(57)【要約】  ほぼ完全に閉塞された脈管（３１０）の画像を、磁気共鳴法にて獲得する。その獲得された画像を使って、再管腔形成具（３３０）をガイドする。その再管腔形成具（３３０）にて、脈管の閉塞部位に再管腔形成を実施する。一実施例として、患者（１００）の体外に配置された少なくとも１つの外部アンテナ（１６０）で、磁気共鳴信号を受信する。その外部アンテナ（１６０）が受信した信号から、前記閉塞部位（３１０）のマップ画像を作成する。また、患者（１００）の体内に配置された内部アンテナ（３５０）で、磁気共鳴信号を受信する。そして、その内部アンテナ（３５０）が受信した信号を利用して、前記閉塞部位（３１０）のマップ画像を局所的に強調するのである。
2005512628.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
患者のほぼ完全に閉塞された脈管を再管腔形成する方法であって、
（ａ）磁気共鳴を使ってほぼ完全に閉塞された脈管の画像を獲得する工程と、
（ｂ）獲得された画像を使って再管腔形成具をガイドする工程と、
（ｃ）前記再管腔形成具で閉塞部位に再び管腔形成する工程とからなる再管腔形成方法。
【請求項２】
前記画像を獲得する工程が、磁気共鳴を使って脈管の閉塞部位の画像を獲得する工程を備える、請求項１記載の再管腔形成方法。
【請求項３】
前記画像が、前記閉塞脈管に対する再管腔形成具の位置を示す、請求項１記載の再管腔形成方法。
【請求項４】
前記画像が、閉塞部位に対する再管腔形成器具の空間的配向の表示を含む、請求項３記載の再管腔形成方法。
【請求項５】
前記画像が、再管腔形成具の画像を含む、請求項１記載の再管腔形成方法。
【請求項６】
前記再管腔形成の工程（ｃ）が、
（ｃ）（i）ほぼ非絶縁性の先端部をもつ導電体を準備する工程と、
（ｃ）（ii）前記閉塞脈管内でその先端部を閉塞部位に近接させて前記導電体を配置する工程と、
（ｃ）（iii）前記導電体の先端部が発熱するよう導電体に電流を供給する工程とからなる、請求項１記載の再管腔形成方法。
【請求項７】
前記画像の獲得工程（ａ）が、
（ａ）（i）患者の体外に配置された外部受信器により磁気共鳴信号を受信する工程と、
（ａ）（ii）前記外部受信器が受信した信号から前記閉塞部位のマップ画像を作成する工程と、
（ａ）（iii）患者の体内の前記閉塞部位の近辺に配置した第１の内部アンテナにより磁気共鳴信号を受信する工程と、
（ａ）（iv）前記第１の内部アンテナが受信した信号を使って、前記閉塞部位のマップ画像を局所的に強調する工程とからなる、請求項１記載の再管腔形成方法。
【請求項８】
前記磁気共鳴信号が、対応するアンテナ近辺の原子の磁気共鳴を示す無線周波数信号である、請求項７記載の再管腔形成方法。
【請求項９】
前記信号の受信工程（ａ）（i）および前記画像の作成工程（ａ）（ii）が、前記ガイド工程（ｂ）と前記再管腔形成工程（ｃ）より前に実行される、請求項７記載の再管腔形成方法。
【請求項１０】
前記信号の受信工程（ａ）（iii）および前記局所強調工程（ａ）（iv）が、前記ガイド工程（ｂ）と前記再管腔形成工程（ｃ）の実行中にリアルタイムで実行される、請求項９記載の再管腔形成方法。
【請求項１１】
前記画像の獲得工程（ａ）が、
（ａ）（i）患者の体外に配置された外部受信器により磁気共鳴信号を受信する工程と、
（ａ）（ii）前記外部受信器が受信した信号から前記閉塞部位のマップ画像を作成する工程と、
（ａ）（iii）患者の体内の前記閉塞部位の近辺に配置した第１の内部アンテナにより磁気共鳴信号を受信する工程と、
（ａ）（iv）前記第１の内部アンテナが受信した信号から前記閉塞部位の局所画像を作成する工程とからなる、請求項１記載の再管腔形成方法。
【請求項１２】
さらに、前記マップ画像作成工程（ａ）（ii）で作成されたマップ画像と、前記局所画像作成工程（ａ）（iv）で作成された局所画像との合成から、前記閉塞部位の統合画像を作成する工程（ａ）（v）とからなる、請求項１１記載の再管腔形成方法。
