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特表2024-512990体管腔内に医療デバイスを配置するためのデバイス、システム、および方法
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  • 特表-体管腔内に医療デバイスを配置するためのデバイス、システム、および方法 図1
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-03-21
(54)【発明の名称】体管腔内に医療デバイスを配置するためのデバイス、システム、および方法
(51)【国際特許分類】
   A61B 1/008 20060101AFI20240313BHJP
   A61B 1/04 20060101ALI20240313BHJP
【FI】
A61B1/008
A61B1/04 530
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023559778
(86)(22)【出願日】2022-04-06
(85)【翻訳文提出日】2023-09-27
(86)【国際出願番号】 US2022023721
(87)【国際公開番号】W WO2022216862
(87)【国際公開日】2022-10-13
(31)【優先権主張番号】63/171,198
(32)【優先日】2021-04-06
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】506192652
【氏名又は名称】ボストン サイエンティフィック サイムド,インコーポレイテッド
【氏名又は名称原語表記】BOSTON SCIENTIFIC SCIMED,INC.
(74)【代理人】
【識別番号】100105957
【弁理士】
【氏名又は名称】恩田 誠
(74)【代理人】
【識別番号】100068755
【弁理士】
【氏名又は名称】恩田 博宣
(74)【代理人】
【識別番号】100142907
【弁理士】
【氏名又は名称】本田 淳
(72)【発明者】
【氏名】トゥルー、カイル
(72)【発明者】
【氏名】フォスター、ダニエル ジェイ.
(72)【発明者】
【氏名】サックス、ダナ
(72)【発明者】
【氏名】ハーツバーグ、アリス
【テーマコード(参考)】
4C161
【Fターム(参考)】
4C161BB02
4C161BB04
(57)【要約】
本開示は、体管腔内の標的部位に医療デバイスを配置するための細長い部材を含む。様々な実施形態では、細長い部材は、操縦のための1つまたは複数の関節ジョイントと、位置特定のための1つまたは複数のトランスデューサと、標的部位に器具を送達するための1つまたは複数のルーメンとを含んでいてよい。いくつかの実施形態は、特に、オペレータを標的部位に誘導し、標的部位の位置を確認し、生検が標的部位から採取されること、および/または治療が標的部位に送達されることを可能にする、医療デバイスを対象とする。例えば、位置追跡センサは、医療デバイスを標的部位に誘導するために利用されてよく、フェーズドアレイセンサは、標的部位における適切な配置を確認するために利用されてよく、ルーメンを通して挿入される生検針は、標的部位からサンプルを取得するために利用されてよい。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
外面、近位端、遠位端、および前記近位端と前記遠位端との間に配置された少なくとも1つの関節ジョイントを備える細長い部材と、
前記細長い部材の前記近位端に近接する第1の開口部と、前記細長い部材の前記遠位端に近接する第2の開口部とを有するルーメンと、
前記細長い部材の前記遠位端に近接して配置されたフェーズドアレイセンサを備える第1のトランスデューサと
を備える、装置。
【請求項2】
前記フェーズドアレイセンサの視野は、前記細長い部材の前記外面から延在している、請求項1に記載の装置。
【請求項3】
前記ルーメンの前記第2の開口部は、前記細長い部材の前記外面に配置されている、請求項1または2に記載の装置。
【請求項4】
前記ルーメンは、器具が前記ルーメンを通って前記ルーメンの前記第2の開口部の外に延在しているときに、前記器具を前記フェーズドアレイセンサの視野内に向けるように構成された傾斜部を含む、請求項3に記載の装置。
【請求項5】
前記傾斜部は、複数の半径の屈曲を含む、請求項4に記載の装置。
【請求項6】
位置追跡センサを含む第2のトランスデューサをさらに備える、請求項1~5のいずれか一項に記載の装置。
【請求項7】
前記位置追跡センサは、磁気トンネル接合を備える、請求項6に記載の装置。
【請求項8】
光学撮像センサを含む第3のトランスデューサをさらに備える、請求項6または7に記載の装置。
【請求項9】
前記第1のトランスデューサ、前記第2のトランスデューサ、および前記第3のトランスデューサのうちの少なくとも1つは、可撓性回路基板上に取り付けられている、請求項8に記載の装置。
【請求項10】
光学撮像センサを含む第2のトランスデューサをさらに備える、請求項1~5のいずれか一項に記載の装置。
【請求項11】
前記フェーズドアレイセンサの視野は、前記細長い部材の前記外面から延在し、前記光学撮像センサの視野は、前記細長い部材の前記遠位端から延在している、請求項10に記載の装置。
【請求項12】
前記光学撮像センサは、前記細長い部材の前記遠位端上に取り付けられている、請求項10または11に記載の装置。
【請求項13】
前記少なくとも1つの関節ジョイントは、第1の関節ジョイントおよび第2の関節ジョイントを備え、前記第1の関節ジョイントの関節動作の方向は、前記第2の関節ジョイントの関節動作の方向に直交している、請求項1~12のいずれか一項に記載の装置。
【請求項14】
前記少なくとも1つの関節ジョイントは、第1の関節ジョイントおよび第2の関節ジョイントを備え、前記ルーメンの前記第2の開口部は、前記第1の関節ジョイントと前記第2の関節ジョイントとの間に配置されている、請求項1~13のいずれか一項に記載の装置。
【請求項15】
前記フェーズドアレイセンサの第1の部分は、前記ルーメンの前記第2の開口部の近位に配置され、前記フェーズドアレイセンサの第2の部分は、前記ルーメンの前記第2の開口部の遠位に配置されている、請求項1~14のいずれか一項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、概して、医療デバイスの分野に関する。特に、本開示は、細長い部材を体管腔内の標的部位に配置することを容易にするためのデバイス、システム、および方法に関する。
【背景技術】
【0002】
様々な医療デバイスが、診断または治療目的のために体管腔内に配置される。例えば、内視鏡検査は、体内を見るために内視鏡を使用する処置である。通常、内視鏡検査処置は、診断または治療目的で、身体の中空器官または体腔の内部にアクセスし、検査し、または相互作用するために、細長い部材(例えば、内視鏡)を利用する。内視鏡は、典型的には、体内を観察するための直接可視化機能を有し、および/または超音波観察機能を備えていてもよい。そのような内視鏡は、特定の直径を有する、より大きい体管腔(例えば、GI管または気管)内に内視鏡が挿入されることを可能にする外形直径を有している。例えば、内視鏡の一種である気管支鏡は、診断および治療目的で、気管支鏡の直径を収容することができる直径を有する特定の次数(generation)の気道まで、気道の内側を可視化するために使用することができる。気管支鏡は、口、鼻、または気管切開などを介して気道に挿入される。これにより、医師は、異物、出血、腫瘍、または炎症などの異常について患者の気道を検査することができる。場合によっては、肺の内部から生検が行われることもある。特定のより高い次数の気道において、気道の直径は、従来の内視鏡を収容するには狭すぎるようになり、これは、これらのより小さい気道内または最小直径の他の管腔内で組織を正確にナビゲートし、見つけ出し、および生検するための手段を有する改善されたデバイスに対する課題を提示する。
【発明の概要】
【0003】
この概要は、以下の詳細な説明においてさらに説明される概念の選択を簡略化された形態で紹介するために提供される。この概要は、請求される主題の主要な特徴または本質的な特徴を必ずしも特定することを意図するものではなく、請求される主題の範囲を決定する際の補助として意図されるものでもない。
【0004】
一態様では、本開示は、細長い部材と、ルーメンと、第1のトランスデューサとを備える装置に関する。細長い部材は、外面、近位端、遠位端、および近位端と遠位端との間に配置された少なくとも1つの関節ジョイントとを含んでいてよい。ルーメンは、細長い部材の近位端に近接する第1の開口部と、細長い部材の遠位端に近接する第2の開口部とを有していてよい。第1のトランスデューサは、細長い部材の遠位端に近接して配置されたフェーズドアレイセンサを含んでいてよい。
【0005】
いくつかの実施形態では、フェーズドアレイセンサの視野は、細長い部材の外面から延在している。様々な実施形態では、ルーメンの第2の開口部は、細長い部材の外面に配置されている。様々なそのような実施形態では、ルーメンは、器具がルーメンを通ってルーメンの第2の開口部の外に延在するときに、器具をフェーズドアレイセンサの視野内に向けるように構成された傾斜部を含む。いくつかのそのような実施形態では、傾斜部は、複数の半径の屈曲を含む。多くの実施形態は、位置追跡センサを含む第2のトランスデューサを含む。多くのそのような実施形態では、位置追跡センサは、磁気トンネル接合を備える。いくつかのそのような実施形態は、光学撮像センサを含む第3のトランスデューサを含む。様々なさらなるそのような実施形態では、第1のトランスデューサ、第2のトランスデューサ、および第3のトランスデューサのうちの少なくとも1つは、可撓性回路基板上に取り付けられている。いくつかの実施形態は、光学撮像センサを含む第2のトランスデューサを含む。いくつかのそのような実施形態では、フェーズドアレイセンサの視野は、細長い部材の外面から延在し、光学撮像センサの視野は、細長い部材の遠位端から延在している。いくつかのそのような実施形態では、光学撮像センサは、細長い部材の遠位端上に取り付けられている。様々な実施形態では、少なくとも1つの関節ジョイントは、第1の関節ジョイントおよび第2の関節ジョイントを備え、第1の関節ジョイントの関節動作の方向は、第2の関節ジョイントの関節動作の方向に直交している。多くの実施形態では、少なくとも1つの関節ジョイントは、第1の関節ジョイントおよび第2の関節ジョイントを備え、ルーメンの第2の開口部は、第1の関節ジョイントと第2の関節ジョイントとの間に配置されている。いくつかの実施形態では、フェーズドアレイセンサの第1の部分は、ルーメンの第2の開口部の近位に配置され、フェーズドアレイセンサの第2の部分は、ルーメンの第2の開口部の遠位に配置されている。
【0006】
別の態様では、本開示は、細長い部材と、ルーメンと、第1のトランスデューサと、コントローラとを備えるシステムに関する。細長い部材は、外面と、近位端と、遠位端とを含んでいてよい。ルーメンは、細長い部材の近位端に近接する第1の開口部と、細長い部材の遠位端に近接する第2の開口部とを有していてよい。第1のトランスデューサは、細長い部材の遠位端に近接して配置されたフェーズドアレイセンサを含んでいてよい。コントローラは、第1のトランスデューサに通信可能に結合され、第1のトランスデューサから受信された信号に基づいて画像を生成するように構成されていてよい。
【0007】
いくつかの実施形態では、フェーズドアレイセンサの視野は、細長い部材の外面から延在している。様々な実施形態では、ルーメンの第2の開口部は、細長い部材の外面に配置されている。多くの実施形態では、少なくとも1つの関節ジョイントは、第1の関節ジョイントおよび第2の関節ジョイントを備え、第1の関節ジョイントの関節動作の方向は、第2の関節ジョイントの関節動作の方向に直交している。
【0008】
さらに別の態様では、本開示は、方法に関する。方法は、細長い部材を体管腔に挿入することを含み、細長い部材は、外面、近位端、遠位端、近位端と遠位端との間に配置された少なくとも1つの関節ジョイント、および細長い部材の近位端に近接した第1の開口部および細長い部材の遠位端に近接した第2の開口部を有するルーメンを備え、方法は、第1のトランスデューサを用いて第1の画像を生成することを含み、第1のトランスデューサは、細長い部材の遠位端に近接して配置されたフェーズドアレイセンサを備え、方法は、画像に基づいてルーメンの第2の開口部の外にツールを延在させることを含み、ルーメンの第2の開口部は、細長い部材の外面に位置している。
