JP4615565B2 - イメージング可能な刺入部分を含むmri生検装置 - Google Patents

イメージング可能な刺入部分を含むmri生検装置 Download PDF

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Description

開示の内容
〔関連出願の参照〕
本願は、参照して本明細書に組み入れる2004年5月21日出願のヒュース(Hughes)らによる米国仮特許出願第60/573,510号(名称:「MRI生検装置(MRI BIOPSY DEVICE)」)の恩典を主張するものである。
本願は、2005年3月10日出願のヒュース(Hughes)らによる米国特許出願第11/076,612号(名称:「MRI生検装置(MRI BIOPSY DEVICE)」)、2005年4月12日出願のヒュース(Hughes)らによる同第11/103,959号(名称:「MRI生検装置の位置合わせ固定具(MRI BIOPSY DEVICE LOCALIZATION FIXTURE)」)、および2005年4月12日出願のツォントン(Tsonton)らによる同第11/103,718号(名称:「スリーブおよび多機能オブチュレータを含むMRI生検装置(MRI BIOPSY APPARATUS INCORPORATING A SLEEVE AND MULTI-FUNCTION OBTURATOR)」)の恩典を請求するものである。これらの特許文献は全て、参照して本明細書に組み入れる。
〔発明の分野〕
本発明は、イメージングを利用した組織をサンプリングする方法に関し、詳細には、皮下で生検を行うため、および病変を除去するために、磁気共鳴イメージング(MRI)***コイルに対して生検プローブを配置するための改善された方法に関する。
〔発明の背景〕
近年、コア生検装置は、***組織の病変に正確に照準を合わせるためにイメージング技術を利用している。このような市販製品の一例として、エシコン・エンド‐サージェリー社(Ethicon Endo-Surgery, Inc.)によるMAMMOTOME(商標)を挙げることができる。このような装置の一実施形態が、参照して本明細書に組み入れる1996年6月18日にバーバンク(Burbank)らに付与された米国特許第5,526,822号に開示されている。装置のハンドルは、磁気共鳴イメージング(MRI)装置の強い磁界から離間して遠隔配置された制御モジュールから、機械的または電気的な動力を受け取り、吸引補助を受ける。
参照文献に記載されているように、この器具は、イメージ誘導型経皮***コア生検器具である。この器具は、吸引補助を受け、組織サンプルを回収する一部のステップが自動化されている。医師は、この装置を用いて、組織を体から切除する前に組織を能動的に捕捉する(吸引を利用)。これにより、様々な硬さの組織を採取することができる。加えて、側方開口孔(side opening aperture)を用いて、病変内に進入しなくても良いようにする。病変内に進入しようとすると、組織塊がずれてトラックがずれ、組織を循環する残存造影剤が疑わしい病変を擬似的に増大させる血腫が生じうる。側方孔は、プローブを再配置しなくても、プローブの縦方向軸を中心に回転させて多数の組織サンプルを得ることができる。このような機能により、大きな病変の実質的な採取、および小さな病変の完全な除去が可能となる。
MRIでは、イメージング処理に用いられる磁界と高周波電界の両方の存在により、MRIシステムのイメージング領域内またはその近傍に配置または操作される各器具にいくつかの制限が生じる。MRIシステムは、体の原子の電子を整合させるために強力な定磁界(例えば、1テスラ)を加える。次に、磁気勾配をかけて、このように整合した電子を乱す。電子が整合した状態に戻る時に、弱い高周波信号が放射され、この高周波信号を、検出し、解釈しなければならない。このような環境に適合するには、器具は、磁界によって引き寄せられて安全性の問題が起きないように本質的に非強磁性でなければならない。この考えは、イメージングを受ける患者の近傍で用いられる(または、患者に挿入または移植される)あらゆる物体に当てはまる。なぜなら、このような物体またはインプラントに磁界が加わり、これらが強磁性の場合、不所望の力およびトルクが生じる。加えて、電気器具は、このような磁界の存在下で使用できるようにするために、静止およびパルス磁界ならびに高周波電界に耐えるようにすべきである。さらに、インプラントまたは器具は、加えられた高周波電界からの渦電流によって誘導される熱に過度にさらされるべきではない。最後に、器具は、ターゲットのイメージを不明瞭にするまたはゆがめる過度のイメージングアーチファクトを生成すべきではない。
これらの制限を解消するべく、MRI適合生検器具は、通常は非強磁性材料から形成されるが、時には、MRIイメージング可能な他の材料も用いられる。場合によっては、イメージング能力は、近接組織によって戻されるイメージと対比するMRI高周波戻りイメージの欠如に依存する。また、水溶性常磁性イオンを保持するための強磁性粒子または液体内腔も含まれることもある。
一般に知られているMRI生検装置は、MRI互換性とある程度のイメージング能力を有するが、さらなる改善が望ましい。具体的には、たとえプローブを斜めに通るMRIスキャンスライスにおいても、MRI適合性刺入部分におけるサンプリング孔の位置を求めやすいMRI適合生検装置が強く要望されている。
〔発明の概要〕
本発明は、従来の上記したおよび他の欠点を、磁気共鳴映像イメージング(MRI)適合性材料から形成されたカニューレを用いるヒトの***組織内での最小侵襲性医療処置に用いるためのオブチュレータを提供することで解消する。このカニューレは、その遠位端部に近接した側面開口、およびコア生検切断部材を受容できる大きさの縦方向内腔を有する。具体的には、オブチュレータは、コア生検切断部材の代わりにカニューレ内に挿入できる大きさのMRI適合性材料からなるシャフトを有する。カニューレの側面開口に近接してオブチュレータに形成されたMRIイメージング凹部は、この側面開口の識別を容易にするためにMRI可視材料を受容するように構成されている。
本発明は、添付の図面および以下の説明から明らかになるであろう。
本明細書に組み込まれ、本明細書の一部を構成する、本発明の実施形態を例示する添付の図面、上記した本発明の概要、ならびに以下に記載する詳細な説明は、本発明の原理の理解に役立つであろう。
〔詳細な説明〕
各図面において、同じ構成要素には同じ参照符号が付されている。図1では、磁気共鳴イメージング(MRI)適合生検システム10は、生検装置とは別個であるスリーブおよび導入オブチュレータを案内するガイドを含み、改善された刺入部分、MRIイメージングマーカー、および流体取扱い能力を有利に備えている。取付け準備により、過度に刺入することなく、所望の経路に沿って正確に刺入することができる。
MRI適合生検システム10は、強い磁界および/または高感度の高周波信号検出アンテナとの有害な相互作用を緩和するために、通常は、MRI装置(不図示)を含む遮蔽された部屋の外側に配置されるかまたは少なくとも離間した制御モジュール12を含む。この制御モジュール12は、MRI装置に近接して使用するのに適合したMRI生検装置14を制御し、このMRI生検装置14に動力を供給する。MRI生検装置14の例として、上記したMAMMOTOME(商標)器具を挙げることができる。MRI生検装置14は、患者(不図示)を支持する***コイル18に取り付けられる位置合わせ固定具16によって正確に配置される。市販の***コイル18の例として、ウィスコンシン州ワウケシャ(Waukesha)に所在のMRIデバイス社(MRI DEVICES CORPORATION)によるBIOPSY BREAST COIL MODEL BBCを挙げることができる。ガイド組立体20、特にスリーブ22は、外科処置の一部の際にMRI生検装置14の選択的な治療に関連して、イメージングおよび治療の柔軟性および正確さを高めるために位置合わせ固定具16に有利に取り付けられる。ガイド組立体20は、挿入の際および後のMRI生検装置14が挿入されていない手順の際にスリーブ22をシールするとして示されている1つまたは複数のオブチュレータ24を含むことができる。深さストッパー26が、有利に、スリーブ22の過度の挿入およびスリーブ22の誤った引戻しを防止し、かつ/またはZ軸に沿った所望の位置にスリーブ22を正確に配置するのを容易にするために、位置合わせ固定具16と共に用いるように設けられている。
本明細書では便宜上、位置合わせ固定具16を基準にした、***組織内でのデカルト座標によって疑わしい病変の位置を求めて、この部分を連続的にイメージングしないで、この位置に器具(例えば、スリーブ22)を配置するために規則を用いる。詳細は後述するが、患者の胸の内側平面に対して***の外側に沿って圧迫される有孔遮断壁が、X‐Y平面を画定している。X軸は、立っている患者に対して垂直(矢状)であり、位置合わせ固定具16の外部に露出した部分に面した医師が見て左から右の軸に一致する。患者の皮膚に近接した位置合わせ固定具16に取り付けられるかまたは配置される基準マーカー(不図示)が、この平面の原点を画定している。Z軸が、このX‐Y平面に垂直に***の内側に向かって延びている。Z軸は、MRI生検装置14の挿入の深さおよび向きに通常は一致するが、このZ軸に対して所定の角度をなす挿入を可能にする変更形態も可能であることを理解されたい。したがって、分かりやすくするために、語「Z軸」は、「刺入の軸」と交換可能に用いることができる。但し、「刺入の軸」は、患者における刺入点の位置を求めるために用いられる空間座標に対して直交しても直交しなくてもよい。
取付け/深さストッパーを支持するトラッキングレールと、生検装置の重量を支持する生検レールを分離することにより、様々な構成要素間の干渉が有利に軽減され、特定の構成要素を、他の構成要素と干渉することなく選択的に取り付けおよび取り外しができる一連の操作が可能となる。
使用の際、MRI適合生検システム10は、制御モジュール12の側面から突き出たケーブル管理取付けサドル32にケーブル管理スプール30を配置して使用の準備をする。ケーブル管理スプール30には、それぞれ制御信号の通信およびカッターの回転/前進の運動のために、電気ケーブル34と機械ケーブル36が対で巻かれている。具体的には、電気および機械ケーブル34、36はそれぞれ、制御モジュール12における電気ポートおよび機械ポート40、42に接続された一端と、MRI生検装置14を受容するホルスター44に接続された他端を有する。使用していない場合にホルスター44を保持することができるMRI結合カップ46が、結合ステーション取付けブラケット48によって制御モジュール12にかけられている。
壁部に取り付けられたインターフェイスロックボックス50が、制御モジュール12のロックアウトポート54まで延びたストラップ52を備えている。ストラップ52は、制御モジュール12がMRI装置に誤って近づき過ぎるのを防止するために有利に独特の短い長さを有している。インラインエンクロージャー56が、ストラップ52、電気ケーブル34、および機械ケーブル36を制御モジュール12のそれぞれのポート54、42、および44に有利に整合させることができる。遠隔キーパッド58を、特に、位置合わせ固定具16内に挿入した後にMRI生検装置14自体に対する制御を容易に行えない場合に、MRI生検装置14の制御を医師が容易にできるように電気ケーブル34の遠位側に接続することができる。
液体および固体の細片を捕捉する真空キャニスター64のアウトレットポート62と制御モジュール12との間を接続する第1の吸引ライン60によって吸引を行うことができる。チューブキット66は、制御モジュール12とMRI生検装置14との間の含気性の連通を完全にしている。具体的には、第2の吸引ライン68が、真空キャニスター64のインレットポート70に接続されている。第2の吸引ライン68は、MRI生検装置14に取り付けられた2つの吸引ライン72、74に分岐している。MRI生検装置14がホルスター44内に装着された状態で、制御モジュール12が、機能のチェックを行う。生理食塩水を、潤滑剤として機能して真空シールを助けるように、手動で生検装置14内に注入される。制御モジュール12は、全ての工程を監視しながら、MRI生検装置14内でカッター機構(不図示)を作動させる。
また、MRI装置に近接して用いるMRI適合生検システム10の一部を組み立てる。一般に知られている***コイル18を、他の本体支持パッド(不図示)と共にMRI装置のガントリーに配置する。位置合わせ固定具16は、下垂して内部で露出される患者の***にアクセスするために***コイル18の一方の側面の凹部内に取り付けられ、水平内側プレート80、再使用可能なベース組立体82、横組立体84、および配置ペデスタル86を含む。位置合わせ固定具16に、使い捨て内側フェンス90および横ウィンドウ(または有孔プレート)92も組み付ける。
