JP2008508043A - 協働するｍｒｉアンテナプローブを伴うｍｒｉ適合汎用供給カニューレを有するｍｒｉシステム及び関連するシステム並びに方法 - Google Patents

Abstract

（ａ）受け孔を有する複数の同心の軸方向に延びるチューブを備えるＭＲＩ適合カニューレと、（ｂ）ＭＲＩ受信アンテナを形成するためにカニューレの孔を通じてスライド可能に前進するように構成された導体及び絶縁層を有する細長いアンテナ部材とを含む生体内脳深部医用プローブシステム。

Description

関連出願
本出願は、２００４年７月２７日に提出された米国仮特許出願第６０／５９１，４０９号及び２００４年９月９日に提出された米国仮特許出願第６０／６０８，２３２号に対する利益又は優先権を主張し、これらの仮特許出願の内容は、参照することによりあたかもここに十分に記載されているように本明細書に組み込まれる。

発明の分野
本発明は、医療用リード（lead）に関し、特に、埋め込み可能な脳深部電気刺激（「ＤＢＳ」）リード及び／又は埋め込み可能な交感神経鎖刺激リードなどのＭＲＩ適合医療機器と共に使用するのに適するものである。

脳深部電気刺激法（ＤＢＳ）は、例えば慢性疼痛、パーキンソン病、本態性振戦、ジストニー及び他の医学的状態を含む様々な病気を患う患者の脳外科処置において許容できる治療モダリティになってきている。交感神経鎖及び／又は脊髄などの内部刺激を使用する他の電気刺激治療も実行され或いは提案されてきた。

従来技術のＤＢＳシステムの１つの例は、Ｍｅｄｔｒｏｎｉｃ社のＡｃｔｉｖａ（登録商標）システムである。Ａｃｔｉｖａ（登録商標）システムは、患者の胸腔内に位置される埋め込み可能なパルス発生刺激装置と、神経組織中に配置される電極と共に埋め込まれる軸方向に離間された電極を有するリードとを含む。リードは、電極とパルス発生器とを接続する脳から胸腔までのトンネル表層である。これらのリードは、リードの全長にわたって延び且つ胸腔内に配置されたパルス発生器に接続する導体に対して接続される複数の露出電極を先端部に有することができる。

一般的に説明すると、電気刺激は、一般に埋め込まれたリードシステムを使用して所望の周波数及び振幅のパルスを標的の頭蓋組織中に供給することにより行なわれる。これらのリードシステムは、標的の頭蓋／神経組織と接触するために先端で露出される電極を有する。リードシステムは、他の反対側の端部（基端部）で、埋め込まれたパルス発生器に接続される。リードシステムの先端は、定位固定外科処置により所望の頭蓋組織内に埋め込まれる。この処置では、一般的には処置前に取得されるＭＲＩ、ＣＴ又はＰＥＴ画像に基づいて、マイクロ電極システムが頭蓋組織中で前進される。頭蓋組織中におけるリード埋め込みのための標的位置は、マイクロ電極システムを使用して特定の生体構造の電気信号（ＥＰＧ）サインを測定することにより決定されてもよい。一般に、これらの処置は長く、また、リアルタイムのイメージングガイダンスの臨床的必要性がある。

前述したことにもかかわらず、依然として、代わりのＭＲＩ適合医療用リード構造が必要である。

本発明の実施形態は、内部ＭＲＩアンテナを形成するＭＲＩ適合カニューレ及び協働するマイクロ電極システムを備えるＭＲＩ適合イメージングシステムを提供する。特定の実施形態は、刺激デバイスを埋め込むための脳深部の標的位置を特定するのに特に適している。システムは、埋め込み及び／又は介入処置を案内するためにほぼリアルタイムなＭＲＩを使用して頭蓋組織の様々な部分にアクセスするために使用されてもよい。これらのデバイスは、局部の周囲組織のＭＲＩ画像を得るためのＭＲＩ信号環境を得ることができ、また、頭蓋組織の電気的なパルスを検出及び／又は測定するために使用されてもよい。

特定の実施形態は、（ａ）受け孔を有する複数の略同心の軸方向に延びるチューブを備えるＭＲＩ適合カニューレと、（ｂ）ＭＲＩ受信アンテナを形成するためにカニューレの孔を通じてスライド可能に前進するように構成された導体（中心導体であってもよい）及び絶縁層を備えるコアを有する細長いアンテナ部材とを含む生体内脳深部医用プローブシステムに関する。

他の実施形態は、（ａ）対向する基端部及び先端部を有し、先端部に配置された少なくとも１つの記録電極を備えるとともに、そのコア内に配置された少なくとも１つの軸方向に延びる導体と、導体の長さの少なくとも主要な部分にわたって導体の周囲で軸方向に延びる絶縁層とを備える柔軟な細長い内側部材本体と、（ｂ）内側部材に対して高い剛性を有し、柔軟な内側部材をスライド可能に挿通して受けるように寸法付けられて構成されるとともに、内側部材と協働してＭＲＩアンテナを形成するカニューレ部材と、（ｃ）内側部材と通信するとともに、ＭＲＩ ＲＦ励起送信中にＭＲＩアンテナを切り離すように構成されたＲＦ送信デカップリング回路と、（ｄ）内側部材と通信するとともに、記録回路をＭＲＩイメージング回路から電気的に絶縁するスプリッタ回路とを備えるＭＲＩ適合脳深部イメージング・記録プローブシステムに関する。

他の実施形態は、（ａ）対向する先端部及び基端部を有し、導体を有する中心コアを備える細長い滅菌されたバイオ・ＭＲＩ適合内部ＭＲＩ−アンテナプローブ部材であって、中心導体と、先端部で導体と通信する少なくとも１つの記録電極とを有するコアを備えるバイオ・ＭＲＩ適合内部ＭＲＩ−アンテナプローブ部材と、（ｂ）少なくとも２つの略同心の管状部材を備え、細長いＭＲＩアンテナプローブを内部にスライド可能に受けるように寸法付けられて構成された略硬質なカニューレとを含む医療用キットに関する。動作時、ＭＲＩアンテナプローブリードは、カニューレと協働して内部ＭＲＩアンテナを形成する。

キットは、カニューレの軸方向に延びる孔を通じてスライド可能に延びるように寸法付けられて構成された埋め込み可能な柔軟な細長い刺激プローブも含むことができる。

更なる他の実施形態は、（ａ）軸方向に延びる孔を有するＭＲＩ適合カニューレと、（ｂ）少なくとも１つの記録電極をその先端部で保持する細長い柔軟なプローブと、（ｃ）細長いＭＲＩアンテナプローブとを含むＭＲＩアンテナ・記録電極プローブシステムに関する。プローブは、カニューレの孔を通じてスライド可能に延びるように構成され、また、動作時、カニューレ及びアンテナプローブは、協働して少なくとも１つの脳深部ＭＲＩ受信アンテナの構成要素を形成する。

他の実施形態は、汎用ＭＲＩ適合記録プローブをＭＲＩアンテナと共に動作させるためのコンピュータプログラムプロダクトに関する。コンピュータプログラムプロダクトは、内部にコンピュータ可読プログラムコードが具現化されたコンピュータ可読記憶媒体を含む。コンピュータ可読プログラムコードは、少なくとも１つの記録電極及びＭＲＩアンテナを有するＭＲＩ適合記録プローブにおける第１又は第２の動作モードに制御可能に関わるコンピュータ可読プログラムコードを含む。第１の動作モードは、ＭＲＩ動作中にＭＲＩアンテナとＭＲＩスキャナとを接続して電極を切り離す第１の送信経路を有し、第２の動作モードは、電気的な刺激又は記録中に電極と記録源とを接続する第２の送信経路を有する。

