(57)【要約】  人間を含む哺乳類に薬液を供給する薬液投与システムであって、薬液を供給する薬液供給装置１と、薬液が投与される患部を観察する細長い観察プローブ７を有する観察装置９と、少なくとも一部が体内に埋め込まれる薬液投与用カニューラＣと、を備え、薬液投与用カニューラＣは、薬液供給装置１から供給される薬液および観察プローブ７を前記患部まで導くようにしている。これによって、被爆などの患者にかかる負担を軽減するとともに抗癌剤投与の効果確認を簡易に行うことができる薬液供給システムおよび薬液供給用カニューラを実現できる。
2009057774.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
人間を含む哺乳類に薬液を供給する薬液投与システムであって、
薬液を供給する薬液供給装置と、
薬液が投与される患部を観察する細長い観察プローブを有する観察装置と、
少なくとも一部が体内に埋め込まれる薬液投与用カニューラと、
を備え、前記薬液投与用カニューラは、前記薬液供給装置から供給される前記薬液および前記観察プローブを前記患部まで導くことを特徴とする薬液投与システム。
【請求項２】
前記薬液投与用カニューラは、前記薬液が投与されるチャンネルと前記観察プローブが挿入されるチャンネルとが共通の同一チャンネルであり、前記薬液の投与と前記観察プローブによる観察とを異なるタイミングで行うことを特徴とする請求項１に記載の薬液投与システム。
【請求項３】
前記薬液投与用カニューラは、前記薬液が投与されるチャンネルと前記観察プローブが挿入されるチャンネルとが別チャンネルであることを特徴とする請求項１に記載の薬液投与システム。
【請求項４】
前記薬液が投与されるチャンネルと前記観察プローブが挿入されるチャンネルとは、同心円状に配置されることを特徴とする請求項３に記載の薬液投与システム。
【請求項５】
前記薬液が投与されるチャンネルと前記観察プローブが挿入されるチャンネルとは、平行配置されることを特徴とする請求項３に記載の薬液投与システム。
【請求項６】
前記薬液投与用カニューラは、側面開口部を有し、該側面開口部から前記患部に前記薬液を投与することを特徴とする請求項１に記載の薬液投与システム。
【請求項７】
前記薬液投与用カニューラは、前記側面開口部の近傍に前記観察プローブが検出するマーカが設けられていることを特徴とする請求項６に記載の薬液投与システム。
【請求項８】
前記観察プローブは、超音波プローブであり、
前記マーカは、前記超音波プローブが発する超音波を反射することを特徴とする請求項７に記載の薬液投与システム。
【請求項９】
前記マーカは、気泡であることを特徴とする請求項８に記載の薬液投与システム。
【請求項１０】
前記薬液投与用カニューラは、該薬液投与用カニューラの軸中心に回動可能であることを特徴とする請求項６に記載の薬液投与システム。
【請求項１１】
前記側面開口部は、周方向に複数設けられていることを特徴とする請求項６に記載の薬液投与システム。
【請求項１２】
前記観察プローブは、前記薬液投与用カニューラ内で該観察プローブが挿入されるチャンネルに収容された状態で、該観察プローブの軸中心に回動可能であることを特徴とする請求項６に記載の薬液投与システム。
【請求項１３】
前記観察プローブは、超音波プローブであり、
プローブ先端に設けたバルーンと、
前記バルーンに流体を挿入する挿入手段と、
を備えたことを特徴とする請求項１に記載の薬液投与システム。
【請求項１４】
前記観察プローブは、イメージングプローブであることを特徴とする請求項１に記載の薬液投与システム。
【請求項１５】
前記イメージングプローブは、造影剤を併用することを特徴とする請求項１４に記載の薬液投与システム。
【請求項１６】
前記イメージングプローブは、蛍光プローブであることを特徴とする請求項１４に記載の薬液投与システム。
【請求項１７】
前記イメージングプローブは、発光プローブであることを特徴とする請求項１４に記載の薬液投与システム。
【請求項１８】
前記イメージングプローブは、超音波プローブであることを特徴とする請求項１４に記載の薬液投与システム。
【請求項１９】
前記観察プローブは、バイオセンサプローブであることを特徴とする請求項１に記載の薬液投与システム。
【請求項２０】
前記観察プローブは、マーカを有し、
前記薬液投与用カニューラは、前記観察プローブが挿入されるチャンネル内に前記マーカを検出する検出部を有することを特徴とする請求項１に記載の薬液投与システム。
【請求項２１】
前記検出部は、前記薬液投与用カニューラの軸に対する前記観察プローブの相対的ラジアル方向および相対的スラスト方向の位置を検出することを特徴とする請求項２０に記載の薬液投与システム。
【請求項２２】
前記マーカは、磁気マーカであることを特徴とする請求項２０に記載の薬液投与システム。
【請求項２３】
前記薬液投与用カニューラに挿入され、前記薬液を投与する細長い穿刺針を備え、
前記穿刺針は、マーカを有し、
前記薬液投与用カニューラは、前記穿刺針が挿入されるチャンネル内に前記マーカを検出する検出部を有することを特徴とする請求項１に記載の薬液投与システム。
【請求項２４】
前記検出部は、前記薬液投与用カニューラの軸に対する前記穿刺針の相対的ラジアル方向および相対的スラスト方向の位置を検出することを特徴とする請求項２３に記載の薬液投与システム。
【請求項２５】
前記マーカは、磁気マーカであることを特徴とする請求項２３に記載の薬液投与システム。
【請求項２６】
前記穿刺針は、先端近傍に湾曲自在な湾曲部を有することを特徴とする請求項２３に記載の薬液投与システム。
【請求項２７】
前記穿刺針は、少なくとも２以上の導管からなる多重導管であり、内側導管が外側導管の軸線方向に摺動自在に挿入され、内側導管が外側導管先端部から突出自在で、少なくとも１つの導管の先端部に湾曲部が形成され、内側導管が外側導管より小さい曲げ剛性を有し、前記湾曲部が、前記外側導管内において内側導管が弾性変形可能な弾性限度内となるように湾曲形成されていることを特徴とする請求項２３に記載の薬液投与システム。
【請求項２８】
前記観察装置は、前記検出部が検出した前記薬液投与用カニューラの軸に対する前記穿刺針の相対的ラジアル方向および相対的スラスト方向の位置を表示出力することを特徴とする請求項２３に記載の薬液投与システム。
【請求項２９】
前記観察装置の表示出力は、前記患部の観察結果に、前記薬液投与用カニューラの位置および該薬液投与用カニューラに対する前記穿刺針の相対位置を重畳して表示することを特徴とする請求項２３に記載の薬液投与システム。
【請求項３０】
前記薬液供給装置は、
少なくとも薬液を溜め、該薬液を薬液投与側に供給する薬液リザーバと、
前記薬液リザーバ内の薬液を押し出す駆動液を前記薬液リザーバに可変に吐出する可変流量ポンプと、
前記駆動液を溜める駆動液リザーバと、
単位時間あたりの薬液投与量が所望投与量となるように前記可変流量ポンプの吐出流量を制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする請求項１に記載の薬液投与システム。
【請求項３１】
薬液供給装置から供給される薬液を患部まで導いて前記薬液を患部に投与可能にするとともに、前記薬液が投与される患部を観察する前記観察装置の観察プローブを前記患部近傍に導いて前記患部の観察を可能にする体内に埋め込まれる薬液投与用カニューラであって、
