JP2019506969A - 埋め込み可能なマーカ、それらを使用するための装置及び方法 - Google Patents

Abstract

マーカ、プローブ、および関連するシステムおよび方法が、患者の体内の位置、例えば胸部内の病変の位置特定をするために提供される。マーカは、マーカに当たる光エネルギを電気エネルギに変換するための１又はそれ以上のフォトダイオードといったエネルギ変換器と、電気エネルギを蓄えるためにエネルギ変換器に接続された蓄積装置と、電気エネルギが所定の閾値に達するとスイッチを閉じて電気エネルギを放電して、アンテナに無線周波数（ＲＦ）信号を送信させる閾値素子とを有する。このシステムは、患者の体内に光を送信するプローブと、ＲＦ信号の周波数をプローブからマーカまでの距離に相関させるプロセッサとを含む。【選択図】図４

Description

関連出願データ
本出願は、２０１６年３月３日に出願された同時係属中の仮出願第６２／３０３，３１２号の利益を主張し、その全体の開示は、参照することにより本明細書に明示的に組み込まれている。

本発明は、埋め込み可能なマーカまたはタグ、および例えば、乳腺腫瘤摘出術といった外科的処置または他の処置の間に、患者の体内にそのようなマーカを位置特定するためのシステムおよび方法に関する。

胸部内の病変を除去するための生検または外科手術の前に、例えば、乳腺腫瘤摘出術中に、病変の位置を特定しなければならない。例えば、マンモグラフィまたは超音波イメージングを使用して、手術の前に病変の位置を特定および／または確認することができる。得られた画像は手術中に外科医によって使用されて病変の位置を特定し、病変にアクセスしおよび／または病変を除去するための切開中に、外科医を案内する。しかしながら、このような画像は一般に２次元であり、したがって、胸部および除去される病変は３次元構造であるため、病変の位置特定についての限定された指針を提供するだけである。さらに、このような画像は、病変の周りの適切なマージンを決定するのに、すなわち除去されるべき所望の検体の容量を決定するのに、限られた指針しか提供しない。

位置特定を容易にするために、手術の直前にワイヤの先端が病変の位置に配置されるように、例えば針を介してワイヤを胸部の中に挿入することができる。ワイヤが配置されると、例えば、ワイヤが胸部から出てくる患者の皮膚に適用される包帯またはテープを用いて、ワイヤを適所に固定することができる。ワイヤを所定の位置に配置して固定した状態で、患者は、例えば、生検または腫瘤摘出術を行うために外科手術に進むことができる。

位置特定のためにワイヤを使用することの１つの問題は、ワイヤが配置時と外科手術との間で移動することがあることである。例えば、ワイヤが十分に固定されていない場合、ワイヤは病変にアクセスするために使用される管に対して動くことがあり、その結果、先端部が病変の位置を誤って表示する可能性がある。これが起こった場合、その位置にアクセスして組織が除去されたときに、病変は完全に除去されず、および／または健康な組織が不必要に除去される可能性がある。さらに、この手術の間、外科医は、例えばワイヤの配置中に得られたマンモグラムまたは他の画像に基づいて、ワイヤ先端および病変の位置を単に推定するだけであり、さらなる案内なしに切開を進める可能性がある。また、このような画像は２次元であるため、治療または除去すべき病変の位置特定をするために限られた指針しか提供しない可能性がある。

代替的に、手術中に位置特定を提供するために放射性シードを配置することが提案されている。例えば、針を胸部を通して病変内に導入し、その後、針からシードを展開することができる。針を引き抜き、シードの位置をマンモグラフィを用いて確認する。その後の外科手術中に、手持ち式のガンマプローブを胸部の上に置き、シードを覆う場所を特定することができる。切開を行い、プローブを用いてシードおよび病変の切除を案内することができる。

したがって、外科手術、診断、または他の医療処置の前および／または処置中に、病変または他の組織構造の位置特定をするための装置および方法が有用であろう。

本発明は、埋め込み可能なマーカ及びタグ、並びに、例えば腫瘤摘出術といった外科手術又は他の手術中に患者の体内のこのようなマーカを位置特定するためのシステム及び方法に関する。

一実施形態によれば、患者の体内の標的組織領域に導入するための大きさのマーカが提供され、このマーカが、マーカに当たる光エネルギを電気エネルギに変換するためのエネルギ変換器と、スイッチと、スイッチに結合されたアンテナと、エネルギ変換器によって生成された電気エネルギを所定の閾値に達するまで蓄積するための、エネルギ変換器に結合された蓄積回路とを具え、所定の閾値に達したときにスイッチを閉じてアンテナに電気エネルギを供給するために、蓄積回路がスイッチに接続され、これにより、アンテナが無線周波数（ＲＦ）信号を送信する。

