JP2013533042A - 手術中の心臓組織にインジェクションする方法及び装置 - Google Patents
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Abstract
装置は、治療剤を、体内組織の正確な位置に注入するために供される。装置は、エンドエフェクタを具えており、該エンドエフェクタは、ハンドル上の移動コントローラにより正確な位置に案内される。正確な位置にて、エンドエフェクタは真空作用により心臓組織に取り付ける。可撓性ニードルは、エンドエフェクタ内の偏向トンネルを通って前進し、所定深さに進入する。次に、治療剤は可撓性ニードルを通じて心臓組織の中に導入される。これらの操作は全て、片手で制御されることができ、イメージング方法によって観察されることができる。
【選択図】 図1a
Description
本願は、2010年7月13日に出願された米国仮特許出願第61/363,998号、発明の名称「手術中の心臓組織にインジェクションする方法及び装置」の優先権を主張する。
本発明は、全体的には、最小侵襲外科手術の分野に関し、より具体的には、直接インジェクションによる薬物又は組織工学材料の心臓への送給に関する。
好ましい実施例において、全ての操作は、外科医の片手のみによって制御されることができる。ハンドル(20)は、真空ポートスイッチ(100)を具え、該真空ポートスイッチは、図1aに示されるように真空チューブ(200)に取り付けられており、外科医は、エンドエフェクタ(80)が心臓近傍の所望位置にあるとき、選択的に吸引を作用させることにより、エンドエフェクタ(80)は心臓組織に取り付けられる。他の実施例において、外科医は、真空ポートスイッチに基づいて作動する足ペダル機構によって真空を作用させることができる。
好ましい実施例において、本発明のカテーテル(50)は、真空チューブ(200)、可撓性インジェクションニードル(240)、エンドエフェクタ(80)を二次元移動を容易にするためのガイドワイヤ(210)(220)(230)、及びセンサーワイヤ(250)を担持する(carry)。カテーテル(50)の遠位端部に、一連のディスクから構成される操縦部(steerable portion)(55)を設けることにより、エンドエフェクタ(80)が操縦される間、滑らかな屈曲を行えるようにすると共に、ガイドワイヤをニードル(240)の近接位置に維持することで、分配の均衡を計り、バランスのとれた動きを可能にする。
図3−5を参照すると、本発明のエンドエフェクタ(80)は、リーディング面(leading face)(600)、トレーリング面(trailing face)(610)及び作用面(working face)(620)を有している。エンドエフェクタは、ほぼ剛性のあらゆる生体適合性プラスチック又は当該分野で既知の金属材料から作られることができる。真空吸着(vacuum adhesion)には、例えば、堅くても曲がり易い緻密シリコーンが有利である。エンドエフェクタ(80)は、全体として、トレーリング面(610)に平行な面がほぼ矩形であるが、リーディング面(600)は、患者の体内への挿入を容易にするために大きな丸形である。なお、他の形状も可能であることは、当該分野の専門家にとって明らかであろう。
図6に示されるように、エンドエフェクタ(80)とカテーテル(50)は、広く知られた剣状突起下アクセスポイントを通じて患者に挿入される。エンドエフェクタ(80)は、次に、外科医により、心膜の全体領域に案内される。エンドエフェクタ(80)を操作して所望位置に配置するのに、外科医は、蛍光透視法又はその他のイメージング方法により得られる心臓画像をモニター上で観察し、該心臓画像を、エンドエフェクタ(80)内の電磁センサーコイルから供給されるリアルタイムデータと比較し、心臓画像にマッピングすることにより、外科医は、エンドエフェクタ(80)が鼓動している心臓に対して常にどの位置及びどの向きにあるかを知ることができる。さらにまた、ニードルの位置と前進状況は、前述した前進距離計測インジケータによって求められることができ、これらは同じように心臓画像の上にマッピングされることができる。電磁トラッキングシステムの座標マッピング及び手術前若しくは手術中のあらゆる心臓画像の座標フレームは、数多くの発明及び公報において広く知られているいわゆる「登録(registration)」技術を用いて作成されることができることは、コンピュータ支援外科技術における専門家には容易に理解されるであろう。
Claims (23)
- 治療剤を心臓組織内の正確な位置に注入するために改良された装置であって、
ハンドル、カテーテル、エンドエフェクタ及び可撓性ニードルを具えており、
ハンドルは、一組の移動コントローラ、可撓性ニードルを前進させる手段を具え、
カテーテルは、真空チューブ、可撓性ニードル及び一組のガイドワイヤを担持する手段を具え、
移動コントローラは、一組のガイドワイヤを操作して、エンドエフェクタを正確な位置に案内し、
エンドエフェクタは、
少なくともリーディング面、トレーリング面及び作用面を有する本体と、
