KR20150054893A - 조직 내에서 니들 구조체의 전개를 제어하는 방법 및 시스템 - Google Patents

조직 내에서 니들 구조체의 전개를 제어하는 방법 및 시스템 Download PDF

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카메론 디 힌만
데이비드 제이 대니츠
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Abstract

조직 내에서 니들을 전개하기 위한 시스템은 컨트롤러와 시각 디스플레이를 포함한다. 치료 프로브는 니들과 갈래 모두의 전개된 위치를 제어하는 조절 가능한 정지부를 갖는다. 조절 가능한 정지부는 컨트롤러에 커플링되어 치료로부터 생기는 가상 치료 및 안전 경계가 시스템의 실제 전개 전에 가상 디스플레이 상에 제공될 수 있다.

Description

조직 내에서 니들 구조체의 전개를 제어하는 방법 및 시스템{METHODS AND SYSTEMS FOR CONTROLLED DEPLOYMENT OF NEEDLE STRUCTURES IN TISSUE}
관련 출원들의 상호 참조
본 출원은 2013년 3월 13일자로 출원된 미국 특허 출원 제13/801,782호(대리인 관리 번호 제31992-714.201호)와 2013년 3월 13일자로 출원된 미국 특허 출원 제13/801,840호(대리인 관리 번호 제31992-714.202호)를 우선권 주장하고, 이들 출원 모두는 2012년 9월 7일자로 출원된 가출원 제61/698,196호(대리인 관리 번호 제31992-714.101호)의 이익을 청구하며, 그 전체 개시가 본 명세서에 참조로 합체된다.
기술 분야
본 발명은 전반적으로 의료 방법 및 장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 치료 대상 조직의 이미지 상에 투사되는 치료 및 안전 경계를 이용하여 니들의 전개를 제어하는 방법 및 시스템에 관한 것이다.
환자의 신체 내의 기관과 조직을 치료하는 현재의 의료 치료는 에너지, 치료제 등의 전달을 위해 니들 또는 다른 세장형 본체를 이용하는 경우가 많다. 선택적으로, 치료 방법은 초음파 화상 진단을 이용하여 치료 타겟을 관찰 및 확인하고 치료 타겟에 대한 니들의 위치를 추적한다.
본 발명에 대해 특히 흥미롭게는, 환자의 자궁 내에 치료 디바이스의 경질적(transvaginal) 또는 복강경(laparoscopic) 위치 결정에 의존하는 자궁 섬유종의 치료가 최근에 제안되었다. 고주파 또는 다른 에너지 또는 치료제 전달 니들이 디바이스로부터 섬유종 내로 전개되고, 에너지 및/또는 치료 물질이 전달되어 섬유종을 제거 또는 치료한다. 섬유종을 위치 탐색하고 섬유종 내에 니들을 위치 설정하는 것을 용이하게 하기 위하여, 디바이스는 니들을 지지하는 축방향 샤프트에 대해 대체로 전방방향 또는 측방향으로 조절 가능한 시야를 갖는 초음파 화상 진단 어레이를 포함한다. 니들은 샤프트로부터 전진되어 시야를 가로지름으로써, 니들이 시각화되고 조직 및 타겟 섬유종 내로 지향될 수 있다.
환자에게 효과적이고 매우 유리하지만, 그러한 니들 제거 및 치료 프로토콜은 당면한 여러 도전 과제가 있다. 첫째, 니들의 초기 전개가 특히 경험이 적은 의사에게 어려울 수 잇다. 의사는 화상 스크린에서 실시간으로 조직 및 타겟의 해부학적 구조를 볼 수 있지만, 니들이 취하는 경로를 정확하게 예상하고 그 최종 치료 위치를 평가하는 것이 어려울 수 있다. 니들은 분명하게 부분적으로 또는 전체적으로 후퇴되고 다시 전개될 수 있지만, 치료가 실시되기 전에 요구되는 전개 횟수를 최소화하는 것이 유리하다.
제2 도전 과제는 니들이 전개된 후에 생긴다. 니들의 위치가 초음파 또는 다른 시각적 화상에서 관찰될 수 있지만, 에너지 또는 다른 치료제 전달로부터 생기는 치료 체적은 예상하기 어려울 수 있다. 초기의 위치 설정과 같이, 경험이 도움이 되지만 판단과 추측을 실행할 필요성을 감소하는 것이 바람직하다.
제3 도전 과제는 자궁 근충(myometrium)을 둘러싸는 장막(serosa)과 같이 근처의 민감한 조직 구조가 의도치 않게 손상되지 않는 것을 보장하는 데에 있다. 치료 체적을 판단하는 것과 같이, 치료의 안전 여유를 예상하는 것이 어려울 수 있다.
본 출원과 함께 양도된 미국 특허 제8,088,072호는 치료 대상 섬유종 또는 다른 조직 구조의 실시간 화상에 안전 및 치료 경계를 투사하는 시스템을 설명하고 있다. 단일의 니들과 함께 사용될 때에 매우 효과적이지만, '072 특허의 시스템은 공동 소유인 미국 특허 제8,206,300호와 제8,262,574호에 교시된 것과 같이 다수의 니들/갈래(tine) 조립체와 함께 사용하기에는 최적화되어 있지 않다.
이러한 이유로, 에너지 전달 또는 다른 치료제 프로토콜에서 초음파 또는 다른 화상 시야 내에 에너지 전달 및 다른 니들의 전개를 위한 개선된 시스템 및 방법을 제공하는 것이 바람직하다. 니들 조립체가 치료 대상이 되는 목표 해부학적 구조에 대해 적절하게 위치 설정될 가능성을 향상시키기 위하여 복수 개의 니들 또는 갈래의 초기 전개에 일조하는 정보를 치료 의사에게 제공하는 것이 특히 유용하다. 또한, 치료 체적을 정확하게 예상하는 것에 일조하기 위하여 의사에게 피드백을 제공하는 것이 바람직하다. 그러한 정보는 필요하다면 해부학적 구조를 완전히 치료하는 가능성을 증가시키기 위해 의사가 프로브를 다시 위치 설정하게 해야 한다. 더욱이, 민감한 조직 구조가 손상되지 않도록 피드백을 의사에게 제공하여 의사가 안전 여유를 평가하게 하는 것이 바람직하다. 그러한 모든 피드백 또는 다른 정보는 니들 위치가 빨리 예상되고, 평가되며, 치료 개시되도록 초음파 또는 다른 화상 스크린 상에 시각적으로 제공되는 것이 바람직하다. 또한, 피드백 정보가 데이터 또는 명령을 시스템 컨트롤러 또는 디스플레이 상에 입력할 필요성을 최소화하면서 프로브의 조작에 응답하여 디스플레이 스크린에 제시되면 바람직하고, 그러한 프로브의 조작이 이후의 니들 전개 범위를 제어하는 정지부 또는 다른 한계부를 설정할 수 있다면 또한 더 바람직하다. 이들 목적의 적어도 일부는 이후에 설명되는 본 발명에 의해 충족될 것이다.
미국 특허 제8,088,072호, 제8,206,300호, 및 제8,262,574호가 위에서 설명되었고 본 명세서에 참조로 합체된다. 본 출원과 공동 양도된 미국 특허 제7,918,795호는 자궁 섬유종을 화상 진단하고 치료하기에 유용한 프로브를 설명하고 있는데, 이 프로브는 본 출원의 시스템 및 방법에 사용될 수 있고 본 명세서에 참조로 합체된다. 시스템에서 자궁 섬유종을 치료하기에 유용한 프로브를 설명하는, 다른 공동 양도된 특허 및 공개 출원은 미국 특허 제7,874,986호와 제7,815,571호; 및 미국 특허 공보 제2007/0179380호 및 제2008/0033493호를 포함한다. 또한, 미국 특허 제6,050,992호 및 미국 특허 공보 제2007/0006215호를 참조하라.
본 발명은 조직 내에서 니들 구조체를 전개하는 방법 및 시스템을 제공한다. 니들 구조체는 몇몇의 경우에 단일의 니들을 포함하지만, 대부분의 경우에 아래에서 더 상세하게 설명되는 바와 같이 다수의 니들 또는 니들과 갈래 조립체를 포함하게 된다. 니들 구조체는 일반적으로 조직에 치료제를 전달하도록 되어 있고, 가장 통상적으로는 타겟 조직 또는 조직 내에 타겟으로 하는 해부학적 구조를 제거하거나 달리 변경시키도록 고주파 에너지, 플라즈마 에너지, 치료 초음파 에너지, 마이크로파 에너지, 열, 냉각(극저온 치료법), 또는 다른 에너지를 전달하도록 구성된다. 대안적으로, 니들 구조체는 또한 약물 또는 다른 물질 전달, 세절술(morcellation) 또는 니들 구조체를 이용하여 실시될 수 있는 다른 조직 치료를 제공할 수 있다.
본 발명의 방법 및 시스템은 환자의 자궁에 있는 섬유종을 치료하는 데에 특히 적합한데, 니들 구조체와 화상 변환기, 통상 초음파 화상 변환기를 갖춘 프로브는 자궁 내로 경질적으로 또는 경부적으로 도입되거나, 다른 경우에 자궁 또는 다른 기관 또는 조직 타겟 내로 또는 그 외부를 통해 복강경 방식으로 도입된다. 프로브는 아래에서 더 상세하게 설명되는 바와 같이 섬유종에 제거 에너지를 전달하도록 자궁 내에서 조작된다. 본 발명의 대부분의 실시예에서, 니들 구조체는 실제 조직 내에서 니들의 실제 전개 전에 조직의 실시간 화상에서 "가상적으로" 전개된다. 조직 내의 치료 및/또는 안전 경계가 또한 결정되고 선택적으로는 니들 구조체의 실제 전개 전에 조절된다. 다른 실시예에서, 니들 구조체의 실제 위치는 추적될 수 있고 대응하는 치료 및/또는 안전 경계가 스크린 상에 실시간 투사된다. 모든 실시예에서, 치료 및 안전 경계는 치료가 개시되기 전에 점검될 수 있다.
