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▶ インテュイティブ サージカル オペレーションズ， インコーポレイテッドの特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023076719
(43)【公開日】2023-06-01
(54)【発明の名称】柔軟な生検針システム
(51)【国際特許分類】
A61B 10/02 20060101AFI20230525BHJP
【ＦＩ】
A61B10/02 110H
A61B10/02 110K
【審査請求】有
【請求項の数】15
【出願形態】ＯＬ
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2023062670
(22)【出願日】2023-04-07
(62)【分割の表示】P 2022010609の分割
【原出願日】2017-05-31
(31)【優先権主張番号】62/343,596
(32)【優先日】2016-05-31
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(71)【出願人】
【識別番号】510253996
【氏名又は名称】インテュイティブ サージカル オペレーションズ， インコーポレイテッド
(74)【代理人】
【識別番号】100107766
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠重
(74)【代理人】
【識別番号】100070150
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠彦
(74)【代理人】
【識別番号】100135079
【弁理士】
【氏名又は名称】宮崎 修
(72)【発明者】
【氏名】ゴードン，ルーカス エス．
(72)【発明者】
【氏名】ヴァレンシア，ハンス エフ．
(72)【発明者】
【氏名】ワグナー，オリバー ジェイ．
(57)【要約】
【課題】解剖学的通路を通じる狭い屈曲部を進めるのに十分な程に可撓でありながらカテーテルから展開されるときに予測可能なパフォーマンス方向を保証する十分な剛性を提供する医療ツールを提供する。
【解決手段】医療ツールが、複数のスリットを含む体壁を有する細長い管状区画と、管状区画の遠位端に連結される剛的な針先端とを含む。医療ツールは、複数のスリット内に延びて複数のスリットを通じる流体通過を遮断することによって、細長い管状区画と連結される可撓ジャケットを更に含む。
【選択図】図５Ｂ
【解決手段】医療ツールが、複数のスリットを含む体壁を有する細長い管状区画と、管状区画の遠位端に連結される剛的な針先端とを含む。医療ツールは、複数のスリット内に延びて複数のスリットを通じる流体通過を遮断することによって、細長い管状区画と連結される可撓ジャケットを更に含む。
【選択図】図５Ｂ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数のスリットを含む体壁を有する細長い管状区画と、
前記細長い管状区画の遠位端に連結される剛的な針先端と、
前記複数のスリットのうちの１つ以上の第１のスリットを含む前記細長い管状区画の一部を覆う可撓ジャケットと、
前記細長い管状区画の近位端に連結される細長い可撓部材と、を含み、
前記細長い可撓部材の遠位部分が、前記可撓ジャケットの近位部分を覆い、前記細長い可撓部材の近位部分が、前記細長い管状区画の前記複数のスリットの１つ以上の第２のスリット内に延び、該１つ以上の第２のスリットは、前記可撓ジャケットによって覆われない、
医療ツール。
前記細長い管状区画の遠位端に連結される剛的な針先端と、
前記複数のスリットのうちの１つ以上の第１のスリットを含む前記細長い管状区画の一部を覆う可撓ジャケットと、
前記細長い管状区画の近位端に連結される細長い可撓部材と、を含み、
前記細長い可撓部材の遠位部分が、前記可撓ジャケットの近位部分を覆い、前記細長い可撓部材の近位部分が、前記細長い管状区画の前記複数のスリットの１つ以上の第２のスリット内に延び、該１つ以上の第２のスリットは、前記可撓ジャケットによって覆われない、
医療ツール。
【請求項2】
前記複数のスリットは、渦巻状パターンにおいて構成され、或いは前記細長い管状区画を通じる長手軸に対して垂直に配置される、請求項１に記載の医療ツール。
【請求項3】
前記剛的な針先端は、内腔が前記細長い管状区画及び前記剛的な針先端を通じて延びるよう、前記細長い管状区画と一体的に形成される、請求項１に記載の医療ツール。
【請求項4】
前記可撓ジャケットは、熱収縮管組織で形成され、或いは、前記可撓ジャケットは、熱可塑性物質である、請求項１又は２に記載の医療ツール。
【請求項5】
前記剛的な針先端は、湾曲して形作られ、前記剛的な針先端の遠位尖端は、当該医療ツールの中心線に沿って整列させられる、請求項１に記載の医療ツール。
【請求項6】
前記細長い管状区画は、ステンレス鋼で形成される、請求項１に記載の医療ツール。
【請求項7】
前記細長い可撓部材は、前記細長い可撓部材の長手軸と平行に延びる複数の外部長手リブを含む、請求項１に記載の医療ツール。
【請求項8】
シースチャネルを含むシースを更に含み、前記細長い可撓部材は、前記シースチャネル内にスライド可能に収容される、請求項１に記載の医療ツール。
【請求項9】
前記シースは、前記細長い可撓部材の長手軸と平行な前記シースチャネル内に延びる複数の外部長手リブを含む、請求項８に記載の医療ツール。
【請求項10】
前記シースの遠位端が、前記シースの近位部分よりも高い剛性であり、或いは、前記シースの前記遠位端が、硬化材料が埋め込まれたポリマで形成される、請求項８又は９に記載の医療ツール。
【請求項11】
剛的なガード部材が、前記シースチャネルを取り囲むシース壁の遠位面に延びて、剛性をもたらす、請求項８又は９に記載の医療ツール。
【請求項12】
ハンドルを更に含み、前記細長い可撓部材の近位端が前記ハンドルに連結され、前記シースの近位端が前記ハンドルに連結される、請求項８に記載の医療ツール。
【請求項13】
前記ハンドルは、前記シースチャネル内の第１の長手方向位置及び第２の長手方向位置の１つで前記細長い部材の動きを制限するように構成され、或いは、前記ハンドルは、前記第１の長手方向位置又は前記第２の長手方向位置への前記細長い可撓部材の移動を制限する調整可能な針ストッパを更に含む、請求項１２に記載の医療ツール。
【請求項14】
弾性材料で形成され、前記細長い管状区画及び前記剛的な針先端を通じて延びて前記細長い管状区画を真っ直ぐにするような大きさにされた、スタイレットを更に含む、請求項１に記載の医療ツール。
【請求項15】
前記細長い可撓部材は、前記細長い可撓部材の長手軸に対して垂直に延びる複数の外部突起を含む、請求項１に記載の医療ツール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
（関連出願の参照）
この特許出願は、２０１６年５月３１日に出願された「PLIANT BIOPSY NEEDLE SYSTEM」という名称の米国仮特許出願第６２／３４３，５９６号の優先権及び出願日の利益を主張し、その全体を参照として本明細書に援用する。
この特許出願は、２０１６年５月３１日に出願された「PLIANT BIOPSY NEEDLE SYSTEM」という名称の米国仮特許出願第６２／３４３，５９６号の優先権及び出願日の利益を主張し、その全体を参照として本明細書に援用する。
【0002】
本開示は、解剖学的通路を通じて柔軟な(pliable)生検針を送達するシステム及び方法に向けられている。
【背景技術】
【0003】
最小侵襲的な医療技法は、医療処置中に損傷させられる組織の量を減少させることにより、患者の回復時間、不快感及び有害な副作用を減少させることを意図している。そのような最小侵襲的な技法は、患者の解剖学的構造におけるにある自然開口部を通じて又は１以上（１つ又はそれよりも多く）の外科的切開部を通じて行われることがある。これらの自然開口部又は切開部を通じて、臨床医は（外科器具、診断器具、治療器具、又は生検器具を含む）最小侵襲的な医療器具を挿入して、標的組織場所に到達することがある。１つのそのような最小侵襲的な技法は、解剖学的通路に挿入して、患者の解剖学的構造内の関心領域に向かって進めることができる、可撓（フレキシブル）カテーテルのような、可撓及び／又は操縦可能な細長いデバイスを使用することである。生検器具のような医療ツールをカテーテルを通じて展開して、関心領域で医療処置を行う。解剖学的通路を通じる狭い屈曲部を進めるのに十分な程に可撓でありながら、カテーテルから展開されるときに予測可能なパフォーマンス方向を保証する十分な剛性を提供する、医療ツールが必要とされている。
【発明の概要】
【0004】
本発明の実施形態は、本記述に続く請求項によって最良に要約される。
【0005】
幾つかの実施形態と一致して、医療ツールが、複数のスリットを含む体壁を有する細長い管状区画と、管状区画の遠位端に連結される剛的な針先端とを含む。ツールは、幾つかの実施形態では、複数のスリットを通じる流体通路を遮断することができる、複数のスリット内に延びることによって細長い管状区画と連結される可撓（例えば、ポリマ）ジャケットを更に含む。
【0006】
幾つかの実施形態と一致して、医療器具システムが、複数のスリットを含む体壁を有する細長い管状区画と、管状区画の遠位端に連結される剛的な針先端と、幾つかの実施形態では、複数のスリットを通じる流体通路を遮断することができる、複数のスリット内に延びることによって細長い管状区画と連結される可撓（例えば、ポリマ）ジャケットとを含む。生検器具を含む。器具システムは、生検器具を受け入れるような大きさとされたシースチャネルを有するシースも含み、器具システムは、超弾性材料で形成され、細長い管状区画及び剛的な針先端を通じて延びて細長い管状区画を真っ直ぐにするような大きさとされた、スタイレットを含む。
【0007】
幾つかの実施形態と一致して、方法が、カテーテルを通じてシース付き針を挿入するステップと、針を通じてスタイレットを挿入するステップとを含む。スタイレットは、超弾性材料を含む。方法は、針及びスタイレットで組織を穿刺するステップや、針からスタイレットを取り外すステップや、針に真空を適用して針の内側の組織の一部を収集するステップや、カテーテルから針及びシースを取り外すステップも含む。
【0008】
前述の一般的な記述及び後続の詳細な記述は、本質的に例示的かつ説明的なものであり、本開示の範囲を限定することなく本開示の理解をもたらすことを意図していることが理解されるべきである。それに関して、本開示の追加的な態様、構成、及び利点は、後述の詳細な記述から当業者には明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】幾つかの実施形態に従った遠隔操作医療システムの簡略図である。