当該薬液投与用カニューラは、側面開口部を有し、該側面開口部から前記患部に前記薬液を投与するとともに、前記側面開口部の近傍に前記観察プローブが検出するマーカが設けられていることを特徴とする薬液投与用カニューラ。
【請求項３２】
前記観察プローブは、超音波プローブであり、
前記マーカは、前記超音波プローブが発する超音波を反射することを特徴とする請求項３１に記載の薬液投与用カニューラ。
【請求項３３】
前記マーカは、気泡であることを特徴とする請求項３２に記載の薬液投与用カニューラ。
【請求項３４】
当該薬液投与用カニューラの軸中心に回動可能であることを特徴とする請求項３１に記載の薬液投与用カニューラ。
【請求項３５】
前記側面開口部は、周方向に複数設けられていることを特徴とする請求項３１に記載の薬液投与用カニューラ。
【請求項３６】
前記薬液が投与されるチャンネルと前記観察プローブが挿入されるチャンネルとが共通の同一チャンネルであることを特徴とする請求項３１に記載の薬液投与用カニューラ。
【請求項３７】
前記薬液が投与されるチャンネルと前記観察プローブが挿入されるチャンネルとが別チャンネルであることを特徴とする請求項３１に記載の薬液投与用カニューラ。
【請求項３８】
前記薬液が投与されるチャンネルと前記観察プローブが挿入されるチャンネルとは、同心円状に配置されることを特徴とする請求項３１に記載の薬液投与用カニューラ。
【請求項３９】
前記薬液が投与されるチャンネルと前記観察プローブが挿入されるチャンネルとは、平行配置されることを特徴とする請求項３１に記載の薬液投与システム。
【請求項４０】
前記患部側に設けられた先端カニューラと、
前記薬液供給装置の薬液供給口側に設けられた接続カニューラと、
前記先端カニューラと前記接続カニューラとを接続する接続部と、
を備え、前記接続部を外して前記観察プローブを前記先端カニューラに挿入することを特徴とする請求項３１に記載の薬液投与用カニューラ。
【請求項４１】
前記患部側に設けられた先端カニューラと、
前記薬液供給装置の薬液供給口側に設けられた接続カニューラと、
前記先端カニューラと前記接続カニューラとを接続する接続部と、
を備え、前記接続部のうちの前記観察プローブが挿入されるチャンネルのみを開口して前記観察プローブを前記先端カニューラに挿入することを特徴とする請求項３１に記載の薬液投与用カニューラ。
【請求項４２】
前記先端カニューラは、
先端が開放された円筒状チューブと、
前記円筒状チューブの先端を塞ぐ内栓部材と、
を備えたことを特徴とする請求項４０に記載の薬液投与用カニューラ。
【請求項４３】
前記先端カニューラは、当該先端カニューラを導く円筒状の外筒カニューラをさらに備えたことを特徴とする請求項４０に記載の薬液投与用カニューラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、抗癌剤などの薬液を直接かつ比較的長期間にわたり連続的に患部に投与する薬液投与システムおよび薬液投与用カニューラに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、抗癌剤を投与する場合、点滴や浸透圧ポンプ（非特許文献１参照）などを用い、静脈などを介してたとえば１日４時間程度の投与を１週間程度繰り返し行う計画投与が行われる。そしてこの計画投与は、たとえば２週間程度の休み期間を経て繰り返し行われるが、前回の計画投与における抗癌剤投与の効果をみて、今回の計画投与に用いる薬液の量や薬液の種類を変更するなどの処置が施される。【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１６７２９８号公報
【特許文献２】国際公開  第１９９３／０２１９４０号パンフレット
【非特許文献１】Theewes  F  and  Yum  SI.Principles  of  the  operation  of  genericosmotic  pump  for  the  delivery  of  semisolid  or  liquid  drug  formulations.Ann  Biomed  Eng  1976,4(4):343-353
【非特許文献２】低酸素応答によるＨＩＦ−１活性化調節機構  http://www.biology.tohoku.ac.jp/lab-www/molbiol/hypoxia/main.html
【非特許文献３】最新医療情報  http://kk.kyodo.co.jp/iryo/news/0822supersonic.html
【非特許文献４】光を用いた非侵襲生体診断  http://www.mext.go.jp/b_menu/shingi/gijyutu/gijyutu3/toushin/07091111/008.htm
【非特許文献５】http://www.invitrogen.co.jp/qdot/qtracker.shtml
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した従来の各計画投与後に行われる患部に対する抗癌剤の投与効果を確認するには、ＣＴ装置などが用いられ、各計画投与の都度、Ｘ線を被爆することになり、患者の被爆量が無視できないという問題点があった。【０００５】
一方、ＣＴ装置は大型であることから設置場所が大きな病院などに限られているとともに台数も限られているため、抗癌剤の投与効果確認にかかる時間と労力が大きいという問題点もあった。【０００６】
この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、被爆などの患者にかかる負担を軽減するとともに抗癌剤などの薬液投与の効果確認を簡易に行うことができる薬液投与システムおよび薬液投与カニューラを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、この発明にかかる薬液投与システムは、人間を含む哺乳類に薬液を供給する薬液投与システムであって、薬液を供給する薬液供給装置と、薬液が投与される患部を観察する細長い観察プローブを有する観察装置と、少なくとも一部が体内に埋め込まれる薬液投与用カニューラと、を備え、前記薬液投与用カニューラは、前記薬液供給装置から供給される前記薬液および前記観察プローブを前記患部まで導くことを特徴とする。【０００８】
また、この発明にかかる薬液投与システムは、上記の発明において、
前記薬液投与用カニューラは、前記薬液が投与されるチャンネルと前記観察プローブが挿入されるチャンネルとが共通の同一チャンネルであり、前記薬液の投与と前記観察プローブによる観察とを異なるタイミングで行うことを特徴とする。【０００９】
また、この発明にかかる薬液投与システムは、上記の発明において、前記薬液投与用カニューラは、前記薬液が投与されるチャンネルと前記観察プローブが挿入されるチャンネルとが別チャンネルであることを特徴とする。【００１０】
また、この発明にかかる薬液投与システムは、上記の発明において、前記薬液が投与されるチャンネルと前記観察プローブが挿入されるチャンネルとは、同心円状に配置されることを特徴とする。【００１１】
