(57)【要約】標的組織の位置を画像化するための触覚感知デバイス、システムおよび方法が開示される。力が触覚感知デバイスに加えられた時、電圧データが検出され、およびスクリーン上に視覚化され、標的組織の位置を示す。【選択図】図１Ｂ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
必要としている個体の標的組織の位置を画像化するための触覚感知デバイスであって、該触覚感知デバイスは：
ａ）個体へと針を誘導するために構成された、近位開口部と遠位開口部を有する針ガイド；および
ｂ）加えられた圧力を検出するために構成された少なくとも１つのセンサを含むセンサアレイ、
を含む、触覚感知デバイス。
【請求項２】
必要としている個体の標的組織の位置を画像化するための触覚感知デバイスであって、該触覚感知デバイスは：
ａ）少なくとも２つの針ガイドを含む針ガイドカートリッジであって、各針ガイドは側部開口部と遠位開口部を有し、および各針ガイドは個体へと針を誘導するために構成される、針ガイドカートリッジ；および
ｂ）加えられた圧力を検出するために構成された少なくとも１つのセンサを含むセンサアレイ、
を含む、触覚感知デバイス。
【請求項３】
必要としている個体の標的組織の位置を画像化するための触覚感知デバイスであって、該触覚感知デバイスは：
ａ）加えられた圧力を検出するために構成された少なくとも１つのセンサを含むセンサアレイ；
ｂ）ディスプレイスクリーン；および
ｃ）標的組織の位置をマークするマーキングツール、
を含む、触覚感知デバイス。
【請求項４】
必要としている個体の標的組織の位置を画像化するための触覚感知デバイスであって、該触覚感知デバイスは：
ａ）加えられた圧力を検出するために構成された少なくとも１つのセンサを含むセンサアレイ；
ｂ）ディスプレイスクリーンへの接続部；および
ｃ）標的組織の位置をマークするマーキングツール、
を含む、触覚感知デバイス。
【請求項５】
針ガイドカートリッジは、複数のレベルで針を個体に挿入することを可能にする、請求項２に記載の触覚感知デバイス。
【請求項６】
針ガイドは、複数の角度で針を個体に挿入することを可能にする、請求項１−４のいずれか１つに記載の触覚感知デバイス。
【請求項７】
角度は約−４５度から約４５度の頭側の角度である、請求項６に記載の触覚感知デバイス。
【請求項８】
角度は１５度の頭側の角度である、請求項７に記載の触覚感知デバイス。
【請求項９】
センサアレイはセンサアレイホルダーに装填されるように構成される、請求項１−４のいずれか１つに記載の触覚感知デバイス。
【請求項１０】
フレームをさらに含む、請求項１−４のいずれか１つに記載の触覚感知デバイス。
【請求項１１】
フレームは、針ガイドを運ぶ細長い部分、ハンドルとして働く下向きに曲がった部分、およびハンドルから遠ざかるように位置づけられたセンサアレイホルダーをさらに含む、請求項１０に記載の触覚感知デバイス。
【請求項１２】
センサアレイの真上に配置されたディスプレイスクリーンをさらに含む、請求項１または２に記載の触覚感知デバイス。
【請求項１３】
ディスプレイスクリーンは、標的組織の位置、および個体に挿入される針を表示するように構成される、請求項３、４、または１２のいずれか１つに記載の触覚感知デバイス。
【請求項１４】
ディスプレイスクリーンは、コンピュータースクリーン、モバイルデバイススクリーン、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、薄膜トランジスタ液晶ディスプレイ（ＴＦＴ−ＬＣＤ）、または有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）ディスプレイである、請求項３、４、または１２のいずれか１つに記載の触覚感知デバイス。
【請求項１５】
針ガイドの開口部を通って挿入されるように構成される、針につながる針ハブコネクタをさらに含む、請求項１−４のいずれか１つに記載の触覚感知デバイス。
【請求項１６】
針ガイドの開口部は、針ガイドの近位開口部または針ガイドのノブ開口部である、請求項１５に記載の触覚感知デバイス。
【請求項１７】
針ハブコネクに連結される、または針ハブコネクタから伸長するノブをさらに含む、請求項１−４のいずれか１つに記載の触覚感知デバイス。
【請求項１８】
ノブは側部開口部またはスリットから突出する、請求項１７に記載の触覚感知デバイス。
【請求項１９】
弁をさらに含む、請求項１−４のいずれか１つに記載の触覚感知デバイス。
【請求項２０】
弁は三方弁または三方コック弁である、請求項１９に記載の触覚感知デバイス。
【請求項２１】
弁は、針ガイドのノブ開口部を通って挿入されるように構成される、請求項１９に記載の触覚感知デバイス。
【請求項２２】
弁は針ガイドカートリッジ上に固定される、請求項１９に記載の触覚感知デバイス。
【請求項２３】
弁は、針ハブコネクタ、流体コネクタ、流体ポート、圧力計コネクタ、圧力計ポート、またはその組み合わせを含む、請求項１９に記載の触覚感知デバイス。
【請求項２４】
流体収集システムをさらに含む、請求項１−４のいずれか１つに記載の触覚感知デバイス。
【請求項２５】
流体収集システムは、水栓式流体収集システム、レール式流体収集システム、ダイヤフラム式流体収集システム、またはスポーク式流体収集システムである、請求項２４に記載の触覚感知デバイス。
【請求項２６】
水栓式流体収集システムは、少なくとも１つの収集チューブ、フレームから下方に伸長する中心ロッド、中心ロッドから下方に伸長する水栓基部、および回転運動を起こすための回転ハンドルを含み、前記回転ハンドルは水栓基部に連結され、少なくとも１つの収集チューブは水栓基部上にある、請求項２５に記載の触覚感知デバイス。
【請求項２７】
レール式流体収集システムは、針ガイドカートリッジの下に伸長する１対のガイドレールを含み、前記ガイドレールは摺動レール式プラットフォームを受けるように構成され、前記摺動レール式プラットフォームは少なくとも１つの開口部を含み、前記開口部は少なくとも１つの収集チューブを保持するように構成される、請求項２５に記載の触覚感知デバイス。
【請求項２８】
ダイヤフラム式流体収集システムは、少なくとも１つの収集チューブ、少なくとも１つのダイヤフラム、ダイヤフラムの開閉を可能にする少なくとも１つの回転バンド、および第１の収集チューブ上に固定されるように構成された１つのキャップを含む、請求項２５に記載の触覚感知デバイス。
【請求項２９】
スポーク式流体収集システムは、中心ハブ；中心ハブの側表面に配置された少なくとも１つの中心ハブ開口部であって、少なくとも１つの収集チューブにつながるように構成された中心ハブ開口部；および中心ハブの正面から外側に伸長するスポークコネクタを含む、請求項２５に記載の触覚感知デバイス。
【請求項３０】
針はクモ膜下穿刺針、硬膜外針または生検針である、請求項１−４のいずれか１つに記載の触覚感知デバイス。
【請求項３１】
センサアレイは１８のセンサを含む６×３センサアレイである、請求項１−４のいずれか１つに記載の触覚感知デバイス。
【請求項３２】
センサアレイは３２のセンサを含む８×４アレイである、請求項１−４のいずれか１つに記載の触覚感知デバイス。
【請求項３３】
センサアレイはプラットフォーム上に固定される、請求項１−４のいずれか１つに記載の触覚感知デバイス。
【請求項３４】
プラットフォームは、上にセンサが取り付けられた突出部を含む、請求項３３に記載の触覚感知デバイス。
【請求項３５】
突出部は支柱またはコネクタである、請求項３４に記載の触覚感知デバイス。
【請求項３６】
センサは、力フィードバックを高めるように構成された物質で覆われている、請求項１−４のいずれか１つに記載の触覚感知デバイス。
【請求項３７】
センサは力感知抵抗器である、請求項３１−３６のいずれか１つに記載の触覚感知デバイス。
【請求項３８】
マーキングツールは、光、インク、ヒドロゲル、ナノ粒子である、請求項３または４に記載の触覚感知デバイス。
【請求項３９】
光はレーザー光または発光ダイオード（ＬＥＤ）である、請求項３８に記載の触覚感知デバイス。
【請求項４０】
インクは、パーマネントインク、ゲンチアナバイオレットインク、水性インク、油性インク、液体インク、またはゲルインクである、請求項３８に記載の触覚感知デバイス。
【請求項４１】
ヒドロゲルはさらに造影剤を含む、請求項３８に記載の触覚感知デバイス。
【請求項４２】
ナノ粒子はさらに造影剤を含む、請求項３８に記載の触覚感知デバイス。
【請求項４３】
マルチプレクサをさらに含む、請求項１−４のいずれか１つに記載の触覚感知デバイス。
【請求項４４】
分圧器をさらに含む、請求項１−４のいずれか１つに記載の触覚感知デバイス。
【請求項４５】
電圧源をさらに含む、請求項１−４のいずれか１つに記載の触覚感知デバイス。
【請求項４６】
触覚感知デバイスに動作可能に連結され、および頭蓋内圧を測定するように構成された圧力センサをさらに含む、請求項１−４のいずれか１つに記載の触覚感知デバイス。
【請求項４７】
圧力センサは、ピエゾ抵抗素子の圧力センサ、静電容量圧力センサ、電磁気圧力センサ、圧電気圧力センサ、光学圧力センサ、または電位差計圧力センサである、請求項４６に記載の触覚感知デバイス。
【請求項４８】
必要としている個体の標的組織の位置を画像化するためのシステムであって、該システムは：
ａ）請求項１−４７のいずれか１つに記載の触覚感知デバイス；および
ｂ）コンピューティングデバイスであって：
ｉ）触覚感知デバイスに動作可能に連結された少なくとも１つのプロセッサー；
ｉｉ）記憶装置；および
ｉｉｉ）プロセッサーに電圧信号を画像へと変換させる、プロセッサーによって実行可能な命令を含むコンピュータープログラムを備えた非一時的コンピューター可読可能記憶媒体、
を含むコンピューティングデバイス、
を含むシステム。
【請求項４９】
コンピューティングデバイスはマイクロコントローラである、請求項４８に記載のシステム。
【請求項５０】
コンピューティングデバイスは、プロセッサーに電圧信号を第１のコンピューター信号と第２のコンピューター信号へとエンコードさせる、プロセッサーによって実行可能な命令を含む第２のコンピュータープログラムをさらに含む、請求項４８に記載のシステム。
【請求項５１】
第１のコンピューター信号をコンピューティングデバイスに送信するように構成された送信器をさらに含む、請求項５０に記載のシステム。
【請求項５２】
触覚感知デバイスから第２のコンピューター信号を受信するように構成された受信器をさらに含む、請求項５０に記載のシステム。
【請求項５３】
第１および第２のコンピューター信号は、遠隔で、直接的に、無線通信で、または有線通信で送信される、請求項５０に記載のシステム。
【請求項５４】
第１のコンピューター信号と第２のコンピューター信号は無線信号である、請求項５０に記載のシステム。
【請求項５５】
コンピューティングデバイスはモバイルデバイスである、請求項４８に記載のシステム。
【請求項５６】
コンピューティングデバイスは、突出した針の位置をプロセッサーに計算させ、およびディスプレイスクリーンに表示させる、プロセッサーによって実行可能な命令を含む第３のコンピュータープログラムをさらに含む、請求項５０に記載のシステム。
【請求項５７】
コンピューティングデバイスは、プロセッサーに、
ａ）第一の要件として、触覚感知デバイスによって検出された標的組織位置の位置を判定させ；および
ｂ）突出した針の位置に接近するために機械学習の応用に基づいて予測分析を行なわせる、
プロセッサーによって実行可能な命令を含む第４のコンピュータープログラムをさらに含む、請求項５６に記載のシステム。
【請求項５８】
必要としている個体の標的組織の位置を画像化するための方法であって、該方法は：
ａ）請求項１−４７のいずれか１つに記載の触覚感知デバイスを個体に配置する工程；
ｂ）個体に向かって触覚感知デバイスに力を加える工程；および
ｃ）個体に向かって触覚感知デバイスに力を加えた結果としてもたらされた、触覚感知デバイスによって生成された、ディスプレイスクリーン上の、電圧信号から得られた標的組織の位置の画像を見る工程、
を含む方法。
【請求項５９】
必要としている個体の標的組織の位置の画像を生成するための方法であって、該方法は：
ａ）個体に向かって触覚感知デバイスに力を加えた結果として、請求項１−４７のいずれか１つに記載の触覚感知デバイスによって生成された複数の電圧信号を収集する工程；
ｂ）電圧信号を数学的アレイに変換する工程；
ｃ）数学的アレイを設計し直す工程；および
ｄ）設計し直された数学的アレイを、個体の標的組織の位置の画像に変換する工程、
を含む方法。
【請求項６０】
標的組織の位置は骨構造である、請求項５８または５９に記載の方法。
【請求項６１】
骨構造は関節面である、請求項６０に記載の方法。
【請求項６２】
関節面は、脊椎の関節、手の第１骨と手の第２骨の関節、肘関節、橈骨手根関節、肩の第１骨と肩の第２骨の腋窩関節、胸鎖関節、顎関節、仙腸関節、股関節、膝関節、または脚の第１骨と脚の第２骨の関節である、請求項６１に記載の方法。
【請求項６３】
脊椎の関節は棘突起である、請求項６２に記載の方法。
【請求項６４】
標的組織の位置は、皮下組織、筋肉、靱帯、脂肪組織、嚢胞、腔、または腫瘤である、請求項５８または５９に記載の方法。
【請求項６５】
触覚感知デバイスを個体に配置する工程は、骨構造に触覚感知デバイスを配置する工程をさらに含む、請求項５８に記載の方法。
【請求項６６】
骨構造は個体の脊柱である、請求項６５に記載の方法。
【請求項６７】
複数の電圧信号を収集する工程は、マルチプレクサ経由でデータを送信する工程をさらに含む、請求項５９に記載の方法。
【請求項６８】
複数の電圧信号を収集する工程は、分圧器経由でデータを送信する工程をさらに含む、請求項５９に記載の方法。
【請求項６９】
複数の電圧信号を変換する工程は、複数の電圧信号の取得、処理、およびコンピュータープロセッサーを使用した画像への変換を含む、請求項５９に記載の方法。
【請求項７０】
画像は標的組織の位置を表わす圧力マップである、請求項７０に記載の方法。
【請求項７１】
圧力マップは脊柱の構造的画像の上に重ねられる、請求項７０に記載の方法。
【請求項７２】
必要としている個体に腰椎穿刺を行なう方法であって、該方法は：
ａ）請求項１−４７のいずれか１つに記載の触覚感知デバイスを個体の腰部に配置する工程；
ｂ）腰部に向かって触覚感知デバイスに力を加える工程；
ｃ）ディスプレイスクリーンで脊椎の関節の画像を見る工程であって；ここで、腰部に向かって触覚感知デバイスに力を加えた結果として、触覚感知デバイスにより画像が生成される、工程；
ｄ）画像上で２つの棘突起の位置を特定する工程；
ｅ）個体の第１の棘突起と第２の棘突起との間の間隙を識別する工程；
ｆ）個体の第１と第２の棘突起の間に、およびクモ膜下腔に、針を挿入するために針ガイドを使用する工程；および
ｇ）脳脊髄液を収集する工程または治療薬を投与する工程、
を含む方法。
【請求項７３】
治療薬は、鎮痛剤、麻酔薬、化学療法薬、または造影剤ないし染料である、請求項７２に記載の方法。
【請求項７４】
必要としている個体の硬膜上腔に治療薬を投与する方法であって、該方法は：
ａ）請求項１−４７のいずれか１つに記載の触覚感知デバイスを個体の腰部に配置する工程；
ｂ）腰部に向かって触覚感知デバイスに力を加える工程；
ｃ）ディスプレイスクリーンで脊椎の関節の画像を見る工程であって；ここで、腰部に向かって触覚感知デバイスに力を加えた結果として、触覚感知デバイスにより画像が検出される、工程；
ｄ）画像上で２つの棘突起の位置を特定する工程；
ｅ）個体の第１の棘突起と第２の棘突起との間の間隙を識別する工程；
ｆ）第１と第２の棘突起の間に、および個体の硬膜上腔に針を挿入するために針ガイドを使用する工程；および
ｇ）硬膜上腔に治療薬を注入する工程、
を含む方法。
【請求項７５】
治療薬は、鎮痛剤、麻酔薬、造影剤ないし染料、化学療法薬、またはステロイドである、請求項７４に記載の方法。
【請求項７６】
第１の棘突起は、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３またはＬ４腰椎の一部であり、および第２の棘突起は、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４またはＬ５腰椎の一部である、請求項７２または７４に記載の方法。
【請求項７７】
針は、外傷性針または無外傷性針である、請求項７２または７４に記載の方法。
【請求項７８】
針と併せてスタイレットまたはカテーテルを使用する工程をさらに含む、請求項７２または７４に記載の方法。
【請求項７９】
必要としている第２の個体に腰椎穿刺を行う第１の個体を誘導するための方法であって、該方法は：
ａ）請求項１−４７のいずれか１つに記載の触覚感知デバイスを個体の腰部に配置する工程；
ｂ）腰部に向かって触覚感知デバイスに力を加える工程；
ｃ）ディスプレイスクリーンで脊椎の関節の画像を見る工程であって、腰部に向かって触覚感知デバイスに力を加えた結果として触覚感知デバイスによって画像が生成される、工程；
ｄ）画像上で２つの棘突起の位置を特定する工程；
ｅ）個体の第１の棘突起と第２の棘突起との間の間隙を識別する工程；
ｆ）個体の第１と第２の棘突起の間に、およびクモ膜下腔に、針を挿入するために針ガイドを使用する工程；および
ｇ）脳脊髄液を収集する工程または治療薬を投与する工程、
を含む方法。
【請求項８０】
必要としている第２の個体の硬膜上腔に治療薬を投与する第１の個体を誘導するための方法であって、該方法は：
ａ）請求項１−４７のいずれか１つに記載の触覚感知デバイスを個体の腰部に配置する工程；
ｂ）腰部に向かって触覚感知デバイスに力を加える工程；
ｃ）ディスプレイスクリーンで脊椎の関節の画像を見る工程であって、腰部に向かって触覚感知デバイスに力を加えた結果として触覚感知デバイスによって画像が生成される、工程；
ｄ）画像上で２つの棘突起の位置を特定する工程；
ｅ）個体の第１の棘突起と第２の棘突起との間の間隙を識別する工程；
ｆ）第１と第２の棘突起の間に、および個体の硬膜上腔に針を挿入するために針ガイドを使用する工程；および
ｇ）硬膜上腔に治療薬を注入する工程、
を含む方法。
【請求項８１】
必要としている個体の標的組織の位置を画像化するための方法であって、該方法は：
ａ）個体に触覚感知デバイスを配置する工程；
ｂ）個体に向かって触覚感知デバイスに力を加える工程；および
ｃ）個体に向かって触覚感知デバイスに力を加えた結果としてもたらされた、触覚感知デバイスによって生成された、ディスプレイスクリーン上の、電圧信号から得られた標的組織の位置の画像を見る工程、
を含む方法。
【請求項８２】
必要としている個体の標的組織の位置の画像を生成するための方法であって、該方法は：
ａ）個体に向かって触覚感知デバイスに力を加えた結果として、触覚感知デバイスによって生成された複数の電圧信号を収集する工程；
ｂ）電圧信号を数学的アレイに変換する工程；
ｃ）数学的アレイを設計し直す工程；および
ｄ）設計し直された数学的アレイを、個体の標的組織の位置の画像に変換する工程、
を含む方法。
【請求項８３】
標的組織の位置は骨構造である、請求項８１または８２に記載の方法。
【請求項８４】
骨構造は関節面である、請求項８３に記載の方法。
【請求項８５】
関節面は、脊椎の関節、手の第１骨と手の第２骨の関節、肘関節、橈骨手根関節、肩の第１骨と肩の第２骨の腋窩関節、胸鎖関節、顎関節、仙腸関節、股関節、膝関節、または脚の第１骨と脚の第２骨の関節である、請求項８４に記載の方法。
【請求項８６】
脊椎の関節は棘突起である、請求項８５に記載の方法。
【請求項８７】
標的組織の位置は、皮下組織、筋肉、靱帯、脂肪組織、嚢胞、腔、または腫瘤である、請求項８１または８２に記載の方法。
【請求項８８】
触覚感知デバイスを個体に配置する工程は、骨構造に触覚感知デバイスを配置する工程をさらに含む、請求項８１に記載の方法。
【請求項８９】
骨構造は個体の脊柱である、請求項８８に記載の方法。
【請求項９０】
触覚感知デバイスは力感知抵抗器のアレイを含む、請求項８１または８２に記載の方法。
【請求項９１】
力感知抵抗器のアレイは１８の力感知抵抗器を含む６×３アレイである、請求項９０に記載の方法。
【請求項９２】
力感知抵抗器のアレイは３２の力感知抵抗器を含む８×４アレイである、請求項９０に記載の方法。
【請求項９３】
力感知抵抗器のアレイはプラットフォーム上に固定される、請求項９０に記載の方法。
【請求項９４】
プラットフォームは、上に力感知抵抗器が取り付けられている突出部を含む、請求項９３に記載の方法。
【請求項９５】
突出部は支柱またはコネクタである、請求項９４に記載の方法。
【請求項９６】
力感知抵抗器は、力フィードバックを高めるように構成された物質で覆われている、請求項９５に記載の方法。
【請求項９７】
力フィードバックを高めるように構成された物質は、半球のゴムディスクである、請求項９６に記載の方法。
【請求項９８】
複数の電圧信号を収集する工程は、マルチプレクサ経由でデータを送信する工程をさらに含む、請求項８２に記載の方法。
【請求項９９】
複数の電圧信号を収集する工程は、分圧器経由でデータを送信する工程をさらに含む、請求項８２に記載の方法。
【請求項１００】
複数の電圧信号を変換する工程は、複数の電圧信号の取得、処理、およびコンピュータープロセッサーを使用した画像への変換を含む、請求項８２に記載の方法。
【請求項１０１】
画像は標的組織の位置を表わす圧力マップである、請求項１００に記載の方法。
【請求項１０２】
圧力マップは脊柱の構造的画像の上に重ねられる、請求項１０１に記載の方法。
【請求項１０３】
必要としている個体に腰椎穿刺を行なう方法であって、該方法は：
ａ）個体の腰部に触覚感知デバイスを配置する工程；
ｂ）腰部に向かって触覚感知デバイスに力を加える工程；
ｃ）ディスプレイスクリーンで脊椎の関節の画像を見る工程であって；ここで、腰部に向かって触覚感知デバイスに力を加えた結果として、触覚感知デバイスにより画像が生成される、工程；
ｄ）画像上で２つの棘突起の位置を特定する工程；
ｅ）個体の第１の棘突起と第２の棘突起との間の間隙を識別する工程；
ｆ）個体の第１と第２の棘突起の間に、およびクモ膜下腔に、針を挿入するために針ガイドを使用する工程；および
ｇ）脳脊髄液を収集する工程または治療薬を投与する工程、
を含む方法。
【請求項１０４】
治療薬は、鎮痛剤、麻酔薬、化学療法薬、または造影剤ないし染料である、請求項１０３に記載の方法。
【請求項１０５】
必要としている個体の硬膜上腔に治療薬を投与する方法であって、該方法は：
ａ）個体の腰部に触覚感知デバイスを配置する工程；
ｂ）腰部に向かって触覚感知デバイスに力を加える工程；
ｃ）ディスプレイスクリーンで脊椎の関節の画像を見る工程であって；ここで、腰部に向かって触覚感知デバイスに力を加えた結果として、触覚感知デバイスにより画像が検出される、工程；
ｄ）画像上で２つの棘突起の位置を特定する工程；
ｅ）個体の第１の棘突起と第２の棘突起との間の間隙を識別する工程；
ｆ）第１と第２の棘突起の間に、および個体の硬膜上腔に針を挿入するために針ガイドを使用する工程；および
ｇ）硬膜上腔に治療薬を注入する工程、
を含む方法。
【請求項１０６】
治療薬は、鎮痛剤、麻酔薬、造影剤ないし染料、化学療法薬、またはステロイドである、請求項１０５に記載の方法。
【請求項１０７】
第１の棘突起は、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３またはＬ４腰椎の一部であり、および第２の棘突起は、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４またはＬ５腰椎の一部である、請求項１０３または１０５に記載の方法。
【請求項１０８】
針は、外傷性針または無外傷性針である、請求項１０３または１０５に記載の方法。
【請求項１０９】
針と併せてスタイレットまたはカテーテルを使用する工程をさらに含む、請求項１０３または１０５に記載の方法。
【請求項１１０】
針ガイドは、−４５°から４５°の頭側の角度で配向され、および触覚感知デバイスの中央に配置された開口部において終端となり、それによって針を人体に挿入する角度が制御される、請求項１０３または１０５に記載の方法。
【請求項１１１】
触覚感知デバイスの中央に配置された開口部は、細長いスリットである、請求項１１０に記載の方法。
【請求項１１２】
針ガイドは１５°の頭側の角度で配向される、請求項１０３または１０５に記載の方法。
【請求項１１３】
針ガイドは、複数の列を備えた細長いスリットによって形成された複数の開口部において終端となる、請求項１０３または請求項１０５に記載の方法。
【請求項１１４】
−４５°から４５°の頭側の角度で配向され、および触覚感知デバイスの正中線に沿って配置された複数の開口部において終端となる複数の針ガイドを使用し、それによって針を人体に挿入する角度が制御される工程をさらに含む、請求項１０３または１０５に記載の方法。
【請求項１１５】
１５°の頭側の角度で配向される複数の針ガイドを使用する工程をさらに含む、請求項１０３または１０５に記載の方法。
【請求項１１６】
複数の針ガイドは開口部において終端となる、請求項１１５に記載の方法。
【請求項１１７】
開口部は細長いスリットである、請求項１１６に記載の方法。
【請求項１１８】
必要としている第２の個体に腰椎穿刺を行う第１の個体を誘導するための方法であって、該方法は：
ａ）個体の腰部に触覚感知デバイスを配置する工程；
ｂ）腰部に向かって触覚感知デバイスに力を加える工程；
ｃ）ディスプレイスクリーンで脊椎の関節の画像を見る工程であって、腰部に向かって触覚感知デバイスに力を加えた結果として触覚感知デバイスによって画像が生成される、工程；
ｄ）画像上で２つの棘突起の位置を特定する工程；
ｅ）個体の第１の棘突起と第２の棘突起との間の間隙を識別する工程；
ｆ）個体の第１と第２の棘突起の間に、およびクモ膜下腔に、針を挿入するために針ガイドを使用する工程；および
ｇ）脳脊髄液を収集する工程または治療薬を投与する工程、
を含む方法。
【請求項１１９】
必要としている第２の個体の硬膜上腔に治療薬を投与する第１の個体を誘導するためのであって、該方法は：
ａ）個体の腰部に触覚感知デバイスを配置する工程；
ｂ）腰部に向かって触覚感知デバイスに力を加える工程；
ｃ）ディスプレイスクリーンで脊椎の関節の画像を見る工程であって、腰部に向かって触覚感知デバイスに力を加えた結果として触覚感知デバイスによって画像が生成される、工程；
ｄ）画像上で２つの棘突起の位置を特定する工程；
ｅ）個体の第１の棘突起と第２の棘突起との間の間隙を識別する工程；
ｆ）第１と第２の棘突起の間に、および個体の硬膜上腔に針を挿入するために針ガイドを使用する工程；および
ｇ）硬膜上腔に治療薬を注入する工程、
を含む方法。
【請求項１２０】
必要としている個体の標的組織の位置を画像化するための触覚感知デバイスであって、該触覚感知デバイスは：
ａ）個体へと針を誘導するために構成された、近位開口部と遠位開口部を有する針ガイドであって；前記針ガイドは、針が個体に約１５°の頭側の角度で挿入されることを可能にする、針ガイド；
ｂ）その表面に加えられる力の変化に応じて信号を出力するように構成された少なくとも１つのセンサを含むセンサアレイ；および
ｃ）ハンドル内に位置する水栓式流体収集システムであって、少なくとも１つの収集チューブ、フレームから下方に伸長する中心ロッド、中心ロッドから下方に伸長する水栓基部、および回転運動を起こすための回転ハンドルを含み、前記回転ハンドルは水栓基部に連結され、少なくとも１つの収集チューブは水栓基部上にある、水栓式流体収集システム、
を含む触覚感知デバイス。
【請求項１２１】
針ガイドは、約１０°から約２０°の頭側の角度で個体に針を挿入することを可能にする、請求項１２０に記載の触覚感知デバイス。
【請求項１２２】
センサアレイはセンサアレイホルダーに装填されるように構成される、請求項１２０に記載の触覚感知デバイス。
【請求項１２３】
センサは力感知抵抗器である、請求項１２０に記載の触覚感知デバイス。
【請求項１２４】
フレームをさらに含む、請求項１２０に記載の触覚感知デバイス。
【請求項１２５】
フレームは、針ガイドを運ぶ細長い部分、ハンドルとして働く下向きに曲がった部分、およびハンドルから遠ざかるように位置づけられたセンサアレイホルダーをさらに含む、請求項１２４に記載の触覚感知デバイス。
【請求項１２６】
信号は圧力マップに変換される、請求項１２０に記載の触覚感知デバイス。
【請求項１２７】
圧力マップは個体の標的組織の位置を表わす、請求項１２６に記載の触覚感知デバイス。
【請求項１２８】
圧力マップは、皮膚レベルにおける針の位置、および突出した針の位置を表示する、請求項１２６に記載の触覚感知デバイス。
【請求項１２９】
針ガイドの近位開口部を介して挿入され、および針ガイド内で保持されるように構成された三方弁を含み、三方弁は針ハブコネクタ、流体ポートおよび圧力計コネクタをさらに含む、請求項１２０に記載の触覚感知デバイス。
【請求項１３０】
針ハブコネクタは針につながる、請求項１２９に記載の触覚感知デバイス。
【請求項１３１】
流体ポートは、それを通って流体が自由に流れるオープンポートである、請求項１２９に記載の触覚感知デバイス。
【請求項１３２】
圧力計コネクタは圧力センサにつながるように構成される、請求項１２９に記載の触覚感知デバイス。
【請求項１３３】
圧力センサは頭蓋内圧を測定する、請求項１３２に記載の触覚感知デバイス。
【請求項１３４】