別の実施形態によれば、患者の体内の標的組織領域の中に導入するためのサイズのマーカが提供され、このマーカが、患者の体外の光源から受け取った光を電気エネルギに変換する１又はそれ以上の感光性ダイオードと、アンテナと、電気エネルギを蓄積するために前記１又はそれ以上の感光性ダイオードに結合されたコンデンサと、コンデンサに結合された閾値素子と、スイッチとを含む回路とを具えており、閾値素子は、コンデンサによって蓄積された電気エネルギが閾値電圧に達したときにスイッチを閉じて、アンテナに電気エネルギを供給するように構成され、これにより、アンテナが無線周波数（ＲＦ）パルスを送信する。

さらに、別の実施形態によれば、患者の体内のマーカを位置特定するためのシステムが提供され、このシステムが、患者の体内の標的組織領域に導入するための大きさのマーカであって、マーカに当たる光エネルギを電気エネルギに変換するためのエネルギ変換器と、スイッチと、スイッチに結合されたアンテナと、エネルギ変換器によって生成された電気エネルギを所定の閾値に達するまで蓄積するための、エネルギ変換器に結合された蓄積回路とを具え、所定の閾値に達したときにスイッチを閉じて前記アンテナに電気エネルギを供給するために、前記回路がスイッチに接続され、これにより、アンテナが無線周波数（ＲＦ）信号を送信する、マーカと、マーカに向けて患者の体内に透過光を送信するよう構成された光源を具えるプローブと、マーカによって送信されたＲＦ信号を受信するよう構成された受信アンテナと、マーカからのＲＦ信号の周波数を、プローブからマーカが導入された前記組織領域への距離に相関させるための、受信アンテナに接続されたプロセッサと、距離に関連する情報を提供するためにプロセッサに接続された出力装置とを具える。

さらに、別の実施形態によれば、患者の体内の標的組織領域を位置特定するための方法が提供され、この方法が、患者の体内にマーカを埋め込むステップであって、マーカが、エネルギ変換器と、アンテナと、エネルギ変換器及びアンテナに接続された回路とを具える、ステップと、マーカに向けて患者の身体の近くにプローブを配置するステップと、プローブを作動させて、エネルギ変換器が、ＲＦアンテナがＲＦパルスを送信するように回路を介してＲＦアンテナに周期的に供給される電気エネルギに光エネルギを変換するように、患者の体内に光エネルギを供給するステップと、ＲＦパルスの周波数をプローブからマーカまでの距離に相関させるステップと、を具える。

本発明の他の態様および特徴は、添付の図面と併せて以下の説明の考察から明らかになるであろう。

本開示のこれら及び他の特徴、態様、および利点は、以下の説明、添付の特許請求の範囲、及び添付図面に関してよりよく理解されるであろう。

図１は、患者の体内に埋め込むためのマーカの例示的な実施形態の概略図である。 図２は、外部からの刺激に応答して図１のマーカの動作を示すグラフである。 図３Ａ及び３Ｂは、胸部の組織内にマーカを送達するために使用される送達装置を示す、胸部の側面図である。 図４は、胸部内に埋め込まれた標的を特定および／または位置決めするためのプローブおよびディスプレイを含むシステムの例示的な実施形態の側面図である。

以下の説明では、システムのより完全な説明を提供するために多くの詳細が示される。しかしながら、当業者には明らかなように、開示されたシステムは、これらの特定の詳細なしで実施することができる。他の例では、システムを不必要に不明瞭にしないように、周知の特徴は詳細には説明されていない。

図面を参照すると、図１は、例えば図４に示すような胸部９０内といった患者の体内に埋め込まれ得るマーカまたはタグ１０の例示的な実施形態を示す。一般に、マーカ１０は、エネルギ変換器１２と、スイッチ１４と、スイッチ１４に結合されたアンテナ１６と、エネルギ変換器１２に結合され、所定の閾値が達成するまでエネルギ変換器１２によって生成された電気エネルギを蓄積する蓄積回路２０とを含んでおり、スイッチ１４に接続された蓄積回路２０は、所定の閾値に達成したときにスイッチ１４を閉じてアンテナ１６を作動させる。マーカ１０は、腫瘍摘出手術といった手術を実行するためのシステム８に含まれてもよく、例えば図３Ａおよび図３Ｂに示すような、１またはそれ以上のマーカを組織内に送達するための送達装置３０と、例えば図４に示すような、マーカ１０にエネルギを送信するための光送信機又はプローブ４０と、マーカのアンテナ１６からの信号を検出するための受信アンテナ４８と、コントローラまたは処理ユニット６０とを例えば含んでおり、以下でさらに説明する。