또한 본 발명의 방법 및 시스템에 따르면, 가상 전개의 파라미터가 가상 화상을 이용하여 선택되면, 니들 구조체는 가상 전개 형태에 합치하는 위치에서 및/또는 패턴으로 실제 조직 내에서 실제로 전개된다. 제1 예시적인 실시예에서, 그러한 전개는 실시간 화상에서 가상 전개 중에 프로브 상의 "정지부" 또는 다른 요소를 조작함으로써 달성된다. 정지 위치는 실제 니들 전개 위치에 대응하고(정지부는 통상적으로 니들 구조체가 특정한 위치로 그리고 특정한 패턴으로 전개되게 하는 한계점으로서 작용함), 시스템은 정지 위치 뿐만 아니라 시스템 컨트롤러로 공급되거나 시스템 컨트롤러에 의해 발생되는 에너지 전달 데이터를 기초로 하여 치료 및/또는 안전 경계를 계산한다. 이 시스템은 대안적으로 또는 추가적으로 자궁 내에서 치료 프로브 및/또는 니들 구조체의 위치를 추적하여, 치료 의사에 의해 프로브가 이동되고 니들 구조체가 전진될 때에 조직의 실시간 화상에 투사되는 치료 및 안전 경계가 계산 및/또는 업데이트되게 한다. 제1 예시적인 실시예에서, 치료 구역 및/또는 안전 경계가 치료될 해부학적 구조에 대해 실시간 화상에 적절하게 위치 설정되면, 의사는 프로브를 적소에 유지하고 초기 화상 진단 및 치료의 셋업 페이즈 중에 프로브에 미리 설정된 "정지" 위치(들)에 도달할 때까지 니들 구조체를 전개할 수 있다. 몇몇의 경우에, 정지부는 의사가 치료 프로브의 제어부를 이용하여 스크린 상에 치료 및/또는 안전 경계를 조작할 때에 자동적으로 설정될 수 있다. 변형예에서, 의사는 가상 투사를 미리 검토할 필요없이 안전 및/또는 치료 경계를 실시간 관찰하면서 프로브를 조작하고 니들 구조체를 전진시킬 수 있다.
예시적인 실시예에서, 적어도 하나의 메인 또는 중앙 니들이 치료 프로브로부터 전개되고, 복수 개의 갈래 또는 제2 니들이 메인 또는 중앙 니들(들)로부터 전개된다. 가장 흔하게는, 프로브의 샤프트로부터 그 중앙 축선을 따라 원위 방향으로 전개되는 단일 메인 니들이 존재한다. 이어서, 복수 개의 갈래가 원위 방향으로 분기되는 패턴으로 단일 니들로부터 전진된다. 다른 실시예에서, 복수 개의 니들 또는 갈래는 메인 또는 중앙 니들의 사용 없이 프로브로부터 전진될 수 있다. 그러한 경우에, 니들 또는 갈래는 통상적으로 원위 방향으로 전진될 때에 3차원 배열로 분기 또는 확장하게 된다.
화상 진단되고 이후에 치료되는 예시적인 해부학적 특징부는 섬유종, 종양, 봉입된 조직 질량, 의사 봉입된 조직 질량 등을 포함한다. 본 발명에서 특히 흥미롭게는, 프로브가 자궁 내에 위치 설정되고 니들 구조체가 자궁의 자궁 근충 조직 내에 배치된 섬유종 근처 또는 섬유종 내의 위치로 전개될 수 있다는 것이다. 그러한 경우에, 또한 자궁 근충을 둘러싸는 장막 및/또는 본 명세서에 설명되는 에너지 조정 치료에 의해 손상을 받을 수 있는 다른 민감한 해부학적 특징부를 화상 진단하는 것이 바람직하다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, 치료 구역은 니들 구조체 전개 형태("정지부"에 설정되거나 니들 구조체가 전개될 때에 실시간 계산됨) 및 시스템 컨트롤러에 의해 설정되거나 컨트롤러에 입력되는 에너지 전달 파라미터를 기초로 하여 시스템 컨트롤러에 의해 계산되는 치료 구역에 의해 정의된다. 선택된 위치에서 선택된 패턴으로 전개되는 니들 구조체에 의해 전달되는 에너지 또는 다른 치료제는 제거 또는 다른 치료 결과를 달성하도록 타겟 조직을 효과적으로 치료하게 된다. 아래에서 설명되는 바와 같이, 이에 따라 치료 구역이 시스템의 실시간 화상 디스플레이에서 보았을 때에 치료될 해부학적 구조를 적어도 부분적으로 둘러싸도록 프로브 뿐만 아니라 니들 구조체 정지부(들) 및/또는 실제 니들 구조체를 조작하는 것이 바람직하다.
본 명세서에 또한 사용되는 바와 같이, 안전 구역은 시스템에 의해 계산되는 안전 경계에 의해 정의된다. 치료 구역에서와 같이, 안전 경계는 의사에 의해 치료 프로브 상에 설정되거나 조절된 니들 구조체 "정지부" 및/또는 실제 니들 구조체 위치 뿐만 아니라 시스템 컨트롤러에 입력되거나 컨트롤러에 의해 설정되는 에너지 전달 파라미터를 기초로 하여 계산된다. 안전 경계는, 안전 경계가 조직을 손상시킬 우려가 감소되거나 완전히 제거되는 조직 치료 구역의 경계를 최소 임계 거리 지나서 설정된다는 점에서 치료 구역과 상이하다.
본 발명의 제1 양태에서, 니들 구조체를 조직 내에서 전개하는 방법은 전개 가능한 니들 구조체를 갖는 치료 프로브를 치료될 조직의 표면 근처에, 예컨대 자궁의 자궁 근충 위의 자궁벽에 인접하게 위치 설정하는 것을 포함한다. 통상적으로 치료 프로브에 의해 지지되고 컨트롤러에 연결된 디스플레이 상에 투사되는 초음파 어레이 등의 화상 변환기를 이용하여 조직의 실시간 화상이 제공된다. 실시간 화상은 섬유종 등의 해부학적 특징부를 포함한다. 치료 구역 및 안전 구역 중 적어도 하나는 니들 구조체를 전개하기 전에 실시간 화상 위로 투사된다. 치료 구역 및/또는 안전 구역의 경계의 크기 및/또는 위치는 또한 니들 구조체를 전개하기 전에 실시간 화상에서 조절된다. 치료 구역 및/또는 안전 구역의 경계(들)가 치료될 해부학적 구조에 대해 실시간 화상에 적절하게 위치 설정된 후에, 니들 구조체는 경계가 조절된 후에 투사된 치료/안전 구역 내에 치료를 제공하도록 프로브로부터 조직 내로 전개될 수 있다.
치료 구역 및/또는 안전 구역의 경계는 여러 가지 방식으로 이동 또는 조절될 수 있다. 먼저, 의사에 의한 프로브의 수동 이동은 스크린 상에 투사된 해부학적 구조와 조직의 실시간 화상이 스크린 상에 투사된 치료/안전 경계(들)에 대해 이동하게 한다. 스크린 상에 투사된 치료 및/또는 안전 경계의 위치는 니들 구조체의 계산된 위치에 따라 좌우되므로, 프로브 자체의 이동이 계산된 니들 위치를 실시간 화상 내에서 이동시킨다는 것을 알 것이다. 자궁 내에서 치료 프로브의 그러한 총 이동에 추가하여, 실시간 화상에 투사된 치료 또는 안전 구역의 위치가 프로브 상에 제어부에 의해, 예컨대 프로브 상에 제공된 니들 정지 요소를 수동으로 위치 설정함으로써 조절될 수 있다. 니들 정지 요소는 니들이 조직 내에서 실제로 전개될 때에 니들이 니들 정지부에 의해 결정된 위치에서 정밀하게 배치되도록 니들 구조체의 적어도 하나의 니들을 전개함에 있어서 물리적 한계를 제공한다. 전개 전에, 니들 정지부 자체의 위치는 시스템 컨트롤러에 의해 추적되고 치료 및/또는 안전 경계의 위치(들)를 계산하도록 사용된다.
특정한 실시예에서, 프로브 상의 하나 이상의 센서(들)가 투사된 경계를 위치 조정 및/또는 크기 조정하기 위해 정지부(들)의 이동을 추적한다. 예컨대, 노브가 회전될 때에 치료 구역이 성장하고 수축되어 기어 트레인이 정지부를 이동시키는 리드 스크류를 회전시킨다. 따라서, 정지부에 커플링되는 센서가 투사된 안전/치료 경계를 추적한다.
대안적으로, 다른 실시예에서, 치료 및/또는 안전 경계의 위치(들) 및 크기(들)는 키보드, 조이 스틱, 마우스, 터치 패널, 터치 스크린 등과 같은 적절한 인터페이스를 이용하여 컨트롤러 및/또는 디스플레이 스크린 상에서 조절될 수 있다. 치료 및/또는 안전 구역이 적절하게(가상적으로) 스크린 상에 위치 설정되면, 컨트롤러는 치료 프로브 상에 니들 구조체의 전개를 제어할 수 있다. 예컨대, 컨트롤러는 프로브 상에 서보 모터를 위치 설정하고 니들/갈래 정지부를 위치 설정할 수 있거나, 또는 정지 구조체의 사용 없이 니들/갈래를 직접 위치 설정할 수 있다.
니들 정지부에 추가하여, 프로브는 일반적으로 또한 복수 개의 갈래가 니들로부터 전진될 수 있는 범위를 결정하는 갈래 정지부를 갖는다. 본 개시는 일반적으로 단일 갈래 정지부를 지칭하지만, 다른 실시예는 다수의 갈래 정지부를 채용할 수 있고, 개별적인 갈래가 개별적으로 제어될 수 있거나, 전체보다 작은 그룹으로 제어될 수 있다. 갈래 정지부는 갈래 정지부가 조절될 때에 컨트롤러가 치료 또는 안전 경계의 크기를 계산할 수 있도록 시스템 컨트롤러에 의해 모니터링되도록 구성된다. 게다가, 치료 및/또는 안전 경계의 원하는 위치 및 크기가 결정되면, 갈래 정지부는, 에너지가 니들 구조체를 통해 전달될 때에 원하는 치료/안전 경계 내에서 치료를 제공하는 패턴으로 갈래가 물리적으로 전개되도록 갈래의 진행을 제한하게 작용한다.
