器具内の試料の磁気共鳴検出により器具の位置を追跡するシステムおよび方法
【目的】 被検体内のカテーテルのような器具の位置を監視するために磁気共鳴信号を用いた追跡システムを提供する。
【構成】 器具１５０の中にＭＲ活性試料２４０を組み込む。受信コイル２００または１４０によりＭＲ活性試料から生じた磁気共鳴信号を検知する。これらの信号は磁界勾配が存在する状態で検出されるので、それらの信号の周波数は印加される勾配の方向に沿った試料すなわち器具の位置にほぼ比例する。追跡システムによって決定された器具の位置は、好ましくは独立に取得される医用診断画像に重ね合わされる。
【構成】 器具１５０の中にＭＲ活性試料２４０を組み込む。受信コイル２００または１４０によりＭＲ活性試料から生じた磁気共鳴信号を検知する。これらの信号は磁界勾配が存在する状態で検出されるので、それらの信号の周波数は印加される勾配の方向に沿った試料すなわち器具の位置にほぼ比例する。追跡システムによって決定された器具の位置は、好ましくは独立に取得される医用診断画像に重ね合わされる。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は器具を被検体の中に挿入する医用手順に関するものであり、更に詳しくは磁気共鳴信号を使用する、このような器具の追跡に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】診断および治療上の医用手順の間に器具の配置を監視するためにＸ線透視装置が日常的に使用される。従来のＸ線透視装置はＸ線線量を最小にするように設計されている。それにもかかわらず、いくつかの手順は非常に長くなることがあり、被検体に対する累積のＸ線線量がかなりの量になることがある。担当の医局員の長期間の被曝は更に大きな問題である。担当の医局員はこれらの手順に定期的に参加するからである。したがって、これらの手順の間のＸ線線量を低減するか、または無くすことが望ましい。
【０００３】Ｘ線透視装置の使用のもう一つの限界はこの技術が事実上、射影的であり、単一の二次元画像が作成されるということである。操作員は視野の中の物体の深さに関する情報を得ることはできない。外科手順の間にこの情報を得ることが望ましいことがしばしばある。被検体の中の器具を追跡するために無線周波信号を使用する数個の方法が１９９１年９月３日出願の米国特許出願第０７／７５３，５６５号、米国特許出願第０７／７５３，５６３号、米国特許出願第０７／７５３，５６７号ならびに米国特許出願第０７／７５３，５６６号に開示されている。これらの方法はＸ線の使用を必要としないが、被検体の中の器具を追跡するため無線周波送信および受信装置を用いる。
【０００４】現在、追跡のため既存システムに対して殆ど変形を必要とせず、Ｘ線放射を必要としない、イメージングシステムで器具を追跡する簡単な方法が必要とされている。
【０００５】
【発明の概要】Ｘ線を使用しないで被検体の中に配置されたカテーテルのような器具の追跡が、磁石、パルス磁界勾配システム、無線周波送信器、無線周波受信器および制御器で構成された磁気共鳴（ＭＲ：ｍａｇｎｅｔｉｃ ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）イメージングシステムを使用して行われる。被追跡器具は、その端近くに水またはフッ素化炭化水素のようなＭＲ活性試料、および小さな無線周波（ｒｆ：ｒａｄｉｏ−ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）コイルを取り付けることにより、修正される。被検体は磁石の内腔の中に配置され、被検体の中に器具が入れられる。ＭＲシステムは一連の無線周波パルスおよび磁界勾配パルスを発生する。これらのパルスにより、器具の中のＭＲ試料内の選択された核スピンからの共鳴ＭＲ応答信号が誘導される。この応答信号により、器具に取り付けられた無線周波コイルに電流が誘導される。無線周波コイルは小さいので、その感動領域は制限される。したがって、無線周波コイルのすぐ近くの核スピンだけが無線周波コイルによって検出される。受信システムは検出されたＭＲ応答信号を受け、ＭＲ応答信号の復調、増幅、フィルタリング、およびディジタル化を行う。次に、このＭＲ応答信号は制御器によりデータとして記憶される。互いに直交する三つの方向で、磁界勾配の順次印加の間にデータが取得される。これらの勾配により、検出される信号の周波数は印加される各勾配に沿ったＭＲ活性試料の位置に正比例する。次に、ディジタル化されたデータをフーリエ変換で処理することにより、ＭＲ活性試料の三次元位置が計算される。次に、この位置情報を関心のある領域のＭＲ画像上に重畳することができる。
【０００６】代替実施例では、無線周波コイルを被追跡器具に取り付ける代わりに外部コイルで構成し、この外部コイルが被検体を取り囲み、器具に付着されたＭＲ活性試料からのＭＲ応答信号を受ける。
【０００７】
【発明の目的】本発明の一つの目的は、追跡用にＸ線を使用しないで被検体内の器具を追跡するシステムを提供することである。本発明のもう一つの目的は、被検体の内腔内のＭＲ活性物質の欠如による信号の喪失無しに、ＭＲ検査の間に器具を追跡する方法を提供することである。
【０００８】本発明のもう一つの目的は器具の画像をもう一つの画像に重ね合わせた相互作用画像を提供することである。新規性があると考えられる本発明の特徴は特許請求の範囲に詳細に示されている。しかし、本発明による構成および動作方法、ならびに本発明の上記以外の目的および利点は付図による以下の詳細な説明により最も良く理解することができる。
【０００９】
【詳しい説明】図１に示すように支持台１１０の上の被検体１００は、磁石ハウジング１２０の中の磁石１２５が発生する均一磁界の中に配置される。磁石１２５および磁石ハウジング１２０は円筒状に対称になっており、被検体１００の位置が見えるように半分を切り取って示してある。カテーテルとして示されている器具１５０が挿入される被検体１００の領域が、磁石１２５の内腔のほぼ中心に配置されている。図１に見えないＭＲ活性試料が器具１５０の中に含まれている。被検体１００は一組の円筒形の磁界勾配コイル１３０によって囲まれている。磁界勾配コイル１３０は所定の時間に所定の強度の磁界勾配を作成する。勾配コイル１３０は、互いに直交する三つの方向に磁界勾配を発生する。