【0009】
いくつかの実施形態では、方法は、標的部位にナビゲートするために、少なくとも1つの関節ジョイントのうちのある関節ジョイントを作動させることを含む。様々な実施形態では、方法は、第1のトランスデューサを用いて第2の画像を生成することを含み、第2の画像は、第1の画像の前に生成され、方法は、ルーメンの第2の開口部を標的部位と位置合わせするように、第2の画像に基づいて細長い部材を回転させることを含む。
【0010】
さらに別の態様では、本開示は、方法に関する。方法は、第1および第2のトランスデューサを可撓性回路基板に取り付けること、第1のトランスデューサと、第2のトランスデューサと、可撓性回路基板の少なくとも一部とを備えるトランスデューササブアセンブリを製造する低圧エポキシポッティングプロセスを用いて、第1のトランスデューサを第2のトランスデューサに対して配置することを含む。
【0011】
いくつかの実施形態では、方法は、低圧エポキシポッティングプロセスにおいて、トランスデューササブアセンブリ上にレンズ取り付け機構を形成することを含む。いくつかのそのような実施形態では、方法は、モールディングプロセスにおいて、トランスデューサレンズを形成すること、トランスデューサレンズをトランスデューササブアセンブリに取り付けることを含む。
【図面の簡単な説明】
【0012】
本開示の非限定的な実施形態は、添付の図面を参照して例として説明されるが、これらの図面は概略的なものであり、縮尺通りに描かれることを意図していない。図において、図示された同一または略同一の構成要素の各々は、通常、単一の数字によって表される。本開示に含まれる様々な図は、いくつかの構成要素を省略し、いくつかの構成要素の一部を示し、および/または、いくつかの構成要素を透明なものとして提示して、そうでなければ隠れているように見え得る構成要素の図示および説明を容易にし得ることが理解されよう。明確にする目的で、すべての構成要素がすべての図においてラベル付けされているわけではなく、当業者が本開示を理解することを可能にするために図示が必要でない場合には、各実施形態のすべての構成要素が示されているわけでもない。
図1図1は、本明細書に開示される1つまたは複数の実施形態による例示的な医療デバイスを示す図である。
図2A図2A図2Cは、本明細書に開示される1つまたは複数の実施形態による例示的な細長い部材の様々な態様を示す図である。
図2B図2A図2Cは、本明細書に開示される1つまたは複数の実施形態による例示的な細長い部材の様々な態様を示す図である。
図2C図2A図2Cは、本明細書に開示される1つまたは複数の実施形態による例示的な細長い部材の様々な態様を示す図である。
図3A図3Aおよび図3Bは、本明細書に開示される1つまたは複数の実施形態による例示的な関節ジョイントの様々な態様を示す図である。
図3B図3Aおよび図3Bは、本明細書に開示される1つまたは複数の実施形態による例示的な関節ジョイントの様々な態様を示す図である。
図4図4は、本明細書に開示される1つまたは複数の実施形態による例示的なトランスデューサの様々な態様を示す図である。
図5A図5A図5Cは、本明細書に開示される1つまたは複数の実施形態による例示的な細長い部材の様々な態様を示す図である。
図5B図5A図5Cは、本明細書に開示される1つまたは複数の実施形態による例示的な細長い部材の様々な態様を示す図である。
図5C図5A図5Cは、本明細書に開示される1つまたは複数の実施形態による例示的な細長い部材の様々な態様を示す図である。
図6図6は、本明細書に開示される1つまたは複数の実施形態による医療デバイスの例示的なコントローラの様々な態様を示す図である。
図7図7は、本明細書に開示される1つまたは複数の実施形態による例示的なプロセスフローを示す図である。
図8図8は、本明細書に開示される1つまたは複数の実施形態による例示的なコンピューティングアーキテクチャを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
本開示は、概して、末梢気道から生体検査を得るためなど、体管腔内の標的部位に細長い部材を配置するための医療デバイスに関する。様々な実施形態では、細長い部材は、操縦のための1つまたは複数の関節ジョイントと、位置特定のための1つまたは複数のトランスデューサと、標的部位に器具を送達するための1つまたは複数のルーメンとを含んでいてよい。いくつかの実施形態は、特に、オペレータを標的部位に誘導し、標的部位の位置を確認し、生検が標的部位から採取されること、および/または治療が標的部位に送達されることを可能にする、医療デバイスを対象とする。例えば、位置追跡センサ(例えば、誘導またはトンネル磁気抵抗(TMR)センサ)が、医療デバイスを標的部位に誘導するために利用されてよく、フェーズドアレイセンサ(例えば、超音波撮像素子のフェーズドアレイ)が、標的部位における適切な配置を確認するために利用されてよく、ルーメンを通して挿入される生検針が、標的部位からサンプルを取得するために利用されてよい。いくつかのそのような例では、医療デバイスは、医療デバイスを標的部位に誘導すること、および/または標的部位における適切な配置を確認することを支援するために、光学撮像センサも含んでいてよい。加えて、これらの特徴のうちの1つまたは複数は、狭い末梢体管腔にアクセスするために十分に小さい寸法の細長い部材に組み合わせられていてよい。いくつかの実施形態では、医療デバイスは、治療プローブ(例えば、アブレーションプローブ)が、病変などの標的部位に、またはその内部に送達および配置されることを可能にする。いくつかのそのような実施形態では、治療プローブは、確認のためサンプルを取得するために生検針がルーメンを通して挿入された後に、標的部位に治療を送達するためにルーメンを通して挿入されてよい。これらおよび他の実施形態が説明されるとともに請求される。
【0014】
細長い部材を体管腔内の標的部位に配置するための医療デバイスは、狭い体管腔へのアクセスを制限する外部寸法などの多くの課題に直面する。例えば、気管支内超音波(EBUS)スコープは、大きすぎて(例えば、4mmを超えるOD)、疑わしい癌性結節が一般的に位置する体管腔の末梢部分(例えば、末梢気道)に到達することができない。電磁(EM)気管支鏡検査を使用して、標的部位(例えば、気道の末梢における疑わしい癌性結節)の位置を特定することができる。しかしながら、金属歪みと術前コンピュータ断層撮影(CT)スキャンとの組み合わせによって術中の患者の位置に導入されるような誤差は、標的部位における適切な配置の確認を妨げ得る。したがって、オペレータは、典型的には、標的部位における適切な配置を確認するために、EM気管支鏡検査と併せて使用される、再利用可能な単一素子(回転)超音波プローブなどの他の技術に依存する。しかしながら、これらのプローブは、操縦不可能であり、ルーメン(例えば、作業チャネル)全体を塞ぎ、器具(例えば、生検針)がルーメン内に挿入される前に、プローブの取り外しを必要とする。さらに、デバイス交換は、先端の動きに寄与する可能性があり、超音波プローブの取り外しにより、器具が挿入された後に、細長い部材の位置を確認することができなくなり、生検の診断率の低下または治療中のプローブの不正確な配置などのいくつかの課題につながる。治療中のプローブ(例えば、アブレーションプローブ)の不正確な配置により、オペレータが、標的マージンなどの予期される治療結果を達成しない可能性がある。そのような制限により、細長い部材を標的部位に配置するための医療デバイスの有用性および適用性が劇的に低下する可能性があり、機能が限定された非効率的なデバイスの一因となり得る。これらの考慮事項を念頭に置いて、本開示のデバイス、システム、および方法によって、様々な有利な医療成果が実現され得る。
【0015】
以下の詳細な説明は、例示的な実施形態を示す図面を参照して読まれるべきである。本開示は、説明される特定の実施形態に限定されず、そのような実施形態は変化し得る。本明細書で使用される用語は、特定の実施形態のみを説明するためのものであり、添付の特許請求の範囲を超えて限定することを意図するものではない。別途定義されない限り、本明細書で使用される全ての技術用語は、本開示が属する技術分野の当業者によって一般的に理解されるものと同じ意味を有する。最後に、本開示の実施形態は、胃腸系を治療するための医療デバイスおよびシステムおよび処置を具体的に参照して説明され得るが、そのような医療デバイスおよび方法は、腹腔、消化器系、尿路、生殖管、呼吸器系、心血管系、循環系などの組織を治療するために使用され得ることを理解されたい。流体流路を安定させ、維持し、および/または助けるために、構造および構成、ならびに展開する方法は、本明細書で議論される治療を超えた有用性を見出し得る。
【0016】
本明細書で使用される場合、「近位端」は、デバイスを患者に導入するときにデバイスに沿ってユーザ(医療専門家または臨床医または技術者またはオペレータまたは医師など、そのような用語は本明細書では限定する意図なく互換的に使用され、自動コントローラシステムなどを含む)に最も近いデバイスの端部を指し、「遠位端」は、埋め込み、配置、または送達中にデバイスに沿ってユーザから最も遠いデバイスまたは物体の端部を指す。
【0017】
本明細書および添付の特許請求の範囲において使用される場合、単数形「1つの(a)」、「1つの(an)」、および「その(the)」は、内容が明らかに他のことを示さない限り、複数の指示対象を含む。本明細書および添付の特許請求の範囲において使用される場合、「または」という用語は、内容が明らかに別のことを指示しない限り、「および/または」を含む意味で一般に使用される。
【0018】
本明細書で使用される場合、接続詞「および」は、文脈が明らかにそうでないことを示さない限り、そのように接続された構造、構成要素、特徴などの各々を含み、接続詞「または」は、文脈が明らかにそうでないことを示さない限り、そのように接続された構造、構成要素、特徴などの1つまたは他のものを、単独で、および任意の組合せおよび数で含む。
【0019】
全ての数値は、本明細書において、明示的に示されているか否かにかかわらず、用語「約」によって修飾されると想定される。数値の文脈における「約」という用語は、一般に、記載された値と同等である(例えば、同じ機能または結果を有する)と当業者が考えるであろう数の範囲を指す。多くの場合、「約」という用語は、最も近い有効数字に丸められた数を含み得る。「約」という用語の他の使用(例えば、数値以外の文脈における)は、別段の指定がない限り、本明細書の文脈から理解され、本明細書の文脈と一致するように、それらの通常の慣習的な定義を有すると想定することができる。端点による数値範囲または値の記載は、端点を含むその範囲内の全ての数(例えば、1~5は、1、1.5、2、2.75、3、3.80、4、および5を含む)、およびそれらの分数を含む。
【0020】
本明細書における「一実施形態」、「いくつかの実施形態」、「他の実施形態」などへの言及は、説明される実施形態が1つまたは複数の特定の特徴、構造、および/または特性を含み得ることを示すことに留意されたい。しかしながら、そのような記載は、必ずしもすべての実施形態が特定の特徴、構造、および/または特性を含むことを意味するわけではない。加えて、特定の特徴、構造、および/または特性が一実施形態に関連して説明される場合、そのような特徴、構造、および/または特性は、明確に反対のことが述べられない限り、明示的に説明されているか否かにかかわらず、他の実施形態に関連して使用されてもよいことを理解されたい。
【0021】
本明細書に含まれる開示は、例示的かつ説明的なものに過ぎず、限定的なものではないことを理解されたい。本明細書で使用される場合、用語「備える(comprise)」、「備えている(comprising)」、またはそれらの任意の他の変形は、要素のリストを備えるプロセス、方法、物品、または装置が、それらの要素のみを含むのではなく、明示的に列挙されていない他の要素、またはかかるプロセス、方法、物品、または装置に固有の要素を含むことができるように、非排他的な包含をカバーすることが意図されている。「例示的(exemplary)」という用語は、「理想的」ではなく「例」の意味で使用される。内視鏡および内視鏡システムが本明細書で言及されるが、内視鏡、内視鏡システム、または内視鏡検査への言及は、開示される態様の可能な用途を限定するものとして解釈されるべきではない。例えば、開示される態様は、十二指腸鏡、気管支鏡、尿管鏡、結腸鏡、カテーテル、診断もしくは治療ツールもしくはデバイス、または他のタイプの医療デバイスもしくはシステムと組み合わせて使用され得る。
【0022】
