(57)【要約】  本発明は、物体へのニードルの機械的に支援された挿入のため、特に自動化された挿入のためのニードルに関する。前記ニードルは、導管３３を取り囲んでいる円筒体３２、及び前記導管３３の出口にある切削部を有する。前記切削部３４は、少なくとも１つの斜面３５及び前記斜面の少なくとも１つの転移端３７を規定する少なくとも１つの表面を有する。前記切削部３４は、前記表面上に少なくとも１つの凸凹３９を有する。前記凸凹は、ニードルの挿入中、物体内のニードルの位置の検出を可能にするために、測定された前記ニードルの前記物体への挿入抵抗力の特性の形状の変化を発生させる。
2010524623.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導管を取り囲んでいる円筒体、及び
前記導管の出口にある切削部
を有する、物体へのニードルの機械的に支援された挿入に適したニードルにおいて、
前記切削部は、１つの平坦な斜面及び前記物体への前記ニードルの挿入抵抗力のピークを生じさせる少なくとも１つの表面の凹凸を有するニードル。
【請求項２】
前記凹凸は、前記斜面により発生するピークよりも、前記ニードルが前記物体に挿入されるときの挿入抵抗力の特性の傾斜がより突然変化するピークを発生させるのに適した請求項１に記載のニードル。
【請求項３】
前記凸凹は、一般に前記ニードルの軸を横断して延在する少なくとも１つの表面を有する請求項１に記載のニードル。
【請求項４】
前記凸凹は、突起型又は窪み型である請求項１に記載のニードル。
【請求項５】
前記凸凹は、溝、畦、切り欠き及びバンプの少なくとも１つを有する請求項４に記載のニードル。
【請求項６】
前記切削部の前記表面は、複数の斜面及び転移端を規定し、前記凸凹は、前記切削面の転移端に対応する２つのピーク間に追加のピークを発生させるように位置決められる請求項１に記載のニードル。
【請求項７】
前記切削部は、導管の開口及びニードルに先端を規定し、前記凸凹は、前記ニードルの先端の反対側の前記導管の開口の端部の近くに置かれる請求項１に記載のニードル。
【請求項８】
請求項１に記載のニードルを物体に挿入する装置において、
前記ニードルを前記物体に打ち込む手段、
前記ニードルの前記物体への挿入抵抗力の特性を測定する手段、及び
前記打ち込む手段の動きを、前記ニードルにかかる力の関数として制御する手段
を有する装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物体への機械的に支援された挿入のためのニードルに関する。本発明は特に、自動化された挿入に適する。
【背景技術】
【０００２】
生体へのニードルの挿入は、非常に一般的な医療処置である。しばしばニードルは、血管から血液を集める、又はシリコンセプタム(silicone septum)にワクチンを注入するために挿入される。しかしながら、この処置は、とりわけ人間の体内へ手動で行われる。訓練をうけた医療スタッフにより行われたとしても、この挿入処置の約５％において問題が発生し、複数回の挿入又は血腫(haematoma)をもたらす。結局、この医療スタッフは余分なプレッシャーを受け、患者はより大きな痛み及び不快感を受ける。
【０００３】
機械的に支援された又は完全に自動化されたニードルの挿入は、多くの利益を持つと期待される。機械的に支援された挿入処置又は自動化された挿入処置における最大の課題は、ニードル挿入の前進の制御である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来技術において、ニードルが血管に挿入されている間、このニードルにおける測定される挿入抵抗力の関数として、前記ニードルの位置を導き出すために、ニードルの血管内への挿入抵抗力の特性を測定することにより、血管へのニードルの挿入を監視することが提案されている。ニードルの挿入抵抗力の特性は、異なる形状を持つ、ニードルの異なる部分が、これら部分が血管に挿入されている間、この血管により同じ抵抗を発生させないので、血管内におけるニードルの位置に関する情報を含んでいる。ニードルの前進を止める決定は、前記抵抗力の特性の傾斜の変化に基づく。
【０００５】
図１ａは、従来技術のニードル１である。ニードル１は、導管２３を取り囲んでいる円筒体２及び円筒体２に隣接して、導管３の出口に切削部４を有する。切削部４は、複数の斜面、つまり２つの前斜面５ａ、６ａ及び２つの後斜面５ｂ、６ｂを規定する表面を有する。前斜面５ａ、６ａは、物体内に貫入するのに適した鋭い頂点を形成するニードルの先端４'で接合する。全体として考えてみると、前記切削部４は、円筒体２の軸を横断する平面に対しある角度（ここでは約６０°）で斜角が付けられている。この角度は、ニードル１の前進的挿入を可能にする。前記前斜面５ａ、６ａは、後斜面５ｂ、６ｂと転移端５ｃ、６ｃで接合し、後斜面５ｂ、６ｂは、これら後斜面が共通の転移端７で接合する、円筒体２の近くで接続する。
