例は、特定の組織の中であることを望む場合である。前記Ｘ線システムを用いて前記針を粗誘導した後に、前記針は、前記測定された光学スペクトルが標的組織とマッチするまで微細位置決めされる。
【００３４】
このようにして、様々な点に対して、前記組織の情報が得られ、Ｘ線により得られた３次元画像内に結合される。病気の組織に対する粗誘導は、前記Ｘ線画像により実行される。微細誘導は、前記光学的情報に基づく。最終的な場所が到達される場合、生検が取られることができる。オプションとして、前記生検は、病気の組織を含むかどうかを光学的に確認されることができる。
【００３５】
リアルタイム組織特徴付けを提供する方法は、光学的方法を用いる。例えば、光学反射分光法又はラマン分光法は、組織特有である特徴を提供することが知られている。組織が広帯域光源で照射される反射分光法において、反射された散乱スペクトル光分布が測定される。組織性質の差（すなわち特定の組織の散乱性質の差）は、照射源の下のスペクトル分布と比較したスペクトル光分布の変化で見ることができる。更に、光学分光撮像（すなわち点測定から２次元撮像に拡張する）は、より詳細な組織特徴付けを提供する。この場合、組織は、細胞構造が可視になることを可能にし、詳細な組織分析を可能にするミクロン分解能で見られる。この細胞撮像が光学分光法と組み合わせられる場合、組織特徴付けは、染色を使用することなしに達成されることができ、現在体外病理学で使用されているものに近づく。
【００３６】
これらの方法を針で利用可能にするために、光ファイバ技術が採用される。ファイバを針内に統合することにより、前記針の先端における前記ファイバの遠位端の先端における光学的プロービングが可能になる。分析は、前記ファイバの近位端に取り付けられたコンソールにおいて行われることができる。前記コンソールは、統合ナビゲーションシステムの統合部分である。
【００３７】
図７は、２つの異なるタイプのファイバベースの針を示す。第１のタイプ（Ａ）において、前記ファイバは、前記針の中に堅く統合され、前記針先端の近くの組織の分光解析を可能にする。前記ファイバは堅く組み込まれるので、細胞撮像が可能ではない。第２のタイプ（Ｂ）において、スキャンファイバが、前記針内に統合される。レンズシステムが前記ファイバの前に取り付けられる場合、スキャン共焦点顕微鏡が確立され、組織の顕微鏡撮像を可能にする。前記ファイバをスキャンするために、モータが、前記針内に統合されなければならず、前記システムを前記固定ファイバより複雑にする。
【００３８】
組織調査のこれら２つの方法に結合されることができる様々な光学的技術が存在し、分光法はその１つである。一例は、光学反射分光法である。切除した組織における分光測定は、図８に示されるような光ファイバを備えた針を用いて実行される。前記ファイバに結合された光源は、広帯域光源である。反射スペクトルは、分光器で測定され、例えば、ＣＣＤカメラで記録される。
【００３９】
図９は、本発明の他の実施例による生検装置の先端部を示し、ここで生検装置１００は、光ファイバの一群を含む。図９の生検装置の実施例は、ルーメンを持たないが、ルーメンを持つ装置であることもできる。前記針の基部におけるファイバ入口位置（例えば図９において、番号１０１、１０２及び１０３により示される位置）の各々は、前記針のヘッドにおけるファイバ出口位置（図９において、プライム付き番号１０１'、１０２'及び１０３'により示される）に関連する。このようにして、前記針のヘッドは、様々な光学プローブ位置で覆われ、それぞれのファイバの端部は、前記生検装置の側面に対する方向に向けられる。
【００４０】
光は、レンズ５０を経てファイバ３０から前記生検装置、すなわち針の基部における光ファイバ内に結合され、前記生検装置の基部における他の光ファイバの外からファイバ４０内に結合される。励起ファイバ３０に接続された光源１０は、例えばファイバ１０１を照射する。前記光は、前記ファイバを渡り、出口位置１０１'の周りの組織を照射する。この位置から散乱する光は、例えば、位置１０２'及び１０３'に到達することができる。分析装置２０は、各ファイバ（それぞれ１０１、１０２及び１０３）から来る光を集めるファイバ４０に接続される。前記光の強度は、出口位置１０１'、１０２'及び１０３'の間の吸収及び散乱の量に対する測定値である。これらの信号から、前記針の周りの組織特性は、抽出されることができる。この実施例が、ファイバ間距離のものと等しい横分解能で、前記針の周りの組織の散乱及び吸収性質の２次元撮像を可能にすることは注目に値する。更に、各ファイバに対して光コヒーレンススキャンを実行することも可能であり、これは、各ファイバに対して線に沿った深度スキャンを与える。これらの線を組み合わせて、前記針の周りの組織の３次元画像が、再び前記ファイバ間の距離のものと等しい横分解能で、再構成されることができる。