【0010】
【図2A】幾つかの実施形態に従った医療器具システムの簡略図である。
【0011】
【図2B】幾つかの実施形態に従った延出した医療ツールを備える医療器具の簡略図である。
【0012】
【図3A】幾つかの実施形態に従った挿入アセンブリに取り付けられた医療器具を含む患者座標空間の側面図の簡略図である。
【図3B】幾つかの実施形態に従った挿入アセンブリに取り付けられた医療器具を含む患者座標空間の側面図の簡略図である。
【0013】
【図4】幾つかの実施形態に従った医療ツールの斜視図である。
【0014】
【図5A】幾つかの実施形態に従った生検ツールの遠位端の透視側面図である。
【0015】
【0016】
【図5C】表面不連続性を伴うツールシャフトの端面図である。
【0017】
【図6】幾つかの実施形態に従ったシースの遠位端の断面図である。
【0018】
【図7A】１つの実施形態に従ったあるスリットパターンを備える生検ツールの遠位端の側面図である。
【0019】
【図7B】他の実施形態に従ったあるスリットパターンを備える生検ツールの遠位端の側面図である。
【0020】
【図8】他の実施形態に従った中心化された針地点を備える生検ツールの遠位端の側面図である。
【0021】
【図9】幾つかの実施形態に従った医療ツールの近位端の斜視図である。
【0022】
【0023】
【図10B】中空シャフトの底面図である。
【0024】
【図11】幾つかの実施形態に従った医療器具システムを使用する方法を例示するフローチャートである。
【0025】
【図12A】幾つかの実施形態に従った医療ツールの近位端の斜視図であり、医療器具の拡張構成を例示している。
【図12B】幾つかの実施形態に従った医療ツールの近位端の斜視図であり、医療器具の収縮構成を例示している。
【0026】
【図13】幾つかの実施形態に従った遠隔操作医療システムの医療器具システムへの医療ツールの連結を例示している。
【0027】
【図14】幾つかの実施形態に従ったコネクタアセンブリの断面図を例示している。
【0028】
【0029】
【0030】
【0031】
【図16】生検ツールの円筒形の区画を例示している。
【0032】
【図17】幾つかの実施形態に従った、長手方向に切断して平面的な形態に広げた、生検ツールの以前は円筒形の区画を例示している。
【0033】
【図18】幾つかの実施形態に従った、長手方向に切断して平面的な形態に広げた、生検ツールの以前は円筒形の区画を例示している。
【0034】
【0035】
【0036】
【発明を実施するための形態】
【0037】
本開示の実施形態及びそれらの利点は、後続の詳細な記述を参照することによって最良に理解される。図のうちの１以上の図に例示する同等の要素を特定するために同等の参照番号が使用されており、それらの中に示されているものは、本開示の実施形態を例示する目的のためであり、本発明の実施形態を限定する目的のためでないことが理解されるべきである。
【0038】
以下の記述では、本開示と一致する幾つかの実施形態を記載する特定の詳細が示される。実施形態の完全な理解を提供するために、数多くの具体的な詳細が示される。しかしながら、幾つかの実施形態は、これらの特定の詳細の一部又は全部を伴わずに実施されてよいことが、当業者に明らかであろう。本明細書に開示される特定の実施形態は、例示的であることが意図されており、限定的であることは意図されていない。当業者は、本明細書において具体的に記載されないが、この開示の範囲及び精神の範囲内にある、他の要素を認識することがある。加えて、不要な繰返しを避けるために、１つの実施形態に関連して示し且つ記載する１以上の構成は、特段の断りのない限り或いは１以上の構成が実施形態を機能しないようにさせるならば、他の実施形態に組み込まれてよい。
【0039】
幾つかの場合には、実施形態の態様を不必要に曖昧にしないよう、よく知られている方法、手順、コンポーネント（構成要素）、及び回路を詳細に記載しない。
【0040】
この開示は、三次元空間における様々な器具及び器具の部分の状態に関して、様々な器具及び器具の部分を記載する。本明細書で使用するとき、「位置(position)」という用語は、三次元空間内の物体又は物体の部分の場所（例えば、デカルトｘ座標、ｙ座標、及びｚ座標に沿う３つの並進自由度）を指す。本明細書で使用するとき、「向き(orientation)」という用語は、物体又は物体の部分の回転配置（３つの回転自由度、例えば、ロール、ピッチ、及びヨー）を指す。本明細書で使用するとき、「姿勢(pose)」という用語は、少なくとも１つの並進自由度における物体又は物体の部分の位置及び少なくとも１つの回転自由度における物体又は物体の部分の向き（全体で最大６つの自由度）を指す。本明細書で使用するとき、「形状(shape)」という用語は、物体に沿って測定される姿勢、位置、又は向きのセットを指す。
【0041】
図１は、幾つかの実施形態に従った遠隔操作医療システム１００の簡略図である。幾つかの実施形態において、遠隔操作医療システム１００は、例えば、外科処置、診断処置、治療処置、又は生検処置における使用に適することがある。図１に示すように、医療システム１００は、一般的に、患者Ｐに対して様々な処置を行う際に医療器具１０４(medical instrument)を作動させる遠隔操作マニピュレータアセンブリ１０２を含む。遠隔操作マニピュレータアセンブリ１０２は、手術台Ｔに又はその付近に取り付けられる。マスタアセンブリ１０６は、操作者（図１に示すような外科医、臨床医、又は医師Ｏ）又は外科医が介入部位を視認して、遠隔操作マニピュレータアセンブリ１０２を制御することを可能にする。
【0042】
マスタアセンブリ１０６は、通常は手術台Ｔと同じ部屋に配置される医師コンソールに、例えば、患者Ｐが配置される手術台の側部に、配置されてよい。しかしながら、医師Ｏは、患者Ｐとは異なる部屋又は全く異なる建物に配置されることもできることが理解されるべきである。マスタアセンブリ１０６は、一般的に、遠隔操作マニピュレータアセンブリ１０２を制御するための１以上（１つ又はそれよりも多く）の制御デバイスを含む。制御デバイスは、ジョイスティック、トラックボール、データグローブ、トリガガン、手動操作コントローラ、音声認識デバイス、身体運動又は存在センサ、及び／又は同等物のような、任意の数の様々な入力デバイスを含んでよい。器具１０４を直接的に制御しているという強い感覚を医師Ｏに提供するために、制御デバイスは、関連する医療器具１０４と同じ自由度を備えてよい。このようにして、制御デバイスは、テレプレゼンス又は制御デバイスが医療器具１０４と一体であるという知覚を医師Ｏに提供する。
【0043】
幾つかの実施形態において、制御装置は、関連する医療機器１０４よりも多い又は少ない自由度を有して、依然として医師Ｏにテレプレゼンスを提供することがある。幾つかの実施形態において、制御デバイスは、任意的に、６自由度で動き、且つ、器具を作動させる（例えば、把持ジョーを閉じる、電極に電位を印加する、医療処置を送達する、及び／又は同等のことを行う）作動可能なハンドルを含むこともある、手動入力デバイスであってよい。
【0044】
遠隔装置マニピュレータアセンブリ１０２は、医療器具１０４を支持し、１以上の非サーボ制御リンクの運動学的構造（例えば、手動で位置決めされて、所定の場所にロックされてよい、一般的にセットアップ構造と呼ばれる、１以上のリンク）と、遠隔操作マニピュレータとを含んでよい。遠隔操作マニピュレータアセンブリ１０２は、制御システム（例えば、制御システム１１２）からの命令に応答して医療器具１０４上の入力を駆動する、複数のアクチュエータ又はモータを任意的に含んでよい。アクチュエータは、医療器具１０４に連結されるときに、医療器具１０４を自然に又は外科的に創り出された解剖学的開口部内に前進させることがある、駆動システムを任意的に含んでよい。他の駆動システムは、医療器具の遠位端を多数の自由度で移動させてよく、多数の自由度は、３つの程度の線形運動（例えば、Ｘ，Ｙ，Ｚデカルト軸に沿う線形運動）及び３つの程度の回転運動（例えば、Ｘ，Ｙ，Ｚデカルト軸についての回転）を含んでよい。加えて、アクチュエータを使用して、生検デバイス及び／又は同等物のジョー内で組織を把持するために医療器具１０４の関節作動可能なエンドエフェクタを作動させることができる。レゾルバ、エンコーダ、ポテンシオメータ、及び他の機構のような、アクチュエータ位置センサが、モータシャフトの回転及び向きを記述するセンサデータを医療システム１００に提供してよい。この位置センサデータを使用して、アクチュエータによって操作される物体の運動を決定してよい。
【0045】
遠隔操作医療システム１００は、遠隔操作マニピュレータアセンブリ１０２の器具についての情報を受信する１以上のサブシステムを備えるセンサシステム１０８を含んでよい。そのようなサブシステムは、位置／場所センサシステム（例えば、電磁（ＥＭ）センサシステム）、医療器具１０４を構成してよい可撓（フレキシブル）本体に沿う１以上のセグメントの及び／又は遠位端の位置、向き、速さ、速度、姿勢、及び／又は形状を決定する形状センサシステム、及び／又は医療器具１０４の遠位端から画像を取り込む視覚化システムを含んでよい。
【0046】
遠隔操作医療システム１００は、センサシステム１０８のサブシステムによって生成される手術部位及び医療器具１０４の画像又は表現を表示するディスプレイシステム１１０も含む。ディスプレイシステム１１０及びマスタアセンブリ１０６は、医師Ｏがテレプレゼンスの知覚を伴って医療器具１０４及びマスタアセンブリ１０６を制御することができるよう、方向付けられてよい。
【0047】
幾つかの実施形態において、医療器具１０４は、（以下でより詳細に議論する）視覚化システムを有してよく、視覚化システムは、ビューイングスコープアセンブリ(viewing scope assembly)を含んでよく、ビューイングスコープアセンブリは、外科部位同時又はリアルタイム画像を記録し、その画像をディスプレイシステム１１０の１以上のディスプレイのような医療システム１００の１以上のディスプレイを通じて操作者又は医師Ｏに提供する。同時画像は、例えば、手術部位内に位置付けられる内視鏡によって取り込まれる二次元又は三次元画像であってよい。幾つかの実施形態において、視覚化システムは、医療器具１０４に一体的に又は取り外し可能に連結されてよい内視鏡コンポーネントを含む。しかしながら、幾つかの実施形態では、別個のマニピュレータアセンブリに取り付けられた別個の内視鏡を医療器具１０４と共に使用して手術部位を画像化してよい。幾つかの例において、内視鏡は、１以上のレンズが内視鏡が直面する流体及び／又は他の材料によって部分的に及び／又は完全に不明瞭になるときに、内視鏡の１以上のレンズを洗浄する、１以上の機構を含んでよい。幾つかの例において、１以上の洗浄機構は、空気及び／又は他のガスのパフを吹き飛ばして１以上のレンズを綺麗にするために使用可能な空気及び／又は他のガスの供給システムを任意的に含んでよい。１以上の洗浄機構の例は、（２０１６年８月１１日に出願された）（「Systems and Methods for Cleaning an Endoscopic Instrument」を開示する）国際公開第２０１６／０２５４６５号により詳細に開示されており、その全文を参照として本明細書に援用する。可視化システムは、制御システム１１２のプロセッサを含んでよい１以上のコンピュータプロセッサと相互作用するか或いはそのような１以上のコンピュータプロセッサによって他の方法で実行される、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、又はそれらの組み合わせとして実装されてよい。