また、この発明にかかる薬液投与システムは、上記の発明において、前記薬液が投与されるチャンネルと前記観察プローブが挿入されるチャンネルとは、平行配置されることを特徴とする。【００１２】
また、この発明にかかる薬液投与システムは、上記の発明において、前記薬液投与用カニューラは、側面開口部を有し、該側面開口部から前記患部に前記薬液を投与することを特徴とする。【００１３】
また、この発明にかかる薬液投与システムは、上記の発明において、前記薬液投与用カニューラは、前記側面開口部の近傍に前記観察プローブが検出するマーカが設けられていることを特徴とする。【００１４】
また、この発明にかかる薬液投与システムは、上記の発明において、前記観察プローブは、超音波プローブであり、前記マーカは、前記超音波プローブが発する超音波を反射することを特徴とする。【００１５】
また、この発明にかかる薬液投与システムは、上記の発明において、前記マーカは、気泡であることを特徴とする。【００１６】
また、この発明にかかる薬液投与システムは、上記の発明において、前記薬液投与用カニューラは、該薬液投与用カニューラの軸中心に回動可能であることを特徴とする。【００１７】
また、この発明にかかる薬液投与システムは、上記の発明において、前記側面開口部は、周方向に複数設けられていることを特徴とする。【００１８】
また、この発明にかかる薬液投与システムは、上記の発明において、前記観察プローブは、前記薬液投与用カニューラ内で該観察プローブが挿入されるチャンネルに収容された状態で、該観察プローブの軸中心に回動可能であることを特徴とする。【００１９】
また、この発明にかかる薬液投与システムは、上記の発明において、前記観察プローブは、超音波プローブであり、プローブ先端に設けたバルーンと、前記バルーンに流体を挿入する挿入手段と、を備えたことを特徴とする。【００２０】
また、この発明にかかる薬液投与システムは、上記の発明において、前記観察プローブは、イメージングプローブであることを特徴とする。【００２１】
また、この発明にかかる薬液投与システムは、上記の発明において、前記イメージングプローブは、造影剤を併用することを特徴とする。【００２２】
また、この発明にかかる薬液投与システムは、上記の発明において、前記イメージングプローブは、蛍光プローブであることを特徴とする。【００２３】
また、この発明にかかる薬液投与システムは、上記の発明において、前記イメージングプローブは、発光プローブであることを特徴とする。【００２４】
また、この発明にかかる薬液投与システムは、上記の発明において、前記イメージングプローブは、超音波プローブであることを特徴とする。【００２５】
また、この発明にかかる薬液投与システムは、上記の発明において、前記観察プローブは、バイオセンサプローブであることを特徴とする。【００２６】
また、この発明にかかる薬液投与システムは、上記の発明において、前記観察プローブは、マーカを有し、前記薬液投与用カニューラは、前記観察プローブが挿入されるチャンネル内に前記マーカを検出する検出部を有することを特徴とする。【００２７】
また、この発明にかかる薬液投与システムは、上記の発明において、前記検出部は、前記薬液投与用カニューラの軸に対する前記観察プローブの相対的ラジアル方向および相対的スラスト方向の位置を検出することを特徴とする。【００２８】
また、この発明にかかる薬液投与システムは、上記の発明において、前記マーカは、磁気マーカであることを特徴とする。【００２９】
また、この発明にかかる薬液投与システムは、上記の発明において、前記薬液投与用カニューラに挿入され、前記薬液を投与する細長い穿刺針を備え、前記穿刺針は、マーカを有し、前記薬液投与用カニューラは、前記穿刺針が挿入されるチャンネル内に前記マーカを検出する検出部を有することを特徴とする。【００３０】
また、この発明にかかる薬液投与システムは、上記の発明において、前記検出部は、前記薬液投与用カニューラの軸に対する前記穿刺針の相対的ラジアル方向および相対的スラスト方向の位置を検出することを特徴とする。【００３１】
また、この発明にかかる薬液投与システムは、上記の発明において、前記マーカは、磁気マーカであることを特徴とする。【００３２】
また、この発明にかかる薬液投与システムは、上記の発明において、前記穿刺針は、先端近傍に湾曲自在な湾曲部を有することを特徴とする。【００３３】
また、この発明にかかる薬液投与システムは、上記の発明において、前記穿刺針は、少なくとも２以上の導管からなる多重導管であり、内側導管が外側導管の軸線方向に摺動自在に挿入され、内側導管が外側導管先端部から突出自在で、少なくとも１つの導管の先端部に湾曲部が形成され、内側導管が外側導管より小さい曲げ剛性を有し、前記湾曲部が、前記外側導管内において内側導管が弾性変形可能な弾性限度内となるように湾曲形成されていることを特徴とする。【００３４】
また、この発明にかかる薬液投与システムは、上記の発明において、前記観察装置は、前記検出部が検出した前記薬液投与用カニューラの軸に対する前記穿刺針の相対的ラジアル方向および相対的スラスト方向の位置を表示出力することを特徴とする。【００３５】
また、この発明にかかる薬液投与システムは、上記の発明において、前記観察装置の表示出力は、前記患部の観察結果に、前記薬液投与用カニューラの位置および該薬液投与用カニューラに対する前記穿刺針の相対位置を重畳して表示することを特徴とする。【００３６】
また、この発明にかかる薬液投与システムは、上記の発明において、前記薬液供給装置は、少なくとも薬液を溜め、該薬液を薬液投与側に供給する薬液リザーバと、前記薬液リザーバ内の薬液を押し出す駆動液を前記薬液リザーバに可変に吐出する可変流量ポンプと、前記駆動液を溜める駆動液リザーバと、単位時間あたりの薬液投与量が所望投与量となるように前記可変流量ポンプの吐出流量を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする。【００３７】
また、この発明にかかる薬液投与用カニューラは、薬液供給装置から供給される薬液を患部まで導いて前記薬液を患部に投与可能にするとともに、前記薬液が投与される患部を観察する前記観察装置の観察プローブを前記患部近傍に導いて前記患部の観察を可能にする体内に埋め込まれる薬液投与用カニューラであって、当該薬液投与用カニューラは、側面開口部を有し、該側面開口部から前記患部に前記薬液を投与するとともに、前記側面開口部の近傍に前記観察プローブが検出するマーカが設けられていることを特徴とする。【００３８】
また、この発明にかかる薬液投与用カニューラは、上記の発明において、前記観察プローブは、超音波プローブであり、前記マーカは、前記超音波プローブが発する超音波を反射することを特徴とする。【００３９】
また、この発明にかかる薬液投与用カニューラは、上記の発明において、前記マーカは、気泡であることを特徴とする。【００４０】
また、この発明にかかる薬液投与用カニューラは、上記の発明において、当該薬液投与用カニューラの軸中心に回動可能であることを特徴とする。【００４１】
また、この発明にかかる薬液投与用カニューラは、上記の発明において、前記側面開口部は、周方向に複数設けられていることを特徴とする。【００４２】
また、この発明にかかる薬液投与用カニューラは、上記の発明において、前記薬液が投与されるチャンネルと前記観察プローブが挿入されるチャンネルとが共通の同一チャンネルであることを特徴とする。【００４３】