【０００６】
図１ｂは、ニードル１を血管に挿入する深さの関数として、直径６ｍｍの血管による、図１ａのニードルに及ぼす挿入抵抗力を示すグラフである。この力の特性は、ニードルの先端４'及び前斜面５ａ、６ａが血管の壁に挿入するのに対応する第１のピーク８ａを有する。前記ニードルの切削部４が前記血管の壁を突破するとき、前記ニードルは血管に挿入される。第１のピーク８ａの減少する傾斜において、前記力の特性は、前記前及び後斜面（５ａ、５ｂ）、（６ａ、６ｂ）の第１の転移端５ｃ、６ｃが血管の壁を通過するのに対応する第２の小さなピーク８ｂを有する。この力の特性は次いで再び減少し、（後斜面５ｂ、６ｂとニードル１の円筒体２との間に位置する）転移端７が前記血管の壁を通過するのに対応する第３の小さなピーク８ｃを有する。この力の特性は次いで再び減少し、挿入の深さが６ｍｍで、前記ニードルの切削部４が前記血管の反対側の壁を突破するのに対応する第４のピーク８ｄを有する。
【０００７】
従来技術は、人の血管内へのニードルの挿入を制御するために、上述した力の特性を使用する。しかしながら、この特性は、小さな血管における前記挿入を監視するのに十分な信頼性及び精度はなく、これはまさに前記監視が最も重要な血管の型である。実際は、前記第１のピーク８ａが位置基準として使用される場合、ニードル１の僅かな部分しか挿入されず、特に導管３はまだ血管内にはない。その上、第２及び第３のピークは小さすぎ、故に高い信頼性で使用されると認めるには難しすぎる。最後に、第４のピークが検出されるとき、前記ニードルは既に血管の反対側の壁に穴をあけ、これはまさに、前記監視によって避けられるべきことである。その上、血管の変形が原因により、第４のピークは、ニードルが反対側の壁に触れたとき、このニードルの位置を検出するのに使用することすらできない。実際に、この血管の変形が原因により、ニードルが反対側の壁に貫入する瞬間に、第１の壁を通り挿入されたニードルの一部はこれら２つの壁の間の距離だけでなく、血管の変形にも依存している。
【０００８】
従って、ニードルを物体に挿入する力の特性は、機械的に支援された又は自動化されたニードルの挿入を監視することを助けるのに適さない。ニードルが挿入されるべき深さが小さい場合、特にその深さがニードルの切削部の長さに対しあまり大きくない、すなわちより一層小さい場合、更に適さなくなる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
故に、本発明の目的は、機械的に支援された又は自動化されたニードルの物体への挿入を正確に監視するための装置を提供することである。
【００１０】
本発明によれば、機械的に支援されたニードルの物体への挿入に適したニードルを提供し、このニードルは、導管を取り囲んでいる円筒体及び前記導管の出口に切削部を有し、前記切削部は、１つの平坦な斜面及びニードルの前記物体への挿入抵抗力のピークを発生させる少なくとも１つの平面の凸凹(irregularity)を有する。
【００１１】
測定されるニードルの物体への挿入抵抗力は、ニードルの挿入の深さを関数とする前記ニードルにおける挿入抵抗力である。グラフは、挿入されたニードルの部分を関数として、前記物体により前記ニードルに作用する反力を示す。前記力の特性の形状におけるピークは、前記力を表す曲線の傾斜が突然変化すると理解され、これは、その時点での特定の形状（又は特徴）を示す曲線を生じさせる。
【００１２】
本発明のニードルの切削部の表面は、平坦な斜面とは異なる凸凹を規定する。この凸凹は、斜面でも転移端でもない。結果として、挿入抵抗力の特性の形状（又は傾斜）は、これら凸凹が前記物体に挿入されるとき、前記抵抗力の変化が原因による変化、例えば他のピークを有する。前記凸凹は、斜面及び転移端とは形状が異なるので、前記力の特性の形状に引き起こされる変化は、前記斜面及び転移端の挿入に関連する上述した従来のピークから認識可能である。この形状に関する変化は、凸凹の挿入位置に現れ、故に、前記ニードルがこの凸凹まで挿入されたことを意味する信号を示す。
【００１３】