【0048】
ディスプレイシステム１１０は、視覚化システムによって取り込まれる手術部位及び医療器具の画像を表示してもよい。幾つかの例において、遠隔操作医療システム１００は、医用器具１０４の相対的な位置が医師Ｏの両眼及び両手の相対的な位置と類似するように、医療器具１０４及びマスタアセンブリ１０６の制御装置を構成してよい。このようにして、医師Ｏは、恰も実質的に真の存在(true presence)において作業空間を見るかのように医療器具１０４及び手動制御装置を操作することができる。真の存在とは、画像の表現が、医療器具１０４を物理的に操作している医師の視点(viewpoint)をシミュレートする真の眺望(true perspective)の画像であることを意味する。
【0049】
幾つかの例において、ディスプレイシステム１１０は、コンピュータ断層撮影法（ＣＴ）、磁気共鳴映像法（ＭＲＩ）、蛍光透視法、サーモグラフィ、超音波、光コヒーレンス断層撮影法（ＯＣＴ）、熱イメージング、インピーダンスイメージング、レーザイメージング、ナノチューブＸ線イメージング、及び／又は同等物のような、撮像技術からの画像データを使用して術前又は術中に記録される手術部位の画像を提示することがある。術前又は術中の画像データは、二次元画像、三次元画像、又は（例えば、時間ベース又は速度ベースの情報を含む）四次元画像として、及び／又は術前又は術中画像データセットから創り出されるモデルからの画像として提示されてよい。
【0050】
幾つかの実施形態では、しばしば画像誘導外科処置の目的のために、ディスプレイシステム１１０は、医療器具１０４の実際の場所が術前又は同時画像／モデルと位置合わせされる（即ち、動的に参照される）仮想ナビゲーション画像を表示してよい。これは、臨床医又は医師Ｏに医療器具１０４の視点からの内部手術部位の仮想画像を提示するために行われてよい。幾つかの例において、視点は、医療器具１０４の先端(tip)からであってよい。医療器具１０４の先端及び／又は他の図式的な若しくは英数字式のインジケータの画像を仮想画像の上に重ね合わせて、医療器具１０４を制御する医師を支援してよい。幾つかの例において、医療器具１０４は、仮想画像内で見えなくてよい。
【0051】
幾つかの実施形態において、ディスプレイシステム１１０は、外部視点から手術部位内の医療器具１０４の仮想画像を臨床医又は医師Ｏに提示するために、医療器具１０４の実際の場所を術前又は同時画像と位置合わせする、仮想ナビゲーション画像を表示してよい。医療器具の一部又は他の図式的な若しくは英数字式のインジケータの画像を仮想画像の上に重ね合わせて、医療器具１０４の制御において医師Ｏを支援してよい。本明細書で記載したように、データポイント(data points)の視覚的表現は、ディスプレイシステム１１０にレンダリングされて(rendered)よい。例えば、本明細書で記載する測定されたデータポイント、移動させられたデータポイント、位置合わせされたデータポイント、及び他のデータポイントは、仮想表現においてディスプレイシステム１１０に表示されてよい。データポイントは、ディスプレイシステム１１０上の複数の点又はドットによって、或いはデータポイントのセットに基づいて創り出されるメッシュ又はワイヤモデルのようなレンダリングされたモデルとして、ユーザインターフェースに視覚的に表現されてよい。幾つかの例において、データポイントは、それらが表現するデータに従って色分けされて(color coded)よい。幾つかの実施形態では、データポイントを変更するために各処理操作を実行した後、ディスプレイシステム１１０において視覚的表現をリフレッシュしてよい。
【0052】
遠隔操作医療システム１００は、制御システム１１２を含んでもよい。制御システム１１２は、医療器具１０４、マスタアセンブリ１０６、センサシステム１０８、及びディスプレイシステム１１０の間の制御をもたらす少なくとも１つのコンピュータプロセッサ（図示せず）と、少なくとも１つのメモリとを含む。制御システム１１２は、ディスプレイシステム１１０に情報を提供するための指令を含む、本明細書に開示する態様に従って記載される方法の一部又は全部を実施するプログラム指令（例えば、指令を格納する非一時的な機械可読媒体）も含む。制御システム１１２は、図１の簡略図において単一のブロックとして示されているが、システムは、２以上（２つ又はそれよりも多く）のデータ処理回路を含んでよく、処理の一部は、遠隔操作マニピュレータアセンブリ１０２上で又はそれに隣接して任意的に実行されてよく、処理の他の部分は、マスタアセンブリ１０６及び／又は同等物で実行されてよい。制御システム１１２のプロセッサは、本明細書に開示し且つ以下により詳細に記載するプロセスに対応する指令を含む指令を実行してよい。多種多様な集中型又は分散型データ処理アーキテクチャのいずれかが利用されてよい。同様に、プログラムされる指令は、多数の別個のプログラム又はサブルーチンとして実装されてよく、或いは本明細書に記載する遠隔操作システムの多数の他の態様に統合されてよい。１つの実施形態において、制御システム１１２は、ブルートゥース（登録商標）、ＩｒＤ１、ホームＲＦ、ＩＥＥＥ８０２．１１、ＤＥＣＴ、及びワイヤレステレメトリ(Wireless Telemetry)のようなワイヤレス通信プロトコルをサポートする。
【0053】
幾つかの実施形態において、制御システム１１２は、医療器具１０４から力及び／又はトルクフィードバックを受信してよい。フィードバックに応答して、制御システム１１２は、マスタアセンブリ１０６に信号を送信してよい。幾つかの例において、制御システム１１２は、信号を送信して、医療器具１０４を動かすことを遠隔操作マニピュレータアセンブリ１０２の１以上のアクチュエータに指令してよい。医療器具１０４は、患者Ｐの体にある開口を介して患者Ｐの体内の内部手術部位に延びてよい。任意の適切な従来的な及び／又は特殊なアクチュエータが使用されてよい。幾つかの例では、１以上のアクチュエータは、遠隔操作マニピュレータアセンブリ１０２と別個であってよく或いは一体であってよい。幾つかの実施形態において、１以上のアクチュエータ及び遠隔操作マニピュレータアセンブリ１０２は、患者Ｐ及び手術台Ｔに隣接して位置付けられる遠隔操作カートの一部として提供される。
【0054】
制御システム１１２は、任意的に、画像誘導外科手術中に医療器具１０４を制御するときに医師Ｏにナビゲーション支援を提供する仮想視覚化システムを更に含んでよい。仮想視覚化システムを使用する仮想ナビゲーションは、解剖学的通路の取得された術前又は術中データセットを参照することに基づいてよい。仮想視覚化システムは、コンピュータ断層撮影法（ＣＴ）、磁気共鳴画像映像法（ＭＲＩ）、蛍光透視法、サーモグラフィ、超音波、光コヒーレンス断層撮影法（ＯＣＴ）、熱イメージング、インピーダンスイメージング、レーザイメージング、ナノチューブＸ線イメージング、及び／又は同等物のような、撮像技術を使用して撮像される手術部位の画像を処理する。手動入力との組み合わせにおいて使用することがあるソフトウェアを使用して、記録した画像を部分的な又は全体的な解剖学的器官又は解剖学的領域のセグメント化された二次元又は三次元複合表現に変換する。画像データセットは、複合表現と関連付けられる。複合表現及び画像データセットは、通路の様々な場所及び形状並びにそれらの接続性を記述する。複合表現を生成するために使用される画像は、術前に臨床処置の間の術中に記録されてよい。幾つかの実施形態において、仮想視覚化システムは、標準表現（即ち、患者特異でない表現）又は標準表現及び患者特異データのハイブリッドを使用してよい。複合表現及び複合表現によって生成されるあらゆる仮想画像は、運動の１以上の段階中（例えば、肺の吸気／呼気サイクル中）の変形可能な解剖学的領域の静止姿勢を表すことがある。
【0055】
仮想ナビゲーション処置の間に、センサシステム１０８を使用して、患者Ｐの解剖学的構造に対する医療器具１０４の近似的な場所を計算してよい。その場所を使用して、患者Ｐの解剖学的構造のマクロレベル（外部）追跡画像及び患者Ｐの解剖学的構造の仮想内部画像の両方を生成することができる。システムは、術前に記録された手術画像と一緒に医療器具(medical implement)を位置合わせし且つ表示する１以上の電磁（ＥＭ）センサ、光ファイバセンサ、及び／又は他のセンサを実装してよい。例えば、仮想視覚化システムからのものが知られている。例えば、その全文を本明細書に参照として援用する（２０１１年５月１３日に出願された）（「Medical System Providing Dynamic Registration of a Model of an Anatomic Structure for Image-Guided Surgery」という名称の）米国特許出願第１３／１０７，５６２が、１つのそのようなシステムを開示している。遠隔操作医療システム１００は、照明システム、ステアリング制御システム（操縦制御システム）、洗浄システム、及び／又は吸引システムのような、任意的な操作及び支持システム（図示せず）を更に含んでよい。幾つかの実施形態において、遠隔操作医療システム１００は、１つよりも多くの遠隔操作マニピュレータアセンブリ及び／又は１つよりも多くのマスタアセンブリを含んでよい。遠隔操作マニピュレータアセンブリの正確な数は、数ある要因の中でも、外科処置及び手術室内の空間制約に依存する。マスタアセンブリ１０６は並置されてよく、或いは別個の場所に位置付けられてよい。複数のマスタアセンブリは、１人よりも多くの操作者が、１以上の遠隔操作マニピュレータアセンブリを様々な組み合わせにおいて制御することを可能にする。
【0056】
