(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エネルギービームが体内のあらかじめ選定された標的物に指向され、
人体の表面を穿刺することによって、前記のあらかじめ選定された標的物にアクセスするために侵襲用器具が採用され、
前記エネルギービームは、所望の穿刺ポイントにおいて人体の表面に入射し、
前記エネルギービームの方向は、人体を穿刺するための侵襲用器具のための所望の角度と軸を指し示すシステムにおいて、
遠位端と近位端とを備える細長いエネルギー伝達部分を有し、
前記の細長いエネルギー伝達部分は、前記の近位端においてエネルギービームを収容して、前記の収容したエネルギーを前記遠位端に向かって伝達し、
人体を貫いて標的物にアクセスする手段と、
前記の人体を貫いて標的物にアクセスする手段と前記エネルギー伝達手段の遠位端との間に介装されたエネルギー応答手段とを有し、
前記エネルギー応答手段は、前記の人体を貫いて標的物にアクセスする手段が、前記エネルギービームと軸方向にアライメントする度に可視光線を分散する、侵襲用器具。
【請求項２】
前記の人体を貫いて標的物にアクセスする手段が、前記の細長いエネルギー伝達部分と一直線上で軸を共有する請求項１記載の侵襲用器具。
【請求項３】
前記エネルギービームは、可視光線を備え、
前記の細長いエネルギー伝達手段は、前記のエネルギービームを伝達するためのエネルギー伝達チャンネルを備え、そして、
前記のエネルギー応答手段は、前記のエネルギービームに応答する請求項１記載の侵襲用器具。
【請求項４】
前記のエネルギービームは赤外線光である請求項３記載の侵襲用器具。
【請求項５】
前記の可視光線はレーザー光である請求項３記載の侵襲用器具。
【請求項６】
前記侵襲用器具は、生検用器具であり、前記の人体を貫いて標的物にアクセスする手段は、前記生検用器具と組み合わされた生検用ニードルである請求項１記載の侵襲用器具。
【請求項７】
前記侵襲用器具は注射器であり、前記の人体を貫いて標的物にアクセスする手段は、前記注射器と組み合わされたニードルである請求項１記載の侵襲用器具。
【請求項８】
前記侵襲用器具はドリルであり、前記の人体を貫いて標的物にアクセスする手段はドリルビット手段である請求項１記載の侵襲用器具。
【請求項９】
前記の人体を貫いて標的物にアクセスする手段は、ニードル手段である請求項１記載の侵襲用器具。
【請求項１０】
前記の人体を貫いて標的物にアクセスする手段は、穿刺用カニューラである請求項１記載の侵襲用器具。
【請求項１１】
前記の人体を貫いて標的物にアクセスする手段は、ドリルビット手段である請求項１記載の侵襲用器具。
【請求項１２】
前記の人体を貫いて標的物にアクセスする手段は、中ぐり手段である請求項１記載の侵襲用器具。
【請求項１３】
前記標的物は、乳房腫瘍と乳房組織のグループから選択される請求項１記載の侵襲用器具。
【請求項１４】
前記の細長い光伝達部分は、中空の不透明なシリンダーである請求項１記載の侵襲用器具。
【請求項１５】
器具が、
遠位端と近位端とを備える細長い光伝達部分を備え、
前記の細長い光伝達部分は、近位端において光の入射ビームを収容し、光の入射ビームを前記の遠位端に伝達するように適合されており、
前記の細長い光伝達部分と一直線上において軸を共有するニードル部分を備え、
前記ニードル部分と、細長い光伝達部分が入射光ビームと軸方向にアライメントする度に、可視光線を分散するための前記の細長い光伝達部分の前記遠位端との間に介装された光応答手段を備える、
ニードルで体内を穿刺するための器具と、投光ビームを体内の予定点に指向させるのに適した撮像システムとの組み合わせ。
【請求項１６】
前記器具が生検用ニードルである請求項１５記載の組み合わせ。
【請求項１７】
前記生検用ニードルが、穿刺カニューラ手段とスタイレット手段とを含む請求項１６記載の組み合わせ。
【請求項１８】
下記の(a)(b)(c)(d)からなる、器具と可視光線ビームとのアライメントをモニターする方法。
(a)可視光線ビームを用意すること、
(b)遠位端と近位端を備え、前記近位端において可視光線ビームを収容し、収容した光を前記近位端から前記遠位端に伝達するために適合した細長い光伝達部分と、
前記光伝達部分と一直線上で軸を共有する生体（人体を除く）穿刺部分と、
前記生体（人体を除く）穿刺部分と、生体（人体を除く）穿刺部分が可視光線ビームと軸方向にアライメントする度に前記可視光を分散するための前記光伝達部分の前記遠位端との間に介装される光分散手段とを有する器具を設けること、
