(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
剛性遠位部分と可撓性近位部分とを含み、第１の管腔を定める、細長いシースと、
少なくとも部分的に前記第１の管腔内に滑動可能に配置され、第２の管腔を定める剛性遠位区画と可撓性近位区画とを含む、細長い器具と、
前記剛性遠位区画を前記剛性遠位部分からの延出位置において解放可能に維持する保持機構とを含み、
前記細長い器具の前記剛性遠位区画及び前記可撓性近位区画は、少なくとも前記細長い器具がその完全延出位置にあるときに、前記細長いシースから延出させられる、
医療装置。
【請求項２】
前記剛性遠位区画は、前記細長いシース内に完全に引っ込められる、請求項１に記載の医療装置。
【請求項３】
前記細長い器具の前記剛性遠位区画は、少なくとも前記細長い器具がその完全引込位置にあるときに、前記細長いシースの前記剛性遠位部分の内側にある、請求項１に記載の医療装置。
【請求項４】
前記剛性遠位区画の長さは、前記剛性遠位部分の長さ未満である、請求項２又は３に記載の医療装置。
【請求項５】
前記保持機構は、前記剛性遠位区画と前記剛性遠位部分との間に少なくとも１つの係合構成を含む、請求項１に記載の医療装置。
【請求項６】
前記保持機構は、手動係止機構を含む、請求項１に記載の医療装置。
【請求項７】
前記可撓性近位区画は、前記剛性遠位区画に固定的に連結される、請求項１に記載の医療装置。
【請求項８】
前記可撓性近位部分は、針管腔と、センサ管腔とを定め、
前記針管腔は、前記第２の管腔と流体連通し、
前記センサ管腔は、前記第２の管腔と流体連通しない、
請求項７に記載の医療装置。
【請求項９】
前記センサ管腔は、センサシステムの軸位置を、前記細長い器具の近位端と前記細長い器具の遠位端との間に延びる前記細長い器具の長手軸と実質的に平行に位置合わせして維持するように構成される、請求項８に記載の医療装置。
【請求項１０】
前記細長い器具の前記剛性遠位区画に近接して前記センサ管腔内に配置されるプラグ要素を更に含み、該プラグ要素は、前記第２の管腔と前記センサ管腔との間の流体連通を妨げるように構成される、請求項８に記載の医療装置。
【請求項１１】
前記細長いシースの近位端と前記細長いシースの遠位端との間に延びる前記細長いシースの長手軸と実質的に平行に位置合わせされるセンサシステムを更に含む、請求項１に記載の医療装置。
【請求項１２】
前記センサシステムは、前記細長い器具の形状を測定するように構成される、請求項１１に記載の医療装置。
【請求項１３】
前記センサシステムは、前記細長い器具の位置を測定するように構成される、請求項１１に記載の医療装置。
【請求項１４】
センサシステムを含み且つ前記細長い器具内に滑動可能に受け入れられるように構成される取り外し可能なセンサスタイレットを更に含む、請求項１に記載の医療装置。
【請求項１５】
第３の管腔を定める第２の細長いシースを更に含み、該細長いシースは、少なくとも部分的に前記第３の管腔内に滑動可能に配置される、請求項１に記載の医療装置。
【請求項１６】
前記剛性遠位区画は、前記剛性遠位部分の内径と密接に近似する外径を含む、請求項１に記載の医療装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、患者の解剖学的構造をナビゲートして最小侵襲的な処置を行うシステム及び方法に向けられており、より具体的には、低プロファイルの入れ子式に嵌り込む(telescoping)可撓性の(flexible)医療器具を用いて標的組織の生検材料(biopsy)を得る装置及び方法に向けられている。
【背景技術】
【０００２】
最小侵襲的な技法は、医療処置中に傷付けられる組織の量を減少させ、それにより、患者の回復時間、不快さ、有害な副作用を減少させることを意図する。そのような最小侵襲的な技法は、患者の解剖学的構造にある自然開口部を通じて或いは１つ又はそれよりも多くの外科的切開部を通じて行われることがある。臨床医は、標的組織場所に達するために、これらの自然開口部又は切開部を通じて医療ツールを挿入することがある。医療ツールは、治療器具、診断器具、及び手術器具のような、器具を含む。標的組織場所に達するために、最小侵襲的医療ツールは、肺、結腸、腸、腎臓、心臓、循環系、又は類似器官のような、解剖学的系統（解剖学的システム）内の自然の又は外科的に創り出される通路を進む(navigate)ことがある。
【０００３】
最小侵襲的な外科処置は、標的組織場所への適切なアクセス及び標的組織場所での挙動を保証するために、典型的には、ある種の器具位置モニタリングに依存する。従来的な最小侵襲的な外科器具は、一般的には、概ね剛的な細長い要素（例えば、腹腔鏡システム又はロボットシステム）又は所定の解剖学的な経路に従うよう設計される極めて可撓性の高いシステム（例えば、血管形成バルーンカテーテル）から形成される。いずれの場合においても、位置モニタリングは、典型的には、器具の離散的部分（例えば、カテーテルの遠位先端部）の局所化された追跡を含む。偶発的な意味において、先端部前進の蛍光透視鏡的な視覚化中に、残余の長さが示されない限り、残余のガイドワイヤ／カテーテルの長さは、積極的にモニタリングされない。
【０００４】
しかしながら、ますますより複雑な最小侵襲的な外科システムは、安全で効果的な使用のために、強化された器具位置モニタリングを必要とすることがある。例えば、可撓性の操縦可能な針の開発は、（例えば、いずれかの介在解剖学的構造に穴を開けるのが望ましくない状況において）直線経路を介してアクセスするのが問題を孕む内部的な場所で、焼灼処置又は放射性シード配置のような、生検及び／又は治療処置のような処置の機会を提供する。例えば、肝臓又は他の臓器についての経皮生検針の場合におけるように、組織内への直接的な進入(penetration)によって、可撓性の操縦可能な針を標的部位に給送し得る。他の場合には、例えば、経腔的な肺生検又は胃生検の場合におけるように、内視鏡又はカテーテルの管腔を通じて、可撓性の操縦可能な針を標的部位に給送し得る。
【０００５】
最小侵襲的な方法における可撓性の針の使用及び位置追跡は、従来的なロボット処置又は腹腔鏡処置よりも有意により複雑にされ得る。操縦可能な針の実際の形状における多様性(variability)が、剛性要素のリンク装置の実際の形状における多様性よりも一層大きいのみならず、針可撓性も、組織特性における変動(variations)の故に、標的軌跡からの逸脱し易さを大いに増大させ得る（例えば、傷組織、又は予期されるよりも異なって高密度な組織は、予期されるよりも大きい、可撓性の針の曲率をもたらすことがある）。よって、可撓性の針の位置を正確に案内し且つ追跡することは、特異な困難を提示する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従って、最小侵襲的な外科処置中に効果的に案内し且つ追跡し得る操縦可能な可撓性の針システムを提供することが望ましい。ここにおいて開示する装置、システム、及び方法は、従来技術の欠陥のうちの１つ又はそれよりも多くを克服する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の実施態様は、本記述に続く請求項によって要約される。
【０００８】
１つの実施態様において、細長いシースと、細長い器具と、保持機構とを含む、医療装置を開示する。細長いシースは、第１の管腔を定め、剛性遠位部分と可撓性近位部分とを含む。細長い器具は、第２の管腔を定める剛性遠位区画を含む。細長い器具は、少なくとも部分的に細長いシースの第１の管腔内に滑動可能に配置される。細長い器具を細長いシースに対して延出させ得る。延長構成において、細長い器具の剛性遠位区画は、細長いシースの剛性遠位部分から延出した位置にある。保持機構は、剛性遠位区画を、剛性遠位部分からのこの延出位置において維持するよう作動する。
【０００９】
他の実施態様において、本開示は、医療装置を操作する方法を記載する。方法は、剛性遠位部分を備える細長いシースを曲がりくねった経路を通じて関心の解剖学的組織まで進めることを含む。関心の解剖学的組織に達するや否や、剛性遠位区画を備える細長い器具は、細長いシースの管腔から延出させられる。次に、剛性遠位区画は、剛性遠位部分からの延出位置において維持され、剛性遠位区画及び剛性遠位部分は、関心の解剖学的組織内に挿入される。
【００１０】
他の実施態様において、本開示は、細長いシースと、細長い器具とを含む、最小侵襲的なシステムを記載する。１つの特徴において、細長いシースは、近位端から遠位端まで延び、可撓性近位部分と剛性遠位部分と、管腔とを含む。１つの特徴において、管腔は可撓性近位部分及び剛性遠位部分を通じて延び、シースの長手軸を定める。１つの特徴において、可撓性近位部分は、剛性遠位部分に固定的に連結される。１つの特徴において、細長い器具は、シースの管腔内に滑動可能に配置される。１つの特徴において、細長い器具は、剛性遠位区画を含み、医療器具の剛性遠位区画がシースの剛性遠位部分内に引っ込められる引込構成と、医療器具の剛性遠位区画がシースの剛性遠位部分から少なくとも部分的に延出する延出構成との間で、シース内で移動可能である。
【００１１】
他の実施態様において、本開示は、細長いシースと、針とを含む、最小侵襲的なシステムを記載する。１つの特徴において、細長いシースは、近位端から遠位端まで延び、可撓性近位部分と、剛性遠位部分と、管腔とを含む。１つの特徴において、可撓性近位部分は、剛性遠位部分に固定的に連結される。１つの特徴において、管腔は可撓性近位部分及び剛性遠位部分を通じて延び、シースの長手軸を定める。１つの特徴において、針は、可撓性近位区画と、剛性遠位区画とを含む。１つの特徴において、針は、シースの管腔内に滑動可能に配置され、針は、針の剛性遠位区画がシースの剛性遠位区画内に引っ込められる引込状態と、少なくとも針の剛性遠位区画がシースの遠位端から延出する延出構成との間で、シース内で移動可能である。
【００１２】
他の実施態様において、本開示は、星長いシースと、細長い器具とを含む、最小侵襲的なシステムを記載する。１つの特徴において、細長いシースは、近位端から遠位端まで延び、可撓性チューブ部分と、シース要素と、剛性チューブ区画と、管腔とを含む。１つの特徴において、可撓性チューブ部分は、シース要素の遠位端に固定的に連結され、剛性チューブ区画は、可撓性チューブの遠位端に固定的に連結される。１つの特徴において、管腔は、シース要素、可撓性チューブ部分、及び剛性チューブ区画を通じて延びて、シースの長手軸を定める。１つの特徴において、細長い器具は、シースの管腔内に滑動可能に配置され、器具は、剛性遠位部分がシースの剛性チューブ区画から引っ込められる引込構成と、剛性遠位部分がシースの剛性チューブ区画から少なくとも部分的に延出する延出構成との間で移動するように構成される、剛性遠位部分を含む。
【００１３】
他の実施態様において、本開示は、細長い可撓性シースと、針と、センサ要素とを含む、最小侵襲的な器具システムを記載する。１つの特徴において、シースは、近位端から遠位端まで延び、可撓性近位部分と、剛性遠位部分と、可撓性近位部分及び遠位剛性部分を通じて延び且つシースの長手軸を定める管腔とを含む。１つの特徴において、針は、針管腔を含み、シースの管腔内に滑動可能に配置される。１つの特徴において、針は、可撓性近位区画と、剛性遠位区画とを含み、針は、剛性遠位区画がシースの剛性遠位部分内に入れ子式に収容される引込状態と、剛性遠位区画がシースの剛性遠位部分から遠位に延出する延出状態との間で、移動可能である。１つの特徴において、センサ要素は、針管腔内に配置される。１つの特徴において、システムは、針及び細長い可撓性シースを操作するように構成される、アクチュエータを含む。
【００１４】
他の実施態様において、本開示は、最小侵襲的な処置において患者内の標的組織から生検試料を得る方法を記載し、方法は、可撓性針システムの遠位端を関心の解剖学的領域に近接して位置付けることを含む。１つの特徴において、可撓性針システムは、可撓性近位部分及び剛性遠位部分を通じて延びる共通の管腔を有する外側シース内に滑動可能に配置される針を含み、針は、剛性遠位区画と、剛性遠位区画と流体連通（流体連絡）し且つ管腔と同軸に位置合わせされるセンサシステムを収容する管腔とを含む。１つの特徴において、方法は、針の感知される位置を評価すること、及び、針の剛性遠位区画が剛性遠位部分の遠位に現れ、標的組織に入り込むまで、標的組織の方向において感知される位置に基づき外側シースを通じて針の近位端を前進させることを含む。１つの特徴において、方法は、針が前進させられるときに、外側シースの遠位端を針の剛性遠位区画の上に前進させることを含む。１つの特徴において、方法は、標的組織に向かって感知される位置に基づき針を前進させることを含む。１つの特徴において、方法は、針の剛性遠位区画を通じて生検試料を得ることを含む。
【００１５】
本開示の追加的な特徴、構成、及び利点は、以下の詳細な記述から明らかになるであろう。
【００１６】
本開示の特徴は、添付の図面と共に判読されるときに、以下の詳細な記述から最良に理解される。業界における慣行に従って、様々な構成は原寸通りに描写されていないことを強調する。実際には、議論の明瞭性のために、様々な構成の寸法は任意に増大させられ或いは減少させられることがある。加えて、本開示は、様々な実施例において参照番号及び／又は参照文字を繰り返すことがある。この繰返しは簡潔性及び明瞭性の目的のためであり、それ自体は議論する様々な実施態様及び／又は構成の間の関係を決定しない。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本開示の実施態様に従った遠隔操作医療システムを示す図である。
【図２】本開示の実施態様に従った例示的な針システムを含む医療システムを示すブロック図である。
【図３Ａ】本開示の実施態様に従った例示的な針及び例示的な外側シースを有する例示的な操縦可能な可撓性の針システムの遠位部分を示す図であり、例示的な外側シース内に部分的に延出した状態において位置付けられる例示的な針を示している。