【００１０】外部コイル１４０も被検体１００の、関心のある領域を取り囲んでいる。図１は、被検体全体を取り囲むのに充分な直径の円筒形の外部コイルの一実施例を示す。代わりに、他の形状、たとえば頭部または手足のイメージングを行うように特別に設計された小さい円筒を使うこともできる。非円筒形の外部コイル、たとえば表面コイルを代わりに使ってもよい。外部コイル１４０は所定の時間に被検体１００およびＭＲ活性試料内に無線周波エネルギーを放射する。これは熟練した当業者には周知のやり方で、ＭＲ活性試料の核磁気スピンが章動する所定の周波数で、充分な電力で行われる。スピンの章動により、スピンはラーモア（Ｌａｒｍｏｒ）の周波数で共鳴する。各スピンに対するラーモアの周波数が、スピンの出会う磁界の強さに正比例する。磁界の強さは、磁石１２５が発生する静磁界と磁界勾配コイル１３０が発生する局部磁界との和である。
【００１１】器具１５０は操作員１６０が被検体１００内に挿入する。器具１５０はガイドワイヤ、カテーテル、内視鏡、腹腔鏡、生検針、または類似の器具とすることができる。この器具には無線周波コイルが含まれている。この無線周波コイルは、外部コイル１４０が作成する無線周波磁界に応答して被検体と器具内のＭＲ活性試料の両方の中に生じるＭＲ信号を検出する。無線周波コイルが小さいので、その感知領域も小さい。したがって、検出される信号はコイルのすぐ近くの磁界の強さからのみ生じるラーモアの周波数を有する。これらの検出された信号はイメージング追跡ユニット１７０へ送られ、そこで分析される。器具１５０の位置はイメージング追跡ユニット１７０で決定され、ディスプレイ手段１８０で表示される。本発明の好ましい実施例では、重ね合わせ手段（図示しない）による通常のＭＲ画像上へのグラフ記号の重ね合わせにより、器具１５０の位置がディスプレイ手段１８０に表示される。本発明の代替実施例では、コンピュータ断層撮影（ＣＴ：ｃｏｍｐｕｔｅｄ ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）スキャナ、ポジトロン放射形断層撮影システム、または超音波スキャナのような他のイメージングシステムで得られる診断画像に、器具１５０を表すグラフ記号が重ね合わされる。本発明の他の実施例では、器具の位置が診断画像に関係なく数値的に、またはグラフ記号として表示される。
【００１２】器具１５０の二つの実施例が図２ａおよび図２ｂに詳細に示されている。図２ａでは、小さな無線周波コイル２００が導線２１０および２２０を介してＭＲシステムに電気的に結合されている。器具１５０の中には、ＭＲ活性試料２４０が含まれている。ＭＲ活性試料２４０が適当な磁界および無線周波励起エネルギーを受けると、ＭＲ活性試料２４０は特定の周波数で共鳴し、ＭＲ応答信号を放出する。この信号は無線周波コイル２００によって検知され、線２１０および２２０を通して図１のイメージング追跡ユニット１７０に与えられる。この発明の好ましい実施例では、図２ａの導線２１０および２２０は同軸対を形成する。導線２１０および２２０は無線周波コイル２００と一緒に器具１５０の外側シェル２３０の中に入れられている。
【００１３】代替実施例では、図２ｂに示されるように器具１５０の中にはＭＲ活性試料２４０だけが入っている。ＭＲ活性試料２４０の共鳴が生じると、ＭＲ活性試料２４０が放出する信号は図１のシステム内の外部コイル１４０によって検知される。図２ａおよび図２ｂの実施例には、器具１５０の位置を決定するために使用されるＭＲ応答信号がＭＲ活性試料２４０により発生されるので、器具が被検体のＭＲ活性領域の近くにある必要が無いという望ましい特徴がある。この実施例の付加的な利点は、化学シフト現象によって生じる検出されるスピンのラーモア周波数のわずかな差で起きるアーチファクトが、単一のＭＲ共鳴周波数を有する物質をＭＲ活性試料として使用することにより避け得るということである。更に、この実施例では、身体の中で自然には見出されない核種（たとえば、フッ素）を試料として使用することができる。
【００１４】次に図３に示すように、スピンのラーモア周波数は磁界勾配が印加されたときのスピンの位置にほぼ比例する。勾配コイル１３０（図１）の中心点にあるスピンはラーモア周波数ｆ0 で歳差運動を行う。点３００でのラーモア周波数ｆ0 は磁石１２５（図１）が発生する静磁界だけで決まる。位置３１０でのスピンはラーモア周波数ｆ1 を有する。いる。このラーモア周波数ｆ1 は、静磁界と磁界勾配コイル１３０（図１）がその位置に作る付加的な磁界との和で定められる。勾配コイル応答３２０はほぼ線形であるので、スピンのラーモア周波数は位置にほぼ比例する。
【００１５】図２に示すように器具１５０に入れられた無線周波コイル２００が検出するＭＲ応答信号は、ＭＲシステムの無線周波（ｒｆ）パルスおよび磁界勾配パルスに応答して作成される。パルスタイミングの現在好ましい実施例が図４に示されている。このタイミング図では、第一の広帯域無線周波パルス４００ｘが図１の外部コイル１４０の中の試料２４０のすべてのスピンを励起する。第一の広帯域無線周波パルス４００ｘのすぐ後に、所定の方向に第一の磁界勾配パルス４１０ｘが印加される。勾配パルス４１０ｘにより、スピンの磁化が位相外しされるが、その程度は印加磁界勾配（ここではＸ方向にあるものとして示されている）に沿ったスピンの位置に比例する。勾配パルス４１０の後に、２ローブ形（すなわち２つのパルス部分を持つ）磁界勾配パルスを形成するために逆極性をそなえた第二の磁界勾配パルス４２０ｘが続く。磁界勾配の大きさと勾配パルスの継続時間との積（すなわち、灰色で示された領域の面積）は第一および第二の勾配パルスに対してほぼ同一となるように選定される。第二の磁界勾配パルス４２０ｘの振幅が維持され、面積が第二のパルス４２０ｘの面積にほぼ等しい第三のパルス４３０ｘが事実上作られる。注意すべきことは、第二の勾配パルス４２０ｘと第三の勾配パルス４３０ｘは実際には単一のパルスを形成するということである。この単一のパルスは区別のみの目的で二つのパルスに分割されている。第二の勾配パルスの終わりに、試料２４０の中のすべてのスピンはほぼ同相になっている。第三の勾配パルス４３０ｘにより、ＭＲ信号の付加的な位相外しが行われる。
【００１６】第二の勾配パルス４２０ｘと第三の勾配パルス４３０ｘの間に、データ取得信号４４０ｘにより、第一のＭＲ応答信号４５０ｘを無線周波コイル２００（図２）が受ける。ＭＲ応答信号４５０ｘはイメージング追跡ユニット１７０（図１）でディジタル化され、記憶される。ＭＲ応答信号４５０ｘは第二の勾配パルス４２０ｘのほぼ終わりに最大振幅を有し、またそのラーモア周波数は印加される磁界勾配の方向に沿った器具１５０（図１）の位置にほぼ比例している。ＭＲ応答信号４５０ｘの周波数を使用することにより、印加磁界勾配Ｇｘの方向に平行な第一の方向で器具１５０（図１）の位置が測定される。