また、この発明にかかる薬液投与用カニューラは、上記の発明において、前記薬液が投与されるチャンネルと前記観察プローブが挿入されるチャンネルとが別チャンネルであることを特徴とする。【００４４】
また、この発明にかかる薬液投与用カニューラは、上記の発明において、前記薬液が投与されるチャンネルと前記観察プローブが挿入されるチャンネルとは、同心円状に配置されることを特徴とする。【００４５】
また、この発明にかかる薬液投与用カニューラは、上記の発明において、前記薬液が投与されるチャンネルと前記観察プローブが挿入されるチャンネルとは、平行配置されることを特徴とする。【００４６】
また、この発明にかかる薬液投与用カニューラは、上記の発明において、前記患部側に設けられた先端カニューラと、前記薬液供給装置の薬液供給口側に設けられた接続カニューラと、前記先端カニューラと前記接続カニューラとを接続する接続部と、を備え、前記接続部を外して前記観察プローブを前記先端カニューラに挿入することを特徴とする。【００４７】
また、この発明にかかる薬液投与用カニューラは、上記の発明において、前記患部側に設けられた先端カニューラと、前記薬液供給装置の薬液供給口側に設けられた接続カニューラと、前記先端カニューラと前記接続カニューラとを接続する接続部と、を備え、前記接続部のうちの前記観察プローブが挿入されるチャンネルのみを開口して前記観察プローブを前記先端カニューラに挿入することを特徴とする。【００４８】
また、この発明にかかる薬液投与用カニューラは、上記の発明において、前記先端カニューラは、先端が開放された円筒状チューブと、前記円筒状チューブの先端を塞ぐ内栓部材と、を備えたことを特徴とする。【００４９】
また、この発明にかかる薬液投与用カニューラは、上記の発明において、前記先端カニューラは、当該先端カニューラを導く円筒状の外筒カニューラをさらに備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００５０】
この発明によれば、薬液供給装置から供給される薬液を患部まで導いて前記薬液を患部に投与可能にするとともに、観察装置の観察プローブを患部近傍に導いて前記患部の観察が可能となるので、被爆などの患者にかかる負担を軽減するとともに抗癌剤投与の効果確認を簡易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】図１は、この発明の実施の形態１にかかる薬液投与システムの概要構成を示す模式図である。
【図２】図２は、図１に示した薬液投与システムに観察プローブが挿入された状態を示す模式図である。
【図３】図３は、薬液供給装置の詳細構成を示すブロック図である。
【図４】図４は、薬液リザーバ内における薬液と駆動液との境界部分近傍の状態を示す図である。
【図５】図５は、図１に示した薬液投与システムの変形例の概要構成を示す模式図である。
【図６】図６は、図５に示した先端カニューラの一例を示す断面図である。
【図７】図７は、図５に示した先端カニューラの他の一例を示す断面図である。
【図８】図８は、この発明の実施の形態２にかかる薬液投与システムの概要構成を示す模式図である。
【図９】図９は、図８に示した先端カニューラの先端近傍の詳細構成を示す横断面図である。
【図１０】図１０は、図９に示した先端カニューラのＡ−Ａ線断面図である。
【図１１】図１１は、癌細胞の状態に応じて先端カニューラの開口部位置を変更する一例状態を示す説明図である。
【図１２】図１２は、図８に示した反射部を気泡によって実現した先端カニューラの先端近傍の構成を示す縦断面図である。
【図１３】図１３は、図８に示した先端カニューラにバルーンを設けた構成を示す図である。
【図１４】図１４は、複数の開口部を設けた先端カニューラの構成を示す断面図である。
【図１５】図１５は、薬液チャンネルとプローブチャンネルとが同心円状に形成された先端カニューラの構成を示す断面図である。
【図１６】図１６は、薬液チャンネルとプローブチャンネルとが平行形成された先端カニューラの構成を示す縦断面図である。
【図１７】図１７は、図１６に示した先端カニューラのＢ−Ｂ線断面図である。
【図１８】図１８は、図８に示した先端カニューラの外周に外筒カニューラを設けた状態を示す断面図である。
【図１９】図１９は、図８に示した先端カニューラの形成の一例を示す図である。
【図２０】図２０は、この発明の実施の形態にかかる薬液投与装置の概要構成を示す模式図である。
【図２１】図２１は、図２０に示したガイドカニューラ、穿刺針、および検出プローブの構成を示す図である。
【図２２】図２２は、図２１のＡ−Ａ線断面図である。
【図２３】図２３は、ガイドカニューラに穿刺針が挿入された状態を示す断面図である。
【図２４】図２４は、観察装置本体部の構成を示すブロック図である。
【図２５】図２５は、３次元観察画像の一例を示す図である。
【図２６】図２６は、検出プローブおよび穿刺針を用いた薬液投与の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００５２】
１  薬液供給装置
２  接続カニューラ
３，３ａ，３ｂ  接続部
４，５４，５４ａ，７４，８４，１０４  先端カニューラ
５  患部
６  生体
７，１０７  観察プローブ
８  観察装置本体
９  観察装置
１０  薬液リザーバ
１１  磁気マーカ
１２  電気浸透流ポンプ
１３  駆動液リザーバ
２０  磁気ラインセンサ
２１  制御部
２１ａ  生体情報検出部
２１ｂ  流量変化検出部
２１ｃ  ポンプ制御部
２２  入出力部
２３  記憶部
２３ａ  生体情報・流量関係記憶部
２４  生体情報センサ
３０  駆動液
３１  薬液
３２ａ，３２ｂ  オイル
３３ａ，３３ｂ  空気
４４ａ，４５ａ  薬液チャンネル
４４ｂ，４５ｂ  プローブチャンネル
５４ｂ  シリコン樹脂
５７  超音波プローブ
５７ａ，１０７ｂ  送受信部
６１，６１ａ〜６１ｃ，９１  開口部
６２，６２ａ〜６２ｃ，６３，９２  反射部
７１  バルーン
７２  供給孔
１００  外筒カニューラ
１０７ａ，１１０ａ，１３０ａ  マーカ
１１０，１３０  穿刺針
１１１，１１１ａ〜１１１ｄ  エンコーダ
１１２，１３３  開口部
１１７  駆動部
１２１  オア回路
１２２  計数部
１２３  スラスト位置算出部
１２４  ラジアル位置算出部
１２５  表示処理部
１３０  穿刺針
１３１  外側導管
１３２  内側導管
Ｃ  薬液投与用カニューラ
ＣＡ  癌細胞
【発明を実施するための最良の形態】
【００５３】
以下、図面を参照して、この発明にかかる薬液投与システムおよび薬液投与用カニューラの好適な実施の形態を詳細に説明する。なお、この実施の形態によってこの発明が限定されるものではない。【００５４】
（実施の形態１）
図１は、この発明の実施の形態１にかかる薬液投与システムの概要構成を示す模式図である。図１において、この薬液投与システムは、人体などの生体６内の癌などの患部５に対して、数十ｍｌ程度の薬液を、たとえばフルオロウラシル（５−ＦＵ）などの抗癌剤を、１週間程度の長期間にわたり連続的かつ集中的に吐出して計画投与するとともに、この計画投与後に患部を観察することができるシステムである。【００５５】