【請求項１３】
前記画像作成工程（ａ）（v）が、前記マップ画像に前記局所画像を重ね合わせる工程である、請求項１２記載の再管腔形成方法。
【請求項１４】
さらに、前記第１の内部アンテナが受信した磁気共鳴信号に基づいて、前記再管腔形成器具の位置を算定する工程（ａ）（v）とからなる、請求項１１記載の再管腔形成方法。
【請求項１５】
さらに、前記マップ画像作成工程（ａ）（ii）で作成されたマップ画像と、前記局所画像作成工程（ａ）（iv）で作成された局所画像と、前記再管腔形成器具の算定位置とに基づいて、前記閉塞部位の統合画像を作成する工程（ａ）（vi）とからなる、請求項１４記載の再管腔形成方法。
【請求項１６】
前記統合画像が、前記再管腔形成器具と閉塞部位とを示す３次元レンダーリング画像である、請求項１５記載の再管腔形成方法。
【請求項１７】
前記統合画像作成工程（ａ）（vi）が、前記マップ画像と局所画像に基づいて、前記閉塞部位の統合画像を作成する工程（ａ）（vi）（Ａ）と、前記再管腔形成器具の算定位置を示す位置において、前記統合画像にシンボル記号を重ね合わせる工程（ａ）（vi）（Ｂ）とからなる、請求項１５記載の再管腔形成方法。
【請求項１８】
さらに、前記マップ画像作成工程（ａ）（ii）で作成されたマップ画像と、前記局所画像作成工程（ａ）（iv）で作成された局所画像と、前記統合画像作成工程（a）（vi）で作成された統合画像との合成から、前記閉塞部位の統合画像を作成する工程（ａ）（vii）とからなる、請求項１７記載の再管腔形成方法。
【請求項１９】
患者内の閉塞された脈管を撮像する装置であって、
患者に対して磁界を形成できるよう設定された磁界発生器と、
前記磁界内に階調を形成できるよう設定された磁界勾配発生器と、
少なくとも前記患者の閉塞された脈管に向けてＲＦパルス信号を照射できるよう設定された無線周波数（ＲＦ）信号発生器と、
前記ＲＦパルス信号に応じて患者から発生するＲＦ信号を受信し、その受信信号に対応した出力信号を出力できるよう、患者の体外に配置された外部ＲＦ受信器と、
前記ＲＦパルス信号に応じて患者から発生するＲＦ信号を受信し、その受信信号に対応した出力信号を出力できるよう、前記脈管内の閉塞部位に近接して配置された第１の内部ＲＦアンテナと、
前記外部ＲＦ受信器と内部ＲＦアンテナからの出力信号を受信して処理し、それら出力信号に関係する磁気共鳴（ＭＲ）情報を作成できるよう設定された制御器と、
前記制御器で作成されたＭＲ情報を受信し、そのＭＲ情報を前記閉塞された脈管の画像として表示できるよう設定された画像表示器とからなる閉塞脈管撮像装置。
【請求項２０】
前記第１の内部ＲＦアンテナが、前記脈管内の閉塞部位に位置決めされ、その閉塞部位で再管腔形成できるよう設定された再管腔形成器具に連結されている、請求項１９記載の閉塞脈管撮像装置。
【請求項２１】
前記第１の内部ＲＦアンテナが、前記再管腔形成器具と一体構造である、請求項２０記載の閉塞脈管撮像装置。
【請求項２２】
前記第１の内部ＲＦアンテナが、前記再管腔形成器具の前記閉塞部位への移動を支援できるよう、前記脈管内に配備された器具と一体構造である、請求項２０記載の閉塞脈管撮像装置。
【請求項２３】
前記第１の内部ＲＦアンテナが、前記再管腔形成器具の前記閉塞部位への移動を支援できるよう、前記脈管内に配備されたガイドワイヤと一体構造である、請求項２２記載の閉塞脈管撮像装置。
【請求項２４】
前記第１の内部ＲＦアンテナが、前記再管腔形成器具の前記閉塞部位への移動を支援できるよう、前記脈管内に配備されたカテーテルと一体構造である、請求項２２記載の閉塞脈管撮像装置。
【請求項２５】
前記制御器が、前記第１の内部ＲＦアンテナからの出力信号に基づいて、前記再管腔形成器具の位置を算定できるよう設定されている、請求項２０記載の閉塞脈管撮像装置。
【請求項２６】
前記画像表示器が、前記制御器が算定した位置情報を受信し、前記脈管内の閉塞部位に対する前記再管腔形成器具の位置を表示できるよう設定されている、請求項２５記載の閉塞脈管撮像装置。