【００１７】第二の広帯域無線周波パルス４００ｙが第一のＭＲ応答信号４５０ｘの取得の直後に印加される。第一の方向で図１の器具１５０の位置を決めるために使用されるやり方と同様のやり方で、第一の方向に対してほぼ垂直な第二の方向（ここではＹ方向として示されている）に、第四の勾配パルス４１０ｙ、第五の勾配パルス４２０ｙ、および第六の勾配パルス４３０ｙが印加される。第五の勾配パルス４２０ｙと第六の勾配パルス４３０ｙの期間の間に、データ取得信号４４０ｙが作成される。これにより、第二のＭＲ応答信号４５０ｙが図１のイメージング追跡ユニット１７０でディジタル化され、記憶される。ＭＲ応答信号４５０ｙの検出後、第三の広帯域無線周波パルス４００ｚが印加され、第一の方向および第二の方向に対してほぼ垂直な第三の方向（ここではＺ方向として示されている）に、第七の勾配パルス４１０ｚ、第八の勾配パルス４２０ｚ、および第九の勾配パルス４３０ｚが印加される。第八の勾配パルス４２０ｚと第九の勾配パルス４３０ｚの期間の間に、データ取得信号４４０ｚが作成される。これにより、第三のＭＲ応答信号４５０ｚが図１のイメージング追跡ユニット１７０でディジタル化され、記憶される。
【００１８】第三のＭＲ応答信号４５０ｚの検出後、器具の追跡が不要となるまで図４に示されるパルス系列全体が繰り返される。本発明のもう一つの実施例では、第三の勾配パルス４３０ｘ、第六の勾配パルス４３０ｙ、および第九の勾配パルス４３０ｚの継続時間を長くすることにより、次の広帯域無線周波パルスの印加前に信号の位相外しが完全に行われる。これにより、多重無線周波パルスからのスピン位相の干渉性によって生じるアーチファクトが最小になる。位相の干渉性を最小にする第二の方法は、各無線周波パルスに対してＭＲシステムの無線周波受信器および送信器でランダムな位相を使用するものである。
【００１９】本発明の更にもう一つの実施例では、残りの勾配パルスを変えることなく第一の勾配パルス４１０ｘ、第四の勾配パルス４１０ｙ、および第七の勾配パルス４１０ｚの振幅や継続時間を小さくする。これにより、データ取得期間の前に各信号が出会う位相外しの量が小さくなるので、最大信号の時点はシフトするが、その周波数はシフトしない。第一の勾配パルス４１０ｘ、第四の勾配パルス４１０ｙ、および第七の勾配パルス４１０ｚの継続時間を短くすることにより、無線周波パルス間隔を短くできる利点がある。
【００２０】図５には、検出された信号から図１の器具１５０の位置を決めるために図１のイメージング追跡ユニット１７０が実行するステップが示されている。図４に示されるパルス系列に応答して、三つの信号５００ｘ、５００ｙ、５００ｚがＭＲシステムにより検出される。信号５００ｘ、５００ｙ、５００ｚには、Ｘ方向、Ｙ方向、およびＺ方向の器具の位置についての情報がそれぞれ含まれている。この周波数情報は、データの時間依存性を周波数依存性に変換するフーリエ変換（ＦＴ：Ｆｏｕｒｉｅｒ ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ）を各信号に対して施すことにより抽出される。周波数に依存するデータ組５１０ｘ、５１０ｙ、５１０ｚの各々には単一の最大値が含まれており、これは互いに直交する三つの方向の各方向に於けるＭＲ活性試料の位置に対応する。各データ組の最大値の位置が抽出され、ディスプレイ手段１８０（図１）に送られて、操作員に提示される。
【００２１】図６は、イメージングおよび器具の追跡に適したＭＲシステムのブロック図である。システムには制御器９００が含まれており、制御器９００は磁界勾配増幅器の組９１０に制御信号を供給する。これらの増幅器は磁石１２０の中に配置された磁界勾配コイル１３０を駆動する。勾配コイル１３０は、互いに直交する三つの方向に磁界勾配を発生することができる。制御器９００は送信手段９３０に送られる信号も発生する。制御器９００からのこれらの信号により、送信手段９３０は選択された周波数および適当な電力で無線周波パルスを発生する。これにより、磁石１２５の中に配置された外部コイル１４０内の選択されたスピンが章動する。受信手段９４０に接続された無線周波コイル２００の中に、ＭＲ活性試料２４０からのＭＲ信号が誘導される。受信手段９４０はＭＲ信号の増幅、復調、フィルタリング、およびディジタル化を行うことにより、ＭＲ信号を処理する。制御器９００はまた、受信手段９４０からの信号の収集も行う。受信手段９４０からの信号が計算手段９５０に伝えられ、そこで処理される。計算手段９５０は、制御器９００から受けた信号にフーリエ変換を施すことにより、ＭＲ活性試料２４０の位置に到達する。計算手段９５０の計算した結果が画像ディスプレイ手段１８０に表示される。
【００２２】本発明の好ましい実施例では、器具１５０の中に配置された無線周波コイル２００が受信機能を行う。しかし、送信コイルと受信コイルとの間には相互性が存在し、器具１５０の中に配置された無線周波コイル２００が無線周波エネルギーを送るために使用され、外部コイル１４０がＭＲ応答信号を受けるために使用される追跡システムが可能である。
【００２３】本発明のもう一つの実施例では、図７に示されるように無線周波コイル２００を用いて無線周波エネルギーを交互に送信、受信することができる。制御器９００はコイル２００を送信器９３０に接続するように線９０１を介してスイッチ９０３を動作させることにより、無線周波エネルギーをＭＲ活性試料２４０および被検体内に送り込む。逆に、制御器９００はコイル２００を受信器９４０に接続するようにスイッチ９０３を動作させることにより、ＭＲ活性試料２４０および被検体からのＲＦエネルギーを受ける。
【００２４】更にもう一つの実施例では、外部コイル１４０を使用して、無線周波エネルギーの送信と受信を交互に行うことができる。新しいＭＲ追跡システムのいくつかの現在好ましい実施例を詳細に説明してきたが、熟練した当業者は多数の変形および変更を考え得る。したがって、本発明の趣旨に合致するこのような変形および変更をすべて包含するように特許請求の範囲を記載してあることが理解される筈である。
【図面の簡単な説明】
【図１】被検体内の器具の位置を追跡する動作を行っているときの本発明の一実施例の斜視図である。