次に図面を参照するが、同様の参照番号は、全体を通して同様の要素を指すために使用される。以下の記載では、説明の目的で、その完全な理解を提供するために多数の特定の詳細が記載される。しかしながら、新規な実施形態は、これらの具体的な詳細がなくても実施可能であることは明らかであろう。他の例では、よく知られている構造およびデバイスは、その説明を容易にするためにブロック図の形態で示されている。その意図は、特許請求の範囲内のすべての修正、均等物、および代替物を包含することである。
【0023】
図1は、本明細書に開示される1つまたは複数の実施形態による医療デバイス100を示す。医療デバイス100は、細長い部材102と、コントローラ110とを含んでいてよい。細長い部材102は、1つまたは複数の関節ジョイント104と、1つまたは複数のルーメン106と、1つまたは複数のトランスデューサ108とを含んでいてよい。以下でより詳細に説明されるように、医療デバイス100は、標的部位への誘導、標的部位における位置の確認を可能にし、器具が標的部位に送達されることを可能にする機能性を提供することができる。いくつかの実施形態では、図1は、本開示の1つまたは複数の他の構成要素と同一または類似する1つまたは複数の構成要素を含んでいてよい。さらに、図1の1つまたは複数の構成要素、またはその態様は、本開示の範囲から逸脱することなく、本開示の他の実施形態に組み込まれてもよく、または説明される実施形態から除外されてもよい。例えば、医療デバイス100の実施形態は、本開示の範囲から逸脱することなく、コントローラ110を除外してもよい。さらに、本開示の他の実施形態の1つまたは複数の構成要素またはその態様は、本開示の範囲から逸脱することなく、図1の1つまたは複数の構成要素に組み込まれ得る。実施形態はこの文脈に限定されるものではない。
【0024】
様々な実施形態では、医療デバイス100は、末梢気道などの体管腔の末梢部分への確実かつ正確なアクセスを可能にすることができる。多くの実施形態では、体管腔の末梢部分へのアクセスは、標的組織(例えば、疑わしい癌性結節)の生検を取得するため、または標的組織に治療または療法を送達するために利用され得る。したがって、細長い部材102は、細長い部材102のリアルタイム位置特定、体管腔の末梢部分内のリアルタイムイメージング、細長い部材102の操縦性、およびリアルタイム位置特定またはリアルタイムイメージングに干渉しない標的部位への器具の送達のうちの1つまたは複数を依然として提供しながら、体管腔の末梢部分の中に適合するために十分に小さい外形を有することができる。
【0025】
いくつかの実施形態では、細長い部材102の外径は、5mmを超えない可能性がある。他の実施形態では、細長い部材102の外径(OD)は、4.2mmを超えない可能性がある。いくつかの実施形態では、細長い部材102は、末梢気道などの小径の体管腔内へのナビゲーションおよび/または進入を容易にするために、遠位端付近にテーパ部を含んでいてよい。本明細書の1つまたは複数のデバイスまたは実施形態は、肺、心臓、内視鏡、および泌尿器科用途のうちの1つまたは複数などの診断または治療目的のために利用されるようなサイズを有し、および/またはそのように構成されていてよい。様々な実施形態では、細長い部材の外形は、非外傷性の(例えば、丸みを帯びた)エッジを備えた等直径であってよい。医療デバイス100の実施形態は、末梢肺ナビゲーション、末梢肺生検、末梢肺超音波再構成、および末梢肺治療などの種々の用途において利用することができる。
【0026】
いくつかの実施形態では、トランスデューサ108は、概して、エネルギーを1つの形態から別の形態に変換するデバイスを指し得る。多くの実施形態では、トランスデューサの各々は、1つまたは複数の電気信号を1つまたは複数の物理量(例えば、エネルギー、力、トルク、光、運動、位置など)に変換し、および/または1つまたは複数の物理量を1つまたは複数の電気信号に変換するように動作することができる。例えば、トランスデューサは、撮像センサ、フェーズドアレイセンサ、位置センサ、発光ダイオード、圧力センサ、アクチュエータ、誘導センサ、TMRセンサ、光ファイバセンサ、電磁位置センサなどのうちの1つまたは複数を含んでいてよい。
【0027】
図2A図2Cは、本明細書に開示される1つまたは複数の実施形態による細長い部材202の様々な態様を示す。より具体的には、図2Aは、器具220と組み合わせた細長い部材202の遠位部分の断面図を含み、図2Bは、機械加工された構成要素224を含む細長い部材202の遠位部分の斜視図を含み、図2Cは、トランスデューササブアセンブリ226を含む細長い部材202の遠位部分の別の斜視図を含む。細長い部材202は、近位端210、遠位端212、外面214を有し、関節ジョイント204a,204b、ルーメン206a,206b,206c、トランスデューサ208a,208b,208c、開口部216a、開口部216b、傾斜部218、ライト222、およびレンズ取り付け機構228a,228bを含む。いくつかの実施形態では、図2A図2B、および/または図2Cは、本開示の1つまたは複数の他の構成要素と同一または類似する1つまたは複数の構成要素を含んでいてよい。例えば、細長い部材202は、細長い部材102と同一または類似であってよい。さらに、図2A図2B、および/または図2Cの1つまたは複数の構成要素、またはそれらの態様は、本開示の範囲から逸脱することなく、本開示の他の実施形態に組み込まれてもよく、または説明される実施形態から除外されてもよい。例えば、細長い部材202の実施形態は、本開示の範囲から逸脱することなく、トランスデューサ208bを除外してもよい。さらに、本開示の他の実施形態の1つまたは複数の構成要素またはその態様は、本開示の範囲から逸脱することなく、図2A図2B、および/または図2Cの1つまたは複数の構成要素に組み込まれ得る。実施形態はこの文脈に限定されるものではない。
【0028】
図2Aを参照すると、細長い部材202の遠位端212は、側方または半径方向撮像のためのトランスデューサ208aと、前方撮像のためのトランスデューサ208bと、電磁位置感知のためのトランスデューサ208cとを含んでいてよい。いくつかの実施形態では、複数の電磁位置センサが、細長い部材202の長さに沿って配置されていてよい。例えば、位置感知トランスデューサは、関節ジョイント204a,204bによって隔てられた細長い部材202の複数のセクションにあって、セクションの相互に対する動きまたは位置を(例えば、コントローラ110によって)判定することを容易にすることができる。いくつかの実施形態では、光ファイバ形状感知が利用されてもよい。例えば、1つまたは複数の光ファイバが、細長い部材202の長さの1つまたは複数の部分に沿って延在し得る。そのような例では、1つまたは複数の光ファイバを通過する光に対する影響(例えば、反射、屈折、吸収、極性など)を使用して、細長い部材の形状を判定することができる。いくつかの実施形態では、細長い部材202の全長に沿って形状を連続的に判定するために、光ファイバ形状感知が使用されてもよい。
【0029】
開口部216aは、細長い部材202の外面214に配置されてよく、ルーメン206aは、開口部216aで終端してよい。様々な実施形態では、ルーメン206aは、作業チャネルを備えていてよい。図示される実施形態では、器具220は、ルーメン206aを通して挿入され、開口部216aから外に延在している。様々な実施形態において、ルーメン206aは、少なくとも1.067mmの外径を有する器具(例えば、19ゲージ針)を受け入れるようなサイズであってよい。傾斜部218は、器具220がルーメン206aを通って開口部216aの外に延在しているときに、器具220をトランスデューサ208aの視野内に向けるように構成されていてよい。
【0030】
様々な実施形態では、傾斜部218の角度は、細長い部材202の長手方向軸に対して0~90度であってよい。多くの実施形態では、角度が大きいほど、結節標的化(例えば、偏心病変)を改善し得るが、作動をより困難にする可能性がある。例えば、傾斜部218の角度が大きいほど、器具220を傾斜部218の上方かつ開口部216aの外に延出させるのに必要な長手方向の力が大きくなる。さらに、角度が大きくなると、針は、トランスデューサ208aの視野に入るために、細長い部材202からさらに外に離れて延在する必要があり、より大きい直径を有する体管腔への適用性が制限され得る。逆に、より低い角度では、細長い部材202を標的結節のより近くに配置する必要があり、偏心結節および/または標的結節の表面のさらに下から生検サンプルを取得することが困難になり得る。したがって、傾斜角度は、特定の用途に基づいて選択され得る。1つまたは複数の実施形態において、傾斜角度は、3度以上20度以下であってよい。例えば、傾斜部218の角度は、15度であってよい。別の例では、傾斜部218の角度は、10度であってよい。
【0031】
図2Bを参照すると、開口部216b,216cは、細長い部材202の遠位端212に配置されていてよい。さらに、ルーメン206bは、開口部216bで終端していてよく、ルーメン206cは、開口部216cで終端していてよい。いくつかの実施形態では、ルーメン206a,206bは、細長い部材202の遠位端212に吸引および/または流体チャネルを提供してもよい。図示された実施形態は、開口部216bは、吸引ポート(例えば、トランスデューサ208bの面から粘液を除去するため)を備え、ライト222は、開口部216cに配置され、ライト222のためのワイヤは、ルーメン206cを通して延在している。ライト222は、開口部216cを塞ぐか、または細長い部材202内に一体的に形成され得る(例えば、エポキシポッティングプロセスの一部として)ことが理解されるであろう。いくつかの実施形態では、ルーメン206cは、ライト222のための封入ワイヤを備えていてよい。様々な実施形態では、開口部216bを吸引ポートとして使用する代わりに、別のライトが開口部216bに配置されてもよい。ライト222は、トランスデューサ208bが検出することができる周波数で光を放射する発光ダイオードを含んでいてよい。例えば、トランスデューサ208bは、光学撮像センサを備えていてよく、ライト222は、可視光を放出することができる。
【0032】
細長い部材202のいくつかの部分は、ルーメン206a,206b,206cおよび機械加工された構成要素224をより良く示すために、図2Bでは除去されているか、または透明である。いくつかの実施形態では、可撓性および/または弾性部材が、機械加工構成要素224の近位端から細長い部材202の近位端210まで延在している。いくつかのそのような実施形態では、可撓性および/または弾性部材は、ルーメン206a,206b,206cの図示される部分を含んでいてよい。いくつかの実施形態では、機械加工構成要素224は、機械加工構成要素224の近位端から開口部216a,216b,216cまで延在するルーメン206a,206b,206cの部分を形成し得る。機械加工された構成要素224は、トランスデューサ208aの面から所定の角度および/または制御された距離で外面214の開口部216aから外にツール(例えば、器具220)を通過させるための単一の曲げ半径を提供することができる。様々な実施形態において、トランスデューサ208aは、超音波パルスを放出および検出するフェーズドアレイを含んでいてよい。
【0033】
いくつかの実施形態では、トランスデューササブアセンブリ226は、関節ジョイント204の遠位にある細長い部材202の部分を備えていてよい。様々な実施形態では、トランスデューササブアセンブリ226は、1つまたは複数のレンズ取り付け機構を含んでいてよい。レンズ取り付け機構部は、(例えば、フェーズドアレイセンサのための)レンズを取り付けるためのアンカーを提供することができる。図示された実施形態では、レンズ取り付け機構228a,228bは、トランスデューサ208aの両側に配置される。レンズ取り付け機構228a,228bは、レンズまたはレンズブラケットの対応する部分を受け入れるための1つまたは複数の開口部を備えたレールを含んでいてよい。レンズは、超音波撮像のためのシリコーンなどの撮像適合材料から構築されていてよい。
【0034】