【請求項２７】
前記画像表示器が、前記再管腔形成器具の算定位置を示す位置において、前記閉塞部位の画像にシンボル記号を重ね合わせることができるよう設定されている、請求項２６記載の閉塞脈管撮像装置。
【請求項２８】
前記第１の内部ＲＦアンテナが、互いに電気的に絶縁されているが、それぞれが先端部を備え、それら先端部では互いに電気的に接続しており、前記閉塞部位に近接して位置決めされている１対の伸長導電体を備えた伸長受信コイルである、請求項１９記載の閉塞脈管撮像装置。
【請求項２９】
さらに、互いに電気的に絶縁されたおり、それら先端部が離間している第１と第２の伸長導電体で構成された第２の内部ＲＦアンテナからなり、前記離間した先端部が、患者から発生するＲＦ信号を受信するため、前記閉塞部位の近辺に位置決めできるよう設定されており、前記第２の内部ＲＦアンテナが、そのＲＦ受信信号に応じて出力信号を出力できるよう設定されている、請求項２８記載の閉塞脈管撮像装置。
【請求項３０】
前記第２の内部ＲＦアンテナが、同軸状に配備された第１と第２の導電体からなる同軸ケーブルである、請求項２９記載の閉塞脈管撮像装置。
【請求項３１】
前記第２の内部ＲＦアンテナが、前記再管腔形成器具の前記閉塞部位への移動を支援できるよう、前記脈管内に配備されたガイドワイヤである、請求項２９記載の閉塞脈管撮像装置。
【請求項３２】
前記第１の内部ＲＦアンテナが、前記再管腔形成器具の前記閉塞部位への移動を支援できるよう、前記脈管内に配備されたカテーテルである、請求項３１記載の閉塞脈管撮像装置。
【請求項３３】
前記第１の内部ＲＦアンテナが、互いに電気的に絶縁されているが、それぞれが先端部を備え、それら先端部は、前記閉塞部位に近接して配置され、螺旋形に巻かれた導電体であるコイルにより、互いに電気的に接続されている第１と第２の伸長導電体で構成された、請求項１９記載の閉塞脈管撮像装置。
【請求項３４】
前記第１の内部ＲＦアンテナが、互いに電気的に絶縁されており、前記閉塞部位に近接して位置決めできるよう設定された互いに離間した先端部をもつ第１と第２の伸長導電体で構成される、請求項１９記載の閉塞脈管撮像装置。
【請求項３５】
前記第１の内部ＲＦアンテナが、同軸状に配備された第１と第２の導電体からなる同軸ケーブルである、請求項３４記載の閉塞脈管撮像装置。
【請求項３６】
前記第１の内部ＲＦアンテナの第１導電体が、磁気共鳴信号を受信する役割に加えて、切除器具といて機能できるよう設定されており、かつ、前記閉塞部位に近接して位置決めできるよう設定されたほぼ非絶縁性の先端部を備えており、ゆえに、その先端部で前記脈管の閉塞部位を形成する物質を加熱、気化できるよう、第１導電体は切除電流を入力する、請求項３４記載の閉塞脈管撮像装置。
【請求項３７】
前記第１の内部ＲＦアンテナの第１導電体が、それに前記切除電流を給電できるよう設定された切除電源に接続可能である、請求項３６記載の閉塞脈管撮像装置。
【請求項３８】
さらに、前記制御器と切除電源の間で、前記第１の内部ＲＦアンテナの第１導電体を選択的に切り替え操作できるよう設定されたスイッチからなる、請求項３７記載の閉塞脈管撮像装置。
【請求項３９】
前記第１の内部ＲＦアンテナが、同軸状に配備された第１と第２の導電体からなる同軸ケーブルであり、前記第１導電体が、同軸ケーブルのセンター導電体である、請求項３６記載の閉塞脈管撮像装置。
【請求項４０】
前記制御器が、前記外部ＲＦ受信器の出力信号を受信して、それに関連する第１のグループのＭＲ情報を作成し、かつ、前記内部ＲＦアンテナの出力信号を受信して、それに関連する第２のグループのＭＲ情報を作成し、それにより、前記画像表示器が、前記第１のグループのＭＲ情報に基づいた前記閉塞部位の第１画像を、および、前記第２のグループのＭＲ情報に基づいた前記閉塞部位の第２画像を表示できる、請求項１９記載の閉塞脈管撮像装置。
【請求項４１】
前記画像表示器が、前記脈管の閉塞部位の統合画像を作成するため、前記閉塞部位の第１画像と第２画像とを合成できるよう設定されれている、請求項４０記載の閉塞脈管撮像装置。