【図２】（ａ）は被検体内に挿入するための医用器具に組み入れられた無線周波コイルおよびＭＲ活性試料を示す概略図であり、（ｂ）は被検体内に挿入するための医用器具に組み入れられたＭＲ活性試料を示す概略図である。
【図３】磁界勾配が印加されている状態でＭＲ共鳴周波数と単一軸に沿った位置との関係を示すグラフである。
【図４】本発明の第一の実施例に於ける無線周波パルス、磁界勾配パルス、データ取得および検出信号の間の関係を示すタイミング図である。
【図５】取得されたＭＲ応答信号からＭＲ活性試料の位置を決定するために必要なステップを示す流れ図である。
【図６】本発明による器具の追跡に適したＭＲイメージングシステムのブロック図である。
【図７】本発明による追跡システムのもう一つの実施例の部分ブロック図である。
【符号の説明】
１００ 被検体
１２５ 磁石
１３０ 磁界勾配コイル
１４０ 外部コイル
１５０ 器具
１６０ 操作員
１７０ イメージング追跡ユニット
１８０ ディスプレイ手段
２００ 無線周波コイル
２４０ ＭＲ活性試料
９００ 制御器
９３０ 送信手段
９４０ 受信手段
９５０ 計算手段
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は器具を被検体の中に挿入する医用手順に関するものであり、更に詳しくは磁気共鳴信号を使用する、このような器具の追跡に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】診断および治療上の医用手順の間に器具の配置を監視するためにＸ線透視装置が日常的に使用される。従来のＸ線透視装置はＸ線線量を最小にするように設計されている。それにもかかわらず、いくつかの手順は非常に長くなることがあり、被検体に対する累積のＸ線線量がかなりの量になることがある。担当の医局員の長期間の被曝は更に大きな問題である。担当の医局員はこれらの手順に定期的に参加するからである。したがって、これらの手順の間のＸ線線量を低減するか、または無くすことが望ましい。
【０００３】Ｘ線透視装置の使用のもう一つの限界はこの技術が事実上、射影的であり、単一の二次元画像が作成されるということである。操作員は視野の中の物体の深さに関する情報を得ることはできない。外科手順の間にこの情報を得ることが望ましいことがしばしばある。被検体の中の器具を追跡するために無線周波信号を使用する数個の方法が１９９１年９月３日出願の米国特許出願第０７／７５３，５６５号、米国特許出願第０７／７５３，５６３号、米国特許出願第０７／７５３，５６７号ならびに米国特許出願第０７／７５３，５６６号に開示されている。これらの方法はＸ線の使用を必要としないが、被検体の中の器具を追跡するため無線周波送信および受信装置を用いる。
【０００４】現在、追跡のため既存システムに対して殆ど変形を必要とせず、Ｘ線放射を必要としない、イメージングシステムで器具を追跡する簡単な方法が必要とされている。
【０００５】
【発明の概要】Ｘ線を使用しないで被検体の中に配置されたカテーテルのような器具の追跡が、磁石、パルス磁界勾配システム、無線周波送信器、無線周波受信器および制御器で構成された磁気共鳴（ＭＲ：ｍａｇｎｅｔｉｃ ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）イメージングシステムを使用して行われる。被追跡器具は、その端近くに水またはフッ素化炭化水素のようなＭＲ活性試料、および小さな無線周波（ｒｆ：ｒａｄｉｏ−ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）コイルを取り付けることにより、修正される。被検体は磁石の内腔の中に配置され、被検体の中に器具が入れられる。ＭＲシステムは一連の無線周波パルスおよび磁界勾配パルスを発生する。これらのパルスにより、器具の中のＭＲ試料内の選択された核スピンからの共鳴ＭＲ応答信号が誘導される。この応答信号により、器具に取り付けられた無線周波コイルに電流が誘導される。無線周波コイルは小さいので、その感動領域は制限される。したがって、無線周波コイルのすぐ近くの核スピンだけが無線周波コイルによって検出される。受信システムは検出されたＭＲ応答信号を受け、ＭＲ応答信号の復調、増幅、フィルタリング、およびディジタル化を行う。次に、このＭＲ応答信号は制御器によりデータとして記憶される。互いに直交する三つの方向で、磁界勾配の順次印加の間にデータが取得される。これらの勾配により、検出される信号の周波数は印加される各勾配に沿ったＭＲ活性試料の位置に正比例する。次に、ディジタル化されたデータをフーリエ変換で処理することにより、ＭＲ活性試料の三次元位置が計算される。次に、この位置情報を関心のある領域のＭＲ画像上に重畳することができる。
【０００６】代替実施例では、無線周波コイルを被追跡器具に取り付ける代わりに外部コイルで構成し、この外部コイルが被検体を取り囲み、器具に付着されたＭＲ活性試料からのＭＲ応答信号を受ける。
【０００７】
【発明の目的】本発明の一つの目的は、追跡用にＸ線を使用しないで被検体内の器具を追跡するシステムを提供することである。本発明のもう一つの目的は、被検体の内腔内のＭＲ活性物質の欠如による信号の喪失無しに、ＭＲ検査の間に器具を追跡する方法を提供することである。
【０００８】本発明のもう一つの目的は器具の画像をもう一つの画像に重ね合わせた相互作用画像を提供することである。新規性があると考えられる本発明の特徴は特許請求の範囲に詳細に示されている。しかし、本発明による構成および動作方法、ならびに本発明の上記以外の目的および利点は付図による以下の詳細な説明により最も良く理解することができる。
【０００９】
【詳しい説明】図１に示すように支持台１１０の上の被検体１００は、磁石ハウジング１２０の中の磁石１２５が発生する均一磁界の中に配置される。磁石１２５および磁石ハウジング１２０は円筒状に対称になっており、被検体１００の位置が見えるように半分を切り取って示してある。カテーテルとして示されている器具１５０が挿入される被検体１００の領域が、磁石１２５の内腔のほぼ中心に配置されている。図１に見えないＭＲ活性試料が器具１５０の中に含まれている。被検体１００は一組の円筒形の磁界勾配コイル１３０によって囲まれている。磁界勾配コイル１３０は所定の時間に所定の強度の磁界勾配を作成する。勾配コイル１３０は、互いに直交する三つの方向に磁界勾配を発生する。