圧力センサは、ピエゾ抵抗素子の圧力センサ、静電容量圧力センサ、電磁気圧力センサ、圧電気圧力センサ、光学圧力センサ、または電位差計圧力センサである、請求項１３２に記載の触覚感知デバイス。
【請求項１３５】
針ハブコネクに連結される、または針ハブコネクタから伸長するノブをさらに含む、請求項１２０に記載の触覚感知デバイス。
【請求項１３６】
ノブは側部開口部またはスリットから突出する、請求項１３５に記載の触覚感知デバイス。
【請求項１３７】
流体収集システムは、水栓式流体収集システム、レール式流体収集システム、ダイヤフラム式流体収集システム、またはスポーク式流体収集システムである、請求項１２０に記載の触覚感知デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
＜相互参照＞
本出願は、２０１６年５月３日出願の米国仮特許出願第６２／３３１，２７９号、および２０１７年４月１１日出願の米国仮特許出願第６２／４８４，３５４号の優先権の利益を主張するものであり、両出願はその全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【発明の概要】
【０００２】
本明細書に開示されるのは、特定の実施形態において、必要としている個体の骨構造および非骨構造を画像化するための触覚感知デバイス、システム、方法およびキットである。特定の実施形態において、触覚感知デバイスを使用して腰椎穿刺を行なう方法がさらに本明細書に記載される。特定の実施形態において、触覚感知デバイスを使用して個体の硬膜上腔に治療を加えるための方法がさらに本明細書に記載される。
【０００３】
腰椎穿刺を通じた硬膜上腔またはクモ膜下腔へのアクセスは、病院、特に緊急救命室でごく当たり前に行われる、技術的に困難な処置である。当該処置は、２つの棘突起の間の間隙を識別するために、腰椎を「盲目的に（ｂｌｉｎｄｌｙ）」ランドマークにする、または手で触れることによってランドマークにする工程を含み、そこを介して、流体収集または注入のために硬膜上腔またはクモ膜下腔に針を挿入することができる。「盲目的に」ランドマークにする技術は、時間と訓練により向上し、したがって限られた経験しかない医師は、腰椎穿刺処置を困難に感じる。さらに、経験に関わらず、肥満の患者または高い肥満度指数（ＢＭＩ）を有する患者に腰椎穿刺処置を行なうのは困難であり、なぜなら皮下脂肪の高蓄積ゆえに、医師が手で触診することによって腰椎を正確にランドマークにすることを妨げられるからである。現在のランドマーク技術には３０％の精度しかなく、適切に空間に穴をあけるために平均＞４回の試行が必要であり、結果として＞２５％の患者が外傷性の腰椎穿刺を有し、および＞３２％の患者に硬膜穿刺後の頭痛（ＰＤＰＨ）が残る。加えて、高齢の患者または妊娠している患者は、柔軟性を制限されており、腰、膝および背中を最大まで曲げることができないため、腰椎穿刺処置中に椎間円板間の開放空間を増やす必要がある。ランドマークと位置の特定だけでなく、診断腰椎穿刺を行なう他の機能的工程もひどく非効率的であり、該工程において脳脊髄液（ＣＳＦ）サンプルの収集と頭蓋内圧の測定が行われる。頭蓋内圧測定値を得るために、医師は、三方コックによって針ハブに接続されたツーピースのマノメータを使用し、それは頭蓋内圧を判定する際に流体レベルの推定を要求する。マノメータと１つ以上の脳脊髄液収集チューブのバランスを同時に保つために、かなりの器用さが求められ、および／または時には複数組の手が求められる。したがって、ＣＳＦがこぼれるリスクは高く、さらに汚染のリスクも高くなる。したがって、腰椎穿刺を行なうための改善されたデバイス、方法、システムおよびキットが求められる。骨構造および非骨構造を視覚化するための改善されたデバイス、方法、システムおよびキットがさらに求められる。現在の最先端技術におけるこれらの欠陥の観点から、本明細書に提示される主題は、これらと他のニーズに対処する。
【０００４】
本明細書に開示されるのは、特定の実施形態において、必要としている個体の標的組織を画像化するための触覚感知デバイスであって、該デバイスは：ａ）個体へと針を誘導するために構成された、近位開口部と遠位開口部を有する針ガイド；およびｂ）加えられた圧力を検出するために構成された少なくとも１つのセンサを含むセンサアレイ、を含む。
【０００５】
本明細書に開示されるのは、特定の実施形態において、必要としている個体の標的組織の位置を画像化するための触覚感知デバイスであって、該デバイスは：ａ）少なくとも２つの針ガイドを含む針ガイドカートリッジであって、各針ガイドは側部開口部と遠位開口部を有し、および各針ガイドは個体へと針を誘導するために構成される、針ガイドカートリッジ；およびｂ）加えられた圧力を検出するために構成された少なくとも１つのセンサを含むセンサアレイ、を含む。
【０００６】
本明細書に開示されるのは、特定の実施形態において、必要としている個体の標的組織を画像化するための触覚感知デバイスであって、該デバイスは：ａ）加えられた圧力を検出するために構成された少なくとも１つのセンサを含むセンサアレイ；ｂ）ディスプレイスクリーン；およびｃ）標的組織の位置をマークするマーキングツール、を含む。
【０００７】
本明細書に開示されるのは、特定の実施形態において、必要としている個体の標的組織の位置を画像化するための触覚感知デバイスであって、該デバイスは：ａ）加えられた圧力を検出するために構成された少なくとも１つのセンサを含むセンサアレイ；ｂ）ディスプレイスクリーンへの接続部；およびｃ）標的組織の位置をマークするマーキングツール、を含む。
【０００８】
いくつかの実施形態では、針ガイドカートリッジは、複数のレベルで針を個体に挿入することを可能にする。いくつかの実施形態では、針ガイドは、複数の角度で針を個体に挿入することを可能にする。いくつかの実施形態では、角度は約−４５度から約４５度の頭側の角度である。いくつかの実施形態では、角度は１５度の頭側の角度である。いくつかの実施形態では、センサアレイは、センサアレイホルダーに装填されるように構成される。いくつかの実施形態では、触覚感知デバイスはさらにフレームを含む。いくつかの実施形態では、フレームはさらに、針ガイドを運ぶ細長い部分、ハンドルとして働く下向きに曲がった部分、およびハンドルから遠ざかるように位置づけられたセンサアレイホルダーを含む。いくつかの実施形態では、触覚感知デバイスはさらに、センサアレイの真上に配置されたディスプレイスクリーンを含む。いくつかの実施形態では、ディスプレイスクリーンは、標的組織位置と、個体に挿入される針とを表示するように構成される。いくつかの実施形態では、ディスプレイスクリーンは、コンピュータースクリーン、モバイルデバイススクリーン、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、薄膜トランジスタ液晶ディスプレイ（ＴＦＴ−ＬＣＤ）、または有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）ディスプレイである。いくつかの実施形態では、触覚感知デバイスはさらに、針ガイドの開口部を通って挿入されるように構成された、針につながる針ハブコネクタを含む。いくつかの実施形態では、針ガイドの開口部は、針ガイドの近位開口部または針ガイドのノブ開口部である。いくつかの実施形態では、触覚感知デバイスはさらに、針ハブコネクタに連結される、または針ハブコネクタから伸長するノブを含む。いくつかの実施形態では、ノブは側部開口部またはスリットから突き出す。いくつかの実施形態では、触覚感知デバイスはさらに弁を含む。いくつかの実施形態では、弁は三方弁または三方コック弁である。いくつかの実施形態では、弁は、針ガイドのノブ開口部を介して挿入されるように構成される。いくつかの実施形態では、弁は、針ガイドカートリッジ上に固定される。いくつかの実施形態では、弁はさらに、針ハブコネクタ、流体コネクタ、流体ポート、圧力計コネクタ、圧力計ポート、またはその組み合わせを含む。いくつかの実施形態では、触覚感知デバイスはさらに流体収集システムを含む。いくつかの実施形態では、流体収集システムは、水栓式流体収集システム、レール式流体収集システム、ダイヤフラム式流体収集システム、またはスポーク式流体収集システムである。いくつかの実施形態では、水栓式流体収集システムは、少なくとも１つの収集チューブ、フレームから下方に伸長する中心ロッド、中心ロッドから下方に伸長する水栓基部、および回転運動を起こすための回転ハンドルを含み、前記回転ハンドルは水栓基部に連結され、少なくとも１つの収集チューブは水栓基部上にある。いくつかの実施形態では、レール式流体収集システムは、針ガイドカートリッジの下に伸長する１対のガイドレールを含み、前記ガイドレールは摺動レール式プラットフォームを受けるように構成され、上記レール式プラットフォームは少なくとも１つの開口部を含み、前記開口部は少なくとも１つの収集チューブを保持するように構成される。いくつかの実施形態では、ダイヤフラム式流体収集システムは、少なくとも１つの収集チューブ、少なくとも１つのダイヤフラム、ダイヤフラムの開閉を可能にする少なくとも１つの回転バンド、および第１の収集チューブ上に固定されるように構成された１つのキャップ、を含む。いくつかの実施形態では、スポーク式流体収集システムは、中心ハブ；中心ハブの側表面に配置された少なくとも１つの中心ハブ開口部であって、少なくとも１つの収集チューブにつながるように構成された中心ハブ開口部；および中心ハブの正面から外側に伸長するスポークコネクタ、を含む。いくつかの実施形態では、針は、クモ膜下穿刺針、硬膜外針または生検針である。いくつかの実施形態では、センサアレイは、１８のセンサを含む６×３センサアレイである。いくつかの実施形態では、センサアレイは、３のセンサを含む８×４アレイである。いくつかの実施形態では、センサアレイはプラットフォーム上に固定される。いくつかの実施形態では、センサプラットフォームは、上にセンサが取り付けられている突出部を含む。いくつかの実施形態では、突出部は支柱またはコネクタである。いくつかの実施形態では、センサは、力フィードバックを高めるように構成された物質で覆われている。いくつかの実施形態では、センサは力感知抵抗器である。いくつかの実施形態では、マーキングツールは光、インク、ヒドロゲル、ナノ粒子である。いくつかの実施形態では、光はレーザー光線または発光ダイオード（ＬＥＤ）である。いくつかの実施形態では、インクは、パーマネントインク、ゲンチアナバイオレットインク（ｇｅｎｔｉａｎ  ｖｉｏｌｅｎｔ  ｉｎｋ）、水性インク、油性インク、液体インク、またはゲルインクである。いくつかの実施形態では、ヒドロゲルはさらに造影剤を含む。いくつかの実施形態では、ナノ粒子はさらに造影剤を含む。いくつかの実施形態では、触覚感知デバイスはさらにマルチプレクサを含む。いくつかの実施形態では、触覚感知デバイスはさらに分圧器を含む。いくつかの実施形態では、触覚感知デバイスはさらに電圧源を含む。いくつかの実施形態では、触覚感知デバイスはさらに、触覚感知デバイスに動作可能に連結され、および頭蓋内圧を測定するように構成された圧力センサを含む。いくつかの実施形態では、圧力センサは、ピエゾ抵抗素子の圧力センサ、静電容量圧力センサ、電磁気圧力センサ、圧電気圧力センサ、光学圧力センサ、または電位差計圧力センサである。
【０００９】
本明細書に開示されるのは、特定の実施形態において、必要としている個体の標的組織の位置を画像化するためのシステムであって、該システムは：ａ）請求項１−４７のいずれか１つに記載の触覚感知デバイス；およびｂ）コンピューティングデバイスであって：ｉ）触覚感知デバイスに動作可能に連結された少なくとも１つのプロセッサー；ｉｉ）記憶装置；およびｉｉｉ）プロセッサーに電圧信号を画像へと変換させる、プロセッサーによって実行可能な命令を含むコンピュータープログラムを備えた非一時的コンピューター可読可能記憶媒体、を含むコンピューティングデバイス、を含む。いくつかの実施形態では、コンピューティングデバイスはマイクロコントローラである。いくつかの実施形態では、コンピューティングデバイスはさらに、プロセッサーに電圧信号を第１のコンピューター信号と第２のコンピューター信号へとエンコードさせる、プロセッサーによって実行可能な命令を含む第２のコンピュータープログラムを含む。いくつかの実施形態では、システムはさらに、第１のコンピューター信号をコンピューティングデバイスに送信するように構成された送信器を含む。いくつかの実施形態では、システムはさらに、触覚感知デバイスから第２のコンピューター信号を受信するように構成された受信器を含む。いくつかの実施形態では、第１および第２のコンピューター信号は、遠隔で、直接的に、無線通信で、または有線通信で送信される。いくつかの実施形態では、第１のコンピューター信号と第２のコンピューター信号は無線信号である。いくつかの実施形態では、コンピューティングデバイスはモバイルデバイスである。いくつかの実施形態では、コンピューティングデバイスはさらに、プロセッサーによって実行可能な命令を含む第３のコンピュータープログラムを含み、それは突出した針の位置をプロセッサーに計算させ、およびディスプレイスクリーンに表示させる。いくつかの実施形態では、コンピューティングデバイスはさらに、プロセッサーに：ａ）第一の要件として、触覚感知デバイスによって検出された標的組織位置の位置を判定させ；および、ｂ）突出した針の位置に接近するために機械学習の応用に基づいて予測分析を行なわせる、プロセッサーによって実行可能な命令を含む第４のコンピュータープログラムを含む。
【００１０】
本明細書に開示されるのは、特定の実施形態において、必要としている個体の標的組織の位置を画像化するための方法であって、該方法は：ａ）請求項１−４７のいずれか１つに記載の触覚感知デバイスを個体に配置する工程；ｂ）個体に向かって触覚感知デバイスに力を加える工程；およびｃ）個体に向かって触覚感知デバイスに力を加えた結果、触覚感知デバイスによって生成された、ディスプレイスクリーン上の、電圧信号から得られた標的組織の位置の画像を見る工程、を含む。
【００１１】
本明細書に開示されるのは、特定の実施形態において、必要としている個体の標的組織の位置の画像を生成するための方法であって、該方法は：ａ）個体に向かって触覚感知デバイスに力を加えた結果として、請求項１−４７のいずれか１つに記載の触覚感知デバイスによって生成された複数の電圧信号を収集する工程；ｂ）電圧信号を数学的アレイに変換する工程；ｃ）数学的アレイを設計し直す工程；およびｄ）設計し直された数学的アレイを、個体の標的組織位置の画像に変換する工程、を含む。
【００１２】
いくつかの実施形態では、標的組織の位置は骨構造である。いくつかの実施形態では、骨構造は関節面である。いくつかの実施形態では、関節面は、脊椎の関節、手の第１骨と手の第２骨の関節、肘関節、橈骨手根関節、肩の第１骨と肩の第２骨の腋窩関節、胸鎖関節、顎関節、仙腸関節、股関節、膝関節、または脚の第１骨と脚の第２骨の関節である。いくつかの実施形態では、椎骨の関節は棘突起である。いくつかの実施形態では、標的組織の位置は、皮下組織、筋肉、靱帯、脂肪組織、嚢胞、腔、または腫瘤である。いくつかの実施形態では、個体に触覚感知デバイスを配置する工程はさらに、骨構造に触覚感知デバイスを配置する工程を含む。いくつかの実施形態では、骨構造は個体の脊柱である。いくつかの実施形態では、複数の電圧信号を収集する工程はさらに、マルチプレクサ経由でデータを送信する工程を含む。いくつかの実施形態では、複数の電圧信号を収集する工程はさらに、分圧器を通じてデータを送信する工程を含む。いくつかの実施形態では、複数の電圧信号を変換する工程は、複数の電圧信号の取得、処理、およびコンピュータープロセッサーを使用した画像への変換を含む。いくつかの実施形態では、画像は標的組織の位置を表わす圧力マップである。いくつかの実施形態では、圧力マップを脊柱の構造的画像の上に重ねる。
【００１３】
本明細書に開示されるのは、特定の実施形態において、必要としている個体に腰椎穿刺を行うための方法であって、該方法は：ａ）請求項１−４７のいずれか１つに記載の触覚感知デバイスを個体の腰部に配置する工程；ｂ）腰部に向かって触覚感知デバイスに力を加える工程；ｃ）ディスプレイスクリーンで脊椎の関節の画像を見る工程であって；腰部に向かって触覚感知デバイスに力を加えた結果として、触覚感知デバイスにより画像が生成される、工程；ｄ）画像上で２つの棘突起の位置を特定する工程；ｅ）個体の第１の棘突起と第２の棘突起との間の間隙を識別する工程；ｆ）個体の第１と第２の棘突起の間に、およびクモ膜下腔に、針を挿入するために針ガイドを使用する工程；およびｇ）脳脊髄液を収集する工程または治療薬を投与する工程、を含む。いくつかの実施形態では、治療薬は、鎮痛剤、麻酔薬、化学療法薬、または造影剤ないし染料である。
【００１４】
本明細書に開示されるのは、特定の実施形態において、必要としている個体の硬膜上腔に治療薬を投与するための方法であって、該方法は：ａ）請求項１−４７のいずれか１つに記載の触覚感知デバイスを個体の腰部に配置する工程；ｂ）腰部に向かって触覚感知デバイスに力を加える工程；ｃ）ディスプレイスクリーンで脊椎の関節の画像を見る工程であって；腰部に向かって触覚感知デバイスに力を加えた結果として、触覚感知デバイスにより画像が検出される、工程；ｄ）画像上で２つの棘突起の位置を特定する工程；ｅ）個体の第１の棘突起と第２の棘突起との間の間隙を識別する工程；ｆ）第１と第２の棘突起の間に、および個体の硬膜上腔に針を挿入するために針ガイドを使用する工程；およびｇ）硬膜上腔に治療薬を注入する工程、を含む。いくつかの実施形態では、治療薬は、鎮痛剤、麻酔薬、造影剤または染料、化学療法薬、またはステロイドである。いくつかの実施形態では、第１の棘突起は、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３またはＬ４腰椎の一部であり、および第２の棘突起は、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４またはＬ５腰椎の一部である。いくつかの実施形態では、針は、外傷性針または無外傷性針である。いくつかの実施形態では、方法はさらに、針と併せてスタイレットまたはカテーテルを使用する工程を含む。
【００１５】
本明細書に開示されるのは、特定の実施形態において、必要としている第２の個体に腰椎穿刺を行う第１の個体を誘導するための方法であって、該方法は：ａ）請求項１−４７のいずれか１つに記載の触覚感知デバイスを個体の腰部に配置する工程；ｂ）腰部に向かって触覚感知デバイスに力を加える工程；ｃ）ディスプレイスクリーンで脊椎の関節の画像を見る工程であって、画像は、腰部に向かって触覚感知デバイスに力を加えた結果として触覚感知デバイスによって生成される、工程；ｄ）画像上で２つの棘突起の位置を特定する工程；ｅ）個体の第１の棘突起と第２の棘突起との間の間隙を識別する工程；ｆ）個体の第１と第２の棘突起の間に、およびクモ膜下腔に、針を挿入するために針ガイドを使用する工程；およびｇ）脳脊髄液を収集する工程または治療薬を投与する工程、を含む。
【００１６】
本明細書に開示されるのは、特定の実施形態において、必要としている第２の個体の硬膜上腔に治療薬を投与する第１の個体を誘導するための方法であって、該方法は：ａ）請求項１−４７のいずれか１つに記載の触覚感知デバイスを個体の腰部に配置する工程；ｂ）腰部に向かって触覚感知デバイスに力を加える工程；ｃ）ディスプレイスクリーンで脊椎の関節の画像を見る工程であって、腰部に向かって触覚感知デバイスに力を加えた結果として触覚感知デバイスによって画像が生成される、工程；ｄ）画像上で２つの棘突起の位置を特定する工程；ｅ）個体の第１の棘突起と第２の棘突起との間の間隙を識別する工程；ｆ）第１と第２の棘突起の間に、および個体の硬膜上腔に針を挿入するために針ガイドを使用する工程；およびｇ）硬膜上腔に治療薬を注入する工程、を含む。
【００１７】
本明細書に開示されるのは、特定の実施形態において、必要としている個体の標的組織の位置を画像化するための方法であって、該方法は：ａ）個体に触覚感知デバイスを配置する工程；ｂ）個体に向かって触覚感知デバイスに力を加える工程；および、ｃ）個体に向かって触覚感知デバイスに力を加えた結果として、触覚感知デバイスによって生成された、ディスプレイスクリーン上の、電圧信号から得られた標的組織の位置の画像を見る工程、を含む。
【００１８】
本明細書に開示されるのは、特定の実施形態において、必要としている個体の標的組織の位置の画像を生成するための方法であって、該方法は：ａ）個体に向かって触覚感知デバイスに力を加えた結果として、触覚感知デバイスによって生成された複数の電圧信号を収集する工程；ｂ）電圧信号を数学的アレイに変換する工程；ｃ）数学的アレイを設計し直す工程；およびｄ）設計し直された数学的アレイを、個体の標的組織位置の画像に変換する工程、を含む。いくつかの実施形態では、標的組織の位置は骨構造である。いくつかの実施形態では、骨構造は関節面である。いくつかの実施形態では、関節面は、脊椎の関節、手の第１骨と手の第２骨の関節、肘関節、橈骨手根関節、肩の第１骨と肩の第２骨の腋窩関節、胸鎖関節、顎関節、仙腸関節、股関節、膝関節、または脚の第１骨と脚の第２骨の関節である。いくつかの実施形態では、椎骨の関節は棘突起である。いくつかの実施形態では、標的組織の位置は、皮下組織、筋肉、靱帯、脂肪組織、嚢胞、腔、または腫瘤である。いくつかの実施形態では、個体に触覚感知デバイスを配置する工程はさらに、骨構造に触覚感知デバイスを配置する工程を含む。いくつかの実施形態では、骨構造は個体の脊柱である。いくつかの実施形態では、触覚感知デバイスは力感知抵抗器のアレイを含む。いくつかの実施形態では、力感知抵抗器のアレイは１８の力感知抵抗器を含む６×３アレイである。いくつかの実施形態では、力感知抵抗器のアレイは、３２の力感知抵抗器を含む８×４アレイである。いくつかの実施形態では、力感知抵抗器のアレイはプラットフォーム上に固定される。いくつかの実施形態では、プラットフォームは、上に力感知抵抗器が取り付けられている突出部を含む。いくつかの実施形態では、突出部は支柱またはコネクタである。いくつかの実施形態では、力感知抵抗器は、力フィードバックを高めるように構成された物質で覆われている。いくつかの実施形態では、力フィードバックを高めるように構成された物質は、半球のゴムディスクである。いくつかの実施形態では、複数の電圧信号を収集する工程はさらに、マルチプレクサ経由でデータを送信する工程を含む。いくつかの実施形態では、複数の電圧信号を収集する工程はさらに、分圧器経由でデータを送信する工程を含む。いくつかの実施形態では、複数の電圧信号を変換する工程は、複数の電圧信号の取得、処理、およびコンピュータープロセッサーを使用した画像への変換を含む。いくつかの実施形態では、画像は標的組織の位置を表す圧力マップである。いくつかの実施形態では、圧力マップを脊柱の構造的画像の上に重ねる。
【００１９】
本明細書に開示されるのは、特定の実施形態において、必要としている個体に腰椎穿刺を行うための方法であって、該方法は：ａ）個体の腰部に触覚感知デバイスを配置する工程；ｂ）腰部に向かって触覚感知デバイスに力を加える工程；ｃ）ディスプレイスクリーンで脊椎の関節の画像を見る工程であって；ここで、腰部に向かって触覚感知デバイスに力を加えた結果として、触覚感知デバイスにより画像が生成される、工程；ｄ）画像上で２つの棘突起の位置を特定する工程；ｅ）個体の第１の棘突起と第２の棘突起との間の間隙を識別する工程；ｆ）個体の第１と第２の棘突起の間に、およびクモ膜下腔に、針を挿入するために針ガイドを使用する工程；およびｇ）脳脊髄液を収集する工程または治療薬を投与する工程、を含む。いくつかの実施形態では、治療薬は、鎮痛剤、麻酔薬、化学療法薬、または造影剤ないし染料である。
【００２０】
本明細書に開示されるのは、特定の実施形態において、必要としている個体の硬膜上腔に治療薬を投与するための方法であって、該方法は：ａ）個体の腰部に触覚感知デバイスを配置する工程；ｂ）腰部に向かって触覚感知デバイスに力を加える工程；ｃ）ディスプレイスクリーンで脊椎の関節の画像を見る工程であって；腰部に向かって触覚感知デバイスに力を加えた結果として、触覚感知デバイスにより画像が検出される、工程；ｄ）画像上で２つの棘突起の位置を特定する工程；ｅ）個体の第１の棘突起と第２の棘突起との間の間隙を識別する工程；ｆ）第１と第２の棘突起の間に、および個体の硬膜上腔に針を挿入するために針ガイドを使用する工程；およびｇ）硬膜上腔に治療薬を注入する工程、を含む。いくつかの実施形態では、治療薬は、鎮痛剤、麻酔薬、造影剤または染料、化学療法薬、またはステロイドである。いくつかの実施形態では、第１の棘突起は、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３またはＬ４腰椎の一部であり、および第２の棘突起は、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４またはＬ５腰椎の一部である。いくつかの実施形態では、針は、外傷性針または無外傷性針である。いくつかの実施形態では、方法はさらに、針と併せてスタイレットまたはカテーテルを使用する工程を含む。いくつかの実施形態では、針ガイドは、−４５°から４５°の頭側の角度で配向され、および触覚感知デバイスの中央に配置された開口部において終端となり、それによって針を人体に挿入する角度が制御される。いくつかの実施形態では、触覚感知デバイスの中央に配置された開口部は、細長いスリットである。いくつかの実施形態では、針ガイドは、１５°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、針ガイドは、複数の列を備えた細長いスリットによって形成された複数の開口部において終端となる。いくつかの実施形態では、方法はさらに、−４５°から４５°の頭側の角度で配向され、および触覚感知デバイスの正中線に沿って配置された複数の開口部において終端となる複数の針ガイドを使用する工程を含み、それによって針を人体に挿入する角度が制御される。いくつかの実施形態では、方法はさらに、１５°の頭側の角度で配向された複数の針ガイドを使用する工程を含む。いくつかの実施形態では、複数の針ガイドは開口部において終端となる。いくつかの実施形態では、開口部は細長いスリットである。
【００２１】
本明細書に開示されるのは、特定の実施形態において、必要としている第２の個体に腰椎穿刺を行う第１の個体を誘導するための方法であって、該方法は：ａ）個体の腰部に触覚感知デバイスを配置する工程；ｂ）腰部に向かって触覚感知デバイスに力を加える工程；ｃ）ディスプレイスクリーンで脊椎の関節の画像を見る工程であって、腰部に向かって触覚感知デバイスに力を加えた結果として、触覚感知デバイスによって画像が生成される、工程；ｄ）画像上で２つの棘突起の位置を特定する工程；ｅ）個体の第１の棘突起と第２の棘突起との間の間隙を識別する工程；ｆ）個体の第１と第２の棘突起の間に、およびクモ膜下腔に、針を挿入するために針ガイドを使用する工程；およびｇ）脳脊髄液を収集する工程または治療薬を投与する工程、を含む。
【００２２】
本明細書に開示されるのは、特定の実施形態において、必要としている第２の個体の硬膜上腔に治療薬を投与する第１の個体を誘導するための方法であって、該方法は：ａ）個体の腰部に触覚感知デバイスを配置する工程；ｂ）腰部に向かって触覚感知デバイスに力を加える工程；ｃ）ディスプレイスクリーンで脊椎の関節の画像を見る工程であって、腰部に向かって触覚感知デバイスに力を加えた結果として、触覚感知デバイスによって画像が生成される、工程；ｄ）画像上で２つの棘突起の位置を特定する工程；ｅ）個体の第１の棘突起と第２の棘突起との間の間隙を識別する工程；ｆ）第１と第２の棘突起の間に、および個体の硬膜上腔に針を挿入するために針ガイドを使用する工程；およびｇ）硬膜上腔に治療薬を注入する工程、を含む。
【００２３】
本明細書に開示されるのは、特定の実施形態において、必要としている個体の標的組織の位置を画像化するための触覚感知デバイスであって、該デバイスは：個体へと針を誘導するために構成された、近位開口部と遠位開口部を有する針ガイドであって；前記針ガイドは、針が個体に約１５°の頭側の角度で挿入されることを可能にする、針ガイド；その表面に加えられる力の変化に応じて信号を出力するように構成された少なくとも１つのセンサを含むセンサアレイ；および、ハンドル内に位置する水栓式流体収集システムであって、少なくとも１つの収集チューブ、フレームから下方に伸長する中心ロッド、中心ロッドから下方に伸長する水栓基部、および回転運動を起こすための回転ハンドルを含み、前記回転ハンドルは水栓基部に連結され、少なくとも１つの収集チューブは水栓基部上にある、水栓式流体収集システム、を含む。いくつかの実施形態では、針ガイドは、約１０°から約２０°の頭側の角度で個体に針を挿入することを可能にする。いくつかの実施形態では、センサアレイは、センサアレイホルダーに装填されるように構成される。いくつかの実施形態では、センサは力感知抵抗器である。いくつかの実施形態では、触覚感知デバイスはさらにフレームを含む。いくつかの実施形態では、フレームはさらに、針ガイドを運ぶ細長い部分、ハンドルとして働く下向きに曲がった部分、およびハンドルから遠ざかるように位置づけられたセンサアレイホルダーを含む。いくつかの実施形態では、信号は圧力マップに変換される。いくつかの実施形態では、圧力マップは個体における標的組織の位置を表わす。いくつかの実施形態では、圧力マップは、皮膚レベルにおける針の位置、および突出した針の位置を表示する。いくつかの実施形態では、触覚感知デバイスはさらに、針ガイドの近位開口部を介して挿入され、および針ガイド内で保持されるように構成された三方弁を含み、三方弁は針ハブコネクタ、流体ポートおよび圧力計コネクタを含む。いくつかの実施形態では、針ハブコネクタは針につながる。いくつかの実施形態では、流体ポートは、流体がそこを通って自由に流れるオープンポートである。いくつかの実施形態では、圧力計コネクタは圧力センサにつながるように構成される。いくつかの実施形態では、圧力センサは頭蓋内圧を測定する。いくつかの実施形態では、圧力センサは、ピエゾ抵抗素子、静電容量、電磁気、圧電気、光学、または電位差計の圧力センサである。いくつかの実施形態では、触覚感知デバイスはさらに、針ハブコネクタに連結される、または針ハブコネクタから伸長するノブを含む。いくつかの実施形態では、ノブは側部開口部またはスリットから突き出す。いくつかの実施形態では、流体収集システムは、水栓式流体収集システム、レール式流体収集システム、ダイヤフラム式流体収集システム、またはスポーク式流体収集システムである。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
