(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
組織処置装置であって、以下：
管腔を有する細長い送達デバイス（１２）；
複数の弾性部材（１８）であって、各々が、組織穿孔遠位部分を有し、該弾性部材は、折り畳んだ状態で該細長い送達デバイス内に配置可能であり、そして展開した状態で、曲率を有して該細長い送達デバイスから展開可能であり、そして該弾性部材の少なくともいくつかが、組織部位で特徴を同定するためのセンサ（２２）を有する、弾性部材、
を備え、そして該弾性部材の少なくともいくつかが電極であり、該電極は、組織の切除処置のためにＲＦエネルギー源（２０）に連結され得、該弾性部材の少なくとも１つは、管腔と、該管腔内に配置可能な光学センサとを含む、組織処置装置。
【請求項２】
前記センサを有する前記弾性部材のうちの少なくとも１つが、該少なくとも１つの弾性部材の遠位端に配置されるセンサを有する、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記センサが、光学センサ、熱センサ、音響センサ、ｐＨセンサ、気体センサ、フローセンサ、位置センサ、または圧力センサからなる群から選択される、請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
前記光学センサを有する弾性部材が、中空管であり、そして該光学センサが、該中空管内に保持される少なくとも１つの光ファイバーを備える、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記光ファイバーが、光源から標的組織へ光パルスを運搬し、そして該光パルスに応答する該標的組織からの光信号を受容するように適合されている、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記光学センサが、第一の光ファイバーおよび第二の光ファイバーを備え、該第一の光ファイバーは、第一の光信号を光源から標的組織に運搬するためのものであり、そして該第二の光ファイバーは、該第一の光信号に応答して、該標的組織から第二の光信号を運搬するためのものである、請求項４に記載の装置。
【請求項７】
前記電極の少なくとも１つが、該少なくとも１つの電極の少なくとも一部分を取り囲む関係で配置された絶縁体（３６）をさらに備える、請求項１〜６のいずれか１項に記載の装置。
【請求項８】
前記絶縁体がスライド可能に配置可能である、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
以下：
進行部材（１５）であって、該進行部材（１５）は、前記複数の弾性部材に連結された、進行部材、
をさらに備え、ここで、該進行部材が、前記細長い送達デバイスから該複数の弾性部材を進行させるように構成される、請求項１〜８のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１０】
前記複数の弾性部材が展開された状態にある場合、前記電極が切除容積を規定し、前記センサの少なくとも１つ以上が、該切除容積の外側に配置され、そして該センサの１つ以上が、該切除容積の内側に配置される、請求項１〜９のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１１】
第一の組の弾性部材が、第一の組織部位で組織特性を検出するように構成されたセンサを備え、そして第二の組の弾性部材が、第二の組織部位で組織特性を検出するように構成されるセンサを備える、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１２】
前記センサからの信号を処理し、組織型を同定するための、プロセッサ（３３８）をさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項１３】
前記プロセッサが、正常な組織と異常な組織とを区別するように作動可能であり、ここで、該異常な組織が、以下：
（ａ）異常に変異した組織、
（ｂ）異常に分割された組織、
（ｃ）異常なＤＮＡ合成組織、
（ｄ）癌性組織、
（ｅ）転移性組織、
（ｆ）不死組織、または
（ｇ）低酸素性組織、
のうちの少なくとも１を含む、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記プロセッサが、以下；
（ａ）壊死組織と非壊死組織、
（ｂ）壊死健常組織と非壊死健常組織、
（ｃ）壊死異常組織と非壊死異常組織、または
（ｄ）非壊死健常組織と壊死異常組織、
の少なくとも１つを区別するように作動可能である、請求項１２または１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記プロセッサが、組織切除手順についての臨床的終点を同定するように作動可能である、請求項１２〜１４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１６】
前記複数の弾性部材の少なくとも１つが、組織に付与される力に応答して移動方向の変化を生じるに十分な、弾性率、曲げ係数、テーパ、記憶性、またはガラス転移温度のうちの少なくとも１つを有する、請求項１〜１５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１７】
前記弾性部材の１つ以上が、（ｉ）エネルギー送達間隔の間に、（ｉｉ）組織乾燥条件で、（ｉｉｉ）組織炭化条件で、または（ｉｖ）組織蒸発条件で、組織サンプルを回収するように作動可能である、請求項１〜１６のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１８】
前記弾性部材の少なくとも１つが、流体送達のための少なくとも１つのポート（２３）で終結する管腔（７２）を有する、請求項１〜１７のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１９】
前記弾性部材の少なくとも１つの管腔に流体連結された標識剤の供給源をさらに備える、請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
前記センサが、前記標識剤の存在または非存在を検出するように作動可能である、請求項１９に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（技術分野）
本発明は全般的に、最小侵襲法を用いたインビボ組織生検試料の実施方法に関する。特に本発明は、光学的方法を用いたインビボ組織生検を実施するための方法および装置に関する。さらに詳細には、本発明は、罹患組織と健常組織とを区別し、組織処置を促すためのインビボ組織生検を実施するための方法および装置に関する。
【０００２】
（発明の背景）
種々の切除手法を用いて、罹患および／または異常組織を処置し得る。これらの方法は、選定標的組織の壊死を引き起こすよう意図された生理学的および構造的変化を生じる。罹患および他の異常組織の切除手法中に、臨床医は多数の困難および難題に遭遇し、これらの例としては、（ｉ）標的組織の位置を突き止めること、（ｉｉ）健常組織に対する罹患組織の生検および診断を実施する必要性、（ｉｉｉ）的確なデバイス設置、（ｉｖ）切除過程のモニタリング、（ｖ）（健常組織）縁の確保、および（ｖｉ）完了した切除の評価が挙げられる。現在の切除技法は、これらの要件を認識すること、したがって適切に処理することができなかった。
【０００３】
（発明の要旨）
本発明の一実施形態は、組織内に位置付け可能で管腔を含む細長の送達デバイス（ｄｅｌｉｖｅｒｙ  ｄｅｖｉｃｅ）を備える組織生検および処置装置を提供する。複数の弾性部材を有するセンサアレイが、上記細長の送達デバイスから展開可能である。この複数の弾性部材のうちの少なくとも１つは、折り畳まれた（ｃｏｍｐａｃｔｅｄ）状態で上記細長の送達デバイス内に位置付け可能であり、また、展開状態で上記細長の送達デバイスから組織内に湾曲して展開可能である。上記複数の弾性部材のうちの少なくとも１つは、センサ、組織穿孔遠位端または管腔のうちの少なくとも１つを備える。上記センサアレイは、組織部位において組織を容積測定サンプリングして（ｖｏｌｕｍｅｔｒｉｃａｌｌｙ  ｓａｍｐｌｅ）、標的組織部位における組織を識別または同定するように適合される幾何学的構成を有する。少なくとも１つのエネルギー送達デバイスが、上記センサアレイ、上記複数の弾性部材のうちの少なくとも１つまたは上記細長の送達デバイスのうちの１つに結合される。
【０００４】
別の実施形態は、組織内に位置付け可能で管腔を含む細長の送達デバイスを備える組織生検および処置装置を提供する。複数の弾性部材を有するセンサアレイが、上記細長の送達デバイスから展開可能である。この複数の弾性部材のうちの少なくとも１つは、折り畳まれた状態で上記細長の送達デバイス内に位置付け可能であり、また、展開状態で上記細長の送達デバイスから組織内に湾曲して展開可能である。上記複数の弾性部材のうちの少なくとも１つは、センサ、組織穿孔遠位端または管腔のうちの少なくとも１つを備える。上記センサアレイは、組織部位の少なくとも一部を容積測定サンプリングし、そのスペクトルプロファイルを測定して、この組織部位における組織を識別または同定するように適合される幾何学的構成を有する。少なくとも１つのエネルギー送達デバイスが、上記センサアレイ、上記複数の弾性部材のうちの少なくとも１つまたは上記細長の送達デバイスのうちの１つに結合される。
【０００５】
本発明のさらに別の実施形態は、組織内に位置付け可能で管腔を含む細長の送達デバイスを備える組織生検および処置装置を提供する。複数の弾性部材を有するセンサアレイが、上記細長の送達デバイスから展開可能である。この複数の弾性部材のうちの少なくとも１つは、折り畳まれた状態で上記細長の送達デバイス内に位置付け可能であり、また、展開状態で上記細長の送達デバイスから組織内に湾曲して展開可能である。上記複数の弾性部材のうちの少なくとも１つは、組織内で操作可能であり、管腔と、この管腔内に位置付け可能な光センサ部材とを備える。上記複数の弾性部材のうちの少なくとも１つは、センサ、組織穿孔遠位端または管腔のうちの少なくとも１つを備える。上記センサアレイは、組織部位において組織を容積測定サンプリングして、標的組織部位における組織を識別または同定するように適合される幾何学的構成を有する。少なくとも１つのエネルギー送達デバイスが、上記センサアレイ、上記複数の弾性部材のうちの少なくとも１つまたは上記細長の送達デバイスのうちの１つに結合される。
【０００６】
本発明のさらにまた別の実施形態は、組織内に位置付け可能で管腔を含む細長の送達デバイスを備える組織生検および処置装置を含む。複数の弾性部材を有するセンサアレイが、上記細長の送達デバイスから展開可能である。この複数の弾性部材のうちの少なくとも１つは、折り畳まれた状態で上記細長の送達デバイス内に位置付け可能であり、また、展開状態で上記細長の送達デバイスから組織内に湾曲して展開可能である。上記複数の弾性部材のうちの少なくとも１つは、センサ、組織穿孔遠位端または管腔のうちの少なくとも１つを備える。上記センサアレイは、標識剤を検出するように構成され、また、組織部位において組織を容積測定サンプリングして、標的組織部位における組織を識別または同定するように適合される幾何学的構成を有する。少なくとも１つのエネルギー送達デバイスが、上記センサアレイ、上記複数の弾性部材のうちの少なくとも１つまたは上記細長の送達デバイスのうちの１つに結合される。また、標識剤の供給源が、前記細長の部材または前記複数の弾性部材のうちの少なくとも１つの部材のうちの少なくとも１つに流体的に結合される。
【０００７】
本発明のさらに別の実施形態は、光学的に標識される一次マーカーまたは抗体が患者に注入されるか、あるいは腫瘍を含有する標的組織または器官部位に注射され、腫瘍により産生された、または腫瘍に関連したマーカーと特異的に結合する腫瘍検出方法を包含する。標的組織または器官部位は、センサアレイを備える生検切除装置により走査され、標識マーカー抗体の結合部位は、センサアレイを用いて、このような部位の光学的標識信号強度のレベル増大を検出することにより位置を突き止められる。この情報は、デジタル方式で格納され、モニタリングデバイス上に表示されて、腫瘍内の生検切除装置を的確に位置付けし、腫瘍を壊死させるエネルギーを送達するか、または腫瘍を切除して、切除容積を生じ得る。壊死腫瘍組織と結合するかまたは反応する第２のマーカーは、切除エネルギーの送達の前、最中または後に、腫瘍部位に注入または注射され得る。センサアレイを利用して、二次マーカー切除容積からの信号を検出し、この信号をデジタル方式で保存し、腫瘍容積と比較した切除容積のサイズを確定するために、腫瘍容積画像上に重ねて表示する。この実施形態は、２つの主要な利益を医師に提供する：（ｉ）腫瘍が完全に切除された／壊死に至らされたということの視覚的確証、（ｉｉ）この手法の臨床的結果を改善するために腫瘍容積より大きく切除される健常組織縁の量の選択的過剰制御。
【０００８】
（詳細な説明）