【請求項４２】
前記制御器が、前記第１の内部ＲＦアンテナの出力信号に基づいて、前記再管腔形成器具の位置を算定できるよう設定されており、かつ、前記画像表示器が、前記制御器が算定した位置情報を受信して、前記統合画像における前記閉塞部位に対する前記再管腔形成器具の位置を表示できるよう設定されている、請求項４１記載の閉塞脈管撮像装置。
【請求項４３】
前記画像表示器が、前記再管腔形成器具の算定位置を示す位置において、前記閉塞部位の統合画像にシンボル記号を重ね合わせることができるよう設定されている、請求項４２記載の閉塞脈管撮像装置。
【請求項４４】
前記統合画像が、前記再管腔形成器具と脈管の閉塞部位を示す３次元レンダリング画像である、請求項４２記載の閉塞脈管撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、器具を人体に挿入する医療行為に関する。特に、本発明は、磁気共鳴走査装置内に患者を寝かせておいて、そのような器具を使う医療行為に関する。
【背景技術】
【０００２】
完全に閉塞された動脈の再管腔形成は、困難な医療課題の１つである。従来のＸ線血管造影法は、動脈の閉塞部位を可視化することはできない。しかも、副支血流は十分でないため、動脈の閉塞部位から遠い部位を撮像するのはさらに困難である。閉塞した管腔を自動的に追尾する器具を開発設計する従来の複数の試みは不成功に終わっているが、その理由として、閉塞を起こす物質のもつ複雑で不均質な特性や、プラクと脈管壁の間の明瞭な界面の欠乏があげられる。脈管内超音波法（ＩＶＵＳ）や光学法を使ったプラク内造影の失敗は、焦点深度不足や視野制限により画像解析が難しくなるのが原因である。
【０００３】
人体内に配置されるカテーテルやその他の装置を追跡する作業は、磁気共鳴撮像システムを用いて実行することができる。典型的には、このような磁気共鳴撮像システムは、磁石手段、パルス磁界勾配発生手段（pulsed magnetic field gradient generating means）、無線周波数（ＲＦ）域内の電磁波の送信機、無線周波（ＲＦ）受信器、プロセッサ、および制御器で構成されている。通常の実施においては、追跡される装置、あるいは、装置を目的位置へ搬送するさいの支援として利用されるガイドワイヤやカテーテルには、アンテナが装備される。一つの従来例では、アンテナは導電性のコイルからなり、このコイルは、互いに電気絶縁された一対の伸長導電体に結合されている。一例として、前記コイルはソレノイド形状で構成されている。患者は磁石手段内部に置かれ、この患者内に装置が挿入される。磁気共鳴撮像システムは、患者の体内に送り込まれ、患者体内の選択された核スピンから共鳴応答信号を誘導する無線周波数域の電磁波および磁界勾配パルスを発生する。この共鳴応答信号は、装置に取り付けられた導電線コイル内に電流を誘起する。こうして、コイルは、その近辺の核スピン運動を検出する。検出された応答信号は、無線周波数受信器へ送られて、処理された後、制御器に保存される。この作業が、３次元方向で繰り返される。磁界勾配に起因する検出信号の周波数は、各勾配での無線周波数コイルの位置に比例する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
患者体内における無線周波数コイルの位置は、フーリエ変換を使ったデータ処理により算定でき、コイルの位置画像が作成できる。しかしながら、コイルのみが作用するため、作成された位置画像が実際のコイルの位置画像となるわけではなく、患者内の応答信号の位置の位置画像となるのである。この位置画像には、コイルの隣接域以外の部位の情報が含まれていないため、実際例においては、対象となる部位の磁気共鳴画像を、その位置画像に重畳する必要がある。その部位の画像は、コイル位置画像と同時、または、それより前に撮影して保存しておかねばならない。
【０００５】