本明細書に開示される主題の新規な特徴は、特に添付の特許請求の範囲に明記される。本明細書に開示される主題の特徴と利点についてのよりよい理解は、本明細書に開示される主題が用いられる例示的な実施形態を説明する以下の詳細な記載と、添付の図面を参照することによって得られる。
【図１Ａ】水栓式流体収集システムを備えた触覚感知デバイスを例示する。図１Ａは、ディスプレイスクリーン（１０３２）に表示された典型的な出力画像を伴う、触覚感知デバイス（１０００）の正面図を示す。
【図１Ｂ】水栓式流体収集システムを備えた触覚感知デバイスを例示する。図１Ｂは、触覚感知デバイス（１０００）の断面図を示す。
【図１Ｃ】水栓式流体収集システムを備えた触覚感知デバイスを例示する。図１Ｃは、触覚感知デバイス（１０００）のワイヤフレーム側面図を示す。
【図２Ａ】多数の針ガイドおよび把持部（２０２０）を含む触覚感知デバイス（２０００）の別の実施形態を例示する。図２Ａは、ディスプレイスクリーン（２０３２）に表示された典型的な出力画像を伴う、触覚感知デバイス（２０００）の側面図を示す。
【図２Ｂ】多数の針ガイドおよび把持部（２０２０）を含む触覚感知デバイス（２０００）の別の実施形態を例示する。図２Ｂは、触覚感知デバイス（２０００）の側面図を示す。
【図２Ｃ】多数の針ガイドおよび把持部（２０２０）を含む触覚感知デバイス（２０００）の別の実施形態を例示する。図２Ｃは、触覚感知デバイス（２０００）の断面図を示す。
【図３Ａ】力フィードバックを高めるために、上にシリコンディスクが取り付けられた力感知抵抗器のセンサアレイ（３００８）を例示する。図３Ａは、センサアレイ（３００８）の側面図を示す。
【図３Ｂ】力フィードバックを高めるために、上にシリコンディスクが取り付けられた力感知抵抗器のセンサアレイ（３００８）を例示する。図３Ｂは、センサアレイ（３００８）の正面図を示す。
【図４】触覚感知デバイスで画像を生成する方法を例示する典型的なフローチャートである。
【図５】触覚感知デバイスのダイヤフラム式流体収集システムを例示する。
【図６】触覚感知デバイスの、上部水栓式流体収集システムを例示する。
【図７】触覚感知デバイスのスポーク式流体収集システムを例示する。
【図８】触覚感知デバイスのレール式流体収集システムを例示する。
【図９Ａ】人工腰椎モデルを使用して、触覚感知デバイスによって得た電圧信号を例示する。図９Ａは、加えられた力（グラム単位）の作用として、１ｃｍのインクリメントでセンサが動かされる時の、単一のセンサにわたる電圧値を示す。
【図９Ｂ】人工腰椎モデルを使用して、触覚感知デバイスによって得た電圧信号を例示する。図９Ｂは、６つの異なる試験ごとの、６つのセンサの列の正規化電圧を示す。固定された等しい力を、各試験につき６つのセンサの列上に加えた。
【図１０】触覚感知デバイスによって収集された電圧信号から画像を生成するための１つの方法を例示する典型的なフローチャートである。
【図１１Ａ】触覚感知デバイスによって生成された典型的な圧力マップである。図１１Ａは、触覚感知デバイスによって検出および生成される、下にある骨のランドマークの視覚的表現である。
【図１１Ｂ】触覚感知デバイスによって生成された典型的な圧力マップである。図１１Ｂは、皮膚レベルにおける針の位置（「オリジナル」）、および触覚感知デバイスによって生成された圧力マップ上の突出した針の皮下位置を例示する。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本明細書に開示される主題の好ましい実施形態が本明細書に示され記載されたが、そのような実施形態が単なる例として提供されていることは、当業者にとって明白だろう。本明細書に開示される主題の多くの変形、変化、および置換が、本主題から逸脱することなく当業者に想到されるであろう。本明細書に開示される主題の実施形態の様々な代案が、本明細書に開示される主題を実施する際に利用され得ることを理解されたい。以下の特許請求の範囲が本明細書に開示される主題の範囲を定義し、この特許請求の範囲内にある方法と構造、およびそれらの同等物が包含されることが意図されている。
【００２６】
＜特定の定義＞
本明細書で使用される用語は、特定の事例を記載するためだけのものであり、限定を意図したものではない。本明細書で使用されるように、単数形「１つ（ａ）」、「１つ（ａｎ）」、および「その（ｔｈｅ）」は、文脈上他の意味を明白に示すものでない限り、複数形も含むことを意図している。さらに、用語「含んでいる（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓ）」、「有している（ｈａｖｉｎｇ）」、「有する（ｈａｓ）」、「伴う（ｗｉｔｈ）」、またはその変化形が明細書および／または特許請求の範囲のいずれかで使用される程度において、上記のような用語は用語「含んでいる（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」に類似するという点で包括的であることを意図している。
【００２７】
用語「約（ａｂｏｕｔ）」または「およそ（ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅｌｙ）」は、当業者によって決定されるような特定の値の許容可能な誤差範囲内であることを意味し、これは、その値がどのように測定または決定されるか、例えば測定システムの限界に、部分的に左右される。特定の実施形態では、用語「約」または「およそ」は、１、２、３または４の標準偏差内であることを意味する。特定の実施形態では、用語「約」または「およそ」は、所与の値または範囲の３０％、２５％、２０％、１５％、１０％、９％、８％、７％、６％、５％、４％、３％、２％、１％、０．５％、０．１％、または０．０５％内にあることを意味する。特定の実施形態では、用語「約」または「およそ」は、所与の値または範囲の２０．０度、１５．０度、１０．０度、９．０度、８．０度、７．０度、６．０度、５．０度、４．０度、３．０度、２．０度、１．０度、０．９度、０．８度、０．７度、０．６度、０．５度、０．４度、０．３度、０．２度、０．１度、０．０９度、０．０８度、０．０７度、０．０６度、０．０５度、０．０４度、０．０３度、０．０２度または０．０１度内にあることを意味する。
【００２８】
用語「個体」、「患者」、または「被験体」は同義で使用される。前記の用語はいずれも、医療従事者（例えば医師、正看護師、ナースプラクティショナー、医師助手、病院の用務員またはホスピス職員）の監督（例えば継続的または断続的）を特徴とする状況を要求せず、またはその状況に制限されない。
【００２９】
用語「ユーザー」、「医療従事者」、「医者」および「医師」は、区別なく使用される。これらの用語は、本明細書に記載されるデバイスを操作する任意の人物を指す。ユーザーのさらなる非限定的な例として、「正看護師」、「ナースプラクティショナー」および「医師助手」があげられる。
【００３０】
「頭蓋内圧（ＩＣＰ）」と「脳脊髄液（ＣＳＦ）圧」という用語は、区別なく使用される。ＩＣＰは頭蓋内部の圧力であり、したがってそれは脳組織内の圧力であり、かつＣＳＦである。
【００３１】
用語「腰椎穿刺」と「脊髄穿刺」は、本明細書において区別なく使用される。
【００３２】
用語「針ハブ」は、本明細書において使用されるように、シリンジに一般的に付属している針の一端にあるハブを指す。針のシャフトは、針ハブから伸長し、針ハブの端部に対向する端部において斜めになっている、針の細長い柄である。
【００３３】
腰椎穿刺を通じた硬膜上腔またはクモ膜下腔へのアクセスは、病院、特に緊急救命室でごく当たり前に行われる、技術的に困難な処置である。当該処置は、２つの棘突起の間の間隙を識別するために、腰椎を「盲目的に（ｂｌｉｎｄｌｙ）」ランドマークにする、または手で触れることによってランドマークにする工程を含み、そこを介して、流体収集または注入のために硬膜上腔またはクモ膜下腔に針を挿入することができる。「盲目的に」ランドマークにする技術は、時間と訓練により向上し、したがって限られた経験しかない医師は、腰椎穿刺処置を困難に感じる。さらに、経験に関わらず、肥満の患者または高い肥満度指数（ＢＭＩ）を有する患者に腰椎穿刺処置を行なうのは困難であり、なぜなら皮下脂肪の高蓄積ゆえに、医師が手で触診することによって腰椎を正確にランドマークにすることを妨げられるからである。現在のランドマーク技術には３０％の精度しかなく、適切に空間に穴をあけるために平均＞４回の試行が必要であり、結果として＞２５％の患者が外傷性の腰椎穿刺を有し、および＞３２％の患者に硬膜穿刺後の頭痛（ＰＤＰＨ）が残る。加えて、高齢の患者または妊娠している患者は、柔軟性を制限されており、腰、膝および背中を最大まで曲げることができないため、腰椎穿刺処置中に椎間円板間の開放空間を増やす必要がある。ランドマークと位置の特定だけでなく、診断腰椎穿刺を行なう他の機能的工程もひどく非効率的であり、該工程において脳脊髄液（ＣＳＦ）サンプルの収集と頭蓋内圧の測定が行われる。頭蓋内圧測定値を得るために、医師は、三方コックによって針ハブに接続されたツーピースのマノメータを使用し、それは頭蓋内圧を判定する際に流体レベルの推定を要求する。マノメータと１つ以上の脳脊髄液収集チューブのバランスを同時に保つために、かなりの器用さが求められ、および／または時には複数組の手が求められる。したがって、ＣＳＦがこぼれるリスクは高く、さらに汚染のリスクも高くなる。したがって、腰椎穿刺を行なうための改善されたデバイス、方法、システムおよびキットが求められる。骨構造および非骨構造を視覚化するための改善されたデバイス、方法、システムおよびキットがさらに求められる。現在の最先端技術におけるこれらの欠陥の観点から、本明細書に提示される主題は、これらと他のニーズに対処する。
【００３４】
＜腰椎穿刺＞
腰椎穿刺は、診断または治療の目的のために臨床現場で行われる侵襲法である。診断のための腰椎穿刺は、「脊髄穿刺」としても知られ、クリニックで行なわれる最も一般的な侵襲性の検査の１つである。毎年、およそ４００，０００の診断のための腰椎穿刺がアメリカで行われている。腰椎穿刺中に脳脊髄液が収集され、場合によっては、脳脊髄液（ＣＳＦ）吹出し圧力が測定される。治療のための腰椎穿刺は最も一般的には、脊椎麻酔、クモ膜下腔内化学療法、クモ膜下腔内鎮痛剤、クモ膜下腔内抗生物質、および造影剤を送達するために行なわれる。
【００３５】
いくつかの例では、腰椎穿刺は、側臥位姿勢または横向きに寝ている、膝をついている、および頭が中間位にある患者に行なわれる。いくつかの例では、腰椎穿刺は、直立し、あごを下に向けて座り、および足を支えられている患者に行なわれる。腰椎穿刺を行なう場合、殺菌技術が使用される。いくつかの例では、腰椎穿刺を行なうために、医師は以下を含む一連の工程を行なう：第４と第５の腰椎（Ｌ４とＬ５）の間、Ｌ３とＬ４の間、またはＬ２とＬ３の間の棘突間処理空間を識別する工程；ヨウ化溶液、エタノールまたはイソプロピルアルコール、およびクロルヘキシジンで、患者の腰椎領域の皮膚を洗浄する工程；皮膚上に小さな水疱を起こさせるような方法で、限定されないがキシロカインまたはリドカインなどの局所麻酔薬を投与する工程；より深い皮下組織およびで棘突間組織に、リドカインなどの追加の局所麻酔薬を投与する工程；硬膜上腔またはクモ膜下腔に入るまで、患者の頭部に向かってクモ膜下穿刺針をゆっくり挿入する工程。
【００３６】
＜診断腰椎穿刺＞
診断のための腰椎穿刺中に、脳と脊髄を囲む脳脊髄液（ＣＳＦ）のサンプルを取り出すために、２つの腰椎の間および脊椎管に針を挿入する。いくつかの例では、ＣＳＦを収集し、その物理的、化学的、微視的、および伝染性の特性を検査する。検査されるＣＳＦの物理的性質には、色、混濁度および粘度が含まれる。慣例的に試験されるＣＳＦの化学成分はグルコースとタンパク質を含む。しかしながら、追加の試験は以下を含む：異なる種類のタンパク質を識別するタンパク質電気泳動；免疫グロブリンＧ（ＩｇＧ）の検出；ミエリン塩基性タンパク質の検出；乳酸の検出；乳酸脱水素酵素の検出；グルタミンの検出；Ｃ反応性タンパク質の検出；癌胎児抗原（ＣＥＡ）、アルファ−フェトプロテイン（ＡＦＰ）およびヒト絨毛性ゴナドトロピン（ｈＣＧ）などの腫瘍マーカー；アミロイドベータ４２（Ａβ４２）タンパク質の検出；およびタウタンパク質の検出。ＣＳＦの顕微鏡検査は、赤血球と白血球を含む総細胞数に関するサンプルの分析を含む；付加的に、いくつかの例では、腫瘍細胞または未熟な血球などの異常細胞の有無を判定するために、細胞学試験を行う。実施される感染試験には、以下が含まれる：微生物を検出し、かつ抗菌療法のための最良の選択を予測するための、ＣＳＦグラム染色、培養および感受性試験；ポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）を使用したウイルスの検出；酵母によって引き起こされた真菌感染を検出するための、ＣＳＦクリプトコックス症抗原の検出；特定の抗体の検出；ヒト結核菌などのミコバクテリアを検出するための、ＣＳＦ抗酸菌（ＡＦＢ）試験；寄生虫の検出；およびＣＳＦ梅毒試験。
【００３７】
いくつかの例では、診断腰椎穿刺は、以下を診断するために使用される：髄膜炎、脳炎、および神経梅毒または梅毒を含む、細菌感染、真菌感染、およびウイルス感染；クモ膜下出血を含む、脳または脊髄のまわりの出血；脊髄炎を含む、脳、脊髄または骨髄の炎症；脳癌、脊髄癌および白血病を含む癌；多発性硬化症および脱髄性多発神経炎などの脱髄症、ギラン・バレー症候群、ミトコンドリア障害、白質脳症、腫瘍随伴症候群、レイ症候群を含む神経異常；原因不明の頭痛；および、特発性頭蓋内圧亢進（ＩＩＨ）としても知られる偽脳腫瘍、自発性頭蓋内圧低下症、および正常圧水頭症を含む頭蓋内圧障害。
【００３８】
＜治療のための腰椎穿刺＞
治療のための腰椎穿刺は、診断腰椎穿刺と同じ方法で行なわれるが、ＣＳＦのサンプルを収集する代わりに、クモ膜下腔に治療薬を送達する。いくつかの実施形態では、腰椎穿刺を介して送達される治療薬として、限定されないが以下があげられる：ブピバカイン、リドカイン、テトラカイン、プロカイン、ロピバカイン、レボブピバカイン、プリロカイン、およびシンコカインなどの麻酔剤；モルヒネ、フェンタニル、ヘロイン、ブプレノルフィン、およびペチジンまたはメペリジンなどのオピオイド；クロニジンなどの非オピオイド；メトトレキセート、シタラビン、ヒドロコルチゾンおよびチオテパなどの化学療法薬；イオヘキソール、メトリザマイド、イオパミドール、イオベルソール、イオプロミド、イオジキサノール、ｉｏｌｏｔｒａｎ、およびヨードフェニルウンデシル酸などの造影剤または染料；バクロフェンなどの抗痙攣薬；硫酸ゲンタマイシンなどの抗生物質；イデュルスルファーゼなどのタンパク質。
【００３９】
＜触覚感知デバイス＞
＜触覚感知デバイス：デバイス＞
本明細書に開示されるのは、特定の実施形態において、必要としている個体の骨構造および非骨構造を画像化するための触覚感知デバイスであって、該デバイスは：骨構造および非骨構造の画像を視覚化するためのディスプレイスクリーン（１０３２）（２０３２）、および、図１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、２Ａ、２Ｂおよび２Ｃに示されるように、個体内の標的組織の位置に針を誘導するように動作可能に構成された針ガイド（１００２）（２００２）を含む。いくつかの実施形態では、触覚感知デバイス（１０００）（２０００）は、第１と第２の骨構造および非骨構造を画像化する。
【００４０】
＜センサアレイ＞
いくつかの実施形態では、触覚感知デバイス（１０００）はセンサのアレイ（１００８）を含む。いくつかの実施形態では、センサアレイ（１００８）は触覚センサアレイである。いくつかの実施形態では、センサアレイ（１００８）は超音波センサアレイである。いくつかの実施形態では、センサアレイ（１００８）は赤外線（ＩＲ）センサアレイである。いくつかの実施形態では、センサアレイ（１００８）は、ピエゾ抵抗素子のセンサであるセンサを含む。いくつかの実施形態では、センサアレイ（１００８）は、圧電センサであるセンサを含む。いくつかの実施形態では、センサアレイ（１００８）は、光学センサであるセンサを含む。いくつかの実施形態では、センサアレイ（１００８）は、電磁センサであるセンサを含む。いくつかの実施形態では、センサアレイ（１００８）は、静電容量センサであるセンサを含む。いくつかの実施形態では、センサアレイ（１００８）は、電位差測定センサであるセンサを含む。
【００４１】
いくつかの実施形態では、センサアレイ（１００８）は圧力センサを含む。いくつかの実施形態では、圧力センサは力感知抵抗器である。力感知抵抗器は、その表面に加えられた力の変化に応えてそれらの耐性を変更する。いくつかの実施形態では、力感知抵抗器はセンサ表面に加えられる力の増加により抵抗を減少させる。いくつかの実施形態では、センサアレイは、その表面に加えられる力の変化に応じて信号を出力するように構成された少なくとも１つのセンサを含む。力感知抵抗器は、加えられる力に依存する抵抗を備えた２線式デバイスである。いくつかの実施形態では、力感知抵抗器は分圧器を含む。いくつかの実施形態では、分圧器は、抵抗に相関する電圧値を出力する；したがって、出力電圧値はさらに、センサ表面に加えられる力に応じて変化する。いくつかの実施形態では、電圧の増加は、センサの表面に加えられる力の増加を示す。いくつかの例では、力感知抵抗器は電圧信号を出力する。いくつかの実施形態では、力感知抵抗器のアレイは１８の力感知抵抗器を含む６×３アレイである。いくつかの実施形態では、力感知抵抗器のアレイは、３２の力感知抵抗器を含む８×４アレイである。いくつかの実施形態では、力感知抵抗器のアレイのサイズは、検査される個体の体表面領域に左右される。いくつかの実施形態では、力感知抵抗器のアレイは、個体の骨構造および非骨構造を視覚化するのに十分な手段で構成される。
【００４２】
いくつかの実施形態では、図３Ａおよび３Ｂに示されるように、センサアレイ（３００８）はセンサアレイプラットフォーム（３０２２）上に固定される。いくつかの実施形態では、センサアレイプラットフォーム（３０２２）は、センサが取り付けられる円筒形支柱（３０２６）を含む。いくつかの実施形態では、センサが取り付けられる円筒形支柱（３０２６）はコネクタである。いくつかの実施形態では、円筒形支柱またはコネクタは、円筒形ではなく、長方形または正方形である。いくつかの実施形態では、円筒形支柱はスプリングコネクタである。いくつかの実施形態では、円筒形支柱（３０２６）はポゴピンである。いくつかの実施形態では、ポゴピンは、プリント配線回路用基板（ＰＣＴ）への接続、または複数のＰＣＴ間の接続を確立する。ポゴピンの非限定的な種類として、垂直実装・表面実装技術（ＳＭＴ）、垂直タイプ、スルーホールタイプ、水平タイプ、ライトアングルタイプ、ケーブルハンダタイプ、または防水コネクタタイプがあげられる。いくつかの実施形態では、センサ（３０１６）は、力フィードバックを高めるように構成された半球ディスク（３０２４）で覆われている。いくつかの実施形態では、力感知抵抗器を覆う半球ディスク（３０２４）は、半球のゴムディスクである。いくつかの実施形態では、ゴム材料として、制限されないが以下があげられる：シリコンゴム、天然ゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、水素化アクリロニトリル−ブタジエンゴム、エチレンプロピレンジエンゴム、フッ素ゴム、クロロプレンゴム、フルオロシリコンゴム、ポリアクリル酸ゴム、エチレンアクリルゴム、ブタジエンスチレンゴム、ポリエステルウレタンゴム、またはポリエーテルウレタンゴム。
【００４３】
＜骨構造および非骨構造＞
いくつかの実施形態では、触覚感知デバイスは標的組織の位置を画像化する。いくつかの実施形態では、望ましい標的組織の位置は骨髄である。いくつかの実施形態では、触覚感知デバイスは、標的組織の位置のまわりの骨構造および非骨構造を画像化する。いくつかの実施形態では、触覚感知デバイスは、腰椎および腰椎を囲む非骨構造を画像化する。いくつかの実施形態では、触覚感知デバイスは、仙椎および仙椎を囲む非骨構造を画像化する。いくつかの実施形態では、触覚感知デバイスは、腰椎と仙椎、および腰椎と仙椎を囲む非骨構造を画像化する。いくつかの実施形態では、触覚感知デバイスは、棘突起および棘突起を囲む非骨構造を画像化する。いくつかの実施形態では、触覚感知デバイスは、Ｌ３とＬ４の棘突起およびＬ３とＬ４の棘突起を囲む非骨構造を画像化する。いくつかの実施形態では、触覚感知デバイスは、Ｌ５とＬ５の棘突起およびＬ４とＬ５の棘突起を囲む非骨構造を画像化する。いくつかの実施形態では、触覚感知デバイスは、Ｌ５とＳ１の棘突起およびＬ３とＬ４の棘突起を囲む非骨構造を画像化する。
【００４４】
いくつかの実施形態では、触覚感知デバイス（１０００）および（２０００）は、第１と第２の骨構造および非骨構造を画像化する。いくつかの実施形態では、触覚感知デバイス（１０００）および（２０００）は、複数の骨構造および非骨構造を画像化する。いくつかの実施形態では、骨構造は肋骨である。いくつかの実施形態では、骨構造は関節面である。いくつかの実施形態では、関節面は、脊椎の関節、手の第１骨と手の第２骨の関節、肘関節、橈骨手根関節、肩の第１骨と肩の第２骨の腋窩関節、胸鎖関節、顎関節、仙腸関節、股関節、膝関節、または脚の第１骨と脚の第２骨の関節である。いくつかの例では、椎骨の関節は棘突起である。いくつかの実施形態では、非骨構造は、皮下組織、筋肉、靱帯、脂肪組織、嚢胞または腔である。
【００４５】
＜ディスプレイスクリーン＞
図１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、２Ａ、２Ｂおよび２Ｃに示されるように、いくつかの実施形態では、触覚感知デバイス（１０００）および（２０００）は、ユーザーに視覚情報を提供するために、ディスプレイスクリーン（１０３２）および（２０３２）を含む。いくつかの実施形態では、ディスプレイスクリーン（１０３２）（２０３２）は、触覚感知デバイス（１０００）および（２０００）に動作可能に連結される。いくつかの実施形態では、ディスプレイスクリーン（１０３２）（２０３２）は、コンピュータースクリーン、モバイル機器スクリーンまたはポータブルデバイススクリーンである。いくつかの実施形態では、ディスプレイスクリーン（１０３２）（２０３２）はブラウン管（ＣＲＴ）である。いくつかの実施形態では、ディスプレイスクリーン（１０３２）（２０３２）は液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）である。さらなる実施形態では、ディスプレイスクリーン（１０３２）（２０３２）は薄膜トランジスタ液晶ディスプレイ（ＴＦＴ−ＬＣＤ）である。いくつかの実施形態では、ディスプレイスクリーン（１０３２）（２０３２）は有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）ディスプレイである。様々なさらなる実施形態では、ＯＬＥＤディスプレイは、パッシブ−マトリクスＯＬＥＤ（ＰＭＯＬＥＤ）またはアクティブ−マトリクスＯＬＥＤ（ＡＭＯＬＥＤ）のディスプレイである。いくつかの実施形態では、ディスプレイスクリーン（１０３２）（２０３２）はプラズマディスプレイである。他の実施形態では、ディスプレイスクリーン（１０３２）（２０３２）はビデオプロジェクターである。またさらなる実施形態において、ディスプレイスクリーン（１０３２）（２０３２）は、本明細書に開示されるものなどのデバイスの組み合わせである。
【００４６】
いくつかの実施形態では、ディスプレイスクリーン（１０３２）を介してユーザーに提供される視覚情報は、骨構造および非骨構造を表す圧力マップである。いくつかの実施形態では、圧力マップは熱マップである。いくつかの実施形態では、センサアレイは、その表面に加えられた力の変化に応じて信号を出力するように構成された少なくとも１つのセンサを含み、ここで信号は熱マップとして表される。いくつかの実施形態では、熱マップは電圧信号のグラフ表示であり、ここで個々の電圧出力信号は、複数の色、色調、彩度、図形パターン、陰影、幾何学的図形、またはそれらの任意の組み合わせで表現される。いくつかの実施形態では、高電圧出力信号は、赤色系の色で表され、および低電圧出力信号は青色系の色で表される。いくつかの実施形態では、圧力マップを第２の画像上に重ねる。いくつかの実施形態では、第２の画像は、限定されないが以下を含む一種の診断画像である：Ｘ線撮影画像、核磁気共鳴映像（ＭＲＩ）画像、コンピューター断層撮影（ＣＴ）画像、核医学画像、超音波映像、光音響画像、またはサーモグラフィー画像。いくつかの実施形態では、第２の画像は骨構造および非骨構造の画像である。いくつかの実施形態では、骨構造および非骨構造の第２の画像は、肋骨の画像であり；関節面は、脊椎の関節、手の第１骨と手の第２骨の関節、肘関節、橈骨手根関節、肩の第１骨と肩の第２骨の腋窩関節、胸鎖関節、顎関節、仙腸関節、股関節、膝関節、または脚の第１骨と脚の第２骨の関節などであり；非骨構造は、皮下組織、筋肉、靱帯、脂肪組織、嚢胞または腔である。
【００４７】
＜針ガイド＞
いくつかの実施形態では、図１Ａ、１Ｂおよび１Ｃに示されるように、針ガイド（１００２）は触覚感知デバイス（１０００）に動作可能に連結される。いくつかの実施形態では、触覚感知デバイス（１０００）に動作可能に連結された針ガイド（１００２）は、必要としている個体に挿入される針の角度と方向を制御するために使用される。いくつかの実施形態では、針ガイド（１００２）は、−４５°から４５°の頭側の角度で配向され、センサアレイ（１００８）の中央に配置された針オリフィス（１０３８）において終端となり、それによって針を人体に挿入する角度が制御される。いくつかの実施形態では、針ガイド（１００２）は、−４５°から４５°の頭側の角度で配向され、ここで−４５°は３１５°に等しい。いくつかの実施形態では、針ガイドは、約０°から約２０°の頭側の角度で個体に針を挿入することを可能にする。
【００４８】
いくつかの実施形態では、針ガイドは、約０℃から約３０°の頭側の角度で個体に針を挿入することを可能にする。いくつかの実施形態では、針ガイドは、約０℃から約５０°の頭側の角度で個体に針を挿入することを可能にする。
【００４９】