ベース組立体82は、***コイル18の選択された横凹部内に配置される。内側フェンス90を、患者の***を受容する選択された***孔94の内側の縁の下側の***コイル18の縦方向軸に沿ってほぼ垂直に整合するように、内側プレート80の内側の縁に取り付ける。したがって、患者が配置されて***の外部が消毒されたら、横ウィンドウ92を、横組立体84の三面フレームガイド96内に下方にスライドさせ、この横組立体84を内側プレート80に配置する。ベース組立体82および横組立体84を、内側フェンス90と横ウィンドウ92との間で患者の***を圧迫するために、Z軸に沿って互いに向かって移動させる。横組立体84、ベース組立体82、および内側プレート80との間に形成された機構で、この圧迫が維持される。
造影剤を患者に注入して、イメージングを強化することができる。ガントリーをMRI装置のボア内に前進させて、位置合わせ固定具16および***組織をイメージングする。横ウィンドウ92の基準マーカーの位置を求め、X‐Y‐Z座標の原点とする。次に、疑わしい病変をイメージ内に入れて、病変上の点を選択して、原点に対するその位置を決定する。初めのスキャンのX‐Y‐Z軸の方向合わせを、横ウィンドウ92をイメージング可能な材料から形成して容易にし、基準マーカーの原点に加えて、X‐Y平面を表すことができることを理解されたい。標的位置を決定したら、ガントリーをMRI装置のボアから引き戻す。
配置ペデスタル86は、横組立体84のX軸に沿ってスライド可能に係合し、選択されたY軸座標に1つのターゲッティングレール(トラック)98を配置するための垂直ガイドを画定している。トラック98は、深さストッパー26およびホルスター44を所望のZ軸座標に配置するためのZ軸に沿った深さガイドとなる。深さストッパー26は、トラック98にラッチされている。次に、マーキング器具(不図示)を深さストッパー26を介して挿入し、***における刺入点をマークすることができる。次に、深さストッパー26を邪魔にならないように移動させる。麻酔薬を表面的に吸入し、マークした位置に傷をつけ、この傷をつけた部分の中により深く麻酔薬を注入する。次に、深さストッパー26を、トラック98における所望のZ軸座標基準に再配置する。
オブチュレータ24を、スリーブ22内に挿入し、スリーブ22の全ての孔(側方および/または遠位端部)を閉じるように配置し、***組織に対して閉じた表面にする。また孔の位置の視認性を高めるために、オブチュレータを整形または成形することもできる。オブチュレータ24およびスリーブ22の一方または他方が、***組織を刺入するための尖った先端部(不図示)となる。例えば、端部が開口したスリーブ22を用いる場合、オブチュレータが尖った先端部を有することができる。
オブチュレータ24をスリーブ22内に挿入すると、この組立体は、トラック98によって、深さストッパー26によって設定された正確な深さに達するまで適切な方向に案内される。完全に挿入されると、深さストッパー26が、過度の刺入を防止する。スリーブ22は、トラック98および/または深さストッパー26に有利にラッチして、オブチュレータ24が引き抜かれるなどの際に誤って引き戻されるのを防止し、MRI生検装置14のプローブ100がスリーブ22から抜き取られる際に***組織またはオブチュレータ24から圧力がかかる。
ガントリーを、MRI装置のボア内に移動させ、患者を再びイメージングして、疑わしい病変に対するスリーブ22の配置を確認する。有利なことに、マーカー材料を含みうるスリーブ22および/またはオブチュレータ24のイメージング可能な材料により、後の生検サンプルのために配置するスリーブ22およびその側方孔(side aperture)102の位置の確認が容易になる。
ガントリーを引き抜いて、ホルスター内に装着されたMRI生検装置14を位置合せ固定具16に移動させて、患者をMRI装置から移動させる。保護キャップ(不図示)を、MRI生検装置14のプローブ100から取り外して、オブチュレータ24をスリーブ22から取り外す。図2および図3に、トラック98へのホルスター44の取付けが示されている。ホルスター44とMRI生検装置14を組み合わせて、ペデスタル86および横組立体84に対して所定の位置に配置されたトラック98の上をスライドさせる。スリーブ22およびプローブ100の特徴は、プローブ100のプローブ側方孔104をスリーブ側方孔102に対して有利に視覚的および機械的に位置合わせすることができ、気密シールを形成することもできる。有利なことに、ホルスター44および/またはプローブ100は、トラック98またはスリーブ22にラッチして完全に挿入され、過度の挿入および誤った引戻しが防止される。ホルスター44により、手に持つようになっているMRI生検装置14が、位置合せ固定具16に取り付ける際に十分に支持され、その位置を正確に維持することができ、かつプローブ100にかかる荷重を排除または最小限にすることができる。
次に、MRI適合生検システム10が、吸引を利用してカッター機構を作動させ、カッターを引き戻し、また吸引を利用して組織サンプルを引き戻して、組織サンプルを採取することができる。プローブ100/スリーブ22の組合せは、別のサンプルの縦方向軸に対して所望の角度をなすように手動または自動で回転させることができ、吸引を利用して現在の向きで別のサンプルを採取することができる。次に、カッターを前進させてプローブ側方孔104を閉じ、ホルスター44を位置合せ固定具16から引き戻して、プローブ100をスリーブ22から取り外す。
この時点で、プローブ100、専用オブチュレータ24(例えば、スタイレット)、または単なるスリーブ22を用いて様々な物質を生検手術部位に案内するなどの追加のステップまたは組合せステップを行うことができる。このようなステップの例として、流体を排出するステップ、麻酔薬を注入するステップ、止血薬を注入するステップ、空気圧を用いて通気するステップ、後に生検部位の位置を求めるためのマーカーを挿入するステップ、または他の診断や治療処置を挙げることができる。
次に、疑わしい病変の少なくとも一部が除去されたことを確認するため、そして場合によってはマーカーを配置するために再イメージングするべく、患者をMRI装置のボア内に再び戻す。この再イメージングの際に、スリーブ22を、オブチュレータまたはスタイレット24を用いてシールする。次に、位置合せ固定具16を取り外し、患者を、包帯で手当てしてガントリーから移動させ、MRI適合生検システム10の使い捨て部分を医療廃棄物として廃棄する。
特に、図2および図3を参照されたい。単一ターゲティングレール98により、別個の構成要素の連続的な取付けが容易になっている。まず、深さストッパー26、次にスリーブ22(図1に示されている)、そして生検器具14を、単一ターゲティングレール98の上をスライドさせる。図2および図3に示されている別法では、単一ターゲティングレール98は、深さストッパー26を受容することができ、次に、別のスリーブ22を用いずに、MRI生検装置14を使用する。患者の***内への刺入の最大深さは、単一ターゲティングレール98における深さストッパー26の位置によってプリセットする。ホルスター44と単一ターゲティングレール98(不図示)との間の係合機構により、かつ/または深さストッパー26の上部レールグリップアーム122に設けられたキャッチ(上方に突出したピン110として示されている)と、上方に突出したピン110にスナップ式に係合する下方にばね付勢されたロッカーラッチ114とから形成された係合機構により、MRI生検装置14の不慮の引戻しが防止される。ホルスター44は、ロッカーラッチ114の近位作動アーム116を下方に押して係合解除することができる。
単一ターゲティングレール98は、プローブ100が患者の皮膚に接触する前にMR生検装置14が単一ターゲティングレール98に係合するように、十分に近位側に延びる縦方向の寸法を有することができる。単一ターゲティングレール98はまた、ボアが閉じたMRI装置(不図示)内で使用できない程には、近位側に延びていない。このようなMRI適合生検システム10は、上記したように、1回の処置時間を45分未満に短縮できると考えられる。しかしながら、この迅速な処置時間にもかかわらず、放射線医は、病変の中心から2mm(最大5mm)の範囲内で正確にプローブ100を配置することができる。さらに、放射線医は、最小限の患者の位置の変更で、処置(台の両側)の際に両方(左または右)の***へのアクセスを最大にすることができる。さらに、組織の刺入に必要な最小の力が、例えば4ポンド(約1.81Kg)未満である。深さストッパー26は、過度の刺入を防止する役割を果たしているが、プローブ100のさらなる刺入の前に深さストッパー26を再配置するための機構により、別の位置のターゲティングにおける臨床的な柔軟性を改善することができる。
図4において、MRI適合生検システム10に用いる代替のガイド組立体200は、ターゲティングレール204に取り付けられるクレードル202を含む。クレードル202は、MRI生検装置を支持するための生検レール206を画定している。ターゲティングレール204および生検レール206は共に、Z軸に整合している。ターゲティングレール204は、配置ペデスタル86(図4には不図示)に取り付けられ、所望のY位置に垂直方向に調整される。円形取付け点208が、配置ペデスタル86に対して回転可能に係合できるため、傾斜したターゲティングガイドが可能となる。
ターゲティングレール204の側面210は、スリーブマウント216をスライド可能に受容するための断面がL型の上部および下部フランジ212、214を含む。各フランジ212、214における横方向に延びたリッジ218の垂直列が、スリーブマウント216の固定面として機能する。フランジ212と214との間に側面溝220が設けられている。スリーブマウント216は、そのハブレセプタクル225内の近位側にスリーブハブ224を受容してスリーブ222を案内する。スリーブマウント216は、遠位側に配置され、深さストッパー226によって制限されている。
深さストッパー226は、側面溝220に係合するスライド部材228を含む。深さストッパーハウジング230が、スライド部材228に取り付けられ、レチクル232まで延びている。ロックレバー234が、深さストッパー226内に画定された遠位側に開口した凹部(不図示)内に垂直方向にピンで止められ、遠位側に延びた脚238が、特に近位側の移動に対してリッジ218に対して旋回および係合するように横部分236が、深さストッパー226から離れる方向にばね付勢されている。横部分236を、深さストッパーハウジング230の遠位側に開口した凹部に対して近位側に押すと、遠位側に延びた脚238が解放され、深さストッパー226を遠位側に再配置することができる。
生検装置10の刺入軸が、互いに横方向および垂直方向に直角にオフセットしたターゲティングレール204と生検レール206によって画定された軸に整合している。ターゲティングレール204から延びる水平面と生検レール206から延びる垂直面が、刺入軸である共通の中心線で交差する。生検レール206を刺入軸に平行に垂直方向に整合させることにより、通常は挿入された遠位端部のたわみを発生させうるねじれ荷重が最小の状態で生検装置14の重量を有利に支持する。したがって、たとえ比較的重い細長い装置であっても、遠位端部の配置および維持を、所望の挿入点から5mm以内、そして2mm以内にさえもすることができる。したがって、「ハンドフリー」で処置を行うことができ、例示形態における刺入の不便さまたは実施の困難さを、刺入軸の上に垂直方向に配置することで改善できる。具体的には、ターゲティングレール204の一側に係合できるクレードルを設けることにより、垂直方向の対称性が向上し、操作者が、***コイル18によって得られる空間を十分に利用することができる。
「ハンドフリー」機能は、1回の刺入で複数のサンプルを採取する生検装置で有利であるが、上記したようにプリセット深さストッパーを用いたこのような刺入ガイドは、1回の刺入で1つのサンプルを採取するコア針生検を用いる軽量生検装置にも適用することができることを理解されたい。特に、正確な配置は、連続的なイメージングの条件ではない。ハンドフリーの場合は、挿入中の過度の刺入および偶発的な変位を防止することができる。