【００１０】外部コイル１４０も被検体１００の、関心のある領域を取り囲んでいる。図１は、被検体全体を取り囲むのに充分な直径の円筒形の外部コイルの一実施例を示す。代わりに、他の形状、たとえば頭部または手足のイメージングを行うように特別に設計された小さい円筒を使うこともできる。非円筒形の外部コイル、たとえば表面コイルを代わりに使ってもよい。外部コイル１４０は所定の時間に被検体１００およびＭＲ活性試料内に無線周波エネルギーを放射する。これは熟練した当業者には周知のやり方で、ＭＲ活性試料の核磁気スピンが章動する所定の周波数で、充分な電力で行われる。スピンの章動により、スピンはラーモア（Ｌａｒｍｏｒ）の周波数で共鳴する。各スピンに対するラーモアの周波数が、スピンの出会う磁界の強さに正比例する。磁界の強さは、磁石１２５が発生する静磁界と磁界勾配コイル１３０が発生する局部磁界との和である。
【００１１】器具１５０は操作員１６０が被検体１００内に挿入する。器具１５０はガイドワイヤ、カテーテル、内視鏡、腹腔鏡、生検針、または類似の器具とすることができる。この器具には無線周波コイルが含まれている。この無線周波コイルは、外部コイル１４０が作成する無線周波磁界に応答して被検体と器具内のＭＲ活性試料の両方の中に生じるＭＲ信号を検出する。無線周波コイルが小さいので、その感知領域も小さい。したがって、検出される信号はコイルのすぐ近くの磁界の強さからのみ生じるラーモアの周波数を有する。これらの検出された信号はイメージング追跡ユニット１７０へ送られ、そこで分析される。器具１５０の位置はイメージング追跡ユニット１７０で決定され、ディスプレイ手段１８０で表示される。本発明の好ましい実施例では、重ね合わせ手段（図示しない）による通常のＭＲ画像上へのグラフ記号の重ね合わせにより、器具１５０の位置がディスプレイ手段１８０に表示される。本発明の代替実施例では、コンピュータ断層撮影（ＣＴ：ｃｏｍｐｕｔｅｄ ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）スキャナ、ポジトロン放射形断層撮影システム、または超音波スキャナのような他のイメージングシステムで得られる診断画像に、器具１５０を表すグラフ記号が重ね合わされる。本発明の他の実施例では、器具の位置が診断画像に関係なく数値的に、またはグラフ記号として表示される。
【００１２】器具１５０の二つの実施例が図２ａおよび図２ｂに詳細に示されている。図２ａでは、小さな無線周波コイル２００が導線２１０および２２０を介してＭＲシステムに電気的に結合されている。器具１５０の中には、ＭＲ活性試料２４０が含まれている。ＭＲ活性試料２４０が適当な磁界および無線周波励起エネルギーを受けると、ＭＲ活性試料２４０は特定の周波数で共鳴し、ＭＲ応答信号を放出する。この信号は無線周波コイル２００によって検知され、線２１０および２２０を通して図１のイメージング追跡ユニット１７０に与えられる。この発明の好ましい実施例では、図２ａの導線２１０および２２０は同軸対を形成する。導線２１０および２２０は無線周波コイル２００と一緒に器具１５０の外側シェル２３０の中に入れられている。
【００１３】代替実施例では、図２ｂに示されるように器具１５０の中にはＭＲ活性試料２４０だけが入っている。ＭＲ活性試料２４０の共鳴が生じると、ＭＲ活性試料２４０が放出する信号は図１のシステム内の外部コイル１４０によって検知される。図２ａおよび図２ｂの実施例には、器具１５０の位置を決定するために使用されるＭＲ応答信号がＭＲ活性試料２４０により発生されるので、器具が被検体のＭＲ活性領域の近くにある必要が無いという望ましい特徴がある。この実施例の付加的な利点は、化学シフト現象によって生じる検出されるスピンのラーモア周波数のわずかな差で起きるアーチファクトが、単一のＭＲ共鳴周波数を有する物質をＭＲ活性試料として使用することにより避け得るということである。更に、この実施例では、身体の中で自然には見出されない核種（たとえば、フッ素）を試料として使用することができる。
【００１４】次に図３に示すように、スピンのラーモア周波数は磁界勾配が印加されたときのスピンの位置にほぼ比例する。勾配コイル１３０（図１）の中心点にあるスピンはラーモア周波数ｆ0 で歳差運動を行う。点３００でのラーモア周波数ｆ0 は磁石１２５（図１）が発生する静磁界だけで決まる。位置３１０でのスピンはラーモア周波数ｆ1 を有する。いる。このラーモア周波数ｆ1 は、静磁界と磁界勾配コイル１３０（図１）がその位置に作る付加的な磁界との和で定められる。勾配コイル応答３２０はほぼ線形であるので、スピンのラーモア周波数は位置にほぼ比例する。
【００１５】図２に示すように器具１５０に入れられた無線周波コイル２００が検出するＭＲ応答信号は、ＭＲシステムの無線周波（ｒｆ）パルスおよび磁界勾配パルスに応答して作成される。パルスタイミングの現在好ましい実施例が図４に示されている。このタイミング図では、第一の広帯域無線周波パルス４００ｘが図１の外部コイル１４０の中の試料２４０のすべてのスピンを励起する。第一の広帯域無線周波パルス４００ｘのすぐ後に、所定の方向に第一の磁界勾配パルス４１０ｘが印加される。勾配パルス４１０ｘにより、スピンの磁化が位相外しされるが、その程度は印加磁界勾配（ここではＸ方向にあるものとして示されている）に沿ったスピンの位置に比例する。勾配パルス４１０の後に、２ローブ形（すなわち２つのパルス部分を持つ）磁界勾配パルスを形成するために逆極性をそなえた第二の磁界勾配パルス４２０ｘが続く。磁界勾配の大きさと勾配パルスの継続時間との積（すなわち、灰色で示された領域の面積）は第一および第二の勾配パルスに対してほぼ同一となるように選定される。第二の磁界勾配パルス４２０ｘの振幅が維持され、面積が第二のパルス４２０ｘの面積にほぼ等しい第三のパルス４３０ｘが事実上作られる。注意すべきことは、第二の勾配パルス４２０ｘと第三の勾配パルス４３０ｘは実際には単一のパルスを形成するということである。この単一のパルスは区別のみの目的で二つのパルスに分割されている。第二の勾配パルスの終わりに、試料２４０の中のすべてのスピンはほぼ同相になっている。第三の勾配パルス４３０ｘにより、ＭＲ信号の付加的な位相外しが行われる。