【図３Ｂ】本開示の実施態様に従った例示的な針及び例示的な外側シースを有する例示的な操縦可能な可撓性の針システムの遠位部分を示す図であり、例示的な外側シース内に引っ込められた状態において位置付けられる例示的な針を示している。
【図３Ｃ】本開示の実施態様に従った例示的な針及び例示的な外側シースを有する例示的な操縦可能な可撓性の針システムの遠位部分を示す図であり、外側シースに対して完全に延出した状態において位置付けられる例示的な針を示している。
【図４】本開示の実施態様に従った例示的な操縦可能な可撓性の針システムの遠位部分を示す図である。
【図５】本開示の実施態様に従った図４に示す針システムの例示的な外側シースを概略的に示す側面図である。
【図６】本開示の実施態様に従った図４に示す外側シースを概略的に示す断面図である。
【図７】本開示の実施態様に従った図６に示す外側シースの例示的なコイルシースを概略的に示す側面図である。
【図８】本開示の実施態様に従った図７に示す線８−８に沿うコイルシースを概略的に示す断面図である。
【図９】本開示の実施態様に従った図６に示す外側シースの例示的な細長いチューブを概略的に示す側面図である。
【図１０】図９に示す細長いチューブの拡大部分を概略的に示す側面図である。
【図１１】本開示の実施態様に従った図６に示す外側シースの例示的なシース先端部を概略的に示す側面図である。
【図１２】図１１に示す線１２−１２に沿うシース先端部を概略的に示す断面図である。
【図１３】図１１に示す線１３−１３に沿うシース先端部を概略的に示す断面図である。
【図１４】本開示の実施態様に従った図４に示す例示的な操縦可能な可撓性の針システムの遠位部分を示す部分側断面図であり、例示的な外側シース内の非前進又は非延出位置における針システムの例示的な針を示している。
【図１５】図１４に示す例示的な操縦可能な可撓性の針システムの遠位部分を示す部分側断面図であり、例示的な針は例示的な外側シースに対する前進又は延出位置にある。
【図１６】図１５に示す線１６−１６に沿う例示的なシース先端部及び例示的な針を概略的に示す断面図である。
【図１７】本開示の実施態様に従った図１４に示す例示的な針の例示的な針ジャケットを概略的に示す側面図である。
【図１８】図１７に示す線１８−１８に沿う例示的な針ジャケットを概略的に示す断面図である。
【図１９Ａ】本開示の実施態様に従った曲がりくねった経路（即ち、患者の解剖学的構造内）を進む図１４に示す例示的な針システムを示す概略図である。
【図１９Ｂ】本開示の実施態様に従った生検試料（即ち、患者の解剖学的構造内の標的領域で生検試料）を得る図１４に示す例示的な針システムを示す概略図である。
【図２０Ａ】本開示の実施態様に従った曲がりくねった経路（即ち、患者の解剖学的構造内）を進む図３Ａ−３Ｃに示す例示的な針システムを示す概略図である。
【図２０Ｂ】本開示の実施態様に従った生検試料（即ち、患者の解剖学的構造内の標的領域で生検試料）を得る図３Ａ−３Ｃに示す例示的な針システムを示す概略図である。
【図２１】図１４に示す針システムの例示的な近位部分を示す部分側断面図であり、例示的な針及び例示的な外側シースは非前進又は非延出位置において示されている。
【図２２】図１４に示す針システムの例示的な近位部分を示す部分側断面図であり、例示的な針は前進又は延出位置において示されており、例示的な外側シースは非前進又は非延出位置において示されている。
【図２３】図１４に示す針システムの例示的な近位部分を示す部分側断面図であり、例示的な針及び例示的な外側シースの両方は前進又は延出位置において示されている。
【図２４】本開示の実施態様に従った多数の入れ子式に嵌り込む区画を含む例示的な針システムを示す図であり、延出構成にある針システムを示している。
【図２５】本開示の実施態様に従った多数の入れ子式に嵌り込む区画を含む例示的な針システムを示す図であり、引込構成にある針システムを示している。
【図２６】本開示に従った例示的な医療器具内に位置付けられる例示的なセンサスタイレットを示す図である。
【図２７】図３Ａ−３Ｃに示す例示的な針システム内に位置付けられる図２６に示すセンサスタイレットを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本開示の原理の理解を促進する目的のために、図面中に例示する実施態様を今や参照し、特定の言語を用いて実施態様を記載する。それにも拘わらず、本開示の範囲の限定は意図されていないことが理解されよう。本発明の特徴の以下の詳細な記述において、数多くの特定の詳細は、開示の実施態様の網羅的な理解をもたらすために示される。しかしながら、この開示の実施態様は、これらの特定の詳細がなくても実施されることがあるのが、当業者に明らかであろう。他の場合には、本発明の実施態様の特徴を不必要に曖昧にしないよう、周知の方法、手順、構成部品、及び回路を詳細に記載しない。
【００１９】
記載する装置、器具、方法、及び本開示の原理のあらゆる更なる適用に対する変更及び更なる修正は、開示に関連する当業者の心に普通に思い浮かぶので、完全に想定される。
【００２０】
具体的には、１つの実施態様に関して記載した構成、構成部品、及び／又はステップが、本開示の他の実施態様に関して記載した構成、構成部品、及び／又はステップと組み合わせられてよいことが完全に想定される。加えて、ここにおいて提供される寸法は、特定の実施例のためであり、異なる大きさ、寸法、及び／又は比率を利用して、本開示の着想を実施してよいことが想定される。不要な記述の繰返しを避けるために、他の例示的な実施態様から適用可能であるとき、１つの例示的な実施態様に従って記載する１つ又はそれよりも多くの構成部品又は行為を用い或いは省略し得る。簡潔性のために、これらの組み合わせの数多くの繰返しを別個に記載しない。単純性のために、ある場合には、同じ又は同等の部品に言及するために、図面を通じて同じ参照番号を用いる。
【００２１】
以下の実施態様は、様々な器具及び器具の部分を、それらの三次元空間における状態に関して記載する。ここにおいて用いるとき、「位置」(“position”)という用語は、三次元空間内の物体又は物体の部分の場所（例えば、デカルトＸ，Ｙ，Ｚ座標に沿う３つの並進自由度）を指す。ここにおいて用いるとき、「向き」(“orientation”)という用語は、物体又は物体の部分の回転的な配置（例えば、３つの回転自由度−例えば、ロール、ピッチ、及びヨー）を指す。ここにおいて用いるとき、「姿勢」(“pose”)という用語は、少なくとも１つの並進自由度における物体又は物体の部分の位置及び少なくとも１つの回転自由度における物体又は物体の部分の向き（最大で全部で６つの自由度）を指す。ここにおいて用いるとき、「形状」(“shape”)という用語は、細長い物体に沿って測定される一組の姿勢、位置、又は向き（姿勢、位置、又は向きのセット）を指す。
【００２２】
「近位」(“proximal”)及び「遠位」(“distal”)という用語は、臨床医から手術部位に延びる器具の端を操作する臨床医を参照して用いられる。「近位」(“proximal”)という用語は、臨床医により近い器具の部分を指し、「遠位」(“distal”)という用語は、臨床医から更に離れ、手術部位により近い、器具の部分を指す。簡潔性及び明瞭性のために、「水平」、「垂直」、「上」、及び「下」のような、空間的な用語は、ここでは、図面に関して用いられることがある。しかしながら、外科器具は、多くの向き及び位置において用いられ、これらの用語は、限定的且つ絶対的であることを意図しない。
【００２３】
本開示は、診断処置、外科処置、及び／又は治療処置を非限定的に含む、最小侵襲的な医療処置において用いられる、操縦可能な可撓性の針システムに概ね関する。ある場合には、本開示の実施態様は、遠隔操作システムの部分として構成される。当業者は、ここに開示する操縦可能な可撓性の針システムが、操縦可能な可撓性の針を必要とする類似の（例えば、非遠隔操作的な）用途において利用されてよいことを認識するであろう。
【００２４】
ここにおいて開示する針システムは、外側シースと、可撓性の針とを含む。ここに開示する可撓性の針及び外側シースは入れ子式に配置され、針が組織内に前進するとき又は前進した後に、外側シースが遠位に前進させられて針を取り囲むのを可能にする。１つの特徴において、ここに開示する針システムは、針の操縦可能な長さに沿って軸方向に延び且つ針先端部に近接して終端する位置／形状センサを含むように構成される。ここに開示する外側シースは、センサに対する曲げひずみを最小限化することがあり、解剖学的組織を通じた挿入及び前進中に針を保護することがある。ここに開示する針システムのこれらの構成は、最小侵襲的な処置における挿入中に針の操縦性、安定性、及び距離／軌跡制御を強化することがある。よって、ここに記載する針システムは、操縦可能な針の性能を向上させることがあり、操縦可能な針のための適切な用途の範囲を増大させることがある。例えば、ある場合において、ここに開示する可撓性の針システムは、使用者が標的生検場所により正確に達して標的生検場所をサンプリングし、重要な構造の周りをより容易にナビゲートし、不正確な生検の可能性を減少させることを可能にする。
【００２５】
様々な実施態様によれば、生検処置のような医療処置は、器具給送を案内する遠隔操作システムを用いて行われてよい。図面の図１を参照すると、例えば、診断処置、治療処置、又は外科処置を含む、医療処置における使用のための、遠隔操作医療システムが、参照番号１００によって概ね示されている。記載されるように、この開示の遠隔操作医療システムは、外科医の遠隔操作制御の下にある。代替的な実施態様において、遠隔操作医療システムは、処置又は副処置を行うようプログラムされたコンピュータの部分的な制御の下にあってよい。更に他の代替的な実施態様では、処置又は副処置を行うようプログラムされたコンピュータの完全な制御の下にある、完全に自動化された医療システムを用いて、処置又は副処置を行ってよい。図１に示すように、遠隔操作医療システム１００は、手術台Ｏに又は手術台Ｏ付近に取り付けられる遠隔操作アセンブリ１０２を概ね含み、手術台Ｏの上には患者Ｐが位置付けられる。医療器具システム１０４が遠隔操作アセンブリ１０２に動作可能に連結される。操作者入力システム１０６は、外科医又は他の種類の臨床医Ｓが、手術部位の又は手術部位を表す画像を見て、医療器具システム１０４の操作を制御するのを可能にする。
【００２６】
操作者入力システム１０６は、外科医コンソールに配置されてよく、外科医コンソールは、手術台Ｏと同じ部屋内に配置されるのが普通である。しかしながら、外科医Ｓを患者Ｐと異なる部屋又は完全に異なる建物内に配置し得ることが理解されるべきである。操作者入力システム１０６は、一般的には、医療器具システム１０４を制御する１つ又はそれよりも多くの制御装置を含む。制御装置は、取手、ジョイスティック、トラックボール、データグローブ、トリガーガン、手動コントローラ、音声認識装置、タッチスクリーン、身体動作又は存在センサ、及び類似物のような、任意の数の様々な入力装置のうちの１つ又はそれよりも多くを含んでよい。幾つかの実施態様では、外科医が恰も手術部位に存在するかのように器具を直接的に制御しているという強い感覚を有するよう、外科医にテレプレゼンス、即ち、制御装置が器具と一体であるという知覚をもたらすために、制御装置は遠隔操作アセンブリの医療器具と同じ自由度を備える。他の実施態様において、制御装置は、関連する医療器具よりも多い又は少ない自由度を有して、外科医に依然としてテレプレゼンスをもたらしてよい。幾つかの実施態様において、制御装置は、６つの自由度で動く手動入力装置であり、手動入力装置は、器具を作動させるための（例えば、把持ジョーを閉じるための、電極に電位を印可するための、医療処置を施すための、及び類似のことのための）作動可能なハンドルを含んでもよい。
【００２７】
遠隔操作アセンブリ１０２は、医療器具システム１０４を支持し、１つ又はそれよりも多くの非サーボ制御リンクの運動学的構造（例えば、セットアップ構造と概ね呼ぶ、手動で位置付けられて所定の場所に係止されてよい１つ又はそれよりも多くのリンク）と、遠隔操作マニピュレータとを含んでよい。遠隔操作アセンブリ１０２は、医療器具システム１０４にある入力部を駆動する複数のモータを含む。これらのモータは、制御システム（例えば、制御システム１１２）からの命令に応答して動く。モータは、駆動システムを含み、駆動システムは、医療器具システム１０４に連結されるときに、医療器具を自然の又は外科的に創り出される解剖学的な開口部内に前進させてよい。他の電動駆動システムが、医療器具の遠位端を多数の自由度において動かしてよく、それらは３つの程度の線形運動（例えば、Ｘ，Ｙ，Ｚデカルト軸に沿う線形運動）及び３つの程度の回転運動（例えば、Ｘ，Ｙ，Ｚデカルト軸についての回転）を含んでよい。加えて、モータを用いて、生検装置又は類似装置のジョー内に組織を把持するために器具の関節式に連結されるエンドエフェクタを作動させ得る。
【００２８】
遠隔操作医療システム１００は、遠隔操作アセンブリの器具についての情報を受信する１つ又はそれよりも多くのサブシステムを備えるセンサシステム１０８を含む。そのようなサブシステムは、位置センサシステム（例えば、電磁（ＥＭ）センサシステム）、カテーテル先端部の及び／又は器具システム１０４の可能性の本体に沿う１つ又はそれよりも多くのセグメントの位置、向き、速さ、速度、姿勢、及び／又は形状を決定する形状センサシステム、並びに／或いは、カテーテルシステムの遠位端からの画像をキャプチャ（捕捉）する視覚化システムを含んでよい。
【００２９】
遠隔操作医療システム１００は、センサシステム１０８のサブシステムによって生成される医療器具システム１０４及び手術部位の画像又は表示するディスプレイシステム１１０も含んでよい。ディスプレイ１１０及び操作者入力システム１０６は、操作者がテレプレゼンスの知覚を伴って医療器具システム１０４及び操作者入力システム１０６を制御し得るように向けられる。
【００３０】
代替的に又は追加的に、ディスプレイ１１０は、コンピュータ断層撮影法（ＣＴ）、磁気共鳴映像法（ＭＲＩ）、蛍光透視法、サーモグラフィ、超音波、光コヒーレンストモグラフィ（ＯＣＴ）、熱映像法、インピーダンス映像法、レーザ映像法、ナノチューブＸ線映像法、及び類似技法のような、撮像技法を用いて術前に又は術中に記録される且つ／或いは撮像される、手術部位の画像を提示してよい。提示される術前又は術中の画像は、二次元画像、三次元画像、又は（例えば、時間に基づく又は速度に基づく情報を含む）四次元画像、及び画像を再現するための関連画像データセットを含んでよい。