この情報に基づいて、前記力の特性の形状における特有の特徴が従来の力の特性の形状におけるピークよりもさらに正確な情報であるため、機械的に支援されたニードル挿入方法は改善される。特に、凸凹に関連する情報は、その時点でニードルの挿入を止めるのに使用されることができる。ニードルがどの位深く挿入されるべきかに依存して、ニードルの切削部の表面上の対応する位置に置かれた凸凹を持つニードルが故に使用されることができる。
【００１４】
本発明のおかげで、機械的に支援されたニードル挿入方法は、故にさらに正確且つ精密となる。
【００１５】
本発明は、特に全ての従来技術がニードルを挿入される患者の痛みを和らげることを目的とする意味では、従来技術と比べると特に驚くべきことである一方、本発明の場合、斜面及び転移端にさらに凸凹を追加することは、患者への痛みの量の増大を実際に引き起こす。しかしながら、この起こりうる一時的に増大する痛みは利点、すなわち手動の挿入よりも安全である機械的に支援されたニードルの挿入が行われ、とりわけ例えば複数回の挿入又は血腫のような、手動の挿入が失敗するときに起こる問題を回避することを可能にする利点をもたらす。
【００１６】
実施例によれば、力の特性の形状に関する変化は少なくとも１つのピークを有する。
【００１７】
実施例によれば、凸凹は、斜面及び転移端により発生するピークに比べ、前記力の特性の傾斜が突然変化するピークを発生させるのに適する。
【００１８】
実施例によれば、前記凸凹は、一般にニードルの軸を横断して延在する少なくとも１つの表面を有する。
【００１９】
実施例によれば、前記凸凹は、突起型又は窪み型である。
【００２０】
実施例によれば、前記凸凹は、溝、畦(rib)、切り欠き(notch)及びバンプ(bump)の少なくとも１つを有する。
【００２１】
実施例によれば、前記切削部の表面は、複数の斜面及び転移端を規定し、前記凸凹は、前記切削面の転移端に対応する２つのピーク間に追加のピークを発生させるように位置決められる。
【００２２】
実施例によれば、前記切削部は導管の開口及びニードルの先端を規定し、前記凸凹は、前記ニードルの先端の反対側にある導管の開口の端部の近くに置かれる。
【００２３】
本発明に従って、上記ニードルの物体への自動化された挿入のための装置も提供され、この装置は、ニードルを物体に打ち込む手段、ニードルの物体への挿入抵抗力の特性を測定する手段、及び前記打ち込む手段の動きを、ニードルにかかる力の関数として制御する手段を有する。
【００２４】
本発明に従って、上記ニードルの物体への機械的に支援された挿入のための装置も提供され、この装置は、ニードルが物体に挿入されている間、このニードルを保持する手段、ニードルの物体への挿入抵抗力の特性を測定する手段、前記力の特性の変化を認識する手段、及び上記変化が認識されるとき信号を送る手段を有する。
【００２５】
本発明のこれら及び他の態様は、添付の図面を参照して、以下の説明からさらに明らかとなるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１ａ】従来のニードルの画像である。
【図１ｂ】図１ａのニードルを直径が６ｍｍの血管に挿入している間に測定される挿入抵抗力の特性。
【図２ａ】本発明の第１の実施例による、ニードルの透視正面図。
【図２ｂ】本発明の第２の実施例による、ニードルの透視側面図。
【図２ｃ】図２ｂのニードルを血管に挿入している間に測定される挿入抵抗力の特性。
【図３】本発明の第３の実施例による、ニードルの透視正面図。
【図４ａ】本発明の第４の実施例による、ニードルの透視側面図。
【図４ｂ】図４ａのニードルを血管に挿入している間に測定される挿入抵抗力の特性。
【図５ａ】本発明の第５の実施例による、ニードルの透視側面図。
【図５ｂ】図５ａのニードルを血管に挿入している間に測定される挿入抵抗力の特性。
【図６ａ】本発明の第６の実施例による、ニードルの透視側面図。
【図６ｂ】図６ａのニードルを血管に挿入している間に測定される挿入抵抗力の特性。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
図２ａを参照すると、第１の実施例に従うニードル２１は、導管２３を取り囲んでいる円筒体２２を有する。本実施例において、本体２２は管状である。導管２３の一方の端部において、ニードル２１は、その壁が導管２３の出口開口を規定する切削部２４を有する。この切削部２４は数ｍｍ長、例えば３ｍｍ長でもよい。導管２３のもう一方の端部は、例えば注射器(syringe)に接続されるのに適している。導管２３は、流体の導通に適している。ニードル２１は、血管から血液を吸引及び収集するのに適している静脈穿刺(vanipuncture)ニードルでもよい。このニードルが注射針である場合、注射器から血管又は筋肉に例えばワクチンのような流体を注入するのに適する。ニードル２１の切削部２４は、例えば流体を含んでいるエラストマー容器のような物体を突き刺すために使用されてもよい。