マーカ１０の構成要素は、患者の体内に埋め込まれるようなサイズと構成の電子パッケージまたはハウジング（図示せず）に包まれても又は埋め込まれてもよい。例えば、エネルギ変換器１２、スイッチ１４、および蓄積回路２０を含むパッケージには、半導体チップ、プリント回路基板（ＰＣＢ）、および／または他の回路が搭載されてもよい。アンテナ１６は、パッケージ内に収容されてもよく、または少なくとも部分的にパッケージの外側に配置されてもよい。

図１に戻ると、例示的な実施形態では、エネルギ変換器１２は、例えば直列に接続された複数の感光ダイオード１２ａを含み、それらに当たる入射光を電気エネルギに変換することができる。任意選択的に、ダイオード１２ａは、直列に接続された複数対のダイオードとして設けられてもよく、パッケージ（図示せず）内で空間的に互いに直交するよう配置されてもよい。例えば、感光性ダイオードが指向性であると仮定すると、少なくとも２対のダイオードをパッケージ内に１８０°オフセットして取り付けてもよく、又はそうでなければ、少なくとも１対のダイオード１２ａが、埋め込み後のプローブ４０に対するマーカ１０の向きにかかわらず、プローブ４０から光を受け取るように、互いに対して配置することができる。パッケージは、少なくとも部分的に透明であってもよく、あるいは、パッケージに向けられた光がダイオード１２ａによって受け取られるように、ダイオード１２ａがパッケージから露出されてもよい。

例示的な実施形態では、ダイオード１２ａは、電気エネルギに赤外光を変換するように構成することができる。赤外光エネルギの１つの利点は、赤外光エネルギが組織を十分に通過して、プローブ４０が、患者の皮膚に対して配置されたときに、例えば患者の体内、例えば図６に示すように胸部９０に数インチ離れたところに埋め込まれたときに、比較的小さなマーカ１０を作動させるのに十分なエネルギを供給し得ることである。さらに、赤外光は組織によって部分的に吸収されるため、光が組織内にさらに進むにつれて、光の強度は減少する。この原理は、本明細書の他の箇所に記載されているように、プローブ４０からマーカまでの距離を相関させるために使用することができる。

任意選択的に、ダイオード１２ａ（および／またはダイオード１２ａの上にあるパッケージの透明な表面）は、１つまたはそれ以上のコーティングおよび／またはフィルタを含むことができる。例えば、プローブ４０とマーカ１０との間の所望の距離に基づいて、例えば、蓄積回路２０および／またはアンテナ１６の作動間隔に所定の充電速度を提供するように、ダイオード１２ａの吸収速度を変更するコーティングを適用することができる。例示的な実施形態では、必要に応じてダイオード１２ａ上にコーティングを設けて、充電速度を低下させ、結果として、ダイオード１２ａに当たる所定の光強度に対してアンテナ１６によって送信される信号の時間間隔を遅くすることができる。

加えてまたは代替的に、いくつかの適用例では、例えばマーカを互いに区別することを容易にするために、ダイオード１２ａ上に異なるフィルタを有する複数のマーカを設けることができる。例えば、各マーカは、各マーカがダイオード１２ａに当たる赤外光の唯一のセグメントのみを吸収するように、光の赤外光波長のあるセグメントのみを通過させるフィルタを含むことができる。したがって、赤外光の異なるセグメントを選択的に供給するプローブが提供される場合、プローブは、そのセグメントを通過するフィルタを含む標的マーカを作動させる赤外光のセグメントを送信するように動作され得る。プローブは、赤外光の所望の各セグメントを連続的にまたはそうでなければ断続的に送信して、患者の体内に埋め込まれた一組のマーカの各マーカを作動させ、特定し得る。

図１に戻ると、蓄積回路２０は、一般に、蓄積コンデンサまたは他の蓄積装置２２と、コンデンサ２２およびスイッチ１４に結合された閾値素子２４とを含む。例えば、図示するように、蓄積コンデンサ２２および抵抗２６は、充電回路を提供するためにエネルギ変換器１２の両端に接続されており、ダイオード１２ａによって生成された電気エネルギが蓄積コンデンサ２２を充電する。閾値素子２４は、蓄積コンデンサ２２が所定の閾値、例えば最大電圧に達すると、閾値素子２４がスイッチ１４を閉じるように構成されている。