本発明の実施形態は、組織を光学的に生検し、その情報を使用して腫瘍を診断し、エネルギー送達デバイスを的確に位置付けして、腫瘍の完全切除を視覚的にモニタリングして確証するための方法および装置を提供する。本発明のさらなる実施形態は、光学的または他の手段により標的組織の精査を可能にするために、独立してまたは同時に展開され得る１以上の感知部材または感知アレイを包含する。組織を同定し、かつ組織のタイプおよび構造のトポグラフィをマッピングして、腫瘍を切除するためのエネルギー送達デバイスの適正な配置を容易にするために、遠隔測定法が光、温度およびインピーダンスフィードバックとともに用いられ得るよう、各アレイの展開が制御される。本発明のこれらおよび他の実施形態は、不完全な切除、または不適当な装置の配置による重要な解剖学的構造に対する望ましくない損害の危険を有意に低減しながら、臨床的終点の制御および確定を可能にする。
【０００９】
特定の実施形態は、異なる組織により生成される別個のスペクトルプロファイルを識別および同定するためにセンサからの入力を利用するよう構成される。この装置はさらに、これらのプロファイルを比較し、それらを利用して組織タイプ間を的確に同定および識別する分析方法を用いるために構成される。このような組織比較および同定は、転移および他のタイプの腫瘍の検出に特に適用可能である。これは、転移が、それらが生じるその後の腫瘍部位とは異なる身体部分に起源のある細胞からの組織の増殖であるという事実による。このようなこれらの異なる身体組織は異なる病理学的特徴を有するので、スペクトルプロファイル比較を用いて、標的組織試料内の転移または他の非天然腫瘍を認識し得る。
【００１０】
図１は、組織塊を容積測定的にサンプリングし、エネルギーまたは他の処置を送達して、切除容積５ａｖを生じることにより、標的組織部位５’中の腫瘍塊５’’を光学的に生検および処置するよう構成された組織生検および処置装置１０の実施形態を示す。次に図１および図２を参照すると、生検処置装置１０の一実施形態は、管腔１３を有する細長の部材すなわち導入器１２と、近位部分１４と、遠位端１６と、管腔１３内に位置付け可能な１以上の弾性部材１８と、弾性部材１８内に配置される管腔７２内に位置付け可能な１以上の感知部材２２ｍとを備える。遠位端１６は、線維性および／または被包性腫瘍塊、骨、軟骨および筋肉を含む組織を穿孔するのに十分に鋭くすることができる。管腔１３は、導入器１２の長さの全部または一部にわたって延び得る。弾性部材１８は、管腔１３内に位置付け可能であり、また、本明細書中に記載する進行デバイス１５または進行部材３４または他の手段によって遠位端１６の内外に進行可能であるように構成される複数１８ｐｌの弾性部材１８を備え得る。弾性部材１８は、導入器１２から湾曲して展開されて、標的組織部位５’中の容積５ａｖを集合的に規定し得る。一実施形態において、１以上の弾性部材１８の全部または一部は、本明細書中に記載するエネルギー送達デバイスまたはエネルギー送達部材１８ｅであり得る。エネルギー送達部材１８ｅは、エネルギー源すなわち電源２０に結合され得、また、１以上の管腔７２もまた備え得る。
【００１１】
様々な実施形態において、導入器１２は、可撓性、関節式かつ操縦可能であり得、光ファイバ（照明ファイバおよび結像ファイバの両方）と、流体経路および気体経路と、センサおよび電子ケーブルとを備え得る。一実施形態において、導入器１２は、組織を穿孔するとともに、組織内で操作可能であるように構成され得る。これは、導入器１２と一体であるか結合される針またはトロカール端であり得る組織穿孔遠位端１６に結合される可撓性部分の使用により達成され得る。導入器１２は、あらゆる所望の方向に組織を通って所望の組織部位５’へと移動するのに十分に可撓性であり得る。関連する実施形態において、導入器１２は、その移動方向を逆にして、もと来た方向へ（ｉｎ  ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ  ｂａｃｋ  ｕｐｏｎ  ｉｔｓｅｌｆ）移動するのに十分に可撓性である。これは、本明細書中に記載する可撓性材料および／またはたわみ（ｄｅｆｌｅｃｔｉｎｇ）機構の使用により達成され得る。また、導入器１２はその近位端１４において、ハンドル２４すなわちハンドピース２４に結合され得る。ハンドピース２４は、取り外し可能とすることができ、ポート２４’およびアクチュエータ２４’’を備え得る。
【００１２】
１以上のセンサ２２が、導入器１２、弾性部材１８またはエネルギー送達部材１８ｅに結合され得る。一実施形態において、センサ２２は、弾性部材１８の管腔７２内に位置付け可能とすることができる１以上の感知部材２２ｍを備えることができ、個々の弾性部材１８の内外に進行可能であるようにように構成されるか、弾性部材１８の外部に結合され得る。感知部材２２ｍは、多数の弾性部材１８内に位置付けられる複数の部材２２ｍｐｌを備え得る。弾性部材１８に結合される感知部材２２ｍまたはセンサ２２は、多数の位置における標的組織５’の精査を可能とするように独立して、または同時に展開され得る。感知部材２２ｍまたはセンサ２２の展開は、遠隔測定法を光、温度およびインピーダンスのフィードバックとともに用いて、組織タイプを同定し、組織塊、腫瘍または組織構造のトポグラフィをマッピングすることができるように制御され得る。
【００１３】
３３．感知部材２２ｍもまた、弾性部材１８から湾曲して展開されて、複数の感知部材２２ｍｐｌによって容積測定サンプリングされる容積５ｓｖ（サンプル容積５ｓｖとも呼ばれる）を集合的に規定し得る。集合的に、複数２２ｍｐの展開された感知部材２２ｍ、またはセンサ２２が結合した複数１８ｐｌの展開された弾性部材１８は、３次元または容積測定センサセンサアレイ２２ａを備え得る。センサ２２を多数の位置および平面に設けることによって、センサアレイ２２ａは、腫瘍塊５’’を含む標的組織部位５’内の組織を容積測定サンプリングする（たとえば多数の位置においてサンプリングする）ように構成される。センサアレイ２２ａはさらに、容積５ｓｖまたは組織部位５’内の多数の位置において同時に組織をサンプリングして、以下：（ｉ）腫瘍塊５’’の位置を突き止め、（ｉｉ）エネルギー送達デバイス１８ｅの位置または展開距離を認識し、（ｉｉｉ）発生する（ｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇ）切除容積をモニタし、（ｉｖ）２以上の部位（たとえば既知の健常組織および疑いのある罹患組織）間の信号を比較することによって組織感知生検および同定を行う、のうちの１以上を行うことが可能であるように構成される。様々な実施形態において、センサアレイ２２ａおよび／または複数の部材１８ｐｌは、サンプル容積５ｓｖについて、半球、球、楕円、円錐、錐体、多面体または４面体を含むがこれらに限定されない様々な形状を規定するように構成され得る。
【００１４】
次に図３ａおよび図３ｂを参照すると、代替的な実施形態において、感知部材２２ｍは、弾性部材１８中の、または弾性部材１８の表面上のスロット７２ｓを通って進行することができる。スロット７２ｓは、感知部材２２ｍを導き、進行させる進路として機能する。スロット７２はまた、弾性部材１８のねじり可撓性（ｔｏｒｓｉｏｎａｌ  ｆｌｅｘｉｂｉｌｉｔｙ）と、より少ない程度に横方向の可撓性（ｌａｔｅｒａｌ  ｆｌｅｘｉｂｉｌｉｔｙ）（剛性の逆数（ｒｅｃｉｐｒｏｃａｌ））とを増大させるように機能する。スロット７２ｓのサイズおよび形状は、横方向の可撓性への影響を最小（たとえば１０％未満）にして弾性部材１８の横方向の可撓性を増大させるようにも構成され得る。スロット７２ｓの形状としては、略半卵形または半円形が挙げられ得るが、これらに限定されない。様々な実施形態において、弾性部材１８のねじり可撓性は、１０〜２００％の範囲で、特定の実施形態では２５、５０および１００％増大させることができ、各々の場合に横方向の可撓性の増大はより低い。また様々な実施形態において、弾性部材１８のねじり可撓性は、スロット７２ｓ内に位置付けられる感知部材２２ｍの長さにより制御可能に調節され得る。一実施形態において、スロット７２を有する弾性部材１８の可撓性はスロット７２が空である場合に最大となり、スロット７２内に進行する感知部材２２ｍの長さが増大するにつれて弾性部材１８の可撓性は、感知部材２２ｍがスロット７２ｓを完全に埋めるまで低減される。図３ｃに示す関連実施形態において、感知部材２２ｍは、弾性部材１８外部のスロット７２ｓ内に固定して取り付けられるか、当該分野で公知の接着剤を用いて弾性部材１８の表面に接着され得るかのいずれかである。
【００１５】
様々な実施形態において、多数の感知部材２２ｍが、弾性部材１８の単一管腔７２および／または導入器１２の管腔１３を位置付け得、そしてそこから展開され得る。次に図４および図５を参照すると、一実施形態では、１以上の弾性部材１８の管腔７２内に２個の感知部材２２ｍ、すなわち、入射またはプローブビーム２２ｉｂを放射するように構成される発光部材２２ｍｅと、図５に示すような組織５による入射ビーム２２ｉｂの様々な光学的組織相互作用（散乱、反射または吸光を含む）の結果として得られる反射光（ｒｅｔｕｒｎｉｎｇ  ｌｉｇｈｔ）２２ｒｂを検出するように構成される光検出部材２２ｍｄとを位置付けることができる。
【００１６】
これらおよび他の実施形態において、感知部材２２ｍ、発光部材２２ｍｅおよび光検出部材２２ｍｄは、当該分野で公知のグラスファイバを含む光ファイバ、たとえばＤｏｗ  Ｃｏｒｎｉｎｇ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｍｉｄｌａｎｄ，  Ｍｉｃｈｉｇａｎ）またはＰｏｌｙｍｉｃｒｏ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ（Ｐｈｏｅｎｉｘ，  Ａｒｉｚｏｎａ）によって製造されるものであり得る。感知部材２２ｍの直径２２ｄは、０．００１〜０．０１０インチの範囲、好ましい実施形態では（クラッディングなしで）約０．００４インチであり得る。発光部材２２ｍｅが光ファイバである場合、１以上の発光部材２２ｍｅは、コリメーティングレンズまたは集束レンズ２２１を備え得るか、（好ましくは遠位端２２ｍｅｄにおいて）このレンズ２２１に結合されて、入射ビーム２２ｉｂを平行にし、かつ／または入射ビーム２２ｉｂのサイズを増大または低減し得る。同様に、光検出部材２２ｍｄは、コリメーティングレンズ２２１を備え得るか、好ましくは部材２２の近位端２２ｍｄｐにおいてこのレンズ２２１に結合されて、本明細書中に記載する光学的測定デバイスに反射光２２ｒｂが入る前にこの反射光２２ｒｂを平行にし得る。
【００１７】
図６に示す代替的な実施形態において、発光部材２２ｍｅおよび光検出部材２２ｍｄを含む感知部材２２ｍは、それらの遠位端が弾性部材１８の遠位端１８ｄｅとほぼ平らになるように弾性部材１８内に固定して位置付けされるか、遠位端１８ｄｅから数千分の一インチ以上だけわずかに突出する、または同様の量だけ遠位端１８ｄｅ内に凹むような他の配置で固定されることができる。これらの実施形態は、発光部材２２ｍｅと光検出部材２２ｍｄとの間の光学的関係を一定に保ち、いずれの部材の移動による信号の変化も低減するという利点を提供する。関係する実施形態において、感知部材２２ｍおよび発光部材２２ｍｅはまた、導入器１２の遠位端１６のところに、または当該遠位端１６の近くに固定して位置付けられ得る。
【００１８】
感知部材２２ｍは、１つまたは複数の所望の機能（たとえば組織の同定）を実行するために様々な構成に配置され得る。各弾性部材１８は、１つまたは複数の感知部材２２ｍを有し得る。いくつかの弾性部材１８は発光部材２２ｍｅを有し、いくつかは光検出部材２２ｍｄを有すことができ、その結果、弾性部材１８間の組織の選択可能な部分に異なる光路を介して質問する（ｉｎｔｅｒｒｏｇａｔｅｄ）ことが可能になっている。発光部材２２ｍｅおよび光検出部材２２ｍｄは、これらが固定して位置付けられ得る弾性部材１８の遠位端１８ｄｅを含む弾性部材１８の内側または外側のどこにでも位置付けられ得る。代替的な実施形態は、受動的であるか、さもなくばエネルギーを送達しない弾性部材１８上に位置付けられた発光部材２２ｍｅおよび光検出部材２２ｍｄを含んで、発光体および検出器のうちの少なくともいくつかを、発生するまたは完全な切除容積５ｓｖを越えて位置付けることができる。このような構成により、発生する切除容積の外側の組織の外側をモニタして、非切除組織５と切除組織５ａｖとを同時に比較するとともに、切除容積内でのエネルギー送達からの信号のノイズおよびアーチファクトを低減することが可能となる。
【００１９】
図２および図４の参照に戻ると、様々な実施形態において、１つまたは複数の感知部材２２ｍは、光スイッチングデバイス２９に結合されるか、さもなくばその機能が発光体モードから検出器モードへ、またはその逆に動的にスイッチされるように構成され得る。所望の組織サンプル容積５ｓｖを走査または質問するプロセス中に感知部材２２ｍの光学的機能を（たとえば受光から発光へ）変更することにより、方向偏向（ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ  ｂｉａｓｅｓ）、信号アーチファクトおよび検出誤差を低減して検出感度を向上させることができる。さらに、異なる発光器・検出器の組み合わせを用いて、より正確でより分解能の高い信号、ひいては標的組織に関するより詳細な情報を得ることができる。発光部材２２ｍｅおよび光検出部材２２ｍｄの両方が同一の弾性部材１８内に位置する場合、それらを同時に操作して局所的に組織をサンプリングおよび質問することができる。かかる構成により、１つの弾性部材１８’に隣接する組織の、別の弾性部材１８’’に隣接する組織との比較が可能となる。関連する実施形態では、多数かつ／または遠隔の弾性部材１８上の発光部材２２ｍｅまたは光検出部材２２ｍｄを集合的に操作して、所望のサンプル容積５ｓｖのより大域の質問を、１つまたは複数の波長を用いて得ることができる。