この薬液投与システムは、薬液を吐出する薬液供給装置１と、患部５の状態を観察する超音波プローブなどの観察プローブ７を有した超音波診断装置などの観察装置９と、薬液供給装置１が吐出した薬液を患部５まで導くとともに観察プローブ７を患部５まで導く薬液投与用カニューラＣとを有する。薬液投与用カニューラＣは、薬液供給装置１側に設けられる接続カニューラ２と、患部５側に設けられ生体内に埋め込まれる先端カニューラ４と、接続カニューラ２と先端カニューラ４とを接続するとともに、切り離したときに観察プローブ７の挿入口が現れる接続部３とを有する。また、観察装置９は、上述したように、観察プローブ７を有するともに、観察プローブ７によって取得された観察情報を表示する図示しない表示部や観察情報を処理する図示しない処理部などを有する観察装置本体８を備える。なお、薬液供給装置１は、生体６内に埋め込んでもよい。【００５６】
図１に示すように、先端カニューラ４が生体内６に挿入され、先端カニューラ４の先端部分が患部５の内部に到達した状態で、接続部３および接続カニューラ２を介して薬液供給装置１から薬液が患部５に計画投与される。この計画投与が終了した時点で、図２に示すように、接続部３が切り離され、先端カニューラ４側の接続部３ｂの挿入口から、先端カニューラ４の先端部分まで観察プローブ７が挿入され、患部５の状態が観察される。たとえば、観察装置９が超音波診断装置であり、観察プローブ７が超音波プローブである場合、患部５の超音波断層像を得ることができる。【００５７】
ここで、図３を参照して、薬液供給装置１の詳細構成について説明する。図３に示すように、薬液供給装置３は、薬液を溜めた薬液リザーバ１０と、薬液を押し出す駆動液を溜めた駆動液リザーバ１３と、駆動液リザーバ１３と薬液リザーバ１０との間に設けられ、薬液を押し出すための駆動液を押し出す電気浸透流ポンプ１２とを有する。なお、駆動液は、超純水等を用いることが望ましい。電気浸透流ポンプ１２の動作原理は、電気浸透材（多孔質体）の細孔内の表面がマイナスに帯電し、表面近傍では、プラスイオンが過剰になり、外部から加えられた電界によりプラスイオンが力を受けて移動し、駆動液に流れを生じさせることによって、駆動液を吐出する。したがって、電界の強度を変化させることによって、駆動液の吐出量を変化させることができる。【００５８】
薬液リザーバ１０は、内径が同一の細径パイプを、同一径としたコイル状に密に巻き付けられて配置したものであり、抗癌剤などの薬液がパイプ内部に溜められている。このパイプの電気浸透流ポンプ１２側は、駆動液が入る。すなわち、駆動液の押し出しによって間接的に薬液が薬液リザーバ１０から押し出されることになっている。【００５９】
ここで、薬液リザーバ１０は、駆動液３０の先端部分に磁気マーカ１１が配置される。この磁気マーカ１１は、図４に示すように、オイル３２ａ，３２ｂに挟まれ、さらに外側が空気３３ａ，３３ｂに挟まれ、その外側に駆動液３０および薬液３１が満たされている。また、薬液リザーバ１０の軸方向に沿った外部表面には、軸方向に沿った磁気ラインセンサ２０が配置される。この結果、薬液の吐出とともに磁気マーカ１１が移動し、この移動する磁気マーカ１１の移動量あるいは移動状態が磁気ラインセンサ２０によって検出されることになる。【００６０】
また、薬液供給装置１は、生体情報センサ２４を有する。生体情報センサ２４は、薬液投与対象としての生体６の生体情報を検出する。生体情報は、たとえば心拍数、血圧などの一般的な指標の他、急性肝障害の際に上昇するγＧＴＰ、ＡＬＴ、ＡＳＴなどの逸脱酵素、血中酸素分圧のＰａＯ２、炎症マーカのＣＲＰなどであり、投与される薬液の感受性、対象部位に対する作用、および非対象部位に対する副作用に関する情報である。【００６１】
さらに、薬液供給装置１は、磁気ラインセンサ２０の検出結果および生体情報センサ２４の検出結果をもとに電気浸透流ポンプ１２による駆動液の流量制御を少なくとも行う制御部２１と、薬液供給装置１に対する各種入力指示あるいは設定や、表示などの出力を行う入出力部２２と、生体情報センサ２４が検出した生体情報値と薬液の単位時間流量との関係を記憶する生体情報・流量関係記憶部２３ａを有する記憶部２３とを備える。なお、生体情報・流量関係記憶部２３ａは、単位時間流量の時間変化である時間プロファイルを有するようにしてもよい。【００６２】
制御部２１の生体情報検出部２１ａは、生体情報センサ２４が検出した値をもとに生体情報値を検出する。また、制御部２１の流量変化検出部２１ｂは、磁気マーカ１１の位置を磁気ラインセンサ２０が検出することによって薬液の流量変化を検出する。制御部２１のポンプ制御部２１ｂは、生体情報検出部２１が検出した生体情報値と生体情報・流量関係記憶部２３ａが保持する生体情報・流量関係とをもとに単位時間流量を求め、流量変化検出部２１ｂが検出した流量変化が、求めた単位時間流量となるように電気浸透流ポンプ１２が吐出する駆動液の流量、換言すれば薬液の流量を制御する。【００６３】
なお、上述した制御部２１は、生体情報センサ２４が取得する生体情報をもとに薬液の流量を制御するようにしているが、生体情報センサ２４を設けずに計画投与の流量制御を行うようにしてもよい。【００６４】
この実施の形態１では、薬液投与用カニューラＣを用いて薬液を患部５のみに投与する管路である先端カニューラ４を、観察プローブ７の挿入路として共用するようにしているので、簡易な構成で、観察プローブ７を、観察対象である患部５まで容易に到達させることができるとともに、直接かつ確実に患部５を観察することができる。特に、観察プローブ７の先端は、患部５の内部に到達するため、患部５の内側から患部５を観察することができ、患部５の状態を詳細に観察することができる。【００６５】
また、ＣＴ装置などを用いた患部観察に比して、簡易な観察ができることはもちろん、Ｘ線の被爆がないので、観察による生体への悪影響をなくすことができる。このため、観察プローブ７を用いた患部５の観察を随時かつ高頻度で行うことができる。【００６６】
さらに、薬液は、患部５のみに投与されるため、薬液投与による副作用などが生じにくくなる。また、薬液は、患部５の内部から投与されるため、患部５全体に対する薬液投与を行うことができ、患部５に対する薬液投与を確実かつ効率的に行うことができる。【００６７】
ここで、図５を参照して、実施の形態１の変形例について説明する。上述した実施の形態１では、先端カニューラ４内の薬液管路を、観察プローブの挿入路として用いていたが、この変形例では、先端カニューラ４に対応する先端カニューラ４４内に、薬液を通す薬液チャンネル４４ａと、観察プローブ７が挿入されるプローブチャンネル４４ｂとを設けるようにしている。【００６８】
このような薬液チャンネル４４ａとプローブチャンネル４４ｂとを先端カニューラ４４内で独立して持たせるようにしても、観察プローブ７の先端は、実施の形態１と同様に、患部５まで容易に到達させることができる。【００６９】
具体的な先端カニューラ４４の構造は、たとえば、図６に示すように、同心円状の二重パイプを形成し、内側のパイプによって形成される空間を観察プローブ７が挿入されるプローブチャンネル４４ｂとし、内側のパイプと外側のパイプとの間に形成される空間を薬液が通る薬液チャンネル４４ａとする。なお、内側のパイプと外側とのパイプとの間には、内側のパイプを保持する保持部４４ｃが形成される。この保持部４４ｃとすることによって、押し出しなどによって先端カニューラ４４を成形することができ、先端カニューラ４４の形成が容易になる。【００７０】