コンピュータ可読プログラムコードは、第１の動作モードではほぼ適時であるがＭＲＩアンテナによるＭＲＩ信号取得後に起こるように動作モードの選択の時期を決めるべく構成されてもよい。コンピュータ可読プログラムコードは、第１の動作モードでのＭＲＩアンテナによるＭＲＩ信号取得にほぼ合わせて略リアルタイムに局部組織のマイクロ記録を得るように構成されてもよい。コンピュータ可読プログラムコードは、ＭＲＩアンテナ近傍の局部神経組織の複数のＭＲＩ信号をほぼリアルタイムで得るとともに、その後、臨床医がＭＲＩデータ及び音声データを使用してプローブの配置を追跡できるように局部神経組織の複数のマイクロ記録を得るべく構成されてもよい。

幾つかの実施形態において、カニューレは、ＭＲＩアンテナプローブがカニューレの内側に保持されるときにＭＲＩアンテナプローブと協働してＭＲＩ受信アンテナを形成するように構成される。特定の実施形態において、カニューレは、ＭＲＩ位置決め案内のためのＭＲＩ信号を得るために使用される本体内での位置決め中にＭＲＩアンテナプローブと協働してＭＲＩ受信アンテナを形成する導電シールド層を備える。動作時、アンテナプローブは、所定の位置を保って、刺激プローブを所定の位置へと案内することができ、あるいは、カニューレから取り除かれ、その後にアンテナプローブにより特定される同じ標的位置まで挿入される刺激プローブに取って代えられる。

他の実施形態はＭＲＩ適合脳深部イメージングプローブシステムに関する。このシステムは、（ａ）対向する基端部及び先端部を有し、そのコア内に少なくとも１つの光ファイバを備える柔軟な細長い内側部材と、（ｂ）内側部材に対して高い剛性を有し、柔軟な内側部材をスライド可能に挿通して受けるように寸法付けられて構成されるとともに、内側部材と協働してＭＲＩアンテナを形成するカニューレ部材と、（ｃ）内側部材と通信するとともに、ＭＲＩ ＲＦ励起送信中にＭＲＩアンテナを切り離すように構成されたＲＦ送信デカップリング回路とを含む。

以下、これらの実施形態及び他の実施形態について更に説明する。

ここで、以下では、本発明の実施形態が示された添付図面を参照しながら、本発明について更に十分に説明する。しかしながら、本発明は、多くの異なる形態で具現化されてもよく、また、本明細書に記載された実施形態に限定されるものと解釈されるべきではなく、むしろ、これらの実施形態は、本開示内容が十分で且つ完全であるとともに本発明の範囲を当業者に伝えることができるように与えられている。全体にわたって同様の符号は同様の要素を示している。特定のアンテナ実施形態に関して説明されているが、１つのリードシステム実施形態の特徴又は動作が他のリードシステムに適用できることは言うまでもない。

図面においては、明確にするために、線、層、特徴、構成要素及び／又は部位の厚さが誇張されている場合があり、また、破線は、他に指定されていない場合には、任意の特徴又は動作を示している。また、動作（又はステップ）の順序は、他に具体的に示されていない場合には、請求項に示された順序に限定されない。層、部位、又は、基質などの特徴が他の特徴又は要素「の上にある」として言及される場合には、その特徴が他の要素の上に直接にある可能性があり、あるいは、介入要素が存在する場合があることは言うまでもない。一方、要素が他の特徴又は要素「の上に直接にある」として言及されている場合には、介入要素が存在しない。また、特徴又は要素が他の特徴又は要素に対して「接続される」あるいは「結合される」として言及される場合、そのような特徴又は要素が他の要素に対して直接に接続される可能性があり、あるいは、介入要素が存在する場合があることは言うまでもない。一方、特徴又は要素が他の要素に対して「直接に接続される」あるいは「直接に結合される」として言及される場合には、介入要素が存在しない。１つの実施形態に関して説明され或いは図示されているが、そのように記載され或いは図示された特徴は他の実施形態に対して適用できる。

他に規定されていなければ、本明細書で使用される全ての用語（技術用語及び科学用語を含む）は、本発明が属する技術分野の当業者により共通に理解される意味と同じ意味を有する。また、一般に使用される辞書に定められているような用語は、関連技術及びこの用途との関連におけるそれらの意味と一致する意味を有すると解釈されるべきであり、また、理想的な或いは非常に形式的な意味で本明細書で明白に規定されていなければ、理想的な或いは非常に形式的な意味で解釈されるべきではないことは言うまでもない。

本発明のプローブ実施形態は、身体または物体の任意の所望の内部領域を撮像、記録及び／又は刺激するように構成することができる。物体は、任意の物体であってもよく、また、動物及び／又は人間の被検体にとって特に適していてもよい。幾つかのプローブ実施形態は、脳深部インタロゲーション用に寸法付けて構成することができる。幾つかのプローブ実施形態は、脳及び／又は交感神経鎖の所望の部位を刺激する刺激電極などを処置する介入デバイスを置くように構成することができる。周知の刺激処置及び／又は対象身体部位の例は、参照することによりあたかも本明細書に十分に記載されているようにその内容が本明細書に組み込まれる米国特許第６，７０８，０６４号；第６，４３８，４２３号；第６，３５６，７８６号；第６，５２６，３１８号；第６，４０５，０７９号；第６，１６７，３１１号；第６，５３９，２６３号；第６，６０９，０３０号；及び第６，０５０，９９２号に記載されている。

図１は、本発明に係る内部ＭＲＩアンテナ５Ｉを形成することができるＭＲＩプローブアセンブリ５の第１の実施形態を示している。図示のように、アセンブリ５は、３つの部材１０、２０、３０として示される複数の略同心の部材を備える。外側部材３０及び／又は中間部材２０は、所定の位置にとどまり且つＭＲＩアンテナから得られたデータを使用して刺激リード１００又は他の治療用機器を目的の場所へと案内するように構成されたカニューレ部材７５（図７Ａ、７Ｂ）であってもよい。第４の最も外側の部材又は更に多くの部材など、更なる略同心の部材を使用することができる。図１を再び参照すると、内側部材１０は、中空又は中実であってもよい導電コアを含むことができる。幾つかの実施形態において、コアは、その本体の少なくとも主要な長さに沿ってその外面上にわたって絶縁される比較的薄い細長い軸方向に延びる絶縁リードワイヤを備えることができる。中間部材２０は、内側部材１０から絶縁可能であり、内側部材１０と協働して内部ＭＲＩアンテナ５Ｉのためのシールドを形成してもよい。外側部材３０は、その基端部を中間部材２０に接続することができ、その全長に沿って絶縁されてもよい。内側部材１０は、処置中にその場で中間部材２０及び／又は外側部材３０の範囲を超えて延びることができるように、中間部材２０及び／又は外側部材３０の孔を通じてスライドするように構成することができる。中間部材２０は外側部材３０の孔を通じてスライドするように構成することができ、あるいは、中間部材は外側部材３０に対して取り付けることができる。部材１０、２０、３０のそれぞれは、サイズが増大する同心的に構成されたチューブ（例えば、ＮＩＴＩＮＯＬ）を備えてもよい。外側部材３０は、内側及び／又は中間部材２０、３０より硬質であってもよい。

図２は、アセンブリ５の１つの実施形態の分解図を示している。図示のように、内側部材１０は、中間又は外側部材２０、３０のいずれかの長さよりも長い第１の長さを有することができる。中間部材は、内側部材１０よりも短い長さを有することができるが、外側部材３０よりも長い。幾つかの特定の実施形態において、中間部材２０は内側部材１０よりも約１〜３ｃｍ短く、また、カニューレ又は外側部材３０は中間部材２０よりも約１〜４ｃｍ短くすることができる。幾つかの実施形態（例えば、深い配置の場合）において、内側部材１０の全長は約１０インチ〜約１３インチであってもよい。部材１０、２０、３０は、深い配置又は浅い配置を可能にするサイズが異なるセットとして設けることができる。浅いプローブ配置は、深い配置の部材の長さの１／５〜１／３の長さを使用できる。