図２Ａは、幾つかの実施形態に従った医療器具システム２００の簡略図である。幾つかの実施形態において、医療器具システム２００は、遠隔操作医療システム１００で実行される画像誘導医療処置において医療器具１０４として使用されてよい。幾つかの例において、医療器具システム２００は、非遠隔操作診査処置のために或いは内視鏡のような従来的な手動操作される医療器具を伴う処置において使用されてよい。任意的に、医療器具システム２００は、患者Ｐのような患者の解剖学的通路内の場所に対応するデータポイントのセットを集める（即ち、測定する）ために使用されてよい。
【0057】
医療器具システム２００は、駆動ユニット２０４に連結される、可撓カテーテルのような細長いデバイス２０２を含む。細長いデバイス２０２は、近位端２１７と、遠位端又は先端部分２１８とを有する、可撓本体２１６を含む。幾つかの実施形態において、可撓本体２１６は、約３ｍｍの外径を有する。他の可撓本体の外径は、より大きくてもより小さくてもよい。
【0058】
医療器具システム２００は、以下に更に詳細に記載するような１以上のセンサ及び／又は撮像デバイスを使用して可撓本体２１６に沿う遠位端２１８の及び／又は１以上のセグメント２２４の位置、向き、速さ、速度、姿勢、及び／又は形状を決定する追跡システム２３０（トラッキングシステム）を更に含む。遠位端２１８と近位端２１７との間の可撓本体２１６の全長は、セグメント２２４に効果的に分割されてよい。医療器具システム２００が遠隔操作医療システム１００の医療器具１０４と一致するならば、追跡システム２３０は、図１の制御システム１１２のプロセッサを含んでよい１以上のコンピュータプロセッサと相互作用するか或いはそのようなコンピュータプロセッサによって他の方法で実行される、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、又はそれらの組み合わせとして任意的に実装されてよい。
【0059】
追跡システム２３０は、任意的に、形状センサ２２２を使用して、遠位端２１８及び／又はセグメント２２４の１以上のセグメントを追跡してよい。形状センサ２２２は、任意的に、（例えば、内部通路（図示せず）内に設けられる或いは外部に取り付けられる）可撓本体２１６と整列させられる光ファイバを含む。１つの実施形態において、光ファイバは、約２００μｍの直径を有する。他の実施形態において、その寸法はより大きくてもより小さくてもよい。形状センサ２２２の光ファイバは、可撓本体２１６の形状を決定する光ファイバ曲げセンサを形成する。１つの代替では、ファイバブラッググレーティング（ＦＢＧ）を含む光ファイバを使用して、１以上の寸法における構造のひずみ測定値を提供する。光ファイバの形状及び相対的な位置を三次元において監視する様々なシステム及び方法が、（２００５年７月１３日に出願された）（「Fiber optic position and shape sensing device and method relating thereto」を開示する）米国特許出願第１１／１８０，３８９号、（２００４年７月１６日に出願された）（「Fiber-optic shape and relative position sensing」を開示する）米国特許出願第１２／０４７，０５６号、及び（１９９８年６月１７日に出願された）（「Optical Fibre Bend Sensor」を開示する）米国特許第６，３８９，１８７号に記載されており、それらの全文を本明細書中に参照として援用する。幾つかの実施形態におけるセンサは、レイリー散乱、ラマン散乱、ブリルアン散乱、及び蛍光散乱のような、他の適切なひずみ感知技法を利用してよい。幾つかの実施形態において、細長いデバイスの形状は、他の技法を使用して決定されてよい。例えば、可撓本体２１６の遠位端姿勢の履歴を使用して、時間の間隔に亘って可撓本体２１６の形状を再構築することができる。幾つかの実施形態において、追跡システム２３０は、任意的に及び／又は追加的に、位置センサシステム２２０を使用して遠位端２１８を追跡してよい。位置センサシステム２２０は、外部で生成される電磁場に曝されることがある１以上の導電性コイルを含む位置センサシステム２２０を備えるＥＭセンサシステムのコンポーネントであってよい。その場合、ＥＭセンサシステムの各コイルは、外部で生成される電磁場に対するコイルの位置及び向きに依存する特性を有する誘導電気信号を生成する。幾つかの実施形態において、位置センサシステム２２０は、６つの自由度、例えば、３つの位置座標Ｘ，Ｙ，Ｚ、並びに基点のピッチ、ヨー、及びロールを示す３つの配向角、又は５つの自由度、例えば、３つの位置座標Ｘ，Ｙ，Ｚ、並びに基点のピッチ及びヨーを示す２つの配向角を測定するように構成され且つ位置付けられてよい。位置センサシステムの更なる記述は、（１９９９年８月１１日に出願された）（「Six-Degree of Freedom Tracking System Having a Passive Transponder on the Object Being Tracked」を開示する）米国特許第６，３８０，７３２号に提供されており、その全文を本明細書中に参照として援用する。
【0060】
幾つかの実施形態において、追跡システム２３０は、代替的に及び／又は追加的に、呼吸のような交互運動のサイクルに沿う器具システムの既知の点について格納された履歴的な姿勢、位置、又は向きデータに依存してよい。この格納データを使用して、可撓本体２１６についての形状情報を創り出してよい。幾つかの例では、位置センサ２２０内のセンサに類似する電磁（ＥＭ）センサのような一連の位置センサ（図示せず）を可撓本体２１６に沿って位置付け、形状感知のために使用してよい。幾つかの例では、特に解剖学的通路が概ね静的であるならば、処置中に取られるこれらのセンサのうちの１以上のセンサからのデータの履歴を使用して、細長いデバイス２０２の形状を表してよい。
【0061】
可撓本体２１６は、医療器具２２６を受け入れる大きさ及び形状のチャネル２２１を含む。図２Ｂは、幾つかの実施形態に従った拡大された医療器具２２６を備えた可撓本体２１６の簡略図である。幾つかの実施形態において、医療器具２２６は、手術、生検、アブレーション（切除）、照明、洗浄、又は吸引のような処置のために使用されてよい。医療器具２２６は、可撓本体２１６のチャネル２２１を通じて展開されることができ、解剖学的構造内の標的場所で使用されることができる。医療器具２２６は、例えば、画像キャプチャプローブ、生検器具、レーザアブレーション繊維、及び／又は他の外科ツール、診断ツール若しくは治療ツールを含んでよい。医療ツールは、メス、鈍らなブレード、光ファイバ、電極、及び／又は同等物のような、単一の作動部材を有する、エンドエフェクタを含んでよい。他のエンドエフェクタは、例えば、鉗子、グラスパ（把持器）、はさみ、クリップアプライア、及び／又は同等物を含んでよい。他のエンドエフェクタは、電気外科用電極、トランスデューサ、センサ、及び／又は同等物のような、電気的にアクティブ化されるエンドエフェクタを更に含んでよい。様々な実施形態において、医療器具２２６は、生検器具であり、生検器具は、標的解剖学的場所から細胞のサンプル組織又は細胞サンプリングを除去するために使用されてよい。医療器具２２６は、可撓本体２１６内の画像キャプチャプローブと共に使用されてもよい。様々な実施形態において、医療器具２２６は、（ビデオ画像を含む）画像を取り込むために可撓本体２１６の遠位端に又はその付近に立体視又は平面視カメラを備える遠位部分を含む画像キャプチャプローブであってよく、それらの画像は、表示のために視覚化システム２３１によって処理され、且つ／或いは遠位端２１８及び／又はセグメント２２４のうちの１以上のセグメントの追跡をサポートするために追跡システム２３０に提供される。画像キャプチャプローブは、取り込んだ画像データを送信するためにカメラに連結されるケーブルを含んでもよい。幾つかの例において、画像キャプチャ器具は、可視化システム２３１に連結されるファイバースコープのような光ファイバー束であってよい。画像キャプチャ器具は、単スペクトル又は多スペクトルであってよく、例えば、可視スペクトル、赤外線スペクトル、及び／又は紫外スペクトルのうちの１以上において画像データを取り込む。代替的に、医療器具２２６自体が画像キャプチャプローブであってよい。医療器具２２６は、処置を実行するためにチャネル２２１の開口２２１から前進させられてよく、次に、処置が完了すると、チャネル２２１に戻されてよい。医療器具２２６は、可撓本体２１６の近位端２１７から又は可撓本体２１６に沿う他の任意的な器具ポート（図示せず）から取り外されてよい。可撓本体２１６に対する医療器具２２６の動きは、操作者制御ハンドルのような手動デバイスによって制御されてよく、或いは遠隔操作制御によって駆動させられてよい。１つの例では、ツール制御デバイス２２８を器具２２６の近位端に連結して、チャネル２２１内の器具２２６の動きを制御する。可撓本体２１６に連結されるポート２３３は、チャネル２２１内への器具２２６の貫通通過を可能にする。１つの例において、ツール制御デバイスは、ツールの近位端にあるハンドルであってよい。
【0062】
医療器具２２６は、追加的に、その近位端と遠位端との間に延在して、医療器具２２６の曲げられる遠位端を制御する、ケーブル、リンケージ、又は他の作動制御装置（図示せず）を収容してよい。適切な器具が、（２００５年１０月４日に出願された）（「Articulated Surgical Instrument for Performing Minimally Invasive Surgery with Enhanced Dexterity and Sensitivity」を開示する）米国特許第７，３１６，６８１号及び（２００８年９月３０日に出願された）（「Passive Preload and Capstan Drive for Surgical Instruments」を開示する）米国特許出願第１２／２８６，６４４号に記載されており、それらの全文を本明細書中に参照として援用する。
【0063】
可撓本体２１６は、例えば、遠位端２１８の破線鎖線描写２１９によって示すように、遠位端２１８を制御可能に曲げるために、駆動ユニット２０４と遠位端２１８との間に延在する、ケーブル、リンケージ、又は他のステアリング制御装置（図示せず）を収容してもよい。幾つかの例では、遠位端２１８のピッチを制御する「上下」ステアリング及び遠位端２１８のヨーを制御する「左右」ステアリングを独立して提供するために、少なくとも４つのケーブルが使用される。操縦可能な細長いデバイスは、（２０１１年１０月１４日に出願された）（「Catheter with Removable Vision Probe」を開示する）米国特許出願第１３／２７４，２０８号に詳細に記載されており、その全文を本明細書中に参照として援用する。医療器具システム２００が遠隔操作アセンブリによって作動させられる実施形態において、駆動ユニット２０４は、遠隔操作アセンブリのアクチュエータのような駆動要素に取り外し可能に連結され且つそれらから動力を受け取る駆動入力を含んでよい。幾つかの実施形態において、医療器具システム２００は、把持機構、手動アクチュエータ、又は医療器具システム２００の動きを手動で制御する他のコンポーネントを含んでよい。細長い機器２０２は、操縦可能であってよく、或いは、代替的に、システムは、遠位端２１８の曲げの操作者制御のための統合的な機構を備えないで操縦不能であってよい。幾つかの例では、医療器具を配置することができる並びに標的手術部位で使用されることができる１以上の内腔が、可撓本体２１６の壁に定められる。