【００３１】
幾つかの実施態様において、ディスプレイシステム１１０は、医療器具の先端部の場所で内部手術部位の仮想の画像を外科医に提示するよう、医療器具の実際の場所が術前の又は同時画像と位置合わせされる（例えば、動的に参照される）、仮想の視覚化画像を表示してよい。
【００３２】
他の実施態様において、ディスプレイシステム１１０は、手術部位での医療器具の仮想の画像を外科医に提示するよう、医療器具の実際の場所が（術前に記録される画像を含む）以前の画像又は同時の画像と位置合わせされる、仮想の視覚化画像を表示してよい。外科医が医療器具を制御するのを助けるために、医療器具システム１０４の部分の画像が仮想の画像と重ね合わせられてよい。
【００３３】
遠隔操作医療システム１００は、制御システム１１２も含む。制御システム１１２は、少なくとも１つのメモリと、少なくとも１つのプロセッサ（図示せず）とを含み、典型的には、医療器具システム１０４、操作者入力システム１０６、センサシステム１０８、及びディスプレイシステム１１０の間の制御をもたらすために、複数のプロセッサを含む。制御システム１１２は、ここに開示する特徴に従って記載する方法の一部又は全部を実施するようプログラムされる命令（例えば、命令を格納するコンピュータ可読媒体）も含む。制御システム１１２は図１の簡略図には単一のブロックとして示されているが、システムは、２つ又はそれよりも多くのデータ処理回路を含んでよく、処理の一部は、遠隔操作アセンブリ１０２上で又はそれに近接して任意的に行われ、処理の他の部分は、操作者入力システム１０６及び同等物で行われる。広範な集中又は分散データ処理アーキテクチャが利用されてよい。同様に、プログラムされる命令は多数の別個のプログラム又はサブルーチンとして実施されてよく、或いはそれらはここに記載する遠隔操作システムの多数の他の特徴に統合されてよい。１つの実施態様において、制御システム１１２は、Bluetooth（登録商標）、IrDA、HomeRF、IEEE  802.11、DECT、及びWireless  Telemetryのような、無線通信プロトコルをサポートする。
【００３４】
一部の実施態様において、制御システム１１２は、医療器具システム１０４から力及び／又はトルクフィードバックを受信する１つ又はそれよりも多くのサーボコントローラを含んでよい。フィードバックに応答して、サーボコントローラは、操作者入力システム１０６に信号を送信する。サーボコントローラ（複数のサーボコントローラ）は、遠隔操作アセンブリ１０２に命令して、身体の開口部を介して患者の身体の内部手術部位に延びる医療器具システム移動させる、信号も送信してよい。如何なる適切な従来的な又は特殊なサーボコントローラが用いられてもよい。サーボコントローラは遠隔操作アセンブリ１０２と別個であってよく或いはそれに統合されてよい。幾つかの実施態様において、サーボコントローラ及び遠隔操作アセンブリは、患者の身体に隣接して位置付けられる遠隔操作アームカートの一部として設けられる。
【００３５】
制御システム１１２は、医療器具システム１０４にナビゲーション支援をもたらす仮想視覚化システムを更に含んでよい。仮想視覚化システムを用いる仮想ナビゲーションは、解剖学的通路の三次元構造と関連付けられる取得データセットの参照に基づく。より具体的には、仮想視覚化システムは、コンピュータ断層撮影法（ＣＴ）、磁気共鳴映像法（ＭＲＩ）、蛍光透視法、サーモグラフィ、超音波、光コヒーレンストモグラフィ（ＯＣＴ）、熱映像法、インピーダンス映像法、レーザ映像法、ナノチューブＸ線映像法、及び類似技法のような、撮像技術を用いて撮像される、手術部位の画像を処理する。記録される画像を部分的な又は全体的な解剖学的器官又は解剖学的領域の二次元又は三次元複合描写(composite  representation)に変換するために、ソフトウェアが用いられる。画像データセットが、複合描写と関連付けられる。複合描写及び画像データセットは、通路の様々な場所及び形状並びにそれらの接続性を描く。複合描写を生成するために用いられる画像は、臨床処置中に術前又は術中に記録されてよい。代替的な実施態様において、仮想視覚化システムは、標準的な（即ち、患者特異的でない）描写又は標準的な描写と患者特異データとの混成を用いてよい。複合描写及び複合描写によって生成される仮想画像は、１つ又はそれよりも多くの動作中の（例えば、肺の吸息／呼息中の）１つ又はそれよりも多くの動作段階中の変形可能な解剖学的領域の静止的な姿勢を表現してよい。
【００３６】
仮想ナビゲーション処置中、患者の解剖学的構造に対する器具のおおよその場所を演算するために、センサシステム１０８が用いられてよい。その場所を、患者の解剖学的構造の画像及び患者の解剖学的構造の仮想内部画像の両方のマクロレベルの追跡をもたらすために用い得る。仮想視覚化システムからの外科画像のような術前に記録される外科画像と共に医療器具を位置合わせし且つ表示するよう光ファイバセンサを用いるための様々なシステムが知られている。例えば、ここにその全文を参照として援用する（２０１１年５月１３日に出願された）（「Medical  System  Providing  Dynamic  Registration  of  a  Model  of  an  Anatomical  Structure  for  Image-Guided  Surgery」を開示する）米国特許出願第１３／１０７，５６２号は、そのようなシステムを開示している。
【００３７】
遠隔操作医療システム１００は、照明システム、操縦制御システム、洗浄システム(irrigation  system)、及び／又は吸引システムのような、任意的な操作及びサポートシステム（図示せず）を更に含んでよい。代替的な実施態様において、遠隔操作システムは、１つよりも多くの遠隔操作アセンブリ及び／又は１つよりも多くの操作者入力システムを含んでよい。マニピュレータアセンブリの正確な数は、とりわけ、外科処置及び手術室内の空間制約に依存する。複数の操作者入力システムは並置されてよく、或いはそれらは別個の場所に位置付けられてよい。多数の操作者入力システムは、１人よりも多くの操作者が、様々な組み合わせにおける１つ又はそれよりも多くのマニピュレータアセンブリを操作するのを可能にする。
【００３８】
図２は、例示的な針システム２０５、アクチュエータ２１０、及びセンサシステム１０８を含む、医療器具システム２００を例示している。針システム２０５は、遠隔操作医療システム１００の医療器具システム１０４と同じであってよい。描写される実施態様において、針システム２０５は、アクチュエータ２１０によって操作される（例えば、機械的に関節式に連結され(articulated)或いはその他の方法において動かされる）。幾つかの実施態様において、アクチュエータ２１０は、遠隔操作プラットフォーム２１５によって制御されてよい（例えば、遠隔操作プラットフォーム２１５はアクチュエータ２１０に制御信号を送信してよい）。遠隔操作プラットフォーム２１５は、図１に示す遠隔操作医療システム１０２を含んでよい。処置中、遠隔操作プラットフォーム２１５は、針システム２０５に加えて、非限定的な一例として、組織グラスパ(tissue  grasper)、電気外科焼灼プローブ、リトラクタ(retractor)、ステープラ(stapler)、血管シーラ(vessel  sealer)、内視鏡、メス、超音波剪断器(ultrasonic  shear)、及び吸引／洗浄器具のような、様々な医療器具の制御及び機械的な関節式の連結(articulation)を可能にしてよい。様々な実施態様において、医療器具システム２００は、肺の検査、診断、生検、又は処置における使用のための、気管支鏡又は気管支カテーテルのような、可撓性の気管支器具を含んでよい。システムは、結腸、腸、腎臓、脳、心臓、循環系、又は類似器官を含む、様々な解剖学的システムのいずれかにおける、自然の又は外科的に創り出される連結通路を介した、他の組織のナビゲーション及び処置にも適する。
【００３９】
代替的に、医療器具システム２００は、非遠隔操作的な診査処置のために或いは内視鏡のような従来的な手動操作される医療器具において用いられてよい。そのような場合、アクチュエータ２１０は、任意的な手動コントローラ２２０によって手動で操作されてよい。幾つかの実施態様において、任意的な手動コントローラ２２０は、アクチュエータ２１０自体（例えば、回転針のためのノブ、ハンドル、又はグリップ）である。他の実施態様において、任意的な手動コントローラ２２０は、ハンドル（複数のハンドル）、トリガ（複数のトリガ）、レバー（複数のレバー）、グリップ（複数のグリップ）、又は制御入力をアクチュエータ２１０にもたらすための任意の他のユーザーインターフェースであり得る。任意的な手動コントローラ２２０は、直接的な機械的リンクにおいて及び／又は電子制御を介してアクチュエータ２１０に接続されてよく、有線式に又は無線式にアクチュエータ２１０と通信してよい。
【００４０】
針システム２０５は、剛性遠位部分を含み且つ外側シース２２７によって取り囲まれる細長い器具２２５を含む。描写される実施態様において、細長い器具２２５は、（図１３に関連して以下に更に詳述する）剛性針先端部を含む、操縦可能な可撓性の針を含む。他の実施態様において、針システム２０５は、針の代わりに、他の種類の細長い器具を含む。アクチュエータ２１０によって針システム２０５を操作し得る。様々な実施態様において、針システム２０５は、（追加的な針のために必要とされる作動、制御、感知、及び／又は処理要素と共に）任意的な針２３０によって示すように、任意の数の操縦可能な可撓性の針を含み得る。１つの実施例において、アクチュエータ２１０は、所望の外科軌跡に沿って患者内の標的場所まで操縦し、針２２５の形状を変えることによって、並びに／或いは針２２５の向きを変えることによって、針２２５を操作し得る
【００４１】
ここにおいて用いるとき、操縦可能な針は、標的組織を穿刺し或いは穿孔することが意図される基部（例えば、患者の身体の外側）領域及び遠位領域に制御入力部を備える広い範疇の可撓性の針を指す。針の形状及び機械的特性に依存して、針の基部に回転を加えることだけによって操縦をもたらし得るよう、針と患者の解剖学的構造（即ち、標的組織及び／又は外科進入地点(entry  point)と標的組織との間の介在解剖学的構造）との間の相互作用力は、針を撓ませ得る。代替的に又は追加的に、操縦可能な針は、成形(shaping)及び指向性(directionality)をもたらす能動アクチュエータ（例えば、アクチュエータ２１０）を含み得る。操縦可能な針は、それらが最小の軸方向圧縮を伴って組織を穿刺し(puncture)或いは組織に入り込む(penetrate)のを可能にするよう、低い軸方向剛性を有し且つ入り込み或いは穿刺するのに適さないカテーテル式の装置と比べて、十分に高い軸方向剛性及び先端部形状を概ね有する。
【００４２】
操縦可能な針と関連する「可撓性の」(“flexible”)という用語は、広義に解釈されるべきであることに留意のこと。本質的に、それは危害を与えずに針を曲げ得ることを意味する。例えば、可撓性の操縦可能な針は、蛇状構成における「椎骨」(“vertebrae”)と類似する一連の近接して離間した構成部品を含んでよい。そのような構成において、各構成部品は、運動連鎖内の短いリンクであり、各リンクの間の可動な機械的制約（例えば、ピンヒンジ、カップ及びボール、並びに類似物）が、リンクの間の相互動作の１つ（例えば、ピッチ）の又は２つ（例えば、ピッチ及びヨー）の自由度を可能にしてよい。他の例として、可撓性の操縦可能な針は、閉塞した曲げられるチューブ（例えば、ニチノール、ポリマ、及び類似物）又は他の曲げられる部品（例えば、切溝切断チューブ(kerf-cut  tube)、螺旋コイル、及び類似物）のように、連続的であってよい。
【００４３】
針システム２０５は、近位端２３１と、遠位端２３２とを含む。針システム２０５は、０．５ｍｍ〜３．０ｍｍに及ぶ外径を有する。例えば、１つの実施態様において、針システム２０５は、約１．５ｍｍの外径を有する。他の針システムの外径は、より大きくてよく或いはより小さくてよい。幾つかの実施態様において、針システムの外径は、近位端２３１から遠位端２３２に先細る。他の実施態様において、近位端２３１での針システムの外径は、遠位端２３２での針システムの外径よりも大きい。幾つかの実施態様において、針システムの外径は、針２２５の長さに亘って実質的に不変である。代替的な実施態様において、針システムの外径は、針２２５の長さを通じて先細る。他の実施態様では、針システム２０５の近位部分２３３のより大きい外径と遠位部分２３４のより小さい外径との間に、針システム２０５における急激な変化又は停止部があり得る。上記寸法は例示的な目的のために提供されているに過ぎず、限定的であることを意図しない。他の寸法が想起される。
【００４４】
描写される実施態様において、針システム２０５は、センサシステム２３５を更に含む。センサシステム２３５は、針２２５の少なくとも部分と実質的に位置合わせされる（整列させられる）。針システム２０５が図１に示す遠隔操作医療システム１００の医療器具システム１０４であるならば、センサシステム２３５は、センサシステム１０８の構成部品であってよい。針システム２０５が手動で操作され或いは非ロボット処置のためにその他の方法において用いられるならば、センサシステム２３５は、形状センサに呼び掛けて(interrogate)、受信する形状データを処理する、追跡システムに連結されてよい。針２２５の特定の操縦機構に拘わらず、針システム２０５の有用性は、センサシステム２３５を含めることによって強化される。センサシステム２３５は、遠位端２３２の及び／又は針２２５に沿う１つ又はそれよりも多くの別個のセグメントの位置、向き、速さ、姿勢、及び／又は形状を決定し得る。センサシステム２３５によって読み取られるデータは、図１に示す制御システム１１２及び／又はセンサシステム１０８によって有用な形状及び／又は位置情報に変換される。次に、形状及び／又は位置情報を用いて、針２２５の更なる操作を案内し得る。