図2Cを参照すると、開口部216aおよびトランスデューサ208aは、関節ジョイント204a,204bを介して操作されてよい。様々な実施形態において、開口部216aは、関節ジョイント204aと関節ジョイント204bとの間に配置されていてよく、トランスデューサ208aは、関節ジョイント204aと遠位端212との間に配置されていてよい。関節ジョイント204aの遠位にある細長い部材202の部分は、トランスデューササブアセンブリ226と称され得る。図3Aおよび図3Bなどに関して以下により詳細に説明されるように、関節ジョイント204a,204bは、細長い部材202に、トランスデューササブアセンブリ226が開口部216aとは独立して動かされることを可能にするデュアルモード操縦性を提供することができる。多くの実施形態では、ハンドルが、細長い部材202の近位端210に取り付けられていてよい。図5A図5Cなどに関して以下により詳細に説明されるように、多くのそのような実施形態では、ハンドルは、オペレータが関節ジョイント204a,204bを作動させることを可能にしてよい。
【0035】
図3Aおよび図3Bは、本明細書に開示される1つまたは複数の実施形態による、細長い部材302の関節ジョイント304a,304bの様々な態様を示す。より具体的には、図3Aは、開口部316を有する細長い部材302の遠位部分の上面図を含み、図3Bは、細長い部材302の遠位部分の側面図を含む。細長い部材302は、長手方向軸314に沿って延在し、近位端310と、遠位端312と、トランスデューササブアセンブリ320を有する遠位ステアリングアセンブリ318と、関節ジョイント304a,304bとを含む。関節ジョイント304a,304bは、近位端310と遠位端312との間に配置されていてよく、開口部316は、関節ジョイント304a,304bの間に配置されていてよい。関節ジョイント304aは、関節動作の方向306を含み、関節ジョイント304bは、関節動作の方向308を含む。様々な実施形態において、関節動作の方向306は、関節動作の方向308に直交していてよい。関節ジョイント304a,304bは、遠位ステアリングアセンブリ318から独立して、トランスデューササブアセンブリ320の動きを可能にするように構成されていてよい。いくつかの実施形態では、図3Aおよび/または図3Bは、本開示の1つまたは複数の他の構成要素と同一または類似する1つまたは複数の構成要素を含んでいてよい。例えば、関節ジョイント304aは、関節ジョイント204aと同一または類似であってよく、関節ジョイント304bは、関節ジョイント204bと同一または類似であってよい。さらに、図3Aおよび/または図3Bの1つまたは複数の構成要素、またはそれらの態様は、本開示の範囲から逸脱することなく、本開示の他の実施形態に組み込まれてもよく、または説明される実施形態から除外されてもよい。さらに、本開示の他の実施形態の1つまたは複数の構成要素またはその態様は、本開示の範囲から逸脱することなく、図3Aおよび/または図3Bの1つまたは複数の構成要素に組み込まれ得る。例えば、トランスデューサ208a,208bは、本開示の範囲から逸脱することなく、細長い部材302に組み込まれていてよい。実施形態はこの文脈に限定されるものではない。
【0036】
様々な実施形態において、関節ジョイント304a,304bは、デュアルモード操縦性を可能にし得る。デュアルモード操縦性により、遠位ステアリングアセンブリ318の双方向操縦に加えて、関節ジョイント304a,304b間の開口部316を含む細長い部材302の部分から独立したトランスデューササブアセンブリ320の別個の操縦性を可能にすることができる。トランスデューササブアセンブリ320の追加の撓み点は、細長い部材302がより狭い曲げ半径の周りを進むことを可能にし、トランスデューササブアセンブリ320内のトランスデューサのうちの1つまたは複数のサイズ制約に起因して(例えば、48個の超音波素子を有するフェーズドアレイセンサの長さに起因して)トランスデューササブアセンブリ320の追加の長さをオフセットする。様々な実施形態では、追加の撓み点は、トランスデューササブアセンブリ320内の1つまたは複数のトランスデューサが、体管腔の壁に接触するか、またはその中に埋め込まれることを可能にしてよい。前述したように、図示の実施形態では、トランスデューササブアセンブリ320は、遠位ステアリングアセンブリ318全体のステアリングから直交する(例えば、90度オフセットされた)方向に撓むことができる。しかしながら、他の実施形態では、トランスデューササブアセンブリ320は、遠位ステアリングアセンブリ318全体のステアリングと同じ方向に撓んでもよい。
【0037】
いくつかの実施形態では、関節ジョイント304aおよび/または関節ジョイント304bは、長手方向軸314を越えて第1の方向にのみ屈曲してよい。例えば、関節ジョイント304aは、長手方向軸314を超えて反対方向に(例えば、図3Bのページの底部に向かって)屈曲することなく、長手方向軸314を超えてある方向に(例えば、図3Bのページの上部に向かって)屈曲し得る。図5Cなどに関して以下により詳細に説明されるように、細長い部材は、関節ジョイントの動きを所定の範囲に制限するために、1つまたは複数のハードストップを含んでいてよい。いくつかの実施形態では、関節ジョイントの動きを所定の範囲に制限することは、構成要素が適切に機能することを妨げられないこと、および/または器具が、細長い部材のルーメンを通して、それ自体または器具を損傷することなく、依然として挿入され得ることを確実にすることができる。
【0038】
図4は、本明細書に開示される1つまたは複数の実施形態による例示的なトランスデューサ404a,404bの様々な態様を示す。図示される実施形態は、外面408、近位端410、遠位端412、視野406aを備えたトランスデューサ404a、視野406bを備えたトランスデューサ404b、およびトランスデューサを有する、細長い部材402のトランスデューササブアセンブリ414の側面図を含む。したがって、トランスデューサ404a,404bは、撮像センサであってよい。例えば、トランスデューサ404aは、少なくとも2つの素子のフェーズドアレイセンサであってよく、トランスデューサ404bは、光学撮像センサであってよい。様々な実施形態では、トランスデューサ404aは、側方または半径方向撮像を可能にしてよく、トランスデューサ404bは、前方撮像を可能にしてよい。いくつかの実施形態では、トランスデューサ404bの視野406aは、細長い部材402の外面408から延在していてよく、トランスデューサ404bの視野406bは、細長い部材402の遠位端412から延在していてよい。いくつかの実施形態では、視野406aは、視野406bに直交していてよい。様々な実施形態において、トランスデューサ404cは、電磁位置センサ(例えば、誘導センサまたはTMRセンサ)などの位置追跡センサを備えていてよい。いくつかの実施形態では、図4は、本開示の1つまたは複数の他の構成要素と同一または類似する1つまたは複数の構成要素を含んでいてよい。例えば、トランスデューサ404aは、トランスデューサ208aと同一または類似であってよく、トランスデューサ404bは、トランスデューサ208bと同一または類似であってよい。さらに、図4の1つまたは複数の構成要素、またはその態様は、本開示の範囲から逸脱することなく、本開示の他の実施形態に組み込まれてもよく、または説明された実施形態から除外されてもよい。例えば、視野406aは、トランスデューサ208aに組み込まれていてよく、視野406bは、トランスデューサ208bに組み込まれていてよい。さらに、本開示の他の実施形態の1つまたは複数の構成要素またはその態様は、本開示の範囲から逸脱することなく、図4の1つまたは複数の構成要素に組み込まれ得る。例えば、開口部216aを有するルーメン206aは、細長い部材402に組み込まれていてよい。実施形態はこの文脈に限定されるものではない。
【0039】
様々な実施形態では、トランスデューサ404a,404b,404cのうちの1つまたは複数は、可撓性回路基板に取り付けられていてよい。様々なそのような実施形態では、トランスデューサ404a,404b,404cのうちの2つ以上が、共通の可撓性回路基板に取り付けられていてよい。例えば、トランスデューサ404bおよびトランスデューサ404cは、共通の可撓性回路基板に取り付けられていてよい。いくつかのそのような例では、トランスデューサ404bは、前向きの光学撮像センサ(例えば、カメラ)を含んでいてよく、トランスデューサ404cは、TMRベースの位置センサを含んでいてよい。いくつかの実施形態では、トランスデューサ404a,404b,404cのうちの1つまたは複数は、トランスデューササブアセンブリの外径に近接するなど、トランスデューササブアセンブリ414の周囲を少なくとも部分的に包む、可撓性回路基板に取り付けられていてよい。様々な実施形態では、可撓性回路基板は、ポッティング材料などで少なくとも部分的に封入されている。いくつかの実施形態では、低圧エポキシポッティング法が利用されてもよい。
【0040】
多くの実施形態では、トランスデューサ404cは、6自由度(DOF)センサを備えていてよい。様々な実施形態では、トランスデューサ404cは、9mm未満の長さおよび1.5mm未満の直径を備えた円筒形であってよい。一実施形態では、トランスデューサ404cは、8mmの長さおよび0.65mmの直径を備えた円筒形TMRセンサを含んでいてよい。いくつかの実施形態では、トランスデューサ404cは、半円形または「C」字形の可撓性回路基板を含むか、またはそれに取り付けられていてよい。様々な実施形態では、トランスデューサ404cは、トランスデューササブアセンブリ414の内側または外側のいずれかに取り付けられていてよい。多くの実施形態では、細長い部材402の構成要素の構成および寸法は、細長い部材402が末梢気道などの末梢体管腔にアクセスすることを可能にし得る。例えば、1.5mmなどの、2mm未満の外径が、末梢気道に適している可能性がある。しかしながら、所望の用途に基づいて、異なる適切な寸法範囲および限界が適用可能であり得る。
【0041】
多くの実施形態では、トランスデューサ404cの可撓性回路基板は、外径に近接してトランスデューササブアセンブリに埋め込まれることなどによって、トランスデューササブアセンブリ414の周囲を少なくとも部分的に包んでいてよい。いくつかの実施形態では、トランスデューサ404cが含む、または取り付けられる可撓性回路は、1つまたは複数の他のトランスデューサが取り付けられる可撓性回路と同じであっても異なっていてもよい。一実施形態では、可撓性回路は、他のトランスデューサからの信号が可撓性回路基板を横切ることを可能にする接続パッドを含んでいてよい。
【0042】
いくつかの実施形態では、可撓性回路は、利用可能な空間およびサイズの制約に従って成形され得る。様々な実施形態において、可撓性回路は、平坦な構成で製造され、第2のポッティングアプリケーションを使用して所望の形状に形成されてもよい。他の実施形態では、可撓性回路は、目標とする端部形状で製造されてよい。いくつかの実施形態では、トランスデューサ404cは、細長い部材402内にリフローされてもよい。例えば、6-DOFセンサを備えるトランスデューサ404cを成形し、トランスデューサ404cをトランスデューササブアセンブリ414の外形の周囲に巻き付ける能力により、トランスデューサ404cが細長い部材402の中にリフローされることが可能になり、デバイスの先端および/または断面積において過剰な空間を占有することを回避することができる。
【0043】
いくつかの実施形態では、細長い部材402は、単回使用デバイス(SUD)として製造されてもよい。したがって、様々なエポキシ、ポリマー、および/または複合材料を、いくつかの構成要素の金属の代わりなどに利用することができる。多くの実施形態では、トランスデューササブアセンブリ414は、トランスデューサ404b(例えば、前向きのカメラ)およびトランスデューサ404c(例えば、TMRベースの位置センサ)を配置するために、低圧エポキシポッティングプロセスを使用して製造されてもよい。多くのそのような実施形態では、トランスデューサレンズを確実に取り付けるための機構(例えば、レンズ取り付け機構228a,228b)も、低圧エポキシ構成要素の設計に含まれていてよい。様々な実施形態では、トランスデューサレンズ(例えば、レンズ取り付け機構228a,228bのための)は、モールディングプロセス、例えば、シリコーン、または他の超音波撮像適合材料モールディングプロセスで形成されてもよい。いくつかの実施形態では、低圧エポキシポッティングプロセスは、2部製造プロセスにおける第1のステップであってよく、レンズの形成は、2部製造プロセスにおける第2のステップであってよい。
【0044】