上記で説明したコイル式アンテナに加えて、脈管内器具のための別の形式のアンテナもよく知られている。そのような形式のアンテナの１つは、互いに電気的に絶縁された２つの伸長導電体の片端に接続されたループ導電材で構成されている。コイル形式の無線周波数アンテナが電磁界と誘電結合しており、広い区域にわたって相対的に均等な強度の画像が得られる空間的にほぼ均等な磁界が形成できる。しかしながら、コイルの構造は（受信信号がループの直径により決まるため）サイズが大きく、狭細な脈管内での使用は現実的に無理であるため、カテーテルなどの医療器具としての利用は困難となる。しかも、コイル式アンテナを使って作成されたスポット画像からは、器具の配向位置の認識や判断ができない。その結果、磁気共鳴撮像装置では、血管などの曲がりくねった部位内に器具を挿入操作してゆくための利用が不可能となる。
【０００６】
開放ワイヤ長アンテナとして知られる別のアンテナ構造例は、両端がかなり離間しており、互いに電気的に絶縁されている第１と第２の伸長導電体からなる。前記のコイル構造と違って、開放ワイヤ長アンテナは、電磁界に容量接続されており、その受信信号が開放ワイヤ長のすぐ近辺から発信されるため、アンテナの位置だけでなく方向も示すアンテナ画像を獲得することができる。これにより、器具の挿入操作が可能となるのである。また開放ワイヤ長アンテナは、非常に薄型で、柔軟性が大きいため、曲がりくねった制限区域においても、脈管形状に追従した経路に沿って安全に進めることができる。そのため、時間や精度が重要視される介入条件下においても、磁気共鳴撮像法の利用が容易となる。短い撮像時間のあいだに繰り返して画像を測定、再構成、表示することにより、磁気共鳴撮像透視のシステムを構築できるのである。つまり、開放ワイヤ長アンテナを使えば、脈管壁の高精度の画像を作成することができる。
【０００７】
別の事例として、前記の開放ワイヤ長アンテナを、同軸構成の第１と第２の導電体からなる同軸ケーブルで形成することもできる。さらに別の事例として、開放ワイヤ長アンテナを、遮蔽膜と絶縁膜をそれぞれ導電体被膜と絶縁体被膜で形成した同軸ケーブルで構成しても構わない。また、互いに絶縁された２本の導電体束を、ねじって、または、平行に結合させることにより、開放ワイヤ長アンテナを形成することも可能である。開放ワイヤ長アンテナを、カテーテルなどの器具に内蔵させることもできる。受信信号がループ直径に依存するようなコイル式アンテナと違って、開放ワイヤ長アンテナの直径は２次的要素であるため、開放ワイヤ長アンテナを、カテーテルなどの位置決めのために、脈管操作で使用するガイドワイヤの全体または一部として形成することが可能となる。
【０００８】
上記で説明した方法や器具は、必ずしも、全体的に閉塞した脈管の再管腔形成に利用されていない。
【０００９】
本発明は、前記の課題およびその他の課題の解決策を教示し、従来技術を越える長所を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一実施例として、患者内のほぼ完全に閉塞された脈管の再管腔形成を行う方法がある。本発明の方法では、ほぼ完全に閉塞された脈管の画像が、磁気共鳴技術から獲得できる。その獲得した画像を使って、再管腔形成器具を脈管内へ導入操作するのである。その再管腔形成器具により、前記閉塞部位の再管腔形成を実行する。
【００１１】
前記の方法の実施例では、患者の体外に配置された少なくとも１つの外部アンテナにて、磁気共鳴信号を受信する。その外部アンテナが受信した信号から、前記閉塞部位のマップ画像を作成する。また、患者の体内の脈管の閉塞部位の近辺に配置された内部アンテナにて、磁気共鳴信号を受信する。そして、その内部アンテナが受信した信号を使って、前記閉塞部位のマップ画像を局所的に強調するのである。
【００１２】
前記の方法の別の実施例として、患者の体外に配置された少なくとも１つの外部アンテナにて、磁気共鳴信号を受信する。その外部アンテナが受信した信号から、前記閉塞部位のマップ画像を作成する。また、患者の体内の脈管の閉塞部位の近辺に配置された内部アンテナにて、磁気共鳴信号を受信する。そして、その内部アンテナが受信した信号から、前記閉塞部位の局所画像画像を作成する。