図３Ａは、部材１０、２０、３０を互いにぴったりと隣接するように寸法付けて構成できることを示している。他の実施形態において、部材１０、２０、３０は比較的小さな径方向エアギャップ空間を有してもよい。処置中におけるその場での調整（内側部材１０の伸長及び／又は収縮）を容易にするため、生体適合性の減摩コーティングが使用されてもよい。また、図３Ａは、内側部材のコア１０ｃを中実にできることを示している。図３Ｂは、内側部材のコア１０ｃを開放させ、それにより、内側部材１０を取り除くことなく更なる介入プローブをコアを通じて案内／挿入できることを示している。

図４は、幾つかの実施形態において、ループレスＭＲＩアンテナ５Ｉを形成するようにアセンブリ５を構成できることを示している。内側部材１０は、導電材料又は導電性を高めるためのコーティングでメッキされるコアと、薄い誘電体からなる外側層１１とを含むことができる。誘電体は、遠位端又は先端を露出させるように終端することができる。外側チューブ層３０はシールドを形成することができる。中間部材２０は、導電性を高めるためにコーティングされてもよい誘電体層２３を含むことができる。外側チューブ３０の先端領域は、ローディングを向上させるためにコイル３０ｃを巻き付けることができる。アセンブリ５の本体の基端部は、図示のように、マイクロＢＮＣコネクタ５２に対して接続することができる。

図１は、同軸ケーブル４０を内側部材１０及び中間部材２０に対して電気的に接続できることを示している。内側部材１０は、その基端部をコネクタ５０に結合することができる。同軸ケーブル４０をＭＲＩスキャナインタフェース２３０に接続することができ、また、コネクタ５０はレコーダ（例えば、図５参照）と通信することができる。

幾つかの実施形態においては、図１に示されるように、内側部材１０がその先端部上に少なくとも１つの記録電極１５を含むことができる。神経用途の場合、脳内の異なる領域は、感知もしくは記録できるとともに識別可能な強度、周波数及び／又はピッチ（一般的には、約１〜４マイクロボルトの読取値）を伴う異なる「サイン信号」を与える。

本実施形態において、導電コア１０ｃは電極１５に接続可能であり、内側部材１０上の絶縁層は、電極１５を露出させるように構成することができる（すなわち、絶縁層又は材料は、電極の位置で隙間を形成し或いは終端することができる）。電極１５は、略円筒状であってもよく、あるいは、任意の所望の形状に形成することができる。本実施形態において、アセンブリ５は、マイクロ電極（微小電極）記録動作モード及び内部ＭＲＩアンテナ受信モード（一般的には、各モードが同時に作用しないように電気的に分離される）の両方を与える２モードデバイスを形成することができる。

一般的に言うと、アセンブリ５は、カニューレ７５及びマイクロ電極１５のシステムの構成要素が対象のＭＲＩ周波数に合わせて調整することができる１つ以上の内部ＭＲＩ ＲＦアンテナ５１を形成するように構成することができる。アセンブリ５は、マッチング／チューニング・ＲＦデカップリング回路１２４（図５）及びスプリッタ回路１２５（図５）を含むことができ、あるいは、これらの回路と通信することができる。マッチング／チューニング・ＲＦデカップリング回路１２４は、ＲＦ励起中にプローブを切り離してアクティブＲＦ送信（ＲＦ励起後にアンテナを作動させてＭＲＩ信号を受信する）中に動作を妨げるように構成されている。スプリッタ回路１２５は、プローブを電気的に絶縁する或いはＭＲＩ ＲＦ信号の動作をマイクロ電極記録（ＥＰＧ）信号から分離するように構成することができる。スプリッタ回路１２５はハイパスフィルタ及び／又はローパスフィルタを含むことができる。アンテナの更なる構成要素は、例えば参照することによりあたかもここに十分に記載されているようにその内容が本明細書に組み込まれる米国特許第６，２８４，９７１号に記載されるように、ＲＦチョークとして実施することができる。用語「ＲＦチョーク」とは、ＡＣ（交流、例えばジアテルミー用途）又はＲＦに晒される環境下でのＲＦ誘導電流又は定在波の形成及び／又は伝搬を妨げるために（外部電磁波の観点から）λ／４以下の電気的長さを与えるシールド層構造のことである。電気的な波長を与える物理的な長さは、プローブを製造する際に使用される材料（例えば、誘電定数）及びプローブを使用する磁場に応じて変化してもよい。

幾つかの実施形態において、一般的なシステム５は、２つの別個の部材、すなわち、カニューレ７５と、ＭＲＩアンテナプローブ１０と称することができる絶縁ワイヤであってもよい内側管状部材１０とを備えてもよい。カニューレ７５は２つ以上の同心チューブを備えることができ、各チューブは、他方のチューブから絶縁されるとともに、ＭＲＩアンテナ５Ｉすなわちループレス／ダイポールアンテナ（図４）を形成するように配置される。互いに絶縁される２つの同心チューブが使用される場合には、内側チューブ１０がループレスアンテナのコアを形成し、外側チューブがシールドを形成する。２つを越えるチューブ、例えば３つのチューブの場合には、最も内側のチューブ１０がコアを形成し、中間のチューブ２０がシールド／グランドを形成し、最も外側のチューブ３０の基端を中間チューブに接続して、図１に示されるようなＲＦチョークを形成できるように、チューブを配置することができる。

内側部材１０は、カニューレ７５と協働して、カニューレ７５内で前進され且つ周囲組織のＭＲＩ画像を得るために使用されるＭＲＩアンテナ５Ｉ（ＲＦアンテナ）としての機能を果たすことができる。内側部材上の記録電極１５は、頭蓋内組織からマイクロ電気信号を得る及び／又は測定するために使用することができる。ＭＲＩ画像データ及びマイクロ記録データは、埋め込み可能なＤＢＳリードシステムを配置するための標的頭蓋組織のより正確な識別を容易にすることができる。

図５に示されるように、シールド３０ｃの先端領域には、全体のローディング長さを減らすためにコイルを巻き付けることができる。内側部材１０の全長は、内側部材１０の先端及び幾つかの実施形態ではシールド１１の先端を除き、高分子誘電体で絶縁されてもよい。これは、頭蓋組織からのＥＰＧ信号又はＥＥＧ信号の測定を行なえるようにするためである。ＥＰＧ測定値が望ましい特徴ではない場合、体液との接触を防止するために内側部材１０の全長が絶縁されてもよい。図５に示されるように、内側部材１０ａの基端において、マイクロＢＮＣコネクタ５２は、マッチング／チューニング・デカップリング回路及び／又はＲＦ−ＥＰＧ信号スプリッタ回路に対する接続を容易にする。

システム５は、図６に示されるように、ＭＲＩスキャナと共に使用されてもよい。リードシステムを埋め込むための頭蓋内位置を特定するためにＭＲＩアンテナ５Ｉ及び／又はマイクロ電極システムが使用されると、内側部材１０（必要に応じて、中間チューブ２０）を取り除くことができるとともに、図７Ａに示されるようにカニューレ７５を使用してリードシステム又は他の介入デバイスを導入することができる（及び、望み通りに埋め込むことができる）。あるいは、内側部材が図３Ｂに示されるように中空コアを備える場合には、リードシステム又は他の介入デバイスを内側部材１０と共に所定の位置に位置決めすることができる。

幾つかの実施形態において、内側部材１０及びカニューレ７５は、互いに連動して動作するように形成することができる。この場合、カニューレチューブの機能は、カニューレ７５内の部材１０の長さに依存し得る。一般的な処置においては、カニューレ７５が頭蓋組織内で前進され、撮像コイルがカニューレ内において組織中へと前進される。アンテナプローブ部材１０が部分的にカニューレ７５の先端の外側にあると、プローブ１０がループレスアンテナ５Ｉのコア１０ｃとしての機能を果たし、カニューレ７５がループレスアンテナのシールドとしての機能を果たす。アンテナプローブ１０が所望の長さまでカニューレ７５の外側にあると、カニューレ７５は、シールドとしての機能を果たすことをやめるが、内側部材１０に対するＲＦチョークとしての機能を果たす。このメカニズムは、内側部材１０のハンドル領域に組み込むことができる。

