JPH11218403A - 磁気プローブ - Google Patents
磁気プローブInfo
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- JPH11218403A JPH11218403A JP10293724A JP29372498A JPH11218403A JP H11218403 A JPH11218403 A JP H11218403A JP 10293724 A JP10293724 A JP 10293724A JP 29372498 A JP29372498 A JP 29372498A JP H11218403 A JPH11218403 A JP H11218403A
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
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- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 患者の解剖学的部位内のプローブの位置を決
定する方法及び装置を提供する。 【解決手段】 磁気共鳴像形成装置と共に使用する磁気
プローブ１は、電子スピン共鳴（ＥＳＲ）磁力計を備え
ている。プローブ１の位置は、プローブにおけるＥＳＲ
サンプルの共鳴周波数を測定することにより追跡され
る。共鳴周波数は、３つの直交する直線的勾配を使用す
る勾配シーケンスの存在中で測定される。各勾配の存在
中でＥＳＲサンプルの共鳴周波数を決定することによ
り、プローブの位置を決定することができる。プローブ
は、対象物上又はその中に配置することができ、そして
プローブの位置は、対象物の所望の磁気共鳴像の上に表
示することができる。
定する方法及び装置を提供する。 【解決手段】 磁気共鳴像形成装置と共に使用する磁気
プローブ１は、電子スピン共鳴（ＥＳＲ）磁力計を備え
ている。プローブ１の位置は、プローブにおけるＥＳＲ
サンプルの共鳴周波数を測定することにより追跡され
る。共鳴周波数は、３つの直交する直線的勾配を使用す
る勾配シーケンスの存在中で測定される。各勾配の存在
中でＥＳＲサンプルの共鳴周波数を決定することによ
り、プローブの位置を決定することができる。プローブ
は、対象物上又はその中に配置することができ、そして
プローブの位置は、対象物の所望の磁気共鳴像の上に表
示することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、特に磁気共鳴を使
用する像形成システムのための磁気プローブに係り、よ
り詳細には、患者の解剖学的組織内におけるプローブの
位置を決定するための方法及び装置に係る。
用する像形成システムのための磁気プローブに係り、よ
り詳細には、患者の解剖学的組織内におけるプローブの
位置を決定するための方法及び装置に係る。
【０００２】
【従来の技術】磁気共鳴像形成（ＭＲＩ）は、診断の目
的で一般に使用されている。又、益々頻繁に行われてき
ている治療法や像ガイド式外科手術のような目的にも使
用できる。像ガイド式外科手術においては、ＭＲＩを使
用して像が形成され、外科手術用器具の位置が患者の解
剖学的部位及び像に対して決定される。特にＸ線コンピ
ュータ断層撮影（ＣＴ）のような他の様式も使用されて
いる。その詳細については、１９９６年１１月の診断像
形成の補足「像ガイド式アクセス向上マイクロテラピー
(Image-guided Access Enhances Microtherapy) 」を参
照されたい。像に対するカテーテルや生検ニードルのよ
うな外科手術用器具の位置設定は、外科医の作業を容易
にするために迅速に且つ高い精度で行われねばならな
い。ある像ガイド式外科手術システムにおいては、外科
手術用器具の位置が、例えば、光学又は超音波ローカラ
イザを用いることにより、非磁気特性の情報を使用して
決定される。他のシステムは、磁気共鳴信号を使用す
る。光学的方法の利点は、それが高速であって器具をリ
アルタイムで追跡できることである。その欠点は、患者
及び像に対して登録又は相関しなければならないそれ自
身の光学的基準フレームを必要とすることである。又、
器具は、ローカライザに光学的にコンタクトしなければ
ならない。
的で一般に使用されている。又、益々頻繁に行われてき
ている治療法や像ガイド式外科手術のような目的にも使
用できる。像ガイド式外科手術においては、ＭＲＩを使
用して像が形成され、外科手術用器具の位置が患者の解
剖学的部位及び像に対して決定される。特にＸ線コンピ
ュータ断層撮影（ＣＴ）のような他の様式も使用されて
いる。その詳細については、１９９６年１１月の診断像
形成の補足「像ガイド式アクセス向上マイクロテラピー
(Image-guided Access Enhances Microtherapy) 」を参
照されたい。像に対するカテーテルや生検ニードルのよ
うな外科手術用器具の位置設定は、外科医の作業を容易
にするために迅速に且つ高い精度で行われねばならな
い。ある像ガイド式外科手術システムにおいては、外科
手術用器具の位置が、例えば、光学又は超音波ローカラ
イザを用いることにより、非磁気特性の情報を使用して
決定される。他のシステムは、磁気共鳴信号を使用す
る。光学的方法の利点は、それが高速であって器具をリ
アルタイムで追跡できることである。その欠点は、患者
及び像に対して登録又は相関しなければならないそれ自
身の光学的基準フレームを必要とすることである。又、
器具は、ローカライザに光学的にコンタクトしなければ
ならない。
【０００３】ＭＲ信号を用いて外科手術用器具を位置設
定する利点は、ＭＲＩ勾配コイルの磁界から空間情報を
導出することができ、これを用いて、像に見られる解剖
学的細部の位置も決定できることである。これは、器具
の位置が像の正しい場所で見えるように容易に保証す
る。磁気共鳴方法を用いた位置決めは、受動的であって
もよいし能動的であってもよい。受動的方法は、通常の
ＭＲ像を使用し、それにマーカーを取り付けることによ
り器具が見えるようにされる。マーカーは、器具自体に
適当な材料を選択するか又は比較的コントラストのある
マーカーを器具に取り付けることにより形成され、マー
カーが透明な又は黒いスポット又は領域として像に表さ
れるようにする。能動的な追跡は、陽子サンプルに作用
する小さなＮＭＲコイルを使用する。これにより発生さ
れた信号は、個別のチャンネルにおいて増幅され、像に
加えられる。このように、より明確なスポットをえるよ
うに増強することができる。
定する利点は、ＭＲＩ勾配コイルの磁界から空間情報を
導出することができ、これを用いて、像に見られる解剖
学的細部の位置も決定できることである。これは、器具
の位置が像の正しい場所で見えるように容易に保証す
る。磁気共鳴方法を用いた位置決めは、受動的であって