この場合、薬液チャンネル４４ａが２つ形成されているが、各薬液チャンネル４４ａに異なる薬液を対応させて供給する多剤併用療法を行うことができる。この多剤併用療法は、複数の抗癌剤を併用して投与するものであり、各抗癌剤の混合は好ましくないが、複数の薬液チャンネル４４ａを用いることによって、各抗癌剤の混合を防止して投与することができる。逆に、各薬液チャンネル４４ａを１つの薬液チャンネルとして用いる場合には、先端カニューラ４４の先端側および接続部３ｂ側の保持部４４ｃの少なくとも一部を切り欠くなどして、１つの薬液チャンネルとすればよい。【００７１】
また、図７に示すように、薬液チャンネル４５ａと薬液チャンネル４５ｂとを、先端カニューラ４４内で隣接して平行配置するようにしてもよい。【００７２】
（実施の形態２）
つぎに、この発明の実施の形態２について説明する。上述した実施の形態１では、先端カニューラ４，４４の先端が開口していたが、この実施の形態２では、図８に示すように、先端カニューラ５４の先端を塞ぎ、先端近傍から径方向に薬液を投与する開口部６１を設け、観察プローブ７が発生する物理量を反射させる反射部６２を、開口部６１位置に対応させた位置に設けるようにしている。その他の構成は、実施の形態１と同じであり、同一構成部分には同一符号を付している。【００７３】
このような構成を持たせることにより、開口部６１からの薬液投与位置を、周方向に対して選択することが可能になる。また、挿入される観察プローブの先端位置決めが容易になる。さらに、反射部６２が設けられるので、観察プローブ７で反射部６２を検出することによって開口部６１の位置を容易に知ることができる。なお、開口部６１および反射部６２を各薬液チャンネル４４ａに対応して設けることが好ましい。【００７４】
具体的には、図９および図１０に示すように、開口部６１が先端カニューラ５４の先端近傍の周方向に設けられ、この開口部６１から薬液が患部５に対して投与される。観察プローブ７が超音波プローブ５７である場合、超音波を反射させる金属泊によって実現される反射部６２が開口部６１近傍に設けられる。超音波プローブ５７の送受信部５７ａを回転させるとともに、軸方向に対して移動させることによって反射部６２が検出され、この反射部６２の位置（軸方向と周方向）に開口部６１が存在することを知ることができる。この開口部６１の位置と、観察された患部５の状態とを対比することによって、患部５の状態に応じた薬液投与の位置、すなわち開口部６１の位置を確実に変更することができる。例えば図１１（ａ）に示すように、薬液投与の位置である開口部６１近傍では癌細胞ＣＡが消失し、薬液投与の位置の背面近傍では癌細胞ＣＡが増殖しているような場合には、先端カニューラ５４を１８０°回転させ、図１１（ｂ）に示すように、開口部６１を、癌細胞ＣＡが増殖している領域に向け、薬液を効果的に送達することができる。【００７５】
なお、観察プローブ７として超音波プローブ５４を用いる場合、反射部６２は、超音波を反射すればよいので、たとえば、図１２に示すように、気泡によって形成された反射部６３としてもよい。この反射部６３は、先端カニューラ５４の形成時に、反射部６３の位置に空気を封入すればよい。この反射部６３は、先端カニューラ５４の内部あるいは外部に突起をもつことがないので、先端カニューラの生体６内への挿入あるいは超音波プローブ５７の挿入をスムーズに行わせることができる。【００７６】
また、超音波プローブ５７を用いる場合、先端カニューラ７４内壁と超音波プローブ５７の先端表面との間に空間ができると、この空間によって超音波が反射してしまい、患部５の観察ができなくなってしまうため、図１３に示すように、超音波プローブ５７の先端部分を覆うバルーン７１と、接続部３ｂとバルーン７１内部とを連通する供給孔７２とを設け、観察時に供給孔７２を介してバルーン７１内にＰＢＳ（リン酸緩衝生理食塩水）を満たすようにして、空気の空間が形成されないようにするとよい。なお、ＰＢＳに限らず、たとえば純水を満たしても良い。【００７７】
さらに、上述した実施の形態２では、１つの開口部６１および１つの反射部６２，６３を設けるようにしていたが、図１４に示すように、周上に複数の開口部６１ａ〜６１ｃおよびこれら開口部６１ａ〜６１ｃの位置にそれぞれ対応した位置に設けられる複数の反射部６２ａ〜６２ｃを設けても良い。また、これら開口部６１ａ〜６１ｃおよび反射部６２ａ〜６２ｃの位置を軸方向にそれぞれずれた位置に設けても良い。この軸方向の位置ずれによって、各開口部６１ａ〜６１ｃを識別するようにしてもよい。また、各開口部６１ａ〜６１ｃの識別は、反射部６２ａ〜６２ｃの大きさなどを変化させるようにして識別してもよい。【００７８】
なお、この実施の形態２でも、薬液チャンネル４４ａとプローブチャンネル４４ｂとを独立して持たせてもよい。たとえば、図１５に示すように、保持部４４ｃを介して同心円状の２重パイプを形成して先端カニューラ８４内に、薬液チャンネル４４ａとプローブチャンネル４４ｂとを形成する。図１５では、複数の開口部６１ａ〜６１ｃおよび反射部６２ａ〜６２ｃが形成されている。【００７９】
同様に、図１６および図１７に示すように、先端カニューラ９４内に、薬液チャンネル４５ａとプローブチャンネル４５ｂとを隣接させて平行配置させてもよい。この場合には、１つの開口部９１および反射部９２が設けられている。【００８０】
なお、上述した実施の形態１，２では、いずれも先端カニューラ表面が生体に接触するようになっていたが、これに限らず、先端カニューラの外部表面を覆う外筒カニューラ１００をさらに設けるようにしてもよい。この場合、生体６内に外筒カニューラ１００が先に埋め込まれ、この外筒カニューラ１００内に先端カニューラ５４が挿入されることになる。【００８１】
また、上述した実施の形態１，２では、先端カニューラ４が生体６内に埋め込まれた状態で説明したが、先端カニューラ４を生体６内に埋め込む場合、図１９に示すように、穿刺針１１０を用いると埋め込みが容易となる。この穿刺針１１０を用いる場合、まず図１９（ａ）に示すように、円筒状であって先端が円筒中心に向かってテーパが形成された先端カニューラ５４ａと、この先端カニューラ５４ａに挿入され、先端カニューラ５４ａ先端よりも先端側に突出し、かつ先端がテーパに形成された穿刺針１１０とを、先端側から生体６内に一体的に挿入していく。その後、先端が患部５に到達した時点で穿刺針１１０を取り除く（図１９（ｂ）参照）。この場合、穿刺針１１０を取り除いたときに、観察プローブ７を挿入し、反射部６２と患部５との検出によって先端位置確認を行うようにしてもよい。その後、図１９（ｃ）に示すように、先端開口に接続部３ｂ側から内栓部材としてのシリコン樹脂５４ｂを挿入し、先端部分を塞ぐことによって、実施の形態２に示した先端カニューラ５４が形成される。なお、シリコン樹脂５４ｂを形成しない場合には、図１９（ｂ）に示す先端カニューラ４となり、実施の形態１に示したものとなる。【００８２】