ターゲティングレール204における底部あり溝240が、クレードル202に設けられた上部あり延長部242をスライド可能に受容する。近位方向から見ると、配置ペデスタル86の右側に取付けが見えているが、ガイド組立体200は、プローブ100の配置の柔軟性を向上するために、配置ペデスタル86のいずれの側にも取付けおよび使用ができる対称な部品を有利に含むことができることを理解されたい。したがって、クレードル202の水平ベース244が、第1および第2の対のモノクルレセプタクル248、250に隣接した生検ガイド溝246として生検レール206を形成するため、モノクル254における一対のロックフック252を、どちらが患者に近いかによって、いずれかの対のモノクルレセプタクル248、250内に挿入することができる。図示したように、クレードル202をターゲティングレール204に取り付けるのではなく、クレードルを、配置ペデスタル86(不図示)に直接取り付けることもできる。クレードル202は、機械強度が高く、MRI生検装置14の全重量を支持することができる。MRI生検装置14がクレードル202の一部ではないため、浅いまたは深い病変にアクセスする必要がある場合は、クレードル202を、MRI生検装置14を支持するために最適化することができる。
モノクルレチクル258内に挿入されたガイドブッシング256が、刺入点の位置を求めて準備する初めのステップとして、マーキング器具および/またはスコアリングメス(不図示)を案内する。次に、深さストッパー226のレチクル232に加えて、スリーブ222を案内するために、モノクル254をその位置に残すか、取り外すことができる。深さストッパー226も、スリーブ222を案内するために、ガイドブッシング260を保持することができる。ガイドブッシング256、260を取り外すことにより、モノクル254および深さストッパー226のレチクル258、232が、ガイド組立体200に対して疑わしい病変の位置を求めるために用いる基準262などのより大きな部品を案内する。
スリーブ222の整合は、まず、スリーブハブ224を受容するスリーブマウント216のハブレセプタクル225内に通すことによって維持される。例示されている形態では、スリーブ222は、中実のオブチュレータシャフト272の遠位端部に刺入先端(例えば、フラット刃)270を備えた導入オブチュレータ268を受容するための端部が開口したシャフト266を有する。中実のオブチュレータシャフト272に設けられたベベル凹部276が、スリーブ222のスリーブ側方孔278に整合し、最終的にプローブ100(図1〜図3を参照)に整合する。オブチュレータ268の材料は、通常はMRIスキャンスライスにおける可視化および位置確認が困難であるスリーブ222のスリーブ側方孔276の位置確認が容易になるように選択することができる。
スリーブハブ224は、スリーブマウント216のハブレセプタクル225から近位側に延びたガイドサムホイール282に取り付けられた近位円筒縁280を備えている。サムホイール282は、スリーブ222を回転させて、サムホイール282のロッキングスロット284として示されている視覚マークを基準にスリーブ側方孔278を配置することができる。サムホイール282は、そのサムホイール282とスリーブハブ224の近位円筒縁280との間に保持されるワイパーシール288およびダックビルシール290によってシールされた中心穴(central through hole)286を含む。したがって、ロッキングスロット284内に進入するロッキングタブ292を備えたオブチュレータ268の挿入により、中心穴286が閉じ、ワイパーシール288に対して動的なシールが形成される。
オブチュレータ268を取り外した後、スタイレット298をスリーブ222内に挿入し、スタイレット298の近位側のホースニブ300を用いて、外科部位に送気したり、スタイレット298のスタイレットシャフト302を介して体液を排出したり、治療薬または診断薬を注入して、スリーブ222の側方孔278に整合したスタイレット側方孔304に送ることができる。スタイレット298は、ロッキングタブ306も含む。
スリーブマウント216は、深さストッパー226のランプキャッチ310にスナップ式に係合して、スリーブ222の偶発的な引戻しを防止する下方にばね付勢されたロッカーラッチ308を含む。スリーブマウント216は、ロッカーラッチ308の近位作動アーム312を下方に押して係合解除することができる。スリーブマウント216の底部に取り付けられた上方にばね付勢されたロッカーラッチ314も、同様に深さストッパー226に係合する。したがって、深さストッパー226が、所望の刺入深さにターゲティングレール204にセットされたら、スリーブマウント216を、過度に進まないように遠位側に前進させ、オブチュレータ268、スタイレット298、およびMRI生検装置14などの器具をスリーブマウント216から取り外す際に、所定の位置に保持することができる。
図5において、MRI適合生検システム10に用いる別の代替のガイド組立体400は、第1のターゲティングレール404の底部溝403に係合するクレードル402を含む。図1〜図3のMRI生検装置14に別のガイドを付与するために、第2のターゲティングレール406が、第1のターゲティングレール404の縦方向ガイドタブ410に沿って案内される横溝408を含む。ガイドタブ410に完全に係合すると、第2のターゲティングレール406の近位側に位置する横窓418における垂直爪ピン416を中心に爪ばね414の付勢により回転する爪412が、第1のターゲティングレール404の近位側に位置する近位戻り止め420の中に落下する。
スリーブ422は、円筒ハブ424の近位側に取り付けられた中空シャフト(すなわちカニューレ)423を含み、開口した遠位端部428に近接した側面孔(lateral aperture)426を備えている。円筒ハブ424は、側面孔426を回転させるための、外側に面したサムホイール430を有する。円筒ハブ424は、内側凹部432を有する。この内側凹部432は、ダックビルシール434、ワイパーシール436、およびシールリテーナ438を保持しており、シャフト423が空で、挿入された導入オブチュレータ440をシールする際に流体シールとなる。
導入オブチュレータ440は、それぞれが機能を有する多数の部品を有利に含む。中空シャフト442は、側方開口446と近位ポート448との間を連通させる流体内腔444を含む。中空シャフト442は、完全に係合すると、スリーブ422の遠位端部428から刺入先端449が延出する縦方向の寸法を有する。オブチュレータサムホイールキャップ450が、近位ポート448を覆い、ロック機構452を備えている。このロック機構452は、スリーブ422の側面孔426に側方開口446が確実に整合するようにスリーブサムホイール430に係合する可視角度表示部454を含む。オブチュレータシールキャップ456を、オブチュレータサムホイールキャップ450内に近位側に係合させて流体内腔444を閉じることができる。オブチュレータシールキャップ456は、オブチュレータサムホイールキャップ430の可視角度表示部454に一致する可視角度表示部460を含むロック機構458を備えている。
スリーブ422は、組織を刺入する際に、スリーブ422の円筒ハブ424を受容するスリーブハブ462を有するスリーブマウント460によって案内される。スリーブマウント460は、第2のターゲティングレール406の上部および底部ガイドフランジ466、468に沿ってスライドする横スリーブハブ溝464を有する。上部および底部ガイドフランジ466、468はそれぞれ、スリーブマウント460の対応する側の対応する上部および底部ラッチピン480、482によって固定された対応する上部および底部レールロックロッカーラッチ476、478に設けられた対応する上部および底部ラチェット機構472、474と相互作用する整合した凹部がリッジ状のラチェット面470を有する。ラチェット機構472、474は、遠位側への移動が可能となるように近位側に傾斜している。各レールロックロッカーラッチ476、478の遠位部分は、ラチェット機構472、474をガイドフランジ466、468のリッジ面470に接触するように付勢する対応をするレールロック圧縮ばね484、486によってスリーブマウント460から離れる方向に付勢している。レールロックロッカーラッチ476、478を同時に押すことにより、第2のターゲティングレール406の近位端部にスリーブマウント460が到達するまで、スリーブマウント460を近位側に引き戻して、その内部に支持されたスリーブ422も引き戻すことができる。スリーブマウント460が第2のターゲティングレール406の近位端部に到達したら、スリーブマウント460が、爪412を時計周り(上から見て)に回転させて第2のターゲティングレール406に係合させ、この第2のターゲティングレール406を、第1のターゲティングレール404から固定解除し、引き続き近位側に移動して、第1のターゲティングレール404から取り外すことができる。
第1の位置にある第1のターゲティングレール404に第2のターゲティングレール406を取り付ける前に、スリーブマウント460を、第2のターゲティングレール406に有利に調節可能に配置して、所望の刺入深さをセットする。具体的には、深さガイド490は、上部および底部ガイドフランジ466、468に係合する形状の横溝496を有するクレセント型深さ表示部492によって形成されている。横溝496の上部および底部における前方に傾斜した表面498が、第2のターゲティングレール406のリッジ状のラチェット面470に係合するように配置されているため、第2のターゲティングレール406の遠位端部から深さ表示部492を挿入して組み立てることができる。次に、摩擦係合により、さらなる近位側への移動が防止され、あらゆる遠位側への移動、特に深さガイド490の深さ親ねじ500からの移動に強く抵抗する。この親ねじ500の遠位端部502が、深さ表示装置492の外側の穴(outboard hole)504内で回転し、この近位端部は、深さアクチュエータレバー505を用いて外側の穴504内で深さ親ねじ500を回転させて縦方向に位置合せする時に横方向にたわむ。深さ親ねじ500の中間部分は、横溝408の外側のスリーブマウント460に形成された縦方向の貫通穴(longitudinal through hole)506内に受容される。粗い深さ調節の場合、深さ親ねじ500の雄ねじ507が、上部および底部の粗い調節ボタン508、510が、スリーブマウント460内に内側に押され、対応する上部および底部の粗い調節圧縮ばね512、514を圧縮するまで、スリーブマウント460に選択的に係合する。それぞれの粗い調節ボタン508、510は、対応する垂直方向の細長い孔(vertically elongate aperture)516、518を含む。これらの孔516、518の内面は、緩んだ粗い調節圧縮ねじ512、514によって係合するように付勢された場合に、深さ親ねじ500の雄ねじ507に係合するウォームギア部分520、522を有する。
2003年10月23日に公開US2003/0199753号として公開された、2002年4月23日出願のヒブナー(Hibner)らによる米国特許出願第10/170,535号(名称:「取り外し可能なプローブを備えたMRI適合生検装置(AN MRI COMPATIBLE BIOPSY DEVICE WITH DETACHABLE PROBE)」)および2005年3月10日出願の米国特許出願第11/076,612号(名称「MRI生検装置(MRI BIOPSY DEVICE)」)の2つの特許文献に、再イメージングの際にプローブを挿入したままMRI処置を行うことができるなどの様々な利点を有する取り外し可能なプローブ(またはスリーブ)が開示されている。図1〜図5において、スリーブとオブチュレータを別個にすることで、さらなる臨床的な柔軟性が得られる。特定の適用例または好みに応じて、特徴の様々な組合せを選択できることを理解できよう。生検装置のサンプル採取側方孔に一致する側方孔をスリーブに設けるのが望ましい場合が多い。例えば、疑わしい病変内に挿入しなければならない端部が開口したプローブまたは生検針が血腫を生成することがある。この血腫が、残っている造影剤で満たされて、その部位をさらにイメージングすることが困難になることがある。また、疑わしい病変を刺入することにより、トラックがずれる可能性もある。さらに、このような針またはプローブの先端部は、疑わしい病変に対してイメージングして実質的に点であるこの先端部を正確に配置するのが困難である。
対照的に、図6では、スリーブ602の側方孔600を、刺入先端604が疑わしい病変を通過しないように疑わしい病変の近傍に配置することができる。MRIスキャンスライスにおけるこの側方孔600の位置確認は、容易であると考えられる。つまり、側方孔600が見やすい線を画定するため、生検のために組織がどの方向に側方孔600内に引き込めるかを容易に示すジオメトリ基準を用いて、線の長さに沿ってイメージングスライスの向きを合わせることができる。しかしながら、理想的な向きではないスライス、またはスリーブ602を形成することができるMRI適合性材料を通るスライスは、側方孔600の正確で好都合な確認を複雑にすることがある。この確認を助けるために、オブチュレータ606は、組織が側方孔600内に進入しないように側方孔600を実質的にまたは完全に塞いでスリーブ602の導入の際に補助し、挿入および/または組織の損傷を防止する。