【００１３】
本発明の別の実施例として、患者内の閉塞脈管を撮影する装置がある。本発明の装置は、磁界発生器と、磁界階調発生器と、無線周波数（ＲＦ）信号発生器と、外部ＲＦ受信器と、内部ＲＦアンテナと、制御器と、画像表示器とからなる。前記磁界発生器は、患者に対して磁界を発生するものである。前記磁界階調発生器は、磁界の階調を決めるものである。前記ＲＦ信号発生器は、少なくとも患者の閉塞脈管に向けてＲＦパルス信号を照射するものである。前記外部ＲＦ受信器は、患者の体外に配置される。前記外部ＲＦ受信器は、ＲＦパルス信号に応じて患者から放射される信号を受信して、その受信信号に応じた出力信号を出力する。前記内部ＲＦアンテナは、ＲＦパルス信号に応じて患者から放射される信号を受信して、その受信信号に応じた出力信号を出力するため、前記脈管内の閉塞部位に近辺して位置決めできるよう設定されている。前記制御器は、前記外部ＲＦ受信器や内部ＲＦアンテナからの出力信号を受信して処理し、それらに関係する磁気共鳴（ＭＲ）情報を作成する。前記画像表示器は、前記制御器が作成したＭＲ情報を受信して、そのＭＲ情報を前記の閉塞部位の画像として表示する。
【００１４】
前記の装置の別の実施例として、前記内部ＲＦアンテナが、開放ワイヤ長アンテナを採用する。開放ワイヤ長アンテナは、互いに電気的に絶縁されており、閉塞脈管の近辺に位置決めできる離間した先端部を備える第１と第２の伸長導電体からなる。また別の実施例として、前記内部アンテナの第１の導電体は、磁気共鳴信号を受信する役割に加えて、切除器具として機能できるよう設定されている。その場合、第１の導電体は、閉塞部位の近辺に位置決めできる非絶縁性の先端部を備える。第１の導電体に切除電流が給電されると、その先端部により閉塞部位を形成する物質が気化されるのである。さらにまた別の実施例として、第１の導電体を、それに切除電流を給電する切除電源に接続可能に設定する。また、前記プロセッサーと前記の切除電源の間で第１の導電体を選択的に切り替えるためのスイッチを備えることもできる。前記開放ワイヤ長アンテナは、その第１の導電体が同軸ケーブルのセンター導電体である同軸ケーブルで構成しても構わない。
【００１５】
上記およびその他の様々な特徴は、本発明を特定する優位性と同様に、下記の詳細な説明および関連図面の開示から明白となろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１は、本発明による磁気共鳴撮像および脈管内ガイダンスシステムの一例の部分ブロック図である。図１において、支持台１１０上の患者１００は、磁界発生器１２０で発生される均等な磁界内に置かれている。磁界発生器１２０は、典型的には、患者１００を受容できる筒状磁気体からなる。磁界勾配発生器１３０は、予め決められた時間に、互いに直角である３方向で予定の強さの勾配磁力線を形成する。磁界勾配発生器１３０は、例えば、磁界発生器１２０内に同心に配備された１組の円筒状コイルからなる。カテーテルとして図示された装置１５０が挿入される患者１００の患部は、磁界発生器１２０の筒状体の孔のほぼ中央に位置している。
【００１７】
ＲＦ発生源１４０は、患者１００および装置１５０内のＭＲ能動的サンプルに予め定められた周波数でかつ十分な強さで予め定められた時間、パルス状無線周波数エネルギを照射し、当業者に周知の方法によって核磁気スピンを章動する。このスピン章動（nutation）により、ラーモア周波数値（Larmor frequency）での共振が発生する。各スピンのラーモア周波数は、スピンに影響する磁界の強さに正比例する。この磁界の強さは、磁界発生器１２０による静電磁界強さと磁界勾配発生器１３０による局地磁界強さとの和である。実施例におけるＲＦ発生源１４０は、患者１００の患部の周囲を取り囲む円筒状の外部コイルである。この外部コイルは、患者１００の全身を囲い込むための十分な直径を有することができる。また、頭部や手足などを撮像できるよう専用に設計された小さな円筒など、その他の形状を使っても構わない。さらに、表面コイルなどの非円筒状の外部コイルを代わりに利用することも可能である。