もよいし能動的であってもよい。受動的方法は、通常の
ＭＲ像を使用し、それにマーカーを取り付けることによ
り器具が見えるようにされる。マーカーは、器具自体に
適当な材料を選択するか又は比較的コントラストのある
マーカーを器具に取り付けることにより形成され、マー
カーが透明な又は黒いスポット又は領域として像に表さ
れるようにする。能動的な追跡は、陽子サンプルに作用
する小さなＮＭＲコイルを使用する。これにより発生さ
れた信号は、個別のチャンネルにおいて増幅され、像に
加えられる。このように、より明確なスポットをえるよ
うに増強することができる。
【０００４】更に別の方法は、例えばセポネン氏の米国
特許第５，２１８，９６４号に開示されたように、当該
領域に取り付けられた基準マーカーから発生するＮＭＲ
信号を増幅するために動的な分極を使用することであ
る。この方法では、像に場合と同じ受信コイル及び処理
を使用することができる。
特許第５，２１８，９６４号に開示されたように、当該
領域に取り付けられた基準マーカーから発生するＮＭＲ
信号を増幅するために動的な分極を使用することであ
る。この方法では、像に場合と同じ受信コイル及び処理
を使用することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】受動的な方法の欠点
は、見易さに関するものである。マーカー信号は、強度
が制限され、異なる形式の欠陥を生じる傾向がある。あ
る環境では、器具の位置を見失うか又は不確実なものと
なる。能動的なマーカーは、複雑さの問題があり、位置
の追跡を低速で及び／又は信頼性の低いものにすると共
に、しばしばそのサイズが大き過ぎる傾向となる。
は、見易さに関するものである。マーカー信号は、強度
が制限され、異なる形式の欠陥を生じる傾向がある。あ
る環境では、器具の位置を見失うか又は不確実なものと
なる。能動的なマーカーは、複雑さの問題があり、位置
の追跡を低速で及び／又は信頼性の低いものにすると共
に、しばしばそのサイズが大き過ぎる傾向となる。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の第１の特徴によ
れば、例えば、磁気共鳴装置の像形成領域内に配置され
た外科手術用器具のようなプローブの位置を決定する方
法が提供される。この方法は、外科手術用器具に対して
既知の位置に電子スピン共鳴サンプルを配置し；像形成
領域に上記サンプルを配置し；少なくとも第１の勾配磁
界を像形成領域に付与し；少なくとも第１の勾配磁界の
存在中で上記サンプルの共鳴周波数を決定し；そして上
記サンプルの共鳴周波数に基づいて、少なくとも第１の
勾配磁界に対する外科手術用器具の位置を決定するとい
う段階を含む。更に限定された特徴によれば、上記方法
は、第２の勾配磁界を像形成領域に付与し；第２の勾配
磁界の存在中でサンプルの共鳴周波数を決定し；第３の
勾配磁界を像形成領域に付与し；第３の勾配磁界の存在
中でサンプルの共鳴周波数を決定し；そしてサンプルの
共鳴周波数に基づき、第１、第２及び第３の勾配磁界に
対する外科手術用器具の位置を決定するという段階を含
む。第１、第２及び第３の勾配磁界は、相互に直交す
る。
れば、例えば、磁気共鳴装置の像形成領域内に配置され
た外科手術用器具のようなプローブの位置を決定する方
法が提供される。この方法は、外科手術用器具に対して
既知の位置に電子スピン共鳴サンプルを配置し；像形成
領域に上記サンプルを配置し；少なくとも第１の勾配磁
界を像形成領域に付与し；少なくとも第１の勾配磁界の
存在中で上記サンプルの共鳴周波数を決定し；そして上
記サンプルの共鳴周波数に基づいて、少なくとも第１の
勾配磁界に対する外科手術用器具の位置を決定するとい
う段階を含む。更に限定された特徴によれば、上記方法
は、第２の勾配磁界を像形成領域に付与し；第２の勾配
磁界の存在中でサンプルの共鳴周波数を決定し；第３の
勾配磁界を像形成領域に付与し；第３の勾配磁界の存在
中でサンプルの共鳴周波数を決定し；そしてサンプルの
共鳴周波数に基づき、第１、第２及び第３の勾配磁界に
対する外科手術用器具の位置を決定するという段階を含
む。第１、第２及び第３の勾配磁界は、相互に直交す
る。
【０００７】本発明の更に別の限定された特徴によれ
ば、上記方法は、上記器具からサンプルを除去し、そし
てその第１の器具に対して既知の位置に外科手術用器具
又はデバイスを配置するという段階を含む。本発明の更
に別の限定された特徴によれば、サンプルの共鳴周波数
を決定する上記段階は、発振器の共鳴周波数をサンプル
の共鳴周波数にロックする段階を含む。勾配磁界は、双
極勾配磁界であり、そして負の勾配部分中に収集される
共鳴周波数データは、それに対応する正の勾配部分中に
収集されるデータから差し引かれる。又、この方法は、
プローブの向きを決定する段階も含む。本発明のなお更
に別の限定された特徴によれば、像形成領域における対
象物の磁気共鳴像が得られ、そして外科手術用器具の位
置が対象物の像に対して表示される。
ば、上記方法は、上記器具からサンプルを除去し、そし
てその第１の器具に対して既知の位置に外科手術用器具
又はデバイスを配置するという段階を含む。本発明の更
に別の限定された特徴によれば、サンプルの共鳴周波数
を決定する上記段階は、発振器の共鳴周波数をサンプル
の共鳴周波数にロックする段階を含む。勾配磁界は、双
極勾配磁界であり、そして負の勾配部分中に収集される
共鳴周波数データは、それに対応する正の勾配部分中に
収集されるデータから差し引かれる。又、この方法は、
プローブの向きを決定する段階も含む。本発明のなお更
に別の限定された特徴によれば、像形成領域における対
象物の磁気共鳴像が得られ、そして外科手術用器具の位
置が対象物の像に対して表示される。
【０００８】本発明の別の特徴によれば、磁気共鳴装置
は、均一磁界を像形成領域に発生する手段と、電子スピ
ン共鳴サンプルを含むプローブと、勾配磁界を像形成領
域に発生する手段と、少なくとも１つの磁界勾配の存在
中でサンプルの電子スピン共鳴周波数を決定する手段と
を備え、少なくとも１つの磁界勾配に対してプローブの
位置が決定される。更に限定された特徴によれば、上記
装置は、３つの相互に直交する直線的磁界勾配を発生す
る手段を備えている。これらの勾配は順次に発生され、
そして３つの磁界勾配の各々の存在中で電子スピン共鳴
周波数が決定される。本発明の更に別の限定された特徴
によれば、上記決定手段は、サンプルの共鳴周波数に周
波数がロックされた発振器を含む。本発明のなお更に限
定された特徴によれば、上記装置は、プローブに付与さ
れる信号を変調する変調器と、プローブの出力を復調す
る復調器とを備えている。
は、均一磁界を像形成領域に発生する手段と、電子スピ
ン共鳴サンプルを含むプローブと、勾配磁界を像形成領
域に発生する手段と、少なくとも１つの磁界勾配の存在
