(57)【要約】本発明は、身体の内部に配置可能なＭＲＩ機能強化血管内装置（２００）に関する。一実施例において、このＭＲＩ機能強化装置（２００）は、ワイヤループ（２１８）と、このワイヤループ（２１８）の形成に使用されたワイヤによって少なくとも部分的に形成されているコンデンサから形成されている。この装置（２００）は、ワイヤが身体の内部に位置している際に、コンデンサのプレート間において変位して移動することにより、コンデンサの静電容量を変化させることができる誘電材料（４１０）を有することができる。
2005535385.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気共鳴画像化（ＭＲＩ）手順の際に身体の内部において使用する装置であって、
近端側の端部と遠端側の領域とを具備する長い部材と、
前記長い部材の前記遠端側の領域に結合されると共にコイル材料から形成されたコイルを形成するワイヤであって、この結果、前記コイルは、電気的なインダクタを形成している、ワイヤと、
前記ワイヤの少なくとも一部を備えるコンデンサと、
を備える装置。
【請求項２】
前記ワイヤは、折り畳まれた挿入位置と、拡張した配置位置との間において移動可能である請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記ワイヤは、前記ワイヤが前記配置位置にある際に、前記インダクタおよびコンデンサが互いに直列接続になるように構成されている請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記インダクタおよびコンデンサは、前記ＭＲＩ手順に使用されるＭＲＩシステムのラーモア周波数に対してチューニングされたＬＣ回路を形成している請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記ワイヤは、第１端部および第２端部を有し、前記第１および第２端部は、前記コンデンサのプレートを形成している請求項３に記載の装置。
【請求項６】
前記第１および第２端部は、互いに対向する対向面を有し、各前記対向面は、平坦化されて、前記コンデンサの前記プレートを形成している請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記コンデンサの前記プレート間に、誘電材料をさらに備える請求項５に記載の装置。
【請求項８】
前記コンデンサおよびインダクタの共振周波数は、前記ワイヤが前記身体の内部に位置している際に、選択的に変更可能である請求項５に記載の装置。
【請求項９】
前記コンデンサの静電容量は、前記ワイヤが前記身体の内部に位置している際に、変更可能である請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記ワイヤが前記身体の内部に位置している際に、前記コンデンサの前記プレート間において変位して移動することにより、前記コンデンサの前記静電容量を変化させることができる誘電材料をさらに有する請求項８に記載の装置。
【請求項１１】
前記長い部材は、前記ワイヤの前記第１および第２端部の中の１つに装着されたコアワイヤを備える請求項５に記載の装置。
【請求項１２】
前記ワイヤに結合されたフィルタバスケットをさらに備える請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記ワイヤは、前記フィルタバスケットに結合して、前記フィルタバスケットの近端側において対向する口を定義する請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記長い部材は、前記ワイヤの前記第１および第２端部の中の１つに結合されたカテーテルを備える請求項５に記載の装置。
【請求項１５】
前記ワイヤと前記カテーテルとに結合されたバルーンをさらに備える請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
前記ワイヤは、前記バルーンの壁の内部に埋め込まれている請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
前記ワイヤは、リードのペアを含んでおり、前記コンデンサの前記プレートは、前記リードによって形成されている請求項１５に記載の装置。
【請求項１８】
前記ワイヤは、複数のループを形成している請求項１に記載の装置。
【請求項１９】
前記ワイヤは、ワイヤの束を備える請求項１に記載の装置。
【請求項２０】
磁気共鳴画像化（ＭＲＩ）手順の際に身体の内部において使用する装置であって、
長い部材と、
前記長い部材の遠端側の部分に結合されたコイルと、
前記コイルに接続されたコンデンサであって、この結果、前記コンデンサおよびコイルは、能動回路を形成しており、前記能動回路は、前記能動回路が前記身体の内部に位置している際に、前記能動回路の共振周波数を選択的にチューニングできるように構成されている、コンデンサと、
を備える装置。
【請求項２１】
前記コンデンサは、プレートを含んでおり、前記コンデンサの前記プレート間において選択的に移動することにより、前記コンデンサの静電容量を変化させることができる移動可能な誘電部材をさらに備える請求項２０に記載の装置。
【請求項２２】
前記コイルは、第１および第２端部を有するワイヤから形成されており、前記コンデンサは、前記第１および第２端部の少なくとも１つから少なくとも部分的に形成されている請求項２１に記載の装置。
【請求項２３】
前記ワイヤの前記第１および第２端部は、平坦化されて、前記コンデンサの前記プレートを形成している請求項２２に記載の装置。
【請求項２４】
前記コイルに結合された折り畳み可能なフィルタをさらに備える請求項２０に記載の装置。
【請求項２５】
前記ワイヤは、前記折り畳み可能なフィルタが配置された際に、前記折り畳み可能なフィルタの近端側において対向する口を形成する請求項２０に記載の装置。