スイッチ１４およびアンテナ１６は、スイッチ１４が開いた状態でアンテナ１６が休止状態に留まるように、蓄積コンデンサ２２と並列に接続される。しかしながら、スイッチ１４が閉じられると、蓄積コンデンサ２２によって蓄積された電気エネルギが放電され、これにより、アンテナ１６が信号を送信する。例えば図示するように、アンテナ１６は、アンテナコンデンサ１６ａと、磁気アンテナ１６ｃに結合されたアンテナインダクタ１６ｂとを含むＬＣ回路を含む。したがって、スイッチ１４が閉じられると、蓄積コンデンサ２２から放電されたエネルギは、アンテナ１６に無線周波数（ＲＦ）パルスまたはバーストを送信させる。

図２は、ダイオード１２ａによって吸収される光、例えば赤外光に曝されたときのマーカ１０の動作の表示を示す。最初に時間０（光の初期露光時）で、ダイオード１２ａは蓄積コンデンサ２２を充電する電気エネルギに吸収された光を変換し、例えばグラフのＶｃ（ｔ）部分によって示すように電圧を上昇させる。時間Ａにおいて、蓄積コンデンサ２２の電圧が閾値素子２４の所定の閾値に達すると、閾値素子２４がスイッチ１４を閉じる。これにより、蓄積コンデンサ２２が放電し、時間Ｂまで電圧が低下する。結果として生じる放電は、グラフのＲＦ（ｔ）部分によって示すように、アンテナ１６にＲＦパルスを送信させる。

蓄積コンデンサ２２が放電されると、閾値素子２４は再びスイッチ１４を開き、蓄積コンデンサ２２は、Ｂの後のグラフのＶｃ（ｔ）部分に示すように、再び充電を開始する。このサイクルは、エネルギ変換器１２が引き続き光に曝され、光を吸収する限り繰り返すことができる。グラフのＲＦ（ｔ）部分に示すように、ＲＦパルスの時間間隔または周波数Ｔを決定することができ、後述するように、光源からマーカ１０までの距離に相関させることができる。

図３Ａおよび図３Ｂを参照すると、針または送達装置６０が、患者の身体、例えば病変９２に隣接する胸部９０に１つまたはそれ以上のマーカ１０（１つのマーカを示す）を導入するために設けられる。例えば、送達装置６０は、標的組織領域（図示せず）の中に組織を通って導入され、マーカ１０を担持するような大きさの近位端６２ａおよび遠位端６２ｂを含むシャフト６２を含む。送達装置６０は、シャフト６２の近位端６２ａと遠位端６２ｂとの間に少なくとも部分的に延在する管腔６４と、連続的に、又はそうでなければ管腔６４から独立して、１又はそれ以上のマーカ１０を選択的に送達するための、シャフト６２内を摺動可能なプッシャ部材６６とを含む。

図示されるように、シャフト６２の遠位端６２ｂは、シャフト６２が組織を介して直接導入され得るように、面取りされ、尖っていてもよく、および／またはそうでなければ鋭くなっていてもよい。代替的に、送達装置６０は、カニューレ、シース、または予め組織を貫通して配置された他の管状部材（図示せず）を通して導入されてもよい。任意選択的に、遠位端６２ｂは、例えばＸ線透視法、超音波、電磁信号等を用いて、例えば導入中に遠位端６２ｂの監視を容易にすることができる、放射線不透過性、エコー源性、または他の材料から形成されるバンドまたは他の態様を含むことができる。

図示するように、プッシャ部材６６は、マーカ１０に隣接する管腔６４内に配置されたピストンまたは他の部材６７、およびピストンに結合されたプランジャまたは他のアクチュエータ６８を含み、マーカ１０を管腔６４から押す。例えば、図３Ａに示すように、シャフト６２の遠位端６２ａ（そこでマーカ１０を担持する）を胸部９０（または他の組織）の中に挿入し、前進させるか、又はそうでなければマーカ１０を、例えば、癌性病変９２の内部またはそれに隣接する目標位置に配置するように位置決めされ得る。任意選択的に、外部撮像を使用して、病変９２に対するマーカ１０の位置を確認することができる。標的位置に一旦到達すると、シャフト６２をプッシャ部材６６に対して引き抜き、図３Ｂに示すようにマーカ１０を展開することができる。任意選択的に、送達装置６０は、複数のマーカ（図示せず）を担持することができ、シャフト６２は、さらなるマーカを展開するために１回以上再配置され得る。