中でサンプルの電子スピン共鳴周波数を決定する手段と
を備え、少なくとも１つの磁界勾配に対してプローブの
位置が決定される。更に限定された特徴によれば、上記
装置は、３つの相互に直交する直線的磁界勾配を発生す
る手段を備えている。これらの勾配は順次に発生され、
そして３つの磁界勾配の各々の存在中で電子スピン共鳴
周波数が決定される。本発明の更に別の限定された特徴
によれば、上記決定手段は、サンプルの共鳴周波数に周
波数がロックされた発振器を含む。本発明のなお更に限
定された特徴によれば、上記装置は、プローブに付与さ
れる信号を変調する変調器と、プローブの出力を復調す
る復調器とを備えている。
【０００９】本発明のなお更に別の限定された特徴によ
れば、プローブは、ある長さの同軸ケーブルを備え、そ
の内部及び外部導体がループの一端で互いに接続され、
このループにサンプルが配置される。本発明の別の特徴
によれば、均一な磁界を有しそして３つの直交する経時
変化勾配磁界を発生できる磁気共鳴像形成装置の像形成
領域内において器具の位置を決定する装置が提供され
る。この装置は、器具に対して既知の位置に配置できる
プローブと、勾配磁界の存在中でサンプルの共鳴周波数
を決定するための手段とを備え、器具の位置を決定する
ことができる。本発明の更に限定された特徴によれば、
上記装置は、一般的に管状のニードルを備え、その内径
はニードル内にプローブを挿入できるようなものであ
る。
れば、プローブは、ある長さの同軸ケーブルを備え、そ
の内部及び外部導体がループの一端で互いに接続され、
このループにサンプルが配置される。本発明の別の特徴
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変化勾配磁界を発生できる磁気共鳴像形成装置の像形成
領域内において器具の位置を決定する装置が提供され
る。この装置は、器具に対して既知の位置に配置できる
プローブと、勾配磁界の存在中でサンプルの共鳴周波数
を決定するための手段とを備え、器具の位置を決定する
ことができる。本発明の更に限定された特徴によれば、
上記装置は、一般的に管状のニードルを備え、その内径
はニードル内にプローブを挿入できるようなものであ
る。
【００１０】本発明の別の限定された特徴によれば、プ
ローブは、ある長さの同軸ケーブルを備え、その内部及
び外部導体がケーブルの一端で互いに接続されて、その
相互接続部の付近にサンプルが配置される。本発明の更
に限定された特徴によれば、サンプルは、同軸ケーブル
の誘電体材料に取り付けられる。本発明は、公知装置に
生じていた像欠陥を回避できる強力な追跡信号を発生で
きることにより医療用器具を追跡することができる。実
際に、この信号は、専用の陽子共鳴コイルを用いた能動
的な装置よりも強力である。本発明は、従来のＭＲＩ装
置に存在する勾配磁界に関連して動作できるコンパクト
で、簡単且つ自動的な追跡装置を形成することができ
る。
ローブは、ある長さの同軸ケーブルを備え、その内部及
び外部導体がケーブルの一端で互いに接続されて、その
相互接続部の付近にサンプルが配置される。本発明の更
に限定された特徴によれば、サンプルは、同軸ケーブル
の誘電体材料に取り付けられる。本発明は、公知装置に
生じていた像欠陥を回避できる強力な追跡信号を発生で
きることにより医療用器具を追跡することができる。実
際に、この信号は、専用の陽子共鳴コイルを用いた能動
的な装置よりも強力である。本発明は、従来のＭＲＩ装
置に存在する勾配磁界に関連して動作できるコンパクト
で、簡単且つ自動的な追跡装置を形成することができ
る。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
を一例として詳細に説明する。本発明は、磁界強度を検
出するための電子スピン共鳴（ＥＳＲ）の使用に関す
る。ＥＳＲは、ある物質に存在する常磁性電子の使用に
基づくもので、これらの電子は磁界において磁界強度に
比例する周波数で共鳴する。この共鳴周波数は、同じ磁
界で共鳴する陽子の場合よりも相当に高く、約６５８倍
である。従って、強度が０．０１ないし０．３テスラの
通常の当該磁界の場合には、周波数がほぼ０．３ないし
８ＧＨｚの範囲となる。ＥＳＲ現象は、共鳴周波数及び
その付近においてＥＳＲ物体の複素磁化率の実数部及び
虚数部の強力な相対的増加によって現れる。この周波数
帯域の巾をＥＳＲ線巾（ＬＷ）と称し、磁界強度を正確
に決定するためには、狭い線巾が必要となる。差し渡し
３ｍｍ程度の典型的なサンプルの場合には、ＬＷが、サ
ンプルに作用する典型的なシステム磁界勾配により生じ
る周波数の広がりにほぼ等しいか又はそれより小さいこ
とが必要である。実際には、ＬＷは、磁界単位では、１
００マイクロテスラ未満でなければならず、そして好ま
しくは、１０マイクロテスラ未満でなければならない。
適当な物質は、ＴＣＮＱ（Ｎ−メチル−ピリジニウム）
であり、これは、狭いＬＷに加えて、他の所望の特性を
有し、即ち比較的安価であり、化学的に安定しており、
そして固体である。
を一例として詳細に説明する。本発明は、磁界強度を検
出するための電子スピン共鳴（ＥＳＲ）の使用に関す
る。ＥＳＲは、ある物質に存在する常磁性電子の使用に
基づくもので、これらの電子は磁界において磁界強度に
比例する周波数で共鳴する。この共鳴周波数は、同じ磁
界で共鳴する陽子の場合よりも相当に高く、約６５８倍
である。従って、強度が０．０１ないし０．３テスラの
通常の当該磁界の場合には、周波数がほぼ０．３ないし
８ＧＨｚの範囲となる。ＥＳＲ現象は、共鳴周波数及び
その付近においてＥＳＲ物体の複素磁化率の実数部及び
虚数部の強力な相対的増加によって現れる。この周波数
帯域の巾をＥＳＲ線巾（ＬＷ）と称し、磁界強度を正確
に決定するためには、狭い線巾が必要となる。差し渡し
３ｍｍ程度の典型的なサンプルの場合には、ＬＷが、サ
ンプルに作用する典型的なシステム磁界勾配により生じ
る周波数の広がりにほぼ等しいか又はそれより小さいこ
とが必要である。実際には、ＬＷは、磁界単位では、１
００マイクロテスラ未満でなければならず、そして好ま
しくは、１０マイクロテスラ未満でなければならない。
適当な物質は、ＴＣＮＱ（Ｎ−メチル−ピリジニウム）
であり、これは、狭いＬＷに加えて、他の所望の特性を
有し、即ち比較的安価であり、化学的に安定しており、
そして固体である。
【００１２】又、これは、温度とは比較的独立した共鳴
周波数を有する。これは、１°Ｋの温度変化に対して
０．２パーツ・パー・ミリオン（ｐｐｍ）未満でシフト
することが測定により示される。更に狭いＬＷを有する
もので、Ｅ．ドーマン氏等により「J. of Magnetism an
d Magnetic Materials」５４−５７（１９８６年）１３
１５−１３１６に記載された有機金属のような他の適当
な物質も知られている。又、Ｄ．デュレット氏等により