【請求項２６】
前記コイルは、複数巻回コイルを備える請求項２０に記載の装置。
【請求項２７】
前記コイルに結合されたバルーンをさらに備える請求項２０に記載の装置。
【請求項２８】
前記コイルは、ワイヤの束を備える請求項２０に記載の装置。
【請求項２９】
血管内フィルタであって、
長い部材と、
前記長い部材に結合されたフィルタ部分と、
前記フィルタ部分上に配設されたコイルと、
前記血管内フィルタが身体の内部に配置された際に、能動回路を形成するべく前記コイルに接続されているコンデンサと、
を備える血管内フィルタ。
【請求項３０】
前記能動回路は、前記身体の内部に配置された際に、選択的にチューニング可能である請求項２９に記載の血管内フィルタ。
【請求項３１】
前記コイルの少なくとも一部が前記コンデンサの少なくとも一部を形成している請求項２９に記載の血管内フィルタ。
【請求項３２】
前記コンデンサのプレート間において選択的に移動することにより、前記コンデンサの静電容量を選択的に変化させることができる移動可能な誘電材料をさらに備える請求項２９に記載の血管内フィルタ。
【請求項３３】
血管内バルーンカテーテルであって、
長い部材と、
前記長い部材に結合されたバルーンと、
前記バルーン上に配設されたコイルと、
前記バルーンカテーテルが身体の内部に配置された際に、能動回路を形成するべく前記コイルに接続されているコンデンサと、
を備えるバルーンカテーテル。
【請求項３４】
前記能動回路は、前記身体の内部に配置された際に、選択的にチューニング可能である請求項３３に記載のバルーンカテーテル。
【請求項３５】
前記コイルの少なくとも一部が前記コンデンサの少なくとも一部を形成している請求項３３に記載のバルーンカテーテル。
【請求項３６】
前記コンデンサのプレート間において選択的に移動することにより、前記コンデンサの静電容量を選択的に変化させることができる移動可能な誘電材料をさらに備える請求項３３に記載のバルーンカテーテル。
【請求項３７】
前記移動可能な誘電材料は、近端側の端部を有する長いプッシャ部材を含んでいる請求項３６に記載のバルーンカテーテル。
【請求項３８】
前記長いプッシャ部材の前記近端側の端部は、前記バルーンが膨張した程度を示す標識を含んでいる請求項３７に記載のバルーンカテーテル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、血管内装置（Ｉｎｔｒａｖａｓｃｕｌａｒ  ｄｅｖｉｃｅ）に関する。さらに詳しくは、本発明は、フィルタやバルーンカテーテルなどのチューニング可能なＭＲＩ機能強化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
身体の内部に配置されたカテーテルやその他の装置の追跡は、磁気共鳴画像化（Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ  Ｉｍａｇｉｎｇ：ＭＲＩ）システムによって実現することができる。通常、このような磁気共鳴画像化システムは、磁石、パルス化磁界勾配生成器（Ｐｕｌｓｅｄ  ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｆｉｅｌｄ  ｇｒａｄｉｅｎｔ  ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）、高周波（ＲＦ）の電磁波を送信するトランスミッタ、高周波レシーバ、およびコントローラから構成可能である。一般的な実装においては、追跡対象の装置、あるいはこの装置の目的地への供給を支援するべく使用されるガイドワイヤまたはカテーテル（一般に、ＭＲカテーテルと呼ばれるもの）上にアンテナを配設する。周知の一実装においては、このアンテナは、互いに電気的に絶縁され、かつ検出された信号をＲＦレシーバに伝送するべく適合された伝送ラインを構成する長い導電体ペアに接続された導電性コイルから構成されている。
【０００３】
一実施例においては、このコイルは、ソレノイドとして構成されている。患者を磁石の内部（または、この近傍）に配置し、装置を患者の内部に挿入する。そして、磁気共鳴画像化システムによって高周波の電磁波および磁界勾配パルスが生成され、これらが患者の内部に伝送されて、患者内部の選択された核スピンからの共鳴応答信号が誘起される。そして、この応答信号により、装置に装着されている導電性ワイヤのコイル内に電流が誘起される。この結果、コイルが、コイル近傍の核スピンを検出する。そして、この検出された応答信号が、伝送ラインによって高周波レシーバに伝送され、ここで処理された後に、コントローラに保存される。３つの直交する方向において、これが反復される。勾配のために、検出信号の周波数は、それぞれの適用された勾配に沿った高周波コイルの位置に直接的に比例している。
【０００４】
この結果、このデータをフーリエ変換を使用して処理することにより、患者内部の高周波コイルの位置を算出し、これにより、コイルの位置の画像を取得することができる。一実装においては、この位置の画像を対象領域の磁気共鳴画像と重ね合わせている。この領域の画像は、位置の画像と同時に（または、これよりも前の時点で）取得および保存可能である。
【０００５】
前述のものなどのコイルタイプのアンテナの場合には、アンテナコイルのインピーダンスが伝送ラインのインピーダンスと実質的に整合していることが望ましい。ＭＲＩコイルの従来のインピーダンス整合においては、このコイルのチューニングには、シャント直列または直列シャントコンデンサの組み合わせで十分である。そして、このような従来のアプリケーションの場合には、このコンデンサのサイズに制約が課されることはほとんどない。しかしながら、血管内のコイルの場合には、チューニングコンデンサの小型化が必要である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