【００２８】
ニードル２１の切削部２４は、特有の斜面２５を規定する表面を有する。斜面２５は、一方の側において、鋭い先端ではなく、むしろ湾曲した先端２４'であるニードルの先端２４'を規定する。先端２４'は、物体又は生体にニードルを挿入することを可能にする切削面を規定する。切削部２４は、円筒体２２の軸２２'を横断する平面に対しある角度（ここでは約６０°）に斜角が付けられている。この角度は、ニードル１の前進的挿入を可能にする。斜面２５は、ニードルの先端２４'とは反対側の切削部２４に位置する転移端２７において、前記円筒体２２と接合する。
【００２９】
切削部２４の表面は、凹凸２９を有する。図２ａにおいて、凹凸２９は溝である。溝２９は、円筒形状であり、ニードルの本体２２の軸２２'に垂直な直線である。溝２９は、ニードル２１の導管の開口内にある切削部２４の斜角が付けられた表面で始まり、この導管の開口の端部であり、ニードルの先端２４'とは反対側の前記円筒体２２の転移端２７に近い端部２３'で終了する。
【００３０】
溝２９は、測定されたニードル２１の挿入抵抗力の特性が突然変化する、ここでは鋭いピークを発生させる。自動化されたニードルの挿入中、このピークを検出することは、開業医にニードル２１が前記溝２９まで挿入されたことを知らせる。これはさらに、導管２３の出口開口の全てが挿入されたことを示している。前記自動化された挿入は止まる。
【００３１】
ちなみに、例えば米国特許番号US5,752,942号の従来技術文献は、斜面及びこれら斜面の間に転移端を持つ切削部を有するニードルを開示している。しかしながら、これら斜面及び転移端は、特にこれら斜面及び転移端が本発明の凸凹の機能を果たさないので、本発明の意味での凸凹とみなされない。この機能は、ニードルの挿入の監視を可能にするように、測定された挿入抵抗力に他のピークを発生させることである。US5,752,942号に挙げられるように、従来技術文献は、さらに連続して斜角が付けられた表面を生じさせるために、転移端の高さを下げることを目的とし、それとは反対に本発明は、凸凹が不連続を規定するので、この斜角が付けられた表面に凸凹、すなわち不連続な斜角が付けられた表面を設ける。
【００３２】
図２ｂは、本発明のニードル２１Ｂのもう１つの例示的な実施例である。ニードル２１Ｂは、図１のニードル１と同様、複数の斜面を有する。ニードル２１Ｂは、導管２３Ｂを取り囲んでいる円筒体２２Ｂを有する。ニードル２１Ｂはさらに、導管２３Ｂの一方の端部に切削部２４Ｂを有し、接触部２４Ｂの壁は、導管２３Ｂの出口開口を規定する。切削部２４Ｂは、複数の斜面、つまり２つの前斜面２５Ｂａ、２６Ｂａ及び２つの後斜面２５Ｂｂ，２６Ｂｂを規定する表面を有する。前斜面２５Ｂａ、２６Ｂａは、物体に貫入するのに適した鋭い頂点を形成するニードルの先端で接合する（図示せず）。全体として考えてみると、前記切削部２４Ｂは、円筒体２２Ｂの軸２２Ｂ'を横断する平面に対しある角度（ここでは約６０°）に斜角が付けられている。この角度は、ニードル２１Ｂの前進的挿入を可能にする。前斜面２５Ｂａ、２６Ｂａは、後斜面２５Ｂｂ、２６Ｂｂと転移端２５Ｂｃ、２６Ｂｃで接合し、後斜面２５Ｂｂ、２６Ｂｂは、円筒体２２Ｂの近くで接続し、これら後斜面は、ニードルの先端２４'の反対側の切削部２４Ｂに位置する共通の転移端２７Ｂで接合する。
【００３３】
前記切削部２４Ｂの表面は、凸凹２９を有する。凸凹２９Ｂは、ニードルの本体２２Ｂの軸２２'Ｂに垂直な円筒形状の直線の溝である。溝２９Ｂは、ニードル２１Ｂの導管の開口内にある切削部２４Ｂの斜角が付けられた表面で始まる。溝２９Ｂは、前記ニードルの先端の反対側にある円筒体２２Ｂの転移端２７Ｂに近い、前記導管の開口の端部を形成する上端２３'Ｂで終了する。
【００３４】
凸凹２９Ｂは、測定される挿入抵抗力の特性の認識できる変化を生じさせる。このような特性は、図２ｃのグラフに示され、このグラフは、縦座標に血管によりニードル２１Ｂに引き起こされる抵抗力Ｆを、横座標に血管に挿入されたニードル２１Ｂの長さｘを有する。挿入している時間ｔは、この挿入が一定の速度で行われる場合、長さｘの代わりに示されてもよい。
【００３５】