他の実施形態において、カニューレは、誘導ループアンテナ構造、マルチ誘導ループ構造、対向ソレノイドコイル等の全て又は一部を形成するように構成することができる。内側撮像アンテナプローブは、例えばこれらに限定されないが誘導ループコイルや直交ループコイル等の他の様式で構成されてもよい。

なお、マイクロ記録信号又はＥＰ信号を得るため或いは測定するためにコイル巻きされたシールド３０ｃの先端が使用される場合には、ＲＦスプリッタ回路１２５（図５）がグランド回路において実施されてもよい。

他の実施形態において、カニューレ７５のシステムの同心チューブ２０、３０は、互いに対して取り外し不能に接続されず、前述したように他方の内側でスライドできる。構成要素は、それらの相対位置に応じて、異なる電気的機能を果たす。例えば、カニューレ７５は、互いに対してスライドし且つ処置中に望み通りに或いは必要に応じて取り除くことができる２つの同心チューブを含むことができる。内側チューブ１０は、中間チューブ２０の外側へ延びると、ループレスアンテナのコアとしての機能を果たすことができる。また、内側部材１０は、１つ又は２つ或いはそれ以上の同心（スライド可能であってもよい）チューブを含むこともでき、それらのチューブは全て互いに絶縁されるとともに最も内側にワイヤを有する。したがって、最も内側のワイヤは、延出又は前進すると、ループレスアンテナのコアを形成し、また、外側チューブはシールド及び／又はバランを形成することができる。また、カニューレに関連するチューブは、カニューレチューブに対する内側コイルの位置に応じて、シールド又はＲＦチョークバランの一部を形成することができる。

カニューレ７５は、ほぼ硬質な本体及び／又は少なくとも内側部材１０に対して剛性を高めた本体を有して構成することができる。カニューレ７５は、内側部材１０を所定の位置へ案内するため、内側部材１０及び／又はプローブ本体１００（図７Ａ）の少なくとも先端部及び中間部をスライド可能に受けるように構成することができる。カニューレ７５及び／又は関連する部材１０、２０、３０は、１度使ったら使い捨てでき、医療用キット内に殺菌部品として設けることができ、あるいは、標準的な部品として再利用されてユーザ／診療所により殺菌されてもよい。カニューレ７５は、例えば口腔入口などの所望の身体出入口場所に準じて構成することができるとともに、咬合阻止器、鼻腔、又は、耳栓部材内にカニューレ７５を形成することができ、また、脊柱内の配置などの非神経用途においては、カニューレが必要とされなくてもよい。

ＭＲＩ適合用途において、カニューレ７５、部材１０、２０、３０、ＭＲＩインタフェースケーブル及びコネクタ４０、５０は、非磁性ＭＲＩ適合材料を備えることができる。幾つかの実施形態において、キットは、被検者の後配置ＭＲＩ検査（ｐｏｓｔ−ｐｌａｃｅｍｅｎｔ ＭＲＩ ｉｎｔｅｒｒｏｇａｔｉｏｎ）を可能にするため、埋め込み可能なパルス発生器５０とＭＲＩ適合材料を備えてもよい埋め込み可能な刺激リード１００とを含むことができる。前述したように、刺激リード１００は、アンテナ５Ｉと同じカニューレ７５を通じて案内されるように構成することができる。幾つかの実施形態において、アンテナコア１０は、所望の位置が決定された後に除去され、その後、刺激リード又は他のデバイスがカニューレ７５を通じて標的の位置へと案内される。他の実施形態においては、コアが所定の位置に残され、前述したようにコアを通じて介入デバイスが案内される。

ＭＲＩアンテナ５Ｉは、ＭＲＩ処置中に局部組織から内部でＭＲＩ信号を拾い上げるように構成されている。幾つかの実施形態において、アンテナ５Ｉは、約１〜５ｃｍの焦点距離又は信号受信長さを有し、一般的には、局部組織からＭＲＩ信号を受けるための約１〜２．５ｃｍの観察長さを有するように構成される。ＭＲＩアンテナ５Ｉは、例えば図４に示されるようなループレスアンテナであってもよい。しかしながら、例えばホイップアンテナ、コイルアンテナ、及び／又は、ループアンテナなどの他のアンテナ構造が使用されてもよい。これについては、例えば参照することによりあたかもここに十分に記載されているようにその内容が本明細書に組み込まれる米国特許第５，６９９，８０１号、第５，９２８，１４５号、第６，２６３，２２９号、第６，６０６，５１３号、第６，６２８，９８０号、第６，２８４，９７１号、第６，６７５，０３３号、及び第６，７０１，１７６号を参照されたい。また、参照することによりあたかもここに十分に記載されているようにその内容が本明細書に組み込まれる米国特許出願公開第２００３／００５０５５７号、第２００４／００４６５５７号、及び第２００３／００２８０９５号も参照されたい。アンテナは、介入プローブの配置を案内するために使用されてもよく、また、必ずしも局部構造の画像を形成するために使用されるとは限らない。

アンテナ５Ｉの電極及び／又は刺激リード１００は、例えば約１〜３ｍｍ未満の比較的小さい部位であってもよい所望の内部ターゲットに「フィットする」ように寸法付けて構成できると考えられる。一般に、図１に示されるように、電極１５はプローブ本体の先端部上に保持させることができる。

一般的に言うと、アセンブリは、スプリッタ回路１２５（図５参照）を使用して電気的に方向付けられる異なる送電経路を伴う２つの主要な動作モードを有する。動作において、ＭＲＩ処置中、ＲＦ励起パルスが被検者に対して伝えられる。ＭＲＩアンテナは、ＲＦ送信中に切り離され、その後、受信サイクル中に局部組織から信号を受けるために動作する。記録電極１５は、一般に、ＭＲＩアンテナだけが作動するようにスプリッタ回路１２５により絶縁される。ＭＲＩインタフェースはＭＲＩスキャナと通信する。

ＭＲＩ中、臨床的に案内されて埋め込まれたプローブは、最初に、ＭＲＩ信号、したがって、外部コイル及び／又は内部ＭＲＩアンテナによって取得される画像を得ることにより標的の内部組織（例えば神経組織）の高分解能イメージングを行ない且つ身体内における電極１５の位置を突き止めるために、ＭＲＩアンテナ５Ｉとして使用することができる。また、電極１５は、標的の（神経）組織から電気信号を取得し或いは感知することにより位置を評価するために使用することもできる。

図７Ａ及び図７Ｂは、本発明の他の実施形態に係るデュアルプローブシステムを示している。本実施形態において、ＭＲＩアンテナプローブ１２０ａ及び刺激プローブ１２０ｂは、共通のカニューレ７５に連続的に入るように寸法付けて構成することができる。アンテナプローブ１２０ａ及び／又は刺激プローブ１２０ｂはそれぞれ少なくとも１つの検出電極を含むことができる。各プローブ１２０ａ、１２０ｂは、体内の標的位置を見つけるために使用されるＭＲＩイメージングデータを得るためにアンテナプローブ１２０ａを使用できるようにする目盛り付きスケール又は座標系を有することができる。カニューレ７５は、ＭＲＩ基準マーカー（図示せず）を含むことができる。その結果、アンテナプローブ１２０ａを取り除いて刺激プローブ１２０ｂと交換でき、刺激プローブ１２０ｂを、アンテナプローブ１２０ａにより供給されるデータに基づき、また、一般的には高い精度でアンテナプローブ１２０ａにより規定される場所へ挿入制御することにより、同じ軌道で同じ位置まで自動的に前進させることができる。２つのプローブ１２０ａ、１２０ｂは、ほぼ同じ断面積を有するように寸法付けて構成することができる。幾つかの実施形態では、望み通りにカニューレ７５にぴったりと嵌まり合うようにプローブ１２０ａ、１２０ｂを寸法付けるため、非導電エラストマースリーブ（図示せず）、コーティング又は他の形態を使用することができる。他の実施形態では、使用中のプローブ（図示せず）のサイズに対応するようにカニューレ７５のサイズを調整するために、挿入体を使用することができる。