【００１６】第二の勾配パルス４２０ｘと第三の勾配パルス４３０ｘの間に、データ取得信号４４０ｘにより、第一のＭＲ応答信号４５０ｘを無線周波コイル２００（図２）が受ける。ＭＲ応答信号４５０ｘはイメージング追跡ユニット１７０（図１）でディジタル化され、記憶される。ＭＲ応答信号４５０ｘは第二の勾配パルス４２０ｘのほぼ終わりに最大振幅を有し、またそのラーモア周波数は印加される磁界勾配の方向に沿った器具１５０（図１）の位置にほぼ比例している。ＭＲ応答信号４５０ｘの周波数を使用することにより、印加磁界勾配Ｇｘの方向に平行な第一の方向で器具１５０（図１）の位置が測定される。
【００１７】第二の広帯域無線周波パルス４００ｙが第一のＭＲ応答信号４５０ｘの取得の直後に印加される。第一の方向で図１の器具１５０の位置を決めるために使用されるやり方と同様のやり方で、第一の方向に対してほぼ垂直な第二の方向（ここではＹ方向として示されている）に、第四の勾配パルス４１０ｙ、第五の勾配パルス４２０ｙ、および第六の勾配パルス４３０ｙが印加される。第五の勾配パルス４２０ｙと第六の勾配パルス４３０ｙの期間の間に、データ取得信号４４０ｙが作成される。これにより、第二のＭＲ応答信号４５０ｙが図１のイメージング追跡ユニット１７０でディジタル化され、記憶される。ＭＲ応答信号４５０ｙの検出後、第三の広帯域無線周波パルス４００ｚが印加され、第一の方向および第二の方向に対してほぼ垂直な第三の方向（ここではＺ方向として示されている）に、第七の勾配パルス４１０ｚ、第八の勾配パルス４２０ｚ、および第九の勾配パルス４３０ｚが印加される。第八の勾配パルス４２０ｚと第九の勾配パルス４３０ｚの期間の間に、データ取得信号４４０ｚが作成される。これにより、第三のＭＲ応答信号４５０ｚが図１のイメージング追跡ユニット１７０でディジタル化され、記憶される。
【００１８】第三のＭＲ応答信号４５０ｚの検出後、器具の追跡が不要となるまで図４に示されるパルス系列全体が繰り返される。本発明のもう一つの実施例では、第三の勾配パルス４３０ｘ、第六の勾配パルス４３０ｙ、および第九の勾配パルス４３０ｚの継続時間を長くすることにより、次の広帯域無線周波パルスの印加前に信号の位相外しが完全に行われる。これにより、多重無線周波パルスからのスピン位相の干渉性によって生じるアーチファクトが最小になる。位相の干渉性を最小にする第二の方法は、各無線周波パルスに対してＭＲシステムの無線周波受信器および送信器でランダムな位相を使用するものである。
【００１９】本発明の更にもう一つの実施例では、残りの勾配パルスを変えることなく第一の勾配パルス４１０ｘ、第四の勾配パルス４１０ｙ、および第七の勾配パルス４１０ｚの振幅や継続時間を小さくする。これにより、データ取得期間の前に各信号が出会う位相外しの量が小さくなるので、最大信号の時点はシフトするが、その周波数はシフトしない。第一の勾配パルス４１０ｘ、第四の勾配パルス４１０ｙ、および第七の勾配パルス４１０ｚの継続時間を短くすることにより、無線周波パルス間隔を短くできる利点がある。
【００２０】図５には、検出された信号から図１の器具１５０の位置を決めるために図１のイメージング追跡ユニット１７０が実行するステップが示されている。図４に示されるパルス系列に応答して、三つの信号５００ｘ、５００ｙ、５００ｚがＭＲシステムにより検出される。信号５００ｘ、５００ｙ、５００ｚには、Ｘ方向、Ｙ方向、およびＺ方向の器具の位置についての情報がそれぞれ含まれている。この周波数情報は、データの時間依存性を周波数依存性に変換するフーリエ変換（ＦＴ：Ｆｏｕｒｉｅｒ ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ）を各信号に対して施すことにより抽出される。周波数に依存するデータ組５１０ｘ、５１０ｙ、５１０ｚの各々には単一の最大値が含まれており、これは互いに直交する三つの方向の各方向に於けるＭＲ活性試料の位置に対応する。各データ組の最大値の位置が抽出され、ディスプレイ手段１８０（図１）に送られて、操作員に提示される。
【００２１】図６は、イメージングおよび器具の追跡に適したＭＲシステムのブロック図である。システムには制御器９００が含まれており、制御器９００は磁界勾配増幅器の組９１０に制御信号を供給する。これらの増幅器は磁石１２０の中に配置された磁界勾配コイル１３０を駆動する。勾配コイル１３０は、互いに直交する三つの方向に磁界勾配を発生することができる。制御器９００は送信手段９３０に送られる信号も発生する。制御器９００からのこれらの信号により、送信手段９３０は選択された周波数および適当な電力で無線周波パルスを発生する。これにより、磁石１２５の中に配置された外部コイル１４０内の選択されたスピンが章動する。受信手段９４０に接続された無線周波コイル２００の中に、ＭＲ活性試料２４０からのＭＲ信号が誘導される。受信手段９４０はＭＲ信号の増幅、復調、フィルタリング、およびディジタル化を行うことにより、ＭＲ信号を処理する。制御器９００はまた、受信手段９４０からの信号の収集も行う。受信手段９４０からの信号が計算手段９５０に伝えられ、そこで処理される。計算手段９５０は、制御器９００から受けた信号にフーリエ変換を施すことにより、ＭＲ活性試料２４０の位置に到達する。計算手段９５０の計算した結果が画像ディスプレイ手段１８０に表示される。
【００２２】本発明の好ましい実施例では、器具１５０の中に配置された無線周波コイル２００が受信機能を行う。しかし、送信コイルと受信コイルとの間には相互性が存在し、器具１５０の中に配置された無線周波コイル２００が無線周波エネルギーを送るために使用され、外部コイル１４０がＭＲ応答信号を受けるために使用される追跡システムが可能である。
【００２３】本発明のもう一つの実施例では、図７に示されるように無線周波コイル２００を用いて無線周波エネルギーを交互に送信、受信することができる。制御器９００はコイル２００を送信器９３０に接続するように線９０１を介してスイッチ９０３を動作させることにより、無線周波エネルギーをＭＲ活性試料２４０および被検体内に送り込む。逆に、制御器９００はコイル２００を受信器９４０に接続するようにスイッチ９０３を動作させることにより、ＭＲ活性試料２４０および被検体からのＲＦエネルギーを受ける。
【００２４】更にもう一つの実施例では、外部コイル１４０を使用して、無線周波エネルギーの送信と受信を交互に行うことができる。新しいＭＲ追跡システムのいくつかの現在好ましい実施例を詳細に説明してきたが、熟練した当業者は多数の変形および変更を考え得る。したがって、本発明の趣旨に合致するこのような変形および変更をすべて包含するように特許請求の範囲を記載してあることが理解される筈である。