血管内装置上に整合およびチューニング回路を構成するべく、従来は、個別のコンポーネントが採用されている。しかしながら、これらのコンポーネントは、大きく、かつ装置の設計に内蔵することが容易ではない。また、信号対雑音比（ＳＮＲ）を低下させることなしに、コイルから離れたところにチューニングコンデンサを配置することが望ましい。任意のまたはトリミング可能なコンデンサを製造する手段としてオープン回路スタブ伝送ラインを使用すると共に、チューニングインダクタとして短絡スタブを使用することが既に提案されている。このようなプローブは、同軸ケーブルの長さをトリミングすることによってチューニングする。しかしながら、これらの回路によって結果的に得られる装置は、依然として、相対的に大きなものであり、血管内におけるナビゲーションに理想的なものではない。
【０００７】
また、能動的なＭＲＩ自己拡張ステントの設計も既に開発済みである。この設計においては、表面実装可能なコンデンサをステントに取り付け、ステントをコイルとして使用してＬＣ回路を形成している。しかしながら、回路の共振周波数をラーモア周波数に整合させるには、実装する前に、表面実装コンデンサをチューニングしなければならない。このような回路の共振周波数は、拡張したステントの直径によって左右されることになり、従って、これは、実装の前の段階では不明である。このため、実装前のチューニング手順には、チューニング誤りのリスクが伴っている。また、前述のように、表面実装コンデンサの追加により、ステントの厚さが増大することにもなる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、身体の内部に配置可能なＭＲＩ機能強化装置に関するものである。一実施例において、このＭＲＩ機能強化装置は、ワイヤループと、このワイヤループの形成に使用されたワイヤによって少なくとも部分的に形成されたコンデンサから形成されている。
【０００９】
別の実施例においては、装置が身体の内部に配置されている際にも、共振周波数をチューニング可能である。これは、コンデンサのプレート間において選択的に移動することによって静電容量を変化させることができる誘電材料を使用して実行することができる。
【００１０】
本発明は、例えば、バルーンカテーテルやフィルタなどの様々な装置において実装可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１は、本発明の実施例を採用可能な例示用の磁気共鳴画像化および血管内ガイダンスシステムの部分ブロックダイアグラムである。この図１においては、支持テーブル１１０上の被検者１００は、磁界生成器１２０によって生成された均質な磁界内に配置されている。この磁界生成器１２０は、通常、被検者１００を収容するべく適合された円筒型の磁石から構成されている。磁界勾配生成器（Ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｆｉｅｌｄ  ｇｒａｄｉｅｎｔ  ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）１３０が、所定の時点において、３つの互いに直交する方向に、所定の強さの磁界勾配を生成する。この磁界勾配生成器１３０は、例えば、磁界生成器１２０内に同心状に配置された円筒型のコイルの組から構成されている。そして、装置１５０（これは、カテーテルとして示されている）がその内部に挿入されている被検者１００の領域は、磁石１２０の内径の略中心に位置している。
【００１２】
ＲＦ源１４０は、所定の周波数において、十分なパワーで、所定の時点において、被検者１００および装置１５０内のＭＲ能動サンプル内にパルス化高周波エネルギーを放射し、当業者に周知の方式で、核磁気スピンを章動させる。そして、このスピンの章動により、それらはラーモア周波数において共鳴することになる。それぞれのスピンのラーモア周波数は、そのスピンが経験する磁界の強さに直接的に比例している。この磁界の強さは、磁界生成器１２０によって生成される静的な磁界と、磁界勾配生成器１３０によって生成される局所磁界の合計である。例示用の実施例においては、ＲＦ源１４０は、被検者１００の対象領域を取り囲む円筒型の外部コイルである。このような外部コイルは、被検者１００の全体を取り囲むのに十分な直径を有している。なお、この代わりに、頭部または四肢を画像化するべく特別に設計されたさらに小さなシリンダなどのその他の形状を使用することも可能である。あるいは、この代わりに、表面コイルなどの非円筒型の外部コイルを使用することもできる。
【００１３】
装置１５０は、オペレータによって被検者１００内に挿入される。この装置１５０は、ガイドワイヤ、カテーテル、フィルタ、切除装置、あるいは、これらに類似した再疎通やその他の装置であってよい。この装置１５０には、ＲＦ源１４０によって生成された高周波場に応答して被検者および装置１５０自体の両方の内部に生成されるＭＲ信号を検出するＲＦアンテナが含まれている。この内部装置アンテナは小さいため、その感度領域も小さい。この結果、検出される信号は、アンテナの近傍における磁界の強度によってのみ生じるラーモア周波数を具備している。そして、この装置アンテナによって検出された信号は、導電体１８０を介して画像化および追跡コントローラユニット１７０に送信されることになる。
【００１４】
また、外部ＲＦレシーバ１６０は、ＲＦ源１４０によって生成された高周波場に応答して被検者から放射されるＲＦ信号を検出する。例示用の実施例においては、この外部ＲＦレシーバ１６０は、被検者１００の対象領域を取り囲む円筒型の外部コイルである。このような外部コイルは、被検者１００の全体を取り囲むのに十分な直径を具備することができる。なお、この代わりに、頭部や四肢を画像化するべく特別に設計されたさらに小さなシリンダなどのその他の形状を使用することも可能である。あるいは、この代わりに、表面コイルなどの非円筒型の外部コイルを使用することもできる。