代替的には、必要に応じて、シャフト６２を引っ込めるのではなく、プッシャ部材６６を前進させてルーメン６４からマーカ１０を連続的に展開することができる。別の代替例では、トリガー装置または他の自動化されたアクチュエータ（図示せず）をシャフト６２の近位端６２ａに設けることができ、これらは、それぞれの活動、例えば、個々のマーカ１０を遠位端６２ｂから送達するのに十分にシャフト６２を後退させることができる。使用され得る送達装置の例示的な実施形態は、米国特許出願公開第２０１１／００２１８８８号に記載されており、その全開示は、参照することにより明示的に本明細書に組み込まれている。

図４を参照すると、胸部９０内または他の体内の腫瘍、病変または他の組織構造９２といった、患者の体内の標的組織領域の位置特定のためのシステム８の例示的な実施形態が示されている。図８に示すように、このシステムは一般に、患者の体内に光を送信するプローブ４０と、受信アンテナ４８と、および例えば１またはそれ以上のケーブル４１，４９を使用してプローブ２０に結合されたコントローラおよび／またはディスプレイユニット５０とを有する。

図示するように、プローブ４０は、使用者によって保持されるように構成された第１または近位端４２と、例えば実質的に平坦なまたは他の接触面を有する組織に接してまたは隣接して配置されることを意図した第２または遠位端４４とを有する手持ち式装置であってもよい。さらに、プローブ４０は、遠位端４４によって接触した組織の中に、例えば図４に示すように胸部組織９０内に、光、例えば赤外光を伝送するよう構成された複数の光ファイバ（図示せず）といった光送信器を有する。光ファイバは、例えば、光ファイバがケーブル４１を通過するか、プローブ４０自体の内部を通過した状態で、コントローラ５０内の光源（図示せず）に結合することができ、光源からの光が光ファイバを通過してプローブ４０の遠位端４４から遠位に放射される。代替的に、光源をプローブ４０内に、例えば遠位端４４に隣接して配置することができ、１つ以上のレンズ、フィルタ、又はまたは他の構成要素を光源に結合して、遠位端４４からの光を導くことができる。

例示的な実施形態では、光源は、例えば、８００〜９５０ｎｍの波長の間の例えば近赤外光を供給し得る赤外光光源である。任意選択的に、光ファイバは、必要に応じて、１つまたはそれ以上のレンズ、フィルタ等（図示せず）を含めることができ、例えばプローブ４０の中心軸に実質的に平行に延びる比較的狭いビーム、より広いビーム等に、例えば所望の方法でプローブ４０によって伝送された光を集束させることができる。

代替的な実施形態では、プローブ４０は、本明細書の他の箇所に記載されているように、例えば赤外光範囲内の異なる波長のセグメントを供給して個々のマーカを選択的に作動させるように構成することができる。例えば、プローブ４０は、第１のマーカを作動させて検出するのに十分な第１の時間にわたって第１のセグメントを送信し、次いで第２のマーカ等を作動させて検出するのに十分な第２の時間にわたって第２のセグメントを送信する。

受信アンテナ４８は、受信アンテナ４８が、例えば患者の胸部９０上にマーカ１０によって送信された信号を検出するのに十分に近い所望の位置に固定されおよび／またはそうでなければ配置されるように、プローブ４０から離れていてもよい。例えば、受信アンテナ４８は、胸部９０に近い領域、例えば病変９２への意図された切開経路から離れた位置で、患者の皮膚に接着され又はそうでなければ固定されるパッチであってもよい。したがって、このような方法では、受信アンテナ４８は、実質的に静止したままであり、マーカ１０によって送信されたＲＦパルスを検出し、それらを処理のためにケーブル４９を介してコントローラ５０に中継する。代替的には、プローブ４０内に受信アンテナ（図示せず）を設けることができ、ケーブル４１（または別個のケーブル）を使用して信号を検出してコントローラ５０に中継する。

コントローラ５０は、一般に、（光源がプローブ４０内に配置されていない限り）プローブ４０によって送信される光を生成するための光源と、受信アンテナ４８から受信した信号を処理するための１又はそれ以上のコントローラ、回路等とを有する。コントローラ５０のコンポーネントは、必要に応じて、ディスクリートコンポーネント、ソリッドステートデバイス、プログラマブルデバイス、ソフトウェアコンポーネント等を含めることができる。

また、コントローラ５０は、例えば、プローブ４０の遠位端４４からマーカ１０までの距離に関連する空間データまたは画像データといった、情報をプローブ４０のユーザに表示するためのディスプレイ５４、１つまたはそれ以上の出力デバイスを含めることができる。さらに、コントローラ５０は、可聴情報、例えば距離および／または他の出力に関連するパルスまたは周波数を所望に応じて提供する１つまたはそれ以上のスピーカを含めることができる。任意に、コントローラ５０は、１つまたはそれ以上のユーザインターフェース、メモリ、送信器、受信器、コネクタ、ケーブル、電源など（図示せず）といった他の態様または構成要素を含めることができる。例えば、コントローラ４０は、光源（プローブ４０内に設けられている場合）を動作させるための１つまたはそれ以上のバッテリまたは他の内部電源を含めることができる。代替的に、プローブ４０は、プローブ４０の構成要素を動作させるために、例えば標準ＡＣ電源といった外部電源に接続され得るケーブルを含め得る。