図７Ｂは、キット８０が２つのプローブ１２０ａ、１２０ｂ及び随意的にカニューレ７５を備えることができることを示している。アンテナプローブ１２０ａはＭＲＩインタフェースと接続するように構成することができ、一方、刺激プローブ１２０ｂは埋め込み可能なパルス発生器に接続するように構成することができ、各プローブ（それぞれのリードと共に）が医療用キット８０の一部を形成してもよい。

カニューレ７５は、前述したマイクロ電極プローブや刺激電極プローブなどの各種の異なる細長いプローブをスライド可能に連続的に受けることができる汎用供給システムカニューレ７５となるように寸法付けられて構成されてもよい。汎用システムカニューレ７５は、これらに限定されず、例えば、以下のＭＲＩ適合デバイスのうちの少なくとも２つ、すなわち、ＭＲＩアンテナプローブ、光学プローブ、デプスプローブ、ＥＥＧプローブ、刺激プローブ（埋め込み可能であってもよい）、生検プローブ、切除プローブ、薬物及び／又は流体供給及び／又は摘出プローブ（カテーテルやシャントなど）のうちの少なくとも２つなどの異なる細長い部材を選択可能に受けるように構成することができる。ＭＲＩアンテナプローブは、カニューレ７５と協働するスタンドアロンＭＲＩアンテナプローブであってもよく、あるいは、任意の他のプローブ機能と組み合わされてもよい。例えば、プローブ５は、カニューレ７５内に位置されるときに生検ニードルとＭＲＩアンテナプローブとの組み合わせを与えるように構成することができる。ニードルアンテナの一例は、参照することによりあたかもここに十分に記載されているようにその内容が本明細書に組み込まれる米国特許第６，６０６，５１３号に記載されている。

このように、カニューレ７５は、選択されたプローブを挿通案内できるＩＤ（内径）を有することができ、あるいは、カニューレ７５がより大きなプローブと共に使用される際に１つ以上のチューブ（例えば、３チューブ構造における中間チューブ２０）を取り除くことができる。すなわち、１つ以上のカニューレチューブは、特定のプローブに関しては、取り外し可能なスリーブとしての機能を果たすことができる。他の実施形態では、カニューレ７５が所定のＩＤを有し、異なるプローブが略同様のＯＤ（外径）を有し、あるいは、異なるプローブのうちの１つ以上は、これらを同じカニューレ７５と共に所定の位置へ確実に案内できる所望のサイズを与えるためにスリーブを使用できる。汎用カニューレ７５と共に使用できる異なる各種の選択可能な内側部材のＯＤは、約０．５−３ｍｍであってもよく、幾つかの実施形態では約１．５ｍｍ以下であり、一般的には約１．３ｍｍ以下、より一般的には約１．２７〜１．３ｍｍである。カニューレ７５のＯＤは約２ｍｍであってもよい。部材１０、２０、３０は、深い配置又は浅い配置を可能にする異なるサイズのセットとして設けることができる。浅いプローブ配置は、前述した深部配置部材の長さの１／５〜１／３の長さを使用できる。

カニューレ７５及びプローブ部材は、深い又は浅い生体内配置を可能にする及び／又は約１．５Ｔ又は約３．０ＴのＭＲＩシステムと共に使用できる異なるサイズのセットとして設けることができる。脳用途において、浅いプローブ配置は、少なくとも約３ｃｍ、一般的には約３ｃｍの長さを使用できる。深部配置部材は、少なくとも約７ｃｍの長さ、一般的には約７〜８ｃｍの長さとなり得る。異なるフレンチサイズのプローブ及び／又は異なる長さのプローブが異なる負荷を生成してもよく、また、それに応じてチューニングが調整されてもよい。アンテナプローブは、略全長又はその選択された部分が作動するように遠隔的に調整することができる。

幾つかの実施形態では、図７Ｃに示されるように、内側部材１０（又は、各種の選択可能な内側部材プローブのうちの１つ）は、ＮＩＲ（近赤外線イメージング）光学プローブ２２０として構成することができる。これについては、参照することによりあたかもここに十分に記載されているようにその内容が本明細書に組み込まれるＧｉｌｌｅｒ ｅｔ ａｌ．によるＶａｌｉｄａｔｉｏｎ ｏｆ ａ ｎｅａｒ−ｉｎｆｒａｒｅｄ ｐｒｏｂｅ ｆｏｒ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｉｎ ｉｎｔｒａｃｒａｎｉａｌ ｗｈｉｔｅ ｍａｔｔｅｒ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ，Ｊ．Ｎｅｕｒｏｓｕｒｇ ９８：１２９９−１３０６（２００３）及び米国特許第６，５６７，６９０号を参照されたい。特定の実施形態において、内側部材１０は、図７Ｃに示されるように、組み合わせＮＩＲ光学プローブとして構成し且つＭＲＩアンテナを形成するように構成することができる。例えば、プローブ２２０は、金などの所望のＭＲＩ適合導電材料で被覆されることができる（光ファイバが包み込まれることを意味する）細長い光ファイバ又はファイバ束２２０ｆを備えることができる。被覆層又はケーシング層は、部材２２０の先端の手前で終端してもよい（光ファイバの外表面を露出させる）。カニューレ７５内に被覆光ファイバパッケージを配置することにより、組み合わせプローブ１２２０は、カニューレ７５と協働することができ及び／又は単独でＭＲＩアンテナ及びＮＩＲイメージングデバイスを形成することができる。プローブ２２０は、ファイバ２２０ｆを介して、光源２２２（一般に、広帯域光源）及びスペクトロメータ２２５（一般に、ＣＣＤアレースペクトロメータ）と通信することができる。スペクトロメータは、組織特性（すなわち、例えば反射率又は他の所望の光学特性）に基づいて、波長−光子出力などの組織データ２２５ｄを与えることができる。光源２２２及び／又はスペクトロメータ２２５は、ＭＲＩ干渉を回避するためにＭＲＩ一式の内側又は外側に配置することができ、及び／又は、ＭＲＩ適合部品及び材料を伴って構成することができる。図示のように、システムは、（同軸）ケーブル２２１を介してプローブ２２０に電気的に接続されたＭＲＩインタフェース２３０を含むこともできる。別個の光入力経路及び出力経路２２０ｉ、２２０ｅを与えるために、ファイバ２２０ｆはスプリッタ２２０ｓを基端部に備えることができる。

同軸ケーブル４０は、図１に示される実施形態において説明したように、中間カニューレ部材２０だけでなくプローブ２２０の被覆層とも電気的に通信することができる。同様に、ＭＲＩアンテナ又はプローブは、ＲＦデカップリング回路１２４（図５）と通信することができる。オプション光・ＭＲＩタイマ２４０は、共通領域の共点信号取得（登録）を容易にするために使用できる。ＮＩＲプローブ機能は前方視野（一般に、プローブ先端の前方の約１〜１．５ｍｍ）を可能にし、一方、ＭＲＩアンテナは、プローブの先端近傍の組織の信号データを集めることができる。

図９は、本発明の実施形態に係るシステム、方法、及びコンピュータプログラムプロダクトを示すデータ処理システムの典型的な実施形態のブロック図である。データ処理システムは、埋め込み可能なパルス発生器及び／又はＭＲＩスキャナインタフェースのいずれかのデジタル信号プロセッサ内に組み込まれていてもよく、及び／又は、これらと通信してもよい。プロセッサ４１０はアドレス／データバス４４８を介してメモリ４１４と通信する。プロセッサ４１０は、任意の市販のマイクロプロセッサ或いはカスタムマイクロプロセッサであってもよい。メモリ４１４は、データ処理システムの機能を実行するために使用されるソフトウェア及びデータを含むメモリデバイスの全体の階層を表わしている。メモリ４１４としては、以下のタイプのデバイス、すなわち、キャッシュ、ＲＯＭ、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ、ＳＲＡＭ、及びＤＲＡＭを挙げることができるが、これらに限定されない。