【００１５】
外部ＲＦレシーバ１６０は、ＲＦ源１４０と、その構造の一部またはすべてを共有可能であり、あるいは、ＲＦ源１４０とはまったく別の構造を具備することもできる。このＲＦレシーバ１６０の感度領域は、装置アンテナの感度領域よりも大きく、被検者１００の全体、または被検者の特定の領域を取り囲むことができる。ただし、この外部ＲＦレシーバ１６０によって得られる分解能は、装置アンテナによって得られるものよりも小さい。そして、この外部ＲＦレシーバ１６０によって検出されたＲＦ信号は、画像化および追跡コントローラ１７０に送信され、ここで、装置アンテナによって検出されたＲＦ信号と共に分析されることになる。
【００１６】
装置１５０の位置は、画像化および追跡コントローラユニット１７０において判定され、表示手段１８０上に表示される。例示用の実施例においては、装置１５０の位置は、外部ＲＦレシーバ１６０によって取得される従来のＭＲ画像上にグラフィックシンボルを重ね合わせることにより、表示手段１８０上に表示される。あるいは、この代わりに、追跡を開始する前に、画像を外部ＲＦレシーバ１６０によって取得しておき、追跡した装置の場所を表すシンボルを、この事前に取得した画像上に重ね合わせることも可能である。また、本発明の別の実施例においては、数値的に（または、診断画像を参照することなしに、グラフィックシンボルとして）装置の位置を表示している。
【００１７】
ＭＲＩを実行する際に、埋め込まれているアンテナ（または、コイル）の共振周波数を、包囲している陽子のラーモア周波数にチューニングすれば、そのＭＲ視認性が向上する。図１の参照符号１６０によって示されているように、身体の外部のレシーバコイルを使用すれば、身体の内部の共振回路によって身体の外部のレシーバコイル１６０内に電流が誘起され、この構成により、埋め込まれた装置を直接包囲している領域からのＭＲ信号を機能強化することができる。図２は、これをさらに詳しく示している。
【００１８】
図２に示されているように、コイル２００が被検者１００の内部に埋め込まれている。そして、レシーバコイル１６０が、被検者１００の外部に存在している。埋め込まれているコイル２００の磁力線（概略的に参照符号２０２によって示されている）が、被検者１００の外部に位置しているレシーバコイル１６０を通過する。当然のことながら、このレシーバコイル１６０は、前述のように、視覚化を実現するべくさらなる電子回路に接続されている。このようにして、共振コイル２００により、レシーバコイル１６０内に電流が誘起され、これにより、コイル２００を直接包囲する領域内におけるＭＲ信号が機能強化されることになる。なお、前述のように、この共振コイル２００の共振周波数をラーモア周波数に整合させることが望ましい（１．５テスラにおいて、６３．６メガヘルツ、すなわち、１テスラ当たり、４２．４メガヘルツ）。
【００１９】
図３および図４は、既存の遠位血管保護フィルタ（Ｄｉｓｔｒａｌ  ｖａｓｃｕｌａｒ  ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ  ｆｉｌｔｅｒ）２０４の各部分を示している。このフィルタ２０４は、フィルタ部分２０８に装着され、放射線不透過性の先端部２１０を含むコアガイドワイヤ２０６によって配置されることがわかる。フィルタ２０８は、ガイドワイヤ２１４よって搬送され、この結果、患者の血管内の病変や障害物の遠端まで進むことができる。
【００２０】
供給の際には、フィルタ２０８は、図示のごとく、半径方向に折り畳まれた挿入位置において、供給カテーテルの内部に配置され、障害物または病変の遠端まで進むことになる。そして、供給カテーテルの先端部がその病変を通過すると、フィルタ２０４は、供給カテーテルから離れ、この結果、フィルタ２０８は、血管内において拡張する。
【００２１】
一実施例において、フィルタ２０８は、ハイポチューブまたはスリーブ２１２上に取り付けられており、近端側のストップ２１４と遠端側のストップ２１６との間に配置されている。これらのストップ２１４および２１６は、互いにおよびスリーブ２１２に対して十分に近接しており、この結果、ガイドワイヤ２０６上においてフィルタ２０８が具備する知覚可能な長手方向の動きは、非常にわずかである。ただし、これらのストップ２１４および２１６は、ガイドワイヤ２０６が、フィルタ２０８の位置を乱すことなしに、スリーブ２１２内において回転することを許容している。
【００２２】
また、図３には、フィルタ２０８の近端側の対向する端部が、Ｎｉｔｉｎｏｌループなどの弾性を有するループ２１８に接続されており、これによって、フィルタ２０８の近端側の対向する口が形成されていることも示されている。このループ２１８は、わずかに近端側において傾斜しており、ループ２１８を形成するワイヤの薄い領域である結合領域（図４に参照符号２２０によって示されている）を含むことができる。この結果、ループ２１８を折り畳んで供給カテーテル内にフィットさせることができる。
【００２３】
この弾性を有するループ２１８には、フィルタサック２２２も接続されている。このサック２２２は、例えば、血管内から除去可能なくずを採取する際に、血液やその他の液体がフィルタサックを通過できるように、その遠端側の端部に、いくつかの穿孔を具備することができる。
【００２４】
このサック２２２は、例えば、レーザー溶接、はんだ付け、接着剤、またはその他の適切な接続メカニズムにより、ループ２１８およびガイドワイヤ２０６（あるいは、ハイポチューブまたはスリーブ２１２）に接続されたポリマーの膜から形成されている。
【００２５】