前記力の特性は、ニードルの切削部２４Ｂが血管の壁を突破するとき、ニードルの先端及び前斜面２５Ｂａ、２６Ｂａが血管の壁に挿入するのに対応する第１のピーク２８ａを表す。この第１のピーク２８ａの減少する傾斜において、前記力の特性は、前記前及び後斜面（２５Ｂａ、２５Ｂｂ）、（２６Ｂａ、２６Ｂｂ）の第１の転移端２５Ｂｃ、２６Ｂｃが血管の壁を通過するのに対応する第２の小さなピーク２８ｂを有する。この力の特性は次いで再び減少し、それの形状（傾斜）の変化２８ｃを有し、これは溝２９Ｂが血管の壁を通り挿入するのに対応する前記力の特性の特定の特徴である。如何なる凸凹を持たない従来のニードルの特性と比較すると、この変化はグラフ上で破線で示され、その発明で提案されたような凸凹を持たないニードルの曲線は実線で示される。
【００３６】
前記力の特性の曲線の変化２８ｃはここで２つのピーク、つまり通常の曲線に比べ力の落ち込みを示す第１のピーク２８ｃ'及び前記通常の曲線に比べ力の増大を示す第２のピーク２８ｃ"を有する。この第１のピーク２８ｃ'は、ニードルの後斜面２５Ｂｂ、２６Ｂｂの傾斜の変化によるものであり、ここで傾斜は、前記後斜面２５Ｂｂ、２６Ｂｂの一般的な傾斜に比べ、前記切削面がニードル２１Ｂの内部方向に又はそのニードルの軸２２'Ｂの方向に向けられるようである。第２の上方のピーク２８ｃ"は、傾斜の変化によるものであり、ここで前記切削面は、斜面２５Ｂｂ、２６Ｂｂの一般的な傾斜よりも高い傾斜で、前記ニードル２１Ｂの外部に向けられる。
【００３７】
前記力の特性は、前記後斜面２５Ｂｂ、２６Ｂｂと、ニードル２１Ｂの円筒体２２Ｂ
との間に位置する転移端２７Ｂが前記血管の壁を通過するのに対応する第５の小さなピーク２８ｄを有する。
【００３８】
それ故に、前記ニードル２１の切削面２４Ｂは、ニードルの挿入抵抗力の特性を修正するために、前記凸凹２９Ｂを用いて加工される。従って、ニードル２１Ｂは、物体、特に皮膚のような層状の組織に貫入している間、その力の特性の形状に関する認識可能な変化２８ｃを表す。これは、物体内におけるニードルの位置に関する正確な情報を持つこと及びニードルを止める必要があるまで、その挿入を監視することを可能にする。ニードル２１Ｂ上の凸凹２９Ｂは従って、物体内のニードルの位置を伝える個別のマークであり、これは、力の特性の傾斜を変更することで検出される。
【００３９】
図３を参照すると、第３の実施例に従うニードル３１は、導管３３を取り囲んでいる円筒体３２及び切削部３４を有し、この切削部の壁は導管３３の出口開口を規定している。前記切削部３４は、特有の斜面３５を規定する表面を有し、これはニードルの先端３４'を規定する。前記斜面３５は、ニードルの先端３４'の反対側の前記切削部３４に位置する転移端３７において前記円筒体３２と接合する。切削部３４の表面は、図３の実施例では畦３９である凸凹３９を有する。この畦３９は、ニードルの本体３２の軸３２'に垂直な、円筒形状の直線の畦３９である。この畦３９は、前記ニードルの先端３４'の反対側の導管の開口の近くに延在するように形成される。前記畦３９は、測定されるニードル３１の挿入抵抗力の特性における追加のピークを発生させる。
【００４０】
図４ａを参照すると、第４の実施例に従うニードル４１は、導管４３を取り囲んでいる円筒体４２及び切削部４４を有し、この切削部の壁は導管４３の出口開口を規定している。前記切削部４４は、複数の斜面を規定する表面を有し、説明されるニードルは、図１ａを参照して説明したニードル１のように、２つの前斜面４５ａ、４６ａ及び２つの後斜面４５ｂ、４６ｂを有する。前記前斜面４５ａ、４６ａは、ニードルの先端（図示せず）で接合する。全体として考えてみると、前記切削部４４は、前記ニードル４１の前進的挿入を許可するために、円筒体４２の軸４２'を横断する平面に対しある角度（ここでは約６０°）で斜角が付けられている。これら前斜面４５ａ、４６ａは、後斜面４５ｂ、４６ｂと転移端４５ｃ、４６ｃで接合し、後斜面４５ｂ、４６ｂは、円筒体４２の近くで接続し、これら後斜面は、ニードルの先端の反対側の切削部４４に位置する共通の転移端７で接合する。
【００４１】
切削部４４の表面は、図４の実施例では畦４９である凸凹４９を有する。この畦４９は、ニードルの本体４２の軸４２'に垂直な、円筒形状の直線の畦４９である。畦４９は、導管の出口開口の端部を形成する縁４３'の前で終わるように形成され、これは、前記ニードルの先端の反対側の、導管の出口開口を規定する切削面４４の壁上にある。この畦４９は、斜面４５ａ、４５ｂ、４６ａ、４６ｂ、ニードルの先端及び転移端４５ｃ、４６ｃ、４７を規定する表面が導管の開口により分けられている切削部４４の一部に延在しているので、実際には不連続な畦４９であり、この畦４９は、前記導管の開口の両側にある各後斜面４５ｂ、４６ｂ上に２つの畦部分を有する。
【００４２】