図９に示されるように、メモリ４１４は、データ処理システムで使用される幾つかのカテゴリーのソフトウェア及びデータ、すなわち、オペレーティングシステム４５２、アプリケーションプログラム４５４、入力／出力（Ｉ／Ｏ）デバイスドライバ４５８、ＭＲＩアンテナオペレーション又は電極オペレーションモジュール４５０、及び、データ４５６を含んでもよい。

当業者であれば分かるように、オペレーティングシステム４５２は、データ処理システムと共に使用するのに適した任意のオペレーティングシステム、例えばＩＢＭ社（ニューヨーク州、アーモンク市）からのＯＳ／２、ＡＩＸ、ＤＯＳ、ＯＳ／３９０又はＳｙｓｔｅｍ３９０、マイクロソフト社（ワシントン州のレッドモンド）からのＷｉｎｄｏｗｓ ＣＥ、Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標）ＮＴ、Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標）９５、Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標）９８、Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標）２０００又は他のＷｉｎｄｏｗｓ（登録商標）バージョン、パーム社からのＵｎｉｘ（登録商標）又はＬｉｎｕｘ又はＦｒｅｅＢＳＤ、Ｐａｌｍ ＯＳ、アップルコンピュータからのＭａｃ ＯＳ、Ｌａｂ Ｖｉｅｗ、あるいは、専用のオペレーティングシステムであってもよい。Ｉ／Ｏデバイスドライバ４５８は、一般に、Ｉ／Ｏデータポート、データ記憶装置４５６及び特定のメモリ４１４のコンポーネントと通信するためにアプリケーションプログラム４５４によりオペレーティングシステム４５２を介してアクセスされるソフトウェアルーチンを含む。アプリケーションプログラム４５４は、データ処理システムの様々な特徴を実施し且つ本発明の実施形態に係る動作をサポートする少なくとも１つのアプリケーションを含むことができるプログラムの例示である。最後に、データ４５６は、アプリケーションプログラム４５４、オペレーティングシステム４５２、Ｉ／Ｏデバイスドライバ４５８及びメモリ４１４内に存在してもよい他のソフトウェアプログラムによって使用される静的及び動的なデータを表わしている。

例えば、図９では、アプリケーションプログラムであるモジュール４５０に関して本発明が示されているが、当業者であれば分かるように、本発明の教示内容から利益を得つつ他の構造が利用されてもよい。例えば、モジュール４５０は、オペレーティングシステム４５２、Ｉ／Ｏデバイスドライバ４５８又はデータ処理システムの他のそのような論理部分内に組み込まれてもよい。したがって、本発明は、本明細書で説明した動作を実行することができる任意の構造を包含するように意図された図９の構造に限定して解釈されるべきではない。また、モジュール４５０は、他の構成要素、例えばＭＲＩスキャナと通信することができる。

Ｉ／Ｏデータポートは、データ処理システム又は他のコンピュータシステム又はネットワーク（例えばインターネット）間で、あるいは、プロセッサにより制御される他のデバイスへ情報を送るために使用することができる。これらの構成要素は、本明細書で説明したように動作するべく本発明にしたがって構成されてもよい、従来の構成要素、例えば多くの従来のデータ処理システムで使用される構成要素であってもよい。

コンピュータ可読プログラムコードは、ＭＲＩ適合アンテナと少なくとも１つの電極及びＭＲＩアンテナを有する記録プローブとにおける第１又は第２の動作モードに制御可能に関わるコンピュータ可読プログラムコードを含むことができる。第１の動作モードは、ＭＲＩ動作中にＭＲＩアンテナとＭＲＩスキャナとを接続し且つ電極を切り離す第１の送信経路を有し、また、第２の動作モードは、電気的な記録中に電極と記録源とを接続する第２の送信経路を有する。

コンピュータ可読プログラムコードは、第１の動作モードではほぼ適時であるがＭＲＩ信号取得後に起こるように動作モードの選択の時期を決めるべく構成されてもよい。コンピュータ可読プログラムコードは、第１の動作モードでのＭＲＩアンテナによるＭＲＩ信号取得にほぼ合わせて略リアルタイムに局部組織のマイクロ記録を得るために第２のモードを作動させるように構成されてもよい。コンピュータ可読プログラムコードは、ＭＲＩアンテナ近傍の局部神経組織の複数のＭＲＩ信号をほぼリアルタイムで得るとともに、その後、臨床医がＭＲＩデータ及び音声データを使用してプローブの配置を追跡できるように局部神経組織の複数のマイクロ記録を得るべく構成されてもよい。

本明細書での特定の図面のフローチャート及びブロック図は、本発明のアーキテクチャ、機能性、可能な実施の動作を示している。この場合、フローチャート又はブロック図の各ブロックは、モジュール、セグメント、又は、指定の論理機能を実施するための１つ以上の実行可能な命令を含むコードの一部を表わしている。なお、幾つかの他の実施において、ブロックに記された機能は、図面に記された順序以外の順序で生じてもよい。例えば、連続的に示された２つのブロックが実際にはほぼ同時に実行されてもよく、あるいは、関与する機能性に応じて、時として逆の順序でブロックが実行されてもよい。

以下の非限定的な例において本発明を更に説明する。

図８Ａ〜８Ｄは、図１０に示された霊長類の画像を得るために使用されたカニューレ７５及び内側部材１０によって形成されるＭＲＩアンテナ５Ｉを有するカニューレ７５の試作構造を示している。ＭＲＩ適合カニューレ及びマイクロ電極構造は、Ｓｉｅｍｅｎｓ Ａｌｌｅｇｒａ（登録商標）２．９Ｔスキャナと共に生体内で使用された。２ｍｍ外径カニューレは、ループレスＲＦアンテナを形成するように構成されたニチノールの２つの同心絶縁チューブを含んでいた。最も内側のチューブ（１．５ｍｍ内径）は、ループレスアンテナのコアを形成するとともに、更なるＭＲＩ−アンテナ／マイクロ電極部品を前進させるための管路を与えた。中間チューブは、ＲＦチョークを形成するために中間チューブの基端に接続される最も外側のチューブと共にアンテナのシールドを形成した。カニューレの内径及び外面が薄いポリウレタン絶縁体でコーティングされ、また、アセンブリのカニューレ部分全体が０．００１インチポリイミドチューブにより絶縁された。

マイクロ電極ループレスアンテナ部材はニチノールチューブにより製造された。この場合、ニチノールチューブ内の絶縁金メッキワイヤがアンテナのコアを形成している。アンテナのダイポール端部は、約１．５ｃｍであり、ＥＥＧ測定を可能にするため最も外側の端部で約１ｍｍにわたり絶縁されなかった。アンテナのシールドは、全体のローディング長さを約３ｃｍまで減らすため、先端部でコイルが巻き付けられた。部材は、５００ミクロンポリエステル層により絶縁された（前述したようにＥＥＧ測定を可能にするため、部材の先端を除く）。カニューレ及びマイクロ電極アンテナ部材は、約１２３．２ＭＨｚに合わせられて同調されるとともに、Ｏｃａｌｉ ｅｔ ａｌ．，によるＩｎｔｒａｖａｓｃｕｌａｒ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｒｅｓｏｎａｎｃｅ ｉｍａｇｉｎｇ ｕｓｉｎｇ ａ ｌｏｏｐｌｅｓｓ ｃａｔｈｅｔｅｒ ａｎｔｅｎｎａ （Ｍａｇｎ Ｒｅｓｏｎ Ｍｅｄ，１９９７；３７：ｐｐ．１１２−１１８）に記載されたものと同様のデカップリング回路／スイッチによりＭＲＩ励起中にピックアップから切り離された。