除去するには、例えば、除去カテーテル（これは、供給カテーテルと同一であってよい）をガイドワイヤ２０６上において前進させ、フィルタ２０８を除去カテーテル内に引っ張ることになる。例えば、フィルタ２０８を除去カテーテルの遠端側の端部に向かって引っ張ることにより、ループ２１８が折り畳まれる。そして、フィルタサック２２２とループ２１８が折り畳まれる際に、フィルタ内のくずが、図示のようにサック２２２および除去カテーテル内に採取されることになる。
【００２６】
前述のように、遊離した粒子を採取するべく、血管形成手順（または、その他の類似の手順）においては、病変の遠端に対して、図３または図４に示されているものなどのフィルタ装置を配置することが標準的な手順になりつつある。そして、図３から、この弾性を有するループ２１８の形状が、磁気共鳴画像化における弾性コイルとして機能するのに適していることがわかる。
【００２７】
このような共振コイルを効果的に実装するには、コイルの自己インダクタンスを算出すると共に、コンデンサを回路に接続し、ラーモア周波数における共振を生成しなければならない。丸いワイヤの円形ループの自己インダクタンスは、次式のとおりである。
【００２８】
Ｌ＝μ0a（ｌｎ（８ａ／Ｒ）−１．７５）      式１
【００２９】
ここで、ε0＝４  １０-7Ｈ／ｍであり、Ｒ＝ワイヤの半径であり、ａ＝ループの半径である。
【００３０】
一実施例によれば、「ａ」は、約１．７５〜２．７５ミリメートルであり、使用する丸いワイヤの直径（２Ｒ）は、４０マイクロメートルである。従って、式１を使用すれば、自己インダクタンスＬは、１．０５６ｅ-8Ｈであり、これは、１０．５ｎＨに等しい。ａ＝２．７５を有するさらに大きなサイズのフィルタの場合には、自己インダクタンスは、Ｌ＝１８ｎＨである。
【００３１】
次に、共振回路において使用するコンデンサの静電容量を判定しなければならない。ＬＣ回路の共振周波数は、次式のとおりである。
【００３２】
ｆresonant＝（１／２π）（１／ＬＣ）-1/2      式２
【００３３】
１．５ＴのＭＲチューブのラーモア周波数は、６３．６ＭＨｚであるため、静電容量Ｃは、０．６０ｎＦでなければならない（１．０テスラ当たり、１．３４ｎＦ）。
【００３４】
静電容量はεに直接的に関係しているため、コンデンサの寸法を極小化するには、非常に高い誘電率εを具備する材料が望ましいであろう。
【００３５】
一般に、誘電材料は、その優れた誘電特性のために絶縁体として使用されている。コンデンサの２つのプレート間に材料を導入すると、コンデンサ内に保存される電荷の合計が変化する。この変化は、電界によって分極する材料の能力によって左右される。この電荷保存の変化は、材料の誘電率（Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ  ｃｏｎｓｔａｎｔ）（すなわち、誘電率（Ｐｅｒｍｉｔｉｖｉｔｙ））によって決まる。高容量のアプリケーションの場合には、高い誘電率が望ましい。誘電率は、材料内における分極によって左右されるため、強誘電材料が望ましいであろう。高誘電率材料は、高Ｋ材料とも呼ばれている。高誘電率の圧電セラミックは、ＴＲＳＨＫ１という名称で呼ばれており、これは、（ペンシルベニア州立大学の）ＴＲＳセラミックによって生物医学的な超音波アプリケーション用に特に開発されたものであり、この材料は、６，０００を上回る誘電率を具備している。なお、当然のことながら、その他の材料も同様に使用可能である。
【００３６】
単純なプレートコンデンサの場合には、静電容量は、次のように算出される。
【００３７】
Ｃ＝εγ・ε0・Ａ／ｄ      式３
【００３８】
ここで、ε0＝８．８５５ｘ１０-12、であり、Ａ＝コンデンサのプレートの面積であり、ｄ＝プレート間の距離であり、εγ＝プレート間の材料の誘電率である（ここで、寸法の単位は、メートルである）。
【００３９】
図５Ａおよび図５Ｂは、図３および図４に示されているものなどのフィルタ内におけるＭＲ機能強化ＬＣ回路の実装の一実施例を示している。図５Ａは、図３に示されているループ２１８に接続されたコアワイヤ２０６を示している。ただし、ループ２１８をガイドワイヤ２０６に溶接してループを形成するのではなく、ループ２１８の一方の端部３５０のみがガイドワイヤ２０６に直接接続されている。そして、ループ２１８のもう一方の端部３５２は、セラミック（または、その他の誘電）材料により、端部３５０から離隔している。この結果、これらの端部３５０および３５２は、コンデンサの２つのプレートを形成し、これにより、プレート３５０および３５２によって生成される静電容量に直列のコイル（ループ２１８）からなる能動電気回路が結果的に構成されている。
【００４０】
図５Ｂは、コンデンサを形成する一実施例を示している。ループ２１８を形成するワイヤの端部３５０および３５２を研磨し、図５Ｂに示されている半球形状が形成されており、実質的に平坦な表面３５６および３５８が互いに対向している。そして、この平坦化された面３５６および３５８間に、誘電レイヤ３５３が配置されている。
【００４１】
本明細書に記述されている模範的な実施例においては、ループ２１８を形成するワイヤ（これは、Ｎｉｔｉｎｏｌであってよい）の直径は、４０マイクロメートルである。端部３５０および３５２において、ワイヤの半分を研磨して除去することにより、端部３５０および３５２間に、４０マイクロメートルの空間が残ることになる。そして、このワイヤの端部３５０および３５２の面３５６および３５８間に、４０マイクロメートルの厚さを具備する適切な平坦な誘電体材料片を配置する。そして、端部３５０および３５２の長さを約１．１２ミリメートル（０．０４４インチ）とすることにより、結果的に、０．６ｎＦの静電容量を具備するコンデンサが形成されることになる。なお、一実施例によれば、このコンデンサは、機械的な接合を得るために、非導電性材料３６０によって覆われるか、あるいは包囲されている。
【００４２】