【００２０】
様々な実施形態において、別個の波長を用いて、標的組織部位５’内の異なる位置を同時にサンプリングすることができる。図７に示す一実施形態において、第１の質問波長または波長の組７’を用いて第１の局所容積５ｓｖ１を、第２の波長または波長の組７’’を用いて第２の容積５ｓｖ２を、第３の波長を用いて、先端がセンサになった多数の弾性部材１８すなわち感知部材２２ｍによって画定または制限されるより大きい、すなわち大域のサンプル容積５ｓｖ３をサンプリングすることができる。所与の波長７で探査される各サンプル容積５ｓｖは別個のスペクトルプロファイル１９ｓを生じる。したがって、サンプル容積５ｓｖ１、５ｓｖ２および５ｓｖ３は、スペクトルプロファイル１９ｓ１、１９ｓ２および１９ｓ３をそれぞれ生成する。
【００２１】
次に図８ａないし図８ｄを参照すると、様々な実施形態において、発光部材２２ｍｅおよび光検出部材２２ｍｄは、異なる光路および／または光学的な組織の相互作用を用いて異なる容積の組織５ｓｖを光学的にサンプリングするように、様々な幾何学的配置および関係を有するセンサアレイ２２ａにして配置され得る。かかる実施形態は、信号のヒステリシス、（エネルギー送達などによる）ノイズ、方向偏向または他の誤差を補償するために、所与のサンプル容積５ｓｖからのスペクトル信号１９ｓの取得、精度および解析の向上という利点を提供する。かかる実施形態はまた、組織の同定を行うために、２つ以上の組織容積を同時にサンプリングおよび比較するという利点を提供する。図８ａに示す一実施形態では、発光部材２２ｍｅは組織容積５ｓｖの中心に位置付けられ、光検出部材２２ｍｄすなわちセンサは包囲関係に位置付けられるため、光がサンプル容積の中心から外側のセンサへ通過する。図８ｂに示す別の実施形態では、光検出部材２２ｍｄは組織容積５ｓｖの中心に位置付けられ、発光部材２２ｍｅすなわちセンサ２２は包囲関係に位置付けられて、光を内方へ透過させるようになっている。図８ｃに示すさらに別の関連実施形態では、発光部材２２ｍｅおよび光検出部材２２ｍｄは、略垂直であるか別の選択可能な角度２２’’を有する直線配置２２’で位置付けられ得る。代替的に図８ｄに示すように、発光部材２２ｍｅは第１のセンサアレイ２２ａ１（垂直アレイなど）を含み、光検出部材２２ｍｄは別個のセンサアレイ２２ａ２に位置することができる。第１のセンサアレイ２２ａ１は、センサアレイ２２ａ２への異なる光路を得るように回転されて、異なる組織容積をサンプリングし、かつ／または（異なる光路により）同一容積の多数のサンプリングを提供して、精度および信号対ノイズ比を向上させることができる。
【００２２】
図９に示す別の実施形態において、１つまたは複数の感知部材２２ｍをエネルギー送達部材１８ｅから進行させて、エネルギー送達部材１８ｅの遠位端１８ｄｅ（エネルギー送達部材１８ｅの展開距離４３に対応する）に対して遠位側の選択可能な距離４５に位置付けることができる。距離４５は、感知部材２２ｍが切除容積５ｓｖの外側に位置付けられる点の上にあるか、さらにはこの点を越える。距離４５は、より大きい縦方向の距離４５’または導入器１２の縦軸１２ａｌに関して横方向の距離４５’’とすることができる。これは、２つ以上のセンサアレイ２２ａを用いる図８ｄに示す実施形態によっても、少なくとも１つのアレイを切除容積の外側に位置付けて達成され得る。
【００２３】
図４の参照に戻ると、発光部材２２ｍｅは、ＬＥＤまたはダイオードレーザーなどの組み込み光源１７を含むか、代替的に、様々な実施形態において多数の波長で、そして３００〜８５０ｎｍの範囲、４５０〜８５０ｎｍのより好適な範囲、特定の実施形態ではＵＶおよび赤外線範囲の波長を含むがこれに限定されない範囲を超えて発光するように構成され得る外部光源１７に光学的に結合されることができる。一実施形態において、光源１７には当業界で公知のモノクロメータを用いることができる。モノクロメータの例には、単結晶、２結晶および表面垂直反射（ｓｕｒｆａｃｅ  ｎｏｒｍａｌ  ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）モノクロメータならびにＭａｃｋｅｎ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ  Ｉｎｃ．（Ｓａｎｔａ  Ｒｏｓａ，  ＣＡ）により製造されるモデルが挙げられる。他の実施形態において、光源１７には、白色光源、キセノンバルブ、ＬＥＤ、またはプローブビーム２２ｉｂを放射するように構成されるレーザーなどのコヒーレント光源を用いることができる。レーザーの例には、ＹＡＧレーザー、Ｎｄ：ＹＡＧレーザー、ＣＯ２レーザー、赤外レーザー、アルゴンレーザー、波長可変色素レーザーおよび銅蒸気レーザーが挙げられるが、これらに限定されない。次に図１０を参照すると、レーザー測距装置１７は、第１の波長７’および第２の波長７’’を有する第１のビーム２２ｉｂ’および第２のビーム２２ｉｂ’’を含む異なる波長の多数のビームを含み得る。多波長発生レーザーの例には、ＣＯ２レーザーおよびアルゴン励起の波長可変色素レーザーが挙げられる。多波長および／または広帯域の波長７の使用は、組織または組織発色団（ｔｉｓｓｕｅ  ｃｈｒｏｍｏｐｈｏｒｅ）の特異性の向上、ひいては本明細書中に記載される関連する組織同定アルゴリズムの予測出力（たとえば統計の信頼度）の向上という利点を提供する。多数のビームおよび波長を有するレーザー光源１７の使用は、当業界で公知のレーザー照準方法を用いて１つまたは複数の弾性部材１８、エネルギー送達部材１８ｅの展開距離を決定するように同様に構成され得る。
【００２４】
図４の参照に戻ると、一実施形態において、光検出部材２２ｍｄは、分光光度計、反射計デバイスまたはＣＤＣデバイスなどの光学的測定デバイス１９に結合され得る。考察を容易にするために、光学的測定デバイスをここでは分光光度計と呼ぶが、他の実施形態がすべて等しく適用可能である。分光光度計デバイス１９は、発光部材２２ｍｅからのサンプル容積５ｓｖ内の組織上の入射光２２ｉから生じる反射率、透過率および散乱などの光学的に誘導した組織の相互作用から生じる組織スペクトルすなわちスペクトルプロファイル１９ｓを含むスペクトル情報を検出および記録するように構成される。
【００２５】
一実施形態において、分光光度計デバイス１９は、マイクロプロセッサなどの論理リソース（ｌｏｇｉｃ  ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ）１９ｌｒと、感知部材２２ｍおよび／またはセンサアレイ２２ａから得られる組織スペクトルプロファイル１９ｓおよび／または他の光学情報を解析、格納および表示するように構成されるＲＡＭまたはＤＲＡＭチップなどのメモリリソース１９ｌｒとを含むことができる。分光光度計デバイス１９はまた、分光光度計デバイス１９によって生成されるリアルタイムまたは格納スペクトル、画像および他のデータを表示するために表示デバイス２１に結合され得る。表示デバイス２１の例には、陰極線管（ＣＲＴ）、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、フラットパネルディスプレイなどが挙げられる。表示デバイス２１はまた、分光光度計デバイス１９に結合される外部コンピュータ２４に組み込まれ得る。
【００２６】
ここで図１１を参照すると、種々の実施形態において、光源１７は、当業界で既知の天然のまたは腫瘍特異的のいずれかの結合剤９ｂａ（抗体、タンパク質またはリポソームのような）である光学的マーカー化合物または分子９の蛍光を生じるよう構成された波長７ｆも包含し得る。抗体９ｂａは、腫瘍特異的抗原９ａに付着するよう構成される。結合剤９ｂａはまた、温度、細胞内流体／内容物の放出または切除処置からの細胞溶解のその他の徴候のような特異的組織条件が満たされると、制御可能にマーカー９を放出するようにも構成され得る。結合剤９ｂａは、第１の組織条件および第２の組織条件で一次および二次マーカー９’および９’’を放出するよう構成された複数の結合剤９ｂａ（一次および二次結合剤９ｂａ１、９ｂａ２を含む）を包含し得る。マーカーを制御可能に放出するよう構成される結合剤の例としては、リポソームが挙げられる。適切なリポソームとしては、Ｌｉｐｏｓｏｍｅ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｉｎｃ．（Ｍｅｎｌｏ  Ｐａｒｋ，  Ｃａ）により製造されたものが挙げられる。種々の実施形態では、結合剤９ｂａ、９ｂａ１または９ｂａ２は、約４０℃〜約６０℃の温度範囲で、さらに好ましくは約４５℃〜約５５℃の温度範囲でマーカー９を放出するよう構成され得る。マーカー９も、腫瘍５’’へのエネルギーの送達を強化し、および／または腫瘍塊に及ぼすエネルギーの壊死作用を増大するよう構成される。エネルギー送達強化マーカーの一例は、フェロコロイド化合物である。
【００２７】
一実施形態では、マーカー９および結合剤９ｂａは、導入器１２（本明細書中に記載されたリザーバまたは流体送達デバイスを介して）に流体的に結合され、導入器１２の管腔１３を通して、または弾性部材１８の管腔７２を通して組織部位５’に送達される溶液２７中に混合され得る。
【００２８】
関連実施形態では、マーカー９の濃度の低減が組織条件の指標（温度が一例である）として機能するよう、所定組織条件で分解するよう構成され得る。種々の実施形態では、マーカー９は、多数の条件または組織処理で、例えば温度または熱放射、電流、例えばＲＦ電流、超音波照射、紫外線、電離放射線等で分解されるか、あるいは状態または相の変化（例えば固化、液化または気化される）下にあるよう構成され得る。これらおよび関連の実施形態は、当業界で既知の分析方法、例えば本明細書中に記載された蛍光分光法とともに用いられるよう構成される。
【００２９】
種々の実施形態では、装置１０および感知部材２２ｍを含めたセンサアレイ２２ａは、組織塊および構造の組織同定、識別、切除、モニタリングおよびマッピングを実施するために構成され得る。特定の実施形態において、装置１０は、センサアレイ２２ａから得られる光学情報または他の情報を用いて組織生検機能を実行するように構成される。かかる情報は、１つまたは複数の波長７を有する入射ビーム２２ｉｂで標的組織容積５ｓｖを探査することにより得られる。本明細書中に記載されるように、標的組織部位５’上での入射ビーム２２ｉｂの光学的組織相互作用は、組織タイプの指紋として機能する別個のスペクトルプロファイル１９ｓを生じる。図５に示すように、主な光学的組織相互作用には、散乱、反射および吸光ならびにより少ない程度に蛍光性が挙げられる。図４の参照に戻ると、これらの光学的組織相互作用は大体において、プロファイル１９ｓ内に１つまたは複数のピーク３３ｐを生じる発色団３３によって制御される。発色団３３は、癌組織を含む特定の組織タイプを個別にまたは集合的に予測する代謝発色団３３を含み得る。これらの発色団３３の１つまたは複数に対応するピーク３３ｐを解析およびマッチングすることによって、スペクトルプロファイル１９ｓは組織タイプおよび／または壊死や熱損傷などの組織状態の予測値を持つ。さらに、多くの組織タイプが、容易に同定され、ファジー論理法を含む当業界で公知のパターン認識技術またはアルゴリズムを用いてプロファイルのデータベースにマッチングされ得る署名プロファイル（ｓｉｇｎａｔｕｒｅ  ｐｒｏｆｉｌｅ）１９ａを持つことになる。したがって、センサアレイ２２ａを含む装置１０は、反射、吸光および蛍光成分を含む合成スペクトルプロファイル１９ｓを組織タイプおよび目的の関連発色団に応じて生成および解析するように構成され得る。代替的に、センサアレイ２２ａを含む装置１０は、特定の光学的性質について個別のスペクトルプロファイル１９ｓを、やはり目的の発色団に応じて生成および解析するように構成され得る。
【００３０】
さらに図４を参照すると、様々な実施形態において、装置１０は、プロファイル１９ｓを解析し、１つまたは複数のサンプル容積５ｓｖの間で組織同定および／または組織の識別を行うように構成されるデバイス１９の論理リソース１９ｌｒまたはマイクロプロセッサ３３９内に常駐する電子アルゴリズムまたはソフトウェアモジュール１９ｍを含むことができる。モジュール１９ｍは、パターン認識アルゴリズムまたはファジー論理を含み得る。また一実施形態において、モジュール１９ｍは、当業界で公知の曲線の当てはめまたは他の数値法を用いて、プロファイル１９ｓをメモリリソース１９ｍｒに格納されるプロファイルのデータベース１９ｄｂと比較し、特定の組織タイプとの一致の確率を示す相関係数または統計量を提供および表示するように構成され得る。
【００３１】