図5A図5Cは、本明細書に開示される1つまたは複数の実施形態による細長い部材502の様々な態様を示す。より具体的には、図5Aは、生検針520と組み合わせたトランスデューササブアセンブリ536を備えた遠位ステアリングアセンブリ538を含む、細長い部材502の遠位部分の断面図を含み、図5Bは、切断平面540における細長い部材502の遠位部分の横断面図を含み、図5Cは、細長い部材502の遠位部分の斜視図を含む。細長い部材502は、近位端510、遠位端512、外面514を有し、関節ジョイント504a,504b,504c、ルーメン506a,506b、フェーズドアレイセンサ508a、光学撮像センサ508b、位置追跡センサ508c、開口部516、曲げ半径522a,522bを有する傾斜部518、ハードストップ524、ステアリングワイヤ526a、ステアリングワイヤ526b、プルワイヤ528、吸引チャネル530、作動部材532a,532b、およびテーパ部534を含む。いくつかの実施形態では、図5A図5B、および/または図5Cは、本開示の1つまたは複数の他の構成要素と同一または類似する1つまたは複数の構成要素を含んでいてよい。例えば、トランスデューササブアセンブリ536は、トランスデューササブアセンブリ320と同様であってよい。さらに、図5A図5B、および/または図5Cの1つまたは複数の構成要素、またはそれらの態様は、本開示の範囲から逸脱することなく、本開示の他の実施形態に組み込まれてもよく、または説明される実施形態から除外されてもよい。例えば、細長い部材502の実施形態は、本開示の範囲から逸脱することなく、光学撮像センサ508bを除外してもよい。さらに、本開示の他の実施形態の1つまたは複数の構成要素またはその態様は、本開示の範囲から逸脱することなく、図5A図5B、および/または図5Cの1つまたは複数の構成要素に組み込まれ得る。例えば、ライト222は、本開示の範囲から逸脱することなく、細長い部材502に組み込まれていてよい。実施形態はこの文脈に限定されるものではない。
【0045】
概して、細長い部材502の構成要素の配置は、細長い部材202の構成要素の配置と同様であってよい。追加的または代替的に、細長い部材502は、外面514のテーパ部534と、第3の関節ジョイント504cと、2つの曲げ半径518a,522bを有する傾斜部522と、ハードストップ524と、ステアリングワイヤ526a,526bと、プルワイヤ528と、吸引チャネル530と、作動部材532a,532bとを含むか、または示す。いくつかの実施形態は、光学撮像センサ508bおよび/または位置追跡センサ508cを含まずに、フェーズドアレイセンサ508aを含んでもよい。様々な実施形態は、開口部516の代わりに、細長い部材502の遠位端512に生検針520のための開口部を含んでいてもよい。
【0046】
上述したように、傾斜角度は、3度以上20度以下であってよい。例えば、傾斜部518の角度は、15度であってよい。別の例では、傾斜部518の角度は、10度であってよい。しかしながら、傾斜部518において、傾斜部の全角度は、曲げ半径522a,522bの間で分割されてもよい。例えば、曲げ半径522bは、細長い部材502の長手方向軸から7.5度の角度だけ撓んでいてよく、曲げ半径522aは、別の7.5度だけ撓んでいてよく、合計角度は15度である。別の例では、曲げ半径522bは、細長い部材502の長手方向軸から4度の角度だけ撓んでいてよく、曲げ半径522aは、別の6度だけ撓んでいてよく、合計角度は10度である。
【0047】
様々な実施形態において、傾斜部518は、より大きな直径の器具(例えば、19G生検針)がフェーズドアレイセンサ508aの面から所定の角度および/または制御された距離で開口部516から出ることを可能にするために、少なくとも2つの異なる曲げ半径を含んでいてよい。多くの実施形態では、フェーズドアレイセンサ508aは、少なくとも2つの隣接する素子(例えば、超音波撮像素子)を含んでいてよい。いくつかの実施形態では、フェーズドアレイセンサ508aの隣接する素子の数は、トランスデューササブアセンブリ536の長さをターゲット画像サイズに最適化するように調節されていてよい。例えば、フェーズドアレイ内の素子の数を減らすと、トランスデューササブアセンブリの長さが短くなるが、画像も狭くなる。いくつかの例では、異なる実施形態は、異なる数の隣接する素子を含んでいてよく、オペレータが個人的選好に基づいて選択することを可能にする。様々な実施形態では、フェーズドアレイセンサ508aは、開口部516の近位側および遠位側に素子を含んでいてよい。いくつかのそのような実施形態では、コントローラ(例えば、コントローラ610)を利用して、物理的に分離された素子を、開口部516の遠位の領域および近位の領域を含む画像を提供する単一の連続アレイとして機能させることができる。
【0048】
いくつかの実施形態では、フェーズドアレイセンサ508aは、回転可能なカラーに取り付けられていてよい。いくつかのそのような実施形態では、フェーズドアレイセンサ508aは、360度ラジアル画像を生成するために利用されてもよい。様々な実施形態では、回転可能なカラーは、フェーズドアレイセンサ508aとコントローラ(例えば、コントローラ110)との間の導電性および/または通信結合を維持するために、複数の導電性リングを含んでいてよい。いくつかの実施形態では、拡張可能なバルーンなどの流体リザーバおよび/または送達ポートが、トランスデューササブアセンブリ536の中または周囲に含まれてもよい。いくつかのそのような実施形態では、流体は、フェーズドアレイセンサ508aと体管腔との間の結合を改善するために、流体送達ポートを介して流体リザーバまたは体管腔の中に導入されてよい。様々な実施形態では、流体カップリングが、トランスデューササブアセンブリ536が体管腔の壁に対して押し込まれない、より大きい直径の体管腔内で使用されてもよい。
【0049】
様々な実施形態において、関節ジョイント504a,504b,504cのうちの1つまたは複数は、デュアルモード操縦性を可能にし得る。デュアルモード操縦性により、遠位ステアリングアセンブリ538の双方向操縦に加えて、遠位ステアリングアセンブリ538の残りの部分(関節ジョイント504a,504b間の開口部516を含む)から独立したトランスデューササブアセンブリ536の別個の操縦性を可能にすることができる。ステアリングワイヤ526a,526bは、関節ジョイント504bを作動させるために利用され得る。プルワイヤ528は、遠位ステアリングアセンブリ538の残りの部分から独立してトランスデューササブアセンブリ536を撓ませるために利用され得る。より一般的には、プルワイヤ528は、撓みワイヤを備えていてよい。多くの実施形態では、ハンドルが、細長い部材502の近位端510に取り付けられていてよい。多くのそのような実施形態では、ハンドルは、オペレータが関節ジョイントを調節することを可能にする、1つまたは複数の制御機能を含んでいてよい。いくつかの実施形態は、ロックおよび/または引張制御機能を含むことができる、ステアリング機構を含んでいてよい。いくつかの実施形態では、ロックおよび/または張力制御機能は、オペレータが指をステアリング機構上に保つ必要なく、トランスデューササブアセンブリ536が定位置に留まることを可能にし得る。一実施形態では、トランスデューササブアセンブリ536の撓みは、(引っ張り機構または張力機構とは対照的に)押し機構によって制御され得る。
【0050】
図5Bを参照すると、切断平面540における細長い部材502の遠位端512に向かって視た横断面図が示されている。吸引チャネル530は、細長い部材502の遠位端で終端していてよい。様々な実施形態では、吸引チャネル530は、光学撮像センサ508bの面から粘液を除去するために使用されてよい。いくつかの実施形態では、吸引チャネル530は、0.889mmなど、0.7~1mmの直径を有していてよい。
【0051】
図5Cを参照すると、トランスデューササブアセンブリ536の撓みは、ハードストップ524によって制限され得る。いくつかの実施形態では、作動部材532a,532bは、トランスデューササブアセンブリ536の関節動作のためのロッドを備えていてよい。1つまたは複数の実施形態では、作動部材532a,532bは、ステンレス鋼を備えていてよい。種々の実施形態では、外部入力がない場合、トランスデューササブアセンブリ536は、遠位ステアリングアセンブリ538の残りの部分と位置合わせされていてよい。例えば、一連のワイヤが、トランスデューササブアセンブリ536と遠位ステアリングアセンブリ538の残りの部分との間に取り付けられて(例えば、溶接されて)いてよい。このような例では、プルワイヤ528の張力が解除されると、トランスデューササブアセンブリ536は、公称直線位置に戻ることができる。一実施形態では、一連のワイヤは、外力(例えば、押す力/引く力)が撓みワイヤから除去される場合に公称直線位置への戻りを容易にするピンおよびばね(例えば、ねじりばね、引張ばね、または圧縮ばね)によって置換されてもよい。様々な実施形態において、ワイヤ(例えば、プルワイヤ528、ステアリングワイヤ526a,526b)のうちの1つまたは複数は、ピンチポイントまたは異物侵入を防止するために、編組およびリフローポリマーで覆われていてよい(例えば、ボーデンケーブル)。いくつかの実施形態は、ワイヤの数が少ない(ピック数が少ない)および/または緩く詰められた(密度が高くない)編組を利用することができる。編組は、ポリマーをリフローさせて、ピンチポイントを防止しながら、可撓性および/または撓みに影響を及ぼすことなく、平滑外面を生成するための足場を提供してもよい。
【0052】
図6は、本明細書に開示される1つまたは複数の実施形態による、医療デバイス600のコントローラ610の様々な態様を示す。図示された実施形態では、医療デバイス600は、コントローラ610および細長い部材602を含む。コントローラ610は、論理回路604、メモリ606、入力/出力(I/O)608、およびユーザインタフェース612を含む。様々な実施形態では、コントローラ610は、細長い部材602の構成要素とのインタラクションおよびそれらに対する制御を可能にすることができる。例えば、コントローラ610は、コントローラ610によってトランスデューサに送信された信号に応答してトランスデューサから受信された信号に基づいて画像を生成して提示することができる。いくつかの実施形態では、図6は、本開示の1つまたは複数の他の構成要素と同一または類似する1つまたは複数の構成要素を含んでいてよい。例えば、細長い部材602は、細長い部材502と同一または類似であってよい。さらに、図6の1つまたは複数の構成要素、またはその態様は、本開示の範囲から逸脱することなく、本開示の他の実施形態に組み込まれてもよく、または説明された実施形態から除外されてもよい。例えば、コントローラ610は、本開示の範囲から逸脱することなく、細長い部材202と共に利用されてよい。さらに、本開示の他の実施形態の1つまたは複数の構成要素またはその態様は、本開示の範囲から逸脱することなく、図6の1つまたは複数の構成要素に組み込まれ得る。例えば、トランスデューサ108は、本開示の範囲から逸脱することなく、細長い部材602に組み込まれていてよい。実施形態はこの文脈に限定されるものではない。
【0053】
様々な実施形態において、コントローラ610は、本明細書に開示される1つまたは複数の機能を実装することができる。例えば、部材606に格納された命令は、論理回路604によって実行されて、フェーズドアレイセンサ508aを動作させ、フェーズドアレイセンサ508aから受信した信号に基づいてユーザインタフェース612上に画像を生成し得る。多くの実施形態では、コントローラ610は、1つまたは複数の機能を自動化することができる。論理回路604は、I/O608を介して細長い部材602のトランスデューサから信号を送受信することができる。多くの実施形態では、論理回路604は、トランスデューサから受信した信号のメタデータを生成してもよい。多くのそのような実施形態では、メタデータは、細長い部材602の1つまたは複数の他のトランスデューサからの信号に対応してもよい。例えば、EM追跡センサによって示される細長い部材602の位置は、メタデータとして、超音波撮像素子のフェーズドアレイからの画像と関連付けられてよい。
【0054】
いくつかの実施形態において、論理回路604は、画像処理を実行してもよい。例えば、トランスデューサ406aによって生成された複数の画像をつなぎ合わせて、身体内部の合成画像を作成する。いくつかの実施形態では、論理回路604は、複数のトランスデューサからのデータを利用して、合成画像を生成することなどによってマッピングを実行することができる。例えば、位置データ(例えば、6DOFにおける)を画像と組み合わせて、合成画像を生成することができる。いくつかの実施形態では、画像に関連付けられたメタデータは、撮像センサが画像をキャプチャしたときの撮像センサの(例えば、6DOFにおける)位置を示し得る。様々な実施形態では、複数の画像を組み合わせて、ラジアル画像を生成することができる。様々なそのような実施形態では、複数のラジアル画像を組み合わせて、身体の内側部分の合成画像を生成することができる。