니들 정지부와 갈래 정지부가 설정되고, 니들 구조체가 정지부에 의해 정의된 한계까지 조직 내에서 전진되면, 에너지는 조직을 치료하도록 니들 구조체를 통해 전달될 수 있다. 물론, 에너지는 치료 구역 및/또는 안전 구역 경계를 계산하도록 사용된 치료 전력 및/또는 치료 시간에서 전달된다. 몇몇 실시예에서, 의사에 의해 선택된 전력, 시간 및/또는 다른 치료 파라미터(니들/갈래 위치에 추가하여)를 기초로 하여 치료 또는 안전 경계의 위치 또는 크기를 컨트롤러가 조절할 수 있다. 이 방식으로, 니들/갈래 위치와 전력과 에너지 전달 시간 모두가 고려되어 치료 또는 안전 경계의 위치 또는 크기를 계산한다. 이와 달리, 약물 전달, 조직 세절술, 및 다른 치료제가 전개된 니들 구조체를 통해 전달될 수 있다.
선택적으로, 가상적인 니들 위치 정보가 실시간 화상 상에 투사될 수 있고, 치료 및/또는 안전 경계의 위치 및/또는 크기가 조절된다. 예컨대, 니들 위치 정보는 니들 팁(들)의 투사된 위치를 지시하도록 실시간 화상 상에 투사되는 복수 개의 기준 또는 마커, 또는 다른 위치 정보를 포함할 수 있다. 다른 경우에, 조직을 통해 진행할 때에(단, 실제 전개 전에) 니들 길이의 완전한 화상을 투사하는 것이 가능하다. 물론, 니들 위치 정보는 바람직하게는 프로브 정지부가 조절될 때에 업데이트되는 것이 바람직하고, 니들 전개 후에 니들이 있는 곳을 의사가 보게 한다.
본 발명의 다른 양태에서, 조직 내의 해부학적 특징부를 치료하는 시스템은 실시간 화상 디스플레이, 치료 프로브, 및 치료 프로브 상에 위치 설정 가능한 정지 구조체를 포함한다. 치료 프로브는 전개 가능한 니들 구조체와 화상 변환기를 구비하고, 변환기는 실시간 화상 디스플레이에 연결 가능하다. 프로브 상의 위치 정지 구조체는, (1)실시간 화상 디스플레이 상에 투사되는 치료 또는 안전 구역의 위치 또는 크기 중 적어도 하나를 제어하고, (2)조직의 이후의 치료가 치료 및/또는 안전 구역 내에 있도록 니들 구조체의 전개를 물리적으로 제한한다.
예시적인 니들 구조체는 니들과, 니들로부터 전진될 수 있는 복수 개의 갈래를 포함한다. 갈래는 니들로부터 전진될 때에 원위 방향으로 분기하는 패턴을 취하고, 정지 구조체는 통상적으로 니들 정지 요소와, 별개의 갈래 정지 요소를 포함한다. 니들 정지 요소는 실시간 화상 디스플레이 상에 투사되는 치료 또는 안전 구역의 위치를 적어도 부분적으로 제어하고 갈래 정지 요소는 실시간 화상 디스플레이 상에 투사되는 치료 또는 안전 구역의 크기를 적어도 부분적으로 제어한다.
치료 시스템은 선택적으로 에너지를 니들 구조체에 전달하기 위해 프로브에 연결 가능한 컨트롤러를 더 포함할 수 있고, 시스템은 컨트롤러에 의해 전달될 에너지 레벨 및 치료 프로브 상의 센서에 의해 추적될 수 있는 정지 요소(들)의 위치를 기초로 하여 투사된 치료 구역 크기 또는 투사된 안전 구역 크기를 제어하도록 구성된다.
본 발명의 다른 양태에서, 화상 진단 및 치료제 전달 시스템은 근위 단부와 원위 단부를 갖는 화상 샤프트와, 원위 단부에 있는 화상 변환기를 포함하는 화상 샤프트를 포함하는 화상 구성요소를 포함한다. 원위 단부와 근위 단부를 갖는 니들 샤프트와, 니들 샤프트 상에 또는 내측에 왕복 운동 가능하게 배치되는 니들 구조체를 포함하는 니들 구성요소는 화상 샤프트에 착탈 가능하게 부착되도록 구성되며, 샤프트들은 각자의 축선들이 대체로 평행한 상태에서 나란히 놓인다.
특별한 예에서, 화상 샤프트 상의 화상 변환기는 화상 샤프트의 원위 단부에 피봇 가능하게 부착되고, 니들 샤프트의 원위 단부는 니들 샤프트가 화상 샤프트에 부착될 때에 피봇 가능하게 부착된 화상 변환기의 근위 방향으로 배치된다. 니들 샤프트의 니들 구조체는 니들 샤프트의 축선을 따라 원위 방향으로 왕복 운동하고, 화상 변환기는 니들 샤프트가 화상 샤프트에 부착될 때에 니들 샤프트의 축선으로부터 멀어지게 피봇한다. 화상 구성요소는 화상 구성요소는 화상 샤프트의 근위 단부에 부착되는 화상 핸들 섹션을 더 포함하고, 니들 구성요소는 니들 샤프트의 근위 단부에 부착되는 니들 핸들 섹션을 더 포함한다. 그러한 실시예에서, 화상 핸들 섹션 및 니들 핸들 섹션은 통상적으로 니들 샤프트가 화상 샤프트에 부착될 때에 완전한 핸들을 함께 형성한다. 화상 핸들 섹션은 일반적으로 화상 변환기를 외부 화상 디스플레이와 연결시키도록 구성되는 회로를 유지하는 내부를 갖고, 니들 핸들 섹션은 갈래 니들 구조체를 전진시키는 메카니즘을 포함하고, 화상 핸들 섹션은 일반적으로 화상 변환기를 화상 샤프트에 대해 피봇시키는 메카니즘을 더 포함한다.
본 발명의 또 다른 양태에서, 조직 내에서 니들로부터 복수 개의 갈래를 전개시키는 방법은 디스플레이 상에 치료될 해부학적 특징부를 비롯한 조직의 실시간 화상을 제공하는 것을 포함한다. 니들은 해부학적 특징부 근처에서 통상적으로 원위 방향으로 조직 내로 관통되고, 갈래는 니들로부터 더 조직 내로 전개된다. 이전의 실시예에서와 같이, 갈래는 통상적으로 치료될 조직의 체적을 증가시키도록 니들로부터 원위 방향으로 전진될 때에 반경 방향으로 분기된다. 치료 경계 및 안전 경계 중 적어도 하나는 갈래 전개에 응답하여 디스플레이 상에 투사된다. 갈래 전개의 범위는 디스플레이 상에 투사되는 치료 및/또는 안전 경계의 크기 및/또는 형상을 변화시키도록 조절될 수 있다. 종래의 실시예와 달리, 의사는 안전 및/또는 치료 경계를 해부학적 구조의 화상에 미리 가상적으로 투사할 필요없이 니들과 갈래를 위치 설정시킬 수 있다. 대신에, 실제 니들과 갈래 전개는 실제 전개된 니들과 갈래 형태를 이용하여 후속 치료가 안전하고 효과적이라는 것을 의사가 만족할 때까지 실시간 화상에 안전 및/또는 치료 경계를 위치 및 재위치시키는 것에 의존할 수 있다. 물론, 실제 니들 및 갈래 전개 외에, 투사된 치료 및/또는 안전 경계는 또한 이미 설명된 가상 경계의 투사와 유사한 방식으로 소기의 전력 및 치료의 시간 길이에 따라 좌우된다. 허용 가능한 크기 및/또는 안전 경계가 달성된 후에, 치료는 갈래를 통해 전달될 수 있다. 특정한 실시예에서, 갈래의 전개는 니들과 갈래를 전개하도록 사용되는 프로브 상의 니들/갈래 전개 메카니즘을 통해 추적될 수 있다. 그러한 경우에, 니들의 관통은 조직 내로 관통된 프로브로부터 니들을 전진시키는 것을 포함한다. 보통, 프로브로부터 니들 전개의 범위는 또한 디스플레이 상에 투사된 안전 및/또는 치료 경계를 결정하는 데에 의존된다.
본 발명의 또 다른 양태에서, 조직 내의 해부학적 특징부를 치료하는 시스템은 컨트롤러에 연결되는 실시간 디스플레이를 포함한다. 시스템은 디스플레이 상에 치료 경계 및 안전 경계 중 적어도 하나를 투사하고 조절한다. 전개 가능한 니들 구조체와, 컨트롤러 및 디스플레이에 연결 가능한 화상 변환기를 갖는 치료 프로브가 제공된다. 치료 프로브는 컨트롤러에 연결되고 컨트롤러에 의해 구동되는 적어도 하나의 서보 구동 모터를 갖고 있다. 컨트롤러는 서보 모터를 구동시키고 니들 구조체를 위치 설정하여 치료 경계에 의해 정의되는 구역에 걸쳐서 효과적이고 안전 경계를 상당히 지나서 연장하지 않는 치료를 제공하도록 구성된다.
시스템의 특정한 실시예에서, 니들 구조체는 니들과, 상기 니들로부터 원위 방향으로 분기하는 패턴으로 전진 가능한 복수 개의 갈래를 포함한다. 적어도 하나의 서보 모터는 니들을 구동시키는 제1 서보 모터와, 복수 개의 갈래를 구동시키는 제2 서보 모터를 포함한다. 시스템은 일반적으로 유저가 디스플레이 상의 치료 및/또는 안전 경계의 크기 및/또는 위치를 가상적으로 조절하게 하도록 구성되는 유저 인터페이스를 포함한다. 몇몇의 경우에, 이미 설명된 바와 같이, 치료 프로브 자체에 인터페이스가 있을 수 있다. 다른 경우에, 인터페이스는 컨트롤러에 연결되어 유저가 니들 구조체를 실제로 위치 설정하기 전에 니들 구조체를 가상적으로 위치 설정하게 하는 더 종래의 키보드, 마우스, 롤러 볼, 터치 스크린, 음성 활성화 등을 포함할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 치료 프로브는 니들 구조체를 위치 설정하는 서보 모터 및/또는 니들 구조체가 전개된 범위를 검출하는 센서를 포함할 수 있다. 그러한 경우에, 유저는 (안전 및/또는 치료 경계의 가상 투사를 발생시킬 필요없이) 서보를 이용하여 니들 구조체를 위치 설정하고, 시스템 컨트롤러에 의해 계산되고 투사될 때에 투사된 안전 및/또는 치료 경계를 관찰할 수 있다. 모든 경우에, 시스템은 니들 구조체의 전개가 안전 및/또는 치료 경계의 요건에 부합한다는 것을 확인한 후에만 에너지 또는 다른 치료를 전달하도록 사용될 수 있다.