【００４５】
描写される実施態様において、センサシステム２３５は、針２２５の形状及び／又は位置測定値を提供するセンサである。描写される実施態様において、センサシステム２３５は、地点局所化（即ち、位置／向き測定）のために用い得るＥＭセンサシステムを含む。幾つかの実施態様において、センサシステム２３５は、所与の時間地点での針２２５の形状を決定するよう様々な時間間隔で累積的に測定される多数のＥＭセンサ又は単一のＥＭセンサを含む。ＥＭセンサシステム２３５は、外部的に生成される電磁場に晒されることがある１つ又はそれよりも多くの伝導性コイルを含んでよい。その場合、ＥＭセンサシステム２３５の各コイルは、外部的に生成される電磁場に対するコイルの位置及び向きに依存する特性を有する誘起電気信号を生成する。１つの実施態様において、ＥＭセンサシステムは、６つの自由度（「６ＤＯＦ」）、例えば、３つの位置座標Ｘ，Ｙ，Ｚ、並びに基点のピッチ、ヨー、及びロールを示す３つの向き角度を測定するように構成され且つ位置付けられてよい。代替的な実施態様において、ＥＭセンサシステムは、５つの自由度（「５ＤＯＦ」）、例えば、３つの位置座標Ｘ，Ｙ，Ｚ、並びに基点の２つの向きを測定するように構成され且つ位置付けられてよい。例えば、幾つかの実施態様において、針システム２０５は、（例えば、針が伸張させられるときに、針先端部が患者内でどこにあるかを使用者が認識するのを可能にするよう）、針の先端部に対する位置及び／又は向きデータを提供するように構成される５ＤＯＦのＥＭセンサを含む。ＥＭセンサの更なる記述は、ここにその全文を参照として援用する、１９９９年８月１１日に出願された「Six-Degree  of  Freedom  Tracking  System  Having  a  Passive  Transponder  on  the  Object  Being  Tracked」を開示する米国特許第６，３８０，７３２中に提供されている。
【００４６】
幾つかの実施態様において、センサシステム２３５は、可撓性の針２２５と位置合わせされる光ファイバを含んでよい（例えば、光ファイバは、図１６に示すように、内部センサ管腔内に設けられてよい）。センサシステム２３５の光ファイバは、針システム２０５の少なくとも部分の形状を決定するために光ファイバ曲げセンサを形成してよい。三次元において光ファイバの形状及び相対的位置をモニタリングする様々なシステム及び方法が、ここにそれらの全文を参照として援用する、２００５年７月１３日に出願された「Fiber-optic  position  and  shape  sensing  device  and  method  relating  thereto」を開示する米国特許出願第１１／１８０，３８９号、２００４年７月１６日に出願された「Fiber-optic  shape  and  relative  position  sensing」を開示する米国仮出願第６０／５８８，３３６号、及び１９９８年６月１７日に出願された「Optical  Febre  Bend  Sensor」を開示する米国特許第６，３８９，１８７号に記載されている。他の代替では、レイリー散乱、ラマン散乱、ブリユアン散乱、及び蛍光散乱のような他のひずみ感知技法を利用するセンサが適切であることがある。他の代替的な実施態様では、他の技法を用いて針システム２０５の形状が決定されてよい。
【００４７】
より具体的には、光ファイバを通過する光は、針システム２０５の形状を検出するよう、並びに医療処置を支援するようその情報を利用するために、処理される。センサシステム（例えば、センサシステム１０８又は図３に記載するような他の種類の追跡システム）は、針システム２０５の形状を決定するために用いられる光を生成し且つ検出するための呼掛けシステムを含んでよい。次いで、この情報を用いて、医療器具の部分の速度及び加速度のような、他の関連する変数を決定し得る。
【００４８】
センサシステム２３５は、針システム２０５の長さに亘る単一の連続的な感知領域又は針システム２０５の長さに沿って分散させられる多数の感知領域を含んでよい。他の実施態様において、センサシステム２３５は、針２２５の長さに沿う形状測定値をもたらす細長いセンサを含む。離散的な位置センサと対照的に、細長いセンサは、単一のセンサを用いて針２２５の長さに沿う形状測定を可能にする。単一の細長い形状センサの統合された性質は、針２２５のより正確な形状測定をもたらし、それはより精密な制御及び／又は強化された誤り矯正を可能にして、針２２５が所望の外科軌跡を正確にトラバース測定する(traverse)のを保証する。
【００４９】
センサシステム２３５は、例示的な目的のために、単一の細長いセンサとして描写され且つ記載されているが、他の実施態様において、センサシステム２３５は、多数の離散的な形状センサを含み得ることに留意のこと。１つのそのような実施態様において、各形状センサは、針２２５の全長の連続的な部分の形状を測定してよい。多数のセンサは、より大きな形状モデリング精度(shape  modeling  accuracy)をもたらすことがあり、或いはセンサに影響を及ぼし得る環境要因（例えば、針２２５の長さに沿う温度変動）を補償するのに有用であることがある。
【００５０】
針システム２０５は、アクチュエータ２１０と遠位端２３２との間に延在して針２２５の近位部分２３３及び／又は遠位部分２３４を制御可能に曲げ或いは回転させる、ケーブル、リンク装置、又は（図２に示さない）他の操縦制御装置を収容してよい。幾つかの実施態様において、針２２５は、１つ又はそれよりも多くの管腔を定めることができ、他の医療器具、ケーブル、リンク装置、及び／又は他の操縦制御装置が、そこを通じて延びてよい。
【００５１】
器具システム２００が遠隔操作アセンブリによって作動される実施態様において、アクチュエータ２１０は、遠隔操作アセンブリの電動駆動要素に結合する駆動入力部を含んでよい。器具システム２００が手動で操作される実施態様において、アクチュエータ２１０は、把持構成、手動アクチュエータ、及び器具システムの動作を手動で制御する他の構成部品を含んでよい。幾つかの実施態様において、近位部分２３３は、可撓性の本体に対して作用する力に応答して受動的に撓むように構成され、遠位部分２３４は、遠隔操作アセンブリ及び／又はアクチュエータ２１０からの制御信号に応答して積極的に関節式に連結するように構成される。
【００５２】
図３Ａ−３Ｃは、本開示の実施態様に従った例示的な操縦可能な可撓性の針システム２５０の側面図を例示している。具体的には、図３Ａ−３Ｃは、針システム２５０の遠位部分２５５を例示している。針システム２５０は、図２に関して上述した針システム２０５と同じであってよい。描写される実施態様において、針システム２５０の遠位部分２５５は、外側シース２６０を含み、外側シース２６０は、図２に関して上述した外側シース２２７と同じであってよい。
【００５３】
図３Ａは、部分的に延出した状態において外側シース２６０内に位置付けられる針２６５を例示している。図３に示すように、外側シース２６０は、針２６５を少なくとも部分的に取り囲む概ね円筒形の中空のチューブを含む。針２６５は、剛性遠位区画２７０を有する（例えば、針２６５は、図２に関して上述した針２２５と同じであってよい）。針２６５は、外側シース２６０の管腔２７２内に滑動可能に受け入れられるような形状及び大きさとされる。幾つかの実施態様において、針２６５は、その長さに沿って異なる程度の可撓性を有する。例えば、描写される実施態様において、針２６５は、剛性遠位区画２７０よりも有意に可撓な可撓性近位区画２７３を含む。幾つかの実施態様において、可撓性近位区画２７３は、コイル状の中空チューブを含む。可撓性近位区画２７３及び剛性遠位区画２７０は、共通の針管腔２７４を共有する。
【００５４】
幾つかの実施態様において、外側シース２６０は、その長さに沿って異なる程度の可撓性を有する。描写される実施態様において、外側シース２６０は、可撓性近位部分２７５と、剛性遠位部分２８０とを含む。幾つかの実施態様において、可撓性近位部分２７５及び剛性遠位部分２８０は、その長さに沿って異なる程度の可撓性及び／又は操縦性を有する。描写される実施態様において、外側シース２６０の剛性遠位部分２８０及び針２６５の剛性遠位区画２７０の両方は、外側シース２６０の可撓性近位部分２７５よりも可撓性が有意により少ない。図示のように、針２６５は、外側シース２６０の遠位端２７５から遠位に延び得る。具体的には、可撓性近位区画２７３及び剛性遠位区画２７０の両方は、（例えば、図３Ｃに更に記載するように）、外側シース２６０の遠位端２７６から遠位に延び得る。
【００５５】
可撓性近位部分２７５及び剛性遠位部分２８０は、非限定的な一例として、接着、溶接（例えば、レーザ溶接）、及び／又は機械的締結具を含む、様々な既知の方法のいずれかによって、互いに固定的に取り付けられる。例えば、描写される実施態様において、可撓性近位部分２７５の遠位端２８１は、レーザ溶接によって、剛性遠位部分２８０の近位端２８２に取り付けられる。しかしながら、幾つかの実施態様において、可撓性近位部分２７５は、剛性遠位部分２８０に亘って延びて、剛性遠位部分２８０の長さに沿うより遠位の場所で剛性遠位部分２８０に付着し得る。幾つかの実施態様において、剛性遠位部分２８０は、可撓性近位部分２７５の一体的な延伸である。
【００５６】
図３Ｂにおいて、針２６５は、針２６５の剛性遠位区画２７０（即ち、針２６５の針先端部）は、外側シース２６０の遠位剛性部分２７０内に完全に位置付けられ、針２６５の針先端部２８３の遠位端は、外側シース２６０の遠位端２７６に近接して位置付けられる。具体的には、針先端部２８３は、外側シース２６０の剛性遠位部分２８０内に完全に位置付けられる。描写される実施態様において、剛性遠位区画２７０が剛性遠位部分２８０内にある状態で、針２６５が外側シース２６０内に完全に覆われるとき、外側シース２６０の遠位部分２８０は、長さＬｒを有する針システム２５０の剛性区画又は剛性チューブ区画２８４を形成する。外側シース２６０の残部（即ち、可撓性近位部分２７５）は、針システム３００の可撓性区画２８５を形成する。
【００５７】
図３Ｂに示すように針先端部を剛性区画２８４内に入れ子式に入れることによって、針システム２５０の遠位部分２５５の剛性区画２８４の全長Ｌｒは、非入れ子式の針先端部を有する針システムと比べて減少させられる。図３Ａに示すように、剛性遠位区画２７０が外側シース２６０の剛性遠位部分２８０の外側に延ばされるとき、剛性区画２８４の長さＬｒは、外側シース２６０の遠位部分２８０の長さと、針２６５の剛性遠位区画２７０の長さとを含む。針２６５の剛性遠位区画２７０が外側シース２６０の外側に延ばされるとき、剛性区画２８４の長さＬｒは、１０ｍｍ〜２０ｍｍに及ぶことがある。図３Ｂに示すように、剛性遠位区画２７０が外側シース２６０内に覆われるとき、剛性区画２８４の長さＬｒは、外側シース２６０の剛性遠位部分２８０の長さＬｄを含む。よって、針２６５の剛性遠位区画２７０が外側シース２６０内に覆われるとき、剛性区画２８４の長さＬｒは、５ｍｍ〜１０ｍｍに及ぶことがある。例えば、１つの実施態様において、剛性遠位区画２７０が外側シース２６０内に覆われるとき、長さＬｒは、８ｍｍの長さがある。上記寸法は例示的な目的のために提供されているに過ぎず、限定的であることを意図しない。他の寸法が想起される。
【００５８】
図３Ｃにおいて、針２６５は、延出状態において示されており、延出状態において、針２６５の遠位端２８３は、図３Ａに示すよりもシース先端部３２５の遠位端２７６に対して更に遠位に位置付けられている。描写される実施態様において、遠位端２８３は、斜角の鋭利にされた先端部（例えば、ベーカー針先端部(Baker  needle  tip）として形作られている。代替的な実施態様において、針２６５の遠位端設計は、医療処置の特定の処置条件のために必要とされるあらゆる形態又は形状（例えば、チューヒー針先端部(Thuohy  needle  tip)のような丸められた先端部又はスプロット針先端部(Sprotte  needle  tip)のような中実な先端部）を取り得る。様々な他の針先端部設計が当業者に直ちに明らかであろう。可撓な近位区画２７３及び剛性遠位区画２７０は、非限定的な一例として、接着、溶接（例えば、レーザ溶接）、及び／又は機械的締結具を含む、様々な既知の方法のいずれかによって、互いに固定的に取り付けられる。例えば、描写される実施態様において、可撓性近位区画２７３は、レーザ溶接によって、剛性遠位区画２７０に取り付けられる。
【００５９】
シース２６０の剛性遠位部分２８０は、７ｍｍ〜９ｍｍに及ぶことがある長さＬｄを含む。例えば、１つの実施態様において、長さＬｄは、８ｍｍの長さである。針２６５の剛性遠位区画２７０は、７ｍｍ〜９ｍｍに及ぶことがある長さＬｎを含む。例えば、１つの実施態様において、長さＬｎは、８ｍｍの長さである。剛性遠位区画２７０の長さＬｎは、図３Ｃに示す剛性遠位区部分２８０の長さＬｄ以下である。上記寸法は例示的な目的のために提供されるに過ぎず、限定的であることを意図しない。他の寸法が想起される。長さＬｎは、針システム２５０の遠位端での遠位の剛性区画２８６の長さを表す。
【００６０】
図３Ｃにおいて、長さＬｆは、針２６５が完全延出位置にあるときの、針システム２５０の遠位の可撓性区画２８７の長さを表す。具体的には、針２６５の可撓な近位区画２７３は、可撓な近位区画２７３が外側シース２６０の遠位端２７６を越えて遠位に延出されるときに、遠位の可撓性区画２８７を形成する。長さＬｆは、１０ｍｍ〜１５ｍｍに及ぶことがある。１つの実施態様において、長さＬｆは、１５ｍｍである。より近位の剛性区画２８４は、外側シース２６０の剛性チューブ部分２８０を含み、より近位の可撓性区画２８５は、外側シース２６０の可撓性近位部分２７５を含む。Ｌｒは、剛性区画２８４、可撓性区画２８７、及び剛性区画２８６の（即ち、針２６５が完全延出状態にあるときの）全長を表す。長さＬｔは、２０ｍｍ〜４５ｍｍに及ぶことがある。例えば、１つの実施態様において、長さＬｔは、３０ｍｍの長さである。上述の寸法は、例示的な目的のために提供されているに過ぎず、限定的であることを意図しない。他の寸法が想起される。