【0055】
1つまたは複数の実施形態では、術前スキャンからのデータは、メモリ606に格納されてよく、および/または論理回路604によって利用されてもよい。いくつかの実施形態では、論理回路602は、術前データを手術データ(例えば、細長い部材602から受信されたセンサデータ)と併せて利用して、細長い部材602の位置を決定してもよい。例えば、論理回路604は、術前画像において識別されたランドマークを、細長い部材602を介して生成された画像内の要素と照合して、細長い部材602の位置を決定することができる。
【0056】
いくつかの実施形態において、論理回路602は、動き補償を実行してもよい。例えば、論理回路602は、呼吸の動きを補償し得る。様々な実施形態において、動き補償は、手術データを術前データ(例えば、コンピュータ断層撮影(CT)スキャンからの)と照合することを容易にすることができる。例えば、動き補償は、手術画像が術前画像にオーバーレイされることを可能にし得る。
【0057】
様々な実施形態において、論理回路602は、オブジェクト検出、距離推定、およびオブジェクト分類のうちの1つまたは複数を実行してよい。様々なそのような実施形態では、論理回路602は、複数の超音波画像から腫瘤を識別し、複数の超音波画像に基づいて腫瘤までの距離を判定し、腫瘤のサイズ、位置、および距離に基づいて腫瘤を分類することができる。いくつかの実施形態では、論理回路602は、術前スキャンからのデータを利用して、腫瘤を術前画像内で識別されたランドマークと照合することなどによって、腫瘤を分類してもよい。例えば、肺の末梢部分に位置する生検のための標的結節は、超音波画像において検出されたオブジェクトを、標的結節を含む1つまたは複数の術前画像と比較することによって確認され得る。多くの実施形態では、オブジェクト検出および分類は、気道分岐を識別するためなど、境界検出のために使用されてもよい。
【0058】
多くの実施形態では、論理回路602は、身体の内部の1つまたは複数の部分の三次元モデルを生成してもよい。いくつかの実施形態では、本明細書に説明される1つまたは複数の技術は、トランスデューサデータ、術前データ、合成画像、メタデータ、画像、位置、オブジェクト、距離、オブジェクト分類などの三次元モデルを生成するために利用されてよい。様々な実施形態において、三次元モデルは、細長い部材602の位置を含んでいてよい。
【0059】
様々な実施形態において、オペレータは、ユーザインタフェース612を介して入力を提供することによって、論理回路604に様々な機能を実行させることができる。いくつかの実施形態では、画像生成は、ユーザインタフェース612を介して制御され得る。1つまたは複数の実施形態では、オブジェクト分類は、ユーザインタフェース612を介して制御され得る。例えば、ユーザは、ユーザインタフェース612を介して提示される画像内のオブジェクトを選択することによって、分類を追加または除去することができる。いくつかの実施形態では、論理回路は、ユーザインタフェース612を介して提示される画像内で識別される2つの点間の距離を判定してもよい。例えば、論理回路602は、画像内でユーザによって選択された2つのオブジェクト間の距離を判定し得る。多くの実施形態では、出力は、ユーザインタフェース612を介してオペレータに提示され得る。例えば、身体の内部の一部の三次元モデルが、ユーザインタフェース612を介して提示され得る。
【0060】
多くの実施形態では、追加および/または更新された命令をメモリ606上に(例えば、ソフトウェアとして)格納することなどによって、追加および/または更新された機能をコントローラ610に統合することができる。1つまたは複数の実施形態において、コントローラ610は、ネットワーク(例えば、インターネット、ローカルエリアネットワーク、パーソナルエリアネットワーク、または誘導結合)に接続されていてよい。1つまたは複数のそのような実施形態では、コントローラ610は、ネットワークを介して命令を受信することによって、更新され、および/または追加の機能を提供され得る。
【0061】
いくつかの実施形態では、コントローラ610は、1つまたは複数の機能を自動化することができる。多くの実施形態では、コントローラ610は、トランスデューサのうちの1つまたは複数からのフィードバックループベースのデータを使用して、同一または他のトランスデューサのうちの1つまたは複数を制御することによって、機能性を自動化してもよい。例えば、位置センサからのデータは、作動ジョイントに配置された1つまたは複数のアクチュエータを制御するために利用され得る。そのような例では、フィードバックループは、標的部位への細長い部材602のナビゲーションおよび/または配置を自動化する際に使用され得る。いくつかの実施形態では、細長い部材602は、近位端まで延在する関節ジョイントを制御するためのワイヤを有していてよい。いくつかのそのような実施形態では、ワイヤに結合され、コントローラ610によって動作可能なサーボモータは、1つまたは複数のトランスデューサ(例えば、208bおよび/または208c)からのデータを使用して、細長い部材の自動ステアリングを可能にし得る。一実施形態では、電磁位置センサは、関節ジョイントなどにおいて、細長い部材の長さに沿って配置されていてよい。
【0062】
様々な実施形態では、CTスキャンおよびマッピングを使用して、標的部位(例えば、標的病変)のおおよその位置および身体の対応する部分(例えば、肺)の仮想マップを決定することができる。様々なそのような実施形態では、コントローラ610は、標的部位へのナビゲーションを自動化するために、トランスデューサからのデータと併せて、CTスキャンおよび/またはマッピングを利用し得る。1つまたは複数の実施形態では、生検取得は、少なくとも部分的に自動化されていてよい。例えば、撮像データ(例えば、208aからの)は、標的組織の生検を取得するために、針アクチュエータと併せて、コントローラ610によって利用され得る。様々な実施形態では、コントローラ610は、吸引器を利用して生検取得を自動化することができる。いくつかの実施形態では、コントローラ610は、標的部位における種々の場所から(例えば、フェザリングを介して)サンプルを取得してもよい。多くの実施形態では、コントローラ610は、各生検の位置を追跡および記録してもよい。多くのそのような実施形態では、生検の位置からのデータは、病変のサイズおよび境界などの標的部位の特性を判定するために利用され得る。いくつかの実施形態では、様々な自動化された機能が、ユーザインタフェース612を介して制御または指示され得る。例えば、生検のための標的位置は、1つまたは複数の撮像トランスデューサからのリアルタイム画像に基づいて、タッチスクリーンを介して識別され得る。別の例では、分岐管腔を取り込む方向は、ユーザ入力に基づいて識別され得る。
【0063】
図7は、本明細書に開示される1つまたは複数の実施形態によるプロセスフロー700を示す。様々な実施形態において、プロセスフロー700の1つまたは複数の部分は、本明細書に開示される構成要素によって、またはそれを用いて実行され得る。例えば、ブロック708~718は、医療デバイス100または医療デバイス600を用いて実行され得る。実施形態はこの文脈に限定されるものではない。
【0064】
図示の実施形態では、プロセスフロー700は、ブロック702から開始することができる。ブロック702「術前撮像」において、術前撮像を実行することができる。例えば、術前撮像は、末梢気道内の標的部位(例えば、潜在的に癌性の結節)の位置を決定するために行われ得る。術前撮像は、X線(例えば、CTスキャンの一部として)、磁気共鳴撮像(MRI)、および超音波撮像のうちの1つまたは複数などの1つまたは複数の外部撮像技法を利用し得る。ブロック704「術前計画」に進むと、術前計画を実行することができる。例えば、標的部位の生検を取得するための処置計画(例えば、ルート)を策定することができる。いくつかの実施形態では、術前計画は、術前画像のうちの1つまたは複数をコントローラ110またはコントローラ610に提供することを含んでいてよい。
【0065】
ブロック706「患者準備」に進み、患者の準備を実行することができる。例えば、患者は、鎮静され、細長い部材を受け入れるように配置され得る。多くの実施形態では、患者は、術前撮像の間の位置に基づいて配置され得る。ブロック708「細長い部材を挿入」では、細長い部材を患者に挿入することができる。例えば、細長い部材102の遠位端が、鼻または口などを介して患者に挿入され得る。ブロック710「位置追跡センサを利用して標的部位にナビゲート」に進むと、位置追跡センサを利用して、細長い部材の遠位端を標的部位にナビゲートすることができる。例えば、TMRセンサを備える位置追跡センサ508cを使用して、標的部位にナビゲートすることができる。様々な実施形態において、位置追跡センサ508cは、TMR 6-DOFセンサを含み得る。いくつかの実施形態では、コントローラ110またはコントローラ610は、1つまたは複数の位置追跡センサ(例えば、位置追跡センサ508c)からのフィードバックと併せて術前画像を利用して、標的部位にナビゲートするためのガイダンスを提供することができる。いくつかの実施形態では、関節ジョイント(例えば、関節ジョイント504a,504b,504c)を利用して、細長い部材を操縦し、位置追跡センサに基づいて標的部位へのナビゲーションを可能にすることができる。
【0066】
ブロック712「フェーズドアレイセンサを用いて画像を生成」において、フェーズドアレイセンサを用いて画像を生成することができる。例えば、コントローラ610は、フェーズドアレイセンサ508aからのフィードバックに基づいて画像を生成することができる。ブロック714「フェーズドアレイセンサを用いて生成された画像に基づいて位置を調整」に進むと、細長い部材の位置を、フェーズドアレイセンサを用いて生成された画像に基づいて調整することができる。例えば、細長い部材の配置は、細長い部材のルーメンを通して挿入される生検針の作動のために細長い部材を最終的に位置決めするように微調整されてもよい。ブロック716「生検サンプルを収集」に進むと、生検サンプルを収集することができる。例えば、生検針520は、組織サンプルを取得するために、細長い部材502の外面514の開口部516から延在されていてよい。ブロック718「組織サンプルを確認」において、組織サンプルを確認することができる。例えば、生検針520は、組織サンプルが取得されたことを視覚的に確認するために、ルーメン506aから除去され得る。
【0067】
いくつかの実施形態では、組織サンプル(複数可)が収集され、診断のために病理検査室に送られる。様々な実施形態では、組織サンプルを分析して診断を決定するために病理学者が立ち会うなどして、迅速現場評価(ROSE)を実行することができる。様々なそのような実施形態では、リアルタイム確認は、生検針が、標的部位を治療するために使用されることができる治療用プローブと置換されることを可能にし得る。治療用プローブは、無線周波数(RF)波、マイクロ波、極低温、流体、不可逆エレクトロポレーション(IRE)、または他のアブレーションモダリティのうちの1つまたは複数を含むか、または利用してもよい。いくつかの実施形態では、治療用プローブは、chemo sphereなどの治療剤を標的部位に送達するために使用され得る。
【0068】
図8は、本明細書に開示される1つまたは複数の実施形態によるコンピューティングアーキテクチャ800を示す。コンピューティングアーキテクチャ800は、前述したような様々な実施形態を実装するのに適し得る。様々な実施形態において、コンピューティングアーキテクチャ800は、電子デバイスおよび/または医療デバイスの一部を含むか、またはその一部として実装され得る。いくつかの実施形態では、コンピューティングアーキテクチャ800は、例えば、本明細書に記載される1つまたは複数の構成要素を表し得る。いくつかの実施形態では、コンピューティングアーキテクチャ800は、例えば、コントローラ110、トランスデューサ108、コントローラ610、論理回路604、メモリ606、I/O608、および/またはユーザインタフェース612などの、本明細書で説明された構成要素および/または技法の1つまたは複数の部分を実装または利用するコンピューティングデバイスを表し得る。実施形態はこの文脈に限定されるものではない。
【0069】