１９９１年３月の「A New Ultra Low-Field ESRSpectro
meter, Rev. Sci. Instrum. 62(3)」にも適当な物質が
記載されている。ＥＳＲ共鳴周波数は、通常、サンプル
を共振器の磁界に結合しそして共振器のＱ値又は中心周
波数に対するその作用を測定することにより検出され
る。これは多数の方法で実施することができる。１つの
方法は、共振器の信号を増幅し、その振幅を制限し、そ
してその制限された信号を結合して戻して、システムを
発振器へと形成することである。従って、リミッタの前
の信号強度がＱ値の尺度を与え、そして信号周波数がＥ
ＳＲ周波数に向かって引っ張られる。この方法は、所望
の情報を形成するように開発することができる。
周波数を有する。これは、１°Ｋの温度変化に対して
０．２パーツ・パー・ミリオン（ｐｐｍ）未満でシフト
することが測定により示される。更に狭いＬＷを有する
もので、Ｅ．ドーマン氏等により「J. of Magnetism an
d Magnetic Materials」５４−５７（１９８６年）１３
１５−１３１６に記載された有機金属のような他の適当
な物質も知られている。又、Ｄ．デュレット氏等により
１９９１年３月の「A New Ultra Low-Field ESRSpectro
meter, Rev. Sci. Instrum. 62(3)」にも適当な物質が
記載されている。ＥＳＲ共鳴周波数は、通常、サンプル
を共振器の磁界に結合しそして共振器のＱ値又は中心周
波数に対するその作用を測定することにより検出され
る。これは多数の方法で実施することができる。１つの
方法は、共振器の信号を増幅し、その振幅を制限し、そ
してその制限された信号を結合して戻して、システムを
発振器へと形成することである。従って、リミッタの前
の信号強度がＱ値の尺度を与え、そして信号周波数がＥ
ＳＲ周波数に向かって引っ張られる。この方法は、所望
の情報を形成するように開発することができる。
【００１３】好ましい方法は、共振器に発振信号を供給
し、そしてその信号が共振器からどれほど反射されるか
又は共振器をどれほど透過するかを測定することであ
る。これらの方法のうち、後者の方法は、通常、結合パ
ラメータにあまり敏感でない。従って、到来信号ライン
は、出て行く信号ラインと同様に、共振器に弱く結合さ
れるが、それら２つの間の直接的な結合は、共鳴により
達成されるものに比して無意味なものとなるほど小さく
なる。本発明は、以下「ＥＳＲプローブ」と称する電子
スピン共鳴（ＥＳＲ）磁力計の空間座標を決定する。プ
ローブの追跡は、プローブにおけるサンプルのＥＳＲ周
波数を測定することにより実行される。ＥＳＲ周波数
は、プローブに作用する磁界強度に比例し、従って、磁
界を間接的に測定することができる。測定は、プローブ
に作用する異なる既知の経時変化磁界強度勾配で数回行
われる。累積された磁界強度データを用いて磁力計の位
置を計算することができ、そして予め形成されるか又は
追跡動作に関連して形成された磁気共鳴像に結果を表示
することができる。像は位置から形成することができ、
そして位置データの使用を容易にする方向と共に、プロ
ーブを含むように例えば像平面を選択することができ
る。
し、そしてその信号が共振器からどれほど反射されるか
又は共振器をどれほど透過するかを測定することであ
る。これらの方法のうち、後者の方法は、通常、結合パ
ラメータにあまり敏感でない。従って、到来信号ライン
は、出て行く信号ラインと同様に、共振器に弱く結合さ
れるが、それら２つの間の直接的な結合は、共鳴により
達成されるものに比して無意味なものとなるほど小さく
なる。本発明は、以下「ＥＳＲプローブ」と称する電子
スピン共鳴（ＥＳＲ）磁力計の空間座標を決定する。プ
ローブの追跡は、プローブにおけるサンプルのＥＳＲ周
波数を測定することにより実行される。ＥＳＲ周波数
は、プローブに作用する磁界強度に比例し、従って、磁
界を間接的に測定することができる。測定は、プローブ
に作用する異なる既知の経時変化磁界強度勾配で数回行
われる。累積された磁界強度データを用いて磁力計の位
置を計算することができ、そして予め形成されるか又は
追跡動作に関連して形成された磁気共鳴像に結果を表示
することができる。像は位置から形成することができ、
そして位置データの使用を容易にする方向と共に、プロ
ーブを含むように例えば像平面を選択することができ
る。
【００１４】反射又は透過された出力信号を監視しそし
てプローブにおけるサンプルのＥＳＲ周波数を推定する
ための方法は多数ある。その１つは、入射信号の周波数
をスイープしながら出力を記録することであり、これ
は、後処理の後に、励起された常磁性電子が最も影響を
及ぼすところの周波数を示す。ある場合には、ＥＳＲ共
振器の中心周波数を例えばキャパシタンスダイオードで
電子的に同調して、入射信号の周波数を連続的に追跡し
続けるのが好都合である。これは、出力に対する共振器
の影響を排除し、電子の上記作用を容易に検出できるよ
うにする。図１を参照すれば、ＭＲＩ装置１００は、主
磁界を発生するための磁石３と、経時変化勾配磁界を好
ましくは３つの直交方向（例えば、ｘ、ｙ、ｚ）に発生
する勾配コイル４とを備えている。開放型磁石が示され
ているが、本発明は、円筒状又は他の磁石形状に関して
も使用できる。像形成されるべき患者又は他の対象物
は、像形成装置１００の像形成領域２に配置される。こ
の技術で良く知られているように、ＭＲＩ装置１００
は、像形成領域内の材料の磁気共鳴を励起しそしてそれ
によって励起された信号を検出するためのＲＦ送信及び
受信装置（図示せず）も備えている。又、従来そうであ
るように、ＭＲＩ装置は、患者の像形成領域にある患者
又は他の対象物の内部の解剖学的部位の像を発生して表
示する。
てプローブにおけるサンプルのＥＳＲ周波数を推定する
ための方法は多数ある。その１つは、入射信号の周波数
をスイープしながら出力を記録することであり、これ
は、後処理の後に、励起された常磁性電子が最も影響を
及ぼすところの周波数を示す。ある場合には、ＥＳＲ共
振器の中心周波数を例えばキャパシタンスダイオードで
電子的に同調して、入射信号の周波数を連続的に追跡し
続けるのが好都合である。これは、出力に対する共振器
の影響を排除し、電子の上記作用を容易に検出できるよ
うにする。図１を参照すれば、ＭＲＩ装置１００は、主
磁界を発生するための磁石３と、経時変化勾配磁界を好
ましくは３つの直交方向（例えば、ｘ、ｙ、ｚ）に発生
する勾配コイル４とを備えている。開放型磁石が示され
ているが、本発明は、円筒状又は他の磁石形状に関して
も使用できる。像形成されるべき患者又は他の対象物
は、像形成装置１００の像形成領域２に配置される。こ
の技術で良く知られているように、ＭＲＩ装置１００
は、像形成領域内の材料の磁気共鳴を励起しそしてそれ
によって励起された信号を検出するためのＲＦ送信及び