(c)前記光分散手段をモニターすること、
(d)  前記光分散手段が可視光線を分散するように、前記可視光線ビームに関連して前記器具の位置を調節すること、
【請求項１９】
モニターの過程が人間によって成し遂げられる求項１８記載の方法。
【請求項２０】
モニターの過程が電子光学的手段によって成し遂げられる請求項１８記載の方法。
【請求項２１】
可視光線が前記光分散部材から連続的に分散されるように、前記可視光線ビームに関して、前記器具の位置を維持する別の過程を含む請求項１８記載の方法。
【請求項２２】
装置の一方の端部に配置された表面穿刺手段と、
前記装置の他方の端部に配置され、前記穿刺および貫通手段に接続された細長いエネルギー伝達部分と、
前記の細長いエネルギー伝達部分と前記の表面を穿刺するための手段との間に介装された可視光線を分散するための手段と、
前記の細長いエネルギー伝達部分の近位端から延出して、可視光線を分散するための前記表面を穿刺するための手段の内部に終る直線状に延出するエネルギー伝達チャンネルを含み、
前記直線状に延出するエネルギー伝達チャンネルは、前記表面を穿刺する手段と一直線上で軸を共有する、
予定の通路に沿って、予定の穿刺角度で皮下のターゲットを穿刺するための装置。
【請求項２３】
前記穿刺手段がニードルである請求項２２記載の器具。
【請求項２４】
前記穿刺手段がドリルビットである請求項２２記載の器具。
【請求項２５】
前記の細長いエネルギー伝達部分は、前記穿刺手段を標的物に向かって駆動する手段を含む請求項２２記載の器具。
【請求項２６】
前記駆動手段がドリルモーターである請求項２５記載の器具。
【請求項２７】
前記の細長いエネルギー伝達部分は１つのハンドルであり、前記の直線状に延出する伝達チャンネルは、内部に配置され、前記ハンドルの近位端から可視光線を分散するための前記手段に延出するシリンダー状の開口である請求項２２記載の器具。
【請求項２８】
前記分散手段は、接続ハブ手段である請求項２２記載の器具。
【請求項２９】
前記接続ハブ手段は、透明なプラスチック材料から組み立てられる請求項２８記載の器具。
【請求項３０】
予定の経路を光ビームで照射すること、
可視光線が、器具が前記の照明された予定経路と軸方向にアライメントした場合に、器具から放射されるように、侵襲器具に適合されること、
器具を、可視光線が器具から放射されるように、軸方向に光ビームとアライメントすること、
器具から放射される可視光線をモニターすることによって、器具の光ビームとの軸方向アライメントの状態を維持するとともに、アライメントした器具を予定経路に沿って移動すること
器具から放射される可視光線をモニターすることによって、器具の光ビームとの軸方向アライメントの状態を維持するとともに、アライメントした器具を生体（人体を除く）内に挿通すること、
からなる、器具が軸方向に生体（人体を除く）内を穿刺する侵襲過程において、正確な誘導部材を侵襲器具の予定経路に沿って設ける方法。
【発明の詳細な説明】
１．発明の技術分野
この発明は一般に、穿刺器具、侵襲器具に関し、より特定すれば、可視光線ビームのようなエネルギービームによって体内の予定ターゲットに向かって誘導されるのに適した、例えば、患者の体内にある組織塊に対する生検用ニードルのような侵襲器具に関する。
２．先行技術
生検、病巣の排膿、定位手術(stereotaxis)、ディスコリーシス(discolysis)を含む多様な医学の手順は、ニードル、定位ワイヤー或いはその他の生検用器具の高度に正確な定位と穿刺を必要とする。これらの手順において、それらの器具を正しい利用アクセスの下に、すなわち、皮下の標的物に対する予定の精緻なエントリーポイントにおいて、そして、所望の照準経路に沿って定位し、穿刺を行なうことは、手順の成功にとって最も重要である。
皮下の標的、すなわち、外科医にとって医学的に関心のある腫瘍のような患者の体内組織一部を外科医が映像化できるように、多くの場合、生検などの医学的手順に関連して、ＣＴスキャン（断層Ｘ線写真法）または、Ｘ線蛍光透視写真法が、行なわれる。このスキャンは、外科医に、体内器官、体内組織、骨質構造およびこれらの非正常物のような深部の構造を映像化する「切断」面または「スキャン」面で切断した患者の断面の映像を提供する。外科医は、このようにして得られた画像を、最適な照準経路として生検用ニードル、排膿カテーテル或いは他の器具のいずれがよいかを選択するために利用する。外科医は次に、標的または非正常組織を摘出するか他の処置を施すためにそれに至る所望の照準経路に沿ってその器具を案内する。