なお、上述した実施の形態１では、観察プローブ７の一例として超音波プローブ５７を用いて説明したが、これに限らず、観察プローブ７は、患部５を観察できるものであれば良く、たとえば、ＯＣＴ（光干渉断層計）を用いても良い。さらに、内視鏡プローブを用いても良い。内視鏡プローブを用いる場合、たとえば、内視鏡プローブの先端を軸方向に移動して患部５の外縁を知ることによって形状変化を知ることができるほか、患部５の色変化を観察することによって、超音波断層像では観察できない患部５の血管新生状態を把握することもできる。【００８３】
（実施の形態３）
つぎに、この発明の実施の形態３について説明する。この実施の形態３にかかる薬液投与装置は、接続カニューラ２に接続されて薬液供給装置１が吐出した薬液を患部５に投与する穿刺針１１０と、先端カニューラ４に対応し、穿刺針１１０を患部５まで導くとともに観察プローブ７を患部５まで導き、かつ当該先端カニューラ４に対する穿刺針１１０および観察プローブ７の相対位置を検出する先端カニューラ１０４とを有する。先端カニューラ１０４は、薬液供給装置１側に接続された接続カニューラ２の先端側に設けられた穿刺針１１０と観察プローブ７とが接続部３ｂの挿入口を介して交互に挿入される。すなわち、実施の形態１では、先端カニューラ４が薬液投与機能と観察プローブ案内機構とを有していたが、この実施の形態２では、穿刺針１１０が薬液投与機能を担い、先端カニューラ１０４が穿刺針１１０および観察プローブ７に対する案内機構を担うようにしている。【００８４】
また、観察装置９は、観察プローブ７に対応する観察プローブ１０７と駆動部１１７とを有し、この駆動部１１７によって、観察プローブ１０７を、先端カニューラ１０４の軸線方向にステップ的、あるいは定速で移動させつつ、観察画像を取得する。また、観察装置本体８は、観察プローブ１０７によって取得された超音波断層像などの観察情報を表示する図示しない表示部や観察情報を処理する図示しない処理部などを有する。その他の構成は、実施の形態１と同じであり、同一構成部分には同一符号を付している。【００８５】
ここで、図２１を参照して、先端カニューラ１０４、穿刺針１１０、および観察プローブ７の概要構成について説明する。なお、図２２は、図２１のＡ−Ａ線断面図であり、図２３は、先端カニューラ１０４に穿刺針１１０が挿入された状態を示す断面図である。図２１〜図２３において、先端カニューラ１０４の先端近傍の内壁には、周方向に４つに分散され、それぞれが周方向に９０度間隔で配置された磁気のエンコーダ１１１（１１１ａ〜１１１ｄ）を有する。これらエンコーダ１１１ａ〜１１１ｄの各検出結果は、外部の観察装置本体８に出力される。【００８６】
一方、穿刺針１１０および観察プローブ１０７は、ともに先端が針状になっており、先端近傍の外表面に、周方向に沿って約９０度の分布をもつ磁気のマーカ１１０ａ，１０７ａがそれぞれ所定ピッチＺ１で軸線方向に複数配置されている。したがって、穿刺針１１０あるいは観察プローブ１０７が先端カニューラ１０４に挿入された場合、図２２に示すように、エンコーダ１１１ａ〜１１１ｄのいずれか１つ以上がマーカ１１０ａを検出することになり、このマーカ１１０ａの検出によって、先端カニューラ１０４に対する穿刺針１１０の相対的な周方向（ラジアル方向）の位置を知ることができる。たとえば、図２２では、穿刺針１１０が先端カニューラ１０４に対してマーカ１１０ａが約４５度に位置していることを知ることができる。また、図２３に示すように、エンコーダ１１１ａ〜１１１ｄは、穿刺針１１０の先端側のマーカＭ１から順次検出し、薬液が投与される先端の開口部１２からマーカＭ１の軸線方向の位置が既知であり、かつマーカ１１０ａ間のピッチＺ１が既知であるので、エンコーダ１１１の位置から穿刺針１１０先端の相対的な軸線方向（スラスト方向）位置を知ることができる。たとえば、図２３では、穿刺針１１０の先端が、エンコーダ１１１から、距離（Ｚ０＋Ｚ１×２）に位置していることを知ることができる。なお、観察プローブ１０７の相対的なラジアル方向位置およびスラスト方向位置も穿刺針１１０と同様に検出することができる。【００８７】
エンコーダ１１１ａ〜１１１ｄの検出出力は、図２４に示すように、観察装置本体８内に送られ、観察装置本体８内において、穿刺針１１０あるいは観察プローブ１０７の相対的なラジアル方向位置およびスラスト方向位置が検出され、観察プローブ１０７によって観察された３次元断層像と穿刺針１１０の先端位置とが重畳して表示できるようにしている。【００８８】
図２４において、各エンコーダ１１０ａ〜１１０ｄによって検出された情報は、オア回路１２１によって少なくともエンコーダ１１０ａ〜１１０ｄの一つが検出された場合に計数部１２２が計数し、この計数結果をもとにスラスト位置算出部１２３が、先端カニューラ１０４に対する穿刺針１１０の先端位置（開口部１１２の位置）あるいは観察プローブ１０７の先端位置（送受信部１０７ｂの位置）を算出し、表示処理部１２５に出力される。一方、ラジアル位置算出部１２４は、各エンコーダ１１０ａ〜１１０ｄの検出結果をもとに、マーカ１１０ａあるいは１０７ａが配置されたラジアル方向位置を算出し、その結果を表示処理部１２５に出力する。ここで、表示処理部１２５には、観察プローブ１０７から前もってあるいはその後に観察画像が入力される。表示処理部１２５は、観察プローブ１０７の先端カニューラ１０４に対する相対的スラスト方向および相対的ラジアル方向をもとに、先端カニューラ１０４に対する相対的３次元座標上に、観察画像を表示出力する。さらに、穿刺針１１０の先端カニューラ１０４に対する相対的スラスト方向および相対的ラジアル方向が求まった場合、この穿刺針１１０の先端スラスト位置および開口部１１２のラジアル方向を観察画像上に重畳表示する。【００８９】
たとえば、図２５に示す表示画面のように、表示画面上には、超音波断層像による処理対象５が３次元表示され、この３次元表示された画像上に穿刺針１１０先端のスラスト方向位置Ｚおよびラジアル方向位置θが重畳されて表示出力される。これによって、穿刺針１１０による薬液投与の位置および方向を確実かつ簡易に知ることができ、処理対象５に対する効果的な薬液投与を行うことができる。【００９０】
ここで、穿刺針１１０と観察プローブ１０７とを用いた薬液投与および観察の一例を示す。図２６において、まず先端カニューラ１０４の先端は、処置対象５の近傍まで穿刺され、この先端カニューラ１０４内に観察プローブ１０７が挿入される（図２６（ａ））。観察プローブ１０７は、駆動部１１７によってステップ的あるいは定速で処置対象５側に移動され、この移動に伴って、送受信部１０７ｂが回転しつつ超音波断層像を取得する。一方、この観察プローブ１０７の移動に伴ってエンコーダ１１１ａ〜１１１ｄによって観察プローブ１０７の先端カニューラ１０４に対する相対的スラスト方向位置および相対的ラジアル方向位置が求まる。観察プローブ１０７を移動させながら、超音波断層像と当該超音波断層像の撮影時の相対的スラスト方向位置と相対的ラジアル方向位置を検出することにより、先端カニューラ１０４に対する相対的座標上の３次元観察画像を得ることができる。【００９１】
その後、穿刺針１１０を先端カニューラ１０４に挿入し、薬液を処置対象５に投与する（図２６（ｂ））。ここで、上述したように、穿刺針１１０の先端カニューラ１０４に対する相対的スラスト方向位置および相対的ラジアル方向位置は、エンコーダ１１０ａ〜１１０ｄによって求まり、かつ３次元の観察画像上に逐次重畳表示されるため、穿刺針１１０による処置対象５に対する薬液投与位置および方向を確実かつ容易に調整することができる。【００９２】