受信装置（図示せず）も備えている。又、従来そうであ
るように、ＭＲＩ装置は、患者の像形成領域にある患者
又は他の対象物の内部の解剖学的部位の像を発生して表
示する。
【００１５】好ましい実施形態では、プローブは、ＭＲ
Ｉ装置１００により発生された経時変化勾配に関連して
周波数ロック技術を用いて追跡される。図１を更に参照
すると、プローブ１及び位置収集コントローラ６には、
ロックユニット５が接続される。プローブは、磁石３に
よって発生された磁界Ｂｏ中にあるときに共鳴を示す能
動的なＥＳＲサンプルを含む。Ｂｏ磁界は、勾配コイル
４を用いて勾配磁界をオン又はオフに切り換えることに
より変更される。ロックユニット５は、プローブ１のサ
ンプルのＥＳＲ周波数を測定し、ひいては、プローブ１
に作用する局部磁界も測定する。測定結果は、位置収集
コントローラ６へ供給され、これは勾配コントローラ７
を介して勾配コイル４にも作用する。好ましい実施形態
では、勾配コントローラ７、位置収集コントローラ６及
びディスプレイ８は、ＭＲＩスキャナの要素である。
Ｉ装置１００により発生された経時変化勾配に関連して
周波数ロック技術を用いて追跡される。図１を更に参照
すると、プローブ１及び位置収集コントローラ６には、
ロックユニット５が接続される。プローブは、磁石３に
よって発生された磁界Ｂｏ中にあるときに共鳴を示す能
動的なＥＳＲサンプルを含む。Ｂｏ磁界は、勾配コイル
４を用いて勾配磁界をオン又はオフに切り換えることに
より変更される。ロックユニット５は、プローブ１のサ
ンプルのＥＳＲ周波数を測定し、ひいては、プローブ１
に作用する局部磁界も測定する。測定結果は、位置収集
コントローラ６へ供給され、これは勾配コントローラ７
を介して勾配コイル４にも作用する。好ましい実施形態
では、勾配コントローラ７、位置収集コントローラ６及
びディスプレイ８は、ＭＲＩスキャナの要素である。
【００１６】ＥＳＲプローブ１の位置は、ＭＲ装置１０
０により発生された３つの勾配磁界を用いて決定され
る。これら勾配磁界の１つが存在する中で、ＥＳＲ周波
数は、その勾配に沿った位置の関数となる。勾配磁界が
特定の方向に直線的である場合には、ＥＳＲ周波数が勾
配の方向においてプローブ１の位置の一次関数となる。
従って、対応する方向におけるプローブ１の座標は、周
波数を測定することにより得られ、これを３つの全ての
方向に繰り返して、三次元におけるプローブ１の位置を
決定することができる。プローブの位置は、ＣＲＴ又は
他のモニタのようなディスプレイユニット６に表示する
ことができ、例えば、プローブの位置は、対象物の所望
の像に重畳表示される。図２は、プローブの位置を決定
するのに適した勾配シーケンスを示す。位置収集コント
ローラ６は、勾配コントローラ７が３つの勾配ＤＩＲ
１、ＤＩＲ２及びＤＩＲ３（例えば、ｘ、ｙ、ｚ）を順
次に発生するようにさせる。Ｂｏにおける考えられるド
リフトを補償するために、双極勾配が使用される。負の
勾配中に収集されたＥＳＲ周波数データは、それに対応
する正の勾配中に収集されたデータから差し引かれる。
このように形成された差は、Ｂｏの依存性が排除されて
勾配のみに依存する。当業者に明らかなように、本発明
の精神から逸脱せずに、図２に示したもの以外の勾配シ
ーケンスを用いてプローブ１の位置を決定することもで
きる。
０により発生された３つの勾配磁界を用いて決定され
る。これら勾配磁界の１つが存在する中で、ＥＳＲ周波
数は、その勾配に沿った位置の関数となる。勾配磁界が
特定の方向に直線的である場合には、ＥＳＲ周波数が勾
配の方向においてプローブ１の位置の一次関数となる。
従って、対応する方向におけるプローブ１の座標は、周
波数を測定することにより得られ、これを３つの全ての
方向に繰り返して、三次元におけるプローブ１の位置を
決定することができる。プローブの位置は、ＣＲＴ又は
他のモニタのようなディスプレイユニット６に表示する
ことができ、例えば、プローブの位置は、対象物の所望
の像に重畳表示される。図２は、プローブの位置を決定
するのに適した勾配シーケンスを示す。位置収集コント
ローラ６は、勾配コントローラ７が３つの勾配ＤＩＲ
１、ＤＩＲ２及びＤＩＲ３（例えば、ｘ、ｙ、ｚ）を順
次に発生するようにさせる。Ｂｏにおける考えられるド
リフトを補償するために、双極勾配が使用される。負の
勾配中に収集されたＥＳＲ周波数データは、それに対応
する正の勾配中に収集されたデータから差し引かれる。
このように形成された差は、Ｂｏの依存性が排除されて
勾配のみに依存する。当業者に明らかなように、本発明
の精神から逸脱せずに、図２に示したもの以外の勾配シ
ーケンスを用いてプローブ１の位置を決定することもで
きる。
【００１７】ロックユニットが図３に示されている。測
定回路は電圧制御発振器（ＶＣＯ）２０を含み、その出
力は励起信号を与え、これは、プローブ１の一部分を形
成する共振器へ送られる。共振器は、ＴＣＮＱのような
少量の適当な物質を含み、その常磁性電子は、ＶＣＯ２
０により発生された周波数が共振器のＥＳＲ周波数に等
しい場合に信号を吸収し、これにより、共振器の出力信
号の振幅に影響を及ぼす。共振器の出力は、ダイオード
検出器のような復調器２２により復調される。この復調
器２２の出力は、コントロールユニット２４により更に
処理されて、制御電圧を形成し、これは、次いでＶＣＯ
２０の入力に接続される。制御電圧の作用は、ＶＣＯ２
０の周波数をＥＳＲの周波数へ戻し、ひいては、ＶＣＯ
をＥＳＲの周波数にロックすることである。この方法
は、参考としてここに取り上げるエーンホルム氏の米国
特許第５，４８８，９５０号に詳細に説明されている。
好ましい実施形態では、変調器２６は、磁気変調技術を
使用してプローブ１に作用する磁界を変調する。この変
調は、プローブ１自体の磁界誘起一体要素である個別の
コイルを使用するか又は勾配コイルにより構成すること
ができる。勾配コイルの場合には、勾配コイル半部分の
一方において電流の方向を逆転し、勾配コイルを通常の
ヘルムホルツ対に似せることにより、変調を行うことが
できる。復調器４は、変調により生じた振幅変化を回復
する。ＶＣＯ２０の周波数変調のような別の方法を使用
することもできる。
定回路は電圧制御発振器（ＶＣＯ）２０を含み、その出
力は励起信号を与え、これは、プローブ１の一部分を形
成する共振器へ送られる。共振器は、ＴＣＮＱのような
少量の適当な物質を含み、その常磁性電子は、ＶＣＯ２
０により発生された周波数が共振器のＥＳＲ周波数に等
しい場合に信号を吸収し、これにより、共振器の出力信
号の振幅に影響を及ぼす。共振器の出力は、ダイオード
検出器のような復調器２２により復調される。この復調
器２２の出力は、コントロールユニット２４により更に
処理されて、制御電圧を形成し、これは、次いでＶＣＯ
２０の入力に接続される。制御電圧の作用は、ＶＣＯ２
０の周波数をＥＳＲの周波数へ戻し、ひいては、ＶＣＯ