標的に至る所望の経路とアライメントさせるために生検ニードルに必要な穿刺深度と穿刺角度の両方が、撮像技術を利用して、極めて高水準な正確度で確かめられることが可能である。更には、患者の組織の特定の皮下部分または標的に到達するために選択的な照射と照準を設定することが可能なシステムが知られる。そのようなシステムは、Ｌandi等に付与されたＵＳ特許第５，２１２，７２０号に開示される（言及によってここに組み込まれる）。この特許に言う二重照射照準システムにおいては、Ｘ線に対して透明ではあるが、部分的には不透明な対象物が、２つの照射源すなわち１つはＸ線、他方は光ビーム源、好ましくはレーザーの利用によって得られる照準経路の可視線に沿って照準される。このシステムのレーザー光ビームは、Ｘ線源と標的物の間に位置する深い構造物に対し可視輪郭を提供する。外科医は、侵襲器具を患者の体内にある標的物に至る所望の経路に沿ってアライメントさせるためにこの可視輪郭線を利用することができる。
実際上のプラクティスにおいては、しかしながら、器具を所望の穿刺角度と標的物の輪郭線に関して正確に定位、穿刺することは、この状態を維持することが困難である。もしも、Ｘ線蛍光透視写真法だけが用いられる場合は、試行錯誤的な技法が頻用され、それによって、外科医はアプローチの所望角度を計算して、一方において、ニードルの位置をモニターしつつ必要に応じてその軌道を変更するために、ディスプレーを観察しつつ器具のニードルを患者の体内に緩慢に進める。この技術は、モニターが器具から離れているので、外科医が器具とモニターの間で交互に注意を払わなければならないとい不利益がある。
その結果として、発生する器具の定位の不正確性は、患者に大きな不快感を与えるとともにニードルが適切に標的物に達する前にニードルによる穿刺を繰り返さなければならない場合もある。
更に、Ｘ線蛍光透視写真法技術は、位置情報を入手するためにＸ線蛍光透視を反復する必要があり、患者と外科医の双方を同時に電離照射に曝す。度重なるＣＴスキャンの頻用は、需要の大きい利用可能なＣＴスキャンの時間を束縛する。したがって、麻酔状態の下において手順の長さや時間を短縮して、患者、外科医双方に累積する電離放射線の被爆量を減少するために、侵襲器具の定位と穿刺の正確性を増大することが強く望まれる。
たとえ、撮像システムに関連してレーザー照準システムが採用されたとしても、外科医が望ましい正確性度合いを維持しつつ標的物への予定の経路に侵襲器具をアライメントさせつつこの状態を維持しモニターすることはしばしば困難である。
ＣＴに基礎を置く生検およびその他の手順を実行する上での試行錯誤方法の改良を提供するその他のいくつかの開発が行なわれた。例を挙げれば、ＵＳ特許第４，６３８，７９９号、同第４，７０６，６６５号は、それぞれ、ディスコリーシス(discolysis)および定位手術の手順のための機械的案内装置である。
一般的に、上記の参照特許および刊行物に開示された装置はかたくなにＣＴスキャナーに拘泥している。しかしながら、そのような装置は、ＣＴスキャナーに対する正確な取り付けを要することを含めて、いくつかの欠点を有する。更に、このような装置は、外科医の手術用視野を妨げ、かつ、生検手順をＣＴスキャナーのある場所で行なうことを必要とする。他の開示装置は、ＣＴスキャナーとは別物であるが、天井，壁、床などに取り付けられる。ニードルや生検用器具を物理的に保持する装置もあるが、当然のこととして使用前毎の消毒を要する。加えて、上記装置の中には、生検用ツールを標的への所望の経路線に沿って正確に定位する手段を全く提供しないものもある。何故ならば、それらの装置は、患者を通過する長手方向の垂直面に対するニードルの穿刺角度を測定してこれを維持することのみに関連しているからである。
Frederickに付与されたＵＳ特許第４，６５１，７３２号は、、薄い光のシートによって代表される２つの交差面の原理に基づく。２つの面の交差は、生検用装置の正しい挿通角度を規定するために配置される１つの線を規定する。このシステムの使用に際しては、生検用器具は、これを挿通する間は２つの光ビーム中に投影されるように保持され、それによって、器具が前記２つの面の交差によって規定される予定の経路に追随することを理論的に保証する。このシステムは、外科医が同時に、生検用ツールを２つの面と一致するように維持することを要するという別の新たな困難を有する。
