(57)【要約】      （修正有）【課題】外科用針を患者の身体の標的臓器へ進めるための新規の方法およびシステムを提供する。【解決手段】外科用針１０６を患者の身体の標的臓器へ進めるためのシステム１００であって、そのシステムが着脱可能なマンドレル１０８と、医療用測位システム（ＭＰＳ）１０２と、電磁場発生装置１０４と、ＭＰＳセンサユニット１１０を含み、着脱可能なマンドレルが外科用針の内部に設置され、その着脱可能なマンドレルが外科用針に出し入れすることができて、その着脱可能なマンドレルの先端にＭＰＳセンサが設置され、電磁場発生装置が電磁場を発生させ、ＭＰＳがＭＰＳセンサおよび電磁場発生装置に連結され、電磁場に基づいてＭＰＳセンサが出力を生成し、ＭＰＳがＭＰＳの各座標系における着脱可能なマンドレルの先端の位置を確認し、ＭＰＳが着脱可能なマンドレルの先端の位置の各示度を生じ、外科用針を標的臓器へ進めることが可能になる。【選択図】図１
2008253729.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外科用針を患者の身体の標的臓器へ進めるためのシステムであって、
前記外科用針の内部に着脱可能なマンドレルが設置され、前記外科用針に出し入れすることができる前記着脱可能なマンドレルと、
前記着脱可能なマンドレルの先端に設置された医療用測位システム（ＭＰＳ）センサと、
電磁場を発生させるための電磁場発生装置と、
前記ＭＰＳセンサおよび前記電磁場発生装置に連結されるＭＰＳで、前記電磁場に基づいて前記ＭＰＳセンサが出力を生成し、前記ＭＰＳは前記ＭＰＳセンサの前記出力に基づいて前記ＭＰＳの各座標系における前記着脱可能なマンドレルの前記先端の位置を確認し、前記ＭＰＳが前記位置の各示度を生じ、前記外科用針が標的臓器へ進むことを可能にするＭＰＳを備えるシステム。
【請求項２】
前記ＭＰＳセンサがＭＰＳハウジング内に設置され、前記ＭＰＳハウジングが円柱の形態をしていることと、
前記ＭＰＳハウジングが前記着脱可能なマンドレルの前記先端に堅固に連結されることと、
前記ＭＰＳハウジングが前記患者の前記身体の前記好ましくない身体物質の外科用針への侵入を阻止し、前記外科用針が前記標的臓器へ進められることを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記ＭＰＳセンサがＭＰＳハウジング内に設置され、前記ＭＰＳハウジングが管の形態をしていることと、
前記ＭＰＳハウジングが前記着脱可能なマンドレルの遠位端において前記着脱可能なマンドレルの外面に堅固に連結されることを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記ＭＰＳハウジングの内径が前記着脱可能なマンドレルの外径と実質上同じであることを特徴とする、請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記ＭＰＳハウジングの外径が前記着脱可能なマンドレルの外径と実質上同じであることと、
前記着脱可能なマンドレルがその遠位部に受け口を含むことと、
前記ＭＰＳハウジングが前記受け口内部に設置されることを特徴とする、請求項３に記載のシステム。
【請求項６】
前記ＭＰＳセンサがＭＰＳハウジング内に設置され、前記ＭＰＳハウジングが接着剤の形態をしていて前記ＭＰＳセンサを被覆することを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記着脱可能なマンドレルが中実の棒の形態をしていることを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記着脱可能なマンドレルが管の形態をしていることを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
前記ＭＰＳセンサが前記着脱可能なマンドレルの外面に巻かれた導電性コイルの形態をしていることを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
前記ＭＰＳセンサに連結されるプロセッサと、
画像源が前記プロセッサに連結され、前記画像源が前記標的臓器の臓器画像を含むことと、
前記プロセッサに連結されるディスプレイをさらに備え、
前記出力に基づいて前記プロセッサが前記ＭＰＳセンサの前記位置を確認することと、
前記プロセッサが前記臓器画像上に前記位置の表現の重複像を生じることと
前記ディスプレイが前記重複像を表示することを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
前記着脱可能なマンドレルの前記先端に設置される放射線不透過性マーカをさらに備え、前記ディスプレイが前記標的臓器の画像上に前記放射線不透過性マーカの画像を表示することを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
【請求項１２】
前記ＭＰＳセンサが電導体を介して前記ＭＰＳに連結されることを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記示度が、
視覚的示度、
聴覚的示度、および