【0064】
幾つかの実施形態において、医療器具システム２００は、肺の検査、診断、生検、又は治療における使用のための、気管支鏡又は気管支カテーテルのような、可撓な気管支器具を含んでよい。医療器具システム２００は、結腸、腸、腎臓及び腎杯、脳、心臓、脈管構造を含む循環系、及び／又は同等物を含む、様々な解剖学的系統のいずれかにおいて、自然に又は外科的に創り出された接続通路を介して、他の組織の治療及びナビゲーションにも適している。
【0065】
追跡システム２３０からの情報はナビゲーションシステム２３２に送られ、それはナビゲーションシステム２３２で視覚化システム２３１及び／又は手術前に得られたモデルからの情報と組み合わされて、医師又は他の操作者にリアルタイム位置情報を提供する。幾つかの例において、リアルタイム位置情報は、医療器具システム２００の制御における使用のために図１のディスプレイシステム１１０に表示されてよい。幾つかの例において、図１の制御システム１１６は、医療器具システム２００を位置付けるためのフィードバックとして位置情報を利用してよい。手術器具を手術画像と位置合わせして表示するために光ファイバセンサを使用する様々なシステムが、２０１１年５月１３日に出願された「Medical System Providing Dynamic Registration of a Model of an Anatomic Structure for Image-Guided Surgery」を開示する米国特許出願第１３／１０７，５６２号に提供されており、その全文を本明細書中に参照として援用する。
【0066】
幾つかの例において、医療器具システム２００は、図１の医療システム１００内で遠隔操作されてよい。幾つかの実施形態において、図１の遠隔操作マニピュレータアセンブリ１０２は、直接的な操作者制御装置と置換されてよい。幾つかの例において、直接的な操作者制御装置は、様々なハンドルと、器具の手持ち式の作動のための操作者インターフェースとを含んでよい。
【0067】
図３Ａ及び図３Ｂは、幾つかの実施形態に従った挿入アセンブリに取り付けられる医療器具を含む患者座標空間の側面図の簡略図である。図３Ａ及び図３Ｂに示すように、手術環境２４０は、図１の手術台Ｔの上に位置付けられた患者Ｐを含む。患者Ｐは、総体的な患者の動きが鎮静、拘束、及び／又は他の手段によって制限されるという意味において、手術環境において静止的であることがある。患者が呼吸運動を一時的に停止するために呼吸を保持するよう求められない限り、患者Ｐの呼吸及び心臓運動を含む周期的な解剖学的運動は続けてよい。従って、幾つかの実施形態において、データは、呼吸の特定の段階で収集され、その段階でタグ付けされて識別される。幾つかの実施形態において、データが収集される段階は、患者Ｐから収集される生理学的情報から推定されてよい。手術環境２４０では、ポイント収集器具２４２(point gathering instrument)が器具キャリッジ２４４(instrument carriage)に連結される。幾つかの実施形態において、ポイント収集器具２４２は、ＥＭセンサ、形状センサ、及び／又は他のセンサモダリティを含んでよい。器具キャリッジ２４４は、手術環境２４０内で固定される挿入ステージ２４６(insertion stage)に取り付けられる。代替的に、挿入ステージ２４６は、移動可能であってよいが、手術環境２４０内で（例えば、追跡センサ又は他の追跡デバイスを介して）既知の場所を有してよい。器具キャリッジ２４４は、挿入動作（即ち、Ａ軸に沿う動き）を制御するために、任意的に、ヨー、ピッチ、及びロールを含む多方向において、細長いデバイス２４８の遠位端２５６の動きを制御するために、ポイント収集器具２４２に連結する遠隔操作マニピュレータアセンブリ（例えば、遠隔操作マニピュレータアセンブリ１０２）のコンポーネントであってよい。器具キャリッジ２４４又は挿入ステージ２４６は、挿入ステージ２４６に沿って器具キャリッジ２４４の動きを制御するサーボモータのようなアクチュエータ（図示せず）を含んでよい。
【0068】
細長いデバイス２４８は、器具本体２５０に連結される。器具本体２５０は、器具キャリッジ２４４に対して連結されて固定される。幾つかの実施形態では、光ファイバ形状センサ２５２が、器具本体２５０上で近位点２５４に固定される。幾つかの実施形態において、光ファイバ形状センサ２５２の近位点２５４は、器具本体２５０と共に移動可能であるが、近位点２５４の場所は、（例えば、追跡センサ又は他の追跡デバイスを介して）知られることがある。形状センサ２５２は、近位点２５４から細長いデバイス２４８の遠位端２５６のような他の点までの形状を測定する。ポイント収集器具２４２は、医療器具システム２００と実質的に類似してよい。
【0069】
器具本体２５０が挿入軸Ａに沿って挿入ステージ２４６上を動くときに、位置測定デバイス２５８が器具本体２５０の位置についての情報を提供する。位置測定デバイス２５８は、レゾルバ、エンコーダ、ポテンシオメータ、及び／又は器具キャリッジ２４４の動き、結果的に、器具本体２５０の動きを制御するアクチュエータの回転及び／又は向きを決定する他のセンサを含んでよい。幾つかの実施形態において、挿入ステージ２４６は線形である。幾つかの実施形態において、挿入ステージ２４６は湾曲してよく、或いは湾曲区画と線形区画との組み合わせを有してもよい。
【0070】
図３Ａは、器具本体２５０と、挿入ステージ２４６に沿う後退位置にある器具キャリッジ２４４とを示している。この後退位置において、近位点２５４は、軸Ａ上の位置Ｌ０にある。挿入ステージ２４６に沿うこの位置において、近位点２５４の場所の成分をゼロ及び／又は他の基準値(reference value)に設定して、挿入ステージ２４６上の器具キャリッジ２４４の位置、よって、近位点２５４の位置を記述する基準(base reference)を提供してよい。器具本体２５０及び器具キャリッジ２４４のこの後退位置を用いるならば、細長いデバイス２４８の遠位端２５６は、患者Ｐの入口開口部の直ぐ内側に位置付けられることがある。また、この位置において、位置測定デバイス２５８は、ゼロ及び／又は基準値（例えば、Ｉ＝０）に設定されてよい。図３Ｂにおいて、器具本体２５０及び器具キャリッジ２４４は挿入ステージ２４６の線形軌道に沿って前進しており、細長いデバイス２４８の遠位端２５６は患者Ｐ内に前進している。この前進位置において、近位点２５４は、軸Ａ上の位置Ｌ１にある。幾つかの例において、挿入ステージ２４６に沿う器具キャリッジ２４４の動きを制御する１以上のアクチュエータ及び／又は器具キャリッジ２４４及び／又は挿入ステージ２４６と関連付けられる１以上の位置センサからのエンコーダ及び／又は他の位置データは、位置Ｌ０に対する近位点２５４の位置Ｌｘを決定するために使用される。幾つかの例において、位置Ｌｘは、細長いデバイス２４８の遠位端２５６が患者Ｐの解剖学的構造の通路に挿入される距離又は挿入深さの表示として更に使用されてよい。
【0071】
カテーテルシステムの可撓本体と共に使用される医療ツールは、カテーテルシステムによってトレースされる患者の解剖学的通路内のきついターン(turns)及び屈曲部(bends)をナビゲートするのに十分な程にフレキシブル（可撓）でなければならない。例えば、カテーテルシステムは、１３ｍｍ以下の曲線半径に従うことがある。しかしながら、幾らかの医療ツールは、それらの意図された医療機能を実行するために局所的な剛性を必要とする。例えば、生検器具のような医療器具は、組織を穿刺して、緻密で硬化した組織を貫通することを可能にするために、剛的な(rigid)遠位先端部分を必要とすることがある。以下に記載するのは、曲がりくねった通路の通過を可能にするのに十分な程に柔軟であり(pliant)ながら、カテーテルの遠位端の向きと整列させられた概ね真っ直ぐな軌跡に沿ってカテーテルから延びる十分な遠位剛性(distal rigidity)を依然としてもたらす、生検器具を含む、医療ツールである。本明細書に記載する医療ツールは、カテーテルシステム２０２又は気管支鏡のような他の誘導システムを含む、医療器具システム２００と共に使用されてよい。
【0072】
図４は、医療ツール３００（例えば、医療ツール２２６）を例示している。 この実施形態において、医療ツール３００は、生検ツールであるが、代替的な実施形態では、治療（例えば、アブレーション）ツール又は撮像ツールを含む様々な他のツールが、本明細書に記載する原理と共に使用されてよい。生検ツール３００は、シース３０４から延出させられる生検針３０２を含む。生検針３０２及びシース３０４は、ユーザがシース内で及びシースに対して針を動かすことを可能にするハンドルアセンブリ３０６に連結される。１つの例において、生検針は、約１．７５ｍｍの外径を有するシース内に延びる、約１ｍｍの外径を有する１９ゲージの針である。他の例では、より小さい又はより大きなサイズの針がこの開示の原理と共に使用されてよい。幾つかの例では、生検針をシース３０４の遠位端から約３ｃｍ延出させて生検組織を取り出して(extract)よい。
【0073】
図５Ａは、針３０２の遠位区画３０８を例示している。遠位区画３０８は、金属又は剛性ポリマを含む比較的剛的な材料から形成されてよい。この実施形態において、遠位区画３０８は、ステンレス鋼ハイポチューブ(hypotube)から形成される。遠位区画３０８は、剛性部分３０９(rigid portion)と、可撓部分３１０(flexible portion)とを含む。剛性部分３０９は、遠位区画３０８を通じて延びるチャネル３１３への開口３１２を取り囲む切断面３１１を含む。
【0074】
可撓部分３１０は、遠位区画３０８の壁を貫通してチャネル３１３まで延びるスリット３１４を含んで、可撓部分が曲がることを可能にする。スリット３１４は、可撓部分３１０の長手方向の長さに沿って延びる（以下に記載するような）様々な円周構成を有してよい。例えば、単一の螺旋状スリットが可撓部分の長さの周りに延在してよい。代替的には、（チャネル３１３を通じる中心長手軸に対する）複数の勾配付き若しくは垂直スリットを有する断続的なスリットパターン又は断続的な螺旋スリットパターンが、可撓部分３１０に形成されてよい。スリット３１４は、遠位区画３０８の管状体のレーザ切断によって形成されてよい。