カニューレ及びアンテナ／マイクロ電極部材のＭＲＩ検査は、２．９Ｔ Ｓｉｅｍｅｎ’ｓ Ａｌｌｅｇｒａ（登録商標）スキャナにより行なわれた。導電率０．９Ｓ／ｍのポリアクリルアミドゲルファントム内でＲＦパワー堆積安全検査が行なわれた。通常の４Ｗ／ｋｇ ＳＡＲ（頭部）ＭＲＩシーケンスが３．４分間にわたって適用された。カニューレ及びマイクロ電極／アンテナ部材がファントムの端縁から約１ｃｍの場所に配置されるとともに、ＦＩＳＯ光ファイバ温度プローブを使用して局所温度が直接に測定された。初期の温度上昇とゲルの比熱との割合から実ＳＡＲが計算された。幾つかの臨床状態をシミュレートするために、マイクロ電極／アンテナ及びカニューレシステムのＭＲＩ信号対雑音比（ＳＮＲ）が、様々な挿入深さ（３ｃｍ及び１０ｃｍ）をもって生理食塩水ファントム内で検査された。

ＭＲＩのガイドによるＳＴＮ（視床下核）等の脳（脳深部）へのアクセスのためにカニューレ及びマイクロ電極／アンテナシステムを使用する実現可能性が、適切なＡｎｉｍａｌ Ｃａｒｅ ａｎｄ Ｕｓｅ委員会により承認されたプロトコルを用いて霊長類で検査された。術前のＭＲＩ画像及びＣＴ画像は、ヘッドマウントを設置するために取得され、マイクロ電極の前進のための軌道を決定した。動物が麻酔され、バーホールが設けられ、ヘッドマウントアセンブリが頭に固定され、カニューレ／アンテナシステムがリアルタイムＭＲＩ案内下でＳＴＮの場所まで前進された。ＳＮＲ及び視野を高めるため、スキャナの外部ヘッドコイル及び内部アンテナプローブから得られた画像が位相配列アダプタを使用して組み合わされた。

カニューレ／ループレスアンテナ及び同軸ケーブルは、約２５オームのインピーダンスを有していた。一次シールドと二次シールドとの間に形成されたＲＦチョークは、アンテナ／カニューレが生理食塩水ファントム内に約４ｃｍまでロードされた際に約５５０オームの絶縁を有していた。マイクロ電極／アンテナ部材の同軸ケーブルは、約３２オームのインピーダンスを有していた。アンテナのＳＮＲプロファイルは、アンテナ／マイクロ電極部材の先端部の周囲の約５ｍｍ半径の円形領域内で外部ヘッドコイルにわたって約５０％の改善を示した。霊長類研究において、スキャナのヘッドコイルからの信号は頭部の解剖学的構造全体を示し、一方、コイルがＳＴＮ内に前進されたときにＭＲＩ適合カニューレとマイクロ電極／アンテナ部材とを協働することにより与えられる局部ＳＮＲの向上が図１０に示されている。

実験によれば、頭蓋内介入に適した協働するＭＲＩ適合カニューレ及びマイクロ電極／アンテナ部材を製造でき、また、これが局部ＳＮＲをかなり向上させることが立証された。局部ＳＮＲの向上により、正確な解剖学的案内／位置決めのための局部的な空間登録を促進することができる。

図面及び明細書には、本発明の実施形態が開示されており、特定の用語が使用されているが、これらの用語は、一般的で且つ記述的な意味でのみ使用されており、限定を目的としておらず、本発明の範囲は請求項に記載されている。したがって、以上の説明は、本発明の例示であり、本発明を限定するものと解釈されるべきではない。本発明の幾つかの典型的な実施形態が記載されているが、当業者であれば分かるように、典型的な実施形態においては、本発明の新規な教示内容及び利点から大きく逸脱することなく、多くの変更が可能である。したがって、そのような全ての変更は、請求項に規定された本発明の範囲内に含まれるものである。請求項において、ミーンズ・プラス・ファンクション節は、それが使用されている場合には、列挙された機能を果たすように本明細書で説明された構造及び構造等価物だけではなく等価な構造も網羅しようとするものである。したがって、以上が本発明の例示であり開示された特定の実施形態に限定されるものと解釈されるべきではないことは言うまでもなく、また、開示された実施形態及び他の実施形態に対する変更が添付の請求項の範囲内に含まれるものであることは言うまでもない。本発明は以下の請求項によって規定され、請求項の等価物は本発明に含まれるものである。

本発明の実施形態に係るカニューレ及び細長い内部ＭＲＩアンテナプローブを有するＭＲＩアセンブリの概略図である。 図１に示されるアセンブリの特定の構成要素の分解概略図である。 本発明の実施形態に係る、３つの構成要素が一緒に組み立てられた状態における図２に示されるデバイスの断面図である。 本発明の実施形態に係る、中空コアを有する図２に示されるデバイスの他の断面図である。 本発明の実施形態に係るループレスアンテナ構造を有する内部ＭＲＩアンテナの概略図である。 本発明の実施形態に係るＭＲＩプローブアセンブリに動作可能に関連付けられるＲＦ記録電極スプリッタ回路及びマッチング・チューニング・デカップリング回路の概略図である。 本発明の実施形態に係るＭＲＩシステムを用いた脳深部処置のために使用されるＭＲＩプローブアセンブリの概略図である。 本発明の実施形態に係る、ＭＲＩアンテナプローブ及び刺激プローブの両方を受けるように寸法付けられたカニューレを有するＭＲＩプローブアセンブリの概略図である。 図７Ａに示される刺激プローブ及びアンテナプローブ及びＭＲＩ適合カニューレを与えることができる医療用キットの概略図である。 本発明の実施形態に係る組み合わせＮＩＲ光学・ＭＲＩアンテナ組織イメージング及び／又は組織データ収集システムの概略図である。 図８Ａ〜８Ｄは本発明の実施形態に係るインタフェースコネクタを有するカニューレ・イメージングアンテナアセンブリのデジタル写真である。 本発明の実施形態に係るデータ処理システムのブロック図である。 治験研究中の霊長類における図８Ａ〜８Ｄに示されるデバイスのデジタル画像である。

Claims (37)