任意選択的に、プローブ４０の一部分、例えば、遠位端４４に隣接する部分は使い捨て可能であってもよく、または必要に応じて、使い捨てのカバー、スリーブ等（図示せず）が設けられてもよく、プローブ４０の少なくとも近位部分が再使用可能であってもよい。代替的に、プローブ４０全体が使い捨て可能な使い捨て装置であってもよい一方で、コントローラ５０は、新しいプローブ４０および受信アンテナ４８をコントローラ５０に接続することによって、複数の手術中に使用することができ、コントローラ５０は外科手術の領域外にあるが、必要に応じてアクセス可能および／または視ることができる。

システム８は、例えば病変または他の標的組織領域の位置特定を容易にするために、および／または、胸部９０または他の身体構造からの検体の切開および／または除去を容易にするために、例えば胸部生検または腫瘍摘出手術のような医療処置中に使用され得る。マーカ１０およびシステム８は、胸部病変の位置特定に特に有用であると記載されているが、身体の他の領域における他の対象の位置特定にも使用され得ることに留意されたい。

手術の前に、標的組織領域、例えば腫瘍または他の病変を、従来の方法を用いて特定することができる。例えば、胸部９０内の病変９２は、例えばマンモグラフィおよび／または他の画像化を用いて特定され、病変を除去するための決定がなされ得る。マーカ１０は、例えば針又は図３Ａおよび３Ｂに示す送達装置６０といった他の送達装置を使用して、標的病変９２内又はその近傍の胸部９０内に埋め込むことができる。任意に、複数のマーカ（図示せず）を必要に応じて例えば病変９２の周りに埋め込むことができる。

図４に示すように、マーカ１０が埋め込まれると、プローブ４０の遠位端４４は患者の皮膚に対して、例えば胸部９０に対して配置され得る。プローブ４０からの光は、光がマーカ１０のエネルギ変換器１２に当たるように、胸部９０内に供給され得る。上述したように、これにより、蓄積回路２０が充放電を繰り返して、アンテナ１６にＲＦパルスまたはバーストを送信させ、受信アンテナ４８によって検出することができる。

コントローラ５０は、受信信号を処理し、プローブ４０からマーカ１０までの距離とそれらを相関させることができる。例えば、上述したように、（図２に示す）ＲＦパルスの時間間隔または周波数Ｔは、その距離に比例する。特に、プローブ４０からマーカ１０までの距離が増加するにつれて、ダイオード１２ａに当たる光の強度が低減され、これにより、電気エネルギの生成が少なくなり、蓄積コンデンサ２２の充電がより遅くなる。コントローラ５０は、受信アンテナ４８からの信号を処理して、ディスプレイ４８および／または他の出力装置に示される相対距離または実際の距離の出力を提供するデジタルプロセッサを含んでいる。例えば、ディスプレイ５４は、単に、例えばプローブ４０からマーカ１０までの相対距離に基づいて、距離および／または他のデータを提供する読み出し装置であってもよい。距離情報は、インチ（ｉｎ．）またはセンチメートル（ｃｍ）といった、長さの単位で距離を表す数値として表示され得る。さらに又は代替的に、コントローラ５０上のスピーカは、距離の可聴表示、例えばプローブ４０がマーカ１０に近づくにつれて速さが増加する間隔を空けたパルスを生成することができる。

取得され与えられた距離データに基づいて、ユーザは皮膚から病変９２に向かう経路を選択し、その後組織は、例えば患者の皮膚に切開部を作成し、介在組織を所望の深さまで、例えば、病変周辺の標的周縁に達したときに対応する深さまで切開することによって切開され得る。組織検体は、例えば、除去された標本内にマーカ１０を残したままで従来の腫瘍摘出手術を使用して、切除するか、又はそうでなければ除去することができる。いかなる時でも、プローブ４０の遠位端４４は、患者の組織に対して配置されて、病変９２への距離および／または接近を確認することができる。病変９２（及びマーカ１０）が除去されると、受信アンテナ４８を患者の体から取り除き得る。

本発明は、様々な修正および代替的形態が可能であるが、それらの特定の実施例が図面に示されており、本明細書において詳細に記載されている。しかしながら、本発明は、開示された特定の形態または方法に限定されるものではなく、逆に、本発明は、添付の特許請求の範囲内のすべての修正したもの、同等なもの及び代替的なものを包含することに留意されたい。