触覚的示度からなるリストより選択されることを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
【請求項１４】
前記外科用針が、前記標的臓器から体液試料を回収するために使用されることを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
【請求項１５】
前記外科用針が治療物質を前記標的臓器へ注入するために使用されることを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
【請求項１６】
前記外科用針が使い捨て可能であることを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
【請求項１７】
前記着脱可能なマンドレルの上に置かれる使い捨て可能な障壁をさらに備え、前記使い捨て可能な障壁が前記患者間でウイルスまたは細菌が移る確率を低減させる、請求項１に記載のシステム。
【請求項１８】
前記着脱可能なマンドレルが前記患者の前記身体の好ましくない身体物質の前記外科用針への侵入を阻止し、前記外科用針が前記標的臓器へ進められることを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
【請求項１９】
外科用針と、
前記外科用針の内部に設置される着脱可能なマンドレルと、
医療用測位システム（ＭＰＳ）センサが前記着脱可能なマンドレルの先端に設置され、前記ＭＰＳセンサがＭＰＳに連結され、前記ＭＰＳが電磁場発生装置に連結され、前記電磁場発生装置が電磁場を発生させ、前記電磁場に基づいて前記ＭＰＳセンサが出力を生成し、前記ＭＰＳが前記ＭＰＳセンサの前記出力に基づいて前記ＭＰＳの各座標系における前記着脱可能なマンドレルの前記先端の位置を確認し、前記ＭＰＳが前記位置の各示度を生じ、前記外科用針が標的臓器へ進むことを可能にすることを備える外科用針システム。
【請求項２０】
前記外科用針が前記標的臓器から体液試料を回収するために使用されることを特徴とする、請求項１９に記載のシステム。
【請求項２１】
前記外科用針が治療物質を前記標的臓器へ注入するために使用されることを特徴とする、請求項１９に記載のシステム。
【請求項２２】
前記外科用針が使い捨て可能であることを特徴とする、請求項１９に記載のシステム。
【請求項２３】
外科用針を患者の前記身体の標的臓器へ進め、前記外科用針がその内部に着脱可能なマンドレルを含むための方法であって、
前記着脱可能なマンドレルの先端に設置される医療用測位システム（ＭＰＳ）センサをＭＰＳに連結させる手順と、
電磁場発生装置により電磁場を発生させる手段と、
前記電磁場に基づいて前記ＭＰＳセンサにより出力が生成される手段と、
前記着脱可能なマンドレルの前記先端の前記位置の各座標を、前記ＭＰＳセンサの前記出力に基づいて前記ＭＰＳの各座標系において確認する手段と、
前記座標に基づいて前記位置の各示度を生じる手段を備え、前記外科用針が標的臓器へ進むことを可能にする、方法。
【請求項２４】
前記標的臓器の画像上に前記位置の表現の重複像を生成する手段をさらに備える、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記重複像を表示する手段をさらに備える、請求項２３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
開示された技術は概して医療用具と関連があり、具体的には患者の身体から体液試料を回収するための方法およびシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
患者の疾患を診断するため、組織または羊水などの有機物の試料が身体から摘除される。標的組織など固体物質の場合、生検針を用いて身体から試料が摘除される。生検針には、試料を摘除するための容器が含まれる。羊水など体液の場合、外科用針が患者の子宮の子宮腔に挿入され、外科用針の内腔を介して羊水検体が駆出される。子宮腔前面の粘膜は外科用針の開口部を遮断し得るが、外科用針は子宮腔前面を通過して子宮腔へ入る。
【０００３】
外科用針が患者の体内に挿入されるときにマンドレル（心棒）が内腔へ挿入されて外科用針の開口部を遮断し、好ましくない組織や体液が内腔へ侵入するのを防ぐ。そうすることにより試料の汚染が防止される。外科用針の先端が子宮腔の任意の位置に到達するとマンドレルが内腔から引き抜かれ、羊水検体が駆出される。治療スタッフにとっては、患者の体内にある外科用針の先端の位置および向きを知り、任意の臓器の周囲組織に対する物理的損傷を最小限にするのが望ましい。
【０００４】
カテーテルまたは生検針など外科用器具の先端の位置および向きを確認する方法は、当分野では周知である。そのような方法の１つは、生検針の先端の周囲に巻かれたセンサを利用する。センサは空間における位置および向きに基づいて、電磁場に反応して電気出力を生成する。ディスプレイはセンサの出力に基づいて、患者の身体の画像上に上書きされる生検針の先端の位置および向きの表現を表示する。
【０００５】