本体を心臓組織に選択的に取り付けるために作用面に設けられた吸引用開口であって、真空チャンバーを有し、該真空チャンバーが、カテーテルの中を運ばれた真空チューブと適切に連結できるようにトレーリング面に配置された真空ポートに連通してなる、吸引用開口と、
トレーリング面のインジェクションニードルから、作用面の真空チャンバーから出現する作用面ポートまで延びるニードル偏向トンネルと、を具えており、
可撓性ニードルがトンネルを通って前進すると、ニードルはある角度で偏向されることができる、装置。 - 可撓性ニードルがトンネルの中を通って前進すると、ニードルは、45度〜90度の範囲の角度で偏向させられる請求項1の装置。
- エンドエフェクタは、リアルタイムでトラッキング及びナビゲーションを行なうことができる位置トラッキング装置をさらに具えている請求項1の装置。
- 位置トラッキング装置には、電磁センサーコイルがある請求項4の装置。
- 可撓性ニードルを適当位置にロックする手段をさらに具えている請求項1の装置。
- エンドエフェクタは、組織に関する情報を提供するための複数のセンサーをさらに具えている請求項1の装置。
- エンドエフェクタは、意図的に、少なくとも一次元に向けられることができる請求項1の装置。
- 可撓性ニードルが前進した距離を求めるための前進距離計測インジケータをさらに具えている請求項1の装置。
- 前進距離計測インジケータからのデータは、ニードルに関するリアルタイムの位置情報を提供することができるように、コンピュータナビゲーションシステムと関連づけられることができる請求項8の装置。
- ニードルの前進とガイドワイヤの操作は、外科医が、ハンドル上の手段を片手で操作することによって行うことができる請求項1の装置。
- カテーテルは、エンドエフェクタを操作しながら滑らかな曲げを可能にする一連のディスクから構成された遠位操縦部をさらに具えている請求項1の装置。
- 作用面ポートは、該作用面ポートに近接する心臓組織が真空によって変形されないように、吸引用開口から十分な離間距離を有している請求項1の装置。
- 治療剤を心臓組織内へ注入する手段をさらに具えている請求項1の装置。
- 治療剤を心臓組織の正確な位置に注入する方法であって、
(a)ハンドル、カテーテル、エンドエフェクタ及び可撓性ニードルを具えるインジェクション器具を選択することを含み、
ハンドルは、一組の移動コントローラ、可撓性ニードルを前進させる手段を具え、
カテーテルは、真空チューブ、可撓性ニードル及び一組のガイドワイヤを担持する手段を具え、
移動コントローラは、一組のガイドワイヤを操作して、エンドエフェクタを正確な位置に案内し、
エンドエフェクタは、
少なくともリーディング面、トレーリング面及び作用面を有する本体と、
本体を心臓組織に選択的に取り付けるために作用面に設けられた吸引用開口であって、真空チャンバーを有し、該真空チャンバーが、カテーテルの中を運ばれた真空チューブと適切に連結できるようにトレーリング面に配置された真空ポートに連通してなる、吸引用開口と、
トレーリング面のインジェクションニードルから、作用面の真空チャンバーから出現する作用面ポートまで延びる弓形のニードル偏向トンネルと、を具えており、
可撓性ニードルがトンネルを通って前進すると、ニードルはある角度で偏向されることができるようにしており、
(b)エンドエフェクタを、移動コントローラを用いて、心臓組織の正確な位置に配置すること、
(c)エンドエフェクタの作用面ポートを心臓組織の正確な位置に取り付けるために、真空力を、真空ポートを通じて吸引用開口へ作用させること、
(d)可撓性ニードルを、移動コントローラにより、測定された距離を作用面ポートを通じて前進させて、心臓組織内の所定深さまで進入させ、治療剤を、可撓性ニードルを通じて組織内に導入すること、を含んでいる方法。 - 可撓性ニードルがトンネルの中を通って前進すると、ニードルは、45度〜90度の範囲の角度で偏向させられる請求項14の方法。
- エンドエフェクタは、リアルタイムでトラッキング及びナビゲーションを行なうことができる位置トラッキング装置をさらに具えている請求項14の方法。
- エンドエフェクタは、所定の特性に関する情報を提供するための一対のセンサーを作用面にさらに具えている請求項14の方法。
- エンドエフェクタは、意図的に、少なくとも一次元に向けられることができる請求項14の方法。
- 可撓性ニードルが前進した距離を求めるための前進距離計測インジケータを使用することをさらに含んでいる請求項14の方法。
- 前進距離計測インジケータからのデータを使用することを含み、前記データをコンピュータナビゲーションシステムのデータと関連づけることにより、心臓組織に関するニードルのリアルタイム位置情報を提供する請求項14の方法。
- カテーテルは、エンドエフェクタを操作しながら滑らかな曲げを可能にする一連のディスクから構成された遠位操縦部をさらに具えている請求項14の方法。
- ハンドルは、可撓性ニードルを適当な位置に固定する手段をさらに具えている請求項14の方法。
- ハンドルは、治療剤を心臓組織内へ注入する手段をさらに具えている請求項14の方法。
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