一部の適用例では、さらに、スリーブ602に遠位開口608を設けるのが望ましい。したがって、オブチュレータ606は、スリーブ602の遠位開口608から遠位側に延びる刺入先端604を有利に含む。オブチュレータ606は、スリーブ602内に完全に挿入されると、スリーブ602の側方孔600に整合する横凹部(例えば、ノッチ、ベベル、カヌー型ダグアウト(canoe dug-out))610をさらに有する。この横凹部610は、径方向に非対称であるため、側方孔600の位置確認のための、すばやく見つけることができる解釈基準となる。
図7では、側方孔620が、刺入先端624を形成または支持する閉じた遠位端部628を有するスリーブ622に形成されている。オブチュレータ626は、導入の際に側方孔620内に進入する組織の形を整える役割を果たし、このオブチュレータ626がスリーブ622内に完全に挿入されると、スリーブ622の側方孔620に整合する横凹部(例えば、ノッチ、ベベル、カヌー型ダグアウト)630を含む。
図8では、オブチュレータ646は、図6のスリーブ602における遠位開口608から延びる刺入先端644を含む。オブチュレータ646は、上部縦方向部分649および下部縦方向部分651を有することによって特徴のある断面を形成している。上部縦方向部分649は、側方孔600内に進入する組織を制御する形状であり、MRIスキャンスライスのための容易に位置確認できる基準を有する。
図9では、図7のスリーブ622は、刺入先端624に形成されるかまたはこの刺入先端624を支持する閉じた遠位端部628を備え、上部縦方向部分659および下部縦方向部分661を示している特徴のある断面を有するオブチュレータ656によって導入の際に閉じられる側方孔620を有する。上部縦方向部分659は、側方孔620内に進入する組織の形状を整えるようにデザインされた断面形状、およびMRIスキャンスライスのための容易に位置確認できる基準を有する。
図10では、スリーブ702は、側方孔700および閉じた遠位端部708を有する。この閉じた遠位端部708は、オブチュレータ706を覆う非対称な刺入先端704に形成されている。オブチュレータ706は、図11および図12に示されているようにX型などの特徴のある断面を形成する上部縦方向部分709および下部縦方向部分711によって形成された連続的な形状を有する。別法では、オブチュレータ706は、上部縦方向突起715が下部縦方向半円柱717に取り付けられた形状などの特徴のある形状を有することができる。側方孔における組織の進入により、MRIイメージのリターンが得られ、オブチュレータの他の部分では、スリーブ702とオブチュレータ706との間の空間が同様に暗く現れることを理解されたい。
図15では、オブチュレータ806は、刺入先端804に近接した横ノッチ810を含む。重力、触診、または吸引による組織の下垂に依存するのではなく、MRI可視インサート807(例えば、ジョンソン・アンド・ジョンソン社(JOHNSON & JOHNSON)によるKY JELLYなどの水溶性ゲル)が、有利に所定の位置に維持して、スリーブの側方孔内への組織の下垂(図15には不図示)を防止する十分な硬さを有する。図16では、横方向に挿入するのではなく、オブチュレータ826は、マーカーインサート829を遠位刺入先端824の近傍に挿入できる、近位側からアクセスするマーカー内腔827を含むことができる。
付加されるMRI可視材料の代替として、図17では、オブチュレータ846は、体液851を十分に吸引してスリーブ(不図示)の側方孔のMRI可視イメージを得るために横ノッチ850と連通した吸引内腔848を含む。図18では、オブチュレータ846は、吸引内腔848を介した吸引補助を利用して、横ノッチ850内に組織853を下垂させてMRI可視イメージを得ることができる。図19では、オブチュレータ846は、MRI可視材料(例えば、水溶性流体、ガドリニウム溶液など)857を保持するために、横ノッチ850の上部をスライドする薄いシース855をさらに含む。
図20では、オブチュレータ876は、中実のスタイレットインサート879に形成された横ノッチ881の部分を除く、円筒シース877によって実質的に覆われた中実のスタイレットインサート879を含む。円筒シース877は、非対称なセラミック刺入先端874の近位側に取り付けられている。
図21では、オブチュレータ896は、側面孔890および開口した遠位端部894を備えており、このオブチュレータ899内に形成されたマーカー内腔893から吸引により空気を近位側に排出し、MRI可視材料が現れるようにマーカー内腔893を体液で満たすことができる。
図22では、オブチュレータ906は、側面孔900および刺入遠位端部904を備えており、吸引により空気を排出し、MRI可視材料が現れるようにマーカー内腔903を体液で満たすことができる。
図23では、オブチュレータ916は、尖っていない閉じた遠位端部914、およびMRI可視材料(例えば、ガドリニウム溶液、水溶液)911を含むマーカー内腔918を有する。MRIダークプラグ913(例えば、コラーゲン、非鉄金属、プラスチックなど)が、スリーブ(図23には不図示)の側方孔に一致するように配置されている。MRIダークプラグ913は、マーカー内腔918内の側方孔の両側に明るいMRIイメージを形成できるように、縦方向の流体通路915を含む。
図24では、オブチュレータ926は、刺入遠位端部924、およびMRI可視材料(例えば、ガドリニウム溶液、水溶液)921を含むマーカー内腔928を有する。MRIダークプラグ928(例えば、コラーゲン、非鉄金属、プラスチックなど)、923が、スリーブ(図24には不図示)の側方孔に一致するように配置されている。MRIダークプラグ923は、マーカー内腔928内の側方孔の両側に明るいMRIイメージを形成できるように、縦方向の流体通路925を含む。
図25では、オブチュレータ936は、刺入遠位端部934、およびMRI可視材料(例えば、ガドリニウム溶液、水溶液)931を含むマーカー内腔938を有する。側方孔930は、MRIダークプラグ(例えば、コラーゲン、非鉄金属、プラスチックなど)、933に形成された流体通路935を介してマーカー内腔938に連通している。側方孔930が存在しない場合は、マーカー内腔938が閉鎖される。
図26〜図37において、刺入の際に閉じた形状にして生検サンプルを採取する前に、疑わしい病変の位置を求めて側方孔の適切な配置の確認を有利に容易にしたスリーブおよびオブチュレータの形状のさらなる例示形態が示されている。この閉じた形状は、サンプルを採取する除去部分に一致する形状に変更することができ、この形状は、様々な角度のイメージングスライスから見ても容易に確認できるように視覚的に立体である。
この特徴は、イメージングのためのプローブに依存した欠点を解消するためのものである。イメージングフィールドに金属物質が存在すると、アーチファクト(局所ブルーミング)が生じることがあり、このアーチファクトにより、スリーブを塞ぐために生検プローブ自体を用いようとした時などに目的の組織が不明瞭になることがある。イメージングの際にプローブを取り外してスリーブのみに依存すると、中空スリーブ22を通るイメージングスライスでは、側方孔を特定するのが困難であるため、別のイメージングの問題が生じる。選択されたMRI適合性材料は、空隙が側方孔全体に亘って空気で満たされるとリターンが形成されないのと同様に、MRIリターンイメージが形成されない場合が多い。
図26および図27では、MRI適合生検システム1210は、MRI生検装置(図6には不図示)のプローブのプローブ側方孔の位置および大きさに一致するノッチ1202を有するスリーブ1222を含む。さらに、ノッチ1202の深さは、イメージングのためにスリーブ1222におけるこの位置を強調するべく、場合によってはプローブ側方孔よりも深くすることができる。
図26に透視図で示されている、スリーブ1222のノッチ1202を実質的に塞いでいる閉じた位置にあるオブチュレータ1224は、熱プラスチックから有利に形成することができ、図示されているように、スリーブ1222の開口した遠位端部1221から延出したセラミック刃部分1220を遠位側に備えている。セラミック材料は、MRI環境でよく機能し、尖った縁を維持することができる。ノッチ1202が、同軸的に挿入されたオブチュレータ1224によって閉じた状態で、スリーブ1222を***組織内に刺入することができる。
図28および図29では、オブチュレータ1224は、縦方向に二分されたデザインを有利に含む。図28および図29に示されているように、下側部分1223は、オブチュレータ1224の上側部分1229から下方に延びるありタブ1227にスライド可能に係合するあり溝1225をその長さに亘って備えている。セラミック刃部分1220が、下側部分1223のみに取り付けられている。図28に示されているように、上側部分1229は、下側部分1223がスリーブ1222内に完全に遠位側に挿入された状態で近位側に移動して、スリーブ1222のノッチ1202を開けることができる。オブチュレータ1224は中実であるため、MRI装置によって3〜4mmのイメージスライスをとる際に、オブチュレータ1222の下側部分1223がノッチ1202を満たすため、その位置を容易に確認することができる。このツーピースオブチュレータ1224は、楕円形スリーブ1222(図27)などとして示されている複雑な断面形状を有するスリーブ内腔に有利に適合する。
図30および図31では、スリーブ1322は、円形カッター内腔1321および下側の吸引内腔1323を画定するスリーブのシャフト1319の遠位側に取り付けられた一体型の尖った先端部1320を含む。図32および図33では、丸いオブチュレータ1324は、カッター内腔1321内に挿入するために概ねロッド型であるが、スリーブ1322のノッチ1302に一致するノッチ凹部1325が形成されている。丸いオブチュレータ1324を、カッター内腔1323内で回転できる範囲で、ノッチ凹部1325を選択的に設けて、スリーブ1322のノッチ1302を開く、または半回転させてノッチ1302を閉じることができる。
MRIイメージスキャンで得られる効果が、図34および図35に例示されている。オブチュレータ1324によって選択に閉じられているスリーブ1322のノッチ1302は、完全なイメージであるが、ノッチ1302がどこに向いているか殆ど示していない。図36および図37では、オブチュレータ1324が回転してノッチ1302が開いており、ノッチ1302がどこに向いているかすぐに分かる。
スリーブは、薄壁でも強度がある均一または複合ポリマー材料から有利に形成することができるため、全体の外径を、既知の生検プローブよりも著しく大きくする必要がなく、低侵襲性である。この強度と小さな断面積により、皮膚に開ける開口の大きさが最小となるため、通常は縫合糸で閉じる必要がなくなり、プローブを挿入するのに必要な力が小さくなり、疑わしい病変の途中にある刺入される***組織の外傷が最小限で済む。この強度および剛性により、後の生検およびこの内腔を通る他の処置のために内腔を開いた状態に有利に維持することができる。加えて、スリーブは、患者に生体適合性であり、かつMRI適合性である材料から有利に形成されている。したがって、通常は、この材料は、スリーブ22に近接した組織のイメージを不明瞭にする著しいイメージングアーチファクトを生成することがない。
使用できるポリマー材料の例として、全てではないが、ポリイミド、ポリエーテルイミド(例えば、GEプラスティックス(GE PLASTICS)によるULTEM(登録商標)樹脂)、熱プラスチック液晶ポリマー(LCP)(例えば、セラニーズAG(CELANESE AG)によるVECTRA(登録商標))、ポリエチルエーテルケトン(例えば、ビトレックス(VITREX)によるPEEK(商標))、ポリアミド、ポリカーボネート(例えば、ベイヤー・ポリマーズ(BAYER POLYMERS)によるMAKROLON)、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリフェニルスルホン(例えば、ローランド・テクノロジーズ(ROWLAND TECHNOLOGIES)によるRADEL(登録商標))、ナイロン、およびナイロンコポリマーを挙げることができる。
図38では、刺入部材(例えば、プローブ、多機能オブチュレータなど)1700は、図77〜図80Bを用いて後述する刺入先端1702を有する。横ノッチ1704は、下側のMRI可視マーカー1706によって強調され、吸引、止血、麻酔薬または薬物の導入、および/またはマーキング材料のために用いることができる内腔1708に連通している。横ノッチ1704の前縁1710および後縁1712は、挿入および引戻しの際に組織が傷つかないように丸みを帯びている。