本明細書の様々な実施形態で使用される場合、「システム」および「コンポーネント」および「モジュール」という用語は、ハードウェア、ハードウェアとソフトウェアとの組み合わせ、ソフトウェア、または実行中のソフトウェアのいずれかであるコンピュータ関連エンティティを指すことができ、その例は、例示的なコンピューティングアーキテクチャ800によって提供される。例えば、コンポーネントは、プロセッサ上で実行されるプロセス、プロセッサ、ハードディスクドライブ、(光および/または磁気格納媒体の)複数の格納ドライブ、オブジェクト、実行可能ファイル、実行スレッド、プログラム、および/またはコンピュータであってよいが、これらに限定されない。例として、コントローラ110上で実行されるアプリケーションおよびコントローラ110の両方が、コンポーネントであってよい。1つまたは複数のコンポーネントは、プロセスおよび/または実行スレッド内に存在することができ、コンポーネントは、1つのコンピュータ上に局在化され、かつ/または2つ以上のコンピュータ間に分散されてもよい。さらに、コンポーネントは、動作を調整するために様々なタイプの通信媒体によって互いに通信可能に結合され得る。調整は、情報の単方向または双方向交換を含み得る。例えば、コンポーネントは、通信媒体を介して通信される信号の形態で情報を通信することができる。情報は、様々な信号線に割り当てられた信号として実現することができる。このような割り当てでは、各メッセージは信号である。しかしながら、さらなる実施形態は、代替的に、データメッセージを採用してもよい。そのようなデータメッセージは、様々な接続を介して送信され得る。例示的な接続は、パラレルインタフェース、シリアルインタフェース、およびバスインタフェースを含む。
【0070】
コンピューティングアーキテクチャ800は、1つまたは複数のプロセッサ、マルチコアプロセッサ、コプロセッサ、メモリユニット、チップセット、コントローラ、周辺機器、インタフェース、発振器、タイミングデバイス、ビデオカード、オーディオカード、マルチメディア入力/出力(I/O)コンポーネント、電源など、様々な一般的なコンピューティング要素を含む。しかしながら、実施形態は、コンピューティングアーキテクチャ800による実装に限定されない。
【0071】
図8に示されるように、コンピューティングアーキテクチャ800は、処理ユニット804、システムメモリ806、およびシステムバス808を備える。処理ユニット804は、AMD(登録商標)Athlon(登録商標)、Duron(登録商標)、およびOpteron(登録商標)プロセッサ、ARM(登録商標)アプリケーション、埋め込みおよびセキュアプロセッサ、IBM(登録商標)およびMotorola(登録商標)DragonBall(登録商標)およびPowerPC(登録商標)プロセッサ、IBMおよびSony(登録商標)Cellプロセッサ、Intel(登録商標)Celeron(登録商標)、Core(2)Duo(登録商標)、Itanium(登録商標)、Pentium(登録商標)、Xeon(登録商標)、およびXScale(登録商標)プロセッサ、ならびに同様のプロセッサを限定でなく含む、様々な市販のプロセッサのいずれかとすることができる。デュアルマイクロプロセッサ、マルチコアプロセッサ、および他のマルチプロセッサアーキテクチャも、処理ユニット804として採用され得る。
【0072】
システムバス808は、システムメモリ806を含むがこれに限定されないシステムコンポーネントのためのインタフェースを処理ユニット804に提供する。システムバス808は、様々な市販のバスアーキテクチャのうちの任意のものを使用して、メモリバス(メモリコントローラの有するまたは有しない)、周辺バス、およびローカルバスにさらに相互接続することができるいくつかのタイプのバス構造のうちの任意のものとすることができる。インタフェースアダプタは、スロットアーキテクチャを介してシステムバス808に接続することができる。例示的なスロットアーキテクチャは、限定されないが、アクセラレーテッドグラフィクスポート(AGP)、カードバス、(拡張)業界標準アーキテクチャ((E)ISA)、マイクロチャネルアーキテクチャ(MCA)、NuBus、ペリフェラルコンポーネントインターコネクト(拡張)(PCI(X))、PCI Express、パーソナルコンピュータメモリカード国際協会(PCMCIA)などを含み得る。
【0073】
システムメモリ806は、読み出し専用メモリ(ROM)、ランダムアクセスメモリ(RAM)、ダイナミックRAM(DRAM)、Double-Data-Rate DRAM(DDRAM)、シンクロナスDRAM(SDRAM)、スタティックRAM(SRAM)、プログラマブルROM(PROM)、消去可能プログラマブルROM(EPROM)、電気的消去可能プログラマブルROM(EEPROM)、フラッシュメモリ(例えば、1つまたは複数のフラッシュアレイ)、強誘電性ポリマーメモリなどのポリマーメモリ、オボニックメモリ、相変化または強誘電性メモリ、シリコン-酸化物-窒化物-酸化物-シリコン(SONOS)メモリ、磁気または光学カード、RAID(Redundant Array of Independent Disks)ドライブなどのデバイスのアレイ、ソリッドステートメモリデバイス(例えば、USBメモリ、ソリッドステートドライブ(SSD))、および情報を格納するのに適した任意の他のタイプのストレージ媒体などの、1つまたは複数の高速メモリユニットの形態の様々なタイプのコンピュータ可読ストレージ媒体を含み得る。図8に示される例示的な実施形態では、システムメモリ806は、不揮発性メモリ810および/または揮発性メモリ812を含むことができる。いくつかの実施形態では、システムメモリ806は、メインメモリを含んでいてよい。基本の入力/出力システム(BIOS)は、不揮発性メモリ810に格納することができる。
【0074】
コンピュータ802は、内部(または外部)ハードディスクドライブ(HDD)814、取外し可能磁気ディスク818から読み取るかまたはそれに書き込むための磁気フロッピー(登録商標)ディスクドライブ(FDD)816、および取外し可能光ディスク822(例えば、CD-ROMまたはDVD)から読み取るかまたはそれに書き込むための光ディスクドライブ820を含む、1つまたは複数の低速メモリユニットの形態の様々なタイプのコンピュータ可読ストレージ媒体を含み得る。HDD814、FDD816、および光ディスクドライブ820は、それぞれHDDインタフェース824、FDDインタフェース826、および光ドライブインタフェース828によってシステムバス808に接続することができる。外部ドライブ実装のためのHDDインタフェース824は、ユニバーサルシリアルバス(USB)および米国電気電子技術者協会(IEEE)994インタフェース技術のうちの少なくとも1つまたは両方を含むことができる。様々な実施形態において、これらのタイプのメモリは、メインメモリまたはシステムメモリに含まれなくてもよい。
【0075】
ドライブおよび関連するコンピュータ可読媒体は、データ、データ構造、コンピュータ実行可能命令などの揮発性および/または不揮発性ストレージを提供する。例えば、オペレーティングシステム830、1つまたは複数のアプリケーションプログラム832、他のプログラムモジュール834、およびプログラムデータ836を含む複数のプログラムモジュールを、ドライブおよびメモリユニット810,812に格納することができる。一実施形態では、1つまたは複数のアプリケーションプログラム832、他のプログラムモジュール834、およびプログラムデータ836は、例えば、本明細書に記載された様々な技法、アプリケーション、および/またはコンポーネントを含むか、または実装することができる。
【0076】
ユーザは、1つまたは複数の有線/無線入力デバイス、例えば、キーボード838およびマウス840などのポインティングデバイスを介してコンピュータ802にコマンドおよび情報を入力することができる。他の入力デバイスは、トランスデューサ108、フェーズドアレイセンサ508a、光学撮像センサ508b、位置追跡センサ508c、マイクロフォン、赤外線(IR)リモートコントロール、無線周波数(RF)リモートコントロール、ゲームパッド、スタイラスペン、カードリーダ、ドングル、指紋リーダ、グローブ、グラフィックスタブレット、ジョイスティック、キーボード、網膜リーダ、タッチスクリーン(例えば、容量性、抵抗性など)、トラックボール、トラックパッド、センサ、スタイラスなどを含み得る。これらおよび他の入力デバイスは、システムバス808に結合された入力デバイスインタフェース842を介して処理ユニット804に接続されることが多いが、パラレルポート、IEEE994シリアルポート、ゲームポート、USBポート、IRインタフェースなどの他のインタフェースによって接続することもできる。
【0077】
モニタ844または他のタイプのディスプレイデバイスも、ビデオアダプタ846などのインタフェースを介してシステムバス808に接続される。モニタ844は、コンピュータ802の内部にあっても外部にあってもよい。モニタ844に加えて、コンピュータは通常、スピーカ、プリンタなどの他の周辺出力デバイスを含む。
【0078】
コンピュータ802は、リモートコンピュータ848などの1つまたは複数のリモートコンピュータへの有線および/または無線通信を介した論理接続を使用して、ネットワーク化された環境で動作することができる。様々な実施形態において、本明細書に記載されている1つまたは複数のインタラクションは、ネットワーク化された環境を介して生じ得る。リモートコンピュータ848は、ワークステーション、サーバコンピュータ、ルータ、パーソナルコンピュータ、ポータブルコンピュータ、マイクロプロセッサベースの娯楽機器、ピアデバイス、または他の一般的なネットワークノードであってよく、通常、コンピュータ802に関して説明した要素の多くまたはすべてを含むが、簡潔にするために、メモリ/ストレージデバイス850のみを示す。示された論理接続は、ローカルエリアネットワーク(LAN)852および/またはより大きなネットワーク、例えば広域ネットワーク(WAN)854への有線/無線接続を含む。そのようなLANおよびWANネットワーキング環境は、オフィスおよび会社において一般的であり、イントラネットなどの企業規模のコンピュータネットワークを容易にし、そのすべてが、グローバル通信ネットワーク、例えばインターネットに接続され得る。
【0079】
LANネットワーキング環境で使用される場合、コンピュータ802は、有線および/または無線通信ネットワークインタフェースまたはアダプタ856を介してLAN852に接続される。アダプタ856は、LAN852への有線および/または無線通信を容易にすることができ、アダプタ856の無線機能と通信するためにそこに配置された無線アクセスポイントを含むこともできる。
【0080】
WANネットワーキング環境で使用される場合、コンピュータ802は、モデム858を含むことができ、またはWAN854上の通信サーバに接続され、またはインターネットなどによってWAN854を介して通信を確立するための他の手段を有する。モデム858は、内蔵でも外付けでもよく、有線および/または無線デバイスでもよく、入力デバイスインタフェース842を介してシステムバス808に接続する。ネットワーク化された環境では、コンピュータ802に関連して示されたプログラムモジュールまたはその一部は、遠隔メモリ/ストレージデバイス850に格納することができる。図示のネットワーク接続は例示的なものであり、コンピュータ間の通信リンクを確立する他の手段を使用することができることが理解されよう。
【0081】
コンピュータ802は、無線通信(例えば、IEEE802.16無線変調技術)で動作可能に配置された無線デバイスなどのIEEE802ファミリーの規格を使用する有線および無線デバイスまたはエンティティと通信するように動作可能である。これには、とりわけ、少なくともWi-Fi(またはWireless Fidelity)、WiMAX、およびBluetooth(登録商標)無線技術を含む。したがって、通信は、従来のネットワークと同様に事前定義された構造、または単に少なくとも2つのデバイス間のアドホック通信であってよい。Wi-Fiネットワークは、IEEE802.11x(a、b、g、nなど)と呼ばれる無線技術を使用して、安全で信頼性の高い高速無線接続性を提供する。Wi-Fiネットワークを使用して、コンピュータを互いに、インターネットに、および(IEEE802.3関連の媒体および機能を使用する)有線ネットワークに接続することができる。
【0082】