본 명세서에서 언급된 모든 공보, 특허, 및 특허 출원은 각각의 개별적인 공보, 특허, 또는 특허 출원이 참조로 통합되도록 구체적으로 그리고 개별적으로 지신한 것처럼 동일한 범위로 본 명세서에 참조로 통합된다.
도 1은 시스템 컨트롤러, 화상 디스플레이, 및 전개 가능한 니들 구조체와 화상 변화기를 갖는 치료 프로브를 포함하는 본 발명의 시스템의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 치료 프로브의 사시도이다.
도 3은 도 2의 치료 프로브의 도면으로서, 니들 구성요소로부터 분리된 프로브의 화상 구성요소를 예시하는데, 일부는 파선으로 되어 있고 일부는 확대되어 있다.
도 3a는 화상 구성요소의 원위 단부에 연결되는 니들 구성요소의 원위 단부를 예시한다.
도 4a 내지 도 4f는 니들 정지 하우징과 니들 캐리지를 비롯하여 프로브의 니들 전개 구성요소의 내부 메카니즘을 예시하여, 메카니즘이 니들 구조체를 전개시키도록 어떻게 조작되는지를 보여준다.
도 5a 및 도 5b는 프로브의 화상 구성요소 상에서 화상 어레이의 편향 전에 니들 구조체의 전개를 방지하는 인터록 메카니즘을 예시한다.
도 6a 및 도 6b는 니들 구조체의 니들과 복수 개의 갈래를 전개하는 데에 사용되는 니들 정지 하우징 상에 장착되는 기어 트레인을 예시한다.
도 6c 및 도 6d는 니들 캐리지의 상세를 예시한다.
도 7a 내지 도 7c는 니들 캐리지와 니들 정지 하우징의 상대적인 이동을 보여준다.
도 8은 니들 캐리지의 저면도이다.
도 9는 자궁 근충 내의 섬유종을 화상 진단하도록 자궁 내로 도입되는 치료 프로브의 원위 부분을 예시한다.
도 10a 내지 도 15a는 치료 및 안전 경계가 본 발명의 원리에 따른 치료 프로브를 이용하여 조절될 때에 실시간 이미지 디스플레이의 "스크린샷"을 예시한다.
도 10b 내지 도 15b는 도 10a 내지 도 15a 의 실시간 화상 상에 투사된 치료 및 안전 경계의 화상의 위치 조정에 대응하는 핸들의 조작을 예시한다.
도 16a 내지 도 16d는 실시간 화상 상에 기준 또는 마커의 제공을 예시하는데, 기준 또는 마커는 니들 팁 위치에 대응한다.
도 17a 내지 도 17c는 니들과 갈래를 각각 전개시키도록 위치 설정될 대에 니들 캐리지와 갈래 슬라이드의 위치를 검출하기 위한 센서를 갖는 본 발명의 니들 하우징의 대안적인 구조를 예시한다.
도 18a 및 도 18b는 니들 캐리지와 갈래 슬라이드 모두를 위치 설정하기 위해 서보 모터와 구동 스크류를 채용하는 본 발명의 니들 하우징의 다른 추가 변형예를 예시한다.
도 19는 본 발명의 니들 구조체의 위치를 결정하는 데에 실시간 초음파 화상 데이터가 의존되는 시스템 다이어그램을 예시한다.
도 20은 외부 니들 추적 데이터가 니들 위치를 추적하기 위해 사용되는 시스템 다이어그램을 예시한다.
도 1에 예시된 바와 같이, 본 발명의 원리에 따라 구성된 시스템(10)은 시스템 컨트롤러(12), 화상 디스플레이(14), 및 치료 프로브(16)를 포함한다. 시스템 컨트롤러(12)는 통상적으로 치료 파라미터와 화상 진단 파라미터 모두가 종래의 방식으로 설정되게 하는 마이크로프로세서 기반 컨트롤러일 것이다. 디스플레이(14)는 일반적으로 컨트롤러(12)와 함께 공통의 엔클로저(18) 내에 포함되지만, 별개의 엔클로저 내에 제공될 수 있다. 치료 프로브(16)는 화상 코드(24)에 의해 컨트롤러(12)에 연결되는 화상 변환기(20)를 포함한다. 컨트롤러(12)는 치료 코드(22)를 통해 치료 프로브에 전력을 공급한다. 컨트롤러(12)는 통상적으로 키보드, 터치 스크린, 제어 패널 등과 같이 컨트롤러에 정보를 입력하는 치료 의사를 위한 인터페이스를 더 포함한다. 선택적으로, 터치 패널이 화상 디스플레이(14)의 부품일 수 있다. 컨트롤러에 의해 치료 프로브에 전달되는 에너지는 고주파(RF; radiofrequency) 에너지, 마이크로파 에너지, 치료 플라즈마, 열, 냉각(극저온 치료법), 또는 임의의 다른 종래의 에너지 중재 치료 양식일 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 치료 프로브는 치료될 조직 해부학적 구조에 약물 또는 다른 치료제를 전달하도록 될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 치료 프로브(16)는 초음파 시스템 및 별개의 고주파(RF) 발생기 내에 플러깅된다. 인터페이스 라인은 초음파 시스템과 RF 발생기를 연결시킨다.
이하, 도 2 및 도 3을 참조하면, 치료 프로브(16)는 니들 구성요소(26)와 화상 구성요소(28)를 포함한다. 니들 구성요소와 화상 구성요소는 사용을 위해 서로 착탈 가능하게 부착될 수 있는 별개의 유닛 또는 조립체로서 구성된다. 사용 후에, 니들 구성요소는 분리될 수 있고 통상적으로 폐기되며, 화상 구성요소는 재사용을 위해 살균된다. 치료 프로브(16)는 도 2에 완전히 조립된 형태로 도시되어 있고 도 3에는 분해된 형태로 도시되어 있다. 본 발명의 다른 실시예에서, 니들 구성요소와 화상 구성요소는 단일의 일체형 핸들 유닛 내에 조합될 수 있다.
니들 구성요소(26)는 상부면 상에 활주 가능하게 장착된 타겟 조정 노브(30)를 갖는 핸들부(27)를 포함한다. 타겟 조정 노브(30)는 디스플레이(14) 상에 도시된 타겟 조정 구역 및/또는 안전 구역의 경계의 크기 및 위치를 계산하기 위하여 컨트롤러(12; 도 1)에 의해 모니터링되는 핸들 내에 내부 정지부의 위치 설정을 제어한다. 정지부는 또한 아래에서 더 상세하게 설명되는 바와 같이 니들(56) 및 선택적으로 갈래(57)의 전개를 물리적으로 제한하는 역할을 한다.
니들(56)은 니들 샤프트(34)로부터 전개되고, 니들과 선택적인 갈래는, 예컨대 공동 소유인 미국 특허 제8,206,300호와 제8,262,574호에 이미 설명된 바와 같이 구성될 수 있는 니들 구조체를 함께 형성하는데, 이들 특허의 전체 개시는 본 명세서에 참조로 합체된다.
니들 구성요소(26)의 핸들부(27)는 식염수 또는 다른 유체가 니들 샤프트(34)를 통해 자궁 등의 치료 대상 조직 내의 타겟 구역으로 주입되게 하는 유체 주입 포트(32)를 더 포함한다. 니들 핸들(27)은 또한 아래에서 더 상세하게 설명되는 바와 같이 니들(56)과 갈래(57)를 전개하기 위해 사용되는 니들 슬라이드(36), 니들 릴리스(38), 및 갈래 슬라이드(40)를 포함한다. 화상 코드(24)는 이미 설명된 바와 같이 컨트롤러(12)에 대한 연결을 위해 화상 구성요소(28)의 핸들부(27)의 근위 단부에 부착될 수 있다.
화상 구성요소(28)는 핸들부(29)와 화상 샤프트(44)를 포함한다. 핸들부(29) 상의 편향 레버(46)는 도 3에 점선으로 도시된 바와 같이 화상 변환기(20)를 하방으로 편향시키도록 후퇴될 수 있다. 니들 구성요소 릴리스 레버(48)는 니들 구성요소(26)의 핸들부(27)의 바닥면 상의 후크(52)와 맞물리는 한쌍의 래치(50)에 커플링된다. 니들 구성요소(26)는 도 3a에 도시된 바와 같이 화상 샤프트(44) 상의 후크(60) 아래에서 니들 샤프트(34) 상에 한쌍의 날개(58)(이들 날개 중 하나만이 도 3에 도시됨)를 먼저 캡처함으로써 화상 구성요소(28)에 릴리스 가능하게 부착될 수 있다. 이어서, 니들 핸들부(27)의 바닥면이 화상 핸들부(29)의 상부면 위에 하강되어, 치료 프로브(16)의 완전한 조립체를 형성하도록 후크(52)가 래치(50)와 맞물릴 수 있고, 핸들부들은 수술에 사용하도록 완벽한 핸들을 함께 형성한다. 사용 후에, 니들 구성요소 릴리스 레버(48)는 후크(52)를 래치(50)로부터 릴리스하도록 당겨짐으로써, 핸들부(27, 29)가 분리되게 할 수 있다.