次に図１２を参照すると、様々な実施形態において、装置１０はまた、癌組織の代謝系の異常を基に癌組織または他の異常組織を健常組織に対して、識別するように構成され得る。したがって様々な実施形態において、装置１０およびセンサアレイ２２ａはまた、癌組織、前癌組織、異常組織、壊死組織または損傷組織を予測するか、さもなくば示す代謝発色団３３（代謝産物３３とも呼ばれる）を含む特定の発色団３３を検出および／または定量化するように構成され得る。一実施形態において、装置１０は、第１、第２、第３および第４の代謝産物３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、および３３ｄを含み得る複数の代謝産物３３ｐを検出および／または定量化するように構成され得る。ソフトウェアモジュール１９ａは、これらの代謝産物の１つまたは複数について検出した代謝産物の濃度を、既知の癌タイプに関する代謝産物濃度のデータベース１９ｄｐと比較し、曲線の当てはめ、ファジー論理または他の数値法を用いて、一致ならびにｐ値などの関連する信頼メトリック（ｃｏｎｆｉｄｅｎｃｅ  ｍｅｔｒｉｃ）を確立することができる。代替的な実施形態において、モジュール１９ａを含む装置１０は、健常組織を含む第１のサンプル容積５ｓｖ１中の代謝産物の濃度を検出および測定し、これらを腫瘍または癌組織容積５’’であると考えられる第２のサンプル容積５ｓｖ２の癌代謝産物３３’の測定値と比較することによって、代謝産物３３の濃度における相対的な差を利用するように構成され得る。モジュール１９ｍは、差を計算し、これらの１つまたは複数を既知の癌タイプに関する差のデータベース１９ｄｂと比較し、曲線の当てはめ、ファジー論理または他の数値法を用いて、一致ならびに関連する信頼メトリックを確立することができる。
【００３２】
関連する実施形態において、発光部材２２ｍｅはまた、感知できるほど標的発色団３３と相互作用しない参照波長７ｒで参照ビーム２２ｒｅｆを放射して、組織ヒステリシスを補償するように構成され得る。別の関連実施形態において、分光測光デバイス１９には、光源１７におけるあらゆるヒステリシスを補償するために参照ビーム２２ｒｅｆが同様に用いられるデュアルビーム分光光度計を用いることができる。
【００３３】
種々の実施形態では、予測代謝物質３３としては、オキシヘモグロビン、デオキシヘモグロビンＤＮＡおよびＤＮＡ断片、組織酸素またはＰＯ２、脂質、グルコース、酸、ＣＯ２、ナトリウム、カリウム、カルシウムおよび細胞内液等が挙げられるが、これらに限定されない。これは、吸収されるかまたはこれらの発色団の蛍光を生じることが既知の入射光２２ｉｂの波長で組織を精査することにより、達成され得る。オキシヘモグロビンは、４１８ｎｍで生じる最強吸収ピークを有する可視スペクトル中に強力な吸収帯域を有する。より低い吸光係数を有する２つのさらなる吸収ピークは、５４２および５７７ｎｍで生じる。グルコースは近赤外範囲で吸収することが既知である。２つの他の癌予測発色団３３’としては、ＮＡＤ（Ｐ）Ｈ、ならびに紫外および近赤外範囲で蛍光を発するフラビンが挙げられる。
【００３４】
健常組織に関する代謝物質３３対癌性組織３３’に関する代謝物質の濃度の差は、癌性組織の代謝的差異に起因する。ここでそれらの差異についての考察を示す。多数の癌または腫瘍は正常組織に比して過剰血管新成するため、組織の所定試料容積中のオキシヘモグロビンの総量が多いことは癌を示し得る。同時に、癌細胞は正常組織より迅速に分裂し、代謝速度が速いため、腫瘍は典型的にはわずかに低酸素性であり、したがって正常組織に比して低いＰＯ２レベルおよび／またはオキシヘモグロビン濃度（またはより高いデオキシヘモグロビン濃度）を有する。また、より高い代謝速度のために、腫瘍はしばしば、センサアレイ２２ａが検出するよう構成され得る低い間隙グルコース濃度および高度ＰＣＯ２レベルならびに低ｐＨを有する。さらに、本明細書中に記載したように、腫瘍は異なる（通常はより高い）速度のＤＮＡ合成ならびに異常ＤＮＡ合成を有し、これらの一方または両方は、ＤＮＡプローブ法を用いてセンサアレイ２２ａにより検出され得る。
【００３５】
光学生検方法の一実施形態では、組織の同定および切除のモニタリングを含む光学生検に蛍光分光計を用いることができる。この方法において、入射ビーム２２ｉｂの波長７は、標的組織との相互作用によって変更されて、放射波長７ｃとして知られる異なる波長の放射または反射光２２ｒｂとなる。光検出部材２２ｍｄおよび結合される分光計デバイス１７（この実施形態ではＵＶ分光計）による放射光のサンプリングおよび解析の結果、蛍光放射スペクトル１９ｓが生成される。これは、標的組織が特定の波長７ｆで照明されると生成される放射波長の関数としての放射蛍光の強度のプロットである。次にスペクトル１９ｓは、既知の癌タイプまたは癌予測代謝産物３３’に関するＵＶスペクトルのデータベース１９ｄｂと比較およびマッチングされる。
【００３６】
その他の実施形態では、装置１０およびセンサアレイ２２ａは、細胞壊死、損傷または切除を示す代謝発色団すなわち代謝物質３３ｃｎを検出または定量するよう構成され得る。これらの代謝物質は、細胞壊死中に生じる種々の細胞機能に起因する。より詳細には、細胞がＲＦエネルギーのような切除処置により加熱される場合、それらは、それらのタンパク質が変性される程度まで加熱し、細胞壁が破裂し、代謝物質３３ｃｎを示す多数の壊死物質（ｎｅｃｒｏｔｉｃ）を含むそれらの内容物が放出される。代謝物質３３ｃｎを示すこのような壊死物質としては、コラーゲン、変性コラーゲン、脂肪酸、脂質、細胞膜脂質、ビリルビンおよび気泡ならびに炭化組織が挙げられるが、これらに限定されない。関連実施形態では、センサアレイ２２ａはまた、熱またはその他の切除処置に起因する代謝発色団３３の低減に関してモニタリングするようにも構成され得る。例えばその熱破壊によるヘモグロビンの低減は、部分または全標的組織部位５’に関してセンサアレイ２２ａにより容易に検出され得る、例えば赤から白の組織色を生じる。ヘモグロビンのほかに、細胞壊死に関する指標としてモニタリングされ得るその他の低減発色団３３濃度は、ミオグロビン、コラーゲンおよびメラニンを包含する。
【００３７】
代替的実施形態では、感知部材２２ｍ、発光部材２２ｍｅおよび光検出部材２２ｍｄを含めたセンサアレイ２２ａは、癌性、前癌性またはその他の異常組織を同定する手段として、正常細胞６と、異常細胞６’、例えば異常細胞形状、サイズおよび形態とを検出および区別するよう構成され得る。これは、当業界で既知の種々の光学的細胞分類および光学的粒子サイジング法、例えば蛍光標識付け法を用いて成し遂げられ得る。癌細胞６’はしばしば、正常細胞６とは徹底的に異なり、例えばより大きく、大型高密度核を有し、不規則形状である。センサアレイ２２ａは、１つまたはそれ以上のこれらの異常を検出し、それらを論理リソース１９に入力するよう構成され得る。モジュール１９ｍは、これらの異常を既知の異常のデータベース１９ｄｂと比較し、フィンガープリント同定のために用いられるものと類似し得るパターン認識またはファジー論理アルゴリズムに基づいた組織同定をなすよう構成され得る。
【００３８】
様々な実施形態において、装置１０およびセンサアレイ２２ａは、組織部位５’を光学的に探査して、当該標的組織部位５’内の腫瘍容積および他の構造の画像またはマップを生成するように構成され得る。図１３に示す実施形態において、装置１０およびセンサアレイ２０ａは、組織容積５’’を３次元で同時に探査／走査し（たとえば容積測定サンプリングし）、腫瘍塊５’’の境界５’’ｂを決定して、腫瘍塊５’’を３次元で見つけてマッピングするように構成される。当該プロセスは、エネルギー送達部材１８ｅの展開距離４３を決定するように構成される展開デバイス２４’’上の位置センサ２２ｐにより決定される１つまたは複数の既知の基準点５ｒを弾性部材１８上に得ることにより促進され得る（基準点５ｒは、エネルギー送達部材１８ｅに沿って固定距離に位置付けられる放射線不透過性マーカー１１とすることもできる）。マッピングプロセスはまた、導入器の軸１２ａｌを中心としてセンサアレイ２２ａを回転させること、１つまたは複数の感知部材２２ｍを弾性部材１８から進行および引っ込ませること、あるいは両方の組み合わせによって促進され得る。次にセンサアレイ２２ａからの信号２２ｉならびに位置センサ２２ｐからの信号を論理リソース１９ｌｒに入力することができ、この論理リソースにおいてモジュール１９ｍが、（腫瘍の境界５’’Ｂを画定するための）エッジ検出、フィルタリング、ボリュームイメージング、コントラスト強化およびファジー画像処理アルゴリズムなどを含むがこれらに限定されない当業界で公知の１つまたは複数の画像処理アルゴリズムを用いて腫瘍容積の３次元マップ４’’を生成する。次にモジュール１９ｍは、（数値投影などのボリューム画像表示アルゴリズムを用いて）結合された表示デバイス２１上にマップ４’’を表示するように構成され得る。３Ｄマップ４’’の生成により、ユーザはエネルギー送達部材１８ｅを腫瘍塊５’’内に正確に位置決めしながら、近隣の重要な解剖学的構造５ｃｓの位置を確立してこれを避けることが可能となる。さらに、本発明の実施形態の容積測定サンプリングおよび３Ｄマッピング能力は、腫瘍塊の低分解能、腫瘍容積の視覚化における困難（腫瘍容積のサイズ、形状および位置の誤判断を含む）を含む２Ｄ術中イメージング法の欠点を解決する。関連する実施形態において、検出器は、近赤外線範囲でモニタし、腫瘍塊５’’または切除容積５ａｖを含み得るサンプル容積５ｓｖの赤外線／熱画像４ｉｒを生成するように構成され得る。
【００３９】
装置１０およびセンサアレイ２２ａは、組織タイプの同定に加えて、標的組織容積５へのエネルギーの送達から生じる切除容積５ａｖの進行を含む切除手順の進行をモニタするためにも用いられ得る。次に図１４ａおよび図１４ｂを参照すると、発光部材２２ｍｅおよび光検出部材２２ｍｄは、細胞壊死の移動する境界層５５および／または発生する切除容積５ａｖのサーマルフロント（ｔｈｅｒｍａｌ  ｆｒｏｎｔ）５５ｔをモニタするように構成され得る。これは、本明細書中に記載の細胞壊死または切除を示す代謝発色団３３またはマーカー９の存在をモニタすることによって達成され得る。１つまたは複数の発光部材２２ｍｅおよび光検出部材２２ｍｄ間の組織の容積の（１つまたは複数の波長７での）スペクトル信号強度１９ｓを、経時的にモニタすることができる。切除の終点（ｅｎｄｐｏｉｎｔ）は、信号１９ｓの選択可能な閾値１９ｔｓ、あるいは曲線１９ｓの傾き１９ｄｓ（たとえば導関数）における変曲点または変化、もしくは両方の組み合わせを基に決定され得る。一実施形態において、信号１９ｓは、近隣ではあるが切除されない組織容積の基線（または基準）スペクトル測定値１９ｓｂｌの、切除の時間的経過中の標的組織容積のリアルタイム測定値１９ｓｒｔからの減算を含み得る。これは、あらゆる信号または組織のヒステリシスを経時的に補償する。信号／曲線１９ｓは、スペクトル測定値、温度測定値およびインピーダンス測定値のいずれもを含み得る。１９ｔｓおよび１９ｓの値は、分光光度計１９に結合されるか、エネルギーの送達を制御する、電源２０に結合されるコントローラまたはプロセッサ３３８に格納され得る電子アルゴリズムに組み込まれる論理リソース１９ｌｒに入力および格納され得る。
【００４０】
関連実施形態では、センサアレイ２２ａは、切除の進行を定性的または定量的に評価し、有意義な臨床的終点を確定するために利用され得る細胞壊死の任意数の指標に関してモニタリングするよう構成され得る。このような指標および関連モニタリングならびに終点法としては、以下のものが挙げられるが、これらに限定されない：間隙水分または水和レベル（これらは細胞溶解物として進み、次に、流体が沸騰されるかまたは蒸発されると、低下する）のモニタリングおよび終点としての低閾値より低い減少の利用、間隙電解質濃度（細胞溶解物に伴って増大する）のモニタリング、間隙脂肪酸およびアミノ酸濃度（細胞溶解物に伴って増大し、次に熱分解により低減する）に関するモニタリング、マーカー化合物９の増大または低減に関するモニタリング、インピーダンスのモニタリング、近赤外または熱電対測定を用いた組織温度変化のモニタリング、組織色変化（例えば赤から白へ）のモニタリング、タンパク質またはコラーゲン変性化に関するモニタリング、ＤＮＡ、遺伝子断片、ＤＮＡ断片または分解ＤＮＡの放出に関するモニタリング、ＲＮＡ、ＲＮＡ断片またはＲＮＡ断片の放出に関するモニタリング、ＰＯ２またはオキシヘモグロビンの形態で組織酸化の変化に関するモニタリング、ＰＣＯ２の変化に関するモニタリング、光センサ（例えばレーザードップラー）または音響センサ（例えばドップラー超音波）を用いて血流速度（組織凝固の指標）の低減または停止に関するモニタリング、および、気泡の存在および気泡形成速度に関するモニタリング。特定の実施形態では、センサアレイは、気泡形成の速度をモニタリングするよう（光および／または音響／超音波センサ２２を用いて）、また切除率および処置終点の指標としても構成される。この方法を用いたモジュール１９ａにおける処置制御および終点アルゴリズムは、最初に泡形成速度の増大を、次に終点としての設定閾値より低い低減を捜す。その他の関連実施形態は、損傷または壊死を示す種々の細胞機能に関してモニタリングするよう構成され得る。
【００４１】
標的組織部位５’’は、切除完了後にセンサアレイ２２ａにより精査され、調べられて、全所望容積切除容積に関して切除が完了したことを確証し得る。センサアレイ２２ａを用いて切除領域を精査することにより、切除の３次元容積が査定され、腫瘍塊５’’を越えた切除健常組織の縁５ｍも測定され得る。
【００４２】