【００６１】
図４は、本開示の実施態様に従った例示的な操縦可能な可撓性の針システム３００の側面図を例示している。具体的には、図４は、針システム３００の遠位部分３０５を例示している。針システム３００は、図２に関して上述した針システム２０５と同じであってよい。描写される実施態様において、針システム３００の遠位部分３０５は、図２に関して上述した外側シース２２７と同じであってよい外側シース３１０を含む。
【００６２】
図４に示すように、外側シース３１０は、最小侵襲的な処置中に、針（例えば、図２に関して上述した針２２５及び／又は図１４を参照して以下に更に詳細に記載する針５００）を少なくとも部分的に取り囲むように構成される概ね円筒形の中空のチューブを含む。幾つかの実施態様において、外側シース３１０は、その長さに沿って異なる程度の可撓性を有する。描写される実施態様において、外側シース３１０は、シース要素３１５と、細長いチューブ３２０と、シース先端部３２５とを含む。幾つかの実施態様において、シース要素３１５、細長いチューブ３２０、及びシース先端部３２５は、異なる程度の可撓性及び／又は操縦性を有する。例えば、１つの特徴において、シース先端部３２５は、細長いチューブ３２０及びシース要素３１５よりも可撓性が有意により少ない。図４−２４に関して、シース要素３１５及び細長いチューブ３２０は、一緒に、図３Ａに示す外側シース２６０の可撓性近位部分２７５に対応することがあり、シース先端部３２５は、図３Ａに示す剛性遠位部分２８０に対応することがあり、以下の記述は、図３Ａ−３Ｃに示す実施態様に当て嵌まることがある。
【００６３】
図５は、図４に示す外側シース３１０の側面図の概略的な例示である。シース要素３１５は、近位端３３０から遠位端３３５まで延びる長さＬ１を有する。シース要素３１５の長さＬ１は、２０インチ〜５０インチに及ぶことがある。例えば、１つの実施態様において、シース要素３１５は、４０インチ（１０１．６ｃｍ）の長さＬ１を有する。細長いチューブ３２０は、近位端３４０から遠位端３４５まで延びる長さＬ２を有する。細長いチューブ３２０の長さＬ２は、０．１インチ〜３．０インチに及ぶことがある。例えば、１つの実施態様において、細長いチューブ３２０は、０．９０インチ（２．２８６ｃｍ）の長さＬ２を有する。シース先端部３２５は、近位端３５０から遠位端３５５まで延びる長さＬ３を有する。シース先端部３２５の長さＬ３は、０．０２インチ〜０．２インチに及ぶことがある。例えば、１つの実施態様において、シース先端部３２５は、０．１０インチ（０．２５４ｃｍ）の長さＬ３を有する。上記寸法は例示的な目的のために提供されているに過ぎず、限定的であることを意図しない。他の寸法も想起される。
【００６４】
シース要素３１５及び細長いチューブ３２０は、非限定的な一例として、接着、溶接（例えば、レーザ溶接）、及び／又は機械的締結具を含む、様々な既知の方法のいずれかによって、互いに固定的に取り付けられる。例えば、描写される実施態様において、シース要素３１５の遠位端３３５は、レーザ溶接によって、細長いチューブ３２０の近位端３４０に取り付けられる。しかしながら、幾つかの実施態様において、シース要素３１５は、細長いチューブ３２０を越えて延びて、細長いチューブ３２０の長さに沿うより遠位の場所で細長いチューブ３２０に付着し得る。幾つかの実施態様において、細長いチューブ３２０は、シース要素３１５の一体的な延伸である。
【００６５】
シース先端部３２５及び細長いチューブ３２０は、非限定的な一例として、接着、溶接（例えば、レーザ溶接）、及び／又は機械的締結具を含む、様々な既知の方法のいずれかによって、互いに固定的に取り付けられる。例えば、描写される実施態様において、シース先端部３２５の近位端３５０は、レーザ溶接によって細長いチューブ３２０の遠位端３４５に取り付けられる。幾つかの実施態様において、シース先端部３２５は、細長いチューブ３２０の一体的な延伸である。
【００６６】
図６は、図５に示す線６−６を通じる針３００の断面図を概略的な例示である。描写される実施態様において、外側シース３１０は、その長さに沿って変化する外径を有する。具体的には、外側シース３１０は、シース要素３１５からシース先端部３２５の遠位端３５５に僅かに先細る。他の実施態様において、外側シース３１０は、シース要素３１５からシース先端部３２５まで実質的に均一な外径を有する。シース要素３１５は、０．０３５インチ〜０．１０インチに及ぶ外径Ｄ１を有する。例えば、１つの実施態様において、シース要素３１５は、０．０７インチ（０．１７８ｃｍ）の外径Ｄ１を有する。シース要素３１５は、０．０２５インチ〜０．０７５インチに及ぶ内径Ｄ２を有する。例えば、１つの実施態様において、シース要素３１５は、０．０５４インチ（０．１３７ｃｍ）の内径Ｄ２を有する。細長いチューブ３２０は、０．０３６インチ〜０．０６５インチに及ぶ外径Ｄ３を有する。例えば、１つの実施態様において、細長いチューブ３２０は、０．０５９インチ（０．１５ｃｍ）の外径Ｄ３を有する。シース先端部３２５は、０．０３６インチ〜０．０６５インチに及ぶ外径Ｄ４を有する。例えば、１つの実施態様において、シース先端部３２５は、０．０５９インチ（０．１５ｃｍ）の外径Ｄ４を有する。図１２に関して以下に更に記載するように、描写される実施態様において、シース先端部３２５は、遠位端３５５に向かって先細る。他の実施態様において、シース先端部３２５は、先細らない。上記寸法は例示的な目的のために提供されているに過ぎず、限定的であることを意図しない。他の寸法も想起される。
【００６７】
図７は、シース要素３１５の概略的な側面図を例示している。描写される実施態様において、シース要素３１５は、螺旋状の又はコイル状の構成に巻回されて弾性的に可撓な管状体３６０を形成する材料の可撓性長を含む。幾つかの実施態様において、シース要素３１５は、曲げられる並びに圧縮可能であるように構成される。他の実施態様において、シース要素３１５は、非限定的な一例として、連続的な中実な壁付き(solid-walled)エラストマチューブを含む、任意の種類の可撓性チューブ又は可撓性シースを含んでよい。描写される実施態様において、材料の螺旋状の巻き(helical  turn)は、０．００６インチ〜０．０６インチに及ぶ長さＬ４を有する。例えば、１つの実施態様において、螺旋状の巻き３６２は、０．０２０インチの長さを有する。上記寸法は例示的な目的のために提供されているに過ぎず、限定的であることを意図しない。他の寸法が想起される。
【００６８】
図８は、図７に示す線８−８に沿うシース要素３１５の概略的な断面図を例示している。具体的には、図７は、シース要素３１５の単一の螺旋状の巻き３６２の概略的な図を例示している。シース要素３１５の本体３６０は、管腔３６５を定める。シース要素３１５の本体３６０は、管腔内面３７０から外面３７５に延びる壁厚Ｔ１を有する。シース要素３１５の壁厚Ｔ１は、シース要素３１５が患者の組織内に陥入して湾曲するのを可能にしながら、シースコイル内に収容される針（例えば、図１４に関連して以下に更に記載する針５００）を依然として保護し且つ案内する程に十分に強いよう、実現可能な限り薄く構成される。壁厚Ｔ１は、０．００４インチから０．０１６インチに及んでよい。例えば、１つの実施態様において、壁厚Ｔ１は、０．００８インチ（０．０２ｃｍ）である。上記寸法は例示的な目的のために提供されているに過ぎず、限定的であることを意図しない。他の寸法が想起される。
【００６９】
描写される実施態様において、シース要素３１５は、ステンレス鋼で形成される可撓性コイルを含む。様々な実施態様において、シース要素３１５は、所要の引張及び曲げ特性(tensileand  flextural  properties)をもたらす任意の適切な生体適合性材料で作製されてよい。適切な材料は、非限定的な一例として、ニチノールのような形状記憶材料、ステンレス鋼、及びプラスチックを含んでよい。幾つかの実施態様において、シース要素３１５は、隅から隅まで同じ材料（例えば、近位端３３０から遠位端３３５までステンレス鋼）で作製される。他の実施態様において、シース要素３１５は、２つ又はそれよりも多くの異なる材料で作製されてよい（例えば、可撓性のより少ないゾーンにおいてステンレス鋼で作製されてよく、より可撓性のゾーンにおいてニチノールで作製されてよい）。
【００７０】
幾つかの実施態様において、可撓性ジャケット３７９が、シース要素３１５を取り囲んでよい。可撓性ジャケット３７９は、針３００が湾曲し或いは曲がるときに、シース要素３１５の伸張に対する追加的な抵抗をもたらすことがある。幾つかの実施態様において、可撓性ジャケットは、プラスチックで形成される。他の実施態様において、可撓性ジャケット３７９は、所要の引張及び曲げ特性をもたらす、任意の適切な生体適合性材料であってよい。
【００７１】
図９は、細長いチューブ３２０の概略的な側面図を例示しており、図１０は、細長いチューブ３２０の拡大部分３８０の概略的な側面図を例示している。細長いチューブ３２０は、シース要素３１５とシース先端部３２５との間に配置される外側シース３１０の離散的な部分を含む。細長いチューブ３２０は、管腔３８２を定める。細長いチューブ３２０は、針システム３００が組織内に前進させられるときに、座屈(buckling)に対する増大された抵抗をもたらす。幾つかの実施態様において、細長いチューブ３２０は、座屈する可能性がシース要素３１５よりも少ない。
【００７２】
細長いチューブ３２０は、複数のスロット３８５を含む。スロット３８５は、細長いチューブ３２０の（図１４に示すような）内面３８６から細長いチューブ３２０の（図１４に示すような）外面３８７まで延びる。スロット３８５は、軸方向の曲げ及びねじり剛性を均衡させるパターンで形成される。描写される実施態様において、スロット３８５は、長手軸ＡＡに対して実質的に垂直に形成され、細長いチューブ３２０の外周の周りに約１７０度だけ延在する。描写される実施態様において、スロット３８５は、細長いチューブ３２０上のそれらの円周位置に対して交互に並ぶ。スロット３８５は、細長いチューブ３２０が多数の寸法において曲がるのを可能にする。幾つかの実施態様において、スロット３８５は、レーザ切断される。幾つかの実施態様において、細長いチューブ３２０の任意の所与の部分における切断の頻度及びパターンは、その部分の可撓性を決定する。細長いチューブ３２０は、スロット側壁３８７ａが隣接するスロット側壁３８７ｂに当接し（図１０に示されている）、細長いチューブ３２０の更なる曲げを防止するまで、曲がり或いは湾曲してよい。幾つかの実施態様において、切断のより高い空間周波数は、より高い可撓性に対応する。図面中に例示されるスロット３８５は、例示的であるに過ぎず、数、種類、配置、又は形状において限定的であることを意図しない。様々な実施態様において、細長いチューブ３２０は、如何なる数、種類、形状、及び配置のスロット３８５を有してもよい。
【００７３】
図９及び１０に示すように、各スロット３８５は幅Ｗ１を含む。幅Ｗ１は０．００１インチ〜０．００５インチに及んでよい。例えば、１つの実施態様において、各々のスロット３８５の幅Ｗ１は均一であり、０．００２インチ（０．００５ｃｍ）の長さである。幾つかの実施態様において、異なるスロットの幅は異なる。描写される実施態様において、各スロット３８５の間の長さＬ６は均一であり、０．０２０インチ（０．０５１ｃｍ）の長さである。他の実施態様において、異なる隣接するスロットの間の長さＬ６は異なり得る。
【００７４】
描写される実施態様において、スロット３８５は、細長いチューブ３２０の長さの部分に沿って延びるに過ぎない。図９に示すように、細長いチューブ３２０は、スロットを欠き且つ長さＬ５を有する剛性チューブ部分３９０を含む。剛性チューブ部分３９０は、細長いチューブ３２０の可撓性チューブ部分３９５（即ち、複数のスロット３８５を含む部分）よりも可撓性がより少ないことがある。幾つかの実施態様において、剛性チューブ部分３９０は、細長いチューブ３２０と同じ材料の剛性長を含む。細長いチューブ３２０の剛性チューブ部分３９０の長さＬ５は、０．１インチ〜０．５インチに及ぶことがある。例えば、１つの実施態様において、細長いチューブ３２０の剛性チューブ部分３９０は、０．２７インチ（７ｍｍ）の長さＬ５を有する。他の実施態様において、スロットは細長いチューブ３２０の全長（例えば、長さＬ２）に或いは細長いチューブ３２０の異なる部分に沿って延びてよい。
【００７５】
描写される実施態様において、細長いチューブ３２０は、ステンレス鋼で形成される部分的に可撓性ハイポチューブ(hypotube)を含む。様々な実施態様において、細長いチューブ３２０は、所要の引張及び曲げ特性をもたらす任意の適切な材料で作製されてよい。適切な材料は、非限定的な一例として、ニチノールのような形状記憶材料、ステンレス鋼、及びプラスチックを含んでよい。幾つかの実施態様において、細長いチューブ３２０は、隅から隅まで同じ材料（例えば、近位端３４０から遠位端３４５までニチノール）で作製される。他の実施態様において、細長いチューブ３２０は、２つ又はそれよりも多くの異なる材料で作製されてよい（例えば、より可撓性の少ないゾーンにおいてステンレス鋼で作製されてよく、より可撓性のゾーンにおいてニチノールで作製されていよ）。
【００７６】
幾つかの実施態様では、可撓性ジャケット３９１が細長いチューブ３２０を取り囲んでよい。可撓性ジャケット３９１は、針３００が湾曲し或いは曲がるときに、細長いチューブ３２０の伸張に対する追加的な抵抗をもたらすことがある。幾つかの実施態様において、可撓性ジャケット３９１は、プラスチックで作製される。他の実施態様において、可撓性ジャケット３９１は、所要の引張及び曲げ特性をもたらす任意の適切な生態的剛性材料で作製されてよい。幾つかの実施態様において、可撓性ジャケット３９１は、（図８に示す）シース要素３１５を取り囲む可撓性ジャケット３９１と同じである。幾つかの実施態様において、可撓性ジャケット３９１は、細長いチューブ３２０の全長Ｌ２に亘って延びる。他の実施態様において、可撓性ジャケット３９１は、細長いチューブ３２０の長さの部分に亘って延びるに過ぎない。