사용시에, 아래에서 더 상세하게 설명되는 바와 같이, 타겟 조정 노브(30)는 시스템(10)의 디스플레이(14) 상에 투사되는 가상 치료 구역을 위치 설정(병진)시키고 그 크기를 조절하도록 사용된다. 노브(30)는 핸들부(27)의 상부면 상의 슬롯 내에서 원위 방향으로 그리고 근위 방향으로 이동되어 화상에서 치료/안전 구역의 위치를 병진시킬 수 있고, 노브는 또한 치료/안전 구역의 경계 크기를 조절하도록 회전될 수 있다. 노브(30)의 활주 및 회전은 또한 니들(56) 및 갈래(57)의 전개를 제한하는 핸들부(27) 내의 기계적 정지부의 위치를 조절하므로, 치료/안전 구역의 가상 경계가 실시간 화상에서 선택되면, 니들과 갈래는 니들 슬라이드(36)와 갈래 슬라이드(40)를 그 이동이 정지부에 의해 저지될 때까지 이동시킴으로써 대응하는 전개 위치로 자동적으로 전진될 수 있다. 치료/안전 구역의 위치는 또한 의사가 치료 프로브(16)를 타겟 조직 내에 유지하는 장소에 따라 좌우된다. 따라서, 슬라이드(36, 40)를 이용한 니들과 갈래의 전진은, 니들/갈래의 전진이 완료될 때까지 정지부가 설정되는 시기로부터 치료 프로브 위치가 변동없이 유지되는 경우에만 니들 및 갈래를 타겟 조직 내에 적절하게 배치시킨다. 바람직한 실시예에서, 노브(30)의 회전은 또한 치료 프로토콜의 길이 및/또는 치료 프로토콜 중에 전력 전달을 결정한다. 따라서, 노브는 갈래가 전진된 정도 뿐만 아니라 타겟 조직으로 전달되는 에너지의 양을 기초로 하여 치료/안전 구역의 크기를 가상적으로 정할 수 있다.
이하, 도 4a 내지 도 4f를 참조하여, 니들 핸들부(27)의 및 그 내부 구성요소의 구성이 보다 상세하게 설명될 것이다. 니들 구성요소(26)의 배향은 니들 샤프트(34)가 도 2 및 도 3에 도시된 좌측이 아니라 도 4a 내지 도 4f의 우측으로 연장되도록 도 2 및 도 3에 도시된 것에 대해 거꾸로 되어 있다. 니들 구성요소(26)의 핸들부(27)는 그 상부가 도 4a 내지 도 4f 각각에서 부분적으로 제거된 상태로 도시되어 있다. 니들 정지 하우징(64)은 하우징 내에 활주 가능하게 장착되고 노브(30)의 샤프트(31)는 하우징(64)이 병진될 때에 슬롯(33; 도 2) 내에서 이동한다.
니들 캐리지(68)가 또한 하우징부(27) 내에 활주 가능하게 장착되고 리드 스크류(72) 상에 장착되는 갈래 정지부(66)를 운반한다. 노브(30)는 리드 스크류(72) 내에 활주 가능하게 삽입되는 구동 샤프트(70)를 회전시키는 기어 트레인(71)에 의해 리드 스크류(72)에 커플링된다. 구동 샤프트(70)는 리드 스크류(72) 내에 축방향으로 정렬되는 대응 통로 내외로 활주하는 비대칭 단면을 갖게 된다. 따라서, 노브(30)는 니들 정지 하우징(64) 및 니들 캐리지(68)의 상대적인 축방향 위치에 상관없이 리드 스크류를 회전시키도록 사용될 수 있다.
아래에서 더 상세하게 설명되는 바와 같이, 치료 프로브(16)는 정지부, 니들 및 갈래의 의도치 않은 구동을 방지할 뿐만 아니라 정지 위치 및 니들/갈래 구동이 적절한 순서로 수행되는 것을 필요로 하는 다수의 인터록 특징부를 갖는다. 이 인터록 시스템의 일부로서, 니들 정지 하우징(64)의 측부 상에 멈춤쇠(74)가 마련되어, 멈춤쇠(74)가 핸들부(27)의 하우징의 내측에 있는 톱니(132; 도 8)의 랙과 맞물림으로써 멈춤쇠가 맞물림 해제되지 않으면 니들 정지 하우징(64)의 움직임을 방지한다. 멈춤쇠는 노브(30)를 누름으로써 맞물림 해제되고, 이로 인해 노브가 핸들부(27) 상에서 원위 방향 및 근위 방향으로 이동되게 하여 니들 정지 하우징(64)을 하우징부(27) 내에서 재위치시킨다. 노브가 릴리스될 때에, 멈춤쇠(74)가 다시 맞물려, 니들 정지 하우징(64)을 핸들부(27)에 대해 적소에 로킹시킨다.
유사하게, 멈춤쇠(76; 도 4a 및 도 4b)가 니들 캐리지(68) 상에 마련된다. 이들 멈춤쇠는 또한 핸들부(27)의 하우징의 내측에 있는 톱니(134; 도 8)의 랙과 맞물린다. 멈춤쇠(76)는 보통은 맞물려서 캐리지(68)를 적소에 로킹하지만, T형 릴리스(38)를 압박함으로써 맞물림 해제되어, 캐리지에 의해 지지되는 근위 단부(도시 생략)를 갖는 니들(56)을 원위 방향으로 전진시키도록 캐리지가 전방으로 압박되게 할 수 있다. 갈래(57)는 아래에서 설명되는 바와 같이 갈래 슬라이드(40)에 의해 니들(56)로부터 전진된다.
도 4b에 도시된 바와 같이, 니들 정지 하우징(64) 및 갈래 정지부(66)의 위치는 니들 위치 센서(78)와 갈래 위치 센서(80)에 의해 각각 감지된다. 이들 센서는 통상적으로 위치의 변화가 컨트롤러(12)에 의해 감지되는 저항의 변화를 일으키는 레오스탯(rheostat)이지만, LVDT, 구적 엔코더(quardrature encoder) 등과 같은 다른 절대 위치 피드백 디바이스가 또한 사용될 수 있다. 따라서, 니들 또는 갈래의 전개 전에, 니들 정지 하우징(64) 및 갈래 정지부(66)의 위치는 컨트롤러(12)에 의해 실시간 추적되고,계산된 치료 및/또는 안전 경계는 니들 정지 하우징의 위치가 조절될 때에 디스플레이 유닛(14) 상에 디스플레이되며 노브(30)는 갈래 정지부의 위치를 조절하도록 회전된다. 물론, 정지부들의 실제 위치는 도한 디스플레이(14) 상에 시각적으로 또는 수치적으로 나타낼 수 있다. 니들 및 갈래의 임의의 실제 전개 전에, 의사는 니들 및 갈래 정지부를 조절함으로써 치료 프로브 내에 설정된 니들/갈래 전개로부터 생기는 치료/안전 구역 경계를 확인하는 시각적 정보를 갖게 된다.
이 방법 및 시스템의 특별한 이점은, 노브(30)를 조작(활주 및 회전)함으로써 실시간 화상에 대해(또는 화상 내에) 경계를 이동시키거나, 전체 치료 프로브(16)를 조작하여 종양 위에서 치료 경계를 취하고 안전 경계를 민감성 해부학적 구조로부터 멀리 유지함으로써 타겟 해부학적 구조에 관해 전체 실시간 화상을 이동시켜서, 치료/안전 경계를 타겟 해부학적 구조를 조작할 수 있다. 따라서, 의사가 임의의 니들을 환자 조직 내로 전진시키기 전에, 의사는 미리 제거가 효과적이고 안전한지를 가상 타겟 조정 인터페이스를 이용하여 확인할 수 있다.
도 4a를 참조하면, 치료/안전 구역의 경계를 가상적으로 위치 설정하기 위하여, 타겟 조정 노브(30)를 누르고 노브를 화살표(84)의 방향으로 원위 방향으로 이동시켜 도 4c에 도시된 위치에 도달하게 할 수 있다. 물론, 의사는 노브(30)가 눌려지는 한 치료/안전 구역의 경계가 시각 디스플레이(14) 상에 도시된 바와 같이 적절하게 배치될 때까지 니들 정지 하우징을 원위 방향 및 근위 방향 양쪽으로 이동시킬 수 있다. 적절하게 위치 설정되면, 노브(30)는 부분적으로 눌려서 회전 록(110; 도 6b)을 맞물림 해제시키고, 노브는 갈래 정지부(66)를 위치 설정하도록 화살표(86)에 의해 도시된 바와 같이 회전될 수 있다. 보다 구체적으로, 노브(30)의 회전은 기어 트레인(71)을 통해 구동 샤프트(70)를 회전시킨다. 다시, 구동 샤프트는 도 4d에 화살표(88)에 의해 도시된 바와 같이 갈래 정지부(66)를 원위 방향으로 이동시키는 리드 스크류(72)를 회전시킨다. 물론, 노브(30)는 갈래 정지부(66)를 원위 방향으로 또는 근위 방향으로 재위치시키도록 어느 한 방향으로 회전될 수 있고, 이 재위치는 디스플레이(14) 상에 투사되는 "가상" 경계가 각각 확장 또는 수축되게 한다(도 4d). 니들 정지 하우징(64)과 갈래 정지부(66)가 [디스플레이(14) 상의 치료/안전 경계의 가상 또는 투사된 화상을 기초로 하여] 그 원하는 위치에 있다면, 치료 의사는 니들 정지 하우징과 갈래 정지부에 의해 미리 설정된 위치로 니들과 갈래를 물리적으로 전진시킬 수 있다. 도 4d를 참조하면, 니들 릴리스(38)는 멈춤쇠(76)를 맞물림 해제하도록 압박되고 니들 캐리지(68)가 화살표(88)의 방향으로 이동되게 한다. 니들 캐리지(68)는 도 4e에 도시된 바와 같이 니들 정지 하우징(64)에 부딪칠 때까지 전진된다. 니들 캐리지의 그러한 움직임은 다시 니들(56)을 도 3에 점선으로 도시된 바와 같이 원위 방향으로 전진시킨다.