をＥＳＲの周波数にロックすることである。この方法
は、参考としてここに取り上げるエーンホルム氏の米国
特許第５，４８８，９５０号に詳細に説明されている。
好ましい実施形態では、変調器２６は、磁気変調技術を
使用してプローブ１に作用する磁界を変調する。この変
調は、プローブ１自体の磁界誘起一体要素である個別の
コイルを使用するか又は勾配コイルにより構成すること
ができる。勾配コイルの場合には、勾配コイル半部分の
一方において電流の方向を逆転し、勾配コイルを通常の
ヘルムホルツ対に似せることにより、変調を行うことが
できる。復調器４は、変調により生じた振幅変化を回復
する。ＶＣＯ２０の周波数変調のような別の方法を使用
することもできる。
【００１８】ＥＳＲ追跡の適切な機能は、ＶＣＯ２０及
びプローブの周波数が主磁界Ｂｏの存在中でロックされ
た周波数であることを前提とする。このロックは、例え
ば、プローブがＢｏの均一領域の外に移動された場合
に、又はＭＲ像を形成するのに使用される強力な勾配に
より、切断され得る。従って、ロック動作に使用される
磁界（又は周波数）変調の原理に基づき高速再ロックを
行うように自動的回路を使用することができる。ＶＣＯ
及びＥＳＲ周波数がロックされたときには、ＥＳＲ共振
器の出力の振幅が変調周波数の第２高調波で変調され
る。これは位相固定検出器を用いて検出される。位相固
定検出器の基準信号は、磁界（周波数）変調信号から第
２の高調波を発生することにより形成される。位相固定
検出器からの出力電圧が設定スレッシュホールドより上
昇したときには、システムがロックされる。そうでない
場合には、自動再ロック機能が作動される。鋸歯状波が
ＶＣＯ２０の入力に供給され、従って、その出力周波数
は、あるサーチ範囲にわたってスイープする。周波数が
電子スピン共鳴と一致するときには、システムがロック
モードに復帰する。サーチ及び再ロック機能を実施する
別の方法は、当業者に知られている。
びプローブの周波数が主磁界Ｂｏの存在中でロックされ
た周波数であることを前提とする。このロックは、例え
ば、プローブがＢｏの均一領域の外に移動された場合
に、又はＭＲ像を形成するのに使用される強力な勾配に
より、切断され得る。従って、ロック動作に使用される
磁界（又は周波数）変調の原理に基づき高速再ロックを
行うように自動的回路を使用することができる。ＶＣＯ
及びＥＳＲ周波数がロックされたときには、ＥＳＲ共振
器の出力の振幅が変調周波数の第２高調波で変調され
る。これは位相固定検出器を用いて検出される。位相固
定検出器の基準信号は、磁界（周波数）変調信号から第
２の高調波を発生することにより形成される。位相固定
検出器からの出力電圧が設定スレッシュホールドより上
昇したときには、システムがロックされる。そうでない
場合には、自動再ロック機能が作動される。鋸歯状波が
ＶＣＯ２０の入力に供給され、従って、その出力周波数
は、あるサーチ範囲にわたってスイープする。周波数が
電子スピン共鳴と一致するときには、システムがロック
モードに復帰する。サーチ及び再ロック機能を実施する
別の方法は、当業者に知られている。
【００１９】図４を参照すれば、ＥＳＲ共振器／プロー
ブ１は、同軸ケーブル３０の断片で形成され、ケーブル
の長さは、ＥＳＲ周波数における半波長の整数個分にほ
ぼ等しい。ＥＳＲサンプル３２は、ケーブル３０の内部
導体により形成された小さなループに配置され、この内
部導体は、外部導体に接続される。或いは又、サンプル
は、例えば、ケーブルの誘電体材料に埋設することによ
り、ケーブル端付近の内部導体の付近でケーブルの誘電
体材料に取り付けられてもよい。次いで、ケーブル端
は、金属プレートのような導体を内部及び外部導体に接
続することにより短絡される。この第２の技術は、小さ
なケーブル又はもろい内部導体を有する他のケーブルが
使用されるときに特に効果的である。というのは、内部
導体を曲げずに共振器を形成できるからである。
ブ１は、同軸ケーブル３０の断片で形成され、ケーブル
の長さは、ＥＳＲ周波数における半波長の整数個分にほ
ぼ等しい。ＥＳＲサンプル３２は、ケーブル３０の内部
導体により形成された小さなループに配置され、この内
部導体は、外部導体に接続される。或いは又、サンプル
は、例えば、ケーブルの誘電体材料に埋設することによ
り、ケーブル端付近の内部導体の付近でケーブルの誘電
体材料に取り付けられてもよい。次いで、ケーブル端
は、金属プレートのような導体を内部及び外部導体に接
続することにより短絡される。この第２の技術は、小さ
なケーブル又はもろい内部導体を有する他のケーブルが
使用されるときに特に効果的である。というのは、内部
導体を曲げずに共振器を形成できるからである。
【００２０】プローブの尖端は、エポキシ樹脂の小滴を
付着することにより機械的に保護される。同調のための
キャパシタンスダイオード３４がケーブルの他端に接続
される。同調は、バイアス電圧（ＢＩＡＳ）を用いて行
われ、手動又は自動で行うことができる。上記のよう
に、サンプルのＥＳＲ周波数を導出する１つの方法は、
バイアス電圧をＶＣＯの制御に使用される電圧の適当な
関数とすることにより、ＶＣＯ周波数に常に一致するよ
うに共振器を連続的に同調することである。これは、周
波数変調技術を用いるときに特に有用である。共振器１
への入力及び出力信号は、方向性素子３６を経て接続さ
れる。方向性素子３６は、共振器に入射波を発生する到
来信号（供給）のための１つのポートと、出力を形成す
る反射信号のための１つのポートとを有する。図３を参
照すれば、供給入力は、ＶＣＯ２０の出力により駆動さ
れ、一方、反射出力は復調器２２に供給される。
付着することにより機械的に保護される。同調のための
キャパシタンスダイオード３４がケーブルの他端に接続
される。同調は、バイアス電圧（ＢＩＡＳ）を用いて行
われ、手動又は自動で行うことができる。上記のよう
に、サンプルのＥＳＲ周波数を導出する１つの方法は、
バイアス電圧をＶＣＯの制御に使用される電圧の適当な
関数とすることにより、ＶＣＯ周波数に常に一致するよ
うに共振器を連続的に同調することである。これは、周
波数変調技術を用いるときに特に有用である。共振器１
への入力及び出力信号は、方向性素子３６を経て接続さ
れる。方向性素子３６は、共振器に入射波を発生する到
来信号（供給）のための１つのポートと、出力を形成す
る反射信号のための１つのポートとを有する。図３を参
照すれば、供給入力は、ＶＣＯ２０の出力により駆動さ
れ、一方、反射出力は復調器２２に供給される。
【００２１】ＥＳＲサンプル２は、大きさが約０．２ｘ
０．２ｘ０．５ｍｍのＴＣＮＱの単結晶より成るのが好
都合である。同軸ケーブル３０は、長さが約１０ないし
１５ｃｍであり、そして直径が約１ｍｍである。従っ
て、プローブ１は、通常の生検ニードル３８内に例えば
ゲージ１４を適合させるに足るほど小さい。使用中に、