【００４１】
この実施例の変形例は、蛍光透視撮像及び／又は分光測定の実施である。この場合、照射源１０及びファイバ３０は、励起ファイバとして機能し、したがって蛍光分子を励起し、前記分子により放出された蛍光光を集める収集ファイバとして機能する。
【００４２】
第１の実施例において論じられたのと同様に、ラマン分光法が実行されることができるが、ここで原理的に各ファイバ端部位置１０１'、１０２'等に対して実行されることができる。
【００４３】
最終的に、前記針の周りで拡散光トモグラフィ（ＤＯＴ）を実行することも可能である。これは、光マンモグラフィにおいて行われるものと同様の前記針の周りの比較的大きな体積における機能的撮像を可能にする。この実施例において、１以上のファイバが、前記組織の（順次的）照射に対して使用される。１以上の他のファイバが、前記散乱光を集めるのに使用される。画像再構成アルゴリズムを使用して、前記針の周りの領域の光学的性質の３次元マップを得ることが可能である。ＤＯＴの主な利点は、他の光学的方法と比較して高い侵入深さであり、照射源検出器間距離の約半分である。ＤＯＴに対する最も有利な波長領域は、近赤外（ＮＩＲ）である。ここで、侵入深さは、最大であり、光学的性質は、血中濃度及び酸素飽和度のような重要な生理学的パラメータにより強力に決定される。異なる波長におけるＤＯＴを組み合わせることにより、光学パラメータを生理学的パラメータに変換することが可能である。
【００４４】
上述の撮像方法は、調査中の組織の直接吸収及び散乱性質に依存することができる。しかしながら、適切な波長で照射し、同時に検出器側における照射波長をブロックすることにより、組織の蛍光発光をマッピングすることも可能である。前記蛍光発光は、内因性又は外因性、すなわち造影剤の助けによることができる。蛍光検出の特異性は、蛍光寿命撮像のような当技術分野において周知の方法により改良されることができる。
【００４５】
本発明の他の態様によると、前記腫瘍境界は、針情報から推測されることができ、前記情報は、前記Ｘ線システムからの情報と比較されることができる。図１０において、（線３３０に沿って境界点Ｂ及びＥに帰着する）前記光学的情報から推測された境界３１０は、一般に、前記方法のより高い感受性のために（線３３０とともに断面点Ｃ及びＤに帰着する）前記Ｘ線の境界３００より大きい。これから推測されるスケール係数は、前記Ｘ線のものによって領域を拡張するのに使用される。新しく推測された拡大された境界３２０は、前記腫瘍境界に対するより良い推定であり、介入を計画するのに執刀医により使用されることができる。
【００４６】
他の実施例は、本発明が、前記針を疑わしい組織の場所に誘導するのに使用されるが、生検を取る代わりに、中空の針が位置特定ワイヤを位置決めするのに使用されるものである。この位置特定ワイヤは、切除されるべき腫瘍の場所を見つけるのに執刀医により使用される。
【００４７】
他の実施例において、前記生検装置は、組織を取り除くことなしに体内の特定の位置において（ＲＦ、マイクロ波又は冷凍アブレーションを使用して経皮的に）治療又は薬物を投与する、例えば影響を受ける身体部分の正しい場所に流体を注入する、装置として使用されることもできる。
【００４８】
他の実施例は、血管を避けるためのものである。
【００４９】
コントラスト増強（ＣＥ）ＣＴ取得を使用することにより、動脈又は静脈血管樹の両方の３次元再構成は、脳実質の軟組織再構成に加えて生成される。軟組織及び動脈／静脈新生（vascularisation）の両方が、疑わしい組織の場所を見つけるために評価される。XperGuideナビゲーションソフトウェアを使用して、前記針軌道は、計画された経路が腫瘍血管を横切らないように規定される。針前進の限定的な制度（人的エラー）のため、周辺血管に対する実際の針位置に関する追加のフィードバックが必要とされる。これは、光ファイバを前記針に追加することにより前記針先端の直接的に前の組織の吸収性質を測定するように光学分光学を使用することにより行われることができる。
【００５０】