図39では、代替の刺入部材1730は、横ノッチ1734に隣接した一対のMRI可視マーカー1735、1736を有する。下側内腔1738が、横ノッチ1734の下側に整合し、穴1740を介して横ノッチ1734に連通している。したがって、イメージング能力および流体の注入/排出が、刺入部材1730によって容易になっている。
図40では、横ノッチ1764に隣接した一対のMRI可視マーカー1765、1766を有する別の代替の刺入部材1760を備えた図55および図56の特徴の組合せが示されている。マーカー内腔1768は、横ノッチ1764の後縁1770で開口するように整合しており、横ノッチ1764の前縁1772は、挿入されたマーカー配置器具1769などの器具が突き出るように傾斜している。下側内腔1771は、横ノッチ1764の下側まで延び、マーカーを配置する際の送気または流体の移送のために穴1775を介して横ノッチ1764に連通している。
図41では、コア針1800は、その縦方向の中心線に整合した内腔1802を有する。この内腔1802は、コア生検器具、マーカー器具、配置のためのワイヤ、およびアブレーション装置などを配置するために開口した遠位端部1804に連通している。イメージング可能なマーカー1806が、コア針1800の正確な配置を助けるために開口した遠位端部1804を有利に取り囲んでいる。
図42において、溶液から薄膜を形成するポリイミド処理でこの材料を形成することができる。標準的な手順では、ワイヤをスプールからポリイミドコーティング溶液および炉を経て巻取りスプールに送ってワイヤを連続的にコーティングする。このワイヤは、通常は、複数回処理してコーティングを厚くする。インラインの炉または加熱要素によって溶液が飛ばされ、ポリイミドの部分架橋結合が起こる。完全な架橋結合は、通常は所望のコーティング厚みが得られた場合に起こる。完全な架橋結合の温度は、コーティングの際に用いられる温度よりもかなり高い温度である。
自立構造のポリイミドチューブを得るために、ワイヤを除去する。例えば、コーティングされたワイヤは、ワイヤがコーティングから分離するまでワイヤの外径が小さくなるようにワイヤの両端を引っ張って延ばし、ワイヤを引き抜いてから切断することができる。別法では、容易に化学エッチングできる材料をワイヤとして用いることができる。例えば、銅ワイヤを、過硫酸錯化溶液で溶解して、自立構造のポリイミドチューブを形成することができる。
さらに、より複雑な断面形状(図72A‐図72D)(例えば、楕円形など)を形成するために、最終の架橋結合加熱ステップの前に、型にポリイミドチューブを配置することができる。加えて、マンドレルをポリイミドチューブ内に挿入して、さらに形状を画定することができる。具体的には、楕円形のための一連の図44A‐図44C、および胴部がくびれた楕円形のための一連の図45A‐図45Eに示されているように、圧縮する外側の型と協働することができる。
図46、図47A、および図47Bでは、次の工程で、ポリイミドチューブの遠位端部に側方孔を形成し、かつ/またはその近位端部に取付け穴を形成することができる。例えば、エキシマレーザーまたはYAGレーザーによるレーザーカットにより所望の貫通孔(perforations)を形成することができる。さらに、貫通穴を形成するためにエキシマレーザーを用いないが、除去部により、オーバーモールド部品に対して十分な機械的抵抗が生成され、通常の装着および伸張の際に組立体の一体性を確保できる。完全な穿孔により、近位端部取付け機構などのオーバーモールド部品を、硬化させる前に穴を介して流すことができる。
図43のチューブに穴を形成するために、いくつかの方法を用いることができる。例えば、エキシマレーザーまたはYAGレーザー装置で孔を形成することができる(図47A)。エキシマレーザーは、貫通穴だけを形成するだけではなく、除去部分を形成するためにプログラムすることもできる。除去部分は、オーバーモールド部品に対して十分な機械的抵抗を生成して、通常の装着および伸張の際に組立体の一体性を確保するため、代わりに用いることができる(図47B)。別の例として、パンチまたはダイカット工程を、成形工程に組み入れることができる。各部品は、カット、トリム、およびパンチを行ってから、同じ型で加熱処理することができる。
成形型は、両方共に硬質とし、高い熱伝導性を有するようにすべきである。鋼は硬質であるが、熱伝導性が低い。対照的に、銅および真鍮は、熱伝導性が高いが軟質である。硬化アルミニウムの合金は、穴をパンチするための鋼のインサートを備えた成形型に適した材料である。
シースは、網組み複合材料から形成することができる。網組みの個々の繊維は、ポリイミドの初めの層に巻き付けてから、ポリイミドのある層にシールすることができる。網組みは、3M製のNEXTELなどのMRI適合性セラミック繊維とすることができる。
スリーブおよび/またはオブチュレータの一部は、暗いまたは明るいイメージ能力を得るために選択された材料から形成することができる。癌を調べるために***組織をイメージングするために用いる最も標準的な連続的なMRIスキャンでは、既知の工業プラスチックは、暗く見えるか、またはコントラストが低い。このため、位置確認および診断目的のためのこのような構成要素の特定の際に問題が生じうる。したがって、強度が十分なMRI適合性のスリーブを形成する際の上記した考慮に加えて、MRI装置で明るいが、著しいアーチファクトを生成しない代替材料を有利に用いることができる。これに加えて、または別法として、MRI装置で明るく見えるオーバーモールド、コーティング、またはインサート材料は、構造的に暗い材料の上に形成することができる。さらに加えて、またはさらなる別法として、強度または他の目的のために選択された暗い材料は、コントラストが強化された明るい流体を吸収する材料を用いて、オーバーモールド、コーティング、または挿入することができる。さらに加えて、またはさらなる別法として、複合または多層材料を、MRI装置で視認できる特性を得るために、強度および他の目的などの特性のために選択される複数の層で形成することができる。
例えば、マーカーバンドの特定のパターンを、スリーブの側方孔の下側、またはスリーブの周りの側方孔の近位側または遠位側の離間したリングに配置することができる。一例として、Dy23またはFe23をインクと混合して、この混合物を、スリーブ22の一部にプリントするか、またはオブチュレータ24またはスタイレットの溝内に満たすことができる。このようなパターンはまた、リフローまたは熱接着によってスリーブ24および/またはオブチュレータに付加することができるように、充填材としてDy23またはFe23を熱プラスチックに分散させて形成することもできる。さらに別の方法では、成形/押出し構成プラスチック(例えば、PEEK、ULTEM)の装着および取付け(例えば、Dy23を30%含むPEEKでリングをオーバーモールドする)などによって装置内にDy23またはFe23をインサート成形する。
さらなる別法として、材料の領域は、イメージングした時に明るく現れる水溶液および/または造影剤(例えば、ガドリニウムキレート)を用いて、注入または水和することができる。さらなる別法として、材料の領域は、使用の直前に注入または水和を行ってもよいし、予め水和して無菌パッケージングしてもよい。
具体的には、MRI装置で明るく現れる特定のポリマーは、高級アルコールまたはカルボン酸官能価を有する合成の水溶性ポリマーを含むように選択することができる。例えば、セルロース誘導体には、カルボキシメチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルヒドロキシエチルセルロース、エチルヒドロキシエチルセルロース、およびメチルセルロースが含まれる。別の例として、アクリレートには、ポリアクリル酸塩およびポリアクリルアミドが含まれる。さらに別の例として、他の人工材料には、ポリビニルアルコール(PVA)、ポリビニルメチルエーテル、ポリビニルピロリドン(PVP)、およびポリ(エチレン)オキシド(PEO)が含まれる。さらに別の例として、天然産物および誘導体には、コーンスターチ、ゼラチン、デキストリン、アルギン酸塩、カゼイン、コラーゲン(例えば、ウシなどの)、および天然ゴム(例えば、ザンサンガム、キサンタ、インドゴムなど)が含まれる。さらに別の例として、生体ポリマーには、ポリ乳酸、ジ‐ラクチド‐コグリコリド(di-lactide-co-glycolide:PLG)(すなわち、例として、ラクチドイソマー(D、L、DL)(MP=225℃〜230℃))、ポリカプロラクトン(MP=60℃)、乳酸塩、グルコン酸塩、ポリジオキサノン、ポリグラクチン(polyglactin)(すなわち、縫合糸材料)が含まれる。
MRI装置に明るく現れる他の材料には、ヒドロキシル(‐OH)基およびカルボキシル酸基で官能性をもつシロキサンなどのシリコーン系材料およびシリコーン(すなわち、液状ゴムおよびゴム状ゴムの両方)などが含まれる。
例示的な形態では、MRIにおける過度のアーチファクトのないポリマー材料のイメージを形成する場合、酸化ジスプロシウム(Dy23)またはヘマタイト(Fe23)を、熱成形(例えば、押出しや成形など)できる熱プラスチックキャリヤに充填材として分散させる。このように形成されたマーカーは、スリーブ22またはオブチュレータ24などの装置内に組み込まれると、MRI(例えば、勾配エコーEPI、フラッシュ、FISP)下での装置の可視性が向上する。具体的には、Dy23(35%)を、アトイナ・ケミカルズ社(ATOFINA Chemicals,Inc.)によるRilsan(登録商標)ポリアミド(75%)に分散させた。この混合物を、フラッシュ(Flash)でよく見ることができる薄肉(すなわち0.002インチ(0.0508mm))チューブに押出し成形した。さらに、フラッシュ(Flash)は、感受性装置(Dy23およびFe23を含む)の最高の可視性が得られると考えられ、EPIは可視性がやや劣り、リアルタイムFISPは視認できなかった。
MRI装置で明るく現れる他のポリマーには、親水性ブロックコポリマーセグメントをウレタン主鎖に付加する際に水分を急速に吸収する、またはプラズマ酸化または化学酸化によって影響を受ける表面官能基化などを用いるウレタンフォームなどのポリマーフォームおよび親水性ポリマーが含まれる。同様に、他のポリマーを、直鎖状低密度ポリエチレン、発泡ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、または他の材料(例えば、ポリイミド、ポリオレフィン、ポリスチレン、ポリエステル、ナイロン、アクリル、アクリレート、ポリカーボネート、メラミン、ポリ塩化ビニル、ポリビニルアセテート)を用いてスターチなどで発泡させることができる。
水性溶液をこのような材料に注入または水和する実施例では、このような溶液には、ジエチレントリアミン5酢酸(DTPA)、ガドテリドール(gadoteridol)(GD‐HP‐D03A)(非イオン性)、ガドジアミド(gadodiamide)(GD‐DTPA‐BMA)(非イオン性)、およびGdDOTA(イオン性)を含む溶液中のT1エンハンスメントのためのガドリニウム系化合物を含む。このような溶液はまた、Feridex(超常磁性物質)などのT2エンハンスメントのための鉄系溶液も含む。
スリーブ22の側方孔102の強調は、側方孔102を選択的に閉じるオブチュレータの材料または形状の選択についての説明で既に述べた。また、スリーブ22の特定の領域を強調できることについても既に述べた。これに関連して、MRIイメージング下で明るい材料を用いた側方孔102のマーキングは、既存の主要の装備および供給路を活用するために市販の造影剤を用いて行うことができる。このような造影剤の例として、ガドリニウム(Gd+3)(例えば、バーレックス(BERLEX)によるMAGNEVIST(登録商標)ガドペンテテートジメグルミン(gadopentetate dimeglumine))、鉄(Fe+3)(例えば、FERIDEX ID(登録商標)(フェルムオキシド(ferumoxides)注入溶液)、およびマンガン(Mn+2)MnDPDP(例えば、アメルシャム・ヘルス(AMWESHAM HEALTH)によるTESLASCAN(商標)Mangafodipir)を挙げることができる。ポリマー基質は、水の存在下で膨張して、造影剤のために含有または水和される環境を生成することができる。このようなポリマーは、透水性であるが、造影剤分子の透過は制限する。このような造影剤は、基質に化学的に結合させて、基質からの遊離を低減または制限することができる。このような基質に適したポリマーの例として、ヒドロゲル、親水性ブロックを含むウレタンアクリレート、ラテックスペイント/エマルジョン、シリカ粒子などの親水性微粒子を含むコーティング、および球状粒子(particle aglomerates)を挙げることができる。