【００１８】
装置１５０は、操作担当者により患者１００内に挿入される。装置１５０は、ガイドワイヤ、カテーテル、剥離(ablation)装置、あるいは同様の再疎通器であってよい。装置１５０は、ＲＦ発生源１４０が生成する無線周波数電界に応答して患者と装置１５０の両方で発生するＭＲ信号を検知するためのＲＦアンテナを備える。内部装置アンテナは小型であるため、感知域も同じく狭い。その結果、検出信号は、アンテナに近い区域の磁界の強度からだけで発生するラーモア周波数信号となる。この装置アンテナで検知された信号は、導体１８０を経由して撮像追跡制御器１７０へ送られる。
【００１９】
また、ＲＦ発生源１４０で生成された無線周波数電界に応答して患者から発生されるＲＦ信号は、外部ＲＦ受信機１６０でも検知できる。一例として、外部ＲＦ受信機１６０は、患者１００の患部を取り囲むような円筒状の外部コイルで構成される。そのような外部コイルの直径は、患者１００の全身を囲めるサイズである。その他の形状として、頭部や手足などを撮像できるよう専用に設計された小さな円筒などの形状でも構わない。さらに、表面コイルなどの非円筒状の外部コイルの利用も可能である。外部ＲＦ受信器１６０は、その構造の一部または全部をＲＦ発生源１４０中に含めてもよいし、あるいは、ＲＦ発生源１４０から完全に独立した構造とすることも可能である。ＲＦ受信機１６０の感知域は、装置アンテナの感知域よりも広いため、患者１００全体、または、その患部だけを取り囲むことができる。しかしながら、外部ＲＦ受信機１６０から得られる解像度は、装置アンテナの解像度よりも低い。外部ＲＦ受信機１６０が検知したＲＦ信号も、前記撮像追跡制御器１７０へ送られて、装置アンテナが検知したＲＦ信号とともに分析される。
【００２０】
前記装置１５０の位置は、撮像追跡制御器１７０により制御されて、表示手段１９０に表示される。本発明の実施例では、表示手段１９０上における装置１５０の位置の表示は、外部ＲＦ受信機１６０が作成した従来のＭＲ画像上にシンボル記号として重ねて表示される。別の方法として、最初の追跡動作前に外部ＲＦ受信機１６０で画像を作成して、追跡される装置の位置を示すシンボル記号をその予め作成された画像上に重ねて表示することもできる。さらに別の方法として、装置の位置を数値で表示してもよいし、あるいは、診断画像に関係なくシンボル画像として表示しても構わない。
【００２１】
本発明の実施例としての装置１５０は、閉塞した脈管に管腔を再形成するための再管腔形成具である。そして、本発明の一つの実施例は、全体的に閉塞した脈管の再管腔形成の方法である。全体的に閉塞した脈管の再管腔形成は、その可視化が非常に困難なため難しい案件である。閉塞した脈管の適当な可視化なしでは、再管腔形成具のガイダンス（案内）が非常に難しい。従来のＸ線透視法では、動脈の閉塞部位を可視化することができない。また、支脈内では流量が不十分であるため、閉塞部位から離れた脈管部位を可視化することも困難である。しかも、閉塞した管腔を自動的に追尾する器具を開発設計する従来の複数の試みは不成功に終わっているが、その理由として、閉塞を起こす物質のもつ複雑で不均質な特性や、プラク（plaque）と脈管壁の間の明瞭な界面の欠乏があげられる。脈管内超音波法（ＩＶＵＳ）や光学法を使ったプラク内造影の失敗は、焦点深度不足や視野制限により画像解析が難しくなるのが原因である。
【００２２】
図２は、本発明の実施例に関わる、患者内のほぼ完全に閉塞された脈管に再管腔形成する方法を示すフローチャート図である。まずステップ２００で、ほぼ完全に閉塞された脈管の画像を、磁気共鳴法により獲得する。ステップ２０２では、獲得した画像を使って、再管腔形成具を脈管内でガイドする。ステップ２０４では、再管腔形成具を使って閉塞部位の再管腔形成を行う。図２に示す実施例の方法では、ステップ２００は、磁気共鳴法を使った脈管の閉塞部位の画像の獲得を含む。