別の方法ではカテーテルの先端内部に設置されたセンサを利用し、そのセンサが同様の方法でカテーテルの先端の位置および向きを検知する。また、別の方法では患者の体内に挿入される探針内に設置された電子スピン共鳴（ＥＳＲ）用試料を利用し、この患者は磁気共鳴画像（ＭＲＩ）装置により描出される。ＭＲＩの磁場存在下において、ＥＳＲの周波数に基づきＥＳＲ用検体の位置および向きが確認される。
【０００６】
特許文献１「場所を確認できる生検針」Ｂｅｎ−Ｈａｉｍ他は、生検針の軌道を決定し、生検針を体内の標的組織へ進めるためのシステムを目的としている。このシステムには、超音波画像器、第１の位置センサ、および第２の位置センサが含まれる。生検針には内側部分が含まれる。この内側部分には組織用容器が含まれる。第１の位置センサは、組織用容器の遠位に設置される。第２の位置センサは、超音波画像器の上に設置される。
【０００７】
この超音波画像器は、上記標的組織の上の体表に位置付けられる。超音波画像器の画像面により、標的組織が二分される。画像面に関連する第１の位置センサは、動的に確認され得る。生検針が進む実際の軌道は、移動時に針の位置を記録することにより確認され得る。
【０００８】
特許文献２「磁場を用いた位置および方向測定」Ｓｃｈｎｅｉｄｅｒは、カテーテルの位置および向きを確認するためのシステムを目的とする。このシステムには多様な磁場発生手段、センサ、増幅器、アナログデジタル変換器（ＡＤＣ）、プロセッサ、デジタルアナログ変換器（ＤＡＣ）、多重化装置、および多様な駆動増幅器が含まれる。
【０００９】
磁場発生手段には、それぞれ１対のＢ‐磁場発生装置のコイル（磁場コイル等）が含まれる。センサはコイルの形態をしている。シグナルプロセッサは低域フィルタの形態をしていて、そのプロセッサに到達する異周波を低減させる。センサは増幅器に接続される。シグナルプロセッサは増幅器およびＡＤＣに接続される。そのプロセッサはＡＤＣおよびＤＡＣに接続される。多重化装置はＤＡＣおよび駆動増幅器に接続される。その駆動増幅器は磁場発生手段に接続される。
【００１０】
駆動増幅器はＢ‐磁場発生装置の各コイルに電力を供給する。センサはその磁場発生手段が発生させる電磁場を受信する。増幅器はそのセンサの出力を増幅させる。シグナルプロセッサはその増幅器が増幅した出力を処理する。ＡＤＣは増幅された出力をアナログ式からデジタル式へと変換させる。プロセッサは信号中断法を実行することによって、センサの位置および向きを確認する。
【００１１】
特許文献３「探針位置決定のための方法および装置」Ｅｈｎｈｏｌｍ他は、患者の解剖学的構造内の探針の位置を確認するためのシステムを目的とする。このシステムには、探針、ロックユニット、位置獲得調節器、勾配調節器、およびディスプレイが含まれる。探針には、磁気共鳴画像（ＭＲＩ）装置の磁気により生じる磁場に位置するときに共鳴する有効な電子スピン共鳴（ＥＳＲ）用試料が含まれる。ＭＲＩ装置には磁気、主な磁場、および勾配コイルが含まれる。ロックユニットは探針および位置獲得調節器に接続される。位置獲得調節器は勾配調節器に接続される。ディスプレイは、位置獲得調節器に接続される。
【００１２】
患者は、ＭＲＩ装置の撮像域に位置付けられる。探針が生検針に挿入され、その生検針が患者の解剖学的構造内に挿入される。ロックユニットは、ＥＳＲ用試料のＥＳＲ周波数および探針上に作用する局所磁場を測定する。その測定結果に基づき、位置獲得調節器は勾配調節器を介して勾配コイル上に作用する。
【００１３】
ＭＲＩ装置は３種類の勾配磁場を生成する。この３種類の勾配磁場に基づいて、ＥＳＲ試料の位置が確認される。その１つの勾配磁場の存在下では、ＥＳＲ周波数はその勾配磁場沿いにあるＥＳＲ試料の位置の関数である。このシステムは、３方向におけるＥＳＲ周波数を測定することにより、探針の座標を確認するする。ディスプレイは、患者の画像上に上書きされる探針の位置を表示する。生検針が患者の解剖学的構造の任意の位置に到達すると探針が生検針から引き抜かれ、生検用マンドレルが生検針の中に挿入され、患者の解剖学的構造から生検試料が回収される。
【特許文献１】国際公開第９７／２９６８２号
【特許文献２】米国特許第６０７３０４３号
【特許文献３】米国特許第５８８２３０４号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
開示された技術の目的は、外科用針を患者の身体の標的臓器へ進めるための新規の方法およびシステムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
したがって、開示された技術により、外科用針を患者の身体の標的臓器へ進めるためのシステムが提供される。このシステムには、着脱可能なマンドレル、医療用測位システム（ＭＰＳ）センサ、電磁場発生装置、およびＭＰＳが含まれる。着脱可能なマンドレルは外科用針の内部に設置される。この着脱可能なマンドレルは外科用針に出し入れすることができる。ＭＰＳセンサは着脱可能なマンドレルの先端に設置される。
【００１６】
電磁場発生装置は電磁場を発生させる。ＭＰＳはＭＰＳセンサおよび電磁場発生装置に接続される。このＭＰＳセンサは電磁場に基づいて出力を生成する。ＭＰＳはこのＭＰＳセンサの出力に基づいて、ＭＰＳの各座標系における着脱可能なマンドレルの先端の位置を確認する。ＭＰＳは着脱可能なマンドレルの先端の位置の各示度を生じ、外科用針を標的臓器へ進めることを可能にする。
【００１７】