生検ニードル３８は、共振器１を配置した状態で挿入さ
れる。従って、ニードル端の位置を連続的に監視し、そ
してＭＲＩ像と比較することができる。像の切片を正し
い位置に自動的に入れるためにプローブの位置を用いて
新たな像を必要に応じて形成することができる。所望の
位置に到達すると、プローブ１を引っ込め、そして生検
マンドレルのような外科手術器具をニードルに挿入し
て、所望の場所から生検サンプルを採取することができ
る。
０．２ｘ０．５ｍｍのＴＣＮＱの単結晶より成るのが好
都合である。同軸ケーブル３０は、長さが約１０ないし
１５ｃｍであり、そして直径が約１ｍｍである。従っ
て、プローブ１は、通常の生検ニードル３８内に例えば
ゲージ１４を適合させるに足るほど小さい。使用中に、
生検ニードル３８は、共振器１を配置した状態で挿入さ
れる。従って、ニードル端の位置を連続的に監視し、そ
してＭＲＩ像と比較することができる。像の切片を正し
い位置に自動的に入れるためにプローブの位置を用いて
新たな像を必要に応じて形成することができる。所望の
位置に到達すると、プローブ１を引っ込め、そして生検
マンドレルのような外科手術器具をニードルに挿入し
て、所望の場所から生検サンプルを採取することができ
る。
【００２２】生検ニードル３８の位置に加えて、その向
きを決定できる場合には、上記手順を更に容易にするこ
とができる。これは、コイル、ホール効果センサ又は第
２のＥＳＲ磁力計のような磁界センサ（１つ又は複数）
をプローブ１の規定位置に追加することにより達成でき
る。第２のＥＳＲ磁力計が使用される場合には、２つの
センサ間でロックユニット３を電子的に切り換えること
によりその位置を決定することができ、又は個別のロッ
クユニットを使用してもよい。又、ＥＳＲ周波数は、上
記のように別の方法を用いて決定することもできる。磁
界センサの位置は、例えば、図２に示すような既知の勾
配シーケンスの付与に関連して決定されてもよい。プロ
ーブ１の尖端及び磁界センサの位置が分かると、プロー
ブ１の軌道又は向きを容易に決定することができる。プ
ローブ１の向きを得るための他の適当な方法、例えば、
重力検出器又は光学センサを使用してもよい。
きを決定できる場合には、上記手順を更に容易にするこ
とができる。これは、コイル、ホール効果センサ又は第
２のＥＳＲ磁力計のような磁界センサ（１つ又は複数）
をプローブ１の規定位置に追加することにより達成でき
る。第２のＥＳＲ磁力計が使用される場合には、２つの
センサ間でロックユニット３を電子的に切り換えること
によりその位置を決定することができ、又は個別のロッ
クユニットを使用してもよい。又、ＥＳＲ周波数は、上
記のように別の方法を用いて決定することもできる。磁
界センサの位置は、例えば、図２に示すような既知の勾
配シーケンスの付与に関連して決定されてもよい。プロ
ーブ１の尖端及び磁界センサの位置が分かると、プロー
ブ１の軌道又は向きを容易に決定することができる。プ
ローブ１の向きを得るための他の適当な方法、例えば、
重力検出器又は光学センサを使用してもよい。
【００２３】プローブ１の向きに関する情報は、ニード
ル３８の端の軌道を推定するのに特に有用である。この
軌道は、次いで、患者の適当な像に重畳表示される。
又、方向性情報を用いて、ＥＳＲ位置情報を修正するこ
ともできる。ニードル状の金属物体は、ニードルが組織
とは異なる磁化率を有するので、磁界を歪めることが知
られている。これは、プローブ１、ひいては、生検ニー
ドル３８の見掛けの位置を変更することになる。この作
用は、ニードル３８とＢｏとの間の角度に依存する。ニ
ードル３８の向きが分かっている場合には、この作用を
容易に修正することができる。本発明は、患者の解剖学
的部位内への器具の配置に限定されるものではなく、他
の目的でも使用できる。例えば、ＥＳＲプローブは、ポ
インティングデバイスの尖端に対して既知の関係で、好
ましくはその尖端又はその付近において、そのデバイス
に組み込むことができる。このデバイスを使用して、例
えば、患者の皮膚又は患者に取り付けた手術用フレーム
上で患者の解剖学的目印のような基準点の位置を決定す
ることができる。この情報は、特に像の操作に関連し
て、種々の仕方で使用することができる。例えば、患者
がＭＲ像形成装置に入れられた後、ポインタを解剖学的
部位の３つの点に取り付け、平面を画成することができ
る。
ル３８の端の軌道を推定するのに特に有用である。この
軌道は、次いで、患者の適当な像に重畳表示される。
又、方向性情報を用いて、ＥＳＲ位置情報を修正するこ
ともできる。ニードル状の金属物体は、ニードルが組織
とは異なる磁化率を有するので、磁界を歪めることが知
られている。これは、プローブ１、ひいては、生検ニー
ドル３８の見掛けの位置を変更することになる。この作
用は、ニードル３８とＢｏとの間の角度に依存する。ニ
ードル３８の向きが分かっている場合には、この作用を
容易に修正することができる。本発明は、患者の解剖学
的部位内への器具の配置に限定されるものではなく、他
の目的でも使用できる。例えば、ＥＳＲプローブは、ポ
インティングデバイスの尖端に対して既知の関係で、好
ましくはその尖端又はその付近において、そのデバイス
に組み込むことができる。このデバイスを使用して、例
えば、患者の皮膚又は患者に取り付けた手術用フレーム
上で患者の解剖学的目印のような基準点の位置を決定す
ることができる。この情報は、特に像の操作に関連し
て、種々の仕方で使用することができる。例えば、患者
がＭＲ像形成装置に入れられた後、ポインタを解剖学的
部位の３つの点に取り付け、平面を画成することができ
る。
【００２４】この技術で良く知られているように、患者
の像が得られる。又、良く知られているように、３つの
定められた点を通るように像の切片を画成することがで
き、３つの選択された点は像に指示される。この技術
は、膝のような当該器官又は領域に関して像平面を画成
することが所望される場合に特に有用である。これによ
り、患者の画成された又は目に見える部分と像との間の
相関が容易にされる。このような技術は、ＭＲ像を、コ
ンピュータ断層撮影（ＣＴ）又は超音波のような異なる
形式で得られた像と相関するのにも有用である。以上、
本発明をその好ましい実施形態について詳細に述べた。
上記技術を理解することにより修正や変更が明らかとな
ろう。従って、特許請求の範囲内に包含される全ての修
正や変更は、本発明に含まれるものとする。
の像が得られる。又、良く知られているように、３つの
定められた点を通るように像の切片を画成することがで
き、３つの選択された点は像に指示される。この技術
は、膝のような当該器官又は領域に関して像平面を画成
することが所望される場合に特に有用である。これによ
り、患者の画成された又は目に見える部分と像との間の
相関が容易にされる。このような技術は、ＭＲ像を、コ
ンピュータ断層撮影（ＣＴ）又は超音波のような異なる