ＭＲＩにおいては、周知のように、長い金属セクションに定在ＲＦ波が発生し、この結果、加熱効果が生じることになる。従って、ガイドワイヤ２０６は、長さが１２センチメートル（半波長）未満の複数の金属セクションから形成し、定在波を回避することが望ましい。ただし、同様に、ガラス、またはポリマー、あるいはその他の適切な材料などの非導電性材料からガイドワイヤ２０６を形成することも可能である。
【００４３】
この実施例のコンデンサによれば、従来のシステムにおける個別のコンデンサ上の大きな空間を節約することができる。そして、このコンデンサの静電容量は、単純に長さの長いコンデンサから始めて、共振周波数がラーモア周波数と整合するまで、研磨プロセスやレーザー切除などによってこれらの部分を除去することにより、トリミングすることができる。しかしながら、「背景技術」の節において説明したように、ＭＲＩスキャニングシステム内の身体の内部において、この回路の共振周波数を連続的にチューニングすることが望ましい。
【００４４】
図６Ａ〜図６Ｃは、身体の内部において、この回路をチューニング可能な一実施例を示している。この図６Ａ〜図６Ｃは、図５Ａおよび図５Ｂに示されている実施例に類似している。しかしながら、この場合には、ループ２１８は、コアワイヤに単純に接続されるのではなく、図示のごとく、ハイポチューブすなわちスリーブ３７０に接続されている。そして、図６Ｂに示されているように、端部３５０および３５２は、平坦化され、コンデンサを形成している。また、このコンデンサのプレート間には、誘電材料３５３が挿入されている。
【００４５】
ただし、図６Ｂに示されているように、誘電材料３５３を格納する領域内には、コンデンサのプレート間に、開口部３７２が残されている。そして、この開口部３７２内には、図示のごとく、誘電ワイヤ３７４がスライドできるように配設されている。そして、このワイヤ３７４は、図示のごとく、ユーザーがアクセス可能な領域まで近端側に延長している。この結果、このワイヤ３７４は、ハイポチューブ３７０および開口部３７２内においてスライドして移動することができる。そして、端部３５０および３５２によって形成されたコンデンサ内の開口部３７２内において、遠端側または近端側に、ワイヤ３７４を前進または後退させれば、この動作によって、コンデンサのプレート間に、より多くのまたはより少ない誘電材料（ワイヤ３７４のより多くのまたはより少ない長さ）が導入されることになり、コンデンサの静電容量を変化させることができる。なお、当然のことながら、この場合にも、定在波による加熱効果を回避するべく、ハイポチューブ３７０をポリマーチューブコネクタによって複数の金属セクションから製造するか、あるいはポリマー材料から単純に製造することが望ましいであろう。
【００４６】
図６Ｃは、開口部３７２が、ワイヤ３７４がスライドして通過するのにちょうど十分な大きさになっていることを除いて、図６Ｂに類似している。この結果、このコンデンサのプレート間には、相対的に大きな誘電材料３５３が配置されている。
【００４７】
同様に、いくつかのその他の実施例も考えられる。例えば、図７に示されているように、単一のワイヤループ２１８を使用するのではなく、ワイヤループの束２１８を使用することも可能である。これらのワイヤループのすべてを使用して遠位保護装置の開口部を形成することができる。ただし、相対的に薄いワイヤの束からループを形成すれば、結果的に、それらのインダクタンスが増大し、これにより、共振ＬＣ回路に必要とされる静電容量が減少するため、コンデンサの物理的なサイズを小さくすることができる。
【００４８】
同様に、図８に示されているように、フィルタの口を形成するループをコイルとして単純に使用するのではなく、このコイルを延長することも可能である。この図８に示されている実施例においては、追加のワイヤ（螺旋状の金またはプラチナの非常に薄いストランド３８０など）をコイル２１８に接続して延長している。このストランド３８０は、フィルタサック２２２の周りを螺旋状に取り巻いた後に、コンデンサのプレートの中の１つを形成するべく近端側に配置された端部３８２によって終端している。
【００４９】
さらには、図９Ａおよび図９Ｂは、本発明をバルーン装置において実装する方法を示している。図９Ａは、従来のバルーン材料から形成されると共に、その内部に主膨張管腔４０３を具備する膨張カテーテル４０２に接続されたバルーン４００を示している。導電性のコイル４０４が、このバルーン材料内に埋め込まれるか、あるいは、これに装着されている。そして、このコイルまたはループ４０４の端部には、リードのペア４０６が接続され、近端側に延長している。
【００５０】
図９Ｂには、リード４０６が互いに隣り合い近接して配設されており、その間に静電容量を形成されている様子が示されている。また、リード４０６間には、管腔４０８が配置されている。この結果、セラミック（または、その他の誘電性の）ワイヤ４１０を管腔４０８内においてスライド移動させることにより、リード４０６間の誘電材料の量を変化させることができる。そして、これにより、リード４０６間に生成される静電容量が変化することになる。
【００５１】
バルーン４００が拡張する際には、コイルも拡張するため、コイルの自己インダクタンスも変化することになる。バルーンを拡張させれば、コイルの自己インダクタンスが増大する。この場合には、医師は、リード４０６と関連する静電容量を減少させるべく、セラミックワイヤ４１０を引き下げることができる。そして、この結果、ＬＣ回路の連続的なチューニングが可能である。
【００５２】
また、回路の共振周波数がコイル表面によって左右されることから、医師は、バルーンが特定の直径を取得した時点を認識することができる。例えば、バルーンカテーテル４０２の近端側のハブ面上にマーキングされたスケールにワイヤ４１０を接続可能である。そして、埋め込みの前に（製造の際など）、このスケールに対するワイヤ４１０の位置とバルーンの直径の関数として、図９Ａおよび図９Ｂに示されているＬＣの組み合わせの共振周波数を計測するのである。換言すれば、バルーンのすべての直径について、ワイヤ４１０により、共振周波数をラーモア周波数に等しくすることができる単一の位置が存在している。従って、医師は、バルーンを拡張する際に、共振周波数が検出されるまで、ワイヤ４１０をスライドさせる。次いで、医師は、カテーテル４０２上のスケールとの関連においてワイヤ４１０の位置を確認することにより、簡単にバルーンの正確な直径を見出すことができるのである。