【図面の簡単な説明】
【図１】被検体内の器具の位置を追跡する動作を行っているときの本発明の一実施例の斜視図である。
【図２】（ａ）は被検体内に挿入するための医用器具に組み入れられた無線周波コイルおよびＭＲ活性試料を示す概略図であり、（ｂ）は被検体内に挿入するための医用器具に組み入れられたＭＲ活性試料を示す概略図である。
【図３】磁界勾配が印加されている状態でＭＲ共鳴周波数と単一軸に沿った位置との関係を示すグラフである。
【図４】本発明の第一の実施例に於ける無線周波パルス、磁界勾配パルス、データ取得および検出信号の間の関係を示すタイミング図である。
【図５】取得されたＭＲ応答信号からＭＲ活性試料の位置を決定するために必要なステップを示す流れ図である。
【図６】本発明による器具の追跡に適したＭＲイメージングシステムのブロック図である。
【図７】本発明による追跡システムのもう一つの実施例の部分ブロック図である。
【符号の説明】
１００ 被検体
１２５ 磁石
１３０ 磁界勾配コイル
１４０ 外部コイル
１５０ 器具
１６０ 操作員
１７０ イメージング追跡ユニット
１８０ ディスプレイ手段
２００ 無線周波コイル
２４０ ＭＲ活性試料
９００ 制御器
９３０ 送信手段
９４０ 受信手段
９５０ 計算手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】 被検体内の器具の位置を監視するための磁気共鳴追跡システムに於いて、（ａ） 上記被検体にほぼ一様な振幅の均一磁界を印加する手段、（ｂ） 選択された継続時間、振幅および周波数の無線周波エネルギーを上記被検体内に送り込むことにより、スピンの選択された集合の章動を生じさせる無線周波送信手段、（ｃ） 少なくとも一つの空間次元で時間とともに磁界の振幅を変える磁界変化手段、（ｄ） 上記器具に組み入れられた磁気共鳴（ＭＲ）活性試料、（ｅ） 上記器具に取り付けられ、スピンの選択された集合からＭＲ応答信号を検出する検出手段、（ｅ） 検出されたＭＲ応答信号から上記器具の位置を計算する計算手段、（ｆ） 送信手段、検出手段、計算手段、および磁界変化手段に結合され、送信手段、検出手段、計算手段および磁界変化手段を所望の磁気共鳴系列に従って動作させる制御手段、および（ｇ） 計算手段に応動して上記器具の位置を操作員に対して表示するディスプレイ手段を含むことを特徴とする磁気共鳴追跡システム。
【請求項２】 被検体内に充分に存在する物質と異なる物質で上記磁気共鳴活性試料が構成されている請求項１記載の磁気共鳴追跡システム。
【請求項３】 更に、上記被検体の医用診断画像を取得する手段、および上記器具の計算された位置を表す位置で医用診断画像の上に記号を重ね合わせる重ね合わせ手段が含まれている請求項１記載の磁気共鳴追跡システム。
【請求項４】 上記検出手段が、上記器具内に設けられ、ＭＲ応答信号を受ける無線周波コイル、および無線周波コイルに結合され、受信されたＭＲ応答信号を処理する受信手段を含んでいる請求項１記載の磁気共鳴追跡システム。
【請求項５】 上記器具が、ガイドワイヤ、カテーテル、内視鏡、腹腔鏡、および生検針で構成される群の中の一つである請求項１記載の磁気共鳴追跡システム。
【請求項６】 上記器具が外科器具である請求項１記載の磁気共鳴追跡システム。
【請求項７】 上記器具が治療器具である請求項１記載の磁気共鳴追跡システム。
【請求項８】 上記の医用診断画像を取得するための手段がＸ線システムである請求項３記載の磁気共鳴追跡システム。
【請求項９】 上記の医用診断画像を取得するための手段が磁気共鳴イメージングシステムである請求項３記載の磁気共鳴追跡システム。
【請求項１０】 上記の医用診断画像を取得するための手段が超音波イメージングシステムである請求項３記載の磁気共鳴追跡システム。
【請求項１１】 磁気共鳴を用いて被検体内の器具の位置を追跡する方法に於いて、（ａ） 上記器具に磁気共鳴（ＭＲ）活性試料を取り付けるステップ、（ｂ） 上記被検体にほぼ一様な振幅の均一磁界を印加するステップ、（ｃ） 選択された継続時間、振幅および周波数の無線周波エネルギーをＭＲ活性試料および上記被検体内に送り込むことにより、上記試料内のスピンの選択された集合の章動を生じさせるステップ、（ｄ） 少なくとも一つの空間次元で時間とともに磁界の振幅を変えることにより、ＭＲ活性試料内のスピンの集合にＭＲ応答信号を放出させるステップ、（ｅ） ＭＲ活性試料から放出されたＭＲ応答信号を検出するステップ、（ｆ） 検出されたＭＲ応答信号を処理するステップ、（ｇ） 処理されたＭＲ応答信号からＭＲ活性試料および上記器具の位置を計算するステップ、および（ｈ） 上記器具の位置を操作員に対して表示するステップを含むことを特徴とする磁気共鳴追跡方法。
【請求項１２】 更に、上記被検体の医用診断画像を取得するステップ、および上記器具の計算された位置を表す位置で医用診断画像の上に記号を重ね合わせるステップを含む請求項１１記載の磁気共鳴追跡方法。
【請求項１３】 上記のＭＲ応答信号を検出するステップが上記の磁界の振幅を変えるステップと同時に行われる請求項１１記載の磁気共鳴追跡方法。
【請求項１４】 上記の器具の位置を計算するステップが更に、ＭＲ応答信号をフーリエ変換により時間依存性から周波数依存性に変換し、次いで周波数依存性から位置に変換するステップを含む請求項１１記載の磁気共鳴追跡方法。
【請求項１５】 被検体内の器具の位置を監視するための磁気共鳴追跡システムに於いて、（ａ） 上記被検体にほぼ一様な振幅の均一磁界を印加するための手段、（ｂ） 上記器具に組み入れられた磁気共鳴（ＭＲ）活性試料、（ｃ） 選択された継続時間、振幅および周波数の無線周波エネルギーを上記被検体およびＭＲ活性試料内に送り込むことにより、ＭＲ活性試料内にスピンの選択された集合の章動を生じさせる無線周波送信手段、（ｄ） 少なくとも一つの空間次元で時間とともに磁界の振幅を変える磁界変化手段、（ｅ） スピンの選択された集合からＭＲ応答信号を検出する検出手段、（ｆ） 検出されたＭＲ応答信号から上記器具の位置を計算する計算手段、（ｇ） 送信手段、検出手段、計算手段および磁界変化手段に結合され、送信手段、検出手段、計算手段および磁界変化手段を所望の磁気共鳴系列に従って動作させる制御手段、および（ｈ） 計算手段に接続され、上記器具の位置を操作員に対して表示するディスプレイ手段を含むことを特徴とする磁気共鳴追跡システム。
【請求項１６】 上記無線周波送信手段が上記器具に固着されている請求項１５記載の磁気共鳴追跡システム。