様々な実施形態は、ハードウェア要素、ソフトウェア要素、または両方の組み合わせを使用して実装され得る。ハードウェア要素の例は、プロセッサ、マイクロプロセッサ、回路、回路要素(例えば、トランジスタ、抵抗器、キャパシタ、インダクタなど)、集積回路、特定用途向け集積回路(ASIC)、プログラマブル論理デバイス(PLD)、デジタルシグナルプロセッサ(DSP)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)、論理ゲート、レジスタ、半導体デバイス、チップ、マイクロチップ、チップセットなどを含み得る。ソフトウェアの例は、ソフトウェアコンポーネント、プログラム、アプリケーション、コンピュータプログラム、アプリケーションプログラム、システムプログラム、マシンプログラム、オペレーティングシステムソフトウェア、ミドルウェア、ファームウェア、ソフトウェアモジュール、ルーチン、サブルーチン、関数、メソッド、プロシージャ、ソフトウェアインタフェース、アプリケーションプログラムインタフェース(API)、命令セット、コンピューティングコード、コンピュータコード、コードセグメント、コンピュータコードセグメント、ワード、値、シンボル、またはそれらの任意の組み合わせを含み得る。実施形態がハードウェア要素および/またはソフトウェア要素を使用して実装されるかどうかを決定することは、所望の計算速度、電力レベル、熱耐性、処理サイクルバジェット、入力データレート、出力データレート、メモリリソース、データバス速度、および他の設計または性能制約などの任意の数の要因に従って変動し得る。
【0083】
少なくとも1つの実施形態の1つまたは複数の態様は、プロセッサ(例えば、論理回路)内の様々な論理を表す機械可読媒体上に格納された代表的な命令によって実装されてもよく、この命令は、機械によって読み取られると、機械に、本明細書に記載されている技法を実行するための論理を作成させる。「IPコア」として知られるそのような表現は、有形の機械可読媒体上に格納され、様々な顧客または製造施設に供給されて、論理またはプロセッサを実際に作製する製造機械にロードされ得る。いくつかの実施形態は、例えば、機械(例えば、論理回路)によって実行された場合、機械に実施形態による方法および/または動作を実行させ得る命令または命令のセットを格納することができる機械可読媒体または物品を使用して実装され得る。そのような機械は、例えば、任意の好適な処理プラットフォーム、コンピューティングプラットフォーム、コンピューティングデバイス、処理デバイス、コンピューティングシステム、処理システム、コンピュータ、プロセッサ、論理回路などを含んでいてよく、ハードウェアおよび/またはソフトウェアの任意の好適な組み合わせを使用して実装されてもよい。機械可読媒体または物品は、例えば、任意の適切なタイプのメモリユニット、メモリデバイス、メモリ物品、メモリ媒体、ストレージデバイス、ストレージ物品、ストレージ媒体および/またはストレージユニット、例えば、メモリ、取外し可能または取外し不可能な媒体、消去可能または消去不可能な媒体、書込み可能または再書込み可能な媒体、デジタルまたはアナログ媒体、ハードディスク、フロッピー(登録商標)ディスク、コンパクトディスク読取り専用メモリ(CD-ROM)、記録可能なコンパクトディスク(CD-R)、書換え可能なコンパクトディスク(CD-RW)、光ディスク、磁気媒体、光磁気媒体、取外し可能なメモリカードまたはディスク、様々なタイプのデジタル多用途ディスク(DVD)、テープ、カセットなどを含むことができる。命令は、任意の適切なハイレベル、ローレベル、オブジェクト指向、ビジュアル、コンパイル済みおよび/または解釈済みプログラミング言語を使用して実装される、ソースコード、コンパイル済みコード、解釈済みコード、実行可能コード、静的コード、動的コード、暗号化コードなどの任意の適切なタイプのコードを含むことができる。
【0084】
前述の議論は、広範な用途を有し、例示および説明の目的で提示されており、本開示を本明細書に開示される1つまたは複数の形態に限定することを意図していない。本開示の概念、技術思想、および範囲から逸脱することなく、本明細書に開示される実施形態に対して様々な追加、修正、および置換が行われ得ることが理解されるであろう。特に、本開示の原理は、その概念、技術思想、もしくは範囲、または特性から逸脱することなく、他の形態、構造、配置、比率で、ならびに他の要素、材料、および構成要素を用いて具現化され得ることが当業者には明らかであろう。例えば、本開示の様々な特徴は、本開示を合理化する目的で、1つまたは複数の態様、実施形態、または構成に、一緒にグループ化される。しかしながら、本開示の特定の態様、実施形態、または構成の様々な特徴は、代替の態様、実施形態、または構成において組み合わされ得ることを理解されたい。本開示は、実施形態に関して提示されるが、本主題の様々な別個の特徴は、本主題またはそのような個々の特徴の所望の特性および/または利点のうちの少なくともいくつかを達成するために、全てが存在する必要はないことを理解されたい。本開示は、本開示の原理または技術思想または範囲から逸脱することなく、多くの修正、または特定の環境および動作要件に特に適合される、本開示の実施において使用される構造、配置、比率、材料、構成要素などの修正とともに使用され得ることを当業者は理解するであろう。例えば、一体的に形成されるものとして示される要素は、複数の部品から構成されてもよく、または複数の部品として示される要素は、一体的に形成されてもよく、要素の動作は、逆にされてもよく、または変更されてもよく、要素のサイズまたは寸法は、変更されてもよい。同様に、動作またはアクションまたは手順が特定の順序で説明されているが、これは、望ましい結果を達成するために、そのような特定の順序を必要とすると理解されるべきではなく、あるいはすべての動作またはアクションまたは手順が実行されるべきであると理解されるべきではない。加えて、他の実装形態は、以下の特許請求の範囲内にある。いくつかの場合には、特許請求の範囲に記載された動作は、異なる順序で実行することができ、それでも望ましい結果を達成することができる。したがって、現在開示されている実施形態は、あらゆる点で例示的であり、限定的ではないと見なされるべきであり、請求される主題の範囲は、添付の特許請求の範囲によって示されており、前述の説明、または本明細書で説明もしくは図示されている特定の実施形態もしくは構成に限定されない。上記を考慮して、任意の実施形態の個々の特徴が使用されてもよく、別個に、またはその実施形態もしくは任意の他の実施形態の特徴と組み合わせて請求されてもよく、主題の範囲は、添付の特許請求の範囲によって示され、前述の説明に限定されない。
【0085】
前述の説明および以下の特許請求の範囲において、以下が理解されるであろう。本明細書で使用される「少なくとも1つ」、「1つまたは複数」、および「および/または」という語句は、動作において接続的および選言的の両方であるオープンエンド表現である。「1つの(a)」、「1つの(an)」、「その(the)」、「第1の(first)」、「第2の(second)」などの用語は、複数を除外しない。例えば、用語「1つの(a)」または「1つの(an)」エンティティは、本明細書で使用される場合、そのエンティティの1つまたは複数を指す。したがって、用語「1つの(a)」(または「1つの(an)」)、「1つまたは複数」および「少なくとも1つ」は、本明細書において互換的に使用することができる。全ての方向に関する言及(例えば、近位、遠位、上部、下部、上方、下方、左、右、横方向、長手方向、前部、後部、頂部、底部、上、下、垂直、水平、半径方向、軸方向、時計回り、反時計回りなど)は、本開示の読者の理解を助けるための識別目的でのみ使用され、および/または関連する要素の領域を互いに区別する役割を果たし、特に本開示の位置、向き、または使用に関して関連する要素を限定するものではない。接続に関する言及(例えば、取り付けられる、結合される、接続される、および接合される)は、広義に解釈されるべきであり、別段の指示がない限り、要素の集合の間の中間部材および要素間の相対移動を含み得る。したがって、接続に関する言及は、2つの要素が直接接続され、互いに固定された関係にあることを必ずしも示唆するものではない。識別に関する参照(例えば、一次、二次、第1、第2、第3、第4など)は、重要性または優先度を含意することを意図するものではなく、1つの特徴を別の特徴から区別するために使用される。
【0086】
以下の特許請求の範囲は、参照によりこの詳細な説明に組み込まれ、各請求項は、本開示の別個の実施形態として独立している。特許請求の範囲において、「備える/備えている」という用語は、他の要素またはステップの存在を除外しない。加えて、個々の特徴が異なる請求項に含まれ得るが、これらは、有利に組み合わせられる可能性があり、異なる請求項に含まれることは、特徴の組み合わせが実現可能でないおよび/または有利でないことを意味するものではない。加えて、単数の参照は、複数を除外しない。特許請求の範囲における参照符号は、単に明確にする例として提供されており、特許請求の範囲を限定するものとして決して解釈されるべきではない。
【0087】
本明細書によって開示され、請求されるデバイスおよび/または方法の全ては、本開示に照らして、過度の実験を伴わずに、製造および実行することが可能である。本開示のデバイスおよび方法は、好ましい実施形態に関して説明されているが、本開示の概念、技術思想、および範囲から逸脱することなく、本明細書によって開示されるデバイスおよび/または方法、ならびに方法のステップまたは一連のステップに変形を適用できることは、当業者にとって明らかであろう。当業者に明らかな全てのそのような類似の代替物および改変は、添付の特許請求の範囲によって定義される本開示の技術思想、範囲、および概念の範囲内であるとみなされる。
図1
図2A
図2B
図2C
図3A
図3B
図4
図5A
図5B
図5C
図6
図7
図8
【手続補正書】
【提出日】2023-09-27
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
外面、近位端、遠位端、および前記近位端と前記遠位端との間に配置された少なくとも1つの関節ジョイントを備える細長い部材と、
前記細長い部材の前記近位端に近接する第1の開口部と、前記細長い部材の前記遠位端に近接する第2の開口部とを有するルーメンと、
前記細長い部材の前記遠位端に近接して配置されたフェーズドアレイセンサを備える第1のトランスデューサと
を備える、装置。
【請求項2】
前記フェーズドアレイセンサの視野は、前記細長い部材の前記外面から延在している、請求項1に記載の装置。
【請求項3】
前記ルーメンの前記第2の開口部は、前記細長い部材の前記外面に配置されている、請求項1または2に記載の装置。
【請求項4】
前記ルーメンは、器具が前記ルーメンを通って前記ルーメンの前記第2の開口部の外に延在しているときに、前記器具を前記フェーズドアレイセンサの視野内に向けるように構成された傾斜部を含む、請求項3に記載の装置。
【請求項5】
前記傾斜部は、複数の半径の屈曲を含む、請求項4に記載の装置。
【請求項6】
位置追跡センサを含む第2のトランスデューサをさらに備える、請求項1または2に記載の装置。
【請求項7】
前記位置追跡センサは、磁気トンネル接合を備える、請求項6に記載の装置。
【請求項8】
光学撮像センサを含む第3のトランスデューサをさらに備える、請求項6に記載の装置。
【請求項9】
前記第1のトランスデューサ、前記第2のトランスデューサ、および前記第3のトランスデューサのうちの少なくとも1つは、可撓性回路基板上に取り付けられている、請求項8に記載の装置。
【請求項10】
光学撮像センサを含む第2のトランスデューサをさらに備える、請求項1または2に記載の装置。
【請求項11】
前記フェーズドアレイセンサの視野は、前記細長い部材の前記外面から延在し、前記光学撮像センサの視野は、前記細長い部材の前記遠位端から延在している、請求項10に記載の装置。
【請求項12】
前記光学撮像センサは、前記細長い部材の前記遠位端上に取り付けられている、請求項10に記載の装置。
【請求項13】
前記少なくとも1つの関節ジョイントは、第1の関節ジョイントおよび第2の関節ジョイントを備え、前記第1の関節ジョイントの関節動作の方向は、前記第2の関節ジョイントの関節動作の方向に直交している、請求項1または2に記載の装置。
【請求項14】
前記少なくとも1つの関節ジョイントは、第1の関節ジョイントおよび第2の関節ジョイントを備え、前記ルーメンの前記第2の開口部は、前記第1の関節ジョイントと前記第2の関節ジョイントとの間に配置されている、請求項1または2に記載の装置。
【請求項15】
前記フェーズドアレイセンサの第1の部分は、前記ルーメンの前記第2の開口部の近位に配置され、前記フェーズドアレイセンサの第2の部分は、前記ルーメンの前記第2の開口部の遠位に配置されている、請求項1または2に記載の装置。
【国際調査報告】