【００５３】
なお、ガイドワイヤ（例：ガイドワイヤ２０６）の構造内に内蔵された伝送ライン（同軸ケーブルなど）にチューニング可能な回路が接続される実施例においても、本発明を使用可能であることに留意されたい。前述の特許出願には、このような伝送ラインを示すいくつかの実施例が示されている。要すれば、誘電体レイヤによって分離されると共に、コイルに接続された長い導電体により、近端側において外部処理回路に対してアンテナ信号を効率的に伝送するためのインピーダンス整合回路を形成するのである。これらの導電体は、ガイドワイヤ、カテーテル、またはその他の長い部材に内蔵することができる。これらは、電気メッキ、導電性材料の埋め込み、またはその他の方法によって形成可能である。接続は、溶接、導電性の接着剤またはエポキシの使用、あるいは、その他の方法によって実行することができる。インピーダンス整合のための回路のチューニングも、同様に実行可能である。
【００５４】
従って、本発明は、ＭＲＩアプリケーションにおいて使用するべく、血管内フィルタおよびバルーンカテーテル内に能動ＬＣ回路を内蔵したものであることがわかる。また、本発明においては、ガイドワイヤやその他の配置装置にワイヤループを接続するワイヤ接続の機能構造内にコンデンサの設計を内蔵している。また、本発明によれば、ＭＲＩの手順において、共振周波数を選択的に変更可能である。
【００５５】
以上、好適な実施例を参照して本発明について説明したが、当業者であれば、本発明の精神および範囲を逸脱することなしに、その形態および詳細事項について変更を加えることが可能であることを認識するであろう。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の実施例を採用可能な例示用の磁気共鳴画像化および血管内ガイダンスシステムの部分ブロックダイアグラムである。
【図２】ＭＲＩ信号を機能強化するシステムの概略図である。
【図３】血管内遠位保護フィルタの各部分を示している。
【図４】血管内遠位保護フィルタの各部分を示している。
【図５Ａ】ＬＣ回路として形成されたガイドワイヤと共に遠位保護フィルタを示している。
【図５Ｂ】ＬＣ回路として形成されたガイドワイヤと共に遠位保護フィルタを示している。
【図６Ａ】ＭＲＩ信号を機能強化するＬＣ回路として採用された遠位保護フィルタの別の実施例を示している。
【図６Ｂ】ＭＲＩ信号を機能強化するＬＣ回路として採用された遠位保護フィルタの別の実施例を示している。
【図６Ｃ】ＭＲＩ信号を機能強化するＬＣ回路として採用された遠位保護フィルタの別の実施例を示している。
【図７】コイルの別の実施例である。
【図８】コイルの別の実施例である。
【図９Ａ】ＭＲＩ信号を機能強化するＬＣ回路をその一部が形成するバルーンカテーテルを示している。
【図９Ｂ】ＭＲＩ信号を機能強化するＬＣ回路をその一部が形成するバルーンカテーテルを示している。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図７】
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【図８】
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【手続補正書】
【提出日】平成17年4月15日(2005.4.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気共鳴画像化（ＭＲＩ）手順の際に身体の内部において使用する装置であって、
近端側の端部と遠端側の領域とを有する長い部材と、
前記長い部材の前記遠端側の領域に結合されると共にコイル材料から形成されたコイルを形成するワイヤであって、この結果、前記コイルは、電気的なインダクタを形成している、ワイヤと、
前記ワイヤの少なくとも一部を備えるコンデンサと、
前記ワイヤに結合されたフィルタバスケットであって、前記ワイヤは、前記フィルタバスケット用の弾性を有するループとして機能すると共に、前記ＭＲＩ手順における共振コイルとしても機能する、フィルタバスケットと、
を備える装置。
【請求項２】
前記ワイヤは、折り畳まれた挿入位置と、拡張した配置位置との間において移動可能である請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記ワイヤは、前記ワイヤが前記配置位置にある際に、前記インダクタおよびコンデンサが互いに直列接続になるように構成されている請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記インダクタおよびコンデンサは、前記ＭＲＩ手順に使用されるＭＲＩシステムのラーモア周波数に対してチューニングされたＬＣ回路を形成している請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記ワイヤは、第１端部および第２端部を有し、前記第１および第２端部は、前記コンデンサのプレートを形成している請求項３に記載の装置。
【請求項６】
前記第１および第２端部は、互いに対向する対向面を有し、各前記対向面は、平坦化されて、前記コンデンサの前記プレートを形成している請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記コンデンサの前記プレート間に誘電材料をさらに備える請求項５に記載の装置。
【請求項８】