形式で得られた像と相関するのにも有用である。以上、
本発明をその好ましい実施形態について詳細に述べた。
上記技術を理解することにより修正や変更が明らかとな
ろう。従って、特許請求の範囲内に包含される全ての修
正や変更は、本発明に含まれるものとする。
【図１】本発明によるシステムのブロック図である。
【図２】本発明による勾配シーケンスを示す図である。
【図３】本発明によるロックユニットのブロック図であ
る。
る。
【図４】本発明によるＥＳＲプローブを示す図である。
１ プローブ ２ 像形成領域 ３ 磁石 ４ 勾配コイル ５ ロックユニット ６ 位置収集コントローラ ７ 勾配コントローラ ８ ディスプレイ ２０ 電圧制御発振器（ＶＣＯ） ２２ 復調器 ２４ コントロールユニット ３０ 同軸ケーブル ３２ ＥＳＲサンプル ３４ キャパシタンスダイオード ３６ 方向性素子 ３８ 生検ニードル １００ ＭＲＩ装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｇ０１Ｎ 24/00 Ｇ
Claims (19)
- 【請求項１】 プローブの位置を決定する方法におい
て、プローブに対して既知の位置に電子スピン共鳴サン
プル(32)を配置し；主磁界を有する磁気共鳴像形成装置
の像形成領域に上記サンプルを配置し；少なくとも第１
の勾配磁界を像形成領域に付与し；少なくとも第１の勾
配磁界の存在中で上記サンプルの共鳴周波数を決定し；
そして上記サンプルの共鳴周波数に基づいて、少なくと
も第１の勾配磁界に対するプローブの位置を決定すると
いう段階を備えたことを特徴とする方法。 - 【請求項２】 第２の勾配磁界を像形成領域に付与し；
第２の勾配磁界の存在中で上記サンプルの共鳴周波数を
決定し；第３の勾配磁界を像形成領域に付与し；第３の
勾配磁界の存在中で上記サンプルの共鳴周波数を決定
し；そして上記第１、第２及び第３の勾配磁界の存在中
のサンプルの共鳴周波数に基づき、上記第１、第２及び
第３の勾配磁界に対するプローブの位置を決定するとい
う段階を更に備えた請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】 上記第１、第２及び第３の勾配磁界は相
互に直交する請求項２に記載の方法。 - 【請求項４】 上記プローブは、外科手術用器具である
請求項１ないし３のいずれかに記載の方法。 - 【請求項５】 上記外科手術用器具の方向を決定する段
階を更に備えた請求項４に記載の方法。 - 【請求項６】 上記器具に対する既知の位置から上記サ
ンプルを除去し、そして上記器具に対する既知の位置に
外科手術用デバイスを配置するという段階を更に備えた
請求項４又は５に記載の方法。 - 【請求項７】 サンプルの共鳴周波数を決定する上記段
階は、発振器の周波数をサンプルの共鳴周波数にロック
する段階を含む請求項１ないし６のいずれかに記載の方
法。 - 【請求項８】 上記勾配磁界は、双極勾配であり、そし
て負の勾配部分中に収集される共鳴周波数データ項目
は、それに対応する正の勾配部分中に収集される共鳴周
波数データ項目から差し引かれる請求項１ないし７のい
ずれかに記載の方法。 - 【請求項９】 像形成領域における対象物の磁気共鳴像
を得、そして対象物の像に対してプローブの位置を表示
する段階を更に備えた請求項１ないし８のいずれかに記
載の方法。 - 【請求項１０】 均一磁界を像形成領域に発生する手段
(3) と、電子スピン共鳴サンプル(32)を含むプローブ
(1) と、勾配磁界を像形成領域に発生する手段(4) と、
少なくとも１つの磁界勾配の存在中でサンプルの電子ス
ピン共鳴周波数を決定する手段と、少なくとも１つの磁
界勾配に対してプローブの位置を決定する手段とを備え
たことを特徴とする磁気共鳴装置。 - 【請求項１１】 相互に直交し且つ直線的な３つの磁界
勾配を像形成領域内に発生する手段を備え、上記３つの
磁界勾配は順次に発生され、そして３つの磁界勾配の各
々の存在中で電子スピン共鳴周波数が決定される請求項
１０に記載の装置。 - 【請求項１２】 電子スピン共鳴周波数を決定する上記
手段は、サンプルの共鳴周波数に周波数がロックされた
発振器(20)を含む請求項１０又は１１に記載の装置。 - 【請求項１３】 プローブに付与される信号を変調する
変調器(26)と、プローブの出力を復調する復調器とを更
に備えた請求項１０ないし１２のいずれかに記載の装
置。 - 【請求項１４】 一般的に管状のニードル(38)を更に備
え、その内径はニードル内にプローブを受け入れるよう
なものである請求項１０ないし１３のいずれかに記載の
装置。 - 【請求項１５】 上記プローブは、ある長さの同軸ケー
ブル(30)を備え、その内部及び外部導体がケーブルの一
端で互いに接続されてループを形成し、このループ内に
サンプル(32)が配置される請求項１０ないし１４のいず
れかに記載の方法。 - 【請求項１６】 上記同軸ケーブルは、誘電体を含み、
上記サンプルはこの誘電体に取り付けられる請求項１４
に記載の装置。 - 【請求項１７】 プローブに対して既知の位置に取り付
けられた磁界センサを更に備え、これにより、プローブ
の向きが決定される請求項１０ないし１６のいずれかに
記載の装置。 - 【請求項１８】 上記磁界センサは、ホール効果センサ
である請求項１７に記載の装置。 - 【請求項１９】 上記磁界センサは、ＥＳＲ磁力計であ
る請求項１７に記載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/958309 | 1997-10-27 | ||
| US08/958,309 US5882304A (en) | 1997-10-27 | 1997-10-27 | Method and apparatus for determining probe location |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11218403A true JPH11218403A (ja) | 1999-08-10 |
Family
ID=25500846
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10293724A Abandoned JPH11218403A (ja) | 1997-10-27 | 1998-10-15 | 磁気プローブ |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5882304A (ja) |
| EP (1) | EP0911642B1 (ja) |
| JP (1) | JPH11218403A (ja) |
| DE (1) | DE69829619T2 (ja) |
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