【0075】
１つの例において、剛性部分３０９は、１２度の角度を有するランセット点(lancet point)を有する。１つの例において、剛性部分は約５ｍｍであってよいが、より長い又はより短い剛性部分が適することがある。１つの例において、可撓部分３１０の長さは、約１．２インチ（３．０４８ｍｍ）～１．９インチ（４．８２６ｃｍ）であってよいが、より長い又はより短い可撓部分が適することがある。代替的な例において、針は、剪断された組織生検サンプルを収集するために剛性部分の側壁を通じる側面開口を有してよい。
【0076】
（スリーブ３１８とも呼ぶ）可撓ジャケット３１８が、可撓部分３１０の周りに延在し、可撓部分３１０と連結させられる。ジャケットは、例えば、スリット内に延びることによって可撓部分３１０に接着し且つ／或いは可撓部分３１０とインターロックするポリマ材料で形成されてよい。可撓ジャケット３１８は流体を通さず、スリット３１４を通じる流体流に対する可撓障壁（バリア）として作用することができる。例えば、チャネル３１３に沿って真空を適用して、開口３１２を通じて組織及び体液を引き入れるならば、ジャケット３１８は、可撓部分３１０の壁を通じるチャネル３１３からの組織及び流体の流れを防止する。１つの例において、ジャケット３１８は、可撓部分３１０に成形されてよい薄いポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）熱収縮材料で形成されてよい。熱収縮材料は、スリット３１４に流入することによって可撓部分とインターロックし、冷却されると、ジャケットを可撓部分に摩擦的に固定する。換言すれば、ジャケットが加熱されると、ジャケットはスリット内に収縮し、冷却されると、スリットにインターロックさせられる。他の例では、ポリアミド(polyamide)、ポリイミド(polyimide)、Ｐｅｂａｘ、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、フッ素化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）及びポリウレタンが、ジャケット材料として使用されることがある。他の実施形態では、低デュロメータ（例えば、３５Ｄ）を有するＰＥＢＡＸのような熱可塑性管組織を（例えば、熱流を介して）スリット内に鋳込んでスリットを閉塞し、真空を可能にするが、曲げ(bending)を可能にするのに十分な程に可撓である。熱流の間、チャネル内への材料流を防止するために、マンドレルが針の内径において使用されてよい。
【0077】
針３０２は、遠位区画３０８の近位端に連結される可撓シャフト３１６も含む。１つの例において、シャフト３１６は、スリット内に溶融してシャフトを針３０２遠位区画３０８に機械的にロックすることによって遠位区画３０８に連結される、可撓ポリマで形成されてよい。他の例において、シャフトは、遠位区画３０８と一体的に形成されてよく、シャフトの長さに沿う複数のスリットを含んで、シャフトが撓むことを可能にしてよい。シャフト３１６と遠位区画３０８が連結される接合部３１５で、ジャケット３１８は、シャフトの一部の上に延在してよく、或いはシャフトと可撓部分３１０との間に挟装されてよい。剛性部分３０９の近位で、針３０２は、可撓シャフト３１６及び可撓部分３１０の故に柔軟であり、狭い解剖学的通路内のきつい屈曲部を通じる針の通過を可能にする。
【0078】
針３０２がカテーテル２０２内のきつい曲がりを通過するとき、ジャケット３１８は、針３０２がカテーテル２０２から遠位に前進するときに完全に真っ直ぐにならない硬化させられた湾曲した或いは恒久的に曲げられた形状を創り出すことがある。この硬化させられた湾曲は、出現する針を誘導カテーテルの遠位端の向きから離れる方向に湾曲させるように付勢することがある。生検精度は、カテーテルの遠位端の向きと整列させられた予測可能な直線の針軌跡に依存することがある。硬化させられた湾曲を創り出した針３０２を真っ直ぐにする(straighten)ために、スタイレット３２０が針３０２のチャネル３１３を通じて剛性部分３０９に延びてよい。剛性部分３０９及び可撓部分３１０が生検処置中にカテーテルから前進するとき、スタイレット３２０は、剛性部分を誘導カテーテルの遠位端の向きと整列させられた直線軌跡に向ける。スタイレットは、材料相変換によって可能とされることができる、適用される応力に対して可逆的な物理的応答をもたらす、超弾性材料で作られてよい。超弾性材料の例は、ニチノールを含む様々な形状記憶合金を含む。超弾性材料で作られたスタイレットは、曲がった形状を恒久的に保持せず、むしろ曲線を越えた後に予め確立された真っ直ぐにされた構成に戻る。スタイレットを形成するために、硬質の焼き戻されたステンレス鋼のような他のワイヤ材料が使用されてよいが、スタイレット内の恒久的な曲がりを防止するために、小径のステンレス鋼スタイレットが必要とされることがある。そのような小径のワイヤは、ニチノールワイヤよりも低い矯正力(straightening force)を有し、よって、針の遠位端を真っ直ぐにするのに有効でないことがある。スタイレット３２０は、組織を穿刺しながら針３０２を通じて延びてよく、針のチャネル内の組織の収集を可能にするために取り外されてよい。
【0079】
図５Ｂに例示するように、シース３０４は、カテーテルを通じて挿入されている間に針３０２の尖端(point)を損傷から保護し、誘導カテーテルチャネルの内面が針の鋭い先端によって損傷するようになるのを防ぐ。シース及び針の対がカテーテルを通じて標的解剖学的場所まで一緒に前進させられる間に、シース３０４は針３０２の尖端の周りに位置付けられる。シース３０４及び針３０２が完全に前進させられて、カテーテルの遠位端に位置付けられると、剛性部分３０９は、シース３０４及びカテーテルから標的組織に向かって遠位に延出させられる。生検後、針３０２はシース３０４内に後退させられ、針及びシースはカテーテルから引き抜かれる。
【0080】
シース３０４は、可撓な管形状のポリマで形成されてよい。図６に示すように、シース３０４の中央チャネル３３４には、遠位部分の付近で、針３０２の尖端がシースの内面を削るか或いはシース内で他の方法で詰まるようになることを防止するガード部材３２２が取り付けられてよい。それは、さもなければ可撓なシースに、針がシースの遠位先端を越えて前進するときに針を直線軌跡において誘導するのに役立つより剛的な部分(stiffer portion)を提供することもできる。ガード部材３２２は、ステンレス鋼又は透視画像上で可視化されることがある他の種類の放射線不透過性材料で形成されてよい。代替的な実施形態では、ガード部材３２２を省略されてよく、シース３０４の遠位端は、放射線不透過性を追加的にもたらす硫酸バリウムが埋め込まれたガラス繊維強化プラスチックのような、剛性(stiffness)をもたらす硬化プラスチックで形成されてよい。
【0081】
きつい屈曲部を越えるとき、針３０２の外面とシース３０４の内面との間に多量の摩擦が創り出されることがあり、それらはシースに対する針の動きを妨げるか或いは制限する。図５Ｂを再び参照すると、針の外面とシースの内面との間で接触する表面積を最小限に抑え、それにより、摩擦を減少させるために、（「表面不連続性３２４」とも呼ぶ）表面構成３２４が針３０２の外面に形成されてよい。図５Ｂ及び図５Ｃの例において、表面構成３２４は、シャフト３１６の外面に形成された長手方向リブである。これらの例において、表面構成３２４を形成する長手方向リブは、針３０２を通じる長手方向軸Ａと概ね平行に延びている。隆起部とスパイク状突起を含む摩擦を減少させるために、他の種類の表面不連続性が使用されてよい。表面不連続性は、針のシャフトの上に又は針の上に嵌るスリーブの上に一体的に形成されてよい。スリーブは、ポリマで形成されてよく、スリーブは、スリーブポリマがスリット３１４に流入してスリット内で冷却ポリマの機械的結合を形成するようにスリーブを加熱することによって、針に連結されてよい。よって、スリーブは、スリットを通じる流体の流れを防止する障壁としても作用する。様々な例において、ジャケット３１８は、スリーブによって結合されてシールされたスリット３１４の長さから除去されてよい。スリーブは、摩擦を減少させ、放射線不透過特性をもたらす、様々な材料から形成されてよい。１つの例において、スリーブは、ポリミド１２(polymide 12)及び硫酸バリウムのようなポリマ混合物から形成されてよい。代替的な例において、針３０２の表面は、滑らかであってよく、シースの内面は、シースと針との間の摩擦を防止する表面不連続性を備えて形成されてよい。
【0082】
図７Ａは、剛性部分３０９と実質的に類似する剛性部分３０９Ａと、スリットパターン３５０を含む可撓部分３１０Ａとを備える、生検ツールの遠位端の側面図である。この例において、剛性部分３０９Ａは、ハイポチューブの片側から傾けられたランセット点を有する。この例において、スリットパターン３５０は、断続的な螺旋パターンである。連続的な螺旋パターンは、針がきつい屈曲部を進むときに、変形可能な伸長又は曲げを可能にすることがあるが、断続的な螺旋パターンは、線形の変形及び伸長を制限しながら、曲げの可撓性(flexibility)を創り出す。螺旋パターンの角度は、所望の可撓性をもたらすよう変化してよい。例えば、スリットパターンは、回転毎に約２．５カット(cuts)を有してよく、約０．００６インチの僅かなピッチを備える２４°の非カット(uncut)及び１２０°のカット(cut)を備える。
【0083】
図７Ｂは、剛性部分３０９と実質的に類似する剛性部分３０９Ｂと、スリットパターン３６０を含む可撓部分３１０Ｂとを備える、生検ツールの遠位端の側面図である。この例において、スリットパターン３６０は、隣接するスリットが９０°の回転で交互に起こる、垂直なスリットパターンである。各スリットは、針の長手軸に対して略垂直である。スリットパターンの間隔は、所望の可撓性をもたらすよう異なってよい。
【0084】
図８は、湾曲した遠位端３６１と、生検ツール３５９を通じる中心線Ａ１に沿って中心化される遠位尖端３６２とを備える、生検ツール３５９の遠位端の側面図である。湾曲した遠位端３６１及び遠位尖端３６２は、生検ツール３５９の剛性部分３６３の部分である。前進させられるときに、ツールを傾斜エッジから離れる方向に湾曲させる傾向を有するランセット点と比較して、針の中心線Ａ１に沿って遠位尖端３６２を配置することは、針を組織を通じる直線軌跡において前進させる。生検ツールの剛性部分３６３は、上述の可撓なスリット付き部分のいずれかと同一又は類似であってよい可撓部分３６４に連結される。湾曲してシース壁に潜り込むことがある、シースの部分を患者内に移動させることがある、或いは組織を貫通する際に損傷させられて効果がなくなることがあるランセットスタイルの針と比較して、中心化された尖端を備える生検ツール３５９は、特にきつい湾曲部を進むときにシースの内壁に引っ掛かる可能性を減少させる。