したがって、開示された技術の別の態様により、外科用針システムが提供される。このシステムには、外科用針、着脱可能なマンドレル、および医療用測位システム（ＭＰＳ）センサが含まれる。着脱可能なマンドレルは外科用針の内部に設置される。ＭＰＳセンサはこの着脱可能なマンドレルの先端に設置される。ＭＰＳセンサはＭＰＳに連結される。
【００１８】
ＭＰＳは電磁場発生装置に連結される。この電磁場発生装置は電磁場を発生させる。ＭＰＳセンサは電磁場に基づいて出力を生成する。ＭＰＳはこのＭＰＳセンサの出力に基づいて、ＭＰＳの各座標系における着脱可能なマンドレルの先端の位置を確認する。ＭＰＳは着脱可能なマンドレルの先端の位置の各示度を生じ、外科用針を標的臓器へ進めることを可能にする。
【００１９】
したがって、開示されたさらなる態様により、外科用針を患者の身体の標的臓器へ進めるためのシステムが提供される。外科用針はその中に着脱可能なマンドレルを含む。その方法には、医療用測位システム（ＭＰＳ）センサをＭＰＳに連結させる手順と、電磁場を発生させる手法と、ＭＰＳセンサにより出力を生成する手順が含まれる。その方法には、着脱可能なマンドレルの先端の位置の各座標を確認する手順と、着脱可能なマンドレルの先端の位置の各示度を生ずる手順がさらに含まれる。
【００２０】
ＭＰＳセンサは着脱可能なマンドレルの先端に設置される。電磁場は電磁場発生装置により発生する。ＭＰＳセンサの出力は電磁場に基づいて生成される。着脱可能なマンドレルの先端の位置の各座標は、ＭＰＳセンサの出力に基づいてＭＰＳの各座標系において確認される。確認された座標に基づいて着脱可能なマンドレルの先端の位置の各示度が生じ、外科用針を標的臓器へ進めることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
開示された技術は、外科用針の着脱可能なマンドレルの先端に設置された医療用測位システム（ＭＰＳ）を提供することにより先行技術の短所を克服するものであり、ＭＰＳはＭＰＳセンサおよび電磁場発生装置に連結される。外科用針は患者の身体の標的臓器から体液試料を回収する、あるいは治療物質（抗癌物質、抗凝固物質等）を標的臓器へ注入するために使用される。着脱可能なマンドレルは外科用針から出し入れすることが可能であり、患者の身体の好ましくない身体物質が外科用針へ侵入するのを阻止し、外科用針は患者の体内の標的臓器へ進められる。
【００２２】
ＭＰＳセンサは電磁場発生装置が発生させる電磁場に基づいて出力を生成する。ＭＰＳセンサはこのＭＰＳセンサの出力に基づいてＭＰＳの各座標系における着脱可能なマンドレルの先端の位置の座標を確認する。ＭＰＳは着脱可能なマンドレルの先端の座標に基づいて着脱可能なマンドレルの先端の表現を表示し、マンドレルを外科用針から出して臓器から体液試料を回収できるようにする。以下の「位置」という用語は、3次元座標系における対象物の位置、向き、または位置と向きの両方を意味する。
【００２３】
ここで図１を参照する。図１は概して１００と呼ばれる、開示された技術の１つの実施形態により構築され操作される、外科用針を患者の身体の標的臓器へ進めるためのシステムを図解する。システム１００は、医療用測位システム（ＭＰＳ）１０２、磁場発生装置１０４、外科用針１０６、着脱可能なマンドレル１０８、ＭＰＳセンサユニット１１０、ディスプレイ１１２、および画像源１１４を含む。ＭＰＳ１０２は、プロセッサ１１６およびアナログデジタル変換器（ＡＤＣ）１１８を含む。ＭＰＳセンサユニット１１０は、ＭＰＳハウジング（図なし）およびＭＰＳセンサ（図なし）を含む。このＭＰＳハウジングは接着剤の形態をし、ＭＰＳセンサユニット１１０の上に塗布され、熱等を適用することにより、そのＭＰＳセンサユニット１１０の上にプラスチックチューブおよびゴム弾性チューブを接着させる。このＭＰＳセンサはＭＰＳハウジング内に設置される。このＭＰＳハウジングは円柱形である。プロセッサ１１６は電磁場発生装置１０４、ディスプレイ１１２、画像源１１４、およびＡＤＣ１１８に連結される。
【００２４】
ＭＰＳセンサは電磁コイルの形態（巻きワイヤ等）であり、電磁場に反応して電気出力を生成する。ＭＰＳハウジングはステンレス鋼等の金属製である。着脱可能なマンドレル１０８はステンレス鋼、プラスチック、セラミック等の金属製である。着脱可能なマンドレル１０８は孔１２０を有する管形である。ＭＰＳセンサユニット１１０は、先行技術における周知の方法、例えば溶接、ろう付け、接着剤の使用、圧着（円錐体を有するセンサユニット１１０等）により、着脱可能なマンドレル１０８の先端に堅固に連結される。ＭＰＳセンサは、孔１２０を通過するワイヤ１２２および１２４を介してＡＤＣ１１８に連結される。
【００２５】
画像源１１４はコンピュータ断層撮影装置（ＣＴ）、磁気共鳴画像装置（ＭＲＩ）、陽電子放射形コンピュータ断層撮影装置（ＰＥＴ）、単光子放射線コンピュータ断層撮影装置（ＳＰＥＣＴ）、超音波画像検出装置、赤外線画像検出装置、ｘ線画像装置（Ｃアーム等）、光干渉断層計（ＯＣＴ）等の形態をしている。画像源１１４は、患者に対する医療操作時に獲得される患者（図なし）の身体（図なし）の臓器（図なし）のリアルタイムのビデオ画像（図なし）を提供する。代替方法として、画像源１１４はデータベースの形態をしていて、患者に対する医療操作前に獲得される臓器の画像を含む。さらなる代替方法として、画像源１１４は臓器の静止画像を含む。