前記畦４９が前記導管の開口の終端を規定する前記縁４３'からどの位離れているかに依存する場合、図４ａのニードル４１は、幾つかの自動化された方法で使用される。第１の実施例によれば、畦４９は、前記縁４３'に位置され、導管の開口全てが血管内に挿入されたときニードルの挿入が止まる（このような場合、前記挿入は、畦４９により発生するピークが現れた直後に止まる）方法を行うことを可能にする。第２の実施例によれば、畦４９は、切削部４４上において、前記ニードルの先端の近くに、前記縁４３'からある距離をおいて位置決められ、導管の開口全てが挿入される前に前記ニードルの挿入を止める方法を行うことを可能にする。例えば前記ニードルが挿入されるべき血管の直径が切削部４４の長さよりも小さい、例えば３ｍｍ長の切削部４４が２ｍｍ長の血管内に挿入されるので、切削部４４が２ｍｍ挿入される前に前記挿入は止まる。
【００４３】
第４の実施例のニードル４１の挿入抵抗力の特性は、再び縦座標に反力Ｆ、横座標に挿入される長さｘ（又は一定速度の場合、時間ｔ）を用いて図４ｂのグラフに示される。前記力の特性は、ニードルの先端及び前斜面４５ａ、４６ａが血管の壁に挿入するのに対応する第１のピーク４８ａを有する。この第１のピーク４８ａの減少する傾斜において、前記力の特性は、前記前及び後斜面（４５ａ、４５ｂ）、（４６ａ、４６ｂ）の第１の転移端４５ｃ、４６ｃが血管の壁を通過するのに対応する第２のピーク４８ｂを有する。前記力の特性は次いで再び減少し、破線で示されるその形状（又は傾斜）の変化４８ｃを有し、これは前記畦４９が血管の壁を通り挿入するのに対応する前記力の特性の特定の特徴である。
【００４４】
前記力の特性の曲線の変化４８ｃは再び２つのピーク、正常な曲線に比べ上昇する力を示し、前記畦４９の最初の表面の傾斜の上昇に対応する第１のピーク４８ｃ'、及び正常な曲線に比べ落ち込む力を示し、前記畦４９の最後の前記表面の傾斜の減少に対応する第２のピーク４８ｃ"を有する。
【００４５】
前記力の特性は、（前記後斜面４５ｂ、４６ｂと前記ニードルの円筒体４２との間に位置する）前記転移端４７が前記血管の壁を通過するのに対応する第５の小さなピーク４８ｄを有する。
【００４６】
ニードル４１を血管に挿入している間、前記ニードル４１の挿入抵抗力の特性において測定される鋭い追加のピーク４８ｃ'、４８"は、自動化されたニードルの挿入器具により、前記ニードルの挿入を監視する、及び特にニードルを止めるのに直接用いられることができる。
【００４７】
図５ａを参照すると、第５の実施例に従うニードル５１は、導管５３を取り囲んでいる、軸５２'を持つ円筒体５２及び切削部５４を有し、この切削部の壁は導管５３の出口開口を規定している。この切削部５４は、複数の斜面を規定する表面を有し、説明されるニードルは、２つの前斜面５５ａ、５６ａ及び２つの後斜面５５ｂ、５６ｂを有する。前記前斜面５５ａ、５６ａは、ニードルの先端（図示せず）で接合する。前斜面５５ａ、５６ａは、後斜面５５ｂ、５６ｂと転移端５５ｃ、５６ｃで接合し、後斜面は、円筒体５２に近くで接続し、これら後斜面は、前記切削部５４上において、前記ニードルの先端の反対側に位置する共通の転移端５７で接合する。前記切削部５４の表面は、図５ａの実施例では切り欠きである凸凹５９を有する。この切り欠き５９は、球体の一部の形状を持ち、例えば円錐形状とすることも可能である。切り欠き５９は、後斜面５６ｂの一方に対応する壁に形成される、故にこの切り欠き５９は、導管５３の出口開口の一方の側にのみ形成される。
【００４８】
説明された実施例において、切り欠き５９は、切り欠きがその上に形成される前記斜面５６ｂの壁の外縁に設けられ、これが前記力の特性のさらに認識可能な変化を引き起こす。
【００４９】
第５の実施例のニードル５１の挿入抵抗力の特性は、再び縦座標に力Ｆ及び横座標に挿入される長さｘ（一定速度の場合、時間ｔ）を用いて図５ｂのグラフに示される。前記力の特性は、ニードルの先端及び前斜面５５ａ、５６ａが血管の壁に挿入するのに対応する第１のピーク５８ａ、前記前及び後斜面（５５ａ、５５ｂ）、（５６ａ、５６ｂ）の第１の転移端５５ｃ、５６ｃが血管の壁を通過するのに対応する第２のピーク５８ｂ、前記切り欠き５９が血管の壁を通り挿入するのに対応する前記力の特性の特定の特徴である、破線で示されるその形状の変化５８ｃ、並びに（後斜面５５ｂ、５６ｂとニードル５１の円筒体５２との間に位置する）前記転移端５７が前記血管の壁を通過するのに対応する最後のピーク５８ｄを有する。
【００５０】