いくつかの実施形態では、針ガイド（１００２）は、０°から１５°の頭側の角度に配向される。いくつかの実施形態では、針ガイド（１００２）は、１５°から３０°の頭側の角度に配向される。いくつかの実施形態では、針ガイド（１００２）は、３０°から４５°の頭側の角度に配向される。いくつかの実施形態では、針ガイド（１００２）は、４５°から６０°の頭側の角度に配向される。いくつかの実施形態では、針ガイド（１００２）は、０°から−１５°の頭側の角度に配向される。いくつかの実施形態では、針ガイド（１００２）は、−１５°から−３０°の頭側の角度に配向される。いくつかの実施形態では、針ガイド（１００２）は、−３０°から−４５°の頭側の角度に配向される。いくつかの実施形態では、針ガイド（１００２）は、−４５°から−６０°の頭側の角度に配向される。いくつかの実施形態では、針ガイド（１００２）は、０°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、針ガイド（１００２）は、１°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、針ガイド（１００２）は、２°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、針ガイド（１００２）は、３°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、針ガイド（１００２）は、４°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、針ガイド（１００２）は、５°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、針ガイド（１００２）は、６°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、針ガイド（１００２）は、７°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、針ガイド（１００２）は、８°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、針ガイド（１００２）は、９°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、針ガイド（１００２）は、１０°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、針ガイド（１００２）は、１１°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、針ガイド（１００２）は、１２°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、針ガイド（１００２）は、１３°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、針ガイド（１００２）は、１４°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、針ガイド（１００２）は、１５°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、針ガイド（１００２）は、１６°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、針ガイド（１００２）は、１７°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、針ガイド（１００２）は、１８°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、針ガイド（１００２）は、１９°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、針ガイド（１００２）は、２０°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、針ガイド（１００２）は、２１°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、針ガイド（１００２）は、２２°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、針ガイド（１００２）は、２３°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、針ガイド（１００２）は、２４°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、針ガイド（１００２）は��２５°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、針ガイド（１００２）は、２６°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、針ガイド（１００２）は、２７°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、針ガイド（１００２）は、２８°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、針ガイド（１００２）は、２９°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、針ガイド（１００２）は、３０°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、針ガイド（１００２）は、３１°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、針ガイド（１００２）は、３２°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、針ガイド（１００２）は、３３°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、針ガイド（１００２）は、３４°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、針ガイド（１００２）は、３５°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、針ガイド（１００２）は、３６°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、針ガイド（１００２）は、３７°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、針ガイド（１００２）は、３８°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、針ガイド（１００２）は、３９°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、針ガイド（１００２）は、４０°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、針ガイド（１００２）は、４１°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、針ガイド（１００２）は、４２°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、針ガイド（１００２）は、４３°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、針ガイド（１００２）は、４４°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、針ガイド（１００２）は、４５°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、針ガイド（１００２）は、４６°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、針ガイド（１００２）は、４７°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、針ガイド（１００２）は、４８°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、針ガイド（１００２）は、４９°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、針ガイド（１００２）は、５０°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、針ガイド（１００２）は、５１°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、針ガイド（１００２）は、５２°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、針ガイド（１００２）は、５３°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、針ガイド（１００２）は、５４°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、針ガイド（１００２）は、５５°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、針ガイド（１００２）は、５６°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、針ガイド（１００２）は、５７°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、針ガイド（１００２）は、５８°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、針ガイド（１００２）は、５９°の頭側の角度で配向される。���くつかの実施形態では、針ガイド（１００２）は、６０°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、針ガイド（１００２）は、３１５°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、針ガイド（１００２）は、３１６°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、針ガイド（１００２）は、３１７°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、針ガイド（１００２）は、３１８°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、針ガイド（１００２）は、３１９°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、針ガイド（１００２）は、３２０°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、針ガイド（１００２）は、３２１°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、針ガイド（１００２）は、３２２°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、針ガイド（１００２）は、３２３°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、針ガイド（１００２）は、３２４°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、針ガイド（１００２）は、３２５°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、針ガイド（１００２）は、３２６°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、針ガイド（１００２）は、３２７°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、針ガイド（１００２）は、３２８°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、針ガイド（１００２）は、３２９°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、針ガイド（１００２）は、３３０°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、針ガイド（１００２）は、３３１°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、針ガイド（１００２）は、３３２°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、針ガイド（１００２）は、３３３°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、針ガイド（１００２）は、３３４°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、針ガイド（１００２）は、３３５°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、針ガイド（１００２）は、３３６°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、針ガイド（１００２）は、３３７°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、針ガイド（１００２）は、３３８°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、針ガイド（１００２）は、３３９°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、針ガイド（１００２）は、３４０°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、針ガイド（１００２）は、３４１°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、針ガイド（１００２）は、３４２°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、針ガイド（１００２）は、３４３°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、針ガイド（１００２）は、３４４°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、針ガイド（１００２）は、３４５°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、針ガイド（１００２）は、３４６°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、針ガイド（１００２）は、���４７°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、針ガイド（１００２）は、３４８°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、針ガイド（１００２）は、３４９°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、針ガイド（１００２）は、３５０°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、針ガイド（１００２）は、３５１°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、針ガイド（１００２）は、３５２°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、針ガイド（１００２）は、３５３°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、針ガイド（１００２）は、３５４°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、針ガイド（１００２）は、３５５°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、針ガイド（１００２）は、３５６°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、針ガイド（１００２）は、３５７°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、針ガイド（１００２）は、３５８°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、針ガイド（１００２）は、３５９°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、針ガイド（１００２）は、３６０°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、センサアレイ（１００８）の中央に配置された針オリフィス（１０３８）は、細長いスリットである。いくつかの実施形態では、針ガイド（１００２）は、複数の列を備えた細長いスリットによって形成された複数の開口部において終端となる。
【００５０】
様々なさらなる実施形態では、図２Ａ、２Ｂおよび２Ｃに示されるように、針ガイドカートリッジ（２０１２）は触覚感知デバイス（２０００）に動作可能に連結される。いくつかの実施形態では、針ガイドカートリッジ（２０１２）は、−４５°から４５°の頭側の角度で配向され、センサアレイ（２００８）の正中線に沿って配置された針オリフィス（２０３８）において終端となり、それによって針を人体に挿入する角度が制御される。いくつかの実施形態では、針ガイドカートリッジ（２０１２）は、−４５°から４５°の頭側の角度で配向され、ここで−４５°は３１５°に等しい。いくつかの実施形態では、針ガイドカートリッジ（２０１２）は、０°から１５°の頭側の角度に配向される。いくつかの実施形態では、針ガイドカートリッジ（２０１２）は、１５°から３０°の頭側の角度に配向される。いくつかの実施形態では、針ガイドカートリッジ（２０１２）は、３０°から４５°の頭側の角度に配向される。いくつかの実施形態では、針ガイドカートリッジ（２０１２）は、４５°から６０°の頭側の角度に配向される。いくつかの実施形態では、針ガイドカートリッジ（２０１２）は、０°から−１５°の頭側の角度に配向される。いくつかの実施形態では、針ガイドカートリッジ（２０１２）は、−１５°から−３０°の頭側の角度に配向される。いくつかの実施形態では、針ガイドカートリッジ（２０１２）は、−３０°から−４５°の頭側の角度に配向される。いくつかの実施形態では、針ガイドカートリッジ（２０１２）は、−４５°から−６０°の頭側の角度に配向される。いくつかの実施形態では、針ガイドカートリッジ（２０１２）は、０°の頭側の角度に配向される。いくつかの実施形態では、針ガイドカートリッジ（２０１２）は、１°の頭側の角度に配向される。いくつかの実施形態では、針ガイドカートリッジ（２０１２）は、２°の頭側の角度に配向される。いくつかの実施形態では、針ガイドカートリッジ（２０１２）は、３°の頭側の角度に配向される。いくつかの実施形態では、針ガイドカートリッジ（２０１２）は、４°の頭側の角度に配向される。いくつかの実施形態では、針ガイドカートリッジ（２０１２）は、５°の頭側の角度に配向される。いくつかの実施形態では、針ガイドカートリッジ（２０１２）は、６°の頭側の角度に配向される。いくつかの実施形態では、針ガイドカートリッジ（２０１２）は、７°の頭側の角度に配向される。いくつかの実施形態では、針ガイドカートリッジ（２０１２）は、８°の頭側の角度に配向される。いくつかの実施形態では、針ガイドカートリッジ（２０１２）は、９°の頭側の角度に配向される。いくつかの実施形態では、針ガイドカートリッジ（２０１２）は、１０°の頭側の角度に配向される。いくつかの実施形態では、針ガイドカートリッジ（２０１２）は、１１°の頭側の角度に配向される。いくつかの実施形態では、針ガイドカートリッジ（２０１２）は、１２°の頭側の角度に配向される。いくつかの実施形態では、針ガイドカートリッジ（２０１２）は、１３°の頭側の角度に配向される。いくつかの実施形態では、針ガイドカートリッジ（２０１２）は、１４°の頭側の角度に配向される。いくつかの実施形態では、針ガイドカ���トリッジ（２０１２）は、１５°の頭側の角度に配向される。いくつかの実施形態では、針ガイドカートリッジ（２０１２）は、１６°の頭側の角度に配向される。いくつかの実施形態では、針ガイドカートリッジ（２０１２）は、１７°の頭側の角度に配向される。いくつかの実施形態では、針ガイドカートリッジ（２０１２）は、１８°の頭側の角度に配向される。いくつかの実施形態では、針ガイドカートリッジ（２０１２）は、１９°の頭側の角度に配向される。いくつかの実施形態では、針ガイドカートリッジ（２０１２）は、２０°の頭側の角度に配向される。いくつかの実施形態では、針ガイドカートリッジ（２０１２）は、２１°の頭側の角度に配向される。いくつかの実施形態では、針ガイドカートリッジ（２０１２）は、２２°の頭側の角度に配向される。いくつかの実施形態では、針ガイドカートリッジ（２０１２）は、２３°の頭側の角度に配向される。いくつかの実施形態では、針ガイドカートリッジ（２０１２）は、２４°の頭側の角度に配向される。いくつかの実施形態では、針ガイドカートリッジ（２０１２）は、２５°の頭側の角度に配向される。いくつかの実施形態では、針ガイドカートリッジ（２０１２）は、２６°の頭側の角度に配向される。いくつかの実施形態では、針ガイドカートリッジ（２０１２）は、２７°の頭側の角度に配向される。いくつかの実施形態では、針ガイドカートリッジ（２０１２）は、２８°の頭側の角度に配向される。いくつかの実施形態では、針ガイドカートリッジ（２０１２）は、２９°の頭側の角度に配向される。いくつかの実施形態では、針ガイドカートリッジ（２０１２）は、３０°の頭側の角度に配向される。いくつかの実施形態では、針ガイドカートリッジ（２０１２）は、３１°の頭側の角度に配向される。いくつかの実施形態では、針ガイドカートリッジ（２０１２）は、３２°の頭側の角度に配向される。いくつかの実施形態では、針ガイドカートリッジ（２０１２）は、３３°の頭側の角度に配向される。いくつかの実施形態では、針ガイドカートリッジ（２０１２）は、３４°の頭側の角度に配向される。いくつかの実施形態では、針ガイドカートリッジ（２０１２）は、３５°の頭側の角度に配向される。いくつかの実施形態では、針ガイドカートリッジ（２０１２）は、３６°の頭側の角度に配向される。いくつかの実施形態では、針ガイドカートリッジ（２０１２）は、３７°の頭側の角度に配向される。いくつかの実施形態では、針ガイドカートリッジ（２０１２）は、３８°の頭側の角度に配向される。いくつかの実施形態では、針ガイドカートリッジ（２０１２）は、３９°の頭側の角度に配向される。いくつかの実施形態では、針ガイドカートリッジ（２０１２）は、４０°の頭側の角度に配向される。いくつかの実施形態では、針ガイドカートリッジ（２０１２）は、４１°の頭側の角度に配向される。いくつかの実施形態では、針ガイドカートリッジ（２０１２）は、４２°の頭側の角度に配向される。いくつかの実施形態では、針ガイドカートリッジ（２０１２）は、４３°の頭側の角度に配向される。いくつかの実施形態では、針ガイドカートリッジ（２０１２）は、４４°の頭側の角度に配向される。いくつかの実施形態では、���ガイドカートリッジ（２０１２）は、４５°の頭側の角度に配向される。いくつかの実施形態では、針ガイドカートリッジ（２０１２）は、４６°の頭側の角度に配向される。いくつかの実施形態では、針ガイドカートリッジ（２０１２）は、４７°の頭側の角度に配向される。いくつかの実施形態では、針ガイドカートリッジ（２０１２）は、４８°の頭側の角度に配向される。いくつかの実施形態では、針ガイドカートリッジ（２０１２）は、４９°の頭側の角度に配向される。いくつかの実施形態では、針ガイドカートリッジ（２０１２）は、５０°の頭側の角度に配向される。いくつかの実施形態では、針ガイドカートリッジ（２０１２）は、５１°の頭側の角度に配向される。いくつかの実施形態では、針ガイドカートリッジ（２０１２）は、５２°の頭側の角度に配向される。いくつかの実施形態では、針ガイドカートリッジ（２０１２）は、５３°の頭側の角度に配向される。いくつかの実施形態では、針ガイドカートリッジ（２０１２）は、５４°の頭側の角度に配向される。いくつかの実施形態では、針ガイドカートリッジ（２０１２）は、５５°の頭側の角度に配向される。いくつかの実施形態では、針ガイドカートリッジ（２０１２）は、５６°の頭側の角度に配向される。いくつかの実施形態では、針ガイドカートリッジ（２０１２）は、５７°の頭側の角度に配向される。いくつかの実施形態では、針ガイドカートリッジ（２０１２）は、５８°の頭側の角度に配向される。いくつかの実施形態では、針ガイドカートリッジ（２０１２）は、５９°の頭側の角度に配向される。いくつかの実施形態では、針ガイドカートリッジ（２０１２）は、６０°の頭側の角度に配向される。いくつかの実施形態では、針ガイドカートリッジ（２０１２）は、３１５°の頭側の角度に配向される。いくつかの実施形態では、針ガイドカートリッジ（２０１２）は、３１６°の頭側の角度に配向される。いくつかの実施形態では、針ガイドカートリッジ（２０１２）は、３１７°の頭側の角度に配向される。いくつかの実施形態では、針ガイドカートリッジ（２０１２）は、３１８°の頭側の角度に配向される。いくつかの実施形態では、針ガイドカートリッジ（２０１２）は、３１９°の頭側の角度に配向される。いくつかの実施形態では、針ガイドカートリッジ（２０１２）は、３２０°の頭側の角度に配向される。いくつかの実施形態では、針ガイドカートリッジ（２０１２）は、３２１°の頭側の角度に配向される。いくつかの実施形態では、針ガイドカートリッジ（２０１２）は、３２２°の頭側の角度に配向される。いくつかの実施形態では、針ガイドカートリッジ（２０１２）は、３２３°の頭側の角度に配向される。いくつかの実施形態では、針ガイドカートリッジ（２０１２）は、３２４°の頭側の角度に配向される。いくつかの実施形態では、針ガイドカートリッジ（２０１２）は、３２５°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、針ガイドカートリッジ（２０１２）は、３２６°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、針ガイドカートリッジ（２０１２）は、３２７°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、針ガイドカートリッジ（２０１２）は、３２８°の頭側の角度���配向される。いくつかの実施形態では、針ガイドカートリッジ（２０１２）は、３２９°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、針ガイドカートリッジ（２０１２）は、３３０°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、針ガイドカートリッジ（２０１２）は、３３１°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、針ガイドカートリッジ（２０１２）は、３３２°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、針ガイドカートリッジ（２０１２）は、３３３°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、針ガイドカートリッジ（２０１２）は、３３４°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、針ガイドカートリッジ（２０１２）は、３３５°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、針ガイドカートリッジ（２０１２）は、３３６°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、針ガイドカートリッジ（２０１２）は、３３７°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、針ガイドカートリッジ（２０１２）は、３３８°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、針ガイドカートリッジ（２０１２）は、３３９°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、針ガイドカートリッジ（２０１２）は、３４０°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、針ガイドカートリッジ（２０１２）は、３４１°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、針ガイドカートリッジ（２０１２）は、３４２°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、針ガイドカートリッジ（２０１２）は、３４３°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、針ガイドカートリッジ（２０１２）は、３４４°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、針ガイドカートリッジ（２０１２）は、３４５°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、針ガイドカートリッジ（２０１２）は、３４６°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、針ガイドカートリッジ（２０１２）は、３４７°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、針ガイドカートリッジ（２０１２）は、３４８°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、針ガイドカートリッジ（２０１２）は、３４９°の頭側の角度で配向される