Claims (25)

1. 患者の体内の標的組織領域の中に導入するためのサイズのマーカであって、
   患者の体外の光源から受け取った光を電気エネルギに変換する１又はそれ以上の感光性ダイオードと、
   アンテナと、
   前記電気エネルギを蓄積するために前記１又はそれ以上の感光性ダイオードに結合されたコンデンサと、前記コンデンサに結合された閾値素子と、スイッチとを含む回路とを具えており、
   前記閾値素子は、前記コンデンサによって蓄積された前記電気エネルギが閾値電圧に達したときに前記スイッチを閉じて、前記アンテナに電気エネルギを供給するように構成され、これにより、前記アンテナが無線周波数（ＲＦ）パルスを送信することを特徴とするマーカ。
2. 請求項１に記載のマーカにおいて、
   前記回路が、前記１又はそれ以上の感光性ダイオードが光に晒されたときに、前記コンデンサを繰り返し充電することにより前記スイッチを断続的に閉じ、前記アンテナが断続的なＲＦパルスを送信するよう構成されており、前記ＲＦパルスの周波数が、前記光源から前記マーカが導入される前記標的組織領域までの距離に比例することを特徴とするマーカ。
3. 請求項１に記載のマーカにおいて、
   前記１又はそれ以上の感光性ダイオードは、互いに直交するよう配置された複数のダイオードを具えることを特徴とするマーカ。
4. 請求項１に記載のマーカにおいて、
   前記１又はそれ以上の感光性ダイオードが、前記１又はそれ以上の感光性ダイオードの光吸収率を変更するためのコーティングをその上に具えることを特徴とするマーカ。
5. 請求項１に記載のマーカにおいて、
   前記１又はそれ以上の感光性ダイオードは、前記１又はそれ以上の感光性ダイオードによって受光される前記光源からの光の波長を制限するためのフィルタをその上に具えることを特徴とするマーカ。
6. 請求項１に記載のマーカにおいて、
   前記アンテナが、前記スイッチが閉じて前記ＲＦ信号を送信するときに作動する磁気アンテナに結合されたインダクタを具えることを特徴とするマーカ。
7. 患者の体内の標的組織領域に導入するための大きさのマーカであって、
   前記マーカに当たる光エネルギを電気エネルギに変換するためのエネルギ変換器と、
   スイッチと、
   前記スイッチに結合されたアンテナと、
   前記エネルギ変換器によって生成された電気エネルギを所定の閾値に達するまで蓄積するための、前記エネルギ変換器に結合された蓄積回路とを具え、
   前記所定の閾値に達したときに前記スイッチを閉じて前記アンテナに電気エネルギを供給するために、前記蓄積回路がスイッチに接続され、これにより、前記アンテナが無線周波数（ＲＦ）信号を送信することを特徴とするマーカ。
8. 請求項７に記載のマーカにおいて、
   前記エネルギ変換器は、患者の体外の光源から受け取った光を変換して電気エネルギを生成するよう構成された１又はそれ以上の感光性ダイオードを具えることを特徴とするマーカ。
9. 請求項８に記載のマーカにおいて、
   前記１又はそれ以上の感光性ダイオードは、互いに直交するよう配置された複数のダイオードを具えることを特徴とするマーカ。
10. 請求項７に記載のマーカにおいて、
    前記蓄積回路が、前記エネルギ変換器が光に晒されたときに、前記所定の閾値に達するまで前記蓄積回路を繰り返し充電することにより、前記スイッチを断続的に閉じ、前記アンテナが断続的なＲＦ信号を送信するよう構成されており、前記ＲＦ信号の周波数が、前記光源から前記マーカが導入される前記標的組織領域までの距離に比例することを特徴とするマーカ。
11. 請求項８に記載のマーカにおいて、
    前記１又はそれ以上の感光性ダイオードが、前記１又はそれ以上の感光性ダイオードの光吸収率を変更するためのコーティングをその上に具えることを特徴とするマーカ。
12. 請求項８に記載のマーカにおいて、
    前記１又はそれ以上の感光性ダイオードが、前記１又はそれ以上の感光性ダイオードによって受光される前記光源からの光の波長を制限するためのフィルタをその上に具えることを特徴とするマーカ。
13. 請求項７に記載のマーカにおいて、
    前記アンテナが、前記スイッチが閉じて前記ＲＦ信号を送信するときに作動する磁気アンテナに結合されたインダクタを具えることを特徴とするマーカ。
14. 患者の体内のマーカを位置特定するためのシステムであって、