オブチュレータ内のボイドは、ベントおよび隔壁を含むことができる。造影剤は、ベントから空気を排気しながら、隔壁を介して注入することができる。ボイト内の親水性フォームまたはセルロース材料(例えば、綿)を用いて、造影剤を良好に維持することができる。別法では、コントラストキレート(contrast chelate)を、親水性フォームまたはセルロース材料に予め付加して処置の際に水和することができる。
MRI下で明るい材料に加えて、または別法として、アクティブマーカーバンド技術を利用して、スリーブ22内の側方孔または遠位孔を明るくすることができる。様々な適用例に用いられるアクティブ照明の例が、米国特許第5,211,165号、同第5,307,808号、同第5,318,025号、同第5,437,277号、同第5,443,066号、同第5,445,150号、同第5,715,822号、同第5,882,305号、および同第6,289,233号に開示されている。コイルを、スリーブ22の長さに沿って形成された電気接点を備えた側方孔102などのサンプリング孔に近接して形成する。ポリイミド上に薄膜電子回路を形成するための技術およびプロセスが著しく進展したため、ポリイミドは、このようなコイルおよび電気接点のための基板を形成するのに特に良好な材料である。電気的な絶縁は、ポリイミドの別の層をオーバーコートして得ることができる。このようなマーカーバンドに電気的に接続されたスリーブ22のベースの周りの誘導コイルにより、これらのコイルへのRF結合が可能となり、患者に対してRF分離を行うことができる。別法では、専用の集積回路および電源(例えば、バッテリ、コンデンサ)をスリーブ22内に一体化して、外部励起を必要なくすることができる。このようなマーカーバンドコイルは、並列、直列、または別個に励起することができる。別の代替例として、2つのコイルを直列に配列するが、センタータップを備える。
一部の適用例では、自動シャットダウンのために許容できない温度上昇(例えば、4℃)を監視することができるサーミスターまたは熱電対を含むのが理想である。さらなる別法として、光学変換器をスリーブ内に組み込んで、光ファイバーで信号を送受信できるようにすることができる。
スリーブまたはオブチュレータの刺入部分に同様の考えが当てはまるが、組織を刺入する必要がある場合は他の選択になる。始めに、MRI安全医療装置に用いられる金属部品は、生体適合性であって、MRIイメージングの際に用いられる強力な磁界と相互作用してはならない。標準的な300および400シリーズステンレス鋼は、医療装置のデザインに広く用いられている。このような材料は、耐食性、生体適合性、硬度、および引張り特性の特徴を合わせ持っている。このような材料は、主に鉄である。300シリーズステンレス鋼は、400シリーズステンレス鋼よりも磁界との相互作用が低いが、硬度特性が低いため、組織の切断および/または刺入のための尖った縁に用いるには制限がある。300シリーズおよび400シリーズのステンレス鋼は全て、鉄の濃度が著しく高いため、MRIイメージングに用いるには制限がある。
鉄合金
厳格な成形工程の後でさえも、非磁性を維持する少なくとも1つの鉄オーステナイト合金すなわちスーパーアロイニトロニック(Super Alloy Nitronic)が存在する。他の関連する材料には、Carpenter 22Cr‐13Ni‐5Mn、HPA50、およびXM‐19が含まれる。合金316も、比較的非磁性であるが、加工硬化すると、磁性が強くなる。この合金の組成は以下の通りである。
Figure 0004615565
理想的な範囲は、鉄系合金が最小の磁気特性を有する範囲である。
コバルト合金
コバルト合金は、優れた代替物である。このような合金は、硬質であって、磁界と強く相互作用しない。このような合金の例として、L‐605およびMP‐35を挙げることができる。コバルト合金は、耐摩耗性、高温での使用、および/または耐腐食性が最適化されている。***生検器具の場合、耐磨耗特性および耐腐食特性が最も重要である。このような特性を付与する主な合金要素は、クロムの添加である(米国特許第873,745号)。モリブデンおよびタングステンは、優れた強化剤である。炭素の添加により、耐摩耗性が著しく改善される。最大2.4%の炭素を添加することにより、炭化物が形成される。この合金の例として、Stellite(登録商標)を挙げることができる。耐摩耗性を改善するための他の方法は、モリブデンとケイ素を組み合わせて付加することである。この合金の例として、Tribaloyを挙げることができる。この合金は、薄膜としての堆積に成功している。
ニッケルを添加すると、高温性能が改善されることが分かった。この合金の例として、約2.5%のニッケルを含むStellite21を挙げることができる。X‐40およびL‐605などのこのような合金は、含有ニッケルが約10%まで増大されている。以下に示す組成範囲を有する一般的な合金は、コバルト系の引張り強さが大きく硬度の高い材料に最適である。
Figure 0004615565
ニッケル系合金
ニッケル‐クロム‐モリブデン合金は、硬質の非強磁性金属合金の別のアプローチである。この合金のクラスの一部のメンバーは、5%を超える鉄(Inconel 600)を有し、たとえ鉄を含まないニッケル系合金でも、優れた磁気特性を有することができる。このような合金の組成および処理は、その磁気特性および物理特性に重要である。Inconel 625などの一部の合金は、ロックウエル硬さが95Rbを超えている。
Figure 0004615565
複合材のアプローチ
チタンまたは完全に焼きなまされた316SSなどの軟質金属は、適当な磁気特性を有するが、硬度が低いため切断能力が劣る。このような材料は、次の処理、(1)軟質金属に対する硬質材料エッジのろう付け、溶接、または接合、(2)窒化チタンなどの硬質材料の蒸着(化学、真空など)、(3)イオンビーム注入、(4)レーザーまたは摩擦加熱による局所加熱/加工硬化、または(5)上記方法の組合せ、によって切断面または刺入面を部分的に硬化することができる。
非金属材料のオプション
尖った切断面を形成するのに有用な他の非金属材料には、次の非晶質/セラミック材料、(1)アルミナ、(2)ジルコニア(安定化されたイットリアを含む)、(3)シリカ、が含まれる。単結晶材料には、(1)ケイ素、(2)ゲルマニウム、(3)ダイアモンド型の炭素、(4)サファイア型のアルミニウム、(5)ルビー、が含まれる。単結晶切断縁は、材料の単結晶特性を用いて形成することができる。1、0、0シリコーンウエハに対するアルコール‐KOHなどの好適なエッチングを用いて、正確な角度にパターン形成して鋭利な縁を得ることができる。
刺入部材の形状
刃の形状は、組織を刺入するための力の最適化に重要である。トロカールの初期のピラミッドデザインは、近年、フラット刃デザインに切り替わってきた。先端角および切断角の理論は、1800年代のオーガービットにさかのぼる。切断の理論は、近年、磨耗の問題について常に研究され、開発され、改善されてきた。この最適化を左右する重要な因子は、刃の所定の直径に対してトルクおよび推進力(外科医がトロカールを押す大きさ)が一定であるため、先端部における形状である。刺入の力の大部分(ほぼ90%)は、先端部が組織の層を分離するため、その先端部によって制御される。小さい刺入の力を用いれば、痛みが少なく有利である。刃を挿入する際に、両方向に120度のトルクの運動が生じる。刃が押される推進力は測定しない。トロカールは、約5ポンド(約2.72Kg)で押されると仮定する。刃は、組織を分離(切断)する先端の重要な要素である。現在のデザイン(図48)では、フラット刃が表面に対して垂直で30度〜35度の円錐鋭角である。本発明は、図49Aおよび図49Bに示されているように、切断角と切断縁がオフセットし、第2のフラット先端角が中心にある先端デザインの最適化を行うことを目的とする。
定義:動的切断角(αdyn
切断縁のある点を通り、かつこの点を通りドリル中心軸に交差する水平線に垂直な平面で測定される角度は、切断縁と切断速度ベクトルの両方を含むその平面の垂線とすくい面との間である。切断速度ベクトルは、回転切断速度ベクトルと送り速度ベクトルの合計ベクトルである。これは、組織層を分離する際に用いることができる切断角であり、図50に示されている正の角度および図51に示されている負の角度の形状を有する。
上記したように、刃のあらゆる点で、2つの速度ベクトルが存在する。現在のデザインでは、刃が切断縁に対して直角であるため、α=0である。刃の切断縁は、複数個(N)の小さい要素に分割されていると仮定する。各要素は、垂直に切断すると仮定する。切断縁のあらゆる時点および空間位置における動的すくい角を計算する方法は、形状因子に基づいて得ることができる。各時点におけるトルクは、以下の式で求めることができる。
Figure 0004615565
ただし、αd(動的切断角)およびr(i)(ドリルの軸からの各要素の半径)は、切断縁における各要素によって変動する。
現在のデザインと提案するデザインとの違いは、切断縁の幅(WOC)が異なり、切断角が急(40度〜60度の範囲)である点である。これは、1インチポンド(約0.113N・m)トルクとXポンド推力とすると、切断の逆の問題である。小さい刺入力を得るための先端部における最適な形状は何か。これは、ウエットラボで分析的に研究および試験できる。
問題記述は、Ttotal=定数 − 形状に基づいたFn
これは、オフセットした切断縁と、40度〜60度のより急な切断角にすることで可能となる。
切断縁は、WOCを増大させるために、複数の刃、例えば4つの刃を有することもできる。切断縁は、切り進むのを防止するために鋭利にすべきではない。刺入の力を最適にするために、5000の半径を有することができる。フラット刃は、図52Aおよび図52Bに示すようにさらに最適化することができる。
図53〜図57において、オブチュレータ3000は、多機能内腔3006を画定する中空シャフト3004に設けられたフラット刃3002を含む。図54では、フラット刃3002は、2つの遠位側に傾斜した三角支持構造3010と3012との間に形成された垂直スロット3008内に取り付けられている。中空シャフト3004の近位端部3014は、フラット刃3002に近接したイメージング可能な側面ノッチ3018に空気または流体を移送するべく内腔3006を使用するために、圧力継ぎ手3016を備えている。図53および図55において、近位端部3014における外部係合構造は、外周リングスロット3022の近位側の外周***リング3020を含む。図55では、イメージング可能な側面ノッチ3018の横方向反対側の側面を貫通するベント穴3024により、スリーブ内の圧力の均一化、またはスリーブ(図53〜図57には不図示)の吸引内腔の使用が可能となる。図56および図57において、上部ガイドスロット3026が、中空シャフト3004の近位部分3014を縦方向下側に通っているため、スリーブとの係合は、スリーブの側方孔にイメージング可能な側面ノッチ3018を係合させるために調整することができる。図53および図55において、イメージング可能な側面ノッチ3018の丸い前縁3028および後縁3030は、組織の外傷を最小限にする。別法では、上部ガイドスロット3026により、視覚的な位置合わせが可能であるため、刺入の際にイメージング可能な側面ノッチ3018内に組織が進入するのを防止するためにイメージング可能な側面ノッチ3018が回転して側方孔との整合がずれていることを確認できる。次に、イメージングの確認および/または多機能内腔3006の使用のために、イメージング可能な側面ノッチ3018を回転させて整合させることができる。
図58〜図60において、オブチュレータ3100は、中実シャフト3104に設けられたフラット刃3102を含む。図59において、フラット刃3102は、2つの遠位側に傾斜した三角支持構造3110と3112の間に形成された垂直スロット3108内に取り付けられている。フラット刃3102に近接したイメージング可能な側面ノッチ3118は、後に挿入される生検装置(図58〜図60には不図示)の側方孔に一致するように配置されている。図58および図59において、イメージング可能な側面ノッチ3118の丸い前縁3128および後縁3130が、組織の外傷を最小限にする。特に図60を参照すると、溝(カヌー)凹部3132が、イメージングをさらに強調するために、イメージング可能な側面ノッチ3118内に形成されている。中実シャフト3104は、細い吊り下がったエアスクープ型吸引内腔を備えた円柱カッターチューブを含むプローブに一致する卵型の断面形状を有する。図58および図59において、円柱垂直ウェル3140、3142、3144、3146として示した縦方向に離間したイメージングキャビティは、イメージング可能な側面ノッチ3118をさらに強調するために、溝(カヌー型)凹部3132に対して近位側に直径が小さくなっている。