更に、建築物の壁、船舶の隔壁等を修理したり、さもなければドリル、中ぐり、打ち抜き等のような侵襲器具を挿通して非生命体の亜表面構造を知るように、動物の体内構造を非侵襲的に撮影したり、把握したりすることはしばしば望ましいことである。そのような技術は、Ｘ線技術、蛍光Ｘ線技術、そして最近は、超音波技術、コンピューター利用断層撮像技術、磁気共鳴撮像技術を含む。しかしながら、予定経路線に沿って皮下標的物にアクセスするために撮像および照準システムに関連して使用することができる器具に対するニーズは残っている。
このように、標的物の予定経路線とのアライメントの指示を提供する高度に正確で使用が容易な侵襲危倶に対するニーズが残存している。
発明の概要
したがって、この発明の目的は、エネルギービームが体内のあらかじめ選定された標的物に指向され、人体の表面を穿刺することによって、前記のあらかじめ選定された標的物にアクセスするために侵襲用器具が採用され、前記エネルギービームは、所望の穿刺ポイントにおいて人体の表面に入射し、前記エネルギービーム指向性は、人体を穿刺するための侵襲用器具のための所望の角度と軸を指示するシステムにおいて、遠位端と近位端とを備える細長いエネルギー伝達部分を有し、前記の細長いエネルギー伝達部分は、前記の近位端においてエネルギービームを収容して、前記の収容したエネルギーを前記遠位端に向かって伝達するシステムを提供することである。この器具は更に、人体を貫いて標的物にアクセスする手段と、人体を貫いて標的物にアクセスする手段とエネルギー伝達手段との間に介装されたエネルギー応答手段とを含む。このエネルギー応答手段は、人体を貫いて標的物にアクセスする手段がエネルギービームと軸方向にアライメントする度に可視光線を分散する。
ニードルで体内を穿刺するための器具と、投光ビームを体内の予定点に指向させるのに適した撮像システムとの組み合わせを提供することが、この発明の別の目的である。この器具は、遠位端と近位端とを備える細長い光伝達部分を含み、細長い光伝達部分は近位端における入射ビームを収容するのに適合しており、入射光を遠位端に伝達する。この器具は更に、光伝達部分と一直線上で共軸をなすニードル部分を含む。光応答手段が、ニードル部分と、光伝達部分が入射光ビームと軸方向にアライメントする度に可視光線を分散する光伝達部分の遠位端との間に介装される。
器具が軸方向に体内を穿刺する侵襲過程において、正確な誘導部材を侵襲器具の予定経路に沿って設ける方法を提供することがこの発明の別の目的である。この方法は、（ａ）予定の経路を光ビームで照明すること、（ｂ）可視光線が、器具が前記の照明された予定経路と軸方向にアライメントした場合に、器具から放射されるように、侵襲器具に適合されること、（ｃ）器具を、可視光線が器具から放射されるように、軸方向に光ビームとアライメントすること、（ｄ）器具から放射される可視光線をモニターすることによって、器具の光ビームとの軸方向アライメントの状態を維持するとともに、アライメントした器具を予定経路に沿って移動すること、（ｅ）器具から放射される可視光線をモニターすることによって、器具の光ビームとの軸方向アライメントの状態を維持するとともに、アライメントした器具を体内に挿通すること、からなる。
【図面の簡単な説明】
この発明の上記の目的およびその他の目的と特徴は、添付図面と関連する以下の説明とクレームからより完全に明らかとなろう。これらの添付図面が、発明の典型的な具体例のみを示すのであるから、これらが発明の範囲を限定するように理解してはならないという理解に立った上で、この発明を追加的な特殊態様と共に添付図面を参照しつつ説明する。
第１図は、この発明に関連して使用される、皮下の標的物への予定経路に沿ってエネルギービームを放射するエネルギー源の概略図である。
第１Ａ図は、穿刺対象である皮膚の平面図である。
第２図は、第１図のエネルギー源に関連して使用されるこの発明の侵襲器具の概略図である。
第２Ａ図は、第２図のエネルギー伝達部分の近位端部の斜視図である。
第３Ａ図は、この発明のエネルギー伝達部分長さｌと直径ｄの関係を示す図である。
第３Ｂ図は、ｄが減少した場合のこの発明のエネルギー伝達部分長さｌと直径ｄの関係を示す図である。
第３Ｃ図は、ｌが減少した場合のこの発明のエネルギー伝達部分長さｌと直径ｄの関係を示す図である。
第５図は、この発明の好ましい具体例による生検用器具の斜視図。
第６図は、反対側から眺めた第５図に示す生検用器具の斜視図である。
第７図は、第６図の生検用器具の側部切除図である。
第８Ａ図は、第８図に示す注射器のエネルギー伝達部分の斜視図である。
第９図は、この発明の代替具体例のドリル用器具の一部を切除した図である。