。いくつかの実施形態では、針ガイドカートリッジ（２０１２）は、３５０°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、針ガイドカートリッジ（２０１２）は、３５１°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、針ガイドカートリッジ（２０１２）は、３５２°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、針ガイドカートリッジ（２０１２）は、３５３°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、針ガイドカートリッジ（２０１２）は、３５４°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、針ガイドカートリッジ（２０１２）は、３５５°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、針ガイドカートリッジ（２０１２）は、３５６°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、針ガイドカートリッジ（２０１２）は、３５７°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、針ガイドカートリッジ（２０１２）は、３５８°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、針ガイドカートリッジ（２０１２）は、３５９°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、針ガイドカートリッジ（２０１２）は、３６０°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、針ガイドカートリッジ（２０１２）は、開口部で終端となる。いくつかの実施形態では、針ガイドカートリッジ（２０１２）は、開口部で終端となる。いくつかの実施形態では、センサアレイ（２００８）の中心に対して位置する針オリフィス（２０３８）は、細長いスリットである。
【００５１】
＜マルチプレクサ＞
いくつかの実施形態では、触覚感知デバイス（１０００）および触覚感知デバイス（２０００）はさらに、マルチプレクサを含む。マルチプレクサはセンサ（３０１６）からの電圧出力信号を選択し、選択された電圧出力信号を単線（ｓｉｎｇｌｅ ｌｉｎｅ）へと送る。いくつかの実施形態では、マルチプレクサはアナログマルチプレクサである。いくつかの実施形態では、アナログマルチプレクサは、１６：１マルチプレクサまたは８：１マルチプレクサである。いくつかの実施形態では、アナログマルチプレクサは、周波数分割マルチプレクサまたは波長分割マルチプレクサである。様々なさらなる実施形態では、マルチプレクサはデジタルマルチプレクサである。いくつかの例では、デジタルマルチプレクサは時分割マルチプレクサである。いくつかの実施形態では、時分割マルチプレクサは、同期時分割マルチプレクサまたは非同期時分割マルチプレクサである。いくつかの実施形態では、マルチプレクサは、プリント回路基板上へと実装される。
【００５２】
＜分圧器＞
いくつかの実施形態では、触覚感知デバイスはさらに、分圧器を含む。いくつかの実施形態では、分圧器は力感知抵抗器のコンポーネントである。いくつかの実施形態では、力感知抵抗器は、分圧器において、測定抵抗器ＲＭに連結される。いくつかの実施形態では、力感知抵抗器からの出力電圧信号は、分圧器を用いて読み取られる。いくつかの実施形態では、分圧器を用いて読み取られた出力電圧信号は、以下の式１によって記載される。
【００５３】
式１：ＶＯＵＴ（ＲＭ ＶＩＮ）／（ＲＭ＋ＲＦＳＲ）；式中、ＶＯＵＴは出力電圧信号、ＲＭは測定抵抗器、ＶＩＮは入力電圧信号、およびＲＦＳＲは力感知抵抗器によって検出された抵抗である。
【００５４】
いくつかの実施形態では、分圧器は、抵抗分圧器、ローパスＲＣフィルター分圧器、誘導分圧器または容量性分圧器である。
【００５５】
＜コンピューティングデバイス＞
いくつかの実施形態では、触覚感知デバイス（１０００）および触覚感知デバイス（２０００）はさらに、コンピューティングデバイスを含む。いくつかの実施形態では、コンピューティングデバイスは、マイクロコントローラである。いくつかの実施形態では、マイクロコントローラは８ビット、１６ビット、または３２ビットのマイクロコントローラである。いくつかの実施形態では、マイクロコントローラは、８０５１マイクロコントローラ、プログラマブルインタフェースコントローラ（ＰＩＣ）、ＡＶＲマイクロコントローラすなわちＡｄｖａｎｃｅｄ Ｖｉｒｔｕａｌ ＲＩＳＣマイクロコントローラ、またはＡＲＭ（登録商標）マイクロコントローラである。いくつかの実施形態では、マイクロコントローラは、非限定的な例として、Ａｒｄｕｉｎｏ Ｕｎｏマイクロコントローラ、またはＲａｓｐｂｅｒｒｙ Ｐｉマイクロコントローラである。
【００５６】
いくつかの実施形態では、コンピューティングデバイスは、デスクトップコンピューターまたはラップトップコンピュータである。いくつかの実施形態では、コンピューティングデバイスは、モバイルデバイスである。いくつかの実施形態では、モバイルデバイスは、スマートフォン、またはスマートウォッチである。いくつかの実施形態では、コンピューティングデバイスは、ポータブルデバイスである。本明細書の記載に従って、適切なコンピューティングデバイスはさらに、非限定的な例として、ノートブックコンピュータ、タブレットコンピュータ、ネットブックコンピュータ、スマートブックコンピュータ、サブノートブックコンピュータ、ウルトラモバイルＰＣ、ハンドヘルドコンピュータ、携帯情報端末、インターネットアプライアンス、スマートフォン、音楽プレーヤー、およびポータブルビデオゲームシステムが挙げられる。多くのモバイルスマートフォンが、本明細書に記載されたシステムで使用するのに適している。適切なタブレットコンピュータは、ブックレット、スレート、および転換可能な形態を含むものが挙げられる。適切なポータブルなビデオゲームシステムは、非限定的な例として、ニンテンドーＤＳ（商標）およびＳｏｎｙ（登録商標）ＰＳＰ（商標）が挙げられる。
【００５７】
＜電圧源＞
いくつかの実施形態では、触覚感知デバイス（１０００）および触覚感知デバイス（２０００）はさらに、電圧源を含む。いくつかの実施形態では、電圧源は、電池である。いくつかの実施形態では、電圧源は再充電可能である。いくつかの実施形態では、電圧源は取り外し可能である。いくつかの実施形態では、電圧源は、限定されないが、ニッケルカドミウム（ＮｉＣｄ）電池、ニッケル金属水素（ＮｉＭＨ）電池、ニッケル亜鉛（ＮｉＺｎ）電池、鉛蓄電池、リチウムイオン電池、（リチウムイオン）リチウムイオンポリマー（Ｌｉ−ｉｏｎポリマー）電池が挙げられる。
【００５８】
＜圧力センサ＞
腰椎穿刺の重要な要素は、脳髄脊液の極めて低い圧力によって表わされる頭蓋内圧 （ＩＣＰ）の記録である。ＩＣＰまたは脳脊髄液圧は、典型的には、８−１５ｍｍＨｇ（１０−２０ｍｂａｒ）の範囲内にある。脳脊髄液圧は、典型的には、穿刺針に接続される三方栓弁に取り付けられた２つの部分からなるモノメータを用いて測定される。
【００５９】
いくつかの実施形態では、触覚感知デバイス（１０００）および触覚感知デバイス（２０００）はさらに、触覚感知デバイス（１０００）および触覚感知デバイス（２０００）に動作可能に接続され、脳脊髄液圧を測定するように構成された圧力センサを具備する。いくつかの実施形態では、圧力センサは、三方弁（２０１４）を介して触覚感知デバイス（２０００）に動作可能に接続される。いくつかの実施形態では、圧力センサは電子圧力センサである。いくつかの例では、圧力センサは、ピエゾ抵抗センサ、容量センサ、電磁センサ、圧電センサ、光センサ、または電位差測定圧力センサである。いくつかの実施形態では、電子圧力センサにより測定された脳脊髄液圧は、デジタル方式で表示される。いくつかの実施形態では、電子圧力センサにより測定された脳脊髄液圧は、ディスプレイスクリーン（１０３２）上にリアルタイムで表示される。
【００６０】
いくつかの実施形態では、電子圧力センサは、基板実装型圧力センサである、Ｈｏｎｅｙｗｅｌｌ ＴｒｕＳｔａｂｉｌｉｔｙ（登録商標）であり、このセンサは０−６０ｍｂａｒを感知できる。いくつかの実施形態では、電子圧力センサは、非補償型および非増幅型のピエゾ抵抗シリコン圧力センサである。いくつかの実施形態では、電子圧力センサは、かかり付きポート（ｂａｒｂｅｄ ｐｏｒｔ）に動作可能に接続される。いくつかの実施形態では、かかり付きポートは液体適合性で、かつ三方栓弁に接続された従来のモノメータと置き換わる。
【００６１】
＜流体収集システム＞
いくつかの実施形態では、触覚感知デバイスはさらに、脳髄脊液などの流体を収集するように構成された流体収集システムを具備する。いくつかの実施形態では、流体収集システムは使い捨て可能である。いくつかの実施形態では、流体収集システムは、ダイヤフラム式流体収集システム（５０４２）である。いくつかの実施形態では、流体収集システムは、水栓式流体収集システム（１００６）である。いくつかの実施形態では、流体収集システムは、上部水栓式流体収集システム（６１２０）である。いくつかの実施形態では、流体収集システムは、スポーク式流体収集システム（７０５８）である。いくつかの実施形態では、流体収集システムは、レール式流体収集システム（８０６２）である。
【００６２】
いくつかの実施形態では、触覚感知デバイス（１０００）および触覚感知デバイス（２０００）は、図５に示されるように、ダイヤフラム式流体収集システム（５０４２）を具備する。いくつかの実施形態では、ダイヤフラム式流体収集システム（５０４２）は、１セットの積み重ねできる収集チューブ（５０１０）を具備する。第１の収集チューブ（５０１０ａ）、第２の収集チューブ（５０１０ｂ）、第３の収集チューブ（５０１０ｃ）、および第４の収集チューブ（５０１０ｄ）は、第１のダイヤフラム（５０４４ａ）、第２のダイヤフラム（５０４４ｂ）、および第３のダイヤフラム（５０４４ｃ）を具備する。ダイヤフラム式流体収集システム（５０４２）を用いて流体を収集するために、まず、キャップ（５０４６）を回して、第１の収集チューブ（５０１０ａ）から外す。積み重ねできる収集チューブ（５０１０）は、開位置の、第１のダイヤフラム（５０４４ａ）、第２のダイヤフラム（５０４４ｂ）、および第３のダイヤフラム（５０４４ｃ）と共に、針ハブ、三方弁、または三方弁に接続された配管の下に配置される。一旦、流体が第４の収集チューブ（５０１０ｄ）中に十分に収集されると、第３のダイヤフラム（５０４４ｃ）は閉じられ、第３の収集チューブ（５０１０ｃ）、第２の収集チューブ（５０１０ｂ）、および第１の収集チューブ（５０１０ａ）は、続いて同様に満たされる。
【００６３】
いくつかの実施形態では、触覚感知デバイスに動作可能に接続された流体収集システムは、図６に示されるように、上部水栓式流体収集システム（６１２０）を具備する。いくつかの実施形態では、上部水栓式流体収集システム（６１２０）はさらに、開いた収集チューブ（６０１０）が配置される容器（６０５６）を具備する。その上、上部水栓式流体収集システム（６１２０）はさらに、収集チューブ（６０１０）（（１０１０）、図１に示されるように）が接続される水栓基部（６０５４）に取り付けられた回転ハンドル（６０５２）を具備する。水栓コネクタ（６０５０）の下に位置する、単一の穴を備えたプレートが収集チューブ（６０１０）の上にあり（図６に示されない）、この水栓コネクタが、針ハブまたは三方弁（２０１４）に直接接続する。一旦、第１の収集チューブ（６０１０ａ）が流体で十分に満たされると、回転ハンドル（６０５２）が、時計回りにまたは反時計回りに回転して、第２の収集チューブ（６０１０ｂ）の充填を可能にし、そして全ての収集チューブ（６０１０）が流体で満たされるまで、そのプロセスが繰り返される。
【００６４】
いくつかの実施形態では、触覚感知デバイスは、図７に示されるように、スポーク式流体収集システム（７０５８）を具備する。いくつかの実施形態では、スポーク式流体収集システム（７０５８）は、４つの中心ハブ開口部（７０８６）を備えた中心ハブ（７０６０）を具備する。いくつかの実施形態では、収集チューブ（７０１０）は、中心ハブ（７０６０）に動作可能に接続される。いくつかの実施形態では、収集チューブ（７０１０）は、中心ハブ開口部（７０８６）へと螺合される。いくつかの実施形態では、収集チューブ（７０１０）は、中心ハブ開口部（７０８６）へと嵌め込まれる。いくつかの実施形態では、収集チューブ（７０１０）は、スナップ嵌めを介して中心ハブ開口部（７０８６）に動作可能に接続される。スポーク式流体収集システム（７０５８）はさらに、中心ハブ（７０６０）を、針ハブまたは三方弁に接続するスポークコネクタ（７０８８）を具備する。流体は、針ハブまたは三方弁から、スポークコネクタ（７０８８）を通って、第１の収集チューブ（７０１０ａ）へと流れる。いくつかの実施形態では、流体はスポークコネクタ（７０８８）を出て、スポークコネクタ（７０８８）の真下にある第１の収集チューブ（７０１０ａ）のみへと流れ込む。スポーク式流体収集システム（７０５８）はさらに、中心ハブ（７０６０）の背面に固定されたノブ（図７に示されない）を具備し、そのノブは、収集チューブ（７０１０）の連続的な充填を可能にするように、時計回りにまたは反時計回りに回転する。いくつかの実施形態では、ノブは適所にかち合わさる、または４つの位置に対応するマーキングを有し、これにより、整列したときに、第１の収集チューブ（７０１０ａ）、第２の収集チューブ（７０１０ｂ）、第３の収集チューブ（７０１０ｃ）、または第４の収集チューブ（７０１０ｄ）が満たされる位置にあるかどうかが示される。一旦、第１の収集チューブ（７０１０ａ）が十分に満たされれば、ノブは、第２の収集チューブ（７０１０ｂ）、第３の収集チューブ（７０１０ｃ）、または第４の収集チューブ（７０１０ｄ）が満たされるように、時計回りにまたは反時計回りに回転する。いくつかの実施形態では、中心ハブ開口部（７０８６）は、ガスケットを具備する。いくつかの実施形態では、ガスケットは、充填期間中に、またはその間に、流体が収集チューブ（７０１０）から溢れるまたは流出することを防止する。
【００６５】
いくつかの実施形態では、触覚感知デバイスは、図２および図８に示されるように、レール式流体収集システム（８０６２）を具備する。いくつかの実施形態では、レール式流体収集システム（８０６２）は、針ハブコネクタ（８１００）、流体コネクタ（８０６８）、または三方弁（８０１４）の下に位置する、レール式プラットフォーム（８０６４）を具備する。レール式プラットフォーム（８０６４）はガイドレール（８１３４）に沿って摺動し、そのガイドレールは、触覚感知デバイスに動作可能に接続されている。いくつかの実施形態では、流体収集チューブ（８０１０）は、流体収集を可能とするように流体コネクタ（８０６８）の下に配置される。一旦流体が流れ始めれば、ユーザーは、第１の収集チューブ（８０１０ａ）が満ちるまで待機し；その後、ユーザーは、収集チューブ（８０１０）を含むレール式プラットフォーム（８０６４）を摺動させて、第２の収集チューブ（８０１０ｂ）、第３の収集チューブ（８０１０ｃ）、および第４の収集チューブ（８０１０ｄ）の連続的な充填を可能とする。
【００６６】
＜フレーム＞
いくつかの実施形態では、図１Ａ、図１Ｂ、図１Ｃ、図２Ａ、図２Ｂ、および図２Ｃに示されるように、触覚感知デバイス（１０００）および触覚感知デバイス（２０００）は、フレーム（１０１８）を具備する。いくつかの実施形態では、フレーム（１０１８）は、触覚感知デバイスのモジュール部品を支持する基本構造である。いくつかの実施形態では、フレーム（１０１８）またはフレーム（２０１８）は、触覚感知デバイスのモジュール部品を保持する。いくつかの実施形態では、フレーム（１０１８）またはフレーム（２０１８）は、触覚感知デバイスのモジュール部品からの複数の突出部を用いて満たされる、複数の空隙を有する。いくつかの実施形態では、触覚感知デバイスのモジュール部品は、センサアレイ（１００８）、センサアレイ（２００８）、およびセンサアレイ（３００８）、ダイヤフラム式流体収集システム（５０４２）、水栓式流体収集システム（６０４８）、スポーク式流体収集システム（７０５８）、またはレール式流体収集システム（８０６２）が挙げられる。いくつかの実施形態では、フレーム（１０１８）またはフレーム（２０１８）は、金属材料、プラスチック材料、またはエラストマー材料から構成される。いくつかの実施形態では、フレーム（１０１８）またはフレーム（２０１８）は、限定されないが：ポリエチレン；ポリプロピレン；ポリスチレン；ポリエステル；ポリ乳酸（ＰＬＡ）；ポリカーボネート、ポリ塩化ビニル、ポリエーテルスルフォン、ポリアクリレート、もしくはアクリルすなわちポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）；ポリスルホン；ポリエーテルエーテルケトン；熱可塑性エラストマー類、もしくは熱可塑性ウレタン類；または、ポリ−ｐ−キシリレンもしくはパリレンを含む、プラスチックまたはエラストマー材料で作られる。
【００６７】
＜ハンドル＞
いくつかの実施形態では、図１Ａ、図１Ｂ、および図１Ｃに示されるように、触覚感知デバイスは、ハンドル（１００４）を具備する。いくつかの実施形態では、ハンドル（１００４）は、触覚感知デバイス（１０００）に動作可能に接続される。いくつかの実施形態では、ハンドル（１００４）は、それによって触覚感知デバイス（１０００）が保持、制御、搬送、操作、または把持される、触覚感知デバイス（１０００）の一部である。いくつかの実施形態では、把持部（１００４）は、ユーザーの手を前方へと方向付ける。いくつかの実施形態では、図２Ａ、図２Ｂ、および図２Ｃに示されるように、触覚感知デバイスは、把持部（２０２０）を具備する。いくつかの実施形態では、把持部（２０２０）は、触覚感知デバイス（２０００）に動作可能に接続される。いくつかの実施形態では、把持部（２０２０）は、それによって触覚感知デバイス（２０００）が保持、制御、搬送、操作、または把持される、触覚感知デバイス（２０００）の一部である。いくつかの実施形態では、図２Ａ、図２Ｂ、および図２Ｃに示されるように、把持部（２０２０）は、触覚感知デバイス（２００４）に対する力の印加を増強するように、人間工学的に形成され構成される。いくつかの実施形態では、流体収集システムは、触覚感知デバイス（１０００）のハンドルの内部の空隙内に含まれる。いくつかの実施形態では、ハンドル（１００４）または把持部（２０２０）は、限定されないが：ポリエチレン；ポリプロピレン；ポリスチレン；ポリエステル；ポリ乳酸（ＰＬＡ）；ポリカーボネート、ポリ塩化ビニル、ポリエーテルスルフォン、ポリアクリレート、もしくはアクリルすなわちポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）；ポリスルホン；ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）；熱可塑性エラストマー類、もしくは熱可塑性ウレタン類；または、ポリ−ｐ−キシリレンもしくはパリレンを包含する、プラスチックまたはエラストマー材料を含む。いくつかの実施形態では、ハンドル（１００４）または把持部（２０２０）は、限定されないが：シリコンゴム、天然ゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム、水素化アクリロニトリルブタジエンゴム、エチレン−プロピレン−ジエンゴム、フッ素ゴム、クロロプレンゴム、フロロシリコーンゴム、ポリアクリレートゴム、エチレンアクリルゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ポリエステルウレタンゴム、またはポリエーテルウレタンゴムを含むゴム材料で作られる。
【００６８】
＜触覚感知デバイス：システム＞
ある実施形態では、必要とする個体における骨構造および非骨構造を画像化するためのシステムが本明細書に開示され、該システムは：個体に対する触覚感知デバイスへの力の適用に起因する電圧信号を検出するための触覚感知デバイスと；触覚感知デバイスによって検出された電圧信号から得られた骨構造および非骨構造の画像を視覚化するためのディスプレイスクリーンと；コンピューティングデバイスであって、触覚感知デバイスに動作可能につながれた少なくとも１つのプロセッサーと；メモリデバイスと；プロセッサーに電圧信号を画像へと変換させる、プロセッサーによって実行可能な命令を含むコンピュータープログラムを備えた、非一時的なコンピューター可読記憶媒体と；を具備するコンピューティングデバイスと；を含む。
【００６９】
＜骨構造および非骨構造＞
いくつかの実施形態では、骨構造および非骨構造を画像化するためのシステムは、第１の骨および第２の骨の非骨構造を画像化する。いくつかの実施形態では、骨構造および非骨構造を画像化するためのシステムは、複数の骨構造および非骨構造を画像化する。いくつかの実施形態では、骨構造は、肋骨である。いくつかの実施形態では、骨構造は関節面である。いくつかの実施形態では、関節面は、脊椎の関節（ｖｅｒｔｅｂｒａｌ ａｒｔｉｃｕｌａｔｉｏｎ）、手の第１骨と手の第２骨の関節、肘関節、橈骨手根関節、肩の第１骨と肩の第２骨の腋窩関節、胸鎖関節、顎関節、仙腸関節、股関節、膝関節、または脚の第１骨と脚の第２骨の関節である。いくつかの例では、脊椎の関節は棘状突起である。いくつかの実施形態では、非骨構造は、皮下組織、筋肉、靱帯、脂肪組織、嚢胞、または腔である。
【００７０】
＜センサアレイ＞
いくつかの実施形態では、触覚感知デバイス（１０００）は、センサアレイ（１００８）を具備する。いくつかの実施形態では、センサアレイは、複数のセンサを具備する。いくつかの実施形態では、センサは触覚センサである。いくつかの実施形態では、センサは力感知抵抗器である。いくつかの実施形態では、力感知抵抗器は、適用される圧力の変化に応じて、それらの抵抗値を変化させる。いくつかの例では、力感知抵抗器は、電圧信号を出力する。いくつかの実施形態では、力感知抵抗器のアレイは、１８個の力感知抵抗器を具備する６×３アレイである。いくつかの実施形態では、力感知抵抗器のアレイは、３２個の力感知抵抗器を具備する８×４アレイである。いくつかの実施形態では、力感知抵抗器のアレイのサイズは、検査される個体の体の表面積に依存する。いくつかの実施形態では、力感知抵抗器のアレイは、個体の骨構造および非骨構造を視覚化するのに十分な方法で構成される。いくつかの実施形態では、図３Ａおよび図３Ｂに示されるように、力感知抵抗器のアレイは、センサアレイプラットフォーム（３０２２）上へと固定される。いくつかの実施形態では、センサアレイプラットフォーム（３０２２）は、その上にセンサが接着される円筒形支柱（３０２６）を具備する。いくつかの実施形態では、センサが接着される円筒形支柱（３０２６）は、使用されているセンサを適切に支持する任意の形状の支柱またはコネクタである。
【００７１】
＜ディスプレイスクリーン＞
図１Ａ、図１Ｂ、図１Ｃ、図２Ａ、図２Ｂ、および図２Ｃに示されるように、いくつかの実施形態では、触覚感知デバイス（１０００）、および触覚感知デバイス（２０００）は、ユーザーに視覚的情報を提供するために、ディスプレイスクリーン（１０３２）およびディスプレイスクリーン（２０３２）を具備する。いくつかの実施形態では、ディスプレイスクリーン（１０３２）は、触覚感知デバイス（１０００）に動作可能に接続される。いくつかの実施形態では、ディスプレイスクリーン（２０３２）は、触覚感知デバイス（２０００）に動作可能に接続される。いくつかの実施形態では、ディスプレイスクリーンは、コンピュータースクリーン、モバイルデバイススクリーン、またはポータブルデバイススクリーンである。いくつかの実施形態では、ディスプレイスクリーンは、陰極線管（ＣＲＴ）である。いくつかの実施形態では、ディスプレイスクリーンは液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）である。さらなる実施形態では、ディスプレイスクリーンは薄膜トランジスタ液晶ディスプレイ（ＴＦＴ−ＬＣＤ）である。いくつかの実施形態では、ディスプレイスクリーンは、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）ディスプレイである。様々なさらなる実施形態では、ＯＬＥＤディスプレイは、パッシブマトリクスＯＬＥＤ（ＰＭＯＬＥＤ）ディスプレイ、またはアクティブマトリクスＯＬＥＤ（ＡＭＯＬＥＤ）ディスプレイである。いくつかの実施形態では、ディスプレイスクリーンはプラズマディスプレイである。他の実施形態では、ディスプレイスクリーンはビデオプロジェクターである。またさらなる実施形態では、ディスプレイスクリーンは、本明細書に開示されるものなどのデバイスの組み合わせである。いくつかの実施形態では、ディスプレイスクリーンを介してユーザーに提供された視覚的情報は、骨構造および非骨構造を表わす圧力マップである。いくつかの実施形態では、圧力マップはヒートマップである。いくつかの実施形態では、ヒートマップは、電圧信号のグラフ表示であり、ここで個々の電圧出力信号は、複数の色、色相、彩度、グラフィカルパターン、陰影（ｓｈａｄｉｎｇ）、幾何学的図形、またはそれらの任意の組み合わせとして表わされる。
【００７２】
＜コンピューティングデバイス＞
いくつかの実施形態では、触覚感知デバイスはさらに、コンピューティングデバイスを具備する。いくつかの実施形態では、コンピューティングデバイスは、マイクロコントローラである。いくつかの実施形態では、マイクロコントローラは８ビット、１６ビット、または３２ビットのマイクロコントローラである。いくつかの実施形態では、マイクロコントローラは、８０５１マイクロコントローラ、プログラマブルインタフェースコントローラ（ＰＩＣ）、ＡＶＲマイクロコントローラすなわちＡｄｖａｎｃｅｄ Ｖｉｒｔｕａｌ ＲＩＳＣマイクロコントローラ、またはＡＲＭ（登録商標）マイクロコントローラである。いくつかの実施形態では、マイクロコントローラは、非限定的な例として、Ａｒｄｕｉｎｏ Ｕｎｏマイクロコントローラ、またはＲａｓｐｂｅｒｒｙ Ｐｉマイクロコントローラである。
【００７３】
いくつかの実施形態では、コンピューティングデバイスは、マイクロプロセッサーである。いくつかの実施形態では、マイクロプロセッサーは、ＡＭＤ（登録商標）、Ｉｎｔｅｌ（登録商標）、またはＡＲＭ（登録商標）によって製造される。いくつかの実施形態では、ＡＭＤ（登録商標）マイクロプロセッサーは、限定されないが：ＡＭＤ Ｓｅｍｐｒｏｎ（商標）、ＡＭＤ Ｔｕｒｉｏｎ ＩＩ（商標）、ＡＭＤ Ａｔｈｌｏｎ ＩＩ（商標）、ＡＭＤ Ｓｅｍｐｒｏｎ（商標）、ＡＭＤ Ｐｈｅｎｏｍ ＩＩ（商標）、ＡＭＤ Ａ−ＳｅｒｉｅｓまたはＡＭＤ ＦＸ（商標）が挙げられる。いくつかの実施形態では、Ｉｎｔｅｌ（登録商標）マイクロプロセッサーは、限定されないが：Ｉｎｔｅｌ Ａｔｏｍ（商標）、Ｉｎｔｅｌ Ｃｅｌｅｒｏｎ（商標）、Ｉｎｔｅｌ Ｐｅｎｔｉｕｍ（商標）、Ｉｎｔｅｌ Ｃｏｒｅ ｉ３（商標）、Ｉｎｔｅｌ Ｃｏｒｅ ｉ５（商標）、またはＩｎｔｅｌ Ｃｏｒｅ ｉ７（商標）が挙げられる。いくつかの実施形態では、ＡＲＭョマイクロプロセッサーは、限定されないが：ＡＲＭ ＯＭＡＰ ３、ＡＲＭ ＭＡＰ ４、ＡＲＭ ＯＭＡＰ ５、ＡＲＭ ＳｎａｐＤｒａｇｏｎ Ｓ２、ＡＲＭ ＳｎａｐＤｒａｇｏｎ Ｓ、ＡＲＭ ＳｎａｐＤｒａｇｏｎ Ｓ４、ＡＲＭ Ｔｅｇｒａ、ＡＲＭ Ｔｅｇｒａ ２、ＡＲＭ Ｔｅｇｒａ ３、ＡＲＭ Ｅｘｙｎｏｓ ３ Ｓｉｎｇｌｅ、ＡＲＭ Ｅｘｙｎｏｓ ４ Ｄｕａｌ、ＡＲＭ Ｅｘｙｎｏｓ ４ Ｑｕａｄ、ＡＲＭ Ｅｘｙｎｏｓ ５ Ｄｕａｌ、ＡＲＭ Ａ４、ＡＲＭ Ａ５、またはＡＲＭ Ａ５Ｘが挙げられる。
【００７４】
いくつかの実施形態では、コンピューティングデバイスはさらに、メモリデバイスを具備する。いくつかの実施形態では、処理デバイスは、メモリデバイスが挙げられる。メモリデバイスは、一時的に、恒久的に、またはそれらのその組み合わせで、データまたはプログラムを記憶するために使用される、１つ以上の物理装置である。いくつかの実施形態では、メモリデバイスは揮発性であり、記憶させた情報を維持する動力を必要とする。いくつかの実施形態では、メモリデバイスは不揮発性であり、記憶させた情報を保有し、記憶させた情報を維持する動力を必要としない。
【００７５】
いくつかの実施形態では、コンピューティングデバイスはさらに、プロセッサーに電圧信号を画像へと変換させる、プロセッサーによって実行可能な命令を含むコンピュータープログラムを備えた、非一時的なコンピューター可読記憶媒体を具備する。いくつかの実施形態では、コンピュータープログラムは、プロセッサーに電圧信号を第１のコンピューター信号および第２のコンピューター信号へとエンコードする、プロセッサーによって実行可能な命令が挙げられる。
【００７６】
いくつかの実施形態では、コンピュータープログラムは、プロセッサーに、突出した針の位置を計算させて、それをディスプレイスクリーン上に表示させる、プロセッサーによって実行可能な命令が挙げられる。いくつかの実施形態では、コンピュータープログラムは、図２Ａ、図２Ｂ、および図２Ｃに示されるように、針ガイドカートリッジ（２０１２）を具備する触覚感知デバイス（２０００）を使用するときに、プロセッサーに、あらゆる可能な針ガイドのための突出した針の位置を算出させる、プロセッサーによって実行可能な命令を含む。いくつかの実施形態では、針の突出の計算は、三角法のアルゴリズムである。いくつかの実施形態では、一旦、針が皮下脂肪を通過すると、三角法のアルゴリズムによって針の深さが決定される。いくつかの実施形態では、針突出の計算は、皮下脂肪の量に基づいて調整される。
【００７７】