図61〜図64において、オブチュレータ3200は、中実シャフト3204に設けられたフラット刃3202を含む。図62では、フラット刃3202は、2つの遠位側に傾斜した三角支持構造3210と3212との間に形成された垂直スロット3208内に取り付けられている。図61〜図63を参照すると、フラット刃3202に近接したイメージング可能な側面ノッチ3218は、後に挿入される生検装置(図61〜図64には不図示)の側方孔と一致するように配置されている。図61および図62において、イメージング可能な側面ノッチ3218の丸い前縁3228および後縁3230は、組織の外傷を最小限にする。図61〜図63において、溝(カヌー型)凹部3232が、イメージングをさらに強調するためにイメージング可能な側面ノッチ3218内に形成されている。中実シャフト3204は、吊り下がったエアスクープ型吸引内腔を備えた円柱カッターチューブを含むプローブに一致する楕円形の断面を有する。図61、図62、および図64において、縦方向スラット3240、3242、3244として示されている縦方向に離間したイメージングキャビティは、イメージング可能な側面ノッチ3218をさらに強調するために、溝(カヌー型)凹部3232に対して近位側に延在する。各スラット3240‐3244は、内部の空気を排出しながら流体で満たすために遠位ポート3246および近位ポート3247のそれぞれを介して中空シャフト3208の上部に連通している。特に、図64を参照すると、遠位縦方向スラット3240は、円柱の断面を有する。中間の縦方向スラット3242は、遠位縦方向スラット3240の下側部分に一致する円柱断面を有する。近位縦方向スラット3244は、他の縦方向スラット3240、3244よりも横方向に狭い円柱断面および同じ垂直高さを有するが、中間の縦方向スラット3242からやや上方にずれている。
図65〜図68において、オブチュレータ3300は、中実シャフト3304に設けられたフラット刃3302を含む。図66では、フラット刃3302は、2つの遠位側に傾斜した三角支持構造3310と3312との間に形成された垂直スロット3308内に取り付けられている。図65〜図67を参照すると、フラット刃3302に近接したイメージング可能な側面ノッチ3318は、後に挿入される生検装置(図65〜図68には不図示)の側方孔に一致するように配置されている。図65および図66において、イメージング可能な側面ノッチ3318の丸い前縁3328および後縁3330が、組織の外傷を最小限にする。図65〜図67において、溝(カヌー型)凹部3332が、イメージングをさらに強調するためにイメージング可能な側面ノッチ3318内に形成されている。中実シャフト3304は、細い吊り下がったエアスクープ型吸引内腔を備えた円柱カッターチューブを含むプローブに一致する卵型の断面を有する。図65、図66、および図68において、縦方向スラット3340、3342、3344として示されている縦方向に離間したイメージングキャビティは、イメージング可能な側面ノッチ3318をさらに強調するために溝(カヌー)凹部3332に対して近位側に延在する。各スラット3340〜3344は、内部の空気を排出しながら流体で満たすために遠位ポート3346および近位ポート3347のそれぞれを介して中空シャフト3308の上部に連通している。特に、図68を参照すると、遠位縦方向スラット3340は、垂直方向に整合した円柱断面を有する。中間縦方向スラット3342は、上部が遠位縦方向スラット3340に整合した円形の断面を有し、遠位縦方向スラット3340よりも垂直方向の高さは低いが、横方向の幅が大きい直径を有する。近位縦方向スラット3344は、遠位縦方向スラット3340の横方向の幅と直径が同じであり、直径の垂直方向の底部が、中間縦方向スラット3342に整合している円形の断面を有する。
図69〜図75において、PEEK、Radel、またはVECTRAなどの液晶ポリマー(LCP)などの高弾性熱プラスチック合成樹脂でオーバーモールドされたMRI適合性の尖った先端部と共に用いるオブチュレータシャフトのための暗いMRI適合性材料により、十分なイメージングコントラストが得られることが確認された。明るい粘弾性物質および/または水吸収/含有ポリマーの適当な配置により、カニューレ(例えば、コア生検装置のプローブが取り外された、またはコア生検装置のプローブを受容する大きさのスリーブ)の側方孔の位置を確認できる。
図69では、角度が30度の側面ノッチを有するオブチュレータの左側のMRIイメージは、側面ノッチを通るMRIスライスで、組織に対して十分なコントラストが得られていることを示している。
図70では、角度が60度の移行がより緩やかなオブチュレータでも同様の結果が得られている。
図71は、カヌー型ダグアウトを備えた横ノッチを有するオブチュレータの左側のMRIイメージである。
図72は、オブチュレータの内腔が水溶液で満たされた図53のオブチュレータの左側のMRIイメージである。
図73では、図53のオブチュレータの左側のMRIイメージは、内腔内への水に浸されたコラーゲンプラグの挿入を示している。
図74は、水溶性ゲル(例えば、ジョンソン・アンド・ジョンソン(JOHNSON & JOHNSON)が販売するKY JELLY)で満たされた図58のオブチュレータの左側のMRIイメージである。
図75は、スラットがガドリニウムで満たされた図61のオブチュレータの左側のMRIイメージである。
エンドユーザーが有利に充填でき、かつ廃棄可能な使い捨て基準器具を有することが望ましい。したがって、基準器具が空であるため、保管期間が延び、滅菌工程が単純になり、保管が容易になり(例えば、温度範囲が広くなる)、そしてパッケージングの要求が低下し、臨床的な柔軟性が向上している。加えて、エンドユーザーは、造影剤または他のイメージング材料を選択できる。
本発明をいくつかの実施形態の説明によって例示し、この例示的な実施形態をかなり詳細に説明してきたが、添付の特許請求の範囲がこのような詳細に限定されることを出願者は意図していない。当業者であれば、別の利点および変更に容易に想到するであろう。例えば、本発明の一部の態様では、他のイメージング方式が有利であろう。
別の例として、様々な形状のイメージング可能な孔を、カニューレの側方孔が設けられた位置の近位側の横表面に形成することができる。例えば、円柱ウェルの代わりに、別の断面形状(例えば、三角形、楕円形、正方形、長方形、八角形など)を有するウェルを設けることができる。
別の例として、非対称な針を用いた横内腔吸引式生検に基づいた生検装置ではなく、本発明の態様に一致する適用例には、周囲、同軸上、または内側から吸引する軸対称の針が含まれうる。さらに、軸対称のMAMMOTOME(商標)の横内腔に適合するのに加えて、オブチュレータは、円柱対称のデザインに適合する形状にすることもできる。
〔実施の態様〕
(1)磁気共鳴イメージング(MRI)適合性材料から形成されたカニューレを用いた、ヒトの***組織内での最小侵襲性医療処置に用いるための装置において、
前記カニューレが、前記カニューレの遠位端部に近接した側面開口(lateral opening)、およびコア生検切断部材を受容できる大きさの縦方向内腔を具備しており、
前記装置は、
前記コア生検切断部材の代わりに前記カニューレ内に挿入できる大きさで、MRI適合性材料から形成されたシャフトを備えたオブチュレータと、
前記カニューレの前記側面開口に近接して前記オブチュレータに形成された、前記側面開口の識別を容易にするために局所的なコントラストを増強するMRI可視材料を受容するように機能的に構成された、MRIイメージング凹部(MRI imagable recess)と、
を含む、
装置。
(2)実施態様(1)に記載の装置において、
前記MRIイメージング凹部は、形状が平坦なノッチを含む、装置。
(3)実施態様(2)に記載の装置において、
前記MRIイメージング凹部は、前記平坦なノッチに形成された溝をさらに含む、装置。
(4)実施態様(1)に記載の装置において、
前記MRIイメージング凹部の近位側に縦方向に整合した複数のMRIイメージング孔(MRI imagable apertures)、
をさらに含み、
各前記MRIイメージング孔は、前記オブチュレータの横表面に連通している、
装置。
(5)実施態様(4)に記載の装置において、
前記複数のMRIイメージング孔はそれぞれ、他のMRIイメージング孔とは異なる形状を有する、装置。
(6)実施態様(4)に記載の装置において、
前記複数のMRIイメージング孔は、複数のウェルを含む、装置。
(7)実施態様(6)に記載の装置において、
前記複数のウェルはそれぞれ、他のウェルとは異なる形状を有する、装置。
(8)実施態様(6)に記載の装置において、
前記複数のMRIイメージング孔は、複数の円柱ウェルを含む、装置。
(9)実施態様(4)に記載の装置において、
前記複数のMRIイメージング孔は、複数のスラットを含む、装置。
(10)実施態様(9)に記載の装置において、
前記複数のスラットはそれぞれ、他のスラットとは異なる形状を有する、装置。
(11)実施態様(9)に記載の装置において、
前記複数のスラットはそれぞれ、前記オブチュレータの前記横表面に連通した遠位ポートと近位ポートとの間を連通させる幾何学的断面を有する縦方向キャビティを含む、装置。
(12)実施態様(4)に記載の装置において、
前記MRIイメージング凹部および前記複数のMRIイメージング孔のうちの選択された1つは、水溶性材料で満たされている、装置。
(13)実施態様(12)に記載の装置において、
前記MRIイメージング凹部および前記複数のMRIイメージング孔のうちの選択された1つは、生理食塩水で満たされている、装置。
(14)実施態様(12)に記載の装置において、
前記MRIイメージング凹部および前記複数のMRIイメージング孔のうちの選択された1つは、水溶性ゲルで満たされている、装置。
(15)実施態様(4)に記載の装置において、
前記MRIイメージング凹部および前記複数のMRIイメージング孔のうちの選択された1つは、親水性ポリマーで満たされている、装置。
(16)実施態様(4)に記載の装置において、
前記MRIイメージング凹部および前記複数のMRIイメージング孔のうちの選択された1つは、粘弾性材料で満たされている、装置。
(17)実施態様(4)に記載の装置において、
前記MRIイメージング凹部および前記複数のMRIイメージング孔のうちの選択された1つは、前記MRI適合性オブチュレータの材料よりも短いT1緩和時間をもつ材料を含む、装置。
(18)実施態様(4)に記載の装置において、
前記MRIイメージング凹部および前記複数のMRIイメージング孔のうちの選択された1つは、前記MRI適合性オブチュレータの材料よりも短いT2緩和時間をもつ材料を含む、装置。
(19)実施態様(1)に記載の装置において、
前記カニューレは、開口した遠位端部を含み、
前記オブチュレータは、遠位側に取り付けられた刺入先端をさらに含む、
装置。
(20)実施態様(19)に記載の装置において、
前記刺入先端は、液晶ポリマーを含む、装置。
(21)実施態様(19)に記載の装置において、
前記刺入先端は、PEEK材料を含む、装置。
(22)実施態様(19)に記載の装置において、
前記刺入先端は、オーバーモールドされたセラミック先端を含む、装置。
(23)実施態様(1)に記載の装置において、
前記オブチュレータの前記シャフトは、液晶ポリマーを含む、装置。
(24)実施態様(1)に記載の装置において、
前記オブチュレータの前記シャフトは、PEEK材料を含む、装置。