    患者の体内の標的組織領域に導入するための大きさのマーカであって、前記マーカに当たる光エネルギを電気エネルギに変換するためのエネルギ変換器と、スイッチと、前記スイッチに結合されたアンテナと、前記エネルギ変換器によって生成された電気エネルギを所定の閾値に達するまで蓄積するための、前記エネルギ変換器に結合された蓄積回路とを具え、前記所定の閾値に達したときに前記スイッチを閉じて前記アンテナに電気エネルギを供給するために、前記蓄積回路がスイッチに接続され、これにより、前記アンテナが無線周波数（ＲＦ）信号を送信する、マーカと、
    前記マーカに向けて患者の体内に透過光を送信するよう構成された光源を具えるプローブと、
    前記マーカによって送信された前記ＲＦ信号を受信するよう構成された受信アンテナと、
    前記マーカからの前記ＲＦ信号の周波数を、前記プローブから前記マーカが導入された前記標的組織領域への距離に相関させるための、前記受信アンテナに接続されたプロセッサと、
    前記距離に関連する情報を提供するために前記プロセッサに接続された出力装置とを具えることを特徴とするシステム。
15. 請求項１４に記載のシステムにおいて、
    前記出力装置が、前記プローブから前記マーカまでの前記距離を表す視覚情報を示すためのディスプレイを具えることを特徴とするシステム。
16. 請求項１４に記載のシステムにおいて、
    前記出力装置が、前記プローブから前記マーカまでの前記距離を表す音声情報を示すためのスピーカを具えることを特徴とするシステム。
17. 請求項１４に記載のシステムにおいて、
    前記エネルギ変換器が、前記光源からの光を変換して前記蓄積回路によって蓄積される電気エネルギを生成するよう構成された１又はそれ以上の感光性ダイオードを具えることを特徴とするシステム。
18. 請求項１４に記載のシステムにおいて、
    前記蓄積回路が、前記エネルギ変換器が光に晒されたときに、前記所定の閾値に達するまで前記蓄積回路を繰り返し充電することにより、前記スイッチを断続的に閉じ、前記アンテナが断続的なＲＦ信号を送信するよう構成されており、前記プロセッサが、前記断続的なＲＦ信号の周波数を、前記プローブから前記標的組織領域への距離に相関させることを特徴とするシステム。
19. 請求項１４に記載のシステムにおいて、
    前記プローブが、患者の身体に配置するための接触面を具えており、前記光源が、前記接触面から患者の体内に光を送信するよう構成されていることを特徴とするシステム。
20. 請求項１４に記載のシステムにおいて、
    前記光源が、患者の体内に赤外光を送信するよう構成されており、前記エネルギ変換器が、前記赤外光を電気エネルギに変換する１又はそれ以上の感光性ダイオードを具えることを特徴とするシステム。
21. 請求項１４に記載のシステムにおいて、
    前記受信アンテナが前記プローブによって担持されることを特徴とするシステム。
22. 請求項１４に記載のシステムにおいて、
    前記受信アンテナが、前記プローブとは独立して患者の身体に固定可能であることを特徴とするシステム。
23. 患者の体内の標的組織領域を位置特定するための方法であって、
    患者の体内にマーカを埋め込むステップであって、前記マーカが、エネルギ変換器と、アンテナと、前記エネルギ変換器及び前記アンテナに接続された回路とを具える、ステップと、
    前記マーカに向けて患者の身体の近くにプローブを配置するステップと、
    前記プローブを作動させて、前記エネルギ変換器が、ＲＦアンテナがＲＦパルスを送信するように前記回路を介して前記ＲＦアンテナに周期的に供給される電気エネルギに光エネルギを変換するように、患者の体内に光エネルギを供給するステップと、
    前記ＲＦパルスの周波数を前記プローブから前記マーカまでの距離に相関させるステップと、
    を具えることを特徴とする方法。
24. 請求項２３に記載の方法において、
    前記患者の体内に光エネルギを供給するステップは、前記患者の体内に赤外光を供給することを含み、前記エネルギ変換器は、電気エネルギに前記赤外光を変換する１又はそれ以上の感光性ダイオードを具えることを特徴とする方法。
25. 請求項２３に記載の方法において、
    前記回路が、スイッチに結合された閾値素子を具え、前記閾値素子が、閾値電圧を超えるまで前記エネルギ変換器からの前記電気エネルギを蓄積し、これにより、前記閾値素子が、前記スイッチを作動させて前記ＲＦアンテナに電気エネルギを供給することで、前記ＲＦアンテナがＲＦパルスを送信することを特徴とする方法。
    

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