【0085】
図９は、ツール制御デバイス２２８の一例であるハンドルアセンブリ３０６を例示している。ハンドルアセンブリ３０６は、中空シャフト３７２に摺動的に連結されるハンドル本体３７０を含む。中空シャフト３７２は、針ストップ３７４を通じて延び、ハブ３７６に固定的に連結される。ハブ３７６は、コネクタアセンブリ３７８に摺動的に連結される。図１０Ａに示すように、針３０２の近位端は、金属ハイポチューブであってよいチューブ３０９に連結される。チューブ３０９は、中空シャフト３７２を通じて延び、ハンドル本体３７０内に固定される。１つの例において、チューブは、プラスチックオーバーモールドによってハンドル本体３７０に連結される。シース３０４の近位端は、中空シャフト３７２の遠位端に連結される。カテーテルポート３８０（例えば、ポート２３３）が、コネクタアセンブリ３７８の遠位端に連結される。カテーテルポート３８０は、カテーテルシステム２０２の作動チャネル２２１と連通してよい。
【0086】
ハンドル本体３７０内への及びハンドル本体３７０からの中空シャフト３７２のスライド移動は、針ストップ３７４によって制限されることがある。シャフト３７２に沿う複数の停止位置マークが、英数字式の又は図式的なマーキング３９２で印されている。図１０Ｂに示すように、離間したラチェット歯３８４が、シャフト３７２の外側底壁に沿って配置される。針ストップキー３９４が、ラチェット歯３８４を介して針ストップ３７４をシャフト３７２にロックする。針ストップキー３９４を押し下げることによって、針ストップキーはラチェット歯３８４から離れ、針ストップ３７４がシャフト３７２に沿って他のラチェット位置に長手方向にスライドさせられることを可能にする。再位置決め後、針ストップキー３９４は解放されてよく、針ストップ３７４はシャフト３７２に沿う異なる長手方向場所にロックされる。次に、ハンドル本体３７０の遠位端が針ストップの近位端に当接するまで、ハンドル本体３７０をシャフト３７２に沿ってスライドさせることができる。ハンドル本体３７０はシャフト３７２に対して移動するとき、ハンドル本体３７０に固定される針３０２は、シャフト３７２に固定されるシース３０４に対して移動する。針ストップ３７４の開口３９５を通じて見えるマーキング３９２は、ハンドル本体３７０が針ストップ３７４に当接するときの針３０２の挿入深さを示す。
【0087】
ハブ３７６に対するコネクタアセンブリ３７８の長手方向位置は、コネクタアセンブリ３７８内のトラック３９７と係合する蝶ネジのようなコネクタ３９６によって制御される。コネクタアセンブリ３７８の遠位端は、カテーテルポート３８０に係合し且つ解放する迅速接続キー３９８を含む。よって、ハブ３７６に対するカテーテルポート３８０の位置は、コネクタアセンブリ３７８をスライドさせて、コネクタアセンブリ３７８をハブ３７６に対して再位置決めすることによって、調整されることがある。ハブ３７６に対するコネクタアセンブリ３７８の位置は、蝶ネジをトラック３９７に係合させることによってロックされてよい。
【0088】
図１１は、医療ツール３００を使用する方法４００を例示している。方法は、一連の操作又はプロセス４０３～４１０として図１１に例示されている。例示するプロセス４０３～４１０の全てが方法４００の全ての実施形態において実行されるわけではない。加えて、図１１に明示的に例示されていない１以上のプロセスが、プロセス４０３～４１０の前、後、又は間に、或いはプロセス４０３～４１０の一部として含められてよい。幾つかの実施形態では、プロセス４０３～４１０のうちの１以上は任意的であり、省略されてよい。
【0089】
プロセス４０３で、針３０２、シース３０４、及びスタイレット３２０が、標的組織領域に向かって誘導システム（例えば、カテーテルシステム２０２又は気管支鏡）を通じて前進させられてよい。針３０２の尖った遠位先端は、前進中にシース３０４によって覆われる。プロセス４０４で、針３０２、シース３０４、及びスタイレット３２０が誘導システムの遠位端に達した後、針及びシースアセンブリが前進して解剖学的通路の壁に衝突すると、更なる挿入力は尖った針を前進させ続けて壁を穿刺させる。鈍らなシースは壁を穿刺しないので、針はシースの遠位端を越えて前進する。代替的に、シース３０４は、針及びスタイレットが前進させられる前に、尖った遠位先端から引き抜かれてよい。スタイレット３２０は、誘導システムの遠位端の向きと針軌跡との整列を維持するのを助ける。プロセス４０６で、スタイレット３２０が針３０２から取り外される。任意的に、針に真空を適用して、組織及び流体を針３０２に押し込む。針は針の壁にスリットを含んで、針の可撓な曲げを可能にするが、スリットはジャケット３１８によって封止され、ジャケットは針内の真空を維持する。プロセス４０８で、針３０２及びシース３０４は、カテーテルから取り外され、針の生検内容物が除去される。任意的に、同じ向き又は異なる向きにあるカテーテルを用いて、プロセス４０３～４１０を繰り返して、標的組織領域から複数の生検サンプルを得てよい。
【0090】
図１２Ａは、ツール制御デバイス２２８の一例であるハンドルアセンブリ５００を例示している。図１２Ａは、ハンドルアセンブリ５００の延出構成を例示しており、図１２Ｂは、格納構成を例示している。ハンドルアセンブリ５００は、中空シャフト５０４に摺動的に連結されたハンドル本体５０２を含む。中空シャフト５０４は、針ストップ５０６を通じて延出し、ハブ５０８に固定的に連結される。ハブ５０８は、コネクタアセンブリ５１０に摺動的に連結される。生検針３０２の近位端は、金属ハイポチューブであってよいチューブ（図示せず）に連結される。チューブは、中空シャフト５０４を通じて延び、ハンドル本体５０２に固定される。１つの例において、チューブは、プラスチックオーバーモールドによってハンドル本体５０２に連結される。シース３０４の近位端は、中空シャフト５０４の遠位端に連結される。カテーテルがコネクタアセンブリ５１０の遠位端に連結されてよい。
【0091】
ハンドル本体５０２内への並びにハンドル本体５０２からの中空シャフト５０４のスライド移動は、針ストップ５０６によって制限されてよい。シャフト５０４に沿う複数の停止位置マーキング５１２が、英数字式の又は図式的なマーキングで印される。離間したラチェット歯５１４が、シャフト５０４の外側底壁に沿って配置される。針ストップキー５１６は、ラチェット歯５１４と相互作用することによって、針ストップ５０６をシャフト５０４にロックする。針ストップキー５１６を押し下げることによって、キーがラチェット歯５１４から離れて、針ストップ５０６がシャフト５０４に沿って他のラチェット位置に長手方向にスライドさせられることを可能にする。再位置決め後、針ストップキー５１６は解放されてよく、針ストップ５０６はシャフト５０４に沿う異なる長手方向場所にロックされる。ハンドル本体５０２の遠位端が針ストップの近位端と当接するまで、ハンドル本体５０２をシャフト５０４に沿ってスライドさせることができる（シャフト５０４はスライドしてハンドル本体５０２内に入る）。ハンドル本体５０２がシャフト５０４に対して移動すると、ハンドル本体５０２に固定される針３０２は、シャフト５０４に固定されるシース３０４に対して移動する。針ストップ５０６にある開口５１８を通じて見えるマーキング５１２は、ハンドル本体５０２が針ストップ５０６に当接するときの針３０２の挿入の深さを示す。この実施形態において、開口５１８は、針ストップキー５１６とハブ５０８との間で、針ストップ５０６の遠位部分内にある。
【0092】
ハブ５０８に対するコネクタアセンブリ５１０の長手方向位置は、コネクタアセンブリ内のトラック５２２と係合する、蝶ネジのようなコネクタ５２０によって制御される。コネクタアセンブリ５１０の遠位端は、カテーテルと係合し且つカテーテルを解放するコネクタキー５２４を含む。キー５１６，５２４の更なる記述は、図１４及び図１５Ａ～図１５Ｃを用いて以下に提供される。よって、ハブ５０８に対するカテーテルの位置は、コネクタアセンブリ５１０をスライドさせて、コネクタアセンブリ５１０をハブ５０８に対して再位置決めすることによって調整されることがある。ハブ５０８に対するコネクタアセンブリ５１０の位置は、コネクタ５２０をトラック５２２に対して係合することによってロックされてよい。
【0093】
１つの例示的な実施形態では、ハンドルアセンブリ５００を使用して、以下のような生検処置を行ってよい。カテーテル（例えば、図１３を参照）をコネクタアセンブリ５１０に連結する。コネクタ５２０がトラック５２２からロック解除された状態で、ハンドル本体５０２、シャフト５０４、及びハブ５０８を、コネクタ本体及びカテーテルに対して、ユニットとして遠位方向に前進させて、シースの遠位端を患者の解剖学的構造内に位置付けてよい。シース３０４、生検針３０２、及びスタイレット（例えば、スタイレット３２０）を、ハンドル本体５０２と共にアセンブリとして前進させる。シース３０４を位置決めした後、トラック５２２と摩擦係合することによって、コネクタ５２０を締め付けてよい。ハンドル本体５０２からスタイレットハンドル５２６を引っ張ることによって、スタイレットを取り外してよい。所望の挿入距離が開口５１８内に示されるまで針ストップ５０６をシャフト５０４に沿って移動させることによって生検を行ってよい。針３０２をシースから前進させるために、ハンドル本体５０２及び針３０２を遠位に押して針ストップ５０６に当接させてよい。真空を適用して組織を捕捉し、針３０２を取り外してよい。
【0094】
図１３に示すように、ハンドルアセンブリ５００は、カテーテルポート５５２（例えば、ポート２３３）でカテーテルハウジング５５０に接続することができる１つの種類の医療ツールである。カテーテルポート５５２は、溝５５１と、コネクタキー５２４をポート５５２に連結するフランジ５５３とを含む。カテーテルハウジング５５０は、カテーテル５５４の近位端に連結される。カテーテル５５４は、器具アダプタ５５６及び器具キャリッジ５５８（例えば、キャリッジ２４４）を通じて延びる。器具キャリッジ５５８は、遠隔操作マニピュレータの一部であってよい挿入ステージ５６０（例えば、挿入ステージ２４６）に沿って移動する。例えば、画像キャプチャプローブ５６２又はアブレーション器具を含む、他の種類の医療ツールが、カテーテル５５４にアクセスするために、カテーテルポート５５２に接続されてよい（例えば、カテーテル５５４の内腔内に受け入れられてよい）。画像キャプチャプローブ５６２は、動力、画像データ、指令信号、又は同等物を運ぶケーブル５６４によって、キャリッジ５５８に通信的に連結されてよい。画像キャプチャプローブ５６２は、キャリッジ５５８を通じて、洗浄流体を導管５６６を介してプローブ５６２に運ぶ流体源に連結されてもよい。