【００７７】
細長いチューブ３２０の構造のための１つの技法は、レーザ切断技法であり、それは自動的な方法において（例えば、コンピュータ数値制御切断によって）細長いチューブ３２０を生成することがある。細長いチューブ３２０の寸法における細かい変更は、自動的にプログラムされてよく、レーザ切断技術を用いて生成される。他の適切な製造方法は、非限定的な一例として、ウォータージェット切断、電気化学エッチング、放電加工、およびダイヤモンド切断を含んでよい。幾つかの実施態様では、スロット３８５の創成の後に、非限定的な一例として、不規則な表面をデバリングする或いは鋭い縁を鈍らにさせるエッチング又は電解研磨のような、適切な表面処理が続く。
【００７８】
図１１は、シース先端部３２５の概略的な側面図を例示している。シース先端部３２５は、細長いチューブ３２０に対して遠位に配置される外側シース３１０の離散的な部分を含む。シース先端部３２５は、針（例えば、図２に示す針２２５）が組織内に前進させられるときに、その先端部を保護し得る。図１１に例示するように、シース先端部３２５は、近位端３５０での外径Ｄ４と、近位端３５での外径Ｄ５とを含み、外径Ｄ５は、外径Ｄ４よりも小さい。描写される実施態様において、シース先端部３２５の外径は、シース先端部３２５の中間区画３９３(midsection)から遠位端３５５に先細る。他の実施態様において、シース先端部３２５は先細らなくてよい。他の実施態様において、シース先端部３２５は、近位端３５０から遠位端３５５まで連続的に先細くてよい。
【００７９】
シース先端部３２５の外径Ｄ５は、０．０３６インチ〜０．０６５インチに及んでよい。例えば、１つの実施態様において、遠位端３５５でのシース先端部３２５の外径Ｄ５は、０．０４４５インチ（０．１１３ｃｍ）である。上記寸法は例示的な目的のために提供されているに過ぎず、限定的であることを意図しない。他の寸法が想起される。
【００８０】
図１２は、図１１に示す線１２−１２に沿うシース先端部３２５の概略的な断面図を例示しており、図１３は、図１１に示す線１３−１３に沿う中間区画３９３でのシース先端部３２５の概略的な断面図を例示している。図１２に示すように、シース先端部３２５は、管腔４００を定める中空の管状体３９５を含む。管状体３９５は、近位部分４０５と、遠位部分４１０と、それらの間に延在する中間部分４１５(midportion)とを含む。シース先端部３２５の管腔直径は、近位部分４０５から遠位部分４１０に減少する。具体的には、近位部分４０５は、内径Ｄ６を含み、遠位部分４１０は、内径Ｄ７を含み、内径Ｄ７は、内径Ｄ６よりも小さい。シース先端部３２５の管状体３９５は、管腔内面４２０から外面４２５に延びる壁厚を含む。描写される実施態様において、内面４２０は、ある角度Ａ１で内向きに傾斜し、シース先端部３２５の中間部分４１５内に肩部４３０（ショルダ）を創り出す。
【００８１】
加えて、シース先端部３２５の壁厚は、近位部分４０５から遠位部分４１０に増大し、それにより、近位端３５０から遠位端３５５まで延びる滑らかで連続的な外面４２５を可能にする。具体的には、近位部分４０５は、内面４２０から外面４２５まで延びる壁厚Ｔ２を含む。遠位部分４１０は、内面４２０から外面４２５まで延びる壁厚Ｔ３を含む。管状体３９５の壁厚は、中間部分４１５を通じて壁厚Ｔ２から壁厚Ｔ３に徐々に増大する。描写される実施態様において、壁厚Ｔ３は、中間区画３９３から遠位端３５５に向かって徐々に増大する。
【００８２】
シース先端部３２５の内径Ｄ６は、０．０２５インチ〜０．０７５インチに及んでよい。例えば、１つの実施態様において、シース先端部３２５の内径Ｄ６は、０．０４４５インチ（０．１１３ｃｍ）である。シース先端部３２５の内径Ｄ７は、０．０２インチ〜０．０８インチに及んでよい。例えば、１つの実施態様において、シース先端部３２５の内径Ｄ７は、０．０４４５インチ（０．１１３ｃｍ）である。上記寸法は例示的な目的のために提供されているに過ぎず、限定的であることを意図しない。他の寸法が想起される。
【００８３】
シース先端部３２５は、（図５及び１２に示すような）長さＬ３を含み、遠位部分は、長さＬ６を含む。シース先端部３２５の長さＬ６は、０．０２インチ〜０．０８インチに及んでよい。例えば、１つの実施態様において、シース先端部３２５の長さＬ６は、０．０５０インチ（０．１２７ｃｍ）の長さである。上記寸法は例示的な目的のために提供されているに過ぎず、限定的であることを意図しない。他の寸法が想起される。
【００８４】
シース先端部３２５は、所要の引張及び曲げ特性をもたらす任意の適切な生体適合性材料で作製されてよい。適切な材料は、非限定的な一例として、ニチノールのような形状記憶材料、ステンレス鋼、及びプラスチックを含んでよい。幾つかの実施態様において、シース先端部３２５は、隅から隅まで同じ材料（例えば、近位端３５０から遠位端３５５までステンレス鋼）で作製される。他の実施態様において、シース先端部３２５は、２つ又はそれよりも多くの異なる材料で作製されてよい。幾つかの実施態様において、シース先端部３２５は、生体適合性潤滑剤で被覆されてよい。
【００８５】
図１４及び１５は、本開示の実施態様に従った例示的な操縦可能な可撓性の針システム３００の断面図を例示している。具体的には、図１４及び１５は、針システム３００の遠位部分３０５の断面図を例示している。図１４に示すように、シースコイルの管腔３６５、細長いチューブ３２０の管腔３８２、及び操縦可能な先端部３２５の管腔４００は、互いに連絡し合う。シースコイルの管腔３６５、細長いチューブ３２０の管腔３８２、及びシース先端部３２５の管腔４００は、一緒に、外側シース３１０の管腔４５０を形成する。針システム３００は、針５００を含み、針５００は、外側シース３１０の管腔４５０内に滑動可能に位置付けられる。針５００及び外側シース３１０は、互いに入れ子式に配置される。よって、針５００は、外側シース３１０から（即ち、遠位シース３１０が静止的なままでありながら）遠位に延び得る。幾つかの実施態様において、針５００及び外側シース３１０は、図３Ａに示す針２６５及び外側シース２６０に対応し得る。
【００８６】
幾つかの実施態様において、外側シース３１０は、針５００の遠位延伸を制限する（即ち、外側シース３１０のシース先端部３２５を越えて延びるのを制限する）機械的ストップ要素５０２（機械的停止要素）を含む。描写される実施態様において、機械的ストップ要素５０２は管腔４５０内に配置され、針の遠位移動を制限するよう針５００と物理的に干渉するように構成される。例えば、幾つかの実施態様において、針５００は、外側シース３１０内の針５００の遠位前進を制限するよう機械的ストップ要素５０２と相互作用に構成される機械的ストップ要素を含んでよい。他の実施態様において、機械的ストップ要素５０２は、針システム３００の他の場所に配置されてよい。
【００８７】
図１４において、針５００は、非延出状態において描写されており、非延出状態において、針５００は、外側シース３１０内に完全に配置されている。図１５において、針５００は、延出状態において描写されており、延出状態において、針５００の針先端部５０５は、外側シース３１０から部分的に出現させられている。
【００８８】
針５００は、針先端部と、遠位区画又は遠位部分５０５と、針ジャケット５１０とを含む。描写される実施態様において、針先端部５０５は、近位端５１５から遠位端５２０まで延びる（図１６に示すような）針先端部管腔５１２を有する、中空の剛性チューブを含む。幾つかの実施態様において、針先端部５０５は、図３Ａ−３Ｃに示す針２６５の剛性遠位区画２７０に対応する。１つの実施態様において、針５００は、２２ゲージ針である。針先端部５０５は、近位端で針ジャケット５１０に連結される。描写される実施態様において、針先端部５０５は、近位端５１５に隣接して複数の孔５２５を含み、針ジャケット５１０は、孔５２５に（例えば、押出し(extrusion)を介して、針先端部管腔５１２内に、そして、孔５２５内に）連結する。孔５２５及び孔５２５に連結する針ジャケット５１０の構成（例えば、針先端部管腔５１２内への１つ又はそれよりも多くの押出物）は、保持機構として一緒に動作する係合構成である。１つの特徴において、例えば、針先端部管腔５１２内への針ジャケット５１０の１つ又はそれよりも多くの押出物との孔５２５の連結は、針ジャケット５１０に対する延出位置において針先端部５０５を維持する保持機構として動作する。他の実施態様において、針先端部５０５及び針ジャケット５１０は、異なる方法において連結されてよい。
【００８９】
図１４において、針５００は、非延出状態において示されており、非延出状態において、針５００の針先端部５０５（即ち、針５００の剛性部分）は、細長いチューブ３２０及びシース先端部３２５内に完全に位置付けられ、針５００の遠位端５２０は、シース先端部３２５の遠位端３５５に近接して位置付けられる。具体的には、針先端部５０５は、シース先端部３２５及び細長いチューブ３２０の剛性チューブ部分３９０内に完全に位置付けられる。針先端部５０５が細長いチューブ３２０及びシース先端部３２５内に覆われ或いは入れ子式に嵌り込ませられるとき、シース先端部３２５及び細長いチューブ３２０の剛性チューブ部分３９０は、針システム３００の剛性区画又は剛性チューブ区画５０７を一緒に形成する。外側シース３１０の残部（即ち、可撓性チューブ部分３９５及びシース要素３１５）は、針システム３００の可撓性区画５０８を形成する。
【００９０】
図１４に示すように針先端部を剛性区画５０７内に入れ子式に嵌め込ませることによって、針システム３００の遠位部分３０５の剛性区画５０７の全長Ｌ７は、非入れ子式の針先端部を有する針システムと比べて、減少させられる。針先端部が外側シース３１０内に覆われるとき、剛性区画５０７の長さＬ８は、シース先端部３２５の長さＬ３に加えて、細長いチューブ３２０の剛性チューブ部分３９０の長さＬ５を含む。よって、針先端部が外側シース３１０内に覆われるとき、剛性区画５０７の長さＬ７は、０．２インチ〜０．５インチに及ぶことがある。例えば、１つの実施態様において、針先端部５０５が外側シース３１０内に覆われるとき、長さＬ７は、０．３５インチ（０．９ｃｍ）の長さである。上記寸法は例示的な目的のために提供されているに過ぎず、限定的であることを意図しない。他の寸法が想起される。
【００９１】
図１５において、針５００は、延出状態において示されており、延出状態において、針５００の遠位端５２０は、シース先端部３２５の遠位端３５５に対して遠位に位置付けられる。描写される実施態様において、針先端部５０５の遠位端５２０は、斜角の鋭利にされた先端部（例えば、ベーカー針先端部）として形作られる。代替的な実施態様において、針先端部５０５の遠位端設計は、医療処置の特定の処置要件のために必要とされるような、あらゆる形態又は形状（例えば、チューヒー針先端部(Thuohy  needle  tip)のような丸められた先端部又はスプロット針先端部(Sprotte  needle  tip)のような中実な先端部）を取り得る。様々な他の針先端部設計が当業者に直ちに明らかであろう。
【００９２】
針先端部５０５は、外径Ｄ８を含む。針先端部５０５の外径Ｄ８は、０．０２５インチ〜０．０６５インチに及んでよい。例えば、１つの実施態様において、針先端部５０５の外径Ｄ８は、０．０４２インチ（０．１０７ｃｍ）である。幾つかの実施態様において、針先端部５０５の外径Ｄ８は、１１．５ｍｍの最小中心線曲げ半径を備える２．１ｍｍの直径を有するカテーテルツール通路内に滑動可能に受け入れられるように構成される。針先端部５０５は、０．２０インチ〜０．５０インチに及ぶことがある長さＬＮを含む。例えば、１つの実施態様において、長さＬＮは、０．３６インチ（０．９１４ｃｍ）の長さである。上記寸法は例示的な目的のために提供されているに過ぎず、限定的であることを意図しない。他の寸法が想起される。
【００９３】
図１５に示す線１６−１６を通じる針５００の断面図を例示する図１６に描写するように、針先端部５０５は、シース先端部３２５の内側に受け入れられるような形状及び大きさにされる。具体的には、針先端部５０５は、シース先端部３２５の遠位部分４１０の内側に緩やかに(snugly)受け入れられるような形状及び大きさにされる。描写される実施態様において、シース先端部３２５の遠位部分４１０の内径Ｄ７は、針先端部５０５の外径Ｄ８よりも僅かに大きいに過ぎない大きさにされ、それにより、針先端部５０５がシース先端部３２５内に確実に支持されるのを可能にする。針先端部５０５は、内径Ｄ９を含む。針先端部５０５の内径Ｄ９は、０．２０インチ〜０．０５５インチに及ぶことがある。例えば、１つの実施態様において、針先端部５０５の内径Ｄ９は、０．０３５インチ（０．０９８ｃｍ）である。上記寸法は例示的な目的のために提供されているに過ぎず、限定的であることを意図しない。他の寸法が想起される。
【００９４】
図１５において、長さＬ８は、針５００が延出位置にあるときの針システム３００の遠位部分３０５の剛性区画５０７の長さを表す。具体的には、剛性区画５０７は、細長いチューブ３２０の剛性チューブ部分３９０と、シース先端部３２５と、針先端部５０５の覆われていない遠位部分５３０とを含む。針先端部５０５が外側シース３１０の外側に延出状態にあるとき、剛性区画５０７の長さＬ８は、シース先端部３２５の長さＬ３及び針５００の露出部分５３０の長さＬ１０に加えて、細長いチューブ３２０の剛性チューブ部分３９０の長さＬ５を含む。よって、針先端部５０５が外側シース３１０から露出させられているとき、剛性区画５０７の長さＬ８は、０．２０インチ〜０．７０インチに及ぶことがある。例えば、１つの実施態様において、針先端部５０５が外側シース３１０から遠位に演出されるとき、長さＬ８は、１５ｍｍの長さである。上記寸法は例示的な目的のために提供されているに過ぎず、限定的であることを意図しない。他の寸法が想起される。描写される実施態様において、針５００が延出構成にあるとき、針先端部３２５の近位部分５３１は、外側シース３１０内に留まる。具体的には、近位部分５３１は、剛性チューブ部分３９０内に留まる。
【００９５】