【００２６】
画像源１１４は標的臓器の２次元画像を作成することができる。代替方法として、画像源１１４は標的臓器の３次元画像を作成することができる。さらなる代替方法として、画像源１１４は標的臓器の右画像および左画像を作成することができるため、使用者はディスプレイ１１２上にその画像を表示することによって（立体視眼鏡を使用する等）その像の立体感をつかめるようになる。
【００２７】
着脱可能なマンドレル１０８の外径は外科用針１０６の内腔１２６の内径より小さく、着脱可能なマンドレル１０８は内腔１２６内で矢印１２８および１３０で示した方向に移動することできる。着脱可能なマンドレル１０８およびＭＰＳセンサユニット１１０の外経はＭＰＳセンサユニット１１０と着脱可能なマンドレル１０８を同時に１２８および１３０の方向に移動できるような数値とし、ＭＰＳセンサユニット１１０は内腔１２６の遠位部１３２と内腔１２６の近位部１３４を物理的に分離する。このような方法でＭＰＳセンサユニット１１０は内腔１２６の内壁１３６を封止し、それによって遠位部１３２に存在する液体物質および固体物質は近位部１３４に到達できなくなる。代替方法として、封止材（図なし。エラストマー製Ｏリング等）とＭＰＳセンサユニット１１０の遠位端を連結して、ＭＰＳセンサユニット１１０と内腔１２６の内壁１３６との間の空間を封止する。
【００２８】
使用者は外科用針１０６を用いて患者の標的臓器（患者の子宮腔等）から体液試料（羊水等）を回収することができる。代替方法として、使用者は外科用針１０６を用いて治療物質（抗癌物質、抗凝固物質等）を標的臓器へ注入することができる。外科用針１０６が体液試料を採取するために使用される場合、着脱可能なマンドレル１０８は体液試料が汚染されるのを防止するために使用される。外科用針１０６が治療物質を標的臓器へ注入するために使用される場合、着脱可能なマンドレル１０８は外科用針１０６から化学物質を流出させるために使用される。
【００２９】
使用者が外科用針１０６を用いて患者の皮膚を穿刺する際には、任意の体液を含む標的臓器の選択部位に到達するため、外科用針１０６は標的臓器近傍に存在する様々な組織および体液を通過する。標的臓器の体液について信頼し得る検査を行うため、体液試料は実質上純性で、好ましくない身体物質（組織および体液等）が標的臓器近傍に実質上ほとんど存在しない状態にする必要がある。
【００３０】
患者の皮膚を穿刺する前に、使用者は着脱可能なマンドレル１０８を１２８の方向に進めて外科用針１０６の内腔１２６に挿入し、ＭＰＳセンサユニット１１０を遠位部１３２に設置する。このような方法で、ＭＰＳセンサユニット１１０は好ましくない物質が遠位部１３２から近位部１３４に到達するのを防ぎ、好ましくない物質が近位部１３４に侵入するのを阻止する。
【００３１】
ＭＰＳセンサは電磁場発生装置１０４が発生させる電磁場に反応してアナログの電気出力を生成する。ＡＤＣ１１８はアナログの電気出力をデジタル式へと変換させ、このデジタルの出力をプロセッサ１１６に提供する。このデジタルの出力に基づいてプロセッサ１１６がＭＰＳセンサの位置を確認するため、３次元の座標系における着脱可能なマンドレル１０８の先端の位置も確認する。プロセッサ１１６はＭＰＳセンサの位置に基づいて外科用針１０６の先端の位置の示度を生じるため、使用者は外科用針１０６を標的臓器に進めることができる。この示度は、例えば、視覚、聴覚、触覚等により得られる。
【００３２】
視覚的示度の場合、ディスプレイ１１２が視覚的示度を表示する。示度が聴覚的または触覚的である場合、システムはプロセッサに連結されるユーザーインターフェース（図なし）を含み、この示度を使用者に提示する。
【００３３】
プロセッサ１１６は、画像源１１４が提供する標的臓器の画像上に着脱可能なマンドレル１０８の先端の位置の表現（図なし）を重ね合わせることができる。次いでプロセッサ１１６はディスプレイ１１２上の標的臓器の画像上に着脱可能なマンドレル１０８の先端の位置の表現の重複像を表示させる。このような方法で、使用者は着脱可能なマンドレル１０８の軌道および遠位部１３２を見ながら外科用針を患者の体内の標的臓器へ進める。この画像の助けを借りて使用者は周囲組織をほとんど切断することのないように、さらには遠位部１３２が標的臓器の選択部位に直接到達するように、患者の体内にある外科用針１０６を操作することができる。
【００３４】
使用者は外科用針１０６を用いて標的臓器から体液試料を回収することができる。この場合、遠位部１３２が標的臓器の選択部位に位置していることをシステム１００が使用者に知らせる際に、使用者は外科用針１０６の内腔１２６から着脱可能なマンドレル１０８を引き抜き、吸引メカニズム（メカニカルポンプ、電気ポンプ等）を用いて体液試料を容器（バイアル等）に回収することができる。着脱可能なマンドレル１０８の先端に設置されるＭＰＳセンサユニット１１０が好ましくない身体物質が近位部１３４へ侵入するのを防ぎ、そうすることにより標的臓器の体液試料の汚染が防止されることに留意する。
【００３５】