いくつかの実施形態では、コンピュータープログラムは、プロセッサーに、ｉ）第１の要件として、触覚感知デバイスによって検出された骨の位置を決定させ；ｉｉ）第２の要件として、前記骨構造の間の空間を決定させ；そしてｉｉｉ）機械学習の適用に基づき予測分析を実施させる、プロセッサーによって実行可能な命令を含む。いくつかの実施形態では、プロセッサーによって実施された予測分析は、針突出の計算の正確さを増強する。いくつかの実施形態では、プロセッサーによって実施される予測分析は、所望の骨構造および非骨構造の位置を特定する。いくつかの実施形態では、プロセッサーによって実施される予測分析は、骨構造および非骨構造との間の空隙を捜し出す。いくつかの実施形態では、プロセッサーによって実施される予測分析は、触覚感知デバイスによって検出された電圧信号に基づいて、ユーザーに針挿入位置を提案する。
【００７８】
コンピュータープログラムは、例えば、コンピュータアルゴリズム、コンピュータコード、プログラム、およびデータを含むソフトウェアであり、これによって、デバイスのハードウェアが管理され、命令の実行のためのサービスが提供される。適切なコンピュータープログラム言語は、非限定的な例として、Ｃ、Ｃ＋＋、Ｃ＃、Ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ Ｃ、Ｐｅｒｌ、Ｓｃａｌａ（Ｈａｓｋｅｌｌ）、Ｇｏ、Ａｒｄｕｉｎｏ Ｃ、Ｐｙｔｈｏｎ（商標）、Ｊａｖａ（商標）、ＳＱＬ、ＪａｖａＳｃｒｉｐｔ、ＰＨＰ、ｉＯＡ Ｓｗｉｆｔ、またはＲｕｂｙが挙げられる。
【００７９】
いくつかの実施形態では、コンピューティングデバイスは、デスクトップコンピューターまたはラップトップコンピュータである。いくつかの実施形態では、コンピューティングデバイスは、モバイルデバイスである。いくつかの実施形態では、モバイルデバイスは、スマートフォン、またはスマートウォッチである。いくつかの実施形態では、コンピューティングデバイスは、ポータブルデバイスである。本明細書の記載に従って、適切なコンピューティングデバイスはさらに、非限定的な例として、ノートブックコンピュータ、タブレットコンピュータ、ネットブックコンピュータ、スマートブックコンピュータ、サブノートブックコンピュータ、ウルトラモバイルＰＣ、ハンドヘルドコンピュータ、携帯情報端末、インターネットアプライアンス、スマートフォン、音楽プレーヤー、およびポータブルビデオゲームシステムが挙げられる。多くのモバイルスマートフォンが、本明細書に記載されたシステムで使用するのに適している。適切なタブレットコンピュータは、ブックレット、スレート、および転換可能な形態を含むものが挙げられる。適切なポータブルなビデオゲームシステムは、非限定的な例として、ニンテンドーＤＳ（商標）およびＳｏｎｙ（登録商標）ＰＳＰ（商標）が挙げられる。
【００８０】
＜信号送信機および信号受信器＞
いくつかの実施形態では、プロセッサーは、電圧信号を第１のコンピューター信号および第２のコンピューター信号へとエンコードする。いくつかの実施形態では、触覚感知デバイスは信号送信器を具備する。いくつかの実施形態では、触覚感知デバイスは信号受信器を具備する。いくつかの実施形態では、送信器は、第１のコンピューター信号を、コンピューティングデバイスに送信するように構成される。いくつかの実施形態では、受信器は、第２のコンピューター信号を、触覚感知デバイスから受信するように構成される。いくつかの実施形態では、第１のコンピューター信号および第２のコンピューター信号は、ＵＳＢ（ユニバーサルシリアルバス）ケーブルを介して送信される。いくつかの実施形態では、第１のコンピューター信号および第２のコンピューター信号は、無線信号である。
【００８１】
いくつかの実施形態では、信号受信器は無線要素である。いくつかの実施形態では、信号送信機は無線要素である。いくつかの実施形態では、無線要素は、コンピューティングデバイス、例えばモバイルデバイスから信号を受信するように構成される。いくつかの実施形態では、信号受信器は、触覚感知デバイスから信号を受信するように構成される無線要素である。いくつかの実施形態では、無線要素は、無線ネットワーク技術である。いくつかの実施形態では、無線ネットワーク技術は、ＡＮＴ、ＡＮＴ＋、ＩＮＳＴＥＯＮ、ＩｒＤＡ、Ｗｉｒｅｌｅｓｓ ＵＳＢ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、Ｚ−Ｗａｖｅ、もしくはＺｉｇＢｅｅ、ＩＥＥＥ ８０２．１５．４、６ＬｏＷＰＡＮ、またはＷｉ−Ｆｉである。
【００８２】
＜針および針ガイド＞
いくつかの実施形態では、システムはさらに、針、針ガイド、スタイレット、またはカテーテルを具備する。いくつかの実施形態では、針は、ペンシルポイント型の針としても知られる無外傷性針か、または標準的な針もしくはＱｕｉｎｃｋｅ型の針として知られる外傷性針である。いくつかの実施形態では、システムはさらに、穿刺針を具備する。いくつかの実施形態では、穿刺針は、Ｑｕｉｎｃｋｅ穿刺針、Ｗｈｉｔａｃｒｅ穿刺針、またはＳｐｒｏｔｔｅ穿刺針である。いくつかの実施形態では、システムはさらに硬膜外針を具備する。いくつかの実施形態では、硬膜外針は、Ｗｅｉｓｓ硬膜外針、Ｔｕｏｈｙ硬膜外針、またはＨｕｓｔｅａｄ硬膜外針である。いくつかの実施形態では、針は、非限定的な例として、６ゲージの針、８ゲージの針、１３ゲージの針、１５ゲージの針、１７ゲージの針、１８ゲージの針、１９ゲージの針、２０ゲージの針、２１ゲージの針、２２ゲージの針、２３ゲージの針、２４ゲージ針、２５ゲージ針、２６ゲージ針、２７ゲージの針、２８ゲージの針、２９ゲージの針、３０ゲージの針、３１ゲージの針、および３２ゲージの針が挙げられる。いくつかの実施形態では、針は、長さが１−１０インチの範囲の穿刺針である。いくつかの実施形態では、針は、オブチュレーターまたは誘導針として知られるスタイレットを含み、スタイレットは、細線か、細い探り針か、または針の先端面取り部と一致するように嵌合される金属ハブを備えた中実ロッドである。診断の腰椎穿刺において、脳髄脊液が、脊髄管から針ハブを通って外に流れることを可能にするように、スタイレットが針から引き出される。
【００８３】
いくつかの実施形態では、システムはさらに、カテーテルを具備する。いくつかの実施形態では、カテーテルは硬膜外トンネル式カテーテル（ｅｐｉｄｕｒａｌ ｔｕｎｎｅｌｅｄ ｃａｔｈｅｔｅｒ）であり、薬送達口として硬膜上腔へと埋め込まれる。いくつかの実施形態では、カテーテルは、診断上の腰椎穿刺手術の間に、頭蓋内圧をモニタリングするために使用される。いくつかの実施形態では、カテーテルは、連続的に脳髄脊液を取り除き、水頭症に苦しむ患者の脳の圧力を軽減する手段として使用される。
【００８４】
いくつかの実施形態では、針ガイド（１００２）は、触覚感知デバイス（１０００）に動作可能に接続される。いくつかの実施形態では、触覚感知デバイス（１０００）に動作可能に接続された針ガイド（１００２）は、必要とする個体へと挿入される針の角度および方向を制御するために、使用される。いくつかの実施形態では、針ガイド（１００２）は、−４５°から４５°の頭側の角度で配向され、センサアレイ（１００８）の中心に対して位置する針オリフィス（１０３８）で終端となり、それによって針が人体へと挿入される角度を制御する。いくつかの実施形態では、針ガイド（１００２）は、１５°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、センサアレイ（１００８）の中心上に位置する針オリフィス（１０３８）は、細長いスリットである。いくつかの実施形態では、針ガイド（１００２）は、複数の列を備えた細長いスリットにより形成された複数の開口部で終端となる。様々なさらなる実施形態では、図２Ａ、図２Ｂ、および図２Ｃに示されるように、針ガイドカートリッジ（２０１２）は、触覚感知デバイス（２０００）に動作可能に接続される。いくつかの実施形態では、針ガイドカートリッジ（２０１２）は、−４５°から４５°の頭側の角度で配向され、センサアレイ（２００８）の正中線に沿って位置する針オリフィス（２０３８）で終端となり、それによって、針が人体へと挿入される角度を制御する。いくつかの実施形態では、針ガイドカートリッジ（２０１２）は、１５°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態では、針ガイドカートリッジ（２０１２）は、開口部で終端となる。いくつかの実施形態では、センサアレイ（２００８）の中心に対して位置する針オリフィス（２０３８）は、細長いスリットである。
【００８５】
＜流体収集システム＞
いくつかの実施形態では、システムはさらに、触覚感知デバイスに動作可能に接続され、脳髄脊液などの流体を収集するように構成された流体収集システムを具備する。いくつかの実施形態では、流体収集システムは使い捨て可能である。いくつかの実施形態では、流体収集システムは、ダイヤフラム設計、水栓設計、上部水栓設計、スポーク式設計、またはレール式設計を具備する。いくつかの実施形態では、流体収集システムは滅菌されている。いくつかの実施形態では、流体収集システムはモジュール式である。
【００８６】
＜圧力センサ＞
いくつかの実施形態では、システムはさらに、触覚感知デバイスに動作可能に接続され、脳脊髄液圧を測定するように構成された圧力センサを具備する。いくつかの実施形態では、圧力センサは、三方弁を介して触覚感知デバイスに動作可能に接続される。いくつかの実施形態では、圧力センサは電子圧力センサである。いくつかの例では、圧力センサは、ピエゾ抵抗センサ、容量センサ、電磁センサ、圧電センサ、光センサ、または電位差測定圧力センサである。いくつかの実施形態では、電子圧力センサにより測定された脳脊髄液圧は、デジタル方式で表示される。いくつかの実施形態では、電子圧力センサにより測定された脳脊髄液圧は、ディスプレイスクリーン上にリアルタイムで表示される。
【００８７】
＜触覚感知デバイス：使用＞
ある実施形態では、必要とする個体における骨構造および非骨構造を画像化するための方法が本明細書に開示され、該方法は：個体に対して触覚感知デバイスを配置する工程と；個体に対する触覚感知デバイスに力を適用する工程と；個体に対する触覚感知デバイスへの力の適用に起因する、触覚感知デバイスによって検出された電圧信号から得られる、骨構造および非骨構造の画像を、ディスプレイスクリーン上で見る工程と；を含む。図４は、骨構造および非骨構造を画像化するためのこれらの方法を、フローチャートで例証する。いくつかの実施形態では、腰椎穿刺中に、触覚感知デバイスを用いて骨構造および非骨構造を画像化するプロセスは、正中線が識別されるまで、触覚感知デバイスを患者の背中に沿って横方向に移動させることにより、ユーザーに患者の正中線を識別させることで開始する。いくつかの実施形態では、患者の正中線は、骨構造および非骨構造の画像が、ディスプレイスクリーンの中心にある患者の背骨を示すときに識別される。いくつかの実施形態では、一旦触覚感知デバイスが、正確に患者の正中線に沿って整列されれば、ユーザーは、最も正確な読み取り値を得るために、触覚感知デバイスに、かつ患者に対して力が適用されることを確かなものとする（４０７８）。いくつかの実施形態では、図４に示されるように、電圧信号が触覚感知デバイスによって生成され、その後収集される（４０８０）。いくつかの実施形態では、収集された電圧信号は、コンピューティングデバイスによって処理され、画像に転換され（４０８２）、この画像は、ユーザーによってディスプレイスクリーン上で視覚化される（４０８４）。
【００８８】
本明細書には、特定の実施形態において、必要とする個体の骨構造及び非骨構造の画像を生成する方法が開示され、該方法は、個体に対する触覚感知デバイスへの力の適用から結果として生じる、触覚感知デバイスによって検出された電圧信号を集める工程；電圧信号を数学的アレイに変換する工程；数学的アレイを設計し直す工程；及び設計し直された数学的アレイを個体の骨構造及び非骨構造の画像に転換する工程を含む。いくつかの実施形態において、電圧信号を変換する工程は、コンピュータープロセッサーを使用して信号を獲得し、処理し、且つ画像へと転換する工程を含む。図１０は、フローチャートで、骨構造及び非骨構造の画像を生成するこれらの方法を例証する。いくつかの実施形態において、触覚感知デバイスにより生成された電圧信号はマルチプレクサと分圧器を介して送信される。いくつかの実施形態において、触覚感知デバイスにより生成された電圧信号は分圧器を介して送信される。いくつかの実施形態において、送信された電圧信号はコンピュータープロセッサーを使用して集められる（１０１２４）。いくつかの実施形態において、コンピュータープロセッサーは、集めた電圧信号を数学的アレイに変換する（１０１２６）。いくつかの実施形態において、コンピュータープロセッサーは数学的アレイを設計し直す（１０１２８）。いくつかの実施形態において、設計し直された数学的アレイは、ディスプレイスクリーン上にリアルタイムで表示される画像に転換される（１０１３０）。
【００８９】
＜骨構造及び非骨構造＞
いくつかの実施形態において、骨構造及び非骨構造を画像化する方法は、第１及び第２の骨構造及び非骨構造を画像化する工程を含む。いくつかの実施形態において、骨構造及び非骨構造の画像を生成する方法は、第１及び第２の骨構造及び非骨構造の画像を生成する工程を含む。いくつかの実施形態において、骨構造及び非骨構造を画像化する方法は、複数の骨構造及び非骨構造を画像化する。いくつかの実施形態において、骨構造及び非骨構造の画像を生成する方法は、複数の骨構造及び非骨構造を画像化する。いくつかの実施形態において、骨構造及び非骨構造を画像化する方法は、個体に触覚感知デバイスを配する工程を含む。いくつかの実施形態において、個体に触覚感知デバイスを配する工程は、骨構造上に触覚感知デバイスを位置付ける工程を更に含む。いくつかの実施形態において、骨構造は肋骨である。いくつかの実施形態において、骨構造は関節面である。いくつかの実施形態において、関節面は、脊椎関節、手の第１の骨と手の第２の骨との関節、肘関節、手首関節、肩の第１の骨と肩の第２の骨との腋窩関節、胸鎖関節、顎関節、仙腸関節、股関節、膝関節、又は脚の第１の骨と脚の第２の骨との関節である。いくつかの例において、椎骨関節は棘突起である。いくつかの実施形態において、非骨構造は、皮下組織、筋肉、靭帯、脂肪組織、嚢胞、又は腔である。
【００９０】
＜センサアレイ＞
いくつかの実施形態において、触覚感知デバイス（１０００）はセンサアレイ（１００８）を含む。いくつかの実施形態において、センサアレイは触覚センサを含む。いくつかの実施形態において、触覚センサは力感知抵抗器を含む。いくつかの実施形態において、力感知抵抗器は、加えられた圧力の変化に応じてそれらの抵抗値を変更する。いくつかの例において、力感知抵抗器は電圧信号を出力する。いくつかの実施形態において、力感知抵抗器のアレイは、１８の力感知抵抗器を含む６×３のアレイである。いくつかの実施形態において、力感知抵抗器のアレイは、３２の力感知抵抗器を含む８×４のアレイである。いくつかの実施形態において、力感知抵抗器のアレイの大きさは、検査される個体の身体の表面積に依存する。いくつかの実施形態において、力感知抵抗器のアレイは、個体の骨構造及び非骨構造を視覚化するのに十分な方法で構成される。
【００９１】
いくつか実施形態において、図３Ａと３Ｂに示されるように、力感知抵抗器のアレイは、センサアレイプラットフォーム（３０２２）に固定される。いくつかの実施形態において、センサアレイプラットフォーム（３０２２）は、力感知抵抗器が付けられる円筒形支柱（３０２６）を含む。いくつかの実施形態において、力感知抵抗器が付けられる円筒形支柱（３０２６）は、コネクタである。いくつかの実施形態において、各センサ（３０１６）は、力フィードバックを増強するように構成された材料で覆われる。いくつかの実施形態において、力感知抵抗器を覆う材料は、半球状のラバーディスクである。
【００９２】
＜マルチプレクサ＞
いくつかの実施形態において、触覚感知デバイスはマルチプレクサを更に含む。マルチプレクサは、力感知抵抗器から電圧出力信号を選択し、選択された電圧出力信号を単線に進める。いくつかの実施形態において、マルチプレクサはプリント回路基盤上に取り付けられる。
【００９３】
＜分圧器＞
いくつかの実施形態において、触覚感知デバイスは電圧分割器を更に含む。いくつかの実施形態において、力感知抵抗器からの電圧信号出力は、分圧器を使用して読み取られる。
【００９４】
圧力マップ
いくつかの実施形態において、ディスプレイスクリーンを介してユーザーに提供される骨構造及び非骨構造の画像は、骨構造及び非骨構造を表わす圧力マップである。いくつかの実施形態において、圧力マップはヒートマップである。いくつかの実施形態において、ヒートマップは電圧信号のグラフ表示であり、個々の電圧出力信号は、複数の色、色相、彩度、グラフィカルパターン、陰影、幾何学的図形、又はそれらの任意の組み合わせとして表わされる。いくつかの実施形態において、圧力マップは第２の影像上に重ねられる。
【００９５】
＜腰椎穿刺方法＞
本明細書には、特定の実施形態において、必要とする個体に腰椎穿刺を実行する方法が開示され、該方法は：個体の腰部に触覚感知デバイスを配する工程；腰部に対して触覚感知デバイスに力を加える工程；ディスプレイスクリーン上の、腰部に対する触覚感知デバイスへの力の適用から結果として生じる触覚感知デバイスによって検出された、脊椎関節に対応する電圧信号を見る工程；画像に２つの棘突起を位置付ける工程；個体の第１の棘突起と第２の棘突起との間の間隙を識別する工程；個体の第１及び第２の棘突起の間に、及びクモ膜下腔に針を挿入するために針ガイドを使用する工程；及び脳脊髄液を集める又は治療薬を投与する工程を含む。
【００９６】
＜硬膜外方法＞
本明細書には、特定の実施形態において、必要とする個体の硬膜上腔に治療薬を投与する方法が開示され、該方法は：個体の腰部に触覚感知デバイスを配する工程；腰部に対して触覚感知デバイスに力を加える工程；ディスプレイスクリーン上の、腰部に対する触覚感知デバイスへの力の適用から結果として生じる触覚感知デバイスによって検出された、脊椎関節に対応する電圧信号を見る工程；画像に２つの棘突起を位置付ける工程；個体の第１の棘突起と第２の棘突起との間の間隙を識別する工程；個体の第１及び第２の棘突起の間に、及び個体の硬膜上腔に針を挿入するために針ガイドを使用する工程；及び硬膜上腔に治療薬を注入する工程を含む。
【００９７】
＜治療薬＞
いくつかの実施形態において、治療薬は、腰椎穿刺を介して送達される。いくつかの実施形態において、腰椎穿刺を介して送達された治療薬は、限定されないが：麻酔薬、鎮痛薬、化学療法剤、造影剤、又は色素、鎮痙剤、抗生物質、又はタンパク質を含む。いくつかの実施形態において、腰椎穿刺を介して送達された麻酔薬は、限定されないが：ブピカイン、リドカイン、テトラカイン、プロカイン、ロピバカイン、レボブピバカイン、プリロカイン、及びシンコカインを含む。いくつかの実施形態において、腰椎穿刺を介して送達された鎮痛薬は、限定されないが：モルヒネ、フェンタニル、ヘロイン、ブプレノルフィン、及びペチジン、又はメペリジンなどのオピオイド；及びクロニジンなどの非オピオイドを含む。いくつかの実施形態において、腰椎穿刺を介して送達された化学療法剤は、限定されないが：メトトレキサート、シタラビン、ヒドロコルチゾン、及びチオテパを含む。いくつかの実施形態において、腰椎穿刺を介して送達された造影剤又は色素は、限定されないが：イオヘキソール、メトリザマイド、イオパミドール、イオベルソール、イオプロミド、イオジキサノール、イオトロラン（ｉｏｌｏｔｒａｎ）、及びヨードフェニルウンデシル酸を含む。いくつかの実施形態において、腰椎穿刺を介して送達された鎮痙剤はバクロフェンを含む。いくつかの実施形態において、腰椎穿刺を介して送達された抗生物質はゲンタマイシン硫酸塩を含む。いくつかの実施形態において、腰椎穿刺を介して送達されたタンパク質はイデュルスルファーゼを含む。
【００９８】
＜棘突起＞
いくつかの実施形態において、必要性とする個体に腰椎穿刺を行なう方法は、第１及び第２の棘突起の間に、及び個体のくも膜下腔に針を挿入するために針ガイドを使用する工程を含む。いくつかの実施形態において、必要とする個体の硬膜上腔に治療薬を投与する方法は、第１及び第２の棘突起の間に、及び個体の硬膜上腔に針を挿入するために針ガイドを使用する工程を含む。いくつかの実施形態において、第１の棘突起は、第１の腰椎（Ｌ１）、Ｌ２、Ｌ３、又はＬ４の腰椎の一部であり、第２の棘突起は、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、又はＬ５の腰椎の一部である。いくつかの更なる実施形態において、第１及び棘突起は、頚部、胸郭、横腹、仙骨、又は尾骨の椎骨の一部である。
【００９９】
＜針及び針ガイド＞
いくつかの実施形態において、システムは、針、針ガイド、スタイレット、又はカテーテルを更に含む。いくつかの実施形態において、針は、ペンシルポイント型の針としても知られる無外傷性針、或いは、古典的な針又はクインケ型の針としても知られる外傷性針である。いくつかの実施形態において、システムは穿刺針を更に含む。いくつかの実施形態において、穿刺針は、クインケ穿刺針、ウイテカー穿刺針、又はスプラット穿刺針である。いくつかの実施形態において、システムは硬膜外針を更に含む。いくつかの実施形態において、硬膜外針は、ワイス硬膜外針、テューイ硬膜外針、又はハステッド（Ｈｕｓｔｅａｄ）硬膜外針である。いくつかの実施形態において、針は、非限定的な例として、６ゲージの針、８ゲージの針、１３ゲージの針、１５ゲージの針、１７ゲージの針、１８ゲージの針、１９ゲージの針、２０ゲージの針、２１ゲージの針、２２ゲージの針、２３ゲージの針、２４ゲージの針、２５ゲージの針、２６ゲージの針、２７ゲージの針、２８ゲージの針、２９ゲージの針、３０ゲージの針、３１ゲージの針、及び３２ゲージの針を含む。いくつかの実施形態において、針は、１−１０インチの長さに及ぶ穿刺針である。いくつかの実施形態において、針は、オブチュレーター又は誘導針としても知られるスタイレットを含み、これは、細線、細い探り針、又は針の先端面取り部と一致するように適合された金属ハブを持つ中実ロッドである。診断上の腰椎穿刺において、スタイレットは針から引き抜かれることで、脳脊髄液が脊柱管から針ハブを通って外に流れることを可能にする。
【０１００】
いくつかの実施形態において、システムはカテーテルを更に含む。いくつかの実施形態において、カテーテルは、硬膜外に通されたカテーテルであり、これは薬物送達ポートとして硬膜上腔に注入される。いくつかの実施形態において、カテーテルは、診断上の腰椎穿刺手順中に頭蓋内圧をモニタリングするために使用される。いくつかの実施形態において、カテーテルは、連続的に脳脊髄液を除去し、且つ水頭症に苦しむ患者の脳に対する圧力を和らげる手段として使用される。
【０１０１】
いくつかの実施形態において、針ガイド（１００２）は触覚感知デバイス（１０００）に動作自在に接続される。いくつかの実施形態において、触覚感知デバイス（１０００）に動作自在に接続された針ガイド（１００２）は、必要とする個体に挿入される針の角度と方向を制御するために使用される。いくつかの実施形態において、針ガイド（１００２）は、−４５°と４５°の間の頭側の角度に配向され、センサアレイ（１００８）の中心に位置付けられる針オリフィス（１０３８）にて終端となり、それにより針が人体に挿入される角度を制御する。いくつかの実施形態において、針ガイド（１００２）は１５°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態において、センサアレイ（１００８）の中心に位置付けられる針オリフィス（１０３８）は、細長いスリットである。いくつかの実施形態において、針ガイド（１００２）は、複数の列を備えた細長いスリットにより形成された複数の開口部にて終端となる。様々な更なる実施形態において、図２Ａ、２Ｂ、及び２Ｃに示されるように、針ガイドカートリッジ（２０１２）が触覚感知デバイス（２０００）に動作自在に接続される。いくつかの実施形態において、針ガイドカートリッジ（２０１２）は、−４５°と４５°の間の頭側の角度に配向され、センサアレイ（２００８）の正中線に沿って位置付けられる針オリフィス（２０３８）にて終端となり、それにより針が人体に挿入される角度を制御する。いくつかの実施形態において、針ガイドカートリッジ（２０１２）は１５°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態において、針ガイドカートリッジ（２０１２）は開口部にて終端となる。いくつかの実施形態において、センサアレイ（２００８）の中心に位置付けられる針オリフィス（２０３８）は、細長いスリットである。
【０１０２】
＜ガイド方法＞
本明細書には、特定の実施形態において、必要とする第２の個体に腰椎穿刺を行う第１の個体をガイドする方法が開示され、該方法は：個体の腰部に触覚感知デバイスを配する工程；腰部に対して触覚感知デバイスに力を加える工程；ディスプレイスクリーン上の、腰部に対する触覚感知デバイスへの力の適用から結果として生じる触覚感知デバイスによって検出された、脊椎関節に対応する電圧信号を見る工程；画像に２つの棘突起を位置付ける工程；個体の第１の棘突起と第２の棘突起との間の間隙を識別する工程；個体の第１及び第２の棘突起の間に、及びクモ膜下腔に針を挿入するために針ガイドを使用する工程；及び脳脊髄液を集める又は治療薬を投与する工程を含む。
【０１０３】
本明細書には、特定の実施形態において、必要とする第２の個体の硬膜上腔に治療薬を投与する第１の個体をガイドする方法が開示され、該方法は：個体の腰部に触覚感知デバイスを配する工程；腰部に対して触覚感知デバイスに力を加える工程；ディスプレイスクリーン上の、腰部に対する触覚感知デバイスへの力の適用から結果として生じる触覚感知デバイスによって検出された、脊椎関節に対応する電圧信号を見る工程；画像に２つの棘突起を位置付ける工程；個体の第１の棘突起と第２の棘突起との間の間隙を識別する工程；個体の第１及び第２の棘突起の間に、及び個体の硬膜上腔に針を挿入するために針ガイドを使用する工程；及び硬膜上腔に治療薬を注入する工程を含む。
【０１０４】
＜触覚感知デバイス：キット＞
本明細書には、特定の実施形態において、必要とする個体に診断上の腰椎穿刺を行うキットが開示され、該キットは：個体の骨構造及び非骨構造を画像化する触覚感知デバイス；触覚感知デバイスにより検出された電圧信号を処理するコンピューター；骨構造及び非骨構造を視覚化するディスプレイスクリーン；脳脊髄液圧を測定する電子圧力センサ；及び脳脊髄液を集める流体収集システムを含む。
【０１０５】
＜センサアレイ＞
いくつかの実施形態において、触覚感知デバイス（１０００）はセンサアレイ（１００８）を含む。いくつかの実施形態において、センサアレイは複数の触覚センサを含む。いくつかの実施形態において、触覚センサは力感知抵抗器を含む。いくつかの実施形態において、力感知抵抗器は、加えられた圧力の変化に応じてそれらの抵抗値を変更する。いくつかの例において、力感知抵抗器は電圧信号を出力する。いくつかの実施形態において、力感知抵抗器のアレイは、１８の力感知抵抗器を含む６×３のアレイである。いくつかの実施形態において、力感知抵抗器のアレイは、３２の力感知抵抗器を含む８×４のアレイである。いくつかの実施形態において、力感知抵抗器のアレイの大きさは、検査される個体の身体の表面積に依存する。いくつかの実施形態において、力感知抵抗器のアレイは、個体の骨構造及び非骨構造を視覚化するのに十分な方法で構成される。いくつか実施形態において、図３Ａと３Ｂに示されるように、力感知抵抗器のアレイは、センサアレイプラットフォーム（３０２２）に固定される。いくつかの実施形態において、センサアレイプラットフォーム（３０２２）は、センサが付けられる円筒形支柱（３０２６）を含む。いくつかの実施形態において、センサが付けられる円筒形支柱（３０２６）は、コネクタである。いくつかの実施形態において、力感知抵抗器は、力フィードバックを増強するように構成された材料で覆われる。いくつかの実施形態において、力感知抵抗器を覆う材料は、半球状のラバーディスクである。
【０１０６】
＜骨構造及び非骨構造＞
いくつかの実施形態において、触覚感知デバイスは、第１及び第２の骨構造及び非骨構造を画像化する。いくつかの実施形態において、触覚感知デバイスは、複数の骨構造及び非骨構造を画像化する。いくつかの実施形態において、骨構造は肋骨である。いくつかの実施形態において、骨構造は関節面である。いくつかの実施形態において、関節面は、脊椎関節、手の第１の骨と手の第２の骨との関節、肘関節、手首関節、肩の第１の骨と肩の第２の骨との腋窩関節、胸鎖関節、顎関節、仙腸関節、股関節、膝関節、又は脚の第１の骨と脚の第２の骨との関節である。いくつかの例において、椎骨関節は棘突起である。いくつかの実施形態において、非骨構造は、皮下組織、筋肉、靭帯、脂肪組織、嚢胞、又は腔である。
【０１０７】
＜コンピューティングデバイス＞
いくつかの実施形態において、触覚感知デバイスはコンピューティングデバイスを更に含む。いくつかの実施形態において、コンピューティングデバイスはマイクロコントローラである。いくつかの実施形態において、マイクロコントローラは、８ビット、１６ビット、又は３２ビットのマイクロコントローラである。いくつかの実施形態において、マイクロコントローラは、８０５１マイクロコントローラ、プログラマブルインタフェースコントローラ（ＰＩＣ）、ＡＶＲ又はアドバンスドバーチャルＲＩＳＣマイクロコントローラ、又はＡＲＭ（登録商標）マイクロコントローラである。いくつかの実施形態において、マイクロコントローラは、非限定的な例として、アルドゥイーノ・ウノ・マイクロコントローラ、又はラズベリーパイ・マイクロコントローラである。