次に図１５を参照すると、一実施形態において、電源２０、表示デバイス２１、コントローラ３２９および／または光源１７および／または光デバイス１９は、単一制御および表示デバイスまたはユニット２０ｃｄに組み込まれるか統合され得る。デバイス２０ｃｓは、以下のうちの１つまたは複数を表示するように構成され得る：スペクトルプロファイル１９ｓ、組織部位画像４’、腫瘍容積画像４’’、切除容積画像４ａｖ、温度時間プロファイル、組織同定情報、および切除設定情報（たとえば出力設定、送達時間など）。デバイス２０ｃｄはまた、切除容積画像４ａｖを腫瘍容積画像４’’または組織部位画像４’上に重ね合わせるとともに、視覚的合図（ｖｉｓｕａｌ  ｃｕｅ）４ｃを、エネルギー送達部材１８ｅを含む装置１０の、腫瘍容積５’’または組織部位５’’内での配置（正確および不正確な配置を含む）上に重ね合わせるように構成され得る。デバイス２０ｃｄはまた、画像（４’、４’’または４ａｖ）のいずれかを１つまたは複数の軸において操作するコントロールノブ２０ｃｋを含み得る。
【００４３】
次に図１６ａ〜図１６ｃを参照すると、本発明の方法の一実施形態において、センサアレイ２２ａは、エネルギー送達部材１８ｅの正確な配置を確実にして所望の切除容積５ａｖを達成するとともに様々な不正確な配置を検出するために用いられ得る。図１６ａを参照して、エネルギー送達部材１８ｅが導入器１２の外に進行すると、遠位端１８ｄｅまたはセンサ２２／センサアレイ２２ａに位置付けられるセンサ２２を使用して、腫瘍塊５’’を見つけてマッピングし、この腫瘍塊に対するエネルギー送達部材１８ｅの位置を感知し、エネルギー送達部材１８ｅの現在の位置に基づいて切除容積５ａｖを決定することができる。図１６ａに示すように、センサ２２または部材は、１つまたは複数のエネルギー送達部材が腫瘍塊５’’の外側に位置付けられた場合および／または結果として得られる切除容積５ａｖが腫瘍塊５’’全体を包含しない場合を決定してユーザに警告するために用いられ得る。次にデバイス２０ｃｄまたは結合された他のモニタリングデバイスが、１つまたは複数のエネルギー送達部材１８ｅの位置を変える必要性を、どの部材をどれだけの距離移動させるべきかについての視覚的合図を提供してユーザに警告するように構成され得る。次に図１６ｂを参照すると、エネルギー送達部材１８ｅが腫瘍容積塊（ｖｏｌｕｍｅ  ｍａｓｓ）内に進行し続けるにつれ、センサ２２または部材はまた、エネルギー送達部材１８ｅが正確に位置付けられていない場合を判定して、腫瘍塊５’’に対して健常組織の適切な縁５ｍを有する切除容積５ａｖを生じることができる。ここでもまた、ユーザは、１つまたは複数のエネルギー送達部材１８ｅの位置を変える必要性を警告され得る。次に図１６ｃを参照すると、エネルギー送達部材１８ｅが進行し続けるにつれ、センサ２２または部材２２は、弾性部材１８が正確に位置付けされて所望の切除容積５ａｖを生成する場合を判定し、次にデバイス２０ｃｄがユーザに警告するように構成され得る。
【００４４】
次に図１７ａおよび図１７ｂを参照すると、本発明の他の方法の実施形態において、センサ２０またはセンサアレイ２２ａは、不完全な切除容積を検出するために使用され得る。図１７ａに示す実施形態において、センサ２２または感知部材２２ｍが結合された１つまたは複数のエネルギー送達部材１８ｅは、導入器の軸１２を中心として回転し、第１のサンプル容積５ｓｖ１を画定する第１のアレイ位置２２ａ’から第２のサンプル容積５ｓｖ２を画定する第２のアレイ位置２２ａ’’へ感知部材２２ｍを移動させて、２つ以上のエネルギー送達部材１８ｅによって画定される平面の外側にある不完全な切除の領域を検出することができる。導入器１２または弾性部材１８を回転させることによって、軸１２ａｌを中心として１〜３６０°の任意の所望の量でセンサアレイ２２ａを回転させて、任意の所望の組織容積をサンプリングし、腫瘍容積５’’全体が所望量の健常組織の縁５ｍとともに切除されたことを確実にすることができる。図１７ｂに示す別の実施形態において、不完全な切除は、感知部材２２ｍ、またはセンサ２２が結合された弾性部材１８を、エネルギー送達部材１８ｅによって画定される隣接領域または容積５ｅｖの外側に進行させ、センサ２２または感知部材２２ｍを用いて所望の組織容積に調べられて、これが十分に切除されたかどうかを判定することによって判定され得る。この手順は、感知部材２２ｍまたはセンサ２２が所望の切除容積５ａｖの境界５ａｖ’に位置付けられて、すべてのサンプリング組織が適切に切除されたという判断が下されるまで、感知部材２２ｍまたは弾性部材１８をさらに進行させ、次に組織に調べられて繰り返され得る。
【００４５】
ここで導入器１２のさらなる考察に取り掛かると、種々の実施形態では、導入器１２は、トロカール、カテーテル、多管腔カテーテル、あるいはワイヤ補強または金属編組ポリマーシャフト、ポートデバイス、皮下ポートデバイス、あるいは当業者に既知のその他の医療用導入器であり得る。種々の実施形態では、導入器１２ならびに弾性部材１８は、それらのそれぞれの長さに沿って種々の機械的特性、例えば可変性剛性、トルク性、曲げ性、曲げ弾性率、押し性、追跡性およびカテーテル業界で既知のその他の機械性能パラメーター（これらに限定されない）を有するよう、構成され得る。図１８ａを参照すると、これは、その長さ１２’’に沿って導入器１２の部分内に配置された堅いシャフトセクション１２’’’の使用により達成され得る。それは、導入器１２の複数の部分を覆って位置付けられる編組、種々の／テーパー付直径および異なる物質（例えば軟質材料に連結されるより堅い物質）の使用によっても成し遂げられ得る。異なる材料で製造されるセクション１２’’’は、当業界で既知の導入器結合法、例えば熱溶融接合（捕獲管／照合を用いておよび用いずに）、接着接合、突合せ接合等を用いて接合され得る。接合法は、２つのセクション間の機械的遷移１２ｍｔを所望の勾配（例えば平滑対急角度）に制御するために、制御され／選択され得る。関連実施形態では、導入器１２および／または弾性部材１８は、１つまたはそれ以上の以下の（ｉ）選択可能標的組織部位５’での導入器操縦可能性および遠位端１６の位置調整、（ｉｉ）組織部位への導入器の位置調整中の穿孔、摩損およびその他の外傷の危険性の低減を促すために、堅い近位部分およびより柔軟な遠位部分を有するよう構成され得る。種々の実施形態において、より堅い部分からより柔軟な部分への遷移は、（ｉ）漸進的で、線形または曲線−線形遷移を伴い、（ｉｉ）段階的または急な遷移、および（ｉｉｉ）それらの組合せであるよう構成され得る。
【００４６】
図１８ｂおよび１８ｃを参照すると、導入器１２は実質的に円形、半円形、卵形または三日月形断面プロファイル１２ｃｓ、ならびにその長さに沿ったそれらの組合せを有し得る。同様に、管腔１３は、導入器１２の１２’長の全部または一部に関して円形、半円形、卵形または三日月形断面を有し得る。
【００４７】
導入器１２および弾性部材１８のための適切な材料としては、ステンレス鋼、形状記憶合金（例えばニッケルチタン合金）、ポリエステル、ポリエチレン、ポリウレタン、Ｐｅｂａｘ（登録商標）、ポリイミド、ナイロン、そのコポリマーおよび当業者に既知のその他の医療用プラスチックが挙げられるが、これらに限定されない。導入器１２の全部または一部は、肝臓、肺、骨およびその他の組織との導入器１２の摩擦（そしてそれゆえの外傷）を低減する潤滑性コーティングまたはフィルム１２’で被覆され得る。このようなコーティングとしては、シリコーン、ＰＴＦＥ（例えばＴｅｆｌｏｎ（登録商標））および当業界で既知のその他のコーティングが挙げられるが、これらに限定されない。関連実施形態では、導入器１２および弾性部材１８は、擬似光学信号を生じ得るか、またはそうでなければ感知部材２２ｍにより光学的サンプリング過程を妨害し得るそれらの表面それぞれからの反射またはグレアを低減するよう構成されるそれらの外部表面上あるいは管腔１３または７２内に光学コーティング３７を有し得る。光学的コーティング３７は、当業界で既知の任意の非反射性グレア耐性コーティングであり得るか、あるいは表面処理、例えばアノード処理であり得る。
【００４８】
また、導入器１２および弾性部材１８を含む装置１０の全部または一部を、最適化され、かつ／または放射線減菌（たとえばγまたは電子ビーム）に適合した当業界で公知の材料で構築することができる。関連する実施形態において、装置１０の全部または一部は、システムによるプラズマ（たとえばＨ２Ｏ２）減菌によって減菌されるように構成され得る（たとえば管腔の直径対長さ比など）。
【００４９】
次に図２０を参照すると、他の実施形態において、導入器１２または弾性部材１８の全部または一部は、当業界で公知のプルワイヤ１５、ラチェット、カム、ラッチおよびロック機構、圧電材料および他のたわみ手段を含み得るたわみ機構２５を用いて、たわみ性（ｄｅｆｌｅｃｔａｂｌｅ）および／または操縦可能であるように構成され得る。導入器１２のたわみ量は選択可能であり、蛇行血管（ｔｏｒｔｕｏｕｓ  ｖａｓｃｕｌａｔｏｒ）および他の解剖学的構造を介した導入器１２の操作を可能にするように構成され得る。特定の実施形態において、導入器１２の遠位部は、最大３軸において０〜１８０°以上たわみ、導入器１２の先端が逆行位置付け（ｒｅｔｒｏｇｒａｄｅ  ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ）能力を持つことを可能にするように構成され得る。たわみ機構２５は、ハンドピース２４上の可動すなわち摺動可能なアクチュエータ２４’’、２５’と結合または一体化されることができる。機構２５および結合されたアクチュエータ２５’は、導入器１２の遠位端１６または他の部分のたわみ量２５を医師が選択的に制御できるように構成される。アクチュエータ２５’は、アクチュエータの回転および縦方向の移動の組み合わせによって遠位端１６を回転させ、かつ、たわませるように構成され得る。
【００５０】
ここで図２０を参照すると、種々の実施形態において、導入器１２は、その近位端１４でハンドル２４またはハンドピース２４に結合され得る。ハンドピース２４は、取り外し可能であり、ポート２４’およびアクチュエータ２４’’を包含し得る。ポート２４’は、１つまたはそれ以上の管腔１３（次いで管腔７２）に連結され得、流体および気体ポート／コネクターならびに電気的、光学コネクターを包含し得る。種々の実施形態では、ポート２４’は、吸引（例えば組織の吸引）、ならびに本明細書中に記載した冷却、電解質、灌注、ポリマーおよびその他の流体（液体および気体の両方）の送達のために構成され得る。ポート２４’としては、ルアー取付具、弁（一方向、二方向）、ｔｏｕｈｙ−ｂｏｒｓｔコネクター、スエージ取付具、ならびに当業界で既知のその他のアダプターおよび医療用嵌合が挙げられるが、これらに限定されない。ポート２４’は、レモコネクター、コンピュータコネクター（直列、並列、ＤＩＮ等）マイクロコネクター、ならびに当業者に既知のその他の電気的品目も挙げられる。さらにポート２４’は、照明源、接眼レンズ、ビデオモニター等との光ファイバおよび／または目視器械の光学的および電子的連結を可能にする電子光学接続を包含し得る。アクチュエータ２４’’は、ロッカースイッチ、ピボットバー、ボタン、ノブ、ラチェット、レバー、スライドおよび当業界で既知のその他の機械アクチュエータを包含し、これらの全部または一部に指数が付けられ得る。これらのアクチュエータは、プルワイヤ、たわみ機構等と機械的、電気機械的、または光学的に連結されて導入器１２の選択的制御および操縦を可能にするよう構成され得る。ハンドピース２４は、ポート２４’の使用により、組織吸引／収集デバイス２６、流体送達デバイス２８（例えば注入ポンプ）、流体リザーバ（冷却、電解質、灌注等）３０または電源２０に連結され得る。組織吸引／収集デバイス２６は、フィルターまたは収集チャンバ／袋に連結される注射器、真空源を包含し得る。流体送達デバイス２８は、医療用注入ポンプ、ハーバードポンプ、注射器等を包含し得る。特定の実施形態では、吸引デバイス２６は、経皮的に胸膜液を取り出すための手法である胸腔穿刺術を実施するために構成され得る。
【００５１】
ここで弾性部材１８についての考察に目を向けると、これらの部材は、異なるサイズ、形状および構造を有し、特定の組織部位のために選択される種々の機械的特性を有し得る。一実施形態では、弾性部材１８は、２８〜１２ゲージの範囲の、特定の実施形態では１４、１６および１８ゲージのサイズを有する針であり得る。弾性部材１８は、導入器１２中に保持されながら、非展開位置にあるよう構成される。非展開位置では、弾性部材１８は、折り畳まれた状態、ばね荷重式、ほぼ閉じ込められ、または、適切なメモリ金属、例えばニチノール製である場合にはほぼ真っ直ぐになり得る。弾性部材１８は導入器１２から進行するので、それらは伸長して展開状態になり、これは、図１、２、１９および１６ａ〜１６ｃでさらに詳細に示されているように組織が切除される切除容積５ａｖを集合的に規定する。弾性部材１８の選択可能な展開は、以下のアプローチ、（ｉ）導入器１２からの弾性部材１８の進行の量、（ｉｉ）導入器１２からの弾性部材１８の独立した進行、（ｉｉｉ）弾性部材１８および１８’のエネルギー送達表面の長さおよび／またはサイズ、（ｉｖ）弾性部材１８に関して用いられる物質の変化、および（ｖ）それらの展開状態での弾性部材１８の幾何学的構造の変化のうちの１つまたはそれ以上により達成され得る。
【００５２】