ガイドスリーブおよびオブチュレータを備え、有利にMRI適合性でイメージング可能であり、治療機能を果たす磁気共鳴イメージング(MRI)適合生検システムの組立分解斜視図である。 図1のMRI適合生検システムの分解されたMRI生検装置および位置合せ固定具のガイド部分の組立分解斜視図である。 位置合せ固定具のガイド部分に取り付けられた図2のMRI生検装置の斜視図である。 開口した遠位端部および側方孔を有するスリーブを支持するクレードル、刺入先端を備えたイメージングオブチュレータ、図1のMRI適合生検システムのためのマーカーを配置するためにも用いられる流体連通スタイレットを含む、代替のガイド部分の組立分解斜視図である。 流体内腔および刺入先端を有するイメージング/マーキングオブチュレータを備えたスリーブを支持する別の代替のガイド組立体の組立分解斜視図である。 開口した遠位端部および側面孔を有するスリーブ、ならびにダグアウトマーカー凹部を有する図5の導入イメージングオブチュレータの縦方向の右側断面図である。 図1のMRI適合生検システムに用いるダグアウトマーカー凹部を有する導入イメージングオブチュレータと共に使用する、側方孔および刺入先端を備えたスリーブの縦方向の右側断面図である。 図1のMRI適合生検システムに用いる非円柱断面および刺入先端を有する導入イメージングオブチュレータと共に使用する、側面孔および開口した遠位端部を備えたスリーブの縦方向の右側断面図である。 図1のMRI適合生検システムに用いる非円柱断面を有する導入イメージングオブチュレータを備えた図7のスリーブの縦方向の右側断面図である。 イメージングオブチュレータを受容した、非対称刺入先端および側面孔を有するスリーブの右側断面図である。 図10のイメージングオブチュレータのX型断面を示す、線11‐11に沿って切り取ったイメージングオブチュレータの近位部分の前方から見た断面図である。 スリーブの側方孔内に下垂する組織を整形するX型の断面を示す、線12‐12に沿って切り取った図10のイメージングオブチュレータの遠位部分の後方から見た断面図である。 図10の代替のイメージングオブチュレータのリッジ型半円柱断面を示す、線11‐11に沿って切り取ったイメージングオブチュレータの近位部分の前方からの断面図である。 スリーブの側方孔内に下垂する組織を整形するリッジ型半円柱断面を示す、線12‐12に沿って切り取った図10の代替のオブチュレータの遠位部分の後方からの断面図である。 MRI可視インサートを保持するダグアウト凹部および非対称刺入先端を有する代替のイメージングオブチュレータの縦方向の右側断面図である。 遠位側に配置されたMRI可視インサートを保持する近位側に連通した内部キャビティおよび非対称刺入先端を有する代替のイメージングオブチュレータの縦方向の右側断面図である。 ダグアウト凹部内に体液を吸引するように構成された近位側に連通した内部キャビティを有する代替のイメージングオブチュレータの縦方向の右側断面図である。 MRI可視輪郭を示すためにスリーブの側方孔内に組織が吸引された後の図17の代替のイメージングマーカーオブチュレータの縦方向の右側断面図である。 シースで覆われた側面ノッチ内にMRI可視材料が受容された、図17の代替のイメージングマーカーオブチュレータの縦方向の右側断面図である。 成形された非対称刺入先端を備えた刺入シースによって覆われた、側面ノッチを有する中実スタイレットを含む、組み立てられたイメージングマーカーオブチュレータの縦方向の右側断面図である。 MRI可視材料を示すためにマーカー内腔を体液で満たすことができるように、吸引で空気を排出できる側面孔および開口した遠位端部を有するオブチュレータの縦方向の右側断面図である。 MRI可視材料を示すためにマーカー内腔内を体液で満たすことができるように、吸引で空気を排出できる側面孔および刺入遠位端部を有するオブチュレータの縦方向の右側断面図である。 スリーブの側面孔に一致するように配置され流体通路を含むMRIダークプラグ(例えば、コラーゲン、非磁性金属、プラスチック)を有するMRI可視材料(例えば、ガドリニウム溶液、水溶液)を含むマーカー内腔および閉じた尖っていない遠位端部を有するオブチュレータの縦方向の右側断面図である。 スリーブの側方孔に一致するように配置された流体通路を含むMRIダークプラグ(例えば、コラーゲン、非磁性金属、プラスチック)を有するMRI可視材料(例えば、ガドリニウム溶液、水溶液)を含むマーカー内腔および刺入遠位端部を有するオブチュレータの縦方向の右側断面図である。 オブチュレータの側方孔に連通するように配置され流体通路を含むMRIダークプラグ(例えば、コラーゲン、非磁性金属、プラスチック)を有するMRI可視材料(例えば、ガドリニウム溶液、水溶液)を含むマーカー内腔および刺入遠位端部を有するオブチュレータの縦方向の右側断面図である。 図1のMRI適合性生検システムに用いる、イメージングオブチュレータが透視図で示されている、ノッチおよび開口した遠位端部を有するスリーブの側断面図である。 図26のスリーブの縦方向軸に対して垂直な線27‐27に沿って切り取った断面図である。 あり型接合部に沿って底部に縦方向にスライド可能に係合する上側部分がスリーブのノッチを露出するために近位側に引き戻された、図26のオブチュレータの側断面図である。 楕円形のスリーブ内腔を示す、図28のオブチュレータの縦方向軸に垂直な線29‐29に沿って切り取った断面図である。 円形のカッター内腔および下側の吸引内腔を有するシャフトに取り付けられた一体型の尖った遠位端部を備えたスリーブの側断面図である。 円形のカッター内腔および下側の吸引内腔を示す、図30のスリーブの縦方向軸に垂直な線31‐31に沿って切り取った断面図である。 スリーブのノッチを選択的に閉じる回転可能なオブチュレータを露出するために破断した、図31のスリーブの側断面図である。 図32のスリーブの縦方向軸に垂直な線33‐33に沿って切り取った断面図である。 オブチュレータがスリーブのノッチを塞ぐために閉じた位置にある、選択されたイメージングスライスが、図28の同軸スリーブおよびオブチュレータの縦方向の長さに沿って実質的に通るMRI表示を示す図である。 線35‐35に沿って切り取った、選択されたイメージングスライスが、図34の同軸スリーブおよびオブチュレータの縦方向の長さに対して垂直に通るMRI表示を示す図である。 オブチュレータがスリーブのノッチを開くために開口した位置にある、選択されたイメージングスライスが、図28の同軸スリーブおよびオブチュレータの縦方向の長さに沿って実質的に通るMRI表示を示す図である。 線37‐37に沿って切り取った、選択されたイメージングスライスが、図36の同軸スリーブおよびオブチュレータの縦方向の長さに対して垂直に通るMRI表示を示す図である。 マーカー配置内腔と連通した、MRI可視マーカーによって強調された側面ノッチを有するオブチュレータの遠位部分の縦方向の右側断面図である。 下側の吸引内腔に連通した、隣接するマーカーバンドによって強調された側面ノッチを有するオブチュレータの遠位部分の縦方向の右側断面図である。 配置ランプを備えた側面ノッチおよびマーカー/器具内腔を有するオブチュレータの縦方向の右側断面図である。 縦方向のマーカー/器具内腔に連通した開口した遠位端部の周りに外周リングMRI可視マーカーを有するコア針の縦方向の右側断面図である。 MRI生検装置に用いるポリイミドを生成するための処理を示す線図である。 丸型スリーブの断面図である。 楕円型スリーブの断面図である。 正方形/長方形のスリーブの断面図である。 複合型スリーブの断面図である。 圧縮固定具内に配置された成形するスリーブの正面図である。 横方向の圧縮により楕円の断面に形成された図44のスリーブの正面図である。 加熱されて結合力のある永久形状に形成された図44Bの楕円スリーブの正面図である。 胴部がくびれた楕円マンドレルがスリーブ内に挿入され、対向したピンチ部分を有する圧縮プレート間に配置された、成形装置内にある成形する丸いスリーブの正面図である。 胴部がくびれた楕円形状を得るために、圧縮プレート間に成形するスリーブが保持された状態で、成形装置の圧縮プレートをマンドレルに圧迫して加熱した後の成形した丸いスリーブの正面図である。 図45Bの成形装置から取り外された後の胴部がくびれた楕円スリーブの正面図である。 胴部がくびれた楕円形状を形成するべく外周全体を圧迫および加熱するために、成形するスリーブを拘束する形状のマンドレルおよび圧縮プレートを備えた成形装置の正面図である。 図45Dの成形装置から取り外された後の胴部がくびれた楕円形状のスリーブの正面図である。 オーバーモールディングのためにレーザー成形された近位取付け孔および側方孔を備えるスリーブの斜視図である。 レーザー成形された貫通孔を有するスリーブの近位部分がスリーブハブでオーバーモールドされた縦方向の右側断面図である。 レーザー成形された除去部分がオーバーモールドされてスリーブハブが形成されているスリーブの近位部分の縦方向の右側断面図である。 オブチュレータまたはスリーブの円錐状の遠位刺入先端におけるスロット内に取り付けられた先端が2つのフラット刃の平面図である。 オブチュレータまたはスリーブの一次/二次円錐状刺入先端の平面図である。 図49Aの一次/二次円錐状刺入先端の拡大正面図である。 図49Aおよび図49Bの刺入先端の正の角度についての刺入トルクの幾何学的線図である。 図49Aおよび図49Bの刺入先端の負の角度についての刺入トルクの幾何学的線図である。 スリーブまたはオブチュレータの刺入部分に用いる代替の平坦な三角切断部材の斜視図である。 図52Aの代替の平坦な三角切断部材の平面図である。 オブチュレータハブのための外部係合機構を備えた近位端部の流体継手と側面ノッチとの間を連通する内腔およびフラット刃刺入先端を備えたオブチュレータの左側断面図である。 図53のオブチュレータの正面図である。 図54の線55‐55に沿って切り取ったオブチュレータの縦方向の左側断面図である。 ハブ係合部分の遠位側の線56‐56に沿って切り取った、図53のオブチュレータの正面からの断面図である。 ハブ係合部分を横断する線57‐57に沿って切り取った、図53のオブチュレータの前方からの断面図である。 平坦な刺入先端、側面ノッチと近位端部との間を連通する内腔、および直径が徐々に増大している縦方向に離間した垂直イメージングウェルを備えたオブチュレータの左側面図である。 図58のオブチュレータの平面図である。 刺入先端が破線で示されている、線60‐60に沿って切り取った図58のオブチュレータの後面図である。 平坦な刃刺入先端、側面ノッチと近位端部との間を連通する内腔、断面積が徐々に増大しているスラットイメージングキャビティを備えたオブチュレータの左側面図である。 図61のオブチュレータの平面図である。 刺入先端が破線で示されている、側面ノッチを通る線63‐63に沿って切り取った、図61のオブチュレータの後面図である。 スラットイメージングキャビティを通る線64‐64に沿って切り取った、図61のオブチュレータの前面図である。 フラット刺入先端、側面ノッチと近位端部との間を連通する内腔、および代替の一連のスラットイメージングキャビティを備えたオブチュレータの左側面図である。 図65のオブチュレータの平面図である。 刺入先端が破線で示されている、側面ノッチを通る線67‐67に沿って切り取った図65のオブチュレータの後面図である。 図65の線68‐68に沿って切り取ったオブチュレータの前面図である。 角度が30度の側面ノッチを有するオブチュレータの左側のMRIイメージである。 角度が60度の側面ノッチを有するオブチュレータの左側のMRIイメージである。 カヌー型ダグアウトを備えた側面ノッチを有するオブチュレータの左側のMRIイメージである。 図53のオブチュレータの左側のMRIイメージである。 浸漬されたコラーゲンプラグを含む内腔を備えた図53のオブチュレータの左側のMRIイメージである。 水溶性ゲルで満たされた図58のオブチュレータの左側のMRIイメージである。 ガドリニウムで満たされた図61のオブチュレータの左側のMRIイメージである。

Claims (10)

  1. 磁気共鳴イメージング(MRI)適合性材料から形成されたカニューレを用いた、ヒトの***組織内での最小侵襲性医療処置に用いるための装置において、
    前記カニューレが、前記カニューレの遠位端部に近接した側面開口、およびコア生検切断部材を受容できる大きさの縦方向内腔を具備しており、
    前記装置は、
    前記コア生検切断部材の代わりに前記カニューレ内に挿入できる大きさで、MRI適合性材料から形成されたシャフトを備えたオブチュレータと、
    前記カニューレの前記側面開口に近接して前記オブチュレータに形成され、前記側面開口の識別を容易にするために局所的なコントラストを増強するMRI可視材料を受容するように機能的に構成された、MRIイメージング凹部と、
    を含む、
    装置。
  2. 請求項1に記載の装置において、
    前記MRIイメージング凹部は、形状が平坦なノッチを含む、装置。
  3. 請求項2に記載の装置において、
    前記MRIイメージング凹部は、前記平坦なノッチに形成された溝をさらに含む、装置。
  4. 請求項1に記載の装置において、
    前記MRIイメージング凹部の近位側に縦方向に整合した複数のMRIイメージング孔、
    をさらに含み、
    各前記MRIイメージング孔は、前記オブチュレータの横表面に連通している、
    装置。
  5. 請求項4に記載の装置において、
    前記複数のMRIイメージング孔はそれぞれ、他のMRIイメージング孔とは異なる形状を有する、装置。
  6. 請求項4に記載の装置において、
    前記複数のMRIイメージング孔は、複数のウェルを含む、装置。
  7. 請求項6に記載の装置において、
    前記複数のウェルはそれぞれ、他のウェルとは異なる形状を有する、装置。
  8. 請求項6に記載の装置において、
    前記複数のMRIイメージング孔は、複数の円柱ウェルを含む、装置。
  9. 請求項4に記載の装置において、
    前記複数のMRIイメージング孔は、複数のスラットを含む、装置。
  10. 請求項9に記載の装置において、
    前記複数のスラットはそれぞれ、他のスラットとは異なる形状を有する、装置。
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