니들(56)이 전진된 후에, 갈래(57)는 갈래 슬라이드(40)가 도 4e의 화살표(90)에 의해 도시된 바와 같이 갈래 정지부(66)에 부딪칠 때까지 갈래 슬라이드(40)를 원위 방향으로 수동으로 압박함으로써 전진될 수 있다. 슬라이드(40)가 도 4f에 도시된 바와 같이 원위 방향으로 위치 설정되면, 니들(56)과 갈래(57)는 도 3에 도시된 바와 같이 전개된다. 이 지점에서, 컨트롤러(12)는 니들(56)과 갈래(57)가 완전히 연장되었다는 것을 검출하고 의사는 제거가 정확한 크기로 안전하고 효과적인 지점에서 이루어졌는지를 확인한다. 갈래 슬라이드 로킹 아암(120)은 니들 캐리지(68)가 정지 하우징(64)과 맞물릴 때에 갈래 슬라이드(66)를 릴리스한다. 따라서, 갈래 정지부(66) 상의 스위치는 니들 캐리지(68)가 정지 하우징(64)과 맞물릴 때에 갈래 슬라이드(40)가 먼저 릴리스된 경우에만 활성화될 수 있고, 단일의 마이크로스위치(112)는 니들(56)과 갈래(57)가 적절한 위치에 있다는 것을 나타낸다.
이하, 도 5a 및 도 5b를 참조하여, 화상 변환기(20; 도 2 및 도 3)의 편향 전에 니들 캐리지(68)의 움직임을 방지하기 위한 인터록 조립체가 설명된다. 변환기 편향 레버(46)는 도 5a에 도시된 바와 같이 초기에 전방을 향해 압박되고, 변환기(20)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 초기에 정렬된 형태로 있다. 변환기(20)가 축방향으로 정렬되어 있는 동안에 니들의 전진은 변환기를 손상시킬 가능성이 있다는 것을 알 것이다. 그러한 손상을 피하기 위해, 후퇴될 때에, 레버(46)는 니들 캐리지(68)의 이동을 방지하는 각도 록(94)에 커플링되는 4개의 바 연결 장치와 맞물린다. 그러나, 레버(46)가 근위 방향으로 당겨질 때에, (도 3에 점선으로 도시된 바와 같이) 변환기(20)를 편향시키기 위하여, 4개의 바 연결 장치는 도 5b에 도시된 바와 같이 접혀서 각도 록(94)을 맞물림 해제시킨다. 이 구성에서, 니들 캐리지(68)는 전진 및 후퇴가 자유롭다. 다른 실시예에서, 지렛대 또는 피봇 빔이 4개의 바 연결 장치를 대체할 수 있다.
노브(30)가 구동 샤프트(70)로 회전되게 하는 기어 트레인에 관한 상세가 도 6a 및 도 6b에 도시되어 있다. 노브는 베벨/스퍼 결합 기어(102)를 회전시키는 베벨 기어(100)에 부착되고, 베벨/스퍼 결합 기어는 다시 구동 샤프트(70)에 부착된 스퍼 기어(104)를 구동시킨다. 노브(30)를 누르면 도웰 핀(108; dowel pin)과의 상호 작용을 통해 멈춤쇠(74)가 후퇴되고, 도웰 핀은 노브(30)에 의해 상하 이동되어 멈춤쇠 표면의 슬롯 또는 채널 내에 위치한다. 회전 록(110)이 제공되어 노브의 회전을 방지하도록 베벨 기어와 맞물린다. 회전 록(110)과 멈춤쇠(74)가 맞물릴 때에 컨트롤러에게 신호를 전송하는 마이크로스위치(112)가 제공된다.
이하, 도 6c 및 도 6d를 참조하여, 니들 캐리지(68)의 보다 많은 상세가 설명된다. 도 6c는 이전 도면들에서 대략적으로 도시된 니들 캐리지(68)의 평면도이다. 도 6d는 이전에 보이지는 상세를 보여주는 니들 캐리지의 저면도이다. 각도 록(94)은 니들 릴리스(38)가 구동되는 것을 방지하거나 허용하는 아암(96)을 병진시킨다. 도 6d에 도시된 바와 같이, 각도 록(94)은 (도 5a에 나타낸 바와 같이) 맞물린다. 레버(46; 도 5b)를 후퇴시킴으로써, 각도 록(94)이 맞물림 해제되어 아암(96)을 회수하여 니들 릴리스(38)가 눌려지게 한다. 니들 릴리스(38)는 다시 멈춤쇠(76)를 후퇴시키고 멈춤쇠는 핸들부(27) 상의 로킹 치형부(134)와 맞물림 해제한다.
갈래 슬라이드(40) 상의 브라켓(114)은 후술되는 바와 같이 니들 내에서 갈래를 전진시키는 샤프트(도시 생략)와 맞물린다. 유사하게, 니들 캐리지(68)에 고정되는 브라켓(116)은 캐리지가 전진될 때에 니들을 전진시키는 니들의 근위 단부(도 6d에 도시되지 않음)와 맞물린다.
도 6d에는 한가지 추가적인 로킹 장치(lock out)가 도시되어 있다. 스프링 부하식 플런저(140)가 갈래 슬라이드(40)의 뒷쪽에서 돌출된다. 갈래 슬라이드(40)가 니들 슬라이드(36)에 대해 압박될 때에(즉, 갈래가 전개되지 않을 때에), 스프링 부하식 플런저(140)는 각도 록(94)을 구동시키고 아암(96)과 맞물려서 니들 릴리스(38)를 로킹시킨다. 갈래 슬라이드(40)가 니들 슬라이드(36)로부터 멀리 이동될 때에, 플런저(140)는 각도 록(94)을 맞물림 해제시키고 아암(96)은 니들 릴리스(38)를 로킹 해제시킨다. 물론, 다른 로킹 메카니즘이 채용될 수 있다. 예컨대, 갈래 슬라이드(40)는 스프링 부하식 플런저(140)를 이용하지 않고 니들 릴리스(68)와 직접적으로 접속하는 단순한 레버와 맞물릴 수 있다.
이하, 도 7a 내지 도 7c를 참조하여, 니들 캐리지(68)를 전진시키기 전에 갈래 슬라이드(40)를 선택 가능하게 로킹시키는 메카니즘이 설명된다. 갈래 로킹 아암(120)은 도 7a에 도시된 바와 같이 니들 캐리지(68)의 측면 상의 피봇(122)을 통해 부착된다. 로킹 아암(120)의 측부 아암(124)은 니들 캐리지가 완전히 전진될 때에 니들 캐리지와 맞물리는 니들 정지 하우징(64)의 단부에 고정되는 바(126)와 맞물리도록 배치된다. 니들 캐리지(68)가 니들을 전개하도록 원위 방향으로(도 7a 및 도 7b의 좌측으로) 전진될 때에, 니들 정지 하우징(64) 상의 바(126)는 갈래 로킹 아암(120) 상의 측부 아암(124)과 맞물린다. 그러한 맞물림은 로킹 아암이 반시계 방향으로 회전하게 하므로, 바의 로킹 단부(128)를 맞물림 형태(도 7a)로부터 비맞물림 형태(도 7b)로 상승시킴으로써, 갈래 슬라이드(40)는 니들 캐리지가 완전히 전진된 후에만 전진될 수 있다. 이 방식으로, 갈래의 돌발적인 조기 전개가 방지될 수 있다.
당업자라면 치료 프로브의 구성요소들의 전개 순서를 제어하는 로킹 장치를 설계하는 방식이 많다는 것을 알 것이다. 예컨대, 바(126)는 하우징(64)이 아니라 측부(124)에 일체화될 수 있다. 로킹 장치(120)는 로킹 단부(128)를 갈래 슬라이드(40)와 맞물리게 하는 데에 중력을 의존하지 않도록 판스프링으로서 설계될 수 있다.
도 7b 및 도 7c는 각도 록(94)의 아암(96)이 어떻게 상승되어 니들 릴리스(38)를 로킹시키고 돌발적인 니들 전개를 방지하는지를 예시한다.
이하, 도 8을 참조하면, 내부 치형부(132, 134)가 치료 프로브(16)의 니들 구성요소(26)의 하우징부(27)의 내부면 상에 형성된다. 치형부(132)는 이미 설명된 바와 같이 니들 정지 하우징(64) 상에 배치된 멈춤쇠(74)와 선택적으로 맞물린다. 치형부(134)는 니들 캐리지(68) 상에 있는 멈춤쇠(76; 도 8에 도시되지 않음)와 선택적으로 맞물린다.
이하, 도 9를 참조하면, 본 발명의 시스템(10)은 자궁벽(UW; 자궁 내막) 아래에서 자궁(U) 내의 자궁 근충에 위치하고 장막벽(SW)에 의해 둘러싸이는 섬유종(F)을 치료하는 데에 사용될 수 있다. 치료 프로브(16)는 자궁에 대해 경질적으로(transvaginally) 그리고 경부적으로(transcervically)(또는 이와 달리 복강경 방식으로) 도입될 수 있다.
섬유종이 도 10a에 도시된 바와 같이 디스플레이(14) 상에 배치되면, 핸들을 제어하여 치료 경계(TB; treatment boundary)와 안전 경계(SB; safety boundary) 모두를 배치하고 크기를 정하게 된다. 초기에는, 도 10a에 도시된 바와 같이, 가상 경계 라인(TB, SB)이 섬유종 위에 위치 설정되지도 섬유종의 치료에 적절한 크기를 갖지도 못한다. 실제 니들 및 갈래의 전개 전에, 의사는 적절한 치료를 위해 경계(TB, SB)의 위치 및 크기를 모두 정하고자 한다. 화상 변환기(20)가 이미 자궁벽(UW)에 대해 위치 설정되었기 때문에, 치료 및 안전 경계를 전진시키는 유일한 방법은 도 10b에 도시된 바와 같이 타켓 조정 노브(30)를 누른 다음, 노브를 도 11b에 도시된 바와 같이 노브를 원위 방향으로 전진시킴으로써 경계를 전방으로 이동시키는 것이다. 이는 치료 및 안전 경계(TB, SB)가 축선 라인(AL)을 따라 전방으로 이동되게 한다. 이로 인해, 실시간 화상 디스플레이(14) 상의 가상 경계가 도 11a에 도시된 바와 같이 섬유종의 화상 위로 이동하게 된다.