【請求項１７】 上記検出手段が、ＭＲ応答信号を受けるために上記器具に固着された無線周波コイルを含む請求項１６記載の磁気共鳴追跡システム。
【請求項１】 被検体内の器具の位置を監視するための磁気共鳴追跡システムに於いて、（ａ） 上記被検体にほぼ一様な振幅の均一磁界を印加する手段、（ｂ） 選択された継続時間、振幅および周波数の無線周波エネルギーを上記被検体内に送り込むことにより、スピンの選択された集合の章動を生じさせる無線周波送信手段、（ｃ） 少なくとも一つの空間次元で時間とともに磁界の振幅を変える磁界変化手段、（ｄ） 上記器具に組み入れられた磁気共鳴（ＭＲ）活性試料、（ｅ） 上記器具に取り付けられ、スピンの選択された集合からＭＲ応答信号を検出する検出手段、（ｅ） 検出されたＭＲ応答信号から上記器具の位置を計算する計算手段、（ｆ） 送信手段、検出手段、計算手段、および磁界変化手段に結合され、送信手段、検出手段、計算手段および磁界変化手段を所望の磁気共鳴系列に従って動作させる制御手段、および（ｇ） 計算手段に応動して上記器具の位置を操作員に対して表示するディスプレイ手段を含むことを特徴とする磁気共鳴追跡システム。
【請求項２】 被検体内に充分に存在する物質と異なる物質で上記磁気共鳴活性試料が構成されている請求項１記載の磁気共鳴追跡システム。
【請求項３】 更に、上記被検体の医用診断画像を取得する手段、および上記器具の計算された位置を表す位置で医用診断画像の上に記号を重ね合わせる重ね合わせ手段が含まれている請求項１記載の磁気共鳴追跡システム。
【請求項４】 上記検出手段が、上記器具内に設けられ、ＭＲ応答信号を受ける無線周波コイル、および無線周波コイルに結合され、受信されたＭＲ応答信号を処理する受信手段を含んでいる請求項１記載の磁気共鳴追跡システム。
【請求項５】 上記器具が、ガイドワイヤ、カテーテル、内視鏡、腹腔鏡、および生検針で構成される群の中の一つである請求項１記載の磁気共鳴追跡システム。
【請求項６】 上記器具が外科器具である請求項１記載の磁気共鳴追跡システム。
【請求項７】 上記器具が治療器具である請求項１記載の磁気共鳴追跡システム。
【請求項８】 上記の医用診断画像を取得するための手段がＸ線システムである請求項３記載の磁気共鳴追跡システム。
【請求項９】 上記の医用診断画像を取得するための手段が磁気共鳴イメージングシステムである請求項３記載の磁気共鳴追跡システム。
【請求項１０】 上記の医用診断画像を取得するための手段が超音波イメージングシステムである請求項３記載の磁気共鳴追跡システム。
【請求項１１】 磁気共鳴を用いて被検体内の器具の位置を追跡する方法に於いて、（ａ） 上記器具に磁気共鳴（ＭＲ）活性試料を取り付けるステップ、（ｂ） 上記被検体にほぼ一様な振幅の均一磁界を印加するステップ、（ｃ） 選択された継続時間、振幅および周波数の無線周波エネルギーをＭＲ活性試料および上記被検体内に送り込むことにより、上記試料内のスピンの選択された集合の章動を生じさせるステップ、（ｄ） 少なくとも一つの空間次元で時間とともに磁界の振幅を変えることにより、ＭＲ活性試料内のスピンの集合にＭＲ応答信号を放出させるステップ、（ｅ） ＭＲ活性試料から放出されたＭＲ応答信号を検出するステップ、（ｆ） 検出されたＭＲ応答信号を処理するステップ、（ｇ） 処理されたＭＲ応答信号からＭＲ活性試料および上記器具の位置を計算するステップ、および（ｈ） 上記器具の位置を操作員に対して表示するステップを含むことを特徴とする磁気共鳴追跡方法。
【請求項１２】 更に、上記被検体の医用診断画像を取得するステップ、および上記器具の計算された位置を表す位置で医用診断画像の上に記号を重ね合わせるステップを含む請求項１１記載の磁気共鳴追跡方法。
【請求項１３】 上記のＭＲ応答信号を検出するステップが上記の磁界の振幅を変えるステップと同時に行われる請求項１１記載の磁気共鳴追跡方法。
【請求項１４】 上記の器具の位置を計算するステップが更に、ＭＲ応答信号をフーリエ変換により時間依存性から周波数依存性に変換し、次いで周波数依存性から位置に変換するステップを含む請求項１１記載の磁気共鳴追跡方法。
【請求項１５】 被検体内の器具の位置を監視するための磁気共鳴追跡システムに於いて、（ａ） 上記被検体にほぼ一様な振幅の均一磁界を印加するための手段、（ｂ） 上記器具に組み入れられた磁気共鳴（ＭＲ）活性試料、（ｃ） 選択された継続時間、振幅および周波数の無線周波エネルギーを上記被検体およびＭＲ活性試料内に送り込むことにより、ＭＲ活性試料内にスピンの選択された集合の章動を生じさせる無線周波送信手段、（ｄ） 少なくとも一つの空間次元で時間とともに磁界の振幅を変える磁界変化手段、（ｅ） スピンの選択された集合からＭＲ応答信号を検出する検出手段、（ｆ） 検出されたＭＲ応答信号から上記器具の位置を計算する計算手段、（ｇ） 送信手段、検出手段、計算手段および磁界変化手段に結合され、送信手段、検出手段、計算手段および磁界変化手段を所望の磁気共鳴系列に従って動作させる制御手段、および（ｈ） 計算手段に接続され、上記器具の位置を操作員に対して表示するディスプレイ手段を含むことを特徴とする磁気共鳴追跡システム。
【請求項１６】 上記無線周波送信手段が上記器具に固着されている請求項１５記載の磁気共鳴追跡システム。
【請求項１７】 上記検出手段が、ＭＲ応答信号を受けるために上記器具に固着された無線周波コイルを含む請求項１６記載の磁気共鳴追跡システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開平６−１４９０５
【公開日】平成６年（１９９４）１月２５日
【国際特許分類】
【出願番号】特願平５−７１３００
【出願日】平成５年（１９９３）３月３０日
【出願人】（３９００４１５４２）ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ (6,332)
【氏名又は名称原語表記】ＧＥＮＥＲＡＬ ＥＬＥＣＴＲＩＣ ＣＯＭＰＡＮＹ
【公開日】平成６年（１９９４）１月２５日
【国際特許分類】
【出願日】平成５年（１９９３）３月３０日
【出願人】（３９００４１５４２）ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ (6,332)
【氏名又は名称原語表記】ＧＥＮＥＲＡＬ ＥＬＥＣＴＲＩＣ ＣＯＭＰＡＮＹ
[ Back to top ]