【０１０８】
＜ディスプレイスクリーン＞
図１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、２Ａ、２Ｂ、及び２Ｃに示されるように、いくつかの実施形態において、触覚感知デバイス（１０００）（２０００）は、ユーザーに視覚情報を提供するためのディスプレイスクリーン（１０３２）（２０３２）を含む。いくつかの実施形態において、ディスプレイスクリーン（１０３２）は触覚感知デバイス（１０００）に動作自在に接続される。いくつかの実施形態において、ディスプレイスクリーン（２０３２）は触覚感知デバイス（２０００）に動作自在に接続される。いくつかの実施形態において、ディスプレイスクリーンは、コンピュータースクリーン、モバイルデバイスクリーン、又はポータブルデバイススクリーンである。いくつかの実施形態において、ディスプレイスクリーンはブラウン管（ＣＲＴ）である。いくつかの実施形態において、ディスプレイスクリーンは液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）である。更なる実施形態において、ディスプレイスクリーンは薄膜トランジスタ液晶ディスプレイ（ＴＦＴ−ＬＣＤ）である。いくつかの実施形態において、ディスプレイスクリーンは有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）ディスプレイである。様々な更なる実施形態において、ＯＬＥＤディスプレイは、パッシブマトリクスＯＬＥＤ（ＰＭＯＬＥＤ）又はアクティブマトリクスＯＬＥＤ（ＡＭＯＬＥＤ）のディスプレイである。いくつかの実施形態において、ディスプレイスクリーン（１０３２）（２０３２）はプラズマディスプレイである。他の実施形態において、ディスプレイスクリーンはビデオプロジェクターである。また更なる実施形態において、ディスプレイスクリーンは、本明細書に開示されるものなどのデバイスの組み合わせである。
【０１０９】
いくつかの実施形態において、ディスプレイスクリーンを介してユーザーに提供される視覚情報は、骨構造及び非骨構造を表わす圧力マップである。いくつかの実施形態において、圧力マップはヒートマップである。いくつかの実施形態において、ヒートマップは電圧信号のグラフ表示であり、個々の電圧出力信号は、複数の色、色相、彩度、グラフィカルパターン、陰影、幾何学的図形、又はそれらの任意の組み合わせとして表わされる。
【０１１０】
＜針ガイド＞
いくつかの実施形態において、図１Ａ、１Ｂ、及び１Ｃに示されるように、針ガイド（１００２）が触覚感知デバイス（１０００）に動作自在に接続される。いくつかの実施形態において、触覚感知デバイス（１０００）に動作自在に接続された針ガイド（１００２）は、必要とする個体に挿入される針の角度と方向を制御するために使用される。いくつかの実施形態において、針ガイド（１００２）は、−４５°と４５°の間の頭側の角度に配向され、センサアレイ（１００８）の中心に位置付けられる針オリフィス（１０３８）にて終端となり、それにより針が人体に挿入される角度を制御する。いくつかの実施形態において、針ガイド（１００２）は１５°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態において、センサアレイ（１００８）の中心に位置付けられる針オリフィス（１０３８）は、細長いスリットである。いくつかの実施形態において、針ガイド（１００２）は、複数の列を備えた細長いスリットにより形成された複数の開口部にて終端となる。様々な更なる実施形態において、図２Ａ、２Ｂ、及び２Ｃに示されるように、針ガイドカートリッジ（２０１２）が触覚感知デバイス（２０００）に動作自在に接続される。いくつかの実施形態において、針ガイドカートリッジ（２０１２）は、−４５°と４５°の間の頭側の角度に配向され、センサアレイ（２００８）の正中線に沿って位置付けられる針オリフィス（２０３８）にて終端となり、それにより針が人体に挿入される角度を制御する。いくつかの実施形態において、針ガイドカートリッジ（２０１２）は１５°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態において、針ガイドカートリッジ（２０１２）は開口部にて終端となる。いくつかの実施形態において、センサアレイ（２００８）の中心に位置付けられる針オリフィス（２０３８）は、細長いスリットである。
【０１１１】
＜圧力センサ＞
いくつかの実施形態において、触覚感知デバイスは、触覚感知デバイスに動作自在に接続され、且つ脳脊髄液圧を測定するように構成された圧力センサを更に含む。いくつかの実施形態において、圧力センサは、三方弁（２０１４）を介して触覚感知デバイスに動作自在に接続される。いくつかの実施形態において、圧力センサは電子圧力センサである。いくつかの例において、圧力センサは、ピエゾ抵抗素子、容量性、電磁気、圧電気、視覚、又は電位差の圧力センサである。いくつかの実施形態において、電子圧力センサで測定された脳脊髄液圧はデジタル表示される。いくつかの実施形態において、電子圧力センサで測定された脳脊髄液圧は、リアルタイムでディスプレイスクリーンに表示される。
【０１１２】
＜流体収集システム＞
いくつかの実施形態において、触覚感知デバイスは、触覚感知デバイスに動作自在に接続され、且つ脳脊髄液などの流体を集めるように構成された流体収集システムを更に含む。いくつかの実施形態において、流体収集システムは使い捨てである。いくつかの実施形態において、流体収集システムは、ダイヤフラム、水栓、スポーク、又はレールの設計を含む。いくつかの実施形態において、流体収集システムは無菌である。いくつかの実施形態において、流体収集システムはモジュール式である。
【０１１３】
図１Ａ、１Ｂ、及び１Ｃは、触覚感知デバイス（１０００）の１つの実施形態の例示を示す。触覚感知デバイス（１０００）は、センサアレイ（１００８）、ディスプレイスクリーン（１０３２）、針ガイド（１００２）、及び水栓式流体収集システム（１００６）を含む。触覚感知デバイスは、ピストルグリップの形状のハンドル（１００４）を含む。ハンドル（１００４）はユーザーに近接している。触覚感知デバイス（１０００）は、標的組織位置を画像化し、且つ所望の標的組織位置に針を誘導するように構成される。
【０１１４】
センサアレイ（１００８）はユーザーから離れている。センサアレイ（１００８）は、１８のセンサを含む；第１のセンサ（１０１６ａ）、第２のセンサ（１０１６ｂ）、第３のセンサ（１０１６ｃ）、第４のセンサ（１０１６ｄ）、第５のセンサ（１０１６ｅ）、及び第６のセンサ（１０１６ｆ）のみが、図１Ｂに示される。６つのセンサの１つの付加的な列は、第１のセンサ（１０１６ａ）、第２のセンサ（１０１６ｂ）、第３のセンサ（１０１６ｃ）、第４のセンサ（１０１６ｄ）、第５のセンサ（１０１６ｅ）、及び第６のセンサ（１０１６ｆ）の右に隣接して見出され、且つ、６つのセンサの付加的な列は、第１のセンサ（１０１６ａ）、第２のセンサ（１０１６ｂ）、第３のセンサ（１０１６ｃ）、第４のセンサ（１０１６ｄ）、第５のセンサ（１０１６ｅ）、及び第６のセンサ（１０１６ｆ）の左に隣接して見出される（図１Ａ、１Ｂ、及び１Ｃには示されない）。いくつかの実施形態において、センサアレイ（１００８）は触覚センサアレイである。いくつかの実施形態において、センサアレイ（１００８）は超音波センサアレイ。いくつかの実施形態において、センサアレイ（１００８）は赤外線放射（ＩＲ）センサアレイである。センサアレイ（１００８）は、ディスプレイスクリーン（１０３２）の真下の、遠位に位置付けられているセンサアレイホルダー（１１０４）へと押されるセンサアレイカートリッジである。センサアレイ（１００８）中のセンサは、センサアレイ（１００８）が触覚感知デバイス内の場所に装填されると、ユーザーから離れて面している。いくつかの実施形態において、センサアレイ（１００８）は、一旦センサアレイホルダー（１１０４）に装填されると、作動する（ｔｕｒｎｓ ｏｎ）。センサアレイホルダー（１１０４）は多数の方法で適所に装填される。図１Ａ、１Ｂ、及び１Ｃに示されていないセンサアレイホルダー（１１０４）にセンサアレイ（１００８）を装填する非限定的な例は：センサアレイ（１００８）をセンサアレイホルダー（１１０４）へと押し進めること、一旦装填されるとセンサアレイ（１００８）が適所にとどまることを可能にするスナップフィット機能、センサアレイ（１００８）を適所に保持する磁気手段、センサアレイ（１００８）を適所に保持する機械的手段を含むことを含む。いくつかの実施形態において、センサアレイホルダー（１１０４）からセンサアレイ（１００８）を外す（ｓｎａｐ）ために、けん引糸が使用される。いくつかの実施形態において、センサアレイ（１００８）は、スナップレッジ、又はセンサアレイホルダー（１１０４）にセンサアレイ（１００８）を装填する他の可逆的な手段を含む。いくつかの実施形態において、センサアレイ（１００８）は、単にセンサアレイホルダー（１１０４）のレッジに当接するというだけの理由で、適所に残る。いくつかの実施形態において、１つ以上のタブが、センサアレイホルダー（１１０４）の外部表面に存在する。タブは、センサアレイホルダー（１１０４）に対するセンサアレイ（１００８）の遠位方向の不要な動作又は取り外しを防ぐために、捩ることが可能である。加えて、センサアレイ（１００８）は、センサアレイホルダー（１１０４）に可逆的に装填され��。
【０１１５】
センサアレイ（１００８）中のセンサは、ユーザーが触覚感知デバイス（１０００）を使用して表面上、例えば患者の組織上に力を加えると、出力電圧信号を生成する。センサアレイ（１００８）は、ディスプレイスクリーン（１０３２）及びコンピューティングデバイス（図１Ａ、１Ｂ、及び１Ｃには示されない）に動作自在に接続される。センサアレイ（１００８）は、コンピューティングデバイス（図１Ａ、１Ｂ、及び１Ｃには示されない）へとその出力電圧信号を中継し、コンピューティングデバイスは出力電圧信号を処理し、出力電圧信号の画像はディスプレイスクリーン（１０３２）上で視覚化される。
【０１１６】
針ガイド（１００２）は軌道として成形され、針（１１４２）を受けるように構成される。針ガイド（１００２）は、近位開口部（１１４０ａ）及び遠位開口部（１１４０ｂ）を含んでいる。いくつかの実施形態において、針ガイド（１００２）は１５°の頭側の角度で配向される。いくつかの実施形態において、針ガイド（１００２）は、−４５°から４５°の頭側の角度で配向される。針（１１４２）は、針ガイド（１００２）に挿入されて近位開口部（１１４０ａ）を通り、針ガイド（１００２）に位置する。一旦針ガイド（１００２）に挿入さると、針（１１４２）は、第３のセンサ（１０１６ｃ）と第４のセンサ（１０１６ｄ）との間で、センサアレイ（１００８）に位置付けられる針オリフィス（１０３８）を通って針ガイド（１００２）を出る。
【０１１７】
三方弁（１０１４）は、針ガイド（１００２）に挿入されて遠位スリット（１０９０ｂ）を通り、針ガイド（１００２）に位置する。いくつかの実施形態において、三方弁（１０１４）は、針ガイド（１００２）への挿入前に針ハブ経由を介して針に接続される。三方弁（１０１４）は、図１Ｂと１Ｃにおいて針ガイド（１００２）の中心に示されている。三方弁は、針ハブコネクタ（１１００）、圧力計コネクタ（１０９４）、及び流体ポート（１０９６）を含む。針ハブコネクタ（１１００）は、ユーザーから離れて遠位に面しており、針ハブに接続するように構成される。圧力計コネクタ（１０９４）は上方に配向され、圧力センサに接続するように構成される（図１Ａ、１Ｂ、及び１Ｃには示されない）。いくつかの実施形態において、圧力計コネクタ（１０９４）は、スリット（１０９０）を通って突出する。流体ポート（１０９６）はユーザーに面しており、流体が中を通って自由に流れるオープンポートである。流体ポート（１０９６）はユーザーに面しており、患者から集めた流体が中を通って自由に流れるオープンポートである。第１の流体穴（１０９８ａ）は、三方弁（１０１４）と近位針ガイド（１００２ａ）との間に位置付けられる。第２の流体穴（１０９８ｂ）は、第１の流体穴（１０９８ａ）の真下に位置する。いくつかの実施形態において、脳脊髄液（ＣＳＦ）は流体ポート（１０９６）を通って自由に流れ、下方に傾斜する針ガイド（１００２）に従い、第１の流体穴（１０９８ａ）を通って流れ、第２の流体穴（１０９８ｂ）を通って流れて、収集チューブ（１０１０ａ）へと流れ込む。いくつかの実施形態において、患者から集めた流体は、流体ポート（１０９６）を通って自由に流れ、下方に傾斜する針ガイド（１００２）に従い、第１の流体穴（１０９８ａ）を通って流れ、第２の流体穴（１０９８ｂ）を通って流れて、収集チューブ（１０１０ａ）へと流れ込む。
【０１１８】
いくつかの実施形態において、ノブ（図１Ａ、１Ｂ、及び１Ｃには示されない）が、三方弁（１０１４）に動作自在に接続される。いくつかの実施形態において、ノブ（図１Ａ、１Ｂ、及び１Ｃには示されない）は、触覚感知デバイス（１０００）に動作自在に結合される。ノブ（図１Ａ、１Ｂ、及び１Ｃには示されない）を動作自在に接続する非限定的な例は：ノブを針ハブコネクタ（１１００）に結合すること、ノブを圧力計コネクタ（１０９４）に結合すること、圧力計コネクタ（１０９４）に接続された圧力計（図１Ａ、１Ｂ、又は１Ｃには示されない）にノブを結合すること、或いは、圧力計コネクタ（１０９４）に接続された圧力センサ（図１Ａ、１Ｂ、又は１Ｃには示されない）にノブを結合することを含む。一旦針（１１４２）が触覚感知デバイス（１０００）に動作自在に結合されると、ノブ（図１Ａ、１Ｂ、又は１Ｃには示されない）により、針はセンサアレイ（１００８）の方へ、又はセンサアレイ（１００８）から離れて可逆的に動くことが可能となる。ノブ（図１Ａ、１Ｂ、又は１Ｃには示されない）は、スリット（１０９０）を通って突出し、且つスリットの長さを介して変位され得る。いくつかの実施形態において、針（１１４２）が患者に挿入されていないと、ノブ（図１Ａ、１Ｂ、又は１Ｃには示されない）は、近位スリット（１０９０ａ）を通って突出する。いくつかの実施形態において、ノブ（図１Ａ、１Ｂ、又は１Ｃには示されない）は、ユーザーが患者に針（１１４２）を挿入した時又は挿入するプロセスにある時に、遠位スリット（１０９０ｂ）を通って突出する、或いは遠位スリット（１０９０ｂ）に接近している。針の動作方向（１１３６）は図１Ｂに示される。
【０１１９】
水栓式流体収集システム（１００６）は、中心ロッド（１１１６）、水栓基部（１０５４）、回転ハンドル（１０５２）、及び収集チューブ（１０１０）を含む。水栓基部（１０５４）は、そこから上方へと伸長する細長い中心ロッド（１１１６）を含んでいる。水栓基部（１０５４）は真上に位置付けられ、且つ突出部（１１３２）を介して回転ハンドル（１０５２）に動作自在に接続される。回転ハンドル（１０５２）は、中心ロッド（１１１６）を垂直に横断する架空のＹ軸のまわりで右回りに又は左回りに回転することができる。回転ハンドル（１０５２）を回転させることで、収集チューブ（１０１０）の回転が可能になる。収集チューブ（１０１０）は水栓基部（１０５４）に位置する。いくつかの実施形態において、水栓基部（１０５４）は、収集チューブ（１０１０）の支持を保持且つ提供する、個々の円形レセプタクル（図１Ａ、１Ｂ、及び１Ｃには示されない）を含む。図１Ｂに示されるように、収集チューブ（１０１０）は、第１の収集チューブ（１０１０ａ）、第２の収集チューブ（１０１０ｂ）、及び第３の収集チューブ（１０１０ｃ）を含む。いくつかの実施形態において、水栓式流体収集システム（１００６）は、少なくとも１本の収集チューブを含む。いくつかの実施形態において、水栓式流体収集システムは、最大２０本の収集チューブを含む。収集チューブ（１０１０）の位置は、回転ハンドル（１０５２）の回転により制御される。流体を集める時、収集チューブ（１０１０）は、第２の流体穴（１０９８ｂ）の真下に位置する。
【０１２０】
使用時に、触覚感知デバイス（１０００）は、センサアレイ（１００８）のセンサアレイホルダー（１１１４）への挿入を介してユーザーにより作動される。ユーザーは、ハンドル（１００４）により触覚感知デバイスを保持し、患者にセンサアレイ（１００８）を押しつける。ユーザーは、ディスプレイスクリーン（１０３２）上で基礎の骨組織及び／又は軟組織を視覚化する。ユーザーは、針ガイド（１００２）に針を挿入し、針ハブコネクタ（１１００）を介して三方弁（１０１４）に針を接続する。ディスプレイスクリーン（１０３２）上の画像に基づいて、ユーザーは、患者の所望の標的位置へと１５°の頭側の角度で針を誘導することができる。いくつかの実施形態において、ユーザーは、脳脊髄液（ＣＳＦ）を集める腰椎穿刺を行なうために触覚感知デバイス（１０００）を利用する。ＣＳＦの収集は、水栓式流体収集システム（１００６）により容易にされる。流体収集システムの更なる非限定的な例は、図５−８に示される。一旦針がクモ膜下腔に達すると、ＣＳＦはクモ膜下腔から流れ始め、針へと進み、針ハブを通り、針ハブコネクタ（１１００）へと進み、三方弁（１０１４）を通り、流体ポート（１０９６）を通り、第１の流体穴（１０９８ａ）を通り、第２の流体穴（１０９８ｂ）を通り、最後に第１の収集チューブ（１０１０ａ）へと流れ込む。一旦、圧力計コネクタ（１０９４）を介して三方弁（１０１４）に圧力センサ（図１Ａ、１Ｂ、及び１Ｃには示されない）を接続することによって針がクモ膜下腔に存在すると、ユーザーは随意に、リアルタイムでＣＳＦ圧をモニタリングする。
【０１２１】
図２Ａ、２Ｂ、及び２Ｃは、触覚感知デバイス（２０００）の別の実施形態を例示する。触覚感知デバイス（２０００）は、センサアレイ（２００８）、ディスプレイスクリーン（２０３２）、針ガイドカートリッジ（２０１２）、及びレール式流体収集システム（２０６２）を含む。触覚感知デバイスは、湾曲形状を持つ把持部（２０２０）を更に含む。把持部（２０２０）はユーザーに近接している。触覚感知デバイス（２０００）は、標的組織位置を画像化し、且つ所望の標的組織位置に針を誘導するように構成される。触覚感知デバイス（２０００）は更に、５つの離散レベルでの針の位置決めを可能にする。触覚感知デバイス（２０００）は更に、１５°の頭側の角度での針の位置決めを可能にする。この角度は、図２Ａ、２Ｂ、及び２Ｃには正確に示されていない。
【０１２２】
センサアレイ（２００８）はユーザーから離れている。センサアレイ（２００８）は、１８のセンサを含む；第１のセンサ（２０１６ａ）、第２のセンサ（２０１６ｂ）、第３のセンサ（２０１６ｃ）、第４のセンサ（２０１６ｄ）、第５のセンサ（２０１６ｅ）、第６のセンサ（２０１６ｆ）、第７のセンサ（２０１６ｇ）、第８のセンサ（２０１６ｈ）、第９のセンサ（２０１６ｉ）、第１０のセンサ（２０１６ｊ）、第１１のセンサ（２０１６ｋ）、第１２のセンサ（２０１６ｌ）、第１３のセンサ（２０１６ｍ）、第１４のセンサ（２０１６ｎ）、第１５のセンサ（２０１６ｏ）、第１６のセンサ（２０１６ｐ）、第１７のセンサ（２０１６ｑ）、及び第１８のセンサ（２０１６ｒ）が、図２Ｂに示される。いくつかの実施形態において、センサアレイ（２００８）は触覚センサアレイである。センサアレイ（２００８）は、ディスプレイスクリーン（２０３２）の真下の、遠位に位置付けられているセンサアレイホルダー（２１０４）へと装填されるセンサアレイカートリッジである。センサアレイ（２００８）中のセンサは、センサアレイ（２００８）が適所に装填されると、ユーザーから離れて面している。いくつかの実施形態において、センサアレイ（２００８）は、一旦センサアレイホルダー（２１０４）に装填されると、作動する。センサアレイ（２００８）は、上記で言及されたセンサアレイ（１００８）を装填する全ての非限定的な例を全て含む、多くの方法で装填される。センサアレイ（２００８）中のセンサは、ユーザーが触覚感知デバイス（２０００）を使用して表面上、例えば患者の組織上に力を加えると、出力電圧信号を生成する。センサアレイ（２００８）は、ディスプレイスクリーン（２０３２）及びコンピューティングデバイス（図２Ａ、２Ｂ、及び２Ｃには示されない）に動作自在に接続される。センサアレイ（２００８）は、コンピューティングデバイス（図２Ａ、２Ｂ、及び２Ｃには示されない）へとその出力電圧信号を中継し、コンピューティングデバイスは出力電圧信号を処理し、出力電圧信号の画像はディスプレイスクリーン（２０３２）上で視覚化される。
【０１２３】
針ガイドカートリッジ（２０１２）はモジュール部品である。いくつかの実施形態では、針ガイドカートリッジ（２０１２）は、使い捨てできる。いくつかの実施形態では、針ガイドカートリッジ（２０１２）は適所に装填される。針ガイドカートリッジ（２０１２）は、第１の針ガイド（２００２ａ）、第２の針ガイド（２００２ｂ）、第３の針ガイド（２００２ｃ）、第４の針ガイド（２００２ｄ）および第５の針ガイド（２００２ｅ）を含む。針ガイドは走路のような形状で、針（針は図２Ａ、２Ｂおよび２Ｃ中に示されない）を入れるように構成される。針は、近位スリット（２１９０ａ）、遠位スリット（２１９０ｂ）、ノブ開口部（２１１０）、またはその組み合わせ、のいずれかを使用して上部から導入されることにより針ガイドに配置される。いくつかの実施形態では、針は、第１の側部開口部（２１０６ａ）、第２の側部開口部（２１０６ｂ）、第３の側部開口部（２１０６ｃ）、第４の側部開口部（２１０６ｄ）または第５の側部開口部（２１０６ｅ）を通って導入されることにより針ガイドに配置される。針ガイドは、頭側の角度が１５度で配向される。針（図２Ａおよび２Ｂおよび２Ｃ中に示されない）は、一旦針ガイドに挿入されると、センサアレイ（２００８）に位置する針オリフィスを通って針ガイドを出る。第１の針ガイド（２００２ａ）に挿入された針は、センサアレイ（２００８）に位置する第１の針オリフィス（２０３８ａ）を通ってセンサアレイ（２００８）を出る。第２の針ガイド（２００２ｂ）に挿入された針は、センサアレイ（２００８）に位置する第２の針オリフィス（２０３８ｂ）を通ってセンサアレイ（２００８）を出る。第３の針ガイド（２００２ｃ）に挿入された針は、センサアレイ（２００８）に位置する第３の針オリフィス（２０３８ｃ）を通ってセンサアレイ（２００８）を出る。第４の針ガイド（２００２ｄ）に挿入された針は、センサアレイ（２００８）に位置する第４の針オリフィス（２０３８ｄ）を通ってセンサアレイ（２００８）を出る。第５の針ガイド（２００２ｅ）に挿入された針は、センサアレイ（２００８）に位置する第５の針オリフィス（２０３８ｅ）を通ってセンサアレイ（２００８）を出る。
【０１２４】
三方弁（２０１４）は、針ガイドカートリッジ（２０１２）に、第５の側部開口部（２１０６ｅ）より下にかつガイドレール（２１３４）の間に、固定されている。三方弁は針ハブコネクタ（２１００）、圧力計ポート（２１０８）および流体コネクタ（２０６８）を含む。針ハブコネクタ（２１００）は、ユーザーとは遠位の方向に面し、これは、針ハブにさらに接続する配管（配管と針は図２Ａおよび２Ｂおよび２Ｃ中に示されない）に接続するように構成される。圧力計ポート（２１０８）は、針ガイドカートリッジ（２０１２）から離れて配向される。圧力計ポート（２１０８）は、圧力センサ（図２Ａ、２Ｂおよび２Ｃ中に示されない）に接続するように構成される。流体コネクタ（２０６８）は配管に接続するように構成される。流体コネクタ（２０６８）は、流体を収集チューブへと導くために下方へと配向される開口部を含む。例えば、図２Ｂは、第３の収集チューブ（２０１０ｃ）へと突出する流体コネクタ（２０６８）を示す。
【０１２５】
レール式流体収集システム（２０６２）は摺動レール式プラットフォーム（２０６４）および収集チューブを含む。例えば、レール式流体収集システム（２０６２）は第１の収集チューブ（２０１０ａ）、第２の収集チューブ（２０１０ｂ）、第３の採取チューブ（２０１０ｃ）、および、第４の収集チューブ（２０１０ｄ）を含む。２つのガイドレール（２１３４）が針ガイドカートリッジ（２０１２）の下に延びて、摺動レール式プラットフォーム（２０６４）の２つの長手端縁を受ける。摺動レール式プラットフォーム（２０６４）はレール式プラットフォーム開口部（２１３２）を含む。いくつかの実施形態では、レール式プラットフォーム開口部（２１３２）は円形である。レール式プラットフォーム開口部（２１３２）は収集チューブを保持するように構成される。収集チューブ（１０１０）の位置は、ガイドレール（２１３４）に沿うレール式プラットフォーム（２０６４）の摺動によって制御される。流体を収集する時、収集チューブ（１０１０）は流体コネクタ（２０６８）の真下に位置付けられる。
【０１２６】
図３Ａおよび３Ｂはセンサアレイ（３００８）を例示する。特に、図３Ｂは、人工腰椎（３０３０）上へのセンサアレイ（３００８）の適用を例示する。センサアレイ（３００８）は、長方形のセンサアレイプラットフォーム（３０２２）を含む。センサアレイプラットフォーム（３０２２）は、センサアレイプラットフォームの表面から突出する、円筒形支柱（３０２６）の６×３のアレイを含む。いくつかの実施形態では、円筒形支柱（３０２６）は直径５ｍｍである。いくつかの実施形態では、円筒形支柱（３０２６）の間の中心間距離は１１ｍｍである。各センサ（３０１６）は円筒形支柱（３０２６）の上面に付いている。半球状のディスク（３０２４）は、付けられた各センサ（３０１６）の上で固定される。半球状のディスク（３０２４）は、各センサ（３０１６）への力フィードバックを増強する。いくつかの実施形態では、半球状のディスク（３０２４）は圧縮可能な材料からできている。いくつかの実施形態では、半球状のディスク（３０２４）は、室温で柔らかく柔軟なプラスチックからできている。いくつかの実施形態では、半球状のディスク（３０２４）はゴムからできている。いくつかの実施形態では、半球状のディスク（３０２４）はシリコンからできている。いくつかの実施形態では、半球状のディスク（３０２４）はポリエチレンからできている。いくつかの実施形態では、半球状のディスク（３０２４）は、室温で硬く柔軟ではないプラスチックからできている。いくつかの実施形態では、半球状のディスク（３０２４）はポリスチレンからできている。半球状のディスク（３０２４）を作製するために用いられる材料の非限定的な例としては、以下のものが含まれる：ポリプロピレン、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニル、ナイロン、ポリ（メタクリル酸メチル）、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミドまたはベークライト。
【０１２７】
図４は、画像を得るために触覚感知デバイスを用いる方法を示す。工程（４０７８）において、触覚感知デバイスが画像化される領域に対して押し付けられ、触覚感知デバイスのセンサアレイに力が加えられる。工程（４０８０）において、コンピューティングデバイスが提供され、該コンピューティングデバイスは触覚感知デバイスに動作可能に接続される。コンピューティングデバイスは、センサアレイ中のセンサの表面上に力が加えられた後に触覚感知デバイスのセンサアレイによって生成される電圧信号を収集する。工程（４０８２）において、コンピューティングデバイスは、電圧信号が画像に変換されるように収集された電圧信号を処理する。工程（４０８４）において、画像は触覚感知デバイスのディスプレイスクリーン上で表示される。いくつかの実施形態では、表示された画像はヒートマップである。いくつかの実施形態では、表示された画像は、触覚感知デバイスへの力の適用の均一性に関するユーザーフィードバックを提供する。いくつかの実施形態では、表示された画像は、肌表面での針のおおよその位置ならびに針のおおよその深さを含む。いくつかの実施形態では、例えば、図２Ａおよび２Ｂおよび２Ｃ中に示される例示的実施形態のように触覚感知デバイスが複数の針ガイドを含む場合では、表示された画像は、複数の針ガイドと対応するすべてのレベルにおいておおよその位置および深さを含む。
【０１２８】