前記切り欠き５９は、窪み型の凸凹であるため、前記力の特性の曲線における変化５８ｃは、第１の落ち込みのピーク５８ｃ'及び第２の上昇のピーク５８ｃ"を有する。この形状の変化は、前記ニードル５１が切り欠き５９まで挿入されたことを知ることができる、自動化された挿入器具に対するマーカーを形成する。
【００５１】
図６ａを参照すると、第６の実施例に従うニードル６１は、導管６３を取り囲んでいる、軸６２'を持つ円筒体６２及び切削部６４を有し、この切削部の壁は導管６３の出口開口を規定している。この切削部６４は、複数の斜面を規定する表面を有し、説明されるニードルは、２つの前斜面６５ａ、６６ａ（６６ａのみ示される）及び２つの後斜面６５ｂ、６６ｂを有する。前記前斜面６５ａ、６６ａは、ニードルの先端（図示せず）で接合する。前斜面６５ａ、６６ａは、後斜面６５ｂ、６６ｂ（６６ｃのみ示される）と転移端で接合し、後斜面６５ｂ、６６ｂは、円筒体６２の近くで接続し、これら後斜面は、前記切削部６４上において、前記ニードルの先端の反対側に位置する共通の転移端６７で接合する。前記切削部６４の表面は、図６ａの実施例では前記ニードル６１の軸６２'を横断するように置かれる卵形状のバンプ（又はドーム）である凸凹６９を有する。このバンプ６９は、前記ニードルの先端の反対側に、前記導管の開口の端部を形成する縁６３'の位置に形成される。
【００５２】
第６の実施例のニードル６１の挿入抵抗力の特性は、再び縦座標に力Ｆ及び横座標に挿入される長さｘ（一定速度の場合、時間ｔ）を用いて図６ｂのグラフに示される。前記力の特性は、ニードルの先端及び前斜面６５ａ、６６ａが血管の壁に挿入するのに対応する第１のピーク６８ａ、前記前及び後斜面（６５ａ、６５ｂ）、（６６ａ、６６ｂ）の第１の転移端６５ｃ、６６ｃが血管の壁を通過するのに対応する第２のピーク６８ｂ、前記バンプ５９が血管の壁を通り挿入するのに対応する前記力の特性の特定の特徴である、破線で示されるその形状の変化６８ｃ、並びに（後斜面６５ｂ、６６ｂとニードル６１の円筒体６２との間に位置する）前記転移端６７が前記血管の壁を通過するのに対応する最後のピーク６８ｄを有する。
【００５３】
前記バンプ６９は、突起型の凸凹であるため、前記力の特性の曲線における変化６８ｃは、第１の上昇のピーク６８ｃ'及び第２の落ち込みのピーク５８ｃ"を有する。この形式の変化６８ｃは、自動化された挿入手続き中に監視するニードルの挿入に使用されることができる。
【００５４】
本発明が図面及び上述の説明において詳細に説明及び開示されたのに対し、このような説明及び開示は、例証又は例示的であると考えられ、制限的ではないと考えるべきであり、つまり、本発明はこれら開示した実施例に限定されない。
【００５５】
特に、凸凹の形状は変更されてもよい。当業者は、自分が欲しい力の特性の変化に対応する特定の形状を加工するであろう。言い換えると、凸凹の形状を加工することにより、ニードルの位置の検出を可能にする前記力の特性の変化が加工されてもよい。結果として、前記変化の認識処理をさらに簡単且つ信頼性のあるものにする非常に特徴的な力の特性が得られる。
【００５６】
当業者は、前記凸凹の寸法も選択するであろう。基本的には、前記凸凹の大きさが大きいほど、前記力の特性の変化も大きくなる。従って、前記凸凹の大きさの選択は、一方では力の特性の形状の変化の所望の形状及び視認性と、他方では患者が受ける痛みとによる妥協の結果である。
【００５７】
さらに、前記凸凹が畦又は溝である場合、その形状は、円筒形に代わり矩形とすることも可能である。
【００５８】
前記凸凹は、導管の出口開口の挿入の終わりの検出を可能にするために、この導管の出口開口の端部の近くに置かれる。もう１つの実施例によれば、特にニードルの切削部の長さがこのニードルが挿入されるべき深さよりも長い場合、前記凸凹は導管の開口の端部より前に位置決められ、従って前記ニードルの挿入を所望の深さで止めることを可能にする。
【００５９】
実施例によると、前記ニードルの切削面は、複数の凸凹を有し、故に前記ニードルの挿入抵抗力の特性において複数の変化（例えばピーク）を発生させる。これら複数の凸凹は、同じ形状又は異なる形状とすることができる。これは、複数の位置情報を持つことを可能にする、故にニードルの挿入のさらに連続的な監視及び／又はニードルが異なる深さに挿入されるべき幾つかの可能なアプリケーションに、ある型のニードルの使用を可能にする。
【００６０】
実施例によると、前記凸凹は、突起型であり、これは２つのピーク、つまり上昇のピーク及び落ち込みのピークを有する前記力の特性の特徴を生じさせる。実施例によれば、前記凸凹は、窪み型であり、これは２つのピーク、つまり落ち込みのピーク及び上昇のピークを有する前記力の特性の特徴を生じさせる。