【0095】
図１４は、コネクタキー５２４とコネクタハウジング５７０とを含むコネクタアセンブリ５１０の断面図を例示している。図１５Ａは、コネクタキー５２４をより詳細に例示している。コネクタキー５２４は、リンク部分５７４に連結された丸い中央部材５７２を含む。湾曲したアーム５７６が頂端でリンク部分５７４に連結されるので、アーム５７６は中央部材５７２の周りで湾曲する。各アーム５７６の底端は、拡張部分５７７を含む。リンク部分５７４は、ユーザの指から下向きの力Ｆを受けるように湾曲させられた指グリップ面５７８を含む。丸い中央部材５７２は、チャネル５８０を定める。突起５８２が中央部材５７２からチャネル５８０内に延びる。コネクタハウジング５７０は、中央部材５７２とアーム５７６との間に、中央部材５７２の反対側に延びる一対のガイド５８４を含む。コネクタは、中央通路５７１も含む。ガイドは、力Ｆとは反対の方向におけるアーム５７６の拡張部分５７７の動きを制限するストップ部材５８５を含む。図１５Ｂに示すように、コネクタキー５２４に加えられる力がないならば、突起５８２は中央通路５７１内に延びる。ポート５５２が中央通路５７１内に延びると、突起５８２は溝５５１内に突出して、コネクタアセンブリ５１０をポート５５２にロックする。図１５Ｃに示すように、力Ｆがコネクタキー５２４に加えられると、アーム５７６は、中央部材５７２離れる方向に、弾性的に外向きに曲がり、突起５８２は中央通路５７１から凹まされる。アーム５７６の動きは、ガイド５８４及びストップ部材５８５によって方向付けられる。中央通路５７１から凹まされる突起５８２は、溝５５１からも取り除かれることになり、よって、ポート５５２がコネクタアセンブリ５１０から切り離されるようになることを可能にする。力Ｆが取り除かれると、アーム５７６は、中央部材５７２に向かって内向きに動くように付勢される。キー５２４がハウジング５７０から取り外されるようになるのを防止するために、ストップ部材５８５は、力Ｆとは反対の方向におけるアーム５７６の拡張部分５７７の移動を制限する。１つの例において、コネクタアセンブリ５１０は、カテーテル５５４にアクセスするために、医療ツール（例えば、生検ツール３００、画像キャプチャプローブ、又はアブレーション器具）をカテーテルポート５５２に接続するように構成されるアダプタ（図示せず）上に含められることができる。
【0096】
図１６は、針の壁６０３にある不規則な渦巻状の(spiral)又は螺旋状の(helical)断続的なスリットパターン６０２を有する生検針の円筒形区画６００を例示している。スリットパターンをより良く描写するために、円筒形区画６００は、壁６０３に沿って延びる軸６０４に沿う長手方向で断面にされてよい。図１７は、スリットパターン６１２を例示するために、図１６に示すように長手方向で断面にされた或いは「切断」された生検針の円筒形の壁区画６１０を例示している。図１７に示すように、壁区画６１０を平面形態図に「展開」して、スリットパターン６１２を例示している。スリットパターン６１２は、パターンが壁各区の近位端から遠位端に向かって進行するに応じて進行的(progressively)に変化する少なくとも１つの物理的パラメータを有する。この変化する物理的パラメータは、円筒形区画の可撓性を壁区画の近位端から遠位端に変化させる。例えば、図１９の壁区画６１４の拡大図に示すように、物理的パラメータは、スリット長であってよい。壁区画６１４の近位端から遠位端に可撓性を減少させるために、スリットＳ１は、スリットＳ４よりも大きい長さを有するスリットＳ３よりも大きい長さを有するスリットＳ２よりも大きい長さを有する。近位端でより長いスリットは、より大きな可撓性をもたらし、遠位端でより短いスリットは、比較的より大きな剛性をもたらす。他の例として、図１９の壁区画６１４の拡大図に示すように、物理的パラメータは、連続したスリットの端の間の架橋壁材料のブリッジ長であってよい。壁区画６１４の近位端から遠位端に可撓性を減少させるために、ブリッジＢ１は、ブリッジＢ４よりも短い長さを有するブリッジＢ３よりも短い長さを有するブリッジＢ２よりも短い長さを有する。近位端でより短いブリッジ長は、より大きな可撓性をもたらし、遠位端でより長いブリッジ長は、比較的より大きな剛性をもたらす。他の例として、図１９の壁区画６１４の拡大図に示すように、物理的パラメータは、長手方向軸に対するスリットの角度であってよい。壁区画６１４の近位端から遠位端に可撓性を減少させるために、スリットＳ１は、スリットＳ３の角度（例えば７８°）よりも大きいスリットＳ２の角度（例えば、７９°）よりも大きい角度（例えば、８０°）で切断される。近位端でより大きなスリット角は、より大きな可撓性をもたらし、遠位端でより小さいスリット角は、比較的より大きな剛性をもたらす。１つよりも多くの物理的パラメータを針区画において変更して、可撓性における所要のグラデーションをもたらしてよい。区画の可撓性を変更するために進行的に変更されてよい他の物理的パラメータは、スリットパターンのピッチ、スリットの幅、及び螺旋パターンの角度を含む。滑らかな螺旋曲線を提供するために、スリットパターンにおけるスリットは、進行的に変化してよい曲線上で切断されてよい。図１８は、螺旋回転の各サイクルが区画の近位端から区画の遠位端に進行的に増加させられる、湾曲したスリットパターン６２２を有する壁区画６２０を例示している。
【0097】
図２０ａは、生検ツールの剛性遠位部分６５０（例えば、剛性部分３０９）の側面図を例示している。剛性遠位部分６５０は、遠位切断区画６５２と、シャフト部分６５４とを含む。シャフト部分６５４は、円形の断面を有し、切断区画６５２は、平坦で角度付けられた壁６５６によって創り出された長円形又は楕円形の断面を有する。切断区画６５２は、切断面６５８を含む。シャフト部分６５４の円形容積は、大量の組織を収容する大容積の内腔を提供する。切断区画６５２の楕円形又は長円形の断面は、遠位部分６５０が通されることがあるシース（例えば、シース３０４）の内腔の内壁への損傷を最小限に抑えながら、組織を穿刺する鋭利な尖端を維持することがある。
【0098】
図２１及び図２２は、細長い管状部材６７４と、ガード部材６７２とを含む、針シース６７０（例えば、シース３０４）を例示している。細長い管状部材６７４は、チャネル６７６を定める壁を含む。ガード部材６７２は、ヘッド部分６７８と、テーパ状部分６８０と、管状本体部分６８２とを含む。本体部分６８２は、チャネル６７６内に嵌合するような大きさとされ、本体部分６８２又はチャネル６７６にある歯、本体部分及びチャネルの両方にあるインターロックする歯、摩擦、及び／又は接着剤によって固定されてよい。テーパ状部分６８０も、チャネル６７６内に嵌合してよい。ヘッド部分６７８は、管状部材６７４の遠位先端の遠位に延びてよい。ヘッド部分は、テーパ状になっていてよく、組織損傷を防ぐために丸いエッジを有してよい。管状部材６７４は、シースがカテーテル内で容易にスライドするのを可能にするために潤滑材料と混合されてよいペバックス（登録商標）のような可撓材料で形成されてよい。ガード部材６７２は、管状部材６７４よりも剛的な材料で作られてよい。適切な材料は、生検針の尖端による損傷に抗する金属又は硬化プラスチックを含んでよい。管状部材又はガード部材は、患者の解剖学的構造内での生検針の動きを誘導する放射線不透過性マーカを含んでよい。
【0099】
シース６７０は、シース６７０の遠位端のより大きな曲げ及び操縦性(navigability)を可能にするよう、遠位傾斜(distal dip)を伴って輪郭付けられてよい。１つの実施形態において、管状部材６７４は、近位壁厚Ｔ１と、中間壁厚Ｔ２と、遠位壁厚Ｔ３とを有してよい。ガード部材６７２は、最大壁厚Ｔ４を有してよい。狭くされた又は砂時計形状をシースにもたらすように、壁厚Ｔ１、Ｔ３、及びＴ４は、壁圧Ｔ２よりも大きい。代替的な実施形態において、壁厚Ｔ１及びＴ４は、壁厚Ｔ２よりも大きく、壁厚Ｔ３は、壁厚Ｔ２よりも大きくてよく、同じでよく、或いは小さくてよい。
【0100】
本発明の実施形態における１以上の要素（例えば、入力制御装置及び／又は可撓カテーテルの制御から受信される信号の処理）は、制御システム１１２のような、コンピュータシステムのプロセッサ上で実行するよう、ソフトウェアにおいて実装されてよい。ソフトウェアにおいて実装されるとき、本発明の実施形態の要素は、本質的に、必要なタスクを実行するコードセグメントである。プログラム又はコードセグメントを、光媒体、半導体媒体、及び磁気媒体を含む、情報を格納することができる任意の媒体を含む、非一時的な機械可読記憶媒体に格納することができる。機械可読記憶媒体の例は、電子回路、半導体デバイス、半導体メモリデバイス、読出し専用メモリ（ＲＯＭ）、フラッシュメモリ、消去可能プログラマブル読出し専用メモリ（ＥＰＲＯＭ）、フロッピー（登録商標）ディスケット、ＣＤ－ＲＯＭ、光ディスク、ハードディスク、又は他の記憶デバイスを含む。コードセグメントは、インターネット、イントラネットなどのような、コンピュータネットワークを介してダウンロードされてよい。本明細書に記載するとき、データポイントをアクセスすること、検出すること、開始すること、登録すること、表示すること、受信すること、生成すること、決定すること、移動すること、セグメント化すること、マッチングさせることなどの操作は、少なくとも部分的に、制御システム１１２又はそのプロセッサによって実行されてよい。
【0101】
提示したプロセス及びディスプレイは、本質的に、如何なる特定のコンピュータ又は他の装置にも関連しない場合があることに留意のこと。様々なこれらのシステムのために必要とされる構造は、請求項中に要素として現れる。加えて、本発明の実施形態は、如何なる特定のプログラミング言語を参照しても記載されていない。本明細書に記載するような本発明の教示を実施するために様々なプログラミング言語が使用されてよいことが理解されるであろう。
【0102】
本発明の特定の例示的な実施形態を添付の図面に記載し且つ示すが、そのような実施形態は例示的であるに過ぎず、広義の発明を限定するものでないこと、並びに、本発明の実施形態は、図示し且つ記載する特定の構造及び構成に限定されないことが理解されるべきである。何故ならば、様々な他の修正が当業者の心に思い浮かぶことがあるからである。
【図1】
【図2A】
【図2B】
【図3A】
【図3B】
【図4】
【図5A】
【図5B】
【図5C】
【図6】
【図7A】
【図7B】
【図8】
【図9】
【図10A】
【図10B】
【図11】
【図12A】
【図12B】
【図13】
【図14】
【図15A】
【図15B】
【図15C】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20A】
【図20B】
【図21】
【図22】
【外国語明細書】