代替方法として、使用者は外科用針を用いて治療物質を標的臓器へ注入することができる。この場合、遠位部が標的臓器の選択部位に位置していることをシステムが使用者に知らせる際に、使用者は外科用針の内腔から中実の棒でできた着脱可能なマンドレルを引き抜き、次いで治療物質を標的臓器へ注入することができる。
【００３６】
外科用針１０６は使い捨て可能な外科用針であり、異なる患者間で伝染病が移らないようにし得ることにさらに留意する。しかし、着脱可能なマンドレル１０８とセンサユニット１１０は、異なる患者に対し医療操作するために使用することができる。この場合、例えば患者間でウイルスまたは細菌が移る確率は、例えば着脱可能なマンドレルの上に使い捨て可能な障壁を置く（ラテックスなどのポリマーシート等）、着脱可能なマンドレルを減菌してから医療操作する等によって低減される。
【００３７】
ここで図２を参照する。図２は概して１６０と呼ばれる、開示された技術の別の実施形態により構築され操作される、外科用針を患者の身体の標的臓器へ進めるためのシステムを図解する。システム１６０はＭＰＳ１６２、受信器１６４、電磁場発生装置１６６、送信器１６８、着脱可能なマンドレル１７０、ＭＰＳセンサユニット１７２、外科用針１７４、ディスプレイ１７６、および画像源１７８を含む。ＭＰＳ１６２はプロセッサ１８０およびＡＤＣ１８２を含む。図１に関して上述した通り、ＭＰＳ１６２、電磁場発生装置１６６、外科用針１７４、ディスプレイ１７６、および画像源１７８は、それぞれＭＰＳ１０２、電磁場発生装置１０４、外科用針１０６、ディスプレイ１１２、および画像源１１４とほぼ同じである。
【００３８】
図１に関して上述した通り、ＭＰＳセンサユニット１７２は、センサユニット１１０のＭＰＳセンサおよびＭＰＳハウジングとほぼ同じであるＭＰＳセンサ（図なし）およびＭＰＳハウジング（図なし）を含む。着脱可能なマンドレル１７０は中実の棒の形態をしている。図１に関して上述した通り、代替方法として、着脱可能なマンドレルは着脱可能なマンドレル１０８とほぼ同じ管の形態をしている。
【００３９】
プロセッサ１８０は電磁場発生装置１６６、ディスプレイ１７６、画像源１７８、およびＡＤＣ１８２に連結される。受信器１６４はＡＤＣ１８２に連結される。図１に関して上述した通り、ＭＰＳセンサユニット１７２は、ＭＰＳセンサユニット１１０と着脱可能なマンドレル１０８を連結させるのと同様の方法で、着脱可能なマンドレル１７０に連結される。送信器１６８は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、ＷｉＦｉ、Ｚｉｇｂｅｅ、ＩＥＥＥ  ８０２シリーズ等のワイヤレスリンクにより受信器１６４に連結される。
【００４０】
送信器１６８は物理的には着脱可能なマンドレル１７０およびＭＰＳセンサユニット１７２に、電気的にはＭＰＳセンサに連結される。送信器１６８は着脱可能なマンドレル１７０の先端に設置される。この場合、着脱可能なマンドレル１７０は中実の棒の形態をしている。代替方法として、送信器１６８は着脱可能なマンドレルの近位端に設置され、その場合、この送信器は着脱可能なマンドレルの孔を通過する１対のワイヤによりＭＰＳセンサに連結される。さらに代替方法として、送信器１６８はＭＰＳセンサユニット１７２に組み込まれる。システム１６０は、ＭＰＳセンサがワイヤレスリンクによりＭＰＳ１６２に連結されることを除けば、システム１００と同様に動作する。
【００４１】
ここで図３を参照する。図３は概して２１０と呼ばれる、開示された技術のさらなる実施形態により構築され操作される、患者の身体の標的臓器から体液試料を回収する、あるいは治療物質を標的臓器へ注入するための装置を図解する。装置２１０は外科用針２１２、着脱可能なマンドレル２１４、およびＭＰＳセンサ２１６を含む。着脱可能なマンドレル２１４は孔２１８を有する管の形態をしている。ＭＰＳセンサ２１６は、着脱可能なマンドレル２１４の先端において着脱可能なマンドレル２１４の外面２２０に巻かれたワイヤの形態をしている。上述した通り、ＭＰＳセンサ２１６は、ＭＰＳ１０２（図１）とほぼ同じであるＭＰＳ（図なし）および孔２１８を通過する１対のワイヤ（図なし）に連結される。
【００４２】
上述した通り、代替方法として、装置２１０は送信器１６８（図２）とほぼ同じである送信器（図なし）を含むことがある。図２に関して上述した連結とほぼ同様に、この送信器は着脱可能なマンドレルおよび受信器（図なし）に連結される。
【００４３】
着脱可能なマンドレル２１４の外径およびＭＰＳセンサ２１６のワイヤ径は、それぞれ着脱可能なマンドレル２１４のＭＰＳセンサ２１６と外面２２０とが外科用針２１２の内腔２２４の内壁２２２を封止するような数値とする。このような方法で、着脱可能なマンドレル２１４の先端は、好ましくない身体物質が内腔２２４の遠位部２２６から内腔２２４の近位部２２８へ侵入するのを阻止する。その結果、装置２１０は実質上患者（図なし）の身体（図なし）の標的臓器（図なし）から汚染されていない体液試料を回収することができる。
【００４４】
図３に記載の実施例において、着脱可能なマンドレル２１４は管の形態をしている。発明者は、孔２１８の径が十分小さければ、着脱可能なマンドレル２１４は好ましくない身体物質が内腔２２４の遠位部２２６から内腔２２４の近位部２２８へ侵入するのを阻止することができることを見出した。この阻止作用は、孔２１８の径と好ましくない身体物質の粘度間の関係に依存する（孔２１８の径が十分小さい、または好ましくない身体物質の粘度が十分大きい場合、この好ましくない身体物質は孔２１８内に流入することができない等）。しかし、着脱可能なマンドレルは中実の棒でできていることがあり、その場合、ＭＰＳセンサ２１６は送信器を介してその出力を送信する。