前記コンデンサおよびインダクタの共振周波数は、前記ワイヤが前記身体の内部に位置している際に、選択的に変更可能である請求項５に記載の装置。
【請求項９】
前記コンデンサの静電容量は、前記ワイヤが前記身体の内部に位置している際に、変更可能である請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記ワイヤが前記身体の内部に位置している際に、前記コンデンサの前記プレート間において変位して移動することにより、前記コンデンサの前記静電容量を変化させることができる誘電材料をさらに有する請求項８に記載の装置。
【請求項１１】
前記長い部材は、前記ワイヤの前記第１および第２端部の中の１つに装着されたコアワイヤを備える請求項５に記載の装置。
【請求項１２】
前記ワイヤは、前記フィルタバスケットに結合して、前記フィルタバスケットの近端側において対向する口を定義する請求項１に記載の装置。
【請求項１３】
前記長い部材は、前記ワイヤの前記第１および第２端部の中の１つに結合されたカテーテルを備える請求項５に記載の装置。
【請求項１４】
前記ワイヤは、リードのペアを含んでおり、前記コンデンサの前記プレートは、前記リードによって形成されている請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記ワイヤは、複数のループを形成している請求項１に記載の装置。
【請求項１６】
前記ワイヤは、ワイヤの束を備える請求項１に記載の装置。
【請求項１７】
磁気共鳴画像化（ＭＲＩ）手順の際に身体の内部において使用する装置であって、
長い部材と、
前記長い部材の遠端側の部分に結合されたコイルと、
前記コイルに結合されたコンデンサであって、この結果、前記コンデンサおよびコイルは、能動回路を形成しており、前記能動回路は、前記能動回路が前記身体の内部に位置している際に、前記能動回路の共振周波数が選択的にチューニングできるように構成されている、コンデンサと、
前記コイルに結合された折り畳み可能なフィルタであって、前記コイルは、前記折り畳み可能なフィルタ用の弾性を有するループとして機能すると共に、前記ＭＲＩ手順における共振コイルとしても機能する、折り畳み可能なフィルタと、
を備える装置。
【請求項１８】
前記コンデンサは、プレートを含んでおり、前記コンデンサの前記プレート間において選択的に移動することにより、前記コンデンサの静電容量を変化させることができる移動可能な誘電部材をさらに備える請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
前記コイルは、第１および第２端部を備えるワイヤから形成されており、前記コンデンサは、前記第１および第２端部の少なくとも１つから少なくとも部分的に形成されている請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
前記ワイヤの前記第１および第２端部は、平坦化されて、前記コンデンサの前記プレートを形成している請求項１９に記載の装置。
【請求項２１】
前記コイルは、前記折り畳み可能なフィルタが配置された際に、前記折り畳み可能なフィルタの近端側において対向する口を形成する請求項１７に記載の装置。
【請求項２２】
前記コイルは、複数巻回コイルを備える請求項１７に記載の装置。
【請求項２３】
前記コイルに結合されたバルーンをさらに備える請求項１７に記載の装置。
【請求項２４】
前記コイルは、ワイヤの束を備える請求項１７に記載の装置。
【請求項２５】
血管内フィルタであって、
長い部材と、
前記長い部材に結合されたフィルタ部分と、
前記フィルタ部分上に配設されたコイルであって、前記フィルタ用の弾性を有するループとして機能すると共に、ＭＲＩ手順における共振コイルとしても機能するコイルと、
前記血管内フィルタが身体の内部に配置された際に、能動回路を形成するべく前記コイルに接続されているコンデンサと、
を備える血管内フィルタ。
【請求項２６】
前記能動回路は、前記身体の内部に配置された際に、選択的にチューニング可能である請求項２５に記載の血管内フィルタ。
【請求項２７】
前記コイルの少なくとも一部が前記コンデンサの少なくとも一部を形成している請求項２５に記載の血管内フィルタ。
【請求項２８】
前記コンデンサのプレート間において選択的に移動することにより、前記コンデンサの静電容量を選択的に変化させることができる移動可能な誘電材料をさらに備える請求項２５に記載の血管内フィルタ。
【請求項２９】
血管内バルーンカテーテルであって、
長い部材と、
前記長い部材に結合されたバルーンと、
前記バルーン上に配設されたコイルであって、ＭＲＩ手順における共振コイルとして機能するコイルと、
前記バルーンカテーテルが身体の内部に配置された際に、能動回路を形成するべく前記コイルに接続されているコンデンサと、
を備えるバルーンカテーテル。
【請求項３０】
前記能動回路は、前記身体の内部に配置された際に、選択的にチューニング可能である請求項２９に記載のバルーンカテーテル。
【請求項３１】
前記コイルの少なくとも一部は、前記コンデンサの少なくとも一部を形成している請求項２９に記載のバルーンカテーテル。
【請求項３２】
前記コンデンサのプレート間において選択的に移動することにより、前記コンデンサの静電容量を選択的に変化させることができる移動可能な誘電材料をさらに備える請求項２９に記載のバルーンカテーテル。
【請求項３３】
前記移動可能な誘電材料は、近端側の端部を有する長いプッシャ部材を含んでいる請求項３２に記載のバルーンカテーテル。
【請求項３４】
前記長いプッシャ部材の前記近端側の端部は、前記バルーンが膨張した程度を示す標識を含んでいる請求項３３に記載のバルーンカテーテル。
【国際調査報告】
2005535385.tif 000012
2005535385.tif 000013
2005535385.tif 000014
2005535385.tif 000015