第９Ａ図は、第９図に示すドリル用器具のエネルギー伝達部分の斜視図である。
第１０図は、スタイレット（stylet）から分離された器具のカニューラを示すこの発明の生検用器具の側面図である。
第１１図は、人体の皮膚を穿刺するときの生検用器具の側面図である。
現時点において好ましい具体例の詳細な説明
第１図-第９図に示すこの発明の具体例に関する以下の詳細な説明は、クレームされる発明の範囲を限定することを意図するものではなく、現時点において好ましい発明の具体例を例示するに過ぎない。現時点において好ましいこの発明の具体例は、添付図面を参照することによって最もよく理解される。この場合、同じ部品は終始同じ参照符号によって示される。
添付図面特に第１図を参照すれば、この発明に関連して使用することが好ましいタイプのエネルギービーム照準システム６０が、撮像された皮下標的物５０に向かって予定の径路線に沿ってエネルギービーム６６を供給する。撮像された、皮下標的物は、表面下に存在する標的物、すなわち、対象物すなわち人体の内部にある標的であって、その位置と場所は、Ｘ線システムまたはＣＴスキャナーの使用によって決定される。
エネルギービーム６６は、ポイント７２において角度７２をなして穿刺される対象物すなわち人体８０の皮膚５２として参照される表面５２に入射する。ポイント７１と角度７２は、ともに、標的物５０への所望のアクセス経路６５として参照される所望の径路線６５を規定することを補助する。エネルギービーム６６は、経路線に沿って沿って標的物５０に向けられたとき、（第２図において符号４００で示される）侵襲器具を標的物５０にアクセスするために経路６５に沿って案内するために利用することができる。
エネルギービーム照準システム６０は、Ｌandi等に付与されたＵＳ特許第５，２１２，７２０号に記載されている二重照射照準システムであることが好ましく、同特許は言及したことによってここに組み込まれる。このシステムにおいては、Ｘ線を透過する領域ではあるが、符号８０で示されるような光学的には不透明な対象物が、２つの照射源すなわちＸ線源および光ビーム源６０、好ましくはレーザーの使用によって選られる経路線６５に沿って照準される。
エネルギービーム照準システムが、ひとたび、所望のアクセス経路に沿って光ビーム６６を標的物５０に向けられると、第２図に符号４００で示されるような侵襲器具が、皮膚または表面５２を貫いて人体８０を穿刺するために使用され、それによって、皮膚を貫いて標的物５０にアクセスする。表面５２は、侵襲器具を導入して表面下の標的物にアクセスすることが望ましい壁、船殻その他の表面下の特殊構造と同様に、患者の人体であることができる。
第２図は、この発明の好ましい具体例による侵襲器具４００を示す。侵襲器具４００は、近位端４５１と遠位端４５２を有する細長いエネルギー伝達部４３０と、皮膚を貫いて標的物５０にアクセスするための手段４４０と、皮膚を貫いて標的物にアクセスするための手段４４０、したがって、細長いエネルギー伝達部分４３０が、エネルギービーム６６と軸方向にアライメントする度に可視光線を分散するエネルギー応答手段４２５とを含む。皮膚を貫いて標的物にアクセスするための手段４４０は、細長いエネルギー伝達部分４３０と一直線をなして軸を共有することが好ましい。
エネルギー伝達部分４３０は、（第２Ａ図に符号４４５で最もよく示される）近位端４５１から遠位端４５２に延出する、中心をなす同軸のエネルギー伝達チャンネルを備える細長いロッドであることが好ましい。エネルギー伝達部分４３０は、近位端４５１において、開口４３６を通してエネルギービーム６６を収容するように適合される。開口４３６は、エネルギービームへのアクセスを提供しエネルギーがエネルギー伝達チャンネル４４５に進入することを可能とする。開口４３６は、フランジ４３５に囲まれることが好ましい。
エネルギー伝達チャンネル４４５は中空のコアであるか或いは、チャンネル４４５の開口４３６から遠位端４５２にエネルギーを伝達することができる任意の材料からなることができる。エネルギーが可視光線エネルギーである場合は、エネルギー伝達チャンネル４４５は、プラスチックまたは可視光線を伝達チャンネル４４５の長さに沿って伝達することが可能なその他の硬質の不透明な材料で形成されることができる。