本明細書中に記載するように、様々な実施形態において、弾性部材１８の全部または一部を、エネルギー送達デバイス１８またはエネルギー送達部材１８ｅとすることができる。エネルギー送達デバイスおよび電源の考察に移ると、本発明の１つまたは複数の実施形態において使用することができる特定のエネルギー送達部材１８ｅおよび電源２０には以下が挙げられるが、これらに限定されない：（ｉ）約９１５ＭＨｚ〜約２．４５ＧＨｚの周波数範囲でマイクロ波エネルギーを提供するマイクロ波アンテナに結合されるマイクロ波電源、（ｉｉ）無線周波（ＲＦ）電極に結合されるＲＦ電源、（ｉｉｉ）光ファイバまたはライトパイプに結合されるコヒーレント光源、（ｉｖ）光ファイバに結合されるインコヒーレント光源、（ｖ）被加熱流体（ｈｅａｔｅｄ  ｆｌｕｉｄ）を受け取るように構成される閉じた、または少なくとも一部が開いた管腔を有するカテーテルに結合される被加熱流体、（ｖｉ）被冷却流体（ｃｏｏｌｅｄ  ｆｌｕｉｄ）を受け取るように構成される閉じた、または少なくとも一部が開いた管腔を有するカテーテルに結合される被冷却流体、（ｖｉｉｉ）低温流体、（ｉｘ）導線（ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  ｗｉｒｅ）に結合される抵抗加熱源、（ｘ）超音波放射体に結合される、約３００ＫＨｚ〜約３ＧＨｚの範囲の超音波エネルギーを生成する超音波電源、（ｘｉ）これらの組み合わせ。考察を容易にするために、本件出願の残りの部分では、エネルギー送達部材１８ｅはＲＦ電極である１つまたは複数のエネルギー送達部材１８ｅであり、使用される電源はＲＦ電源である。これらの実施形態および関連する実施形態に関して、ＲＦ電源２０は、５〜２００ワット、好ましくは５〜１００、さらにより好ましくは５〜５０ワットの電磁エネルギーをエネルギー送達デバイス１８の電極へ妨げられることなく送達するように構成され得る。エネルギー送達部材１８ｅは、エネルギー源２０に電磁的に結合される。この結合は、エネルギー源２０から各エネルギー送達部材１８ｅへそれぞれ直接的に行うか、１つまたは複数の電極をエネルギー源２０に結合するコレット、スリーブなどを用いることによって間接的に行うことができる。
【００５３】
様々な実施形態において、エネルギー送達部材１８ｅは様々な形状および構造を有し得る。次に図２１ａ〜図２１ｆを参照すると、形状および構造例には、リング状、ボール、半球形、円柱状、円錐形、針状およびそれらの組み合わせが含まれるが、これらに限定されない。
【００５４】
図２２を参照すると、一実施形態においてエネルギー送達部材１８ｅは、被包性腫瘍、軟骨および骨を含む線維組織を含む組織を穿孔するのに十分な鋭さを持つ針であり得る。エネルギー送達部材１８ｅの遠位端１８ｄｅは、１〜６０°の範囲の、好ましくは少なくとも２５°または少なくとも３０°の範囲の、また特定の実施形態では２５°および３０°の切断角度６８を有し得る。エネルギー送達部材１８ｅの表面は、平滑または表面模様付きで凹面または凸面であり得る。エネルギー送達部材１８ｅは、導入器１２の遠位端１６’から進行する異なる長さ３８を有し得る。この長さは、エネルギー送達部材（複数可）１８ｅの実際の物理的長さ、エネルギー送達部材１８ｅのエネルギー送達表面１８ｅｄｓの長さ３８’、および絶縁体３６に覆われたエネルギー送達部材１８ｅの長さ３８’’によって決定され得る。適切な長さ３８としては、１〜３０ｃｍの範囲、特定の実施形態では０．５、１、３、５、１０、１５および２５．０ｃｍが挙げられるが、これらに限定されない。エネルギー送達部材１８ｅの導電面積１８ｅｄｓは、０．０５ｍｍ２〜１００ｃｍ２で変動し得る。エネルギー送達部材１８ｅの実際の長さは、切除する組織部位５’の位置、当該部位からの電極の距離、その接近性ならびに医師が内視鏡または外科的処置を行うか否かに依存する。一方で導電面積１８ｅｄｓは、生み出される所望の切除容積５ａｖに依存する。
【００５５】
次に図２３および図２４を参照すると、エネルギー送達部材１８ｅはまた、１８０°の曲率を越え得る１つまたは複数の曲率半径７０を有して可撓性および／またはたわみ性であるように構成され得る。使用時にエネルギー送達部材１８ｅは、任意の選択された標的組織容積５’を加熱するか、壊死させるか、切除するように位置付けられ得る。放射線不透過性マーカ１１が視覚化目的でエネルギー送達部材１８ｅ上にコーティングされ得る。エネルギー送達部材１８ｅは、医療用具業界で公知のはんだ付け、ろう着、溶接、クリンプ加工、接着および他の接合方法を用いて導入器１２および／または進行部材またはデバイス１５および／または進行−後退部材３４に結合され得る。また、エネルギー送達部材１８ｅは、１つまたは複数の結合されたセンサ２２を含んで、（電極および周囲の組織の両方の）温度およびインピーダンス、電極および隣接組織の電圧、電流および他の物理的特性を測定することができる。センサ２２は、エネルギー送達部材１８ｅの外部表面の遠位端または中間部分に存在し得る。
【００５６】
エネルギー送達部材１８ｅは、金属および非金属ともに様々な導電性材料で作ることができる。エネルギー送達部材１８ｅに適した材料には、皮下品質の３０４ステンレス鋼などの鋼、白金、金、銀および合金ならびにそれらの組み合わせが挙げられる。また、エネルギー送達部材１８ｅは、円形、平角、三角、角、六角、楕円などの様々な形状の導電性の中実または中空直線（ｓｏｌｉｄ  ｏｒ  ｈｏｌｌｏｗ  ｓｔｒａｉｇｈｔ  ｗｉｒｅｓ）で作ることができる。特定の実施形態において、エネルギー送達部材１８ｅまたは第２の電極１８ｅ'の全部または一部は、Ｒａｙｃｈｅｍ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｍｅｎｌｏ  Ｐａｒｋ，  Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ）から市販されるＮｉＴｉなどの形状記憶金属で作ることができる。
【００５７】
次に図２５〜図２８を参照すると、様々な実施形態において、１つまたは複数のエネルギー送達部材１８ｅは、絶縁層３６によって被覆されて、全体または一部が絶縁された外部表面を有し、エネルギー送達表面１８ｅｄｓである非絶縁領域を提供し得る。図２５に示す一実施形態において、絶縁層３６は、エネルギー送達部材１８ｅの長さに沿って固定または摺動可能に位置付けられて、エネルギー送達表面１８ｅｄｓの長さ３６’を変化させ制御するスリーブを含み得る。絶縁層３６に適した材料には、ポリイミドおよびＴＥＦＬＯＮなどのフルオロカーボンポリマーが挙げられる。
【００５８】
図２６に示す実施形態において、絶縁体３６は、エネルギー送達部材１８ｅの外部に円周パターンで形成され、複数のエネルギー送達表面１８ｅｄｓを残す。図２７および図２８に示す実施形態において、絶縁体３６は、エネルギー送達部材１８ｅの縦方向の外部表面に沿って延びる。絶縁体３６は、エネルギー送達部材１８ｅの縦方向の長さに沿った選択距離を、エネルギー送達部材１８ｅの円周の選択可能な部分の周りに延び得る。様々な実施形態において、エネルギー送達部材１８ｅの部分は、エネルギー送達部材１８ｅの選択された縦方向の長さに沿う絶縁体３６を有するとともにエネルギー送達部材１８ｅの１つまたは複数の円周部分を完全に取り囲み得る。エネルギー送達部材１８ｅの外部に位置付けられる絶縁体３６を変更して、エネルギー送達表面１８ｅｄｓのあらゆる所望の形状、サイズおよび構成を画定することができる。
【００５９】
ここで図２９を参照すると、種々の実施形態において、エネルギー送達部材１８ｅは、導電率強化流体、電解質溶液、食塩溶液、冷却流体、低温流体、気体、化学療法剤、医薬品、遺伝子療法薬、光療法薬、造影剤、注入媒質およびそれらの組合せを含む種々の流体２７が導入され得る複数の流体配分ポート２３（開口２３であり得る）と連結される１つ以上の管腔７２（管腔１３と連続するかまたは同一であり得る）を含み得る。これは、管腔１３と連結され、次いで液リザーバ３０および／または液送達デバイス２８に連結される１つ以上の管腔７２と流体的に連結されるポートすなわち開口２３を有することにより成し遂げられる。
【００６０】
図２９に示された実施形態では、導電率強化溶液２７は、標的組織部位５‘（組織塊５’’を含む）中に注入され得る。この導電率強化溶液は、エネルギー送達デバイスによる組織部位へのエネルギーの送達前、その最中、または後に注入され得る。標的組織５’中への導電率強化溶液の注入は、強化電極４０として作用するよう、導電率増大（対非注入組織）を示す注入組織領域５ｉを生じる。ＲＦエネルギー送達中、強化電極４０における電流密度は大いに低下されて、インピーダンス不全を伴わずに電極４０および標的組織５’への大量のＲＦ電力の送達を可能にする。使用に際しては、導電率強化溶液を用いた標的組織部位への注入は、２つの重要な利点を提供する：（ｉ）より迅速な切除時間、および（ｉｉ）より大きい損傷の作製で、これらはともにＲＦ電源のインピーダンスに関連する停止を伴わない。これは、導電率強化溶液が電流密度を低減し、そうでなければ組織インピーダンスの増大を生じるであろう電極に隣接する組織の乾燥を防止するという事実に起因する。導電率強化溶液の好ましい例は、高張食塩溶液である。その他の例としては、ハロゲン化物塩溶液、ならびにコロイド状第一鉄溶液およびコロイド状銀溶液が挙げられる。強化電極４０の導電率は、注入速度および注入量の制御、ならびにより高濃度の電解質を有する溶液（例えば食塩水）の、それゆえより大きい導電率の使用により増大され得る。種々の実施形態において、導電率強化溶液２７の使用は、停止された組織部位インピーダンスへの２０００ワットまでの電力の送達を可能にし、特定の実施形態では、注入溶液２７の流量、量および濃度を変えることにより、５０、１００、１５０、２５０、５００、１０００および１５００ワットが達成される。溶液２７の注入は、連続性、パルス性またはその組合せであり得、そして本明細書中に記載されたフィードバック制御システムにより制御され得る。特定の実施形態では、エネルギー送達前にボーラス注入溶液２７が送達され、その後連続送達がエネルギー送達前またはその最中にエネルギー送達部材１８ｅまたはその他の手段を用いて開始される。
【００６１】
センサの考察に目を向けると、導入器、エネルギー送達デバイス、展開可能部材および生検針と連結された１つ以上のセンサ２２の使用は、（ｉ）細胞壊死の程度、（ｉｉ）細胞壊死の量、（ｉｉｉ）さらなる細胞壊死が必要とされるか否か、および（ｉｖ）切除組織塊の境界または周辺を確定するための、組織部位５’での温度の精確な測定を可能にする。さらに、センサ２２は、非標的組織の損傷、破壊または切除を低減する。図２４を参照すると、多数のセンサが弾性部材１８に連結され得る。
【００６２】
センサ２２は、温度、組織インピーダンスまたは本明細書中に記載されたその他の組織特性を測定するために選定されて、エネルギー送達のリアルタイムのモニタリングを可能にする。これは、切除される標的塊周囲の組織に対する損害を低減する。組織部位５’内部の内外の種々の場所での温度をモニタリングすることにより、選定組織塊周囲の確定、ならびに細胞壊死が完結した場合の確定が成され得る。所望の細胞壊死温度を超過することを随時センサ２２が判定する場合には、適切なフィードバック信号が、エネルギー送達デバイス１８と連結されたエネルギー源２０で受信され、そこで電極１８および１８’に送達された電磁エネルギーの量を調節する。
【００６３】
次にセンサの考察に移ると、センサ２２は、温度センサ、音響センサ、光センサ、ｐＨセンサ、ガスセンサ、流量センサ、位置センサおよび圧力／力覚センサを含むがこれらに限定されない従来の設計のセンサであり得る。温度センサには、サーミスタ、熱電対、抵抗線、光センサなどが含まれ得る。適切な温度センサ２２には、銅コンスタンタンを用いたＴ型熱電対、Ｊ型、Ｅ型、Ｋ型、光ファイバ、抵抗線、熱電対ＩＲ検出器などが挙げられる。音響センサには、アレイに構成され得る圧電センサを含む超音波センサが含まれ得る。圧力および力覚センサには、シリコンベースのストレンゲージを含むストレンゲージセンサが含まれ得る。光センサには、光電子増倍管、光ダイオード、光ファイバ、およびマイクロ機械加工（ｍｉｃｒｏ−ｍａｃｈｉｎｅｄ）光ファイバが含まれ得る。ガスセンサには、当該分野で公知のＯ２センサ（クラーク電極など）、ＣＯ２センサおよび他の電気化学ベースのセンサが含まれ得る。流量／速度センサには、液体流量およびガス流量の両方を検出するように構成され得る超音波センサ、電磁センサおよび流体測定センサが含まれ得る。位置センサには、ＬＶＤＴ、およびホール効果センサが含まれ得る。本発明の様々な実施形態において使用され得る他のセンサには、インピーダンスセンサ、抗体ベースのセンサ、電気化学バイオセンサ（たとえばグルコース）、遺伝子チップ、シリコンベースの遺伝子チップ、オリゴヌクレオチドベースの遺伝子チップセンサ、および化学センサが挙げられる。様々な実施形態において、多数のパラメータを検出するように１つのセンサを構成し得るか、または１つ以上のセンサを互いに結合して、入力デバイスに対して多重化され得る多数のパラメータについての入力を、コントローラまたはマイクロプロセッサに送達し得る。圧力センサは、１ｍｍＨｇ未満の、さらには０．１ｍｍＨｇ未満の差圧を検出するように選択および／または構成され得る。特定の実施形態において、圧力センサ２２は、マイクロ機械加工光ファイバセンサ、Ｇａｙｍａｒ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ  Ｉｎｃ．（Ｏｒｃｈａｒｄ  Ｐａｒｋ，  ＮＹ）により製造されるＰＳＰ−１圧力センサ、またはＦｒａｕｎｈｏｆｅｒ−Ｉｎｓｔｉｔｕｔ（Ｄｕｉｓｂｕｒｇ，  Ｇｅｒｍａｎｙ）により製造されるモノリシック集積回路圧力センサ（Ｍｏｎｏｌｉｔｈｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ
Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  ｓｅｎｓｏｒ）であり得る。また、超音波センサまたは変換器は、Ｈｅｗｌｅｔｔ  Ｐａｃｋａｒｄ  Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｐａｌｏ  Ａｌｔｏ，  Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ）による２１３６２型イメージングプローブであり得る。
【００６４】
種々の実施形態において、分析遺伝的方法（ＤＮＡプローブ法および技術を含む）を利用して、標的組織５’に関するＤＮＡ合成の速度をモニタリングし得、そして癌性組織対健常組織を確定するために合成速度間で比較がなされ得る。一実施形態では、センサアレイ２２ａは、このようなＤＮＡ合成速度を検出するよう構成され得、そして論理リソース１９ｉｒまたは制御システム３２９は、アルゴリズムを用いて、癌性組織の予測物としてのＤＮＡ合成の閾値比を測定および確定するために構成され得る。その比は、異なる組織型（例えば肝臓、胃粘膜、前立腺、粘膜、粘膜下等）および異なる癌の型ごとに変わり得る。癌を示す特定のＤＮＡ合成比（健常対標的組織）としては、１：１．１、１：１．３、１：１．５、１：２、１：３、１：５、１：１０、１：２０、１：５０および１：１００が挙げられるが、これらに限定されない。
【００６５】
インビボ腫瘍生検法の代替的実施形態は、感知部材２２ｍおよび／または弾性部材１８に連結され、光学検出装置１９にも連結された放射線検出装置（図示せず）により検出される腫瘍特異的第一抗体に連結される放射性標識マーカー化合物を利用する。標的組織器官を仮定すると、診断的画像診断前に、疑わしい腫瘍に適合すると思われるいくつかの抗体の間で医師が選定し得る。またはあるいは、医師は、多数の一般的腫瘍に対する抗体から開始し、次に腫瘍型を狭めるための一手段として、特異性増大を示すものを利用し得る。また、二次レベルが、感受性を強化するためのサブトラクション剤として用いられ得る。放射線検出デバイスは、α、γ、β、陽電子または他の放射性粒子を検出するように構成され得る。好ましくは、用いられる標識は陽電子であり、かつ／または極端に短い半減期（例えば、数時間）を有する。検出デバイスは、異なるエネルギーの入射放射線、例えば、γシンチレーションカウンタに通常用いられる５０〜５００ＫｅＶの広範囲内の異なる範囲のγ放射線、ならびに／または特定の抗体および第２のまたは異なる抗体上の標識が出すα、γおよびβ放射線を識別するように構成され得る。さらに、検出器は、感度を向上させるために２重抗体補正（ｄｕａｌ  ａｎｔｉｂｏｄｙ  ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）を用いた場合に、１次抗体標識が出した放射線と、サブトラクション因子（ｓｕｂｔｒａｃｔｉｏｎ  ａｇｅｎｔ）が出した放射線とを識別するように構成され得る。これは、２つの異なる検出デバイスを有する実施形態によって、あるいはは異なるチャネルの異なるエネルギーのカウントを記録するか、または他の電子手段によって異なる型もしくはエネルギーの放射線を識別するように構成される単一検出器を用いることによって達成され得る。別の実施形態では、これは、入射γ放射線の光子エネルギーの差に相関するシンチレーションクリスタル応答（ｓｃｉｎｔｉｌｌａｔｉｏｎ  ｃｒｙｓｔａｌ  ｒｅｓｐｏｎｓｅ）の輝度差を検出する光電子増倍管およびコンパレータ回路を有する結合された光学的測定デバイス１７を構成することによって達成され得る。この回路は、２つの放射性同位体の一方の所望のγエネルギーバンドに対応する選択レベルより高いエネルギーレベルのみに応答するように構成され得る。
【００６６】
一実施形態において、放射線検出器は、光ファイバ感知部材２２ｍの先端に光学的に取り付けられるシンチレーションクリスタルであり得る。この感知部材２２ｍは、入射γ放射線に対するクリスタルの光学応答を、光学的測定デバイス１９と一体であるか、またはさもなければこれを備える光電子倍増管および関連する検出回路へ透過させるように構成される。この構成により、検出器のサイズが低減されて、カテーテルやトロカールなどの経皮導入デバイスに適合される。この導入デバイスは、必要に応じて遮蔽されてコリメータとして機能し、かつ／または内部に収容されるシンチレーションクリスタルを有する窓が、その末端から既知の距離に取り付けられる。
【００６７】
好ましい実施形態では、腫瘍検出に用いられる放射性核種標識は、５０〜５００Ｋｅｖの範囲でγ線放射ピークを有する同位体である。安定放射性核種としては、例えばヨウ素−１３１、ヨウ素−１２３、ヨウ素−１２６、ヨウ素−１３３、臭素−７７、インジウム−１１１、インジウム−１１３ｍ、銅−６７、ガリウム−６７、ガリウム−６８、ルテニウム−９５、ルテニウム−９７、ルテニウム−１０３、ルテニウム−１０５、水銀−１９７、水銀−２０３、ロジウム−９９ｍ、ロジウム−１０１、ロジウム−１０５、テルル−１２１ｍ、テルル−１２２ｍ、テルル−１２５ｍ、ツリウム−１６５、ツリウム−１６７、ツリウム−１６８、レニウム−１８６、テクネチウム−９９ｍ、フッ素−１８が挙げられるが、これらに限定されない。二元性同位体補正を利用する方法のために多重同位体を用いる実施形態では、選定される２つの標識は、同一放射線プローブを用いて別々に検出可能であるのに十分に異なるエネルギーを有し得る。放射性同位体の適切なこのような対としては、例えばヨウ素−１３１／ヨウ素−１２３、ガリウム−６７／インジウム−１１１、ヨウ素−１３１／テクネチウム−９９ｍ等が挙げられる。好ましくは、サブトラクションに用いられる対合放射性核種は、他の核種の放射が検出されているチャネルへの有意の散乱を示さない。一方向散乱は、当該分野で公知のアルゴリズムをフィルタリングすることにより、容易に補正され得る。
【００６８】
次に図３０および図３１を参照すると、フィードバック制御システム３２９が、エネルギー源３２０、センサ３２４ならびにエネルギー送達デバイス３１４および３１６に接続され得る。フィードバック制御システム３２９は、温度またはインピーダンスデータをセンサ３２４から受け取り、そしてエネルギー送達デバイス３１４および３１６が受け取った電磁エネルギーの量が、切除エネルギー出力、切除時間、温度、および電流密度（「４パラメータ」）の初期設定値から変更される。フィードバック制御システム３２９は、４パラメータのいずれをも自動的に変更し得る。フィードバック制御システム３２９は、インピーダンスまたは温度を検出して、４パラメータのいずれをも変更し得る。フィードバック制御システム３２９は、異なる電極を多重化するマルチプレクサ（デジタルまたはアナログ）と、センサと、センサアレイと、１つ以上のセンサ３２４で検出された温度またはインピーダンスを表す制御信号を提供する温度検出回路とを含み得る。温度制御回路にはマイクロプロセッサが接続され得る。
【００６９】
以下の考察は特に、ＲＦエネルギー源の、光学生検処置装置１０との使用に関する。この考察のために、エネルギー送達デバイス３１４および３１６を、ここではＲＦ電極／アンテナ３１４および３１６と呼び、そしてエネルギー源３２０は、ここではＲＦエネルギー源とする。しかしながら、本明細書中で考察される他のエネルギー送達デバイスおよびエネルギー源は、すべて等しく適用可能であり、そして生検処置装置１０に関連するデバイスと同様のものは、レーザー光ファイバ、マイクロ波デバイスなどとともに使用され得ることが理解される。組織の温度、またはＲＦ電極３１４および３１６の温度は、モニタされ、それに応じてエネルギー源３２０の出力電力が調整される。医師は、所望であれば、閉ループシステムまたは開ループシステムを無効にし得る。
【００７０】
装置１０のユーザは、装置１０に位置する取り付け位置（ｓｅｔｔｉｎｇ  ｐｏｓｉｔｉｏｎ）に対応するインピーダンス値を入力し得る。測定したインピーダンス値と共にこの値に基づいて、フィードバック制御システム３２９は、ＲＦエネルギーの送達に必要な最適な電力および時間を決定する。モニタリングおよびフィードバック目的で温度も感知される。温度は、そのレベルを維持するようにフィードバック制御システム３２９に自動的に電力出力を調整させることによって、一定レベルに維持され得る。
【００７１】
別の実施形態では、フィードバック制御系３２９は、ベースライン設定のための最適電力および時間を確定する。切除容積または損傷は、ベースラインでまず形成される。中心コアがベースラインで形成された後に切除時間を延長することにより、より大きい損傷が得られ得る。損傷作製の完了は、導入器１２の遠位端１６’から所望の損傷サイズに対応する位置にエネルギー送達デバイス３１６を進行させて、損傷を生じるのに十分な温度が得られるように損傷周囲の温度をモニタリングすることにより、確認され得る。
【００７２】
閉鎖ループシステム３２９もまた、コントローラ３３８を利用して、温度をモニタリングし、ＲＦ電力を調整し、結果を分析して、その結果を再供給し、その後、電力を変調し得る。特に、コントローラ３３８は、所望の処置対象および臨床終点を達成するのに適した電力レベルを達成および維持するためにＲＦエネルギーが電極３１４および３１６に分配される電力レベル、サイクルおよび持続時間を管理する。コントローラ３３８は、平行してスペクトルプロファイル１９ｓを分析し、そして組織生検同定および切除を実施して、終点確定を含めた機能をモニタリングし得る。さらにコントローラ３３８は、平行して、電解質冷却液の送達および吸引組織の除去を管理する。コントローラ３３８は、電源３２０と一体であるか、そうでなければ連結され得る。この実施形態および関連の実施形態では、コントローラ３３８は、光源３１７と連結され得、そしてセンサ３２４またはセンサアレイ３２２ａによるサンプリング中の信号妨害、アーチファクトまたは望ましくない組織作用を防止するかまたは最小限にするために、電源オフ間隔中のセンサまたはセンサアレイ３２２ａによる感知を可能にするように組織部位へのパルス電力の送達を同期させるよう構成され得る。コントローラ３３８は、入力／出力（Ｉ／Ｏ）装置、例えばキーボード、タッチパッド、ＰＤＡ、マイクロホン（コントローラ３３８またはその他のコンピューター中に存在する音声認識ソフトウェアに連結される）等にも連結され得る。
【００７３】
次に図３０を参照して、フィードバック制御システム３２９の全部または一部を示す。ＲＦ電極３１４および３１６（一次および二次ＲＦ電極／アンテナ３１４および３１６とも呼ばれる）により送達される電流が、電流センサ３３０によって測定される。電圧は、電圧センサ３３２によって測定される。次にインピーダンスおよび電力が、電力およびインピーダンス計算デバイス３３４において計算される。これらの値は次に、ユーザーインターフェースおよびディスプレイ３３６に表示され得る。電力およびインピーダンス値を表す信号が、マイクロプロセッサ３３８であり得るコントローラ３３８によって受け取られる。
【００７４】
実測値と目標値との間の差に比例する制御信号がコントローラ３３８によって生成される。この制御信号は、電源回路３４０によって、電力出力を適切な量に調節し、それぞれの一次および／または二次アンテナ３１４および３１６において送達される所望の電力を維持するために用いられる。同様の様式において、センサ３２４で検出される温度は、選択された電力を維持するフィードバックを提供する。実際の温度は温度測定デバイス３４２において測定され、そしてこの温度は、ユーザーインターフェースおよびディスプレイ３３６に表示される。実際に測定された温度と所望の温度との間の差に比例する制御信号がコントローラ３３８によって生成される。この制御信号は、電源回路３４０によって、電力出力を適切な量に調節し、それぞれのセンサ３２４において発される所望の温度を維持するために用いられる。マルチプレクサ３４６が、電流、電圧および温度を多数のセンサ３２４において測定し、そして一次電極３１４と二次電極３１６との間でエネルギーを送達および分配するために含まれ得る。
【００７５】
コントローラ３３８は、デジタルまたはアナログコントローラ、あるいは組込み、常駐またはさもなければ結合されたソフトウェアを有するコンピュータであり得る。一実施形態において、コントローラ３３８は、Ｉｎｔｅｌ（登録商標）Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｓａｎｔａ  Ｃｌａｒａ，  Ｃａ）により製造されるＰｅｎｔｉｕｍ（登録商標）ファミリーマイクロプロセッサであり得る。コントローラ３３８がコンピュータである場合、このコントローラは、システムバスにより結合されるＣＰＵを含み得る。このシステム上には、当該分野で公知のキーボード、ディスクドライブ、または他の不揮発性メモリシステム、ディスプレイ、および他の周辺機器が存在し得る。バスにはまた、プログラムメモリおよびデータメモリが結合される。様々な実施形態において、コントローラ３３８は、超音波、ＣＴスキャナ（Ｉｍａｔｒｏｎ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｓｏｕｔｈ  Ｓａｎ  Ｆｒａｎｃｉｓｃｏ，  ＣＡ）により製造されるような高速ＣＴスキャナを含む）、Ｘ線、ＭＲＩ、乳房Ｘ線撮影などを含むがこれらに限定されないイメージングシステムに結合され得る。さらに、直接視覚化および触覚イメージングが用いられ得る。