図５は、フロー制御ダイヤフラム式流体収集システム（５０４２）を例示する。ダイヤフラム式流体収集システム（５０４２）は触覚感知デバイスへと組み込まれるのに適している。ダイヤフラム式流体収集システム（５０４２）は、第１の収集チューブ（５０１０ａ）、第２の収集チューブ（５０１０ｂ）、第３の収集チューブ（５０１０ｃ）、および第４の収集チューブ（５０１０ｄ）を含む。収集チューブは垂直に積み重ねられ、ある物は他の物の上部にある。第１の収集チューブ（５０１０ａ）は、第２の収集チューブ（５０１０ｂ）の上部に位置し、第２の収集チューブは第３の収集チューブ（５０１０ｃ）の上部に位置し、第３の収集チューブは第４の収集チューブ（５０１０ｄ）の上部に位置する。キャップ（５０４６）は第１の収集チューブ（５０１０ａ）上で固定されるように構成される。第１の収集チューブ（５０１０ａ）上にキャップ（５０４６）を固定する構成の非限定的な例としては以下が含まれる：螺合、収集チューブの周囲へのスナップフィット（ｓｎａｐ−ｆｉｔｔｉｎｇ）、スロットへのスナップフィット、および、滑り嵌め（ｓｎｕｇ−ｆｉｔｔｉｎｇ）。第１の収集チューブ（５０１０ａ）は第２の収集チューブに接続される。第１の収集チューブ（５０１０ａ）は、底部平面の代わりに第１のダイヤフラム（５０４４ａ）を有する。第１の回転バンド（５１１２ａ）を左回りに回転させることにより、第１の回転バンド（５１１２ａ）は、第１のダイヤフラム（５０４４ａ）を開けることを可能にする。いくつかの実施形態では、第１の回転バンド（５１１２ａ）を右回りに回転させることにより、第１の回転バンド（５１１２ａ）は、第１のダイヤフラム（５０４４ａ）を開けることを可能にする。第１の回転バンド（５１１２ａ）を右回りに回転させることにより、第１の回転バンド（５１１２ａ）は、第１のダイヤフラム（５０４４ａ）を閉めることを可能にする。いくつかの実施形態では、第１の回転バンド（５１１２ａ）を左回りに回転させることにより、第１の回転バンド（５１１２ａ）は、第１のダイヤフラム（５０４４ａ）を閉めることを可能にする。第１のダイヤフラム（５０４４ａ）が開かれる時、流体は第１のアパーチャ（５１１４ａ）を通って流れることが可能になる。第２の収集チューブ（５０１０ｂ）は、第２のダイヤフラム（５０４４ｂ）と、第１の収集チューブ（５０１０ａ）のセットアップと同様の方法で第２のダイヤフラム（５０４４ｂ）の開閉を制御する第２の回転バンド（５１１２ｂ）と、を含む。同様に、第３の収集チューブ（５０１０ｃ）は第３のダイヤフラム（５０４４ｃ）と、既に記載されているのと同様の方法で第３のダイヤフラム（５０４４ｃ）の開閉を制御する第３の回転バンド（５１１２ｃ）と、を含む。第４の収集チューブ（５０１０ｄ）はダイヤフラムを含む。第１のダイヤフラム（５０４４ａ）と第２のダイヤフラム（５０４４ｂ）と第３のダイヤフラム（５０４４ｃ）とが開いている時、流体が第１のアパーチャ（５１１４ａ）と第２のアパーチャ（５１１４ｂ）と第３のアパーチャ（５１１４ｃ）とを通って流れ、第４の収集チューブ（５０１０ｄ）の内部で収集される。このようにして、ユーザーは、流体がその内側で収集される収集チューブを制御することができる。
【０１２９】
いくつかの実施形態では、ダイヤフラム式流体収集システム（５０４２）は、少なくとも２つの収集チューブを含む。いくつかの実施形態では、ダイヤフラム式流体収集システム（５０４２）は、３つの収集チューブを含む。いくつかの実施形態では、ダイヤフラム式流体収集システム（５０４２）は、４つの収集チューブを含む。いくつかの実施形態では、ダイヤフラム式流体収集システム（５０４２）は、５つの収集チューブを含む。いくつかの実施形態では、ダイヤフラム式流体収集システム（５０４２）は、６つの収集チューブを含む。いくつかの実施形態では、ダイヤフラム式流体収集システム（５０４２）は、７つの収集チューブを含む。いくつかの実施形態では、ダイヤフラム式流体収集システム（５０４２）は、８つの収集チューブを含む。いくつかの実施形態では、ダイヤフラム式流体収集システム（５０４２）は、９つの収集チューブを含む。いくつかの実施形態では、ダイヤフラム式流体収集システム（５０４２）は、１０つの収集チューブを含む。いくつかの実施形態では、ダイヤフラム式流体収集システム（５０４２）は、１０から１５個の収集チューブを含む。いくつかの実施形態では、ダイヤフラム式流体収集システム（５０４２）は、１５から２０個の収集チューブを含む。
【０１３０】
図６は上部水栓流体収集システム（６１２０）を例示する。上部水栓流体収集システム（６１２０）では、水栓要素または回転ハンドル（６０５２）は、容器（６０５６）に対するキャップとしても役立つハウジング（６１１８）に動作可能に接続される。いくつかの実施形態では、水栓要素または回転ハンドル（６０５２）は、図１Ａおよび１Ｂおよび１Ｃの水栓流体収集システム（１００６）に類似しており、水栓基部（６０５４）の底部に配置される（この実施形態はここで図６中に示される）。回転ハンドル（６０５２）によって、収集チューブを、容器（６０５６）の中心を垂直に横断する仮想ｙ軸の周りを右回りにまたは左回りに回転させることができる。回転ハンドル（６０５２）は、中心ロッド（６１１６）に可逆的に接続される。中心ロッド（６１１６）は、水栓基部（６０５４）に取り外せないように接続される。したがって、中心ロッド（６１１６）が回転ハンドル（６０５２）に取り付けられ、回転ハンドル（６０５２）が回転する時、回転ハンドル（６０５２）の回転運動により、中心ロッド（６１１６）および水栓基部（６０５４）を同時に回転させることが可能になる。
【０１３１】
容器（６０５６）は複数の収集チューブを保持する。図６では、合計４つの収集チューブがあるが、第１の収集チューブ（６０１０ａ）および第２の収集チューブ（６０１０ｂ）のみが明確に図示されている。ハウジング（６１１８）は、容器（６０５６）に可逆的に接続される。容器（６０５６）上にハウジング（６１１８）を可逆的に固定する構成の非限定的な例としては、以下のものが含まれる：螺合、収集チューブの周囲へのスナップフィット、スロットへのスナップフィット、または、滑り嵌め。いくつかの実施形態では、収集チューブは、容器（６０５６）の底部に可逆的に固定される。いくつかの実施形態では、収集チューブは、水栓基部（６０５４）に可逆的に固定される。ユーザーは、容器（６０５６）内部の収集チューブにアクセスするために、ハウジング（６１１８）から容器（６０５６）を取り外し、回転ハンドル（６０５２）から中心ロッド（６１１６）を切り離す。
【０１３２】
ハウジング（６１１８）中に円形プレートがあり（図６中に示されない）、これは回転ハンドル（６０５２）と平行である。円形プレート（図６中に示されない）は、水栓コネクタ（６０５０）の真下に位置付けられた単一のオリフィスを有する。水栓コネクタ（６０５０）は、ハウジング（６１１８）から外側に延びており、容器（６０５６）に垂直である。水栓コネクタ（６０５０）は針ハブまたは配管に接続するように構成される。針ハブまたは配管から水栓コネクタ（６０５０）を通って移動する流体は、円形プレートのオリフィスと位置合わせされた曲がった中空の開口部（図６中に示されない）を通って流れ、流体は円形プレートのオリフィス（図６中に示されない）を出て、容器内部の収集チューブの１つへと流れる。収集チューブは、連続的な充填を可能にするために右回りにまたは左回りに回転する。いくつかの実施形態では、ハウジング（６１１８）は、収集チューブの位置を示すために数字または標識を有している。いくつかの実施形態では、回転ハンドル（６０５２）は、収集チューブの位置を示すために数字または標識を有している。
【０１３３】
図７はスポーク式流体収集システム（７０５８）を例示する。スポーク式流体収集システム（７０５８）は、八角形の中心ハブ（７０６０）を含む。中心ハブ（７０６０）は、第１の中心ハブ開口部（７０８６ａ）、第２の中心ハブ開口部（７０８６ｂ）、第３の中心ハブ開口部（７０８６ｃ）、および第４の中心ハブ開口部（７０８６ｄ）を含む。中心ハブ開口部はそれぞれ中心ハブ（７０６０）の側部表面上に位置する。例えば、図７は、第３の中心ハブ開口部（７０８６ｃ）が第３の側部表面（７１０２ｃ）上に位置し、および第４の中心ハブ開口部（７０８６ｄ）が第４の側部表面（７１０２ｄ）上に位置することを例示する。第１の中心ハブ開口部（７０８６ａ）および第２の中心ハブ開口部（７０８６ｂ）も側部表面上に位置するが、これらの側部表面は図７中に示されない。第１の中心ハブ開口部（７０８６ａ）は第１の収集チューブ（７０１０ａ）に接続するように構成される。第２の中心ハブ開口部（７０８６ｂ）は第２の収集チューブ（７０１０ｂ）に接続するように構成される。第３の中心ハブ開口部（７０８６ｃ）は第３の収集チューブ（７０１０ｃ）に接続するように構成される。第４の中心ハブ開口部（７０８６ｄ）は第４の収集チューブ（７０１０ｄ）に接続するように構成される。中心ハブ開口部に収集チューブを接続する構成の非限定的な例としては、以下のものが含まれる：螺合、収集チューブの周囲へのスナップフィット、スロットへのスナップフィット、または、滑り嵌め。中心ハブ（７０６０）には平面的な前面（７０９２）がある。スポークコネクタ（７０８８）は、前面（７０９２）から外側に延びており、第１の収集チューブ（７０１０ａ）の中心および第３の収集チューブ（７０１０ｃ）の中心を通って中心ハブ（７０６０）を垂直に横断する仮想ｙ軸に垂直である。スポークコネクタ（７０８８）は針ハブ、配管または三方弁に接続するように構成される。スポークコネクタ（７０８８）は内側が中空で、流体を移送するチャネルとして役立つ。中心ハブ（７０６０）の内部（図７中に示されない）は、中心ハブ開口部と一致する開口部を除いて、完全に密封されている。加えて、中心ハブ（７０６０）は、中心ハブ（７０６０）の内部に位置する、固い内輪状の機構（図７中に示されない）を含む。固い内輪状の機構（図７中に示されない）は、第１の収集チューブ（７０１０ａ）と位置合わせされる単一のオリフィスを有する。スポークコネクタ（７０８８）を通って流れる流体は、スポークコネクタ（７０８８）を出て、固い内輪状の機構のオリフィスへと９０度の角度で落ちる。したがって、スポークコネクタ（７０８８）を通って流れるいかなる流体も、図７中に示される第１の収集チューブ（７０１０ａ）の位置にある収集チューブ中に溜まるしかない。
【０１３４】
中心ハブの中心を通って中心ハブ（７０６０）を横断し、第１の収集チューブ（７０１０ａ）および第３の収集チューブ（７０１０ｃ）に垂直な、仮想ｚ軸を中心とする中心ハブ（７０６０）の回転を可能にするノブ（図７中に示されない）が中心ハブ（７０６０）の背面（図７中に示されない）に固定される。ノブ（図７中に示されない）は、右回りまたは左回りに回転する。中心ハブ（７０６０）に取り付けられた時、ノブ（図７中に示されない）により中心ハブ（７０６０）が回転することによって、収集チューブは仮想ｚ軸を中心として回転することができる。いくつかの実施形態では、ノブ（図７中に示されない）は、収集チューブの位置を示すために数字または標識を有している。
【０１３５】
図８はレール式流体収集システム（８０６２）を例示する。レール式流体収集システム（８０６２）は、摺動レール式プラットフォーム（８０６４）、第１の収集チューブ（８０１０ａ）、第２の収集チューブ（８０１０ｂ）ｍ第３の収集チューブ（８０１０ｃ）、第４の収集チューブ（８０１０ｄ）、およびガイドレール（８１３４）を含む。ガイドレール（８１３４）は、摺動レール式プラットフォーム（８０６４）の２つの長手端縁を受ける。摺動レール式プラットフォーム（８０６４）はレール式プラットフォーム開口部（８１３２）を含む。いくつかの実施形態では、レール式プラットフォーム開口部（８１３２）は円形である。レール式プラットフォーム開口部（８１３２）は収集チューブを保持するように構成される。収集チューブのへり（８１２２）はレール式プラットフォーム（８０６４）上に突き出ている。収集チューブの位置は、ガイドレール（８１３４）に沿ってレール式プラットフォーム（８０６４）を手動で摺動させる動き（８１３８）によって制御される。流体を収集する時、収集チューブは三方弁（８０１４）の真下に位置付けられる。
【０１３６】
三方弁（８０１４）の機能は、外部針ハブまたは配管からの流体を収集チューブへと向けさせることである。三方弁（８０１４）は流体コネクタ（８０６８）を含み、これは三方弁（８０１４）の底面から突出している。三方弁はまた、針ハブコネクタ（８１００）を含み、これは三方弁（８０１４）から外側に突出しており、流体コネクタ（８１００）に垂直である。針ハブコネクタ（８１００）は外部針ハブまたは配管に接続するように構成される。外部針ハブまたは配管から針ハブコネクタ（８１００）を通って流れる流体は、針ハブコネクタ（８１００）を出る時に、流体コネクタ（８０６８）を通って９０度の角度で下方へ流れ、続いて第１の収集チューブ（８０１０ａ）へと流れる。流体コネクタ（８０６８）は配管に接続するように構成される。いくつかの実施形態では、流体コネクタ（８０６８）は、収集チューブへと単に開いて突き出るのではなく、配管に随意に接続される。三方弁（８０１４）の別の機能は、圧力センサが、三方弁（８０１４）に接している流体の圧力測定を得られるようにすることである。三方弁（８０１４）は、ガイドレール（８１３４）と逆方向に面している圧力計ポート（８１０８）を含む。圧力計ポート（８１０８）は圧力センサに接続するように構成される。
【０１３７】
図９Ａおよび９Ｂは、腰椎モデル上の触覚感知デバイスの機能性を実証する例示的データである。記録は、コンピューティングデバイスによって実行された信号の取得および処理の組み合わせを用いて取得される。いくつかの実施形態では、コンピューティングデバイスはさらに、プロセッサーによって実行可能な命令を含むコンピュータープログラムを備えた非一時的なコンピューター可読記憶媒体を含む。いくつかの実施形態では、コンピュータープログラムは、Ｐｙｔｈｏｎ（商標）コード、Ａｒｄｕｉｎｏコード、またはそれらの組み合わせである。図９Ａは、加えられる力の変化と、１ｃｍ単位で動かされたときの単一のセンサにわたる電圧の変化を示す。加えられる力は質量に基づいて変動する。図９Ａは、質量、したがって加えられる力が、２０ｇから５００ｇの間で変動することを示す。太い水平線は、下層の棘突起（９０７０）を表わす。電圧上昇は、これらの下層の棘突起（９０７０）上に位置するセンサにとって明らかである。図９Ｂは、中心間距離が１ｃｍの６つのセンサの列を含む触覚感知デバイスにわたる電圧の変化を実証する。各センサにわたる電圧が、６回の試行について図９Ｂ中に示されている。各試行では、６つのセンサの列が１ｃｍずつ移動する。電圧の上昇は、６回の試行全体にわたって、下層の棘突起（９０７０）（図９Ｂでは「骨」として記されている）上のセンサにとって明らかである。
【０１３８】
図１０は、コンピューティングデバイスによって実行可能な、コンピュータープログラム中に含まれる命令を記載するフローチャートである。いくつかの実施形態では、少なくとも１つのセンサを含むセンサアレイは、その表面に加えられる力の変化に応じた信号を出力するように構成され；ここで、信号は圧力マップに変換される。工程１（１０１２４）は、分圧器を介して力感受性抵抗器によって生成された出力電圧信号は、マルチプレクサを介してコンピューティングデバイスに入力されることを記載する。工程２（１０１２６）は、入力された電圧信号がシリアルモニタに書き込まれていることを記載する。いくつかの実施形態では、工程２（１０１２６）はさらに、入力された電圧信号を組織化する工程を含む。いくつかの実施形態では、プロセッサーによって実行可能な命令を含む第１のコンピュータープログラムは工程２（１０１２６）を実施する。いくつかの実施形態では、コンピュータープログラムに含まれる、工程２（１０１２６）を実施するための命令は、Ａｒｄｕｉｎｏプログラミング言語で書き込まれる。工程３（１０１２８）では、第２のコンピュータープログラムは、シリアルモニタに書き込まれた入力された電圧信号を取得する命令を含み、および、６×３アレイのセンサデータを生成する。いくつかの実施形態では、第２のコンピュータープログラムに含まれる、工程３（１０１２８）を実施する命令は、プロセッサーによって実行可能である。工程４（１０１３０）では、第２のコンピュータープログラムは、シリアルモニタに書き込まれた入力された電圧信号を処理する命令を含み、および、以前に生成された６×３アレイのセンサデータを６０ｘ３０アレイのセンサデータに設計し直す（ｒｅｓｃａｌｅ）。いくつかの実施形態では、工程４（１０１３０）を実施する命令は、立方体補間法を使用してセンサデータのアレイを設計し直す。いくつかの実施形態では、第２のコンピュータープログラムに含まれる、工程４（１０１３０）を実施する命令は、プロセッサーによって実行可能である。工程５（１０１３２）では、第２のコンピュータープログラムは、リアルタイムでの標的の組織の視覚化のための表示を更新する命令を含む。いくつかの実施形態では、第２のコンピュータープログラムに含まれる、工程３（１０１２８）、工程４（１０１３０）、および工程５（１０１３２）を実施する命令は、Ｐｙｔｈｏｎ（商標）プログラミング言語で書かれている。いくつかの実施形態では、表示は、患者の脊椎のリアルタイム視覚化のために更新される。したがって、図１０は、センサ出力を視覚表示に変換するプロセスを例示する。いくつかの実施形態では、視覚表示は圧力マップである。
【０１３９】
いくつかの実施形態では、図１０中に示されるアルゴリズムは圧力マップを生成するために用いられる。いくつかの実施形態では、圧力マップはヒートマップである。いくつかの実施形態では、ヒートマップは赤色で高電圧を表示する。いくつかの実施形態では、高電圧は５Ｖまたはそれに近いＶであり、より大きく加えられる力に対応する。いくつかの実施形態では、ヒートマップにおける高電圧は骨に相当する。いくつかの実施形態では、ヒートマップにおける高電圧は棘突起に相当する。いくつかの実施形態では、ヒートマップは青色で低電圧を表示する。いくつかの実施形態では、ヒートマップにおける低電圧は、骨よりも柔らかい組織に相当する。いくつかの実施形態では、ヒートマップにおける低電圧は、内側の棘間靱帯（ｉｎｔｅｒ  ｉｎｔｅｒｓｐｉｎｏｕｓ  ｌｉｇａｍｅｎｔｓ）に相当する。
【０１４０】
図１１Ａは、圧力マッピング出力の代表的な画像を例示する。いくつかの実施形態では、圧力マップ（１１０４６）は、視覚的に個人中の標的組織位置を表わす。いくつかの実施形態では、圧力マップ（１１０４６）は図１０中に示されるアルゴリズムを用いて生成される。いくつかの実施形態では、図１１Ａ中に示される圧力マップ（１１０４６）は、腰椎の肥大モデル上で触覚感知デバイスを用いることにより生成される。いくつかの実施形態では、腰椎の肥大したモデルに適用される触覚感知アレイを用いるためのセットアップの描写が図３Ｂに示される。いくつかの実施形態では、センサアレイを含む触覚感知デバイスは、腰椎モデルに対して軽く押しつけられる；第２および第５の正中線のセンサは、棘突起の真上に位置付けられる。いくつかの実施形態では、内挿後の正中線（センサアレイの列２）に沿って、第１の正中線センサ（１１０１６ａ）、第２の正中線センサ（１１０１６ｂ）、第３の正中線センサ（１１０１６ｃ）、第４の正中線センサ（１１０１６ｄ）、第５の正中線センサ（１１０１６ｅ）、および第６の正中線センサ（１１０１６ｆ）で感知された電圧信号を表示する命令を含む第３のコンピュータープログラムが、図１０に記載のアルゴリズムに加えられる。いくつかの実施形態では、圧力マップ（１１０４６）は、図１０に記載のアルゴリズムおよび前述の第３のコンピュータープログラムを用いて生成される。いくつかの実施形態では、電圧値（１１０４２）は、図１１Ａに示されているが、約０Ｖと約５Ｖとの間の範囲にある。いくつかの実施形態では、高電圧値は赤色で示される。いくつかの実施形態では、低電圧値は青色で示される。図１１Ａに示されるように、より高い電圧によって示されるような最も大きい力は、骨の目印に対応する、第２の正中線センサ（１１０１６ｂ）および第５の正中線センサ（１１０１６ｅ）上にある。この視覚化はまた、棘突起の間の空隙が明らかになることに加えて、力の適用の均一性についてユーザーにフィードバックを提供するのに有用である。例えば、この圧力マップ（１１０４６）において、ユーザーの力が右側のセンサにわずかに片寄っていることは明白である。したがって、圧力マップ（１１０４６）は、触覚感知デバイス上に加えている力を十分に分散させるかまたは修正する必要があることをユーザーに示す。
【０１４１】
図１１Ｂは、皮膚レベルでの針の位置を示す圧力マップ（１１０４６）（「オリジナル」）と、およびその調整された突出位置（皮下脂肪の残りの深さを考慮する）を例示する。いくつかの実施形態では、圧力マップ（１１０４６）は皮膚レベル（１１０４８）での針の位置を表示するのみである。いくつかの実施形態では、圧力マップ（１１０４６）は、皮下脂肪の残りの深さについて調整された、針（１１０５０）の突出位置を表示するのみである。いくつかの実施形態では、図１１Ｂに示される圧力マップ（１１０４６）は、腰椎モデル上で触覚感知デバイスを用いることにより生成される。
【０１４２】
いくつかの実施形態では、針が皮下脂肪を横断したときに針が存在する深さレベルを判定するために、下記の方程式２に示すような三角法アルゴリズムが使用される。
方程式２：ｈ＝ｔａｎ（θ）＊ｄ；
式中、ｈは調節レベルであり；ｄは組織深さを指し；および、θは、針が挿入される際の頭側の角度である。いくつかの実施形態では、この方程式中で用いられる深さは、肥満度指数（ＢＭＩ）の広域スペクトルを有する腰椎モデルに強く適用されるように、実験的に判定される：ユーザーが、下にある脂肪層における減衰を克服するためにかなりの力を加えるならば、棘突起に対する残りの深さは、場合によってはかなり均一になる。
【０１４３】
いくつかの実施形態では、針が皮下脂肪を横断したときに針が存在する深さレベルは、比例的に算出される。いくつかの実施形態では、針が皮下脂肪を横断したときに針が存在する深さレベルは、正中線センサについて（例えば棘突起にわたる）最高電圧読み取り値と（例えば棘間靱帯にわたる）最低電圧読み取り値との間の比率を算出すること、および、この比率と最高電圧読み取り値および最低電圧読み取り値の経験的に判定された比率とを比較すること、に基づいて算出される。いくつかの実施形態では、最高電圧読み取り値と最低電圧読み取り値の経験的に判定される比率は、既知の深さに基づいて判定される。
【０１４４】
いくつかの実施形態では、針が皮下脂肪を横断したときに針が存在する深さレベルは、機械学習アルゴリズムに基づいて算出される。いくつかの実施形態では、機械学習アルゴリズムは、表示された針の突出の正確性を向上させる。
【０１４５】
いくつかの実施形態では、触覚感知デバイスは、マーキングツールをさらに含む。マーキングツールは、ユーザーが組織標的位置を識別するのに役立つ。いくつかの実施形態では、ユーザーは、マーキングツールによって患者の肌表面に対して針の入口をマークできる。いくつかの実施形態では、ユーザーはマーキングツールによって組織標的位置をマークするか、または標識することができる。いくつかの実施形態では、組織標的位置のマーキングまたは標識が、皮下に、筋肉内に、または肌表面に行われる。いくつかの実施形態では、マークされた組織位置は医療用画像化デバイスによって検出される。いくつかの実施形態では、マーキングツールによって、ユーザーは、医療用画像デバイスまたはシステムによって識別されるように、標的の組織位置をマークするかまたは標識することが可能である。いくつかの実施形態において、マーキングツールは、光、インク、ヒドロゲル、ナノ粒子である。いくつかの実施形態では、光は、レーザー光または発光ダイオード（ＬＥＤ）である。いくつかの実施形態では、インクは、パーマネントインク、ゲンチアナバイオレットインク、水性インク、油性インク、液体インク、またはゲルインクである。いくつかの実施形態では、ヒドロゲルはさらに造影剤を含む。いくつかの実施形態では、ナノ粒子はさらに造影剤を含む。いくつかの実施形態では、造影剤は、限定されないが、以下が含まれる：磁気造影剤、放射線造影剤（ｒａｄｉｏｃｏｎｔｒａｓｔ  ａｇｅｎｔ）、放射性造影剤（ｒａｄｉｏａｃｔｉｖｅ  ｃｏｎｔｒａｓｔ  ａｇｅｎｔ）、磁気共鳴撮像造影剤、およびマイクロバブル造影剤。磁気造影剤の限定しない例としては、以下が挙げられる：ガドリニウムベースの薬剤またはナノ粒子、酸化鉄ベースの薬剤またはナノ粒子、鉄プラチナベースの薬剤またはナノ粒子、および、マンガンベースの薬剤またはナノ粒子。放射線造影剤（ｒａｄｉｏｃｏｎｔｒａｓｔ  ａｇｅｎｔ）の限定しない例としては、以下が挙げられる：ヨウ素ベースの薬剤またはナノ粒子、空気および二酸化トリウム、二酸化炭素、ガストログラフィン、およびバリウムベースの薬剤またはナノ粒子。放射性造影剤（ｒａｄｉｏａｃｔｉｖｅ  ｃｏｎｔｒａｓｔ  ａｇｅｎｔ）の限定しない例としては、以下が挙げられる：ＡＴＳＭまたは銅６４と呼ばれる６４Ｃｕジアセチル−ｂｉｓ（Ｎ４−メチルチオセミカルバゾン、１８Ｆ−フルオロデオキシグルコース（ＦＤＧ）、１８Ｆ−フッ化物、３’−デオキシ−３’−［１８Ｆ］フルオロチミジン（ＦＬＴ）、１８Ｆ−フルオロミソニダゾール、ガリウム、テクネチウム−９９ｍ、およびタリウム。
【実施例】
【０１４６】
実施例１：腰椎モデルにおける触覚感知デバイスプロトタイプ試験
図３Ｂに示されるように、人工の腰椎モデル（３０２８）上の触覚感知デバイス（１０００）の機能性を実証するために、ここに選択したデータが示される。記録は、コンピューティングデバイスでの信号の取得と処理の組み合わせを用いて取得された。図９Ａは、加えられる力（９０７６）の変化と、１ｃｍ単位で動かされたときの単一のセンサにわたる電圧の変化を示す。太い水平線（９０７０）は、下層の人工の棘突起（３０３０）を表わす。電圧上昇（９０７２）は、これらの人工棘突起の上に位置するセンサにとって明らかである。検出電圧値は、触覚感知デバイス（１０００）の下に人工棘突起が存在しない場合、最低値（９０７４）である。図９Ｂは、中心間距離が１センチメートルの６つのセンサの列が設計されているのを例証する。各センサにわたる電圧を６回の試行で記録し、毎回列を１センチメートル移動させた。再び、電圧の上昇（９０７２）は、人工棘突起（３０３０）（「骨」として記され、図９Ｂにおける太い水平線（９０７０）によって例示される）の上のセンサにとって明らかである。図９Ｂによって示された結果は、触覚感知デバイスを用いる人工骨の検出が６つの試行すべてにわたって正確かつ一貫していたことを実証する。
【０１４７】
実施例２：触覚感知デバイスを用いた診断用腰椎穿刺
肥大した被験体に対して腰椎穿刺を実施する医療従事者は、被験体の腰部に触覚感知デバイスを配置する。医療従事者によってヒートマップとして観察された圧力マップが、触覚感知デバイス（１０００）および（２０００）のディスプレイスクリーン（１０３２）および（２０３２）に現われる。ヒートマップは、骨構造、この場合は腰椎の棘突起、を赤色ベースで表現することによって示し、非骨構造を青色ベースで表現することによって示す。触覚感知デバイスは、同時に針の突出を演算し、圧力マップにそれを表示する。医療従事者は、触覚感知デバイスの針ガイド角度を、頭側の角度が−４５度と４５度との間であるように調整する。２つの腰椎（例えばＬ２、Ｌ３）の間の空隙を特定した後、医療従事者は触覚感知デバイスの針ガイドへと穿刺針を挿入する。医療従事者は、針ガイドと、画面上の針の突出およびヒートマップとを使用して、クモ膜下腔に針を誘導する。次いで、医療従事者は、触覚感知デバイス（１０００）のモジュール流体収集システム（１００６）を用いて、脳脊髄液（ＣＳＦ）を収集する。ＣＳＦサンプルがすべて収集されると、医療従事者は、ＣＳＦ圧力ＣＳＦ流量が検出されたことを自動的に表示する触覚感知デバイス（１０００）の電気圧力センサを使用して、被験体の頭蓋内圧を読み出して記録する。
【０１４８】
実施例３：触覚感知デバイスを用いる治療薬の硬膜外投与
妊娠している患者への麻酔薬の硬膜外投与を実施する医療従事者、妊娠している患者の腰部に触覚感知デバイスを配置する。医療従事者によってヒートマップとして観察された圧力マップが、触覚感知デバイス（１０００）および（２０００）のディスプレイスクリーン（１０３２）および（２０３２）に現われる。ヒートマップは、骨構造、この場合は腰椎の棘突起、を赤色ベースで表現することによって示し、非骨構造を青色ベースで表現することによって示す。触覚感知デバイスは、同時に針の突出を演算し、圧力マップにそれを表示する。医療従事者は、触覚感知デバイスの針ガイド角度を、頭側の角度が−４５度と４５度との間であるように調整する。２つの腰椎（例えばＬ２、Ｌ３）の間の空隙を特定した後、医療従事者は触覚感知デバイスの針ガイドへと穿刺針を挿入する。医療従事者は、針ガイドと、画面上の針の突出およびヒートマップとを使用して、針を硬膜外腔に誘導し、麻酔薬を注入する。
【０１４９】
実施例４：触覚感知デバイスを用いる滑膜腔内注入
ＳｙｎｖｉｓｃＯｎｅ（登録商標）などのヒアルロナン注入を変形性関節症に苦しむ患者の膝関節に投与する医療従事者は、正確に針配置を局在化するために、従来の触診およびペンマーキングアプローチの代わりに、触覚感知デバイスを用いる。正確な針配置は、偶発的に膝の軟骨を突くことを回避し、さらなる損傷を引き起こさないようにするために重要である。医療従事者は患者の膝に触覚感知デバイス（１０００）、（２０００）を配置する。医療従事者によってヒートマップとして観察された圧力マップが、触覚感知デバイス（１０００）および（２０００）のディスプレイスクリーン（１０３２）および（２０３２）に現われる。ヒートマップは、骨構造、この場合は膝蓋骨、大腿骨および脛骨、を赤色ベースで表現することによって示す。ヒートマップは、非骨構造、この場合は膝の滑液包、を青色ベースで表現することによって示す。触覚感知デバイス（１０００）、（２０００）は、同時に針の突出を演算し、圧力マップにそれを表示する。医療従事者は、触覚感知デバイス（１０００）（２０００）の針ガイド角度を、頭側の角度が−４５度と４５度との間であるように調整する。膝蓋骨上滑液包を特定した後、医療従事者は触覚感知デバイス（１０００）（２０００）の針ガイドへと穿刺針を挿入する。医療従事者は、針ガイドと、画面上の針の突出およびヒートマップとを使用して、針を膝蓋骨上滑液包に誘導し、ヒアルロナンを注入する。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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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９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【国際調査報告】
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