エネルギービーム６６は、好ましくは、レーザービームのような可視光線ビームである。この場合、（第２Ａ図に最もよく示されるように）フランジ４３５は開口４３６に対するビームの位置を肉眼で見えるようにする機能を果たし、作業者または外科医が、エネルギービーム６６が、エネルギー伝達チャンネル４４５の軸４２１とアライメントして開口４３６に進入するように、侵襲器具４００の位置を調節することを可能にする。フランジ４３５幅ｈは、所望の指示態様にしたがって変更することが可能である。フランジの幅ｈを狭くすれば、侵襲器具４００の軸がエネルギービーム６６とアライメントしない場合は、フランジがエネルギービーム６６と肉眼で見えるように接触しない結果を招く。フランジの幅が広くなるとアライメント状態からの偏差が大きい接触となる。フランジ４３５は白色、或いは、入射時のフランジ４３５の面においてはっきりと結像して明瞭な可視スポットを形成するような淡色であることが好ましい。
当業者には自明であるように、第２図において符号４４０で示す標的物と類似する標的に皮膚を貫いてアクセスするための多種多様な侵襲機器が、エネルギー伝達部分４３０、エネルギー伝達チャンネル４４５、およびエネルギー応答手段４２５を含むように適応されることが可能である。これらの機器は、医用機器に加えて、皮下の標的に至る穿刺を行なうために使用するドリル、中ぐり、打ち抜き等の任意の実施手段を含む。
電子工学の当業者であれば理解できるように、エネルギービームは赤外線光、レーザー光、或いは、陰極線、エレクトロンビームなどのような指向性ビームの形態で伝達されうる他の形態のエネルギーであっても差し支えない。エネルギー応答手段４２５は、可視光線に対して応答することができる透明な、またはその他の材料であり、または、その他のタイプの電磁的伝達装置に応答するセンサーであることができる。エネルギー応答手段４２５は、それが受容するエネルギーに応答して視認可能な指示を提供することができる。これらのあらゆる改変例は、この発明の範囲内にとどまることを意図する。
第３図は、エネルギー伝達部分４３０を構成するとき考慮すべき一般的な設計上の原理を図示する。添付図面から明らかなように、そして、周知の原理によれば、エネルギー伝達部分４３０の長さｌとエネルギー伝達チャンネル４４５の直径ｄの間の関係は、中心軸２１のどちらかの側からの許容される最大の偏差値を決定することであり、エネルギービーム６６は、依然として、エネルギー伝達部分４３０の長さｌを横断することが可能である。
（第３Ａ図に示すように）与えられた直径ｄと、与えられた長さｌとを有するエネルギー伝達部分４３０は、エネルギービーム６６がチャンネルを横断することとエネルギー応答手段に到達することを阻止される前の、軸２１からの許容偏差量ｅを決定する。もしもこの許容偏差量ｅを超過すると、エネルギー応答手段４２５は輝くことがない。輝かないということは、機器４００と経路６５がアライメント状態にないという信号である。
エネルギー伝達部分４３０は、第３Ａ図に符号ｌで示すように、同じ長さｌを備えていても、（第３Ｂ図に示すように）もっと小さな直径ｄを備えるならば、ネルギー応答手段４２５が輝きを失う前に軸２１からの偏差量ｅを許容できるように小さくするであろう。
第３Ｃ図は、与えられた直径ｄに対してエネルギー伝達部分４３０がもっと長い長さｌを持つ場合の効果を図示する。長さｌが長ければ、軸２１からの許容偏差量ｅは小さくなり、器具４００の正確性とアライメント能力を獲得する結果となる。
第５，第６および第７図に移ると、これらには、好ましい具体例、すなわち、生検用器具１０として具体化されたこの発明の原理に従う侵襲器具が示される。
生検用器具１０は、第１図に符号６６で最もよく図示されたレーザービームの形態をなす光エネルギーに応答するように適合される。
符号１０で示される具体例において、細長いエネルギー伝達部分は、中間に配置されたエネルギー伝達チャンネル４５を備えるケーシング３０を有する。ケーシング３０は、エネルギー応答性を備えるプラスチックその他の適切な材料で構成されてよく、このケーシング３０は、レーザービームのような指向性ビームが近位端５１から、ケーシング３０の軸に沿うほぼ直線をなす経路を遠位端５２まで通過することを可能にする。更に、ケーシング３０は、便利なグリップ面を備え、それによって、生検用器具１０が挿入過程中操作者によってしっかりとグリップされることができる。
エネルギー伝達チャンネル４５は、中空シリンダー状のケーシング３０の内側コアを有し、前記コアは、ケーシング３０の近位端にある開口３６において指向性レーザービームを受け入れて、このレーザービームをほぼ直線状の経路内をケーシング３おの近位端から遠位端まで伝達するように適合だれる。もし所望ならば、エネルギー伝達チャンネル４５を形成するケーシング３０の内側面は、光学技術者にはよく知られた原理によって、エネルギー伝達チャンネル４５の光伝達特性を最大化する適切な光応答コーティングまたは光反射性コーティングを備えることができる。