長さＬ９は、細長いチューブ３２０、シース先端部３２５、及び針５００の露出部分５３０の全長を表す。長さＬ９は、０．３インチ〜１．５インチに及ぶことがある。例えば、１つの実施態様において、長さＬ９は、３０ｍｍの長さである。上記寸法は例示的な目的のために提供されているに過ぎず、限定的であることを意図しない。他の寸法が想起される。
【００９６】
図１４、１７及び１８に示すように、針ジャケット５１０は、二重管腔、可撓性チューブを含む。描写される実施態様において、針ジャケット５１０は、センサ管腔５５０と、針管腔５５０とを含む。センサ管腔５５０は、図２に示すセンサシステム２３５を支持するように構成される。センサ管腔５５０は、プラグ要素５６０（栓要素）によってその遠位端で遮蔽される（例えば、塞がれる）。よって、センサ管腔５５０は、（図１６に示す）針先端部管腔５１２と流体連通（流体連絡）せず、センサシステム２３５は、針管腔５５５の内容物から保護される。プラグ要素５６０は、可能な限り針先端部５０５に近接して位置付けられてよく、それにより、針５００に対するセンサシステム２３５の感知範囲を最大限化する。幾つかの実施態様において、針ジャケット５１０、プラグ要素５６０、及びセンサシステム２３５は、センサシステム２３５が、針先端部５０５の位置を正確に示すよう針先端部５０５に可能な限り近接して位置付けられる位置／向きセンサ（例えば、５ＤＯＦセンサ）を含むように、構成される。１つの特徴において、センサ管腔５５０は、センサシステム２３５に対する曲げひずみを最小限化するよう（例えば、５ＤＯＦセンサに対する曲げひずみを最小限化するよう）形作られ且つ構成される。１つの特徴において、針ジャケット５１０は、センサシステム２３５の軸方向位置を（針管腔に対して）１ｍｍ内に維持するように形作られ且つ旺盛される。
【００９７】
針管腔５５５は、針先端部管腔５１２と流体連通するように構成される。差様々な例において、針管腔５５５は、吸気管腔、流れ管腔（例えば、洗浄管腔又は医薬給送管腔）、及び／又はツール給送管腔として動作してよい。針管腔５５５は、断面試料領域Ａ１（断面試料面積）を有する。針管腔５５５の断面試料領域Ａ１は、０．１ｍｍ２〜０．５ｍｍ２に及んでよい。例えば、１つの実施態様において、針管腔５５５の断面試料領域Ａ１は、０．２５ｍｍ２である。針ジャケット５１０は、非限定的な一例として、ポリイミド、ポリエチレン、ポリウレタン、及びフッ素化エチレンプロピレンのような、所要の可撓性及び耐久性を有する様々な可撓性材料のいずれかで形成されてよい。
【００９８】
針ジャケット５１０は、外径Ｄ１０を含む。針ジャケット５１０の外径Ｄ１０は、０．０３１インチ〜０．０７インチに及んでよい。例えば、１つの実施態様において、針ジャケット５１０の外径Ｄ１０は、０．０５０インチ（０．１２７ｃｍ）である。針ジャケット５１０は、厚さＴ２を含む。針ジャケット５１０の厚さＴ２は、０．０２インチ〜０．０１０インチに及んでよい。例えば、１つの実施態様において、針ジャケット５１０の厚さＴ２は、０．００３０インチ（０．００７６ｃｍ）である。上記寸法は例示的な目的のために提供されているに過ぎず、限定的であることを意図しない。他の寸法が想起される。
【００９９】
図１９Ａ及び１９Ｂに示すように、針先端部５０５を剛性区画５０７内に入れ子式に嵌め込ませることによって針システム３００の剛性区画５０７の長さＬ８を減少させる能力は、患者の内側の標的領域又は病巣５６５に入り込むのに必要な針先端部５０５の構造的特性（例えば、長さ及び直径）を依然として可能にしながら、針５００が覆われた状態で、針システム３００が（例えば、狭い巻き半径を有する）曲がりくねった通路５６０を進むこと(navigating)を可能にする。
【０１００】
図１９Ａは、曲がりくねった通路５６０内の鋭利な狭い屈曲部(bend)をナビゲートする針システム３００を例示している。針先端部５０５は、針先端部５０５が外側シース３１０の剛性区画５０７内に引っ込められる、入れ子式に嵌め込ませられる或いは引っ込められる構成にあるので、剛性区画５０７の長さＬ８は、最小限化される（即ち、図１４に示されるように、針先端部５０５が延出構成にあるときの図１５及び１９Ａに示される長さＬ８に比べて、最小限化される）。剛性区画５０７の短くされた長さＬ８は、針システム３００が、隣接する組織を不注意で傷付けることなく、曲がりくねった通路５６０内の狭い又はきつい屈曲部を進むのを可能にする。
【０１０１】
図１９Ｂは、（例えば、標的領域５６５から生検試料(biopsy  sample)を得る或いは吸引するために）外側シース３１０から外に延びて標的領域５６５に入り込む針先端部５０５を例示している。幾つかの実施態様において、針システム３００は、標的領域５６５の生検試料を、図１４及び１５に示す針管腔５５５内に吸引する。他の実施態様において、針システム３００は、標的領域５６５の生検試料を針先端部５０５内に取り入れる。針システムが生検試料を得るとき、プラグ要素５０２は、環境流体（例えば、組織及び／又は血液）が、図１４及び１５に示すようなセンサ管腔５５０内に収容されるセンサシステム２３５と接触するのを防止する。
【０１０２】
針先端部５０５がシース先端部３２５の遠位端３５５を越えて延出されるとき、剛性チューブ部分３９０及びシース先端部３２５は協働して、針先端部５０５０を取り囲み、支持し、且つ効果的に堅くし、標的領域５６５に入り込む。描写される実施態様において、剛性チューブ部分３９０及びシース先端部３２５の組み合わせ長さＬ５及びＬ３は、針先端部３２５が引っ込められるときに針先端部５０５を覆う程に十分に長いが、（図１９Ａに示すような）曲がりくねった通路５６０内のきつい屈曲部を進む程に十分に短い。従って、外側シース３１０の剛性区画５０７の長さＬ８は、（図１４に示す）は針先端部５０５の長さＬＮと少なくとも同じぐらい長い。換言すれば、針先端部５０５の長さＬＮは、剛性チューブ部分３９０及びシース先端部３２５の組み合わせ長さＬ５及びＬ３以下である。よって、針システム３００は、安定性、距離制御、標的精度、及び針先端部５０５が外側シース３１０から現れるときの予測可能な針経路をもたらすよう、十分な遠位剛性をもたらす能力を維持しながら、きつい曲げ半径をナビゲートするために、（図１４に示すように）剛性区画５０７の長さＬ８を十分に減少させるのに十分な程にそれ自体に対して内向きに入れ子式に嵌め込ませられ得る。
【０１０３】
同様に、図２０Ａ及び２０Ｂに示すように、針２６５の剛性遠位区画２７０を外側シース２６０の剛性遠位部分２８０内に入れ子式に嵌め込ませることによって針システム２５０の剛性区画２８４の長さＬｒを減少させる能力は、患者の内側の病巣５６５に入り込むのに必要な剛性遠位区画２７０の構造的特性（例えば、長さ及び直径）を依然として可能にしながら、針２６５が覆われた状態で、針システム２５０が曲がりくねった通路５６０を進むのを可能にする。
【０１０４】
図２０Ａは、曲がりくねった通路５６０内の鋭利な狭い屈曲部をナビゲートする針システム２５０を例示している。剛性遠位区画２７０は、剛性遠位区画２７０が外側シース２６０の剛性遠位部分２８０内に引っ込められる、入れ子式に嵌め込ませられる或いは引っ込められる構成にあるので、剛性区画２８４の長さＬｒは、最小限化される（即ち、図３Ｂに示されるように、針先端部５０５が延出構成にあるときの図３Ａに示す長さＬｒと比べて、最小限化される）。剛性区画２８４の短くされる長さＬｒは、針システム２５０が、隣接する組織を不注意で傷付けることなく、曲がりくねった通路５６０内の狭い又はきつい屈曲部を進むのを可能にする。
【０１０５】
図２０Ｂは、（例えば、標的領域５６５から生検試料を得るために）外側シース２６０から外に延びて標的領域５６５に入り込む剛性遠位区画２７０を例示している。描写される実施態様において、針２６５の剛性遠位区画２７０及び可撓性近位区画２７３の両方は、外側シース２６０の外側に延びる。このようにして、針システム２５０は、針２６５の剛性区画及び可撓性区画の両方が、病巣５６５に入り込むのを可能にする。幾つかの実施態様において、針システム２５０は、標的領域５６５の生検試料を、針管腔２７４内に吸引する。他の実施態様において、針システム２５０は、標的領域５６５の生検試料を遠位剛性区画２７０内に取り入れる。
【０１０６】
遠位剛性区画２７０のみがシース２６０の遠位端２７６を越えて延出させられるとき、剛性遠位部分２８０は、遠位剛性区画２７０を取り囲み、支持し、且つ効果的に堅くして、針２６５が標的領域５６５に入り込むのを可能にする。描写される実施態様において、剛性遠位部分２８０の長さＬｄは、針２６５が引っ込められるときに剛性遠位区画２７０を覆う程に十分に長いが、（図２０Ａに示すような）曲がりくねった経路５６０内のきつい屈曲部を進む程に十分に短い。従って、外側シース２６０の剛性遠位部分２８０の長さＬｄは、（図３Ｃに示す）針２６５の剛性遠位区画２７０の長さＬｎと少なくとも同じぐらい長い。よって、針システム２５０は、安定性、距離制御、標的精度、及び針２６５が外側シース３１０から現れるときの予測可能な針経路をもたらすよう、十分な遠位剛性をもたらす能力を維持しながら、きつい曲げ半径をナビゲートするために、（図３Ｂに示すように）剛性区画２８４の長さＬｒを十分に減少させるのに十分な程にそれ自体に対して内向きに入れ子式に嵌め込ませられ得る。
【０１０７】
図２１−２３は、本開示の１つの実施態様に従った針システム３００の近位部分６００の部分的な側断面図を例示している。幾つかの実施態様において、近位部分６００は、図２に描写される近位部分２３３と同じであってよい。図２１は、針５００及び外側シース３１０の両方が非延出又は非前進状態にあるときの、針システム３００の近位部分６００を例示している。近位部分６００は、ハンドル６０５と、シースハンドル６１０と、スタビライザチューブハンドル６１５（安定化装置チューブハンドル）とを含む。スタビライザチューブ６２０は、他の医療器具（例えば、カテーテル又は気管支鏡）に連結される短い薄い壁付きハイポチューブを含んでよい。スタビライザチューブハンドル６１５、シースハンドル６１０、及び針ハンドル６０５は、スタビライザチューブ６２０、外側シース３１０、及び針５００の近位端にそれぞれ接続される。針５００、外側シース３１０、及びスタビライザチューブ６２０は、互いに入れ子式に配置される。具体的には、針５００は、シースハンドル６１０及び外側シース３１０内に滑動可能に受け入れられるように構成され、外側シース３１０は、スタビライザチューブハンドル６１５及びスタビライザチューブ６２０内に受け入れられるように構成される。よって、描写される実施態様において、針５００は、外側シース３１０内に滑動可能に受け入れられるように構成され、外側シース３１０（即ち、針５００を支持する３１０外側シース）は、スタビライザチューブ６２０内に滑動可能に受け入れられる。
【０１０８】
描写される実施態様において、針ハンドル６０５は、一次ポート６２５と、二次ポート６３０とを含む。代替的な実施態様において、針ハンドル６０５は、異なる構成及び／又は数のポートを有してよい。一次ポート６２５は、（例えば、生検材料(biopsy)抽出のための）吸引管腔として並びに／或いは（例えば、薬品又は洗浄流体の給送のための）給送管腔として用いられてよい。二次ポート６３０は、図２に示すセンサシステム１０８、アクチュエータ２１０、及び／又は遠隔操作プラットフォーム２１５からのワイヤ又は他の接続要素を支持してよい。他の実施態様において、二次ポート６３０は、図２に示すセンサシステム２３５からの接続要素を支持する。
【０１０９】
針ハンドル６０５及び／又はシースハンドル６１０は、それらの近位部分で、増分測定マーキングでインクが入れられて或いはその他の方法において印されて、（例えば、スタビライザチューブ６２０及び／又は図５に示すシース先端部３２５の遠位端３５５に対する）その挿入距離又は前進の深さを示してよい。描写される実施態様において、針ハンドル６０５及びシースハンドル６１０は、マーカ６３２を含む。マーカ６３２は、針ハンドル６０５及び／又はシースハンドル６１０の長さだけ延びてよい。マーカ６３２は、可視的な挿入距離表示器として機能してよい。幾つかの実施態様において、マーカ６３２は、放射線不透過性（例えば、蛍光透視マーカ）であってよい。
【０１１０】
描写される実施態様において、シースハンドル６１０及びスタビライザチューブハンドル６１５は、それぞれ、係止要素６３５ａ，６３５ｂを含む。係止要素６３５ａ，６３５ｂは、使用者が、針５００、外側シース３１０、又はそれらの両方の前進又は延出を選択的に停止するのを可能にする。描写される実施態様において、係止要素６３５ａ，６３５ｂは、係止ネジの形態にある。例えば、係止ネジ６３５ａを締め付けた後、使用者はシースハンドル６１０及び外側シース３１０内への針５００の遠位前進を停止し得る。係止ネジ６３５ａ，６３５ｂを締め付けることによって、使用者は所望の構成において（例えば、医療介入の実時間要求に依存して）針５００及び外側シース３１０の相対的な位置を一次的に係止し得る。係止要素６３５ａ，６３５ｂは、可動要素の位置を所望の位置において一次的に係止するよう動作可能な手動係止機構の単なる一例である。他の実施態様では、可動要素の相対的な位置を異なる方法において係止し得る。係止要素６３５ａは、外側シース３１０に対する針５００の位置を維持する保持機構の一例である。１つの特徴において、係止要素６３５ａは、針５００を外側シース３１０に対する延出位置において維持する。他の実施態様において、針５００及び外側シース３１０の相対的な位置は、異なる方法において維持されてよい。
【０１１１】
図２２は、針５００が延出又は前進状態にあり、外側シース３１０が非延出又は非前進状態にあるときの、針システム３００の近位部分６００を例示している。針ハンドル６０５は、針ハンドル６０５がシースハンドル６１０内に部分的に入れ子式に嵌り込むよう、遠位に押されて或いは前進させられて示されている。針ハンドル６０５が遠位に前進させられると、針５００は同時に外側シース３１０内に遠位に前進する。針５００が外側シース３１０を通じて遠位に前進すると、針５００の針先端部５０５は、（図１５にも示すように）シース先端部３２５から現れ得る。１つの実施例において、針５００は最小の３０ｍｍだけ挿入される。
【０１１２】