1. 受け孔を有する複数の略同心の軸方向に延びるチューブを備えるＭＲＩ適合カニューレと、
   前記カニューレと協働してＭＲＩ受信アンテナを形成するために該カニューレの孔を通じてスライド可能に前進するように構成された導体及び絶縁層を備えるコアを有する細長いアンテナ部材と、
   を備える生体内脳深部医用プローブシステム。
2. 前記細長いアンテナ部材は、中心導体と、その先端部に配置された少なくとも１つの記録電極とを備える請求項１に記載のプローブシステム。
3. 前記アンテナ部材が局部組織からＭＲＩ信号を受ける第１のＭＲＩ信号動作モードと、前記記録電極が局部の標的組織から電気信号を得る第２の動作記録信号モードとを含む少なくとも２つの動作モードを有する請求項２に記載のプローブシステム。
4. ＭＲＩ励起ＲＦ送信中に前記ＭＲＩ受信アンテナを絶縁するように構成されたＲＦデカップリング回路と、前記記録モード中に前記ＭＲＩ受信アンテナを切り離すための記録スプリッタ回路とを更に備える請求項３に記載のプローブシステム。
5. 前記ＭＲＩ適合カニューレを通じてスライド可能に延びるように構成されたＭＲＩ適合介入プローブ部材を更に備える請求項１に記載のプローブシステム。
6. 前記アンテナ部材は、前記カニューレと電気的に協働して、ループレスＭＲＩアンテナを形成する請求項２に記載のプローブシステム。
7. 前記カニューレは、中間管状部材と、該中間部材の少なくとも主要な長さをほぼ包み込む外側部材とを備える請求項１に記載のプローブシステム。
8. 前記アンテナ部材が第１の長さを有し、前記中間部材が第２の長さを有し、前記外側部材が第３の長さを有し、第１の長さが第２及び第３の長さよりも長く、第２の長さが第３の長さよりも長い請求項７に記載のプローブシステム。
9. 前記アンテナ部材が前記カニューレから取り除かれた後に該カニューレの孔を通じてスライド可能に延びるように寸法付けられて構成された埋め込み可能な刺激リードと組み合わせられる請求項１に記載のプローブシステム。
10. 前記アンテナ部材は、中空のコアを備え、選択された介入デバイスを該コアを通じてスライド可能に受けるように構成された請求項１に記載のプローブシステム。
11. 対向する基端部及び先端部を有し、先端部に配置された少なくとも１つの記録電極を備えるとともに、そのコア内に配置された少なくとも１つの軸方向に延びる導体および該導体の長さの少なくとも主要な部分にわたって延びる長さを有する軸方向に延びる絶縁層を備える柔軟な細長い内側部材本体と、
    前記内側部材に対して高い剛性を有し、柔軟な該内側部材をスライド可能に挿通して受けるように寸法付けられて構成されるとともに、前記内側部材と協働してＭＲＩアンテナを形成するカニューレ部材と、
    前記内側部材と通信するとともに、ＭＲＩ ＲＦ励起送信中にＭＲＩアンテナを切り離すように構成されたＲＦ送信デカップリング回路と、
    前記内側部材と通信するとともに、記録回路をＭＲＩイメージング回路から電気的に絶縁するスプリッタ回路と、
    を備えるＭＲＩ適合脳深部案内・記録プローブシステム。
12. 前記記録電極又は前記ＭＲＩアンテナを選択的に動作させるために、ＭＲＩスキャナ及び記録回路に取り付くように構成されている請求項１１に記載のシステム。
13. 前記デカップリング回路は、ＲＦ送信中にＭＲＩスキャナと関わって前記アンテナを切り離すマッチング・チューニングデカップリング回路を備える請求項１１に記載のシステム。
14. 第１及び第２の動作モードに関連する選択作動する第１及び第２の電気送信経路をそれぞれ有し、前記第１の送信経路は、ＭＲＩ動作中に前記ＭＲＩアンテナとＭＲＩスキャナとを接続して電極を切り離し、前記第２の送信経路は、電気的な記録中に前記電極と記録源とを接続する請求項１１に記載のシステム。
15. 前記細長い部材が中空コアを有する請求項１１に記載のシステム。
16. 前記細長い部材が略中実のコアを有し、前記導体が前記コア内の略中心に保持されている請求項１１に記載のシステム。
17. （ａ）対向する先端部及び基端部を有し、導体を有するコアを備える細長い滅菌されたバイオ・ＭＲＩ適合内部ＭＲＩ−アンテナプローブ部材と、
    （ｂ）少なくとも２つの略同心の管状部材を備え、細長いＭＲＩアンテナプローブを内部にスライド可能に受けるように寸法付けられて構成された略硬質なカニューレと、
    を備え、
    動作時、ＭＲＩアンテナプローブリードがカニューレと協働して内部ＭＲＩアンテナを形成する医療用キット。
18. 前記アンテナプローブ部材は、前記導体と通信し且つ前記プローブの先端に存在する少なくとも１つの記録電極を備える請求項１７に記載のキット。
19. 前記導体は、前記内側部材の前記コアの略中心に存在する請求項１８に記載のキット。
20. 前記アンテナ部材の前記コアが中空である請求項１７に記載のキット。
21. 前記カニューレの軸方向に延びる孔を通じてスライド可能に延びるように寸法付けられて構成された埋め込み可能な柔軟な細長い刺激プローブを更に備える請求項１７に記載のキット。
22. 汎用ＭＲＩ適合記録プローブ及びＭＲＩアンテナを動作させるためのコンピュータプログラムプロダクトであって、
    内部にコンピュータ可読プログラムコードが具現化されたコンピュータ可読記憶媒体を備え、該コンピュータ可読プログラムコードは、
    少なくとも１つの記録電極及びＭＲＩアンテナを有するＭＲＩ適合プローブにおける第１又は第２の動作モードに制御可能に関わるコンピュータ可読プログラムコードを備え、第１の動作モードは、ＭＲＩアンテナとＭＲＩスキャナとを接続する第１の送信経路を有し、第２の動作モードは、電気的な刺激又は記録中に電極と記録源とを接続する第２の送信経路を有するコンピュータプログラムプロダクト。
23. 前記コンピュータ可読プログラムコードは、前記第１の動作モードの選択の時期をほぼ適時であるがＭＲＩ励起信号後に起こるように決めるべく構成されている請求項２２に記載のコンピュータプログラムプロダクト。
24. 前記ＭＲＩアンテナ近傍の局部神経組織の複数のＭＲＩ信号をほぼリアルタイムで得るとともに、その後、臨床医が前記プローブの配置を追跡できるように前記局部神経組織の複数のマイクロ記録を得るべく構成されたコンピュータ可読プログラムコードを更に備える請求項２２に記載のコンピュータプログラムプロダクト。
25. 軸方向に延びる孔を有するＭＲＩ適合カニューレと、
    少なくとも１つの記録電極をその先端により保持する細長い柔軟なアンテナプローブと、
    を備え、
    前記プローブは、前記カニューレの孔を通じてスライド可能に延びるように構成され、動作時に、前記カニューレ及び前記アンテナプローブが電気的に協働して少なくとも１つの脳深部ＭＲＩ受信アンテナの構成要素を形成するＭＲＩアンテナ・記録電極プローブシステム。
26. 前記カニューレは、患者の頭蓋骨に配置されたバーホール内に挿入されるように構成され、前記記録プローブ及びＭＲＩアンテナプローブが脳深部配置用に構成されている請求項２５に記載のＭＲＩアンテナプローブシステム。
27. 前記ＭＲＩアンテナプローブ及び前記カニューレは、内側導電コア上にわたって配置された軸方向に延びるシールドを形成するように構成された複数の略同心の管状部材を形成し、前記シールド及びコアが互いに絶縁されている請求項２５に記載のＭＲＩアンテナプローブシステム。
28. 前記カニューレは、前記ＭＲＩアンテナプローブと協働してＭＲＩ位置案内のためのＭＲＩ信号を得るように構成されたＭＲＩ受信アンテナを形成する導電シールド層を備え、動作時、前記アンテナプローブは、前記カニューレから取り除かれ、その後に前記アンテナプローブと同じ位置まで挿入される刺激プローブに取って代えられる請求項２５に記載のＭＲＩアンテナプローブシステム。
29. 対向する基端部及び先端部を有し、そのコア内に少なくとも１つの光ファイバを備える柔軟な細長い内側部材と、
    内側部材に対して高い剛性を有し、柔軟な内側部材をスライド可能に挿通して受けるように寸法付けられて構成されるとともに、内側部材と協働してＭＲＩアンテナを形成するカニューレ部材と、
    内側部材と通信するとともに、ＭＲＩ ＲＦ励起送信中にＭＲＩアンテナを切り離すように構成されたＲＦ送信デカップリング回路と、
    を備えるＭＲＩ適合脳深部プローブシステム。
30. 前記コアがＭＲＩ適合導電材料中に包み込まれている請求項２９に記載のＭＲＩ適合システム。
31. 前記光ファイバがコアを形成し、該光ファイバがＭＲＩ適合導電材料でコーティングされている請求項２９に記載のＭＲＩ適合システム。
32. 前記内側部材の基端部に配置され、前記光ファイバコアを２つの光路に分ける光ファイバスプリッタと、入力光源に接続するようになっている入力経路と、スペクトロメータに接続するようになっている出力経路とを更に備える請求項２９に記載のＭＲＩ適合システム。
33. 前記細長い内側部材は、前記カニューレと協働して、ＭＲＩ受信アンテナ及びＮＩＲイメージング部材を形成する請求項２９に記載のＭＲＩ適合システム。
34. 前記コアが略中実である請求項２９に記載のＭＲＩ適合システム。
35. 前記コアが略中空である請求項２９に記載のＭＲＩ適合システム。
36. 前記カニューレが複数の略同心の管状部材を備える請求項２９に記載のＭＲＩ適合システム。
37. 前記複数の略同心の管状部材が互いにぴったりと隣接するように構成されている請求項３６に記載のＭＲＩ適合システム。

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