【００７６】
ユーザーインターフェースおよびディスプレイ３３６は、オペレータ制御（ｏｐｅｒａｔｏｒ  ｃｏｎｔｒｏｌｓ）およびディスプレイを含み得る。一実施形態において、ユーザーインターフェース３３６は、Ｐａｌｍ（登録商標）Ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ（Ｓａｎｔａ  Ｃｌａｒａ，  Ｃａ）により製造されるＰａｌｍ（登録商標）ファミリーコンピュータなど、当該分野で公知のＰＤＡデバイスを用いられ得る。インターフェース３３６は、ユーザが制御変数および作業変数を入力して、コントローラが適切なコマンド信号を生成することを可能にできるように構成され得る。インターフェース３３６はまた、エネルギー、流体などの送達および分配を管理するコントローラ３３８によって処理されるリアルタイム処理フィードバック情報を１つ以上のセンサ３２４から受け取り得る。
【００７７】
電流センサ３３０および電圧センサ３３２の出力はコントローラ３３８によって、選択された電力レベルを一次および二次アンテナ３１４および３１６において維持するために用いられる。送達されるＲＦエネルギーの量は、電力量を制御する。送達電力のプロファイルは、コントローラ３３８に組み込まれ得、そして事前に設定した送達エネルギー量もプロファイルされ得る。
【００７８】
コントローラ３３８に対する回路、ソフトウェアおよびフィードバックは、プロセス制御および選択された電力の維持を行い、そして、（ｉ）ＲＦ、マイクロ波、レーザーなどを含む選択された電力、（ｉｉ）デューティサイクル（オン−オフおよびワット数）、（ｉｉｉ）バイポーラまたはモノポーラエネルギー送達、および（ｉｖ）注入媒質の送達（流量および圧力を含む）を変更するために用いられる。これらのプロセス変数は、制御および変更されるが、所望の電力送達は、センサ３２４でモニタされる温度に基づいて電圧または電力の変更に関係なく維持される。コントローラ３３８は、フィードバック制御システム３２９に組み込まれて、電源をオンおよびオフに切り替えて、そして電力を変調し得る。また、センサ３２４およびフィードバック制御システム３２９を用いることにより、ＲＦ電極３１４および３１６に隣接する組織を、電極３１４または隣接組織における過度の電気インピーダンスの発生により電極３１４への電源回路を停止させることなく、選択された時間、所望の温度に維持し得る。
【００７９】
次に図３１を参照すると、電流センサ３３０および電圧センサ３３２が、アナログ増幅器３４４の入力に接続される。アナログ増幅器３４４は、センサ３２４とともに用いる従来の差分増幅器回路であり得る。アナログ増幅器３４４の出力は、アナログマルチプレクサ３４６によってＡ／Ｄ変換器３４８の入力に連続して接続される。アナログ増幅器３４４の出力は、感知された温度をそれぞれ表す電圧である。デジタル化された増幅器の出力電圧は、Ａ／Ｄ変換器３４８によってマイクロプロセッサ３５０に供給される。マイクロプロセッサ３５０は、Ｍｏｔｏｒｏｌａから入手可能なＰｏｗｅｒ  ＰＣ（登録商標）チップまたはＩｎｔｅｌ（登録商標）Ｐｅｎｔｉｕｍ（登録商標）シリーズのチップであり得る。しかしながら、あらゆる好適なマイクロプロセッサあるいは汎用デジタルまたはアナログコンピュータを用いて、インピーダンスまたは温度を計算するか、または画像処理および組織同定機能を実行することが可能であることが理解されるだろう。
【００８０】
マイクロプロセッサ３５０は、インピーダンスおよび温度のデジタル表示を連続的に受け取り、そして格納する。マイクロプロセッサ３５０により受け取られる各デジタル値は、異なる温度およびインピーダンスに対応する。計算された電力およびインピーダンス値は、ユーザーインターフェースおよびディスプレイ３３６に示され得る。代替的に、あるいは電力またはインピーダンスの数値表示に加えて、電力およびインピーダンス限界を用いて、マイクロプロセッサ３５０により、算定インピーダンスおよび電力値が比較され得る。その値が予め決定された電力またはインピーダンス値を超えた場合、ユーザーインターフェースおよびディスプレイ３３６に警告が示され得、そしてさらにＲＦエネルギーの送達が低減、修正、または遮断され得る。マイクロプロセッサ３５０からの制御信号は、エネルギー源３２０によりＲＦ電極３１４および３１６へ供給される電力レベルを修正し得る。同様の様式において、センサ３２４で検出される温度は、（ｉ）組織高熱、（ｉｉ）細胞壊死、および（ｉｉｉ）所望の細胞壊死の境界がセンサ３２４の物理的位置に達した場合の程度および速度を確定するためのフィードバックを提供する。
【００８１】
（結論）
本出願人らは、最小侵襲法を用いた腫瘍の生検および処置のための新規かつ有用な装置および方法を提供することが理解される。本発明の好ましい実施形態の上述の説明は、例示および説明のために提示された。それは、開示された精確な形態に本発明を網羅し、または限定するよう意図されない。本発明の実施形態は、多数の器官、例えば肝臓、乳房、骨および肺（これらに限定されない）における腫瘍および組織塊の生検および処置のために構成され得る。しかしながら本発明の実施形態は、他の器官および組織にも適用可能である。明らかに、多数の変形および変更が、当業者には明白である。さらに一実施形態からの要素は、１つ以上の他の実施形態からの要素と容易に組合わされ得る。このような組合せは、本発明の範囲内の多数の実施形態を形成し得る。本発明の範囲は、併記の特許請求の範囲およびそれらの等価物により限定されることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１は、組織部位における組織生検および処置装置の一実施形態の配置を示す側面図である。
【図２】  図２は、細長の部材、センサアレイ、弾性部材およびエネルギー送達デバイスならびに進行部材を備える生検および処置装置の一実施形態の構成要素を示す側面図である。
【図３】  図３ａおよび図３ｂは、スロットを有する弾性部材の実施形態を示す断面図および透視図である。図３ｃは、弾性部材に固定して位置付けられた感知部材の一実施形態を示す透視図である。
【図４】  図４は、弾性部材中に位置付け可能な発光部材および検出部材を有する生検および処置装置の一実施形態を示す透視図である。
【図５】  図５は、様々な光学的な組織の相互作用および特性を示す概略図である。
【図６】  図６は、弾性部材内に固定して配置された感知部材の一実施形態を示す透視図である。
【図７】  図７は、本発明の一実施形態における、多数の組織容積をサンプリングするための異なる波長の使用を示す透視図である。
【図８】  図８ａ〜図８ｄは、発光部材および検出部材の様々な配置を示す透視図であって、図８ａは、検出部材に囲まれた発光部材を中心に位置付けた一実施形態を示し；図８ｂは、発光部材に囲まれた検出部材を中心に位置付けた一実施形態を示し；図８ｃは、略垂直であるか選択可能な角度を有する直線配置で発光部材２２ｍｅおよび光検出部材２２ｍｄを位置付けた一実施形態を示し；図８ｄは、多数の独立して位置付け可能で回転可能なセンサアレイを有する一実施形態を示す。
【図９】  図９は、エネルギー送達部材に対して遠位に位置付け可能なセンサ部材を有する生検および処置装置の一実施形態を示す透視図である。
【図１０】  図１０は、多波長レーザー光源を有する本発明の一実施形態を示す透視図である。
【図１１】  図１１は、本発明の一実施形態における光マーカー化合物および結合剤の使用を示す透視図である。
【図１２】  図１２は、代謝発色団（ｍｅｔａｂｏｌｉｃ  ｃｈｒｏｍｏｐｈｏｒｅｓ）を検出するように構成される生検および処置装置の一実施形態を示す透視図である。
【図１３】  図１３は、腫瘍の３Ｄマップを作成するように構成される生検および処置装置の一実施形態を示す透視図である。
【図１４】  図１４ａは、発生する切除容積をモニタするためのセンサアレイの使用を示す透視図である。図１４ｂは、切除終点（ｅｎｄｐｏｉｎｔ）の定量的測定を示す切除組織のサンプル容積のスペクトル信号強度対時間のプロットである。
【図１５】  図１５は、本発明の様々な実施形態において用いられる制御および表示ユニットを示す側面図である。
【図１６】  図１６ａ〜図１６ｃは、本発明の方法の一実施形態における、腫瘍塊におけるエネルギー送達部材の適切な配置を確実にするためのセンサアレイの使用を示す透視図である。
【図１７】  図１７ａおよび図１７ｂは、本発明の方法の実施形態における不完全な切除を検出するためのセンサアレイの使用を示す透視図である。
【図１８】  図１８ａは、導入器の構成を示す側面図である。図１８ｂおよび図１８ｃは、導入器の断面プロファイルを示す断面図である。
【図１９】  図１９は、たわみ性（ｄｅｆｌｅｃｔａｂｌｅ）導入器の一実施形態を上記導入器の構成要素とともに示す側面図である。
【図２０】  図２０は、ハンドピースおよび結合された吸引デバイス、流体送達デバイスおよび流体リザーバを有する組織生検および処置装置の一実施形態を示す側面図である。
【図２１】  図２１ａ〜図２１ｈは、電極の、リング状、ボール、半球形、円柱状、円錐形および針状を含む様々な構成を示す側面図である。
【図２２】  図２２は、組織を穿孔するように構成される針電極の一実施形態を示す側面図である。
【図２３】  図２３は、少なくとも１つの曲率半径を有する電極の一実施形態を示す側面図である。
【図２４】  図２４は、曲率半径、センサおよび結合された進行デバイスを有する電極の一実施形態を示す側面図である。
【図２５】  図２５は、エネルギー送達表面を規定するように、電極の外部表面に位置付けられた絶縁スリーブを備える電極の一実施形態を示す透視図である。
【図２６】  図２６は、電極の選択部分を周囲で絶縁する多数の絶縁スリーブを備える電極の一実施形態を示す透視図である。
【図２７】  図２７は、電極の長手方向断面に沿って延びて、隣接する長手方向のエネルギー送達表面を規定する絶縁体を有する電極の一実施形態を示す透視図である。
【図２８】  図２８は、図２７の実施形態の断面図である。
【図２９】  図２９は、流体を送達するように構成される管腔および開口を有する電極を有する装置の一実施形態と、強化電極を創出するための注入流体の使用とを示す側面図である。
【図３０】  図３０は、本発明の制御システムの一実施形態または他の実施形態とともに用いるコントローラ、電源、電源回路および他の電子構成要素を示すブロック図である。
【図３１】  図３１は、本発明の制御システムの一実施形態または他の実施形態とともに用いるアナログ増幅器、マルチプレクサおよびマイクロプロセッサを示すブロック図である。
【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８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図８Ｄ】
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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１８Ａ】
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【図１８Ｂ】
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【図１８Ｃ】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１Ａ】
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【図２１Ｂ】
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【図２１Ｃ】
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【図２１Ｄ】
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【図２１Ｅ】
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【図２１Ｆ】
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【図２１Ｇ】
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【図２１Ｈ】
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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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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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