図２３は、針５００及び外側シース３１０の両方が延出又は前進状態にあるときの、針システム３００の近位部分６００を例示している。図２３に示すように、針ハンドル６０５は、針ハンドル６０５がシースハンドル６１０内に部分的に入れ子式に嵌り込むよう、遠位に押され或いは前進させられて示されている。加えて、シースハンドル６１０は、シースハンドル６１０がスタビライザチューブ６２０内に部分的に入れ子式に嵌り込むよう、遠位に押され或いは前進させられて示されている。シースハンドル６１０が遠位に前進させられると、外側シース３１０は（例えば、スタビライザチューブ６２０を通じて）同時に遠位に前進する。外側シース３１０が針５００の上に遠位に前進すると、外側シース３１０のシース先端部３２５及び細長いチューブ３２０は、（図１４にも示すように）針５００の針先端部５０５を取り囲み且つ覆う。
【０１１３】
１つの例において、使用者は、針５００が外側シース３１０内に覆われる間に、（図１４に示すような）針システム３００を、スタビライザチューブ６２０及びあらゆる介在医療器具を通じて、患者内の関心の解剖学的領域に向かって前進させてよい。この初期的な前進の間、針システム３００の近位部分６００は、図２２に示すように見えてよい。１つの特徴において、使用者は、（図２に示す）センサシステム２３５を利用して、シース先端部３２５の遠位端３５５を（例えば、患者内の）関心の解剖学的領域に隣接して正確に位置付け得る。シース先端部３２５の遠位端３５５を関心の解剖学的領域に近接して位置付けた後、使用者は、針ハンドル６０５をシースハンドル６１０内に遠位に前進させ、それにより、図１４に示すように、針５００の針先端部５０５を外側シース３１０から出現させ、（例えば、外側シース３１０の遠位で組織に入り込ませる）。使用者が針５００を組織内に前進させるとき又は前進させた後、使用者はシースハンドル６１０を遠位に前進させて、針先端部５０５の上に外側シース３１０を滑動させてよい。（図２０に示すように）針先端部５０５が組織を通じて前進するときに、外側シース３１０は針先端部５０５を保護し得るし、針５００の軌跡を更に案内し得る。
【０１１４】
他の例において、例えば、生検処置の間に、使用者は、（例えば、針先端部５０５及び／又は針管腔５５５内に）生検材料を得た後に、外側シース３１０（例えば、シース先端部３２５）を関心の解剖学的領域（例えば、図１８及び１９に示す病巣５６５）に近接した所定の位置に残しながら、外側シース３１０から針５００を引っ込めてよい。よって、使用者は、外側シース３１０を取り除いて第１の生検材料の場所を失うことなく、所望の生検試料が得られたか否かを検査し得る。使用者が同じ生検場所又はその生検場所に隣接する場所からの他の生検試料を望むならば、使用者は、針５００を外側シース３１０内に単に再挿入し、図２２に示すように針ハンドル６０５を遠位に前進させて、他の生検試料を得ることができる。
【０１１５】
他の実施態様において、針システムは、針５００について入れ子式に配置される多数のシース又は剛性区画を含んでよい。そのようなシースは、外側シース３１０と実質的に類似の設計であってよく、そのような剛性区画は、上述の剛性区画５０７と実質的に類似の設計であってよい。図２４及び２５は、剛性区画７０５と、剛性区画７１０と、剛性区画７１５と、互いに入れ子式に配置される針５００とを含む、針システム７００を例示している。具体的には、針５００は、剛性区画７１５内に滑動可能に引っ込められ且つ受け入れられるように構成され、剛性区画７１５は、剛性区画７１０内に滑動可能に引っ込められ且つ受け入れられるように構成され、剛性区画７１０は、剛性区画７０５内に滑動可能に引っ込められ且つ受け入れられるように構成される。図２４において、針５００並びに剛性区画７１５及び７１０は、針システム７００の全体的な剛性長Ｌ１１を備える、延出させられた或いは部分的に延出させられた状態において示されている。しかしながら、図２５に示すように、針５００、剛性区画７１５、及び／又は剛性区画７１０は、（一緒に又は独立的に）矢印７２５の方向に内向きに入れ子式に嵌り込んで、針システムの剛性長Ｌ１１を剛性区画７０５の長さＬ１２まで短くし得る。幾つかの実施態様において、針システムは、可撓性部分及び剛性部分の両方を有する多数の入れ子式に嵌り込む部分を含む。
【０１１６】
図２６は、本開示の１つの実施態様に従った例示的な針システム７９０を例示している。具体的には、例示的な針システム７９０は、本開示の１つの実施態様に従った例示的な医療器具８０５内に位置付けられる例示的なセンサスタイレット８００を含む。描写される実施態様において、医療器具８０５は、傾斜先端８１０を備える針を含む。しかしながら、他の実施態様において、医療器具８０５は、非限定的な一例として、内視鏡、カテーテル、生検ツール、及び給送器具を含む、管腔８１５を含む様々な中空の医療器具のうちのいずれかを含んでよい。幾つかの実施態様において、医療器具８０５は、図２７を参照して以下に記載するように、図３Ａ−３Ｃに示す針２６５と同じでよい。
【０１１７】
センサスタイレット８００は、医療器具８０５の管腔８１５内に滑動可能に受け入れられる形状及び大きさにされる取り外し可能なスタイレットである。センサスタイレット８００は、医療器具８０５の管腔８１５の管腔内径Ｄｉ未満の外径Ｄｓを含む細長い部材を含む。幾つかの実施態様において、外径Ｄｓは、センサスタイレット８００が医療器具８０５内に面一に嵌るよう、管腔直径Ｄｉよりも僅かに短い長さであるに過ぎない。
【０１１８】
センサスタイレット８００は、医療器具８０５に関する形状及び／又は位置データを提供するように構成されるセンサシステム８２０を含む。幾つかの実施態様において、センサシステム８２０は、上述のセンサシステム２３５と同じであってよい。センサシステム２３５は、センサスタイレット８００の少なくとも部分と実質的に位置合わせされる。針システム７９０が、図１に示す遠隔操作医療システム１００の医療器具システム１０４であるならば、センサシステム２３５は、センサシステム１０８の構成部品であってよい。針システム７９０が、非ロボット処置のために手動で操作され或いはその他の方法において用いられるならば、センサシステム２３５は、形状センサに呼び掛け、抽出される形状データを処理する、追跡システムに連結されてよい。医療器具８０５の特定の操縦機構に拘わらず、針システム７９０の有用性は、センサシステム２３５を含むことによって増大される。
【０１１９】
センサシステム２３５は、医療器具８０５の特性を測定し或いは検出し得る。例えば、センサシステム２３５は、医療器具８０５及び／又は医療器具８０５に沿う１つ又はそれよりも多くの離散的なセグメントの、位置、向き、速さ、姿勢、及び／又は形状を決定し得る。センサシステム２３５が読み取るデータを、図１に示すセンサシステム１０８及び／又は制御システム１１２によって、使用可能な形状及び／又は位置情報に変換し得る。次に、形状及び／又は位置情報を用いて、医療器具８０５の更なる操作を案内し得る。描写される実施態様において、センサシステム２３５は、センサスタイレット８００の遠位端８２２に対して近位に終端する。他の実施態様において、センサシステム２３５は、センサスタイレット８００の遠位端８２２に延びてよい。
【０１２０】
特定の実施態様において、センサスタイレット８００は、放射線不透過性マーカを含んでよい。例えば、図２６に示す実施態様において、センサスタイレット８００は、センサスタイレット８００の遠位部分８３０に連結される放射線不透過性マーカ８２５を含む。放射線不透過性マーカ８２５は、センサスタイレット８００を円周的に取り囲む管状マーカを含む。他の実施態様において、放射線不透過性マーカは、非限定的な一例として、長方形、三角形、卵形、直線形、及び非円周形を含む、様々な適切な形状のうちのいずれかにおいて形作られ或いは構成されてよい。
【０１２１】
放射線不透過性マーカ８２５は、使用者が患者内のセンサスタイレット８００の（及びセンサスタイレット８００が管腔８１５内に位置付けられるならば医療器具８０５の）場所及び無機を蛍光透視的に視覚化するのを許容する。放射線不透過性マーカ８２５は、医療器具８０５を包含する医療処置を支援するよう蛍光透視鏡の下で十分に見える、様々な生体適合性放射線不透過性材料のうちのいずれかで形成されてよい。そのような放射線不透過性材料は、非限定的な一例として、プラチナ、金、銀、プラチナ／イリジウム合金、及びタングステンから製造されていよう。例えば、描写される実施態様において、放射線不透過性マーカ８２５は、タングステンで形成されてよい。
【０１２２】
放射線不透過性マーカ８２５は、例えば、接着結合、ポリマの２つの層の間の積層、又は蒸着のような、様々な既知の方法を用いて、センサスタイレット８００に取り付けられてよい。幾つかの実施態様において、放射線不透過性マーカ８２５は、プラチナ被覆又はクラッディングによって形成される。描写される実施態様は、センサスタイレット８００の遠位端８２２に近接して配置される単一の放射線不透過性マーカ８２５を含むが、他の実施態様は、如何なる数及び構成の放射線不透過性マーカを含んでよい。幾つかの実施態様において、センサスタイレット８００は、放射線不透過性マーカを欠く。
【０１２３】
医療器具８０５は、とりわけ、様々な金属合金、複合材料、又はプラスチックで形成されてよい。例えば、医療器具８０５は、とりわけ、外科鋼、生体適合性プラスチック、又は組み合わせで形成されてよい。センサスタイレット８００も、とりわけ、様々な金属、合金、複合材料、又は組み合わせで形成されてよい。例えば、センサスタイレット８００は、とりわけ、外科鋼又は生体適合性プラスチックで形成されてよい。加えて、医療器具８０５及びセンサスタイレット８００は、様々な形状の断面を有してよく、１つの例示的な実施態様において、医療器具８０５は、外科鋼で形成されてよく、センサスタイレット８００は、外科鋼先端部及びコイルを含んでよい。例示的な実施態様において、医療器具８０５及びセンサスタイレット８００は、円筒形の形状及び円形の断面を有する。
【０１２４】
センサスタイレット８００は、使用者がスタイレットを利用することを欲するときには、（例えば、医療器具８０５の近位端（図示せず）を通じて）、医療器具８０５の管腔８１５内に選択的に挿入されてよく、（例えば、吸引又は給送のために）管腔８１５の使用を可能にするよう、センサスタイレット８００がもはや必要とされないときには、取り外されてよく、センサスタイレット８００が再び必要とされるならば、管腔８１５内に再挿入されてよい。描写される実施態様において、センサスタイレット８００の少なくとも部分は、センサスタイレット８００が管腔８１５内に位置付けられるときに、医療器具８０５の長手軸ＬＡと位置合わせされる。センサスタイレット８００は、その長さに沿って異なる程度の可撓性を有してよい。例えば、１つの実施態様において、センサスタイレット８００は、その近位端よりも遠位端で、より剛性であってよい。他の実施態様において、センサスタイレット８００は、その長さに沿って均一な可撓性を有してよい。
【０１２５】
図２７は、図３Ａ−３Ｃに示す例示的な針システム２５０内に位置付けられる、図２６に示すセンサスタイレット８００を例示している。具体的には、センサスタイレット８００は、針２６５の管腔２７４内に位置付けられて示されている。よって、センサスタイレット８００は、針２６５が患者の解剖学的構造をトラバース測定するときに、針２６５についての形状及び／又は位置データを提供することによって、図２０Ａ及び２０Ｂに示すように患者の解剖学的構造を通じて針システム２５０を案内するのを支援してよい。
【０１２６】
本発明の実施態様における１つ又はそれよりも多くの要素は、制御システム１１２のようなコンピュータシステムのプロセッサで実行するソフトウェア中で実施されてよい。ソフトウェア中で実施されるとき、本発明の実施態様の要素は、本質的には、所要のタスクを遂行するコードセグメントである。プログラム又はコードセグメントを、電送媒体又は通信リンクを通じる搬送波において具現されるコンピュータデータ信号によってダウンロードされることがあるプロセッサ可読記憶媒体又は装置中に格納し得る。プロセッサ可読記憶装置は、光媒体、半導体媒体、及び磁気媒体を含む、情報を格納し得るあらゆる媒体を含んでよい。プロセッサ可読記憶装置の実施例は、電子回路、半導体装置、半導体メモリ装置、読出し専用記憶装置（ＲＯＭ）、フラッシュメモリ、消去可能なプログラム可能読み取り専用記憶装置（ＥＰＲＯＭ）、フロッピーディスケット、ＣＤ−ＲＯＤ、光ディスク、ハードディスク、又は他の記憶装置を含む。コードセグメントは、インターネット、イントラネット等のような、コンピュータネットワークを介してダウンロードされてよい。
【０１２７】
提示されるプロセス及びディスプレイは、如何なる特定のコンピュータ又は他の装置にも本質的に関連しないことがあることに留意のこと。様々なこれらのシステムのための所要の構造は、請求項中に要素として現れる。加えて、本発明の実施態様は、如何なる特定のプログラミング言語をも参照して記載されない。ここに記載するような本発明の教示を実施するために様々なプログラミング言語が用いられてよいことが理解されるであろう。
【０１２８】
本発明の特定の例示的な実施態様を記載し且つ添付の図面に示したが、そのような実施態様は例示的であるに過ぎず、広い発明を制限しないこと、並びに、本発明の実施態様は、示され且つ記載される特定の構造及び構成に限定されないことが理解されるべきである。何故ならば、様々な他の変更が当業者の心に思い浮かぶことがあるからである。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９Ａ】
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【図１９Ｂ】
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【図２０Ａ】
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【図２０Ｂ】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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