그러나, 도 11a에 도시된 바와 같이, 치료 경계(TB)의 크기는 경계가 섬유종의 화상 위로 연장되지 않으므로 섬유종을 치료하기에 불충분하다. 따라서, 도 12b에 도시된 바와 같이, 타겟 조정 노브(30)를 회전시킴으로써 치료 경계(TB)를 확장시키는 것이 필수적이다. 이는 도 12a에 도시된 바와 같이 치료 경계(TB)와 안전 경계(SB)를 모두 확장시킨다. 확장된 가상 치료 경계(TB)가 이제 섬유종을 치료하기에 충분하고, 안전 경계(SB)가 도 12a에 또한 도시된 바와 같이 장막벽 위로 연장되었다. 따라서, 치료가 자궁을 둘러싸는 더 민감한 조직에 영향을 미칠 우려가 있어, 도 13b에 도시된 바와 같이 가상 안전 경계(SB)는 타겟 조정 노브(30)를 반대 방향으로 회전시킴으로써 후퇴되는 것이 필요하다. 이는 도 13a에 도시된 바와 같이 안전 경계(SB)와 치료 경계(TB) 모두의 크기를 감소시키고, 의사는, 치료 경계(TB)가 실시간 화상 디스플레이 상의 섬유종을 완전히 둘러싸기 때문에 치료가 효과적이라는 것과, 안전 경계(SB)가 자궁 근층(M) 내에 배치되고 실시간 화상 디스플레이 상의 장막벽(SW)을 가로지르지 않기 때문에 치료가 안전하다는 것을 확신한다. 게다가, 의사는, 치료 프로브의 정지부가 이제 니들과 갈래를 전개하도록 적절하게 설정되어 도 13a에 가상 경계에 의해 도시된 치료 결과를 달성한다는 것을 알게 된다.
치료 프로브(16)를 안정된 상태로 유지하는 동안, 의사는 (릴리스를 누른 후에) 니들 슬라이드(36)를 도 14b에 도시된 바와 같이 전진시키고, 니들(56)이 도 14a에 도시된 바와 같이 섬유종(F) 내로 연장되게 한다. 도 14a의 예시는 환자 내에 존재하는 물리적 프로브에 대응하는 치료 프로브(16)의 표현을 포함한다. 도 14a의 나머지는 타겟 디스플레이(14)에 존재하는 화상에 대응한다.
치료 프로브(16) 내의 니들 정지 하우징(64)에 의해 제한되는 바와 같이 니들(56)이 완전히 전개된 후에, 갈래(57)는 도 15b에 도시된 바와 같이 갈래 정지부(66)와 맞물릴 때까지 갈래 슬라이드(40)를 전진시킴으로써 전개될 수 있다. 선택적으로, 치료 프로브(16)는 섬유종 둘레의 모든 시야 평면에서 치료 및 안전 경계에 합치하도록 [통상적으로 니들(56)의 축선과 정렬되는] 중앙 축선을 중심으로 회전될 수 있다. 디스플레이(14)는 타겟 섬유종 및 장막에 대해 치료 및 안전 경계의 위치를 실시간으로 보여준다. 갈래는 도 15a에 도시된 바와 같이 구성되고, 전력이 갈래(및 선택적으로 니들)에 공급되어 가상 치료 경계에 의해 나타낸 경계 내에서 치료를 달성할 수 있다. 다시, 도 15a는 디스플레이(14) 상에 존재하는 가상 화상 뿐만 아니라 치료 프로브(16)의 물리적 존재를 혼합한다.
이하, 도 16a 내지 도 16d를 참조하면, 컨트롤러(12)는 화상 디스플레이(14) 상에 기준 및 마커를 디스플레이하도록 프로그램될 수 있고, 기준 또는 마커는 "가상" 니들 및/또는 갈래 상에 특정한 지점을 나타낸다. 예컨대, 도 16a에 도시된 바와 같이, 마커(140)는 니들(56) 상의 위치, 예컨대 갈래가 분기하는 지점을 나타낼 수 있다. 니들의 팁을 나타내는 추가 마커(142)가 제공될 수 있다. 복수 개의 추가 마커(144)가 갈래의 팁을 나타낼 수 있다. 기준 또는 마커(142, 144)의 사용은 실제 니들과 갈래가 정확하게 전개된 것을 의사가 확인하는 데에 일조한다. 의사는 전개 중에 실제 니들과 갈래의 실시간 화상을 관찰할 수 있어야 하고, 관련 팁은 니들 팁이 마커(142)에 도달하고 갈래 팁이 마커(144)(또는 이와 달리, 아래에서 설명되는 바와 같이 도 16b 내지 도 16d의 대안적인 타겟)에 부딪칠 때까지 이동되어야 한다.
도 16b는 갈래의 팁을 나타내는 기준이 각 갈래의 원위 팁을 위한 가능한 위치 범위를 나타내는 아크(146)로서 도시되어 있다는 점을 제외하고는 도 16a와 유사하다. 그러한 추가 정보는 치료 및 안전 위험의 타당성을 모두 결정할 때에 의사에게 유용할 수 있다. 도 16b에 도시된 바와 같이, 각 아크는 이론적 전극 전개 길이와 동일한 반경을 갖는다. 도 16c에 도시된 바와 같이, 아크(148)는 모두 팁(142)에 배치되는 기원으로부터 측정된 동일한 반경을 갖는다. 마지막으로, 도 16d에서, 도 16c의 아크는 의사에 의해 사용하기에 보다 선명한 시각적 표현을 나타내도록 된 연속적인 아크에 결합된다.
지금까지 설명된 바와 같이, 니들 하우징의 예시된 실시예들은 디스플레이 스크린 상에 치료 및 안전 경계의 가상 화상을 조절하고 이후에 실제 니들과 갈래를 치료를 위한 환자 조직에 위치 설정하기 위해 니들 정지부와 갈래 정지부를 배치하는 메카니즘을 모두 포함하였다. 니들과 갈래 정지부를 생략하는 대안적인 니들 하우징(202)이 도 17a 내지 도 17c에 예시되어 있다. 니들 하우징(202)은 치료 코드(204)와 니들 샤프트(206)를 모두 포함하고, 이들 모두는 이전 실시예에서 설명된 것과 구조 및 목적이 대체로 동일하고, 니들 하우징은 이전 실시예에서 설명된 화상 하우징(28)에 고정되고 화상 하우징으로부터 제거될 수 있다. 이와 달리, 니들 하우징(202) 내의 니들 캐리지(208)와 니들 캐리지(208; 도 17c) 내의 갈래 슬라이드(214)는 유저에 의해 자유롭게 위치 설정될 수 있고 정지부 또는 임의의 다른 움직임 제한 메카니즘에 의해 제한되지 않는다. 대신에, 니들 캐리지(208)의 위치는 도 17a에 가장 잘 나타낸 바와 같이 니들 하우징(202)의 바닥 상의 니들 캐리지 위치 센서(210)에 의해 추적된다. 유사하게, 갈래 슬라이드(214)는 도 17c에 가장 잘 나타낸 바와 같이 니들 캐리지(208)의 상부 상에 있는 위치 센서(216)를 통해 추적된다.
의사 또는 다른 유저는 이전 실시예에서 설명된 제어 노브(30) 외의 인터페이스를 이용하여 디스플레이 스크린 상에 치료 경계 및/또는 안전 경계를 가상적으로 위치 설정할 수 있다. 예컨대, 치료 및/또는 안전 경계는 키보드, 마우스, 롤러 볼, 터치 스크린, 보이스 활성화, 또는 컴퓨터에 사용되는 임의의 다른 종래의 인터페이스 및 기타 디스플레이를 이용하는 자궁 해부학적 구조의 실시간 화상을 갖는 디스플레이 스크린 상에 위치 설정될 수 있다. 가상 치료 및/또는 안전 경계는 조직 내의 샤프트의 화상을 이용하여 시스템에 의해 추적될 수 있는 니들 샤프트(206)의 실제 위치에 대해 설정될 것이다. 의사에게 가상 처리 및/또는 안전 경계의 배치가 만족스러운 후에, 의사는 니들을 수동으로 전진시킬 수 있고 시스템 컨트롤러는 니들 하우징(202) 내의 센서(210)를 통해 전진을 모니터링한다. 시각, 청각, 또는 기타 수단을 통해, 시스템은 니들이 적절한 거리까지 전진되었을 때를 의사에게 경고할 수 있다. 니들을 로킹한 후에, 유저는 갈래를 수동으로 전진시킬 수 있고 컨트롤러는 그 위치를 센서(216)를 통해 모니터링한다. 시스템은 다시 갈래가 가상 치료 및/또는 안전 경계의 한계 내에서 적절한 양 만큼 전개되었을 때를 의사에게 경고한다. 이어서, 시스템은 치료가 시작될 수 있다는 것을 경고할 수 있다.
니들 하우징(230)의 또 다른 변형예가 도 18a 및 도 18b에 예시되어 있다. 니들 하우징(230)은 다시 이전의 모든 실시예에서 설명된 것과 대체로 동일한 치료 코드(232)와 니들 샤프트(234)를 포함한다. 그러나, 니들 캐리어(236)는 서보 모터(242)에 의해 구동되는 구동 스크류(240)에 의해 구동된다는 점에서 이전 실시예와 상이하다. 서보 모터는 이전에 설명된 임의의 방법에 의해 생성될 수 있는 치료 구역 및/또는 안전 구역의 경계에 관한 정보를 기초로 하여 시스템 컨트롤러(12)에 의해 제어된다.
유사하게, 갈래 슬라이드(244)는 도 18b에 가장 잘 나타낸 바와 같이 갈래 슬라이드 구동 스크류(246)에 의해 구동된다. 갈래 슬라이드 구동 스크류는 다시 시스템 컨트롤러에 의해 또한 구동되고 제어되는 갈래 서보 모터(248)에 의해 구동된다. 니들 캐리어(236)는 니들 캐리어 위치 센서(250)와 갈래 슬라이드 위치 센서(252)를 더 포함할 수 있지만, 그러한 위치 센서는 서보 모터가 니들 캐리어(236)와 갈래 슬라이드(244)에 관한 정확한 위치 데이터를 제공해야 하므로 필수적이지 않다. 그러나, 위치 센서는 위치를 초기화하고 니들 및 갈래 전개 작동 중에 위치를 확인하게 하므로 유용하다. 갈래 슬라이드 위치 센서(252)는 가요성 커넥터 스트립(254)을 통해 연결될 수 있다.