【００６１】
ニードルの形状を問わず、凸凹の形状を問わず、本発明のニードルは、自動化された挿入装置と共に使用される。このような装置は、ニードルを物体に打ち込む打ち込み手段、ニードルが挿入されている間、前記ニードルへの反（抵抗）力を測定する手段、及び前記打ち込み手段の動きを前記ニードルへの抵抗力として制御することを可能にするサーボ機構を有する。前記サーボ機構は、ニードルを挿入しなければならない物体と同じ型の物体に挿入される、測定された同じ型のニードルの挿入抵抗力の特性の結果を含むデータのおかげで制御される。挿入処理中、前記挿入抵抗力は、ニードルを挿入する間、リアルタイムで測定されるべきである。前記凸凹に対応する、力の特性の変化が検出されるとき、前記挿入は止まる。
【００６２】
本発明のニードルは、手動での挿入を支援するシステムと共に使用されてもよい。このようなシステムは、前記打ち込み手段が操作者の手（及び力）であるため、一部が自動化されたと考えられる。このようなシステムは、ニードルを保持する手段、ニードルが挿入されている間、前記ニードルへの反力を測定する手段、凸凹に対応する力の特性の変化を認識する手段（計算ユニット、制御器）、及び上記変化が認識されるとき、信号を送る手段を有する。この信号に基づいて、機械的に支援された挿入システムの操作者は挿入を止める。前記信号は赤ランプでもよい。
【００６３】
本発明によれば、前記凸凹は、前記斜面及び転移端により発生するピークと比較して、力の特性の傾斜が突然変化するピークを発生させるように構成される。特に、前記凸凹は、より認識できる鋭いピーク（及び付随的に、ニードルが人の体内に挿入された場合、患者へのより大きな痛み）を引き起こすために、一般にニードルの軸を横断して延在する少なくとも１つの表面を有する。これは、図２ａから図６ａを参照して説明された凸凹の事例であり、ここで前記凸凹は各々、このような横断して延在する表面を有する、つまり、図２ａ及び２ｂの溝２９、２９Ｂはニードルの軸を横断して延在し、故に上記表面を見せる、図３ａ及び４ａの実施例の畦３９、４９はニードルの軸を横断して延在し、故に上記表面を見せる、図５ａの実施例の切り欠き５９は円形又は円錐形であり、故に上記表面を見せる、並びにその主要寸法がニードルの軸を横断している図６ａの実施例のバンプ６９は卵形であり、故に上記表面を見せる。
【００６４】
実施例によれば、前記凸凹は、切削面の転移端に対応する２つの模範的なピークの間に追加のピークを発生させるように位置決められ、従って既知の挿入抵抗力の特性と比較して、凸凹を持つニードルの力の特性は、容易に認識できるピークを有する。
【００６５】
開示される実施例に対する他の変形例は、図面、本開示及び添付の請求項の検討により、請求する本発明を実施している当業者によって、理解及びもたらされることが可能である。請求項において、"有する"という用語は、他の要素又はステップを排除するものではなく、複数あることを示していないことが、それが複数あることを排除するものはない。単一のプロセッサ又は他のユニットが請求項に挙げられる数個の項目の機能を果たしてもよい。ある手段が互いに異なる従属請求項に列挙されているという単なる事実は、これら手段の組み合わせが有利に使用されることができないことを示しているのではない。コンピュータプログラムは、他のハードウェアと一緒に又は一部として供給される適切な媒体、例えば光学記憶媒体又はソリッドステート媒体に記憶／配布されてもよいが、他の形式、例えばインターネット又は他の有線若しくは無線の電気通信システムを介して配布されてもよい。請求項における如何なる参照符号も請求項の範囲を限定するとは考えない。
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図２ｃ】
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【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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【図６ａ】
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【図６ｂ】
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【国際調査報告】
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