【００４５】
ここで図４を参照する。図４は概して２５０と呼ばれる、開示された技術の別の実施形態により構築され操作される、患者の身体の標的臓器から体液試料を回収する、あるいは治療物質を標的臓器へ注入するための装置を図解する。装置２５０は外科用針２５２、ＭＰＳセンサユニット２５４、放射線不透過性マーカ２５６、および着脱可能なマンドレル２５８を含む。ＭＰＳセンサユニット２５４はＭＰＳセンサ（図なし）およびＭＰＳハウジング（図なし）を含む。ＭＰＳセンサユニットはＭＰＳハウジング内に設置される。ＭＰＳセンサユニット２５４および放射線不透過性マーカ２５６は着脱可能なマンドレル２５８の遠位部２６６に設置される。
【００４６】
ＭＰＳハウジングはその内部にハウジング孔を含む（ＭＰＳハウジングが管の形態をしている等）。ハウジング孔の内径は着脱可能なマンドレル２５８の外径と実質上同じである。ハウジング孔の内壁（図なし）は、先行技術における周知の固定法、例えば溶接、ろう付け、接着剤を用いて接着させる等により、着脱可能なマンドレル２５８の外面２６０に連結される。放射線不透過性マーカ２５６はそのｘ線画像において可視化される金属箔の形態をしている（ｘ線下で放射線不透過性マーカ２５６が蛍光を発する等）。ＭＰＳハウジングの外径、外科用針２５２の内腔２６４の内壁２６２径、および放射線不透過性マーカの外径は、それぞれＭＰＳセンサユニット２５４が内壁２６２を封止し、着脱可能なマンドレル２５８、ＭＰＳセンサユニット２５４、および放射線不透過性マーカ２５６の組立品が内腔２６４に入れる数値とする。
【００４７】
ＭＰＳセンサはＭＰＳ（図なし）に連結される。プロセッサ（図なし）は、患者（図なし）の身体（図なし）の標的臓器（図なし）のリアルタイムの画像（ｘ線画像等。図なし）上に着脱可能なマンドレル２５８の先端の位置の表現を重ね合わせる。このプロセッサはディスプレイ（図なし）上にｘ線画像と放射線不透過性マーカ２５６のリアルタイムの画像を表示させる。
【００４８】
図４に記載の実施例において、着脱可能なマンドレル２５８は管の形態をしている。発明者は、着脱可能なマンドレル２５８のマンドレル孔の径が十分小さければ、着脱可能なマンドレル２５８は好ましくない身体物質が内腔２６４の遠位部から内腔２６４の近位部へ侵入するのを阻止することができることを見出した。しかし、上述した通り、着脱可能なマンドレルは中実の棒でできていることがあり、その場合、ＭＰＳセンサは送信器１６８（図２）とほぼ同じである送信器（図なし）を介してその出力を送信する。
【００４９】
ここで図５を参照する。図５は概して２９０と呼ばれる、開示された技術のさらなる実施形態により構築され操作される、患者の身体の標的臓器から体液試料を回収する、あるいは治療物質を標的臓器へ注入するための装置を図解する。装置２９０は外科用針２９２、ＭＰＳセンサユニット２９４、および着脱可能なマンドレル２９６を含む。ＭＰＳセンサユニット２９４はＭＰＳセンサ（図なし）およびＭＰＳハウジング（図なし）を含む。ＭＰＳセンサはＭＰＳハウジング内に設置される。
【００５０】
着脱可能なマンドレル２９６の外面２９８は受け口３００を含む。上述した通り、ＭＰＳセンサユニット２９４はＭＰＳセンサユニット２５４（図４）とほぼ同じである。ＭＰＳセンサユニット２９４は受け口３００内部にはめ込まれる。ＭＰＳハウジングの外径および着脱可能なマンドレル２９６の外径は、それぞれマンドレルの外面２９８およびＭＰＳハウジングの外面３０２が外科用針２９２の内腔３０６の内壁３０４を封止し、着脱可能なマンドレル２９６が内腔３０６に入れる数値とする。
【００５１】
図５に記載の実施例において、着脱可能なマンドレル２９６は管の形態をしている。発明者は、着脱可能なマンドレル２９６のマンドレル孔の径が十分小さければ、着脱可能なマンドレル２９６は好ましくない身体物質が内腔３０６の遠位部から内腔３０６の近位部へ侵入するのを阻止することができることを見出した。しかし、上述した通り、着脱可能なマンドレルは中実の棒でできていることがあり、その場合、ＭＰＳセンサは送信器１６８（図２）とほぼ同じである送信器（図なし）を介してその出力を送信する。
【００５２】
ここで図６を参照する。図６は、開示された技術の別の実施形態により操作される、図１のシステムを操作する方法を図解する。手順３３０において、外科用針の着脱可能なマンドレルの先端に設置されるＭＰＳセンサがＭＰＳおよび外科用針の内部に設置される着脱可能なマンドレルに連結される。図１に関して、ＭＰＳセンサユニット１１０のＭＰＳセンサは、ワイヤ１２２および１２４によりＭＰＳ１０２に連結される。ＭＰＳセンサユニット１１０は着脱可能なマンドレル１０８の先端に設置される。
【００５３】
手順３３２において、電磁場発生装置により電磁場が発生する。図１に関して、電磁場発生装置１０４は電磁場を発生させる。
【００５４】