서보 구동식 니들 및 갈래를 채용하는 실시예는, 니들 구조가 전개되는 동안에 치료 및/또는 안전 경계가 결정되는 이들 실시예에서 니들 전개 전에 치료 및/또는 안전 경계가 결정되는 실시예를 비롯하여 이미 설명된 실시예의 대부분과 결합될 수 있다.
이하, 도 19를 참조하면, 본 발명의 특정한 실시예에서, 니들 및/또는 갈래 위치는 치료 프로브의 형태로부터의 정보가 아니라 초음파 화상 정보를 기초로 하여 결정될 수 있다. 도시된 바와 같이, 내장 화상 변환기로부터의 초음파 데이터 스트림은 디스플레이 상에 제공되는 정상 화상을 제공하고 시스템 컨트롤러에게 니들 화상과 위치 정보를 제공한다. 유저는 이미 설명된 임의의 방식에 의해 시스템 컨트롤러에 경계 위치를 입력한다. 시스템 컨트롤러는 치료 및/또는 경계 구역을 계산하고 이들 경계를 모니터링된 니들/갈래 위치를 기초로 하여 얻어지는 실제 경계와 비교할 수 있다.
이하, 도 20을 참조하면, 본 발명의 시스템 및 방법은 또한 조직 내에서 실시간 니들 위치를 추적하기 위해 고주파 태그 등의 외부 니들 추적에 의존할 수 있다. 이어서, 실시간 데이터는 안전하고 효과적인 치료가 실시될 수 있도록 니들이 경계 내에 남아 있는지를 판별하도록 시스템 컨트롤러가 의존할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예가 본 명세서에 도시 및 설명되었지만, 그러한 실시예는 오직 일례에 의해 제공된다는 것이 당업자에게 명백할 것이다. 다수의 변형, 변화 및 대체가 본 발명으로부터 벗어남이 없이 당업계에게 생길 것이다. 본 명세서에 설명되는 본 발명의 실시예에 대한 다양한 변경은 본 발명을 실시할 때에 채용될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 아래의 청구범위가 본 발명의 범위를 한정하고 이들 청구범위 및 그 균등물의 범위 내의 방법 및 구조가 청구범위에 의해 포함된다.

Claims (20)

  1. 화상 진단 및 치료제 전달 시스템으로서,
    근위 단부와 원위 단부를 갖는 화상 샤프트와, 상기 화상 샤프트의 원위 단부에 있는 화상 변환기를 포함하는 화상 구성요소; 및
    원위 단부와 근위 단부를 갖는 니들 샤프트와, 상기 니들 샤프트 상에 또는 내측에 왕복 운동 가능하게 배치되는 니들 구조체를 포함하는 니들 구성요소
    를 포함하고, 상기 니들 샤프트는 화상 샤프트에 착탈 가능하게 부착되도록 구성되며, 샤프트들은 각자의 축선들이 대체로 평행한 상태로 나란히 놓이는 것인 화상 진단 및 치료제 전달 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 화상 샤프트 상의 화상 변환기는 화상 샤프트의 원위 단부에 피봇 가능하게 부착되고,
    상기 니들 샤프트의 원위 단부는 니들 샤프트가 화상 샤프트에 부착될 때에 피봇 가능하게 부착된 화상 변환기의 근위 방향으로 배치되며,
    상기 니들 샤프트의 니들 구조체는 니들 샤프트의 축선을 따라 원위 방향으로 왕복 운동하고,
    상기 화상 변환기는 니들 샤프트가 화상 샤프트에 부착될 때에 니들 샤프트의 축선으로부터 멀어지게 피봇하는 것인 화상 진단 및 치료제 전달 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 화상 구성요소는 화상 샤프트의 근위 단부에 부착되는 화상 핸들 섹션을 더 포함하고, 상기 니들 구성요소는 니들 샤프트의 근위 단부에 부착되는 니들 핸들 섹션을 더 포함하며, 상기 화상 핸들 섹션 및 니들 핸들 섹션은 니들 샤프트가 화상 샤프트에 부착될 때에 완전한 핸들을 함께 형성하는 것인 화상 진단 및 치료제 전달 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 화상 핸들 섹션은 화상 변환기를 외부 화상 디스플레이와 연결시키도록 구성되는 회로를 유지하는 내부를 갖고, 상기 니들 핸들 섹션은 갈래 니들 구조체를 전진시키는 메카니즘을 포함하는 것인 화상 진단 및 치료제 전달 시스템.
  5. 조직 내의 해부학적 특징부를 치료하는 치료 시스템으로서,
    컨트롤러에 연결되는 실시간 디스플레이;
    디스플레이 상에 치료 경계 및 안전 경계 중 적어도 하나를 투사하고 조절하는 투사 수단;
    전개 가능한 니들 구조체와, 상기 컨트롤러 및 디스플레이에 연결 가능한 화상 변환기를 갖는 치료 프로브; 및
    상기 컨트롤러에 연결되는 치료 프로브 상의 적어도 하나의 서보 구동 모터
    를 포함하고, 상기 컨트롤러는 치료 경계를 덮고 안전 경계를 지나서 연장하지 않는 치료를 제공하도록 서보 모터를 구동시켜 니들 구조체를 위치 설정하도록 구성되는 것인 치료 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 치료 프로브의 니들 구조체는 니들과, 상기 니들로부터 원위 방향으로 분기하는 패턴으로 전진 가능한 복수 개의 갈래(tine)를 포함하는 것인 치료 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 서보 모터는 니들을 구동시키는 제1 서보 모터와, 복수 개의 갈래를 구동시키는 제2 서보 모터를 포함하는 것인 치료 시스템.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 투사 수단은 유저가 디스플레이 상의 치료 및/또는 안전 경계의 크기 및/또는 위치를 가상적으로 조절하게 하도록 구성되는 유저 인터페이스를 포함하는 것인 치료 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 유저 인터페이스는 치료 프로브 상에 있는 것인 치료 시스템.
  10. 조직 내의 해부학적 특징부를 치료하는 치료 시스템으로서,
    실시간 화상 디스플레이;
    전개 가능한 니들 구조체와, 상기 실시간 화상 디스플레이에 연결 가능한 화상 변환기를 갖는 치료 프로브; 및
    상기 치료 프로브 상에 위치 설정 가능한 정지 구조체
    를 포함하고, 상기 치료 프로브 상에 정지 구조체의 위치는, (1)상기 실시간 화상 디스플레이 상에 투사된 치료 또는 안전 구역의 위치와 크기 중 적어도 하나를 제어하고, (2)조직의 후속 치료가 투사된 치료 및/또는 안전 구역 내에 있도록 니들 구조체의 전개를 물리적으로 제한하는 것인 치료 시스템.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 치료 프로브의 니들 구조체는 니들과, 상기 니들로부터 원위 방향으로 분기하는 패턴으로 전진 가능한 복수 개의 갈래를 포함하고, 상기 정지 구조체는 니들 정지 요소와 갈래 정지 요소를 포함하는 것인 치료 시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 니들 정지 요소는 상기 실시간 화상 디스플레이 상에 투사된 치료 또는 안전 구역의 위치를 부분적으로 제어하고, 상기 갈래 정지 요소는 상기 실시간 화상 디스플레이 상에 투사된 치료 또는 안전 구역의 크기를 적어도 부분적으로 제어하는 것인 치료 시스템.
  13. 제11항에 있어서,
    치료 프로브의 근위 단부에 부착되는 핸들을 더 포함하고, 상기 위치 설정 가능한 정지 구조체는 니들 정지 하우징을 포함하는 것인 치료 시스템.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 핸들 내에서 니들 정지 하우징의 축방향 병진은 치료 구역 및/또는 안전 구역의 위치를 제어하는 것인 치료 시스템.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 니들의 근위 단부에 커플링되는 니들 캐리지를 더 포함하고, 상기 니들 캐리지는 핸들 내에서 축방향으로 활주하여 니들을 전진시키고, 캐리지는 니들의 전진을 제한하도록 니들 정지 하우징과 맞물리는 것인 치료 시스템.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 니들 캐리지 상에 장착되는 갈래 정지부를 더 포함하는 치료 시스템.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 갈래 정지부의 축방향 병진은 치료 구역 및/또는 안전 구역의 크기를 제어하는 것인 치료 시스템.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 갈래의 근위 단부(들)에 커플링되는 갈래 슬라이드를 더 포함하고, 상기 갈래 슬라이드는 갈래를 니들로부터 전진시키도록 니들 캐리지 상에서 축방향으로 활주하며 상기 갈래 슬라이드는 갈래의 전진을 제한하도록 갈래 정지부와 맞물리는 것인 치료 시스템.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 니들 정지부 상에 회전 가능한 노브(knob)를 더 포함하고, 상기 노브는 니들 정지부를 핸들에 대해 수동으로 전진 및 후퇴시키도록 사용될 수 있으며, 상기 노브는 갈래 정지부에 커플링되어 노브의 회전이 갈래 정지부를 니들 캐리지 상에서 전진 및 후퇴시킬 수 있고, 이에 의해 노브의 축방향 병진이 디스플레이 상에 투사되는 치료 및/또는 안전 경계의 위치를 제어하며 노브의 회전은 디스플레이 상에 투사되는 치료 및/또는 안전 경계의 크기를 제어하는 것인 치료 시스템.
  20. 제10항에 있어서,
    에너지를 니들 구조체에 전달하도록 프로브에 연결 가능한 컨트롤러를 더 포함하고, 상기 치료 시스템은 컨트롤러에 의해 설정된 에너지 레벨과 니들 구조체의 위치를 결정하는 정지 요소(들)의 위치(들)을 기초로 하여 상기 투사된 치료 또는 안전 구역의 크기를 제어하도록 구성되는 것인 치료 시스템.
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