それに替えて、エネルギー伝達チャンネル４５は、中空のコアを備えるのとは対照的に、任意の適当な光伝達性または透明な材料を容易に備えることができる。前記の適当な材料とは、レーザービームが所望の公差（第３Ａ図、３Ｂ図、３Ｃ図に関して論じたように＋／−ｅ）の範囲内でチャンネル４５の軸と共軸をなすようにアライメントした場合にだけ、レーザービームからの光が、ケーシング３０の近位端から遠位端まで通過することを可能にするような材料である。
この発明の原理に従えば、生検用器具１０は、さらに、皮膚を貫いて標的にアクセスするための手段、この場合で言えば、スタイレット手段１５、穿刺カニューラ手段１６、および（第１０、１１図に示される）カニューラ装着手段２２とからなるニードル（第１１図の符号２４で最もよく図示される）を含む。スタイレット手段１５は、ニードル２４を組み立てるためにカニューラ装着手段２２の内部にテレスコープ状に収容される。
生検用器具１０のエネルギー応答部材は、接続ハブ手段２５の部分４０を含む。接続ハブ手段２５およびエネルギー分散部材４０は、医療技術分野において普通に使用される軽い透明部分を持つＬuer Ｊ Ｌockであってよい。接続ハブ手段２５は、ハブ手段２５を当業界によく知られた従来型の手段によってケーシング３０の遠位端に取りつけることによって、ケーシング３０とニードル２４の間に装着される。スタイレット手段１５の端部２７は、エネルギー応答手段４０を越えるレーザービームからの光の通路を閉塞するように機能し、それによって、光エネルギーが、エネルギー応答手段４０が構成される透明な材料を介して実質的に分散される原因となる。分散された光エネルギーは、レーザービームがエネルギー伝達チャンネル４５の遠位端に到達したとき、エネルギー応答手段４０が輝く原因となる。
生検用器具１０の好ましい具体例においては、ケーシング３０の長さｌは１０cmであり、内径は２mmである。エネルギー応答手段４０は、外径が６．５mmであり、長さが７．０mmである。しかしながら、これらの寸法は、限定的ではなく、器具１０がここに説明する通りに機能する限り、広範囲な選択が許容される。
生検用器具１０は、第１図および第１Ａ図に示すエネルギービーム指向システムに関連して実施される通りに以下に説明される。Ｌandi等に付与されたＵＳ特許第５、２１２、７２０号に記載された１例のようなレーザービーム照準システムが、レーザービーム６６を経路線６５に沿って患者の体８０の内部にある皮下の標的物５０に指向させるために用いられる。このレーザービーム６６は、患者の皮膚５２の面における所望の進入サイトに可視スポット７１を創り出す。このレーザービーム６６もまた、それに追随すれば患者の皮膚５２の直下にある標的物５０に至るであろう経路線６５を照明する。この装置で、レーザービーム７２によって規定される通りに、その標的物５０に到達するための、符号１０で第５図、６図、７図、１０図および１１図に示す生検用器具に必要な正確な角度が同様にして決定される。
操作者または外科医は、生検用器具１０のニードル１６のチップ１９を（第１Ａ図に最もよく示される）可視スポット７１に定位し、ケーシング３０を、ケーシング３０がレーザービームとほぼ軸方向でアライメントするように、（第１図に示される）経路線６５の照明線とアライメントさせる。すなわち、ビームからの光が開口３６に進入する。開口３６に対するレーザービームの位置は、単に開口３６とレーザービームの位置を黙視観察することにより、操作者によって決定される。
上記の黙視観察は、開口３６を囲むフランジ３５によって助けられる。レーザービームがフランジ３５の面に入射すると、それが可視光のスポットを創り出す。それは、操作者が生検用器具１０の角度位置を調節しつつ、操作者によって視覚的にモニターされ、それによってケーシング３０をレーザービームとアライメントさせる。操作者は、レーザービームが、開口３６とアライメントしたように見えるまで、生検用器具１０の角度位置を調節することができる。