手順３３４において、電磁場に基づいてＭＰＳセンサにより出力が生成される。図１に関して、ＭＰＳセンサユニット１１０のＭＰＳセンサは電磁場発生装置１０４により発生した電磁場に反応してアナログの電気出力を生成する。
【００５５】
手順３３６において、着脱可能なマンドレルの先端の位置の各座標は、ＭＰＳセンサの出力に基づいてＭＰＳの各座標系において確認される。図１に関して、ＡＤＣ１１８は手順３３４においてＭＰＳセンサにより生成されたアナログの電気出力をデジタル式へと変換させる。手順１１６はデジタル式のＭＰＳセンサの電気出力に基づいてＭＰＳ１０２の各座標系におけるＭＰＳセンサの位置を確認するため、着脱可能なマンドレル１０８の先端の位置も確認する。
【００５６】
手順３３８において、着脱可能なマンドレルの先端の位置の示度を生じ、外科用針を標的臓器に進めることができるようになる。図１に関して、プロセッサ１１６は、標的臓器の画像上にＭＰＳ１０２の座標系において着脱可能なマンドレル１０８の先端の位置の表現を重ね合わせ、ディスプレイ１１２上にこの重ね合わせた画像を表示させる。重ね合わせた画像をディスプレイ１１２上に表示することにより治療スタッフは着脱可能なマンドレル１０８の先端の位置を確認するため、標的臓器内の選択部位に対する外科用針１０６の先端を確認する。治療スタッフが外科用針１０６の先端を標的臓器の任意の位置に設置すると、スタッフは外科用針１０６から着脱可能なマンドレル１０８を抜去したのち標的臓器から体液試料を回収することができる。
【００５７】
開示された技術が上記で特に示され、記述されたことを制限するものではないことは、当業者により認められると考えられる。開示された技術の範囲は、むしろ以下の請求項によってのみ規定される。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
開示された技術は、以下の詳細な記述および図からより的確に理解・評価される。
【図１】開示された技術の１つの実施形態により構築され操作される、外科用針を患者の身体の標的臓器へ進めるためのシステムの図解。
【図２】開示された技術の別の実施形態により構築され操作される、外科用針を患者の身体の標的臓器へ進めるためのシステムの図解。
【図３】開示された技術のさらなる実施形態により構築され操作される、患者の身体の標的臓器から体液試料を回収する、あるいは治療物質を標的臓器へ注入するための装置の図解。
【図４】開示された技術の別の実施形態により構築され操作される、患者の身体の標的臓器から体液試料を回収する、あるいは治療物質を標的臓器へ注入するための装置の図解。
【図５】開示された技術のさらなる実施形態により構築され操作される、患者の身体の標的臓器から体液試料を回収する、あるいは治療物質を標的臓器へ注入するための装置の図解。
【図６】開示された技術の別の実施形態により操作される、図１のシステムを操作するための方法の図解。
【符号の説明】
【００５９】
１００  システム
１０２  医療用測位システム（ＭＰＳ）
１０４  磁場発生装置
１０６  外科用針
１０８  着脱可能なマンドレル
１１０  ＭＰＳセンサユニット
１１２  ディスプレイ
１１４  画像源
１１６  プロセッサ
１１８  アナログデジタル変換器（ＡＤＣ）
１２０  孔
１２２  ワイヤ
１２４  ワイヤ
１２６  内腔
１２８  （方向を示す）矢印
１３０  （方向を示す）矢印
１３２  内腔の遠位部
１３４  内腔の近位部
１３６  内腔の内壁
１６０  システム
１６２  ＭＰＳ
１６４  受信器
１６６  電磁場発生装置
１６８  送信器
１７０  着脱可能なマンドレル
１７２  ＭＰＳセンサユニット
１７４  外科用針
１７６  ディスプレイ
１７８  画像源
１８０  プロセッサ
１８２  ＡＤＣ
２１０  装置
２１２  外科用針
２１４  着脱可能なマンドレル
２１６  ＭＰＳセンサ
２１８  孔
２２０  外面
２２２  内壁
２２４  外科用針の内腔
２２６  内腔の遠位部
２２８  内腔の近位部
２５０  装置
２５２  外科用針
２５４  ＭＰＳセンサユニット
２５６  放射線不透過性マーカ
２５８  着脱可能なマンドレル
２６０  外面
２６２  内壁
２６４  内腔
２６６  着脱可能なマンドレルの遠位部
２９０  装置
２９２  外科用針
２９４  ＭＰＳセンサユニット
２９６  着脱可能なマンドレル
２９８  外面
３００  受け口
３０２  ＭＰＳハウジングの外面
３０４  内壁
３０６  内腔
３３０  外科用針の着脱可能なマンドレルの先端に設置されるＭＰＳセンサがＭＰＳおよび外科用針の内部に設置される着脱可能なマンドレルに連結される
３３２  電磁場発生装置により電磁場が発生する
３３４  電磁場に基づいてＭＰＳセンサにより出力が生成される
３３６  着脱可能なマンドレルの先端の位置の各座標は、ＭＰＳセンサの出力に基づいてＭＰＳの各座標系において確認される
３３８  着脱可能なマンドレルの先端の位置の示度を生じ、外科用針を標的臓器に進めることができるようになる
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2008253729.tif 000007
【図６】
2008253729.tif 000008
【外国語明細書】
2008253729000001.pdf