図１１は、吸収スペクトルを示し、縦軸は吸収係数を意味し、横軸は波長を意味する。この典型的な図において、メラノソームＭ、水Ｗ及び血液ＨＢのスペクトルが描かれている。血液ＨＢの吸収スペクトルは、４００ないし６００ｎｍのあたりの可視領域において特徴的なピークを示す。前記生検針の前で測定されたスペクトルから、血液の存在が、前記吸収スペクトルのこれらのピークをモニタリングすることにより推測されることができる。これは、例えば、２つの波長、すなわち吸収ピーク内の波長（例えば５３０ｎｍ）及び前記ピークの外側の波長（例えば６３３ｎｍ）における吸収を測定することにより行われることができる。これらの吸収値の比を血管モニタ信号として取ると、血管は、前記信号が大幅に変化する場合に接近される。このようにして、前記吸収信号を全体的に測定することは必要ではなく、相対的にのみ測定することが必要である。
【００５１】
以下に示されるのは、本発明による方法のステップの短い要約である。
診断スキャン（Ｘ線、ＣＴ、ＭＲＩ）を用いる疑わしい組織の決定、
ＣＥ  ＣＴ技術を用いる動脈及び静脈血管樹の３次元評価、
病変アクセス計画の確立、
（３）の計画によって針前進の画像誘導モニタリングを実行するためのXperGuideの使用、
光学的方法を用いる針先端の近傍における血液を運ぶ血管構造の描画、
血管構造に介入することを避けるために針方向を再調整するための光学的情報の使用。
【００５２】
第１の実施例は、項目（１）ないし（４）に集中している。生検装置２００のシャフト２１０は、少なくとも１つのファイバ２２０を含み、針２４０を受けるように構成される（図１２を参照）。前記少なくとも１つのファイバは、前記ファイバの前の組織を照射するのに使用され、後方散乱光の収集ファイバとしても機能する。前記ファイバにより収集された前記散乱光及び放射光の一部は、分光器に誘導され（図６を参照）、ここで前記吸収スペクトルが記録される４００、４１０（図１２を参照）。血管が離れている場合、吸収スペクトル４００は、血液に対する吸収ピーク特性を見せない（図１２（Ａ）を参照）。しかしながら、血管が前記針の先端に接近する場合、吸収スペクトル４１０が、血液に対する吸収ピークを示す。一度このような信号が現れると、前記針は、前記ピークが再び不在になるように変更した方向に前進する。
【００５３】
この信号を測定又は定量化する様々な方法が存在する。１つの方法は、２つのレーザ源を使用することであり、一方は５５０ｎｍにおいて放出し、他方は６３３ｎｍにおいて放出する。５５０ｎｍに関連した信号は、血液のピークをプローブし、６３３ｎｍに関連した信号は、いくぶん非感受性である。これらの信号の比をトリガ信号として取ると、周囲の偏差に対して非感受性である。
【００５４】
本発明及びその実施例は、
−画像誘導脳生検、
−画像誘導脳アブレーション、
−画像誘導脳神経刺激、
−癌診断に対する生検の誘導、
を含む様々な臨床的処置において応用されることができる。
【００５５】
本発明は、図面及び先行する記載において詳細に図示及び説明されているが、このような図示及び説明は、説明的又は典型的であると見なされ、限定的であると見なされるべきでなく、本発明は、開示された実施例に限定されない。
【００５６】
開示された実施例に対する他の変形例は、図面、開示及び添付の請求項の検討から、請求された発明を実施する当業者により理解及び達成されることができる。請求項において、単語"有する"は、他の要素又はステップを除外せず、不定冠詞"１つの"（"a"又は"an"）は、複数を除外しない。特定の方策が相互に異なる従属請求項に記載されているという単なる事実は、これらの方策の組み合わせが有利に使用されることができないことを示さない。請求項内の参照符号は、範囲を限定すると解釈されるべきでない。
【符号の説明】
【００５７】
１０：光源
２０：分析装置
２２：分光器
２４：ＣＣＤカメラ
３０：励起ファイバ
４０：収集ファイバ
５０、５２、５４：レンズ
１００、２００：生検装置
１０１、１０２、１０３：ファイバ入口位置
１０１'、１０２'、１０３'：ファイバ出口位置
２１０：シャフト
２２０、２２０ａ、２２０ｂ：ファイバ
２４０：針
３００、３１０、３２０：境界
３３０：光学的情報線
４００、４１０：吸収スペクトル
５００：撮像装置
５１０：Ｘ線源
５２０：Ｘ線検出器アレイ
６００：計算装置
６１０：モニタ
６２０：プロセッサユニット
【図１】
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【図２】
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【図３（Ａ）】
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【図３（Ｂ）】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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