ケーシング３０が、レーザービームと角度的なアライメントしたとき、エネルギー応答手段４０は輝く、すなわち、可視光を分散する。操作者は皮膚を貫きつつ標的物５０にアクセスする、すなわち、表面、この場合は患者の皮膚を穿刺しながら、エネルギー応答手段４０の輝きをモニターし、ニードル１６を、それが標的物５０と接触するまで患者の体内に挿入する。操作者が標的物５０に向かってニードル１６を進めながら、エネルギー応答手段４０を観察し、そこから分散される可視光線によって指示されるエネルギー応答手段４０の輝きを維持するようにエネルギー伝達部分３０の位置を調節する。したがって、標的物５０の区域への所望の経路は操作者が生検用器具を標的物５０に向かって進めながら維持される。
当業者はこれまでの説明に基づいて、（羊水診断のような）液体吸引ニードルおよびその他のニードルを備える多種多様な侵襲器具がこの発明に使用するために適合されることを理解するであろう。同時にまた、この発明の器具１０は、共軸の穿刺生検技術のみならず、細胞吸引法、液体吸引法、組織学的生検法を含む多様な生検技術にも使用されることが可能である。
更にこの発明は、改良案内機構が所望される場合毎に、ニードル以外の医療器具とともに使用されるように適合されることが可能であろう。例えば、トロカール、挿入可能スコープ、カテーテルなどが、経路に沿って標的物に向けられた指向性可視光線のビームに応答するエネルギー応答部材を備えることができる。
第９図は、この発明の原理に従って適合されたなお別の侵襲器具であるドリル器具５００を示す。ドリル器具５００のシャフト５３０を近位端５５１に開口５３６を備えるエネルギー伝達チャンネル５４５を含むように適合することによって１つのエネルギー伝達部分が提供される。この具体例のドリル器具５００においては、シャフト５３０が侵襲ドリル器具５００のエネルギー伝達部分である。
エネルギー伝達チャンネル５４５は、エネルギー伝達チャンネル５４５が、皮膚を貫いて標的物にアクセスするための手段、この場合はドリルビット５２４の軸と同軸上で直線をなしてアライメントするように、好ましくは開口５３６からドリル本体５２９のシャフト５３０の遠位端５５３に延出する。
ドリル器具５００のヨーク部５７２は、エネルギー応答手段５４０を含むように適合される。このエネルギー応答手段５４０は、ドリルビット５２４と細長いエネルギー伝達部分５３０の間に介装される。エネルギー応答手段５４０は、チャンネル５４５からの光がエネルギー応答手段５４０を介して分散されて、光が遠位端５５２に到達したとき操作者に見えるように、透明なリングまたはエネルギー伝達チャンネル５４５の遠位端５５２を囲んで配置されたカラーであることができる。
操作に際しては、第１図と第１Ａ図に示され、前に説明したレーザー照準および配置システム６０が、レーザービームを皮下標的物５０の区域に指向させるために使用される。操作者は、（第９図に示す）ドリルビット５２４のチップ５１９を、代替具体例に関連して前に説明したように、穿刺の対象である表面５２の面にレーザービーム６６が入射することによって創り出されるスポット７１の面に配置する。
シャフト５０が、軸５２１に沿うレーザービームと角度的にアライメントすると、エネルギー応答手段５４０は輝くであろう、すなわち、可視光を分散するであろう。操作者は、ドリルビット５２４が所望の標的５０の区域に到達するまで、到達するまで、ドリルビット５２４で人体８０の表面５２を穿刺することによって、標的５０にアクセスしつつエネルギー応答手段５４０の輝きをモニターする。操作者は、ドリルビット５２４を標的物５０の区域に進めながら、エネルギー応答手段５４０を観察しつつエネルギー伝達部分５３０の配置調節して、エネルギー応答手段５４０の輝きを可視光の分散によって指示される通りに維持する。したがって、標的物５０の所望の経路が維持される。
【図１】
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【図１Ａ】
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【図２】
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【図２Ａ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図９】
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【図９Ａ】
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【図１０】
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【図１１】
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