さらに、一定期間かつ一定量の薬液投与が終了すると、再び、先端カニューラ１０４内に観察プローブ７を挿入し、薬液投与後の処置対象５ａの３次元観察画像を取得する（図２６（ｃ））。その後、さらに穿刺針１１０を先端カニューラ１０４に挿入し、処置対象５ａに対する薬液投与を行う（図２６（ｄ））。この場合、不図示のモニタ上には処置対象５ａの３次元観察画像と穿刺針１１０の画像とが重畳表示されているので、処置対象５の形状と穿刺針１１０の位置とを３次元観察画像で観察しながら、この処置対象５ａに対して最も薬液を効果的に投与できる位置に、３次元観察画像上の穿刺針１１０の位置を参照して投与位置および投与方向を誘導する。これによって、処置対象５ａの形状が経時的に変化してきている場合でも、処置対象５ａに対する薬液投与を効果的に続けることができる。また、図２６（ｄ）に示すように、処置対象５ａの観察画像を得た時点で、処置対象５ａの形状を参照して、直動の穿刺針１１０に替えて先端が斜めに位置した穿刺針１３０を用いることによって、侵襲的な先端カニューラ１０４の挿脱を行わなくて済む。【００９３】
なお、穿刺針１３０は、特許文献１に記載された多重導管を用いている。すなわち、穿刺針１３０は、少なくとも２以上の導管からなる多重導管であり、内側導管１３２が外側導管１３１の軸線方向に摺動自在に挿入され、外側導管１３１先端部から突出自在で、少なくとも１つの導管の先端部に湾曲部が形成され、内側導管１３２が外側導管１３１より小さい曲げ剛性を有し、湾曲部が、外側導管１３１内において内側導管１３１が弾性変形可能な弾性限度内となるように湾曲形成されている。なお、この穿刺針１３０にも先端近傍には、マーカ１１０ａなどに対応したマーカ１３０ａが設けられている。【００９４】
穿刺針１３０の他の可能な変形例としては、穿刺針１３０として小型内視鏡の先に針を取り付け、内視鏡のチャネルを通して薬剤を供給する構成も可能である。この場合、内視鏡の先端近傍には、湾曲自在（屈曲自在）の屈曲部を設け、針の向きを自在に変更できるようにする。【００９５】
ここで、上述した観察プローブ１０７は、イメージングプローブとして超音波プローブによって３次元観察画像を得るようにしていたが、これに限らず、たとえば、観察プローブ１０７に替えてバイオセンサプローブを用いて、処置対象５，５ａの状態分布を求めて、薬液投与の最適位置を表示するようにしてもよい。たとえば、低酸素状態によってＨＩＦ−１（Hypoxia-Inducible  Factor-1）やＨＬＦ（HIF-1α  Like  Factor）などの転写因子が活性化され，それによって赤血球増殖因子であるエリスロポエチン（ＥＰＯ），血管内皮増殖因子であるＶＥＧＦ（Vascular  Endothelial  Growth  Factor）やその受容体，血管に働くエンドセリン−１，プラスミノーゲン活性化因子阻害因子−１，誘導型一酸化窒素合成酵素，ＰＤＧＦ−Ｂ，鉄代謝に関与するトランスフェリンとその受容体，セルロプラスミン，ヘムオキシゲナーゼ−１，カテコールアミン生合成の律速段階を触媒するチロシン水酸化酵素，グルコースを細胞に輸入するグルコース輸送体（ＧＬＵＴ１），解糖の酵素であるホスホフルクトキナーゼ，アルドラーゼＡ，エノラーゼなどの多様なタンパク質や酵素が誘導される（非特許文献２参照）。腫瘍中心部近傍では低酸素状態になっていることが知られており、これら低酸素状態によって高発現したタンパク質や酵素などを低酸素状態のバイオマーカーとして検出することで、腫瘍中心近傍を的確に捉えた効果的な投薬を行うことができる。【００９６】
また、超音波プローブを用いる場合、マイクロバブルを造影剤として併用することが好ましい（非特許文献３参照）。このマイクロバブルを造影剤として用いると、たとえば０．２ｍｍ径の血管も検出することができ、癌化によって生じる血管新生から腫瘍位置を判定することができる。【００９７】
さらに、観察プローブ１０７に替わって、イメージングプローブとして光検出プローブを用いて、処置対象５のサイズ・形状を求めるようにしてもよい。例えば、光干渉断層画像（ＯＣＴ:Optical  Coherent  Tomography）を取得するための光ＣＴプローブを光検出プローブとして用いることで、現時点では深さとして数ｍｍ程度が限界ではあるが、腫瘍サイズ・形状を把握することが可能である（非特許文献４参照）。また、例えば、ＤＨＥ（dihematoporphyrin  ether）が結合された抗ＣＥＡ（cacino  embryonic  antigen）モノクローナル抗体（特許文献２参照）を用い、励起によって発生する蛍光を検出するための蛍光プローブを光検出プローブとして用いてもよい。なお、蛍光の発光分子として、Ｑｄｏｔ（Ｒ）を採用してもよい（非特許文献５参照）。Ｑｄｏｔ（Ｒ）をがん特異的に結合するモノクローナル抗体に結合させてもよい。蛍光を結合させる分子も抗体に限定するものではなく、タンパク質やペプチド、核酸などを用いてもよい。また、蛍光分子としては、AMCA，SpectrumAqua，FITC，FAM，Rhodamin  6G，Cy（Ｒ）3，TRITC，TAMRA，Lissamin（Ｒ）  rhodamineB，Texas  Red（Ｒ），Cy（Ｒ）5，Cy（Ｒ）5.5，Alexa  Fluor（Ｒ）  350，Pacific  Blue（Ｒ），Oregon  Green（Ｒ）  488，Alexa  Fluor（Ｒ）  488，Alexa  Fluor（Ｒ）  532，Alexa  Fluor（Ｒ）  546，Alexa  Fluor（Ｒ）  555，Alexa  Fluor（Ｒ）  568，Alexa  Fluor（Ｒ）  594，Alexa  Fluor（Ｒ）  647，Alexa  Fluor（Ｒ）  660，Alexa  Fluor（Ｒ）  680などがあげられる。さらに、例えば、ルシフェラーゼ遺伝子をベクターによって癌細胞に導入し、その後、ルシフェリンを入れて励起させる反応を行わせることによって発光させ、この発光した光を受光する発光プローブを光検出プローブとして用いてもよい。【００９８】
なお、この実施の形態３でいうイメージングプローブを含む観察プローブ１０７は、いわゆる探針であり、対象物の特性を測る検出器を意味し、バイオ・メディカル系で用いる分子プローブ（生体機能の解明・探索を可能とする、あるいは特定の分子を認識することができる分子の総称）とは異なるものである。【００９９】
なお、上述した先端カニューラ１０４には、観察プローブ１０７と穿刺針１１０とが交互に挿脱される構成であったが、これに限らず、先端カニューラ１０４は、複数チャネルのガイド孔を持たせてもよい。この場合、各ガイド孔に上述したエンコーダ１１０ａ〜１１０ｄを設けるようにする。【０１００】
また、上述したエンコーダ１１０およびマーカ１０７ａ，１１０ａはそれぞれ磁気を用いていたがこれに限らず、光学式、静電容量式等の任意の検出手段を用いてもよい。更に、リニア型エンコーダに限定されることも無く、観察プローブ１０７、穿刺針１１０の挿抜、回動に従動するボール、ローラの回転を検出する手段を用いてもよい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【国際調査報告】
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