【００２３】
図２の実施例の方法では、閉塞された脈管に対する再管腔形成具の位置の情報が、画像に含まれる。別の実施例として、画像が、閉塞された脈管に対する再管腔形成具の空間的配向の情報を含んでいる。さらに別の実施例として、画像に、再管腔形成具の画像を挿入することも可能である。
【００２４】
図２の実施例の方法では、脈管の閉塞部位の再管腔形成が、切除器具を使って行われる。図３は、本発明の実施例による、再管腔形成具３３０の概略図である。図３では、脈管３１０が、閉塞部位３２０で完全に閉塞されている。再管腔形成具３３０は、切除器具である。切除器具３３０のコアワイヤの先端部３６０は、露出している。図３の実施例の操作において、切除器具３３０のコアワイヤの先端部３６０が閉塞部位３２０の近辺に到達するまで、切除器具３３０を、閉塞脈管３１０に挿入されたカテーテル３４０の中を前進させる。そして、導電体の先端部３６０が閉塞部位３２０を構成する物質を加熱して気化できるように、切除器具３３０のコアワイヤに電流を供給する。実施例において、切除器具３３０に供給する電流は無線周波数電流である。
【００２５】
上記の説明は電流を利用する切除器具に関して記述しているが、その他の器具も同様に使用できる。例えば、超音波やレーザなどのエネルギー源を利用する器具も使用できるし、あるいは、単純な硬い先端をもつワイヤも使用できる。
【００２６】
アンテナ３５０は、ＲＦ源１４０で生成される無線周波数電界に応じて、患者内に発生した磁気共鳴信号を受信する。図３に示すアンテナ３５０は、対向ソレノイドコイル式アンテナである。しかしながら、その他の形式の脈管内アンテナも、本発明で適用可能である。
【００２７】
図２に示す実施例の方法では、画像の獲得（ステップ２００）が、図４のフローチャートに記載の一連のステップにより実行できる。図４のステップ４００では、患者の人体の外側に配置された外部受信器１４０で、磁気共鳴信号が受信される。次のステップ４０２では、外部受信器１４０が受信した信号から、閉塞された脈管のマップ画像が作成される。ステップ４０４では、患者体内の閉塞部位に近い場所に位置する図示のアンテナ３５０などの内部アンテナで、磁気共鳴信号が受信される。実施例においては、前記の外部受信１４０および内部アンテナ３５０で受信される磁気共鳴信号は、その対応アンテナ近辺の原子の磁気共鳴を示す無線周波数信号である。ステップ４０６では、内部アンテナ３５０が受信した信号を使って、閉塞部位のマップ画像が局所的に強調される。
【００２８】
本発明の実施例では、図２に示すガイド操作のステップ２０２と再管腔形成のステップ２０４より前に、閉塞部位のマップ画像を作成する。そのマップ画像は、内部アンテナ３５０が受信した信号を使って、リアルタイムに局所的に強調されるのである。その後に、その強調されたマップ画像を利用して、再管腔形成器具３３０をガイド操作する。別の実施例として、マップ画像を局所的に強調するステップ４０６は、内部アンテナ３５０で受信された信号から閉塞部位の局所画像を作成し、外部受信器１４０が受信した信号から作成されるマップ画像に、その局所画像を重ね合わすことにより実行できる。
【００２９】
本発明の実施例において、内部アンテナは、図３に示すカテーテル３４０やガイドワイヤなどの再管腔形成器具３００を閉塞部位まで移動支援するための脈管内に配置された装置と、一体構成となっている。しかしながら、内部アンテナの別実施例として、再管腔形成器具３３０と一体構成にすることも可能である。
本発明の実施例では、再管腔形成器具３３０の位置が、内部アンテナが受信した磁気共鳴信号に基づいて算定される。また、別の実施例として、前記のマップ画像と、局所強調画像と、再管腔形成器具３３０の算定位置とから、閉塞部位の統合画像を作成することも可能である。そしてその統合画像を、画像表示器１９０に表示する。統合画像は、再管腔形成器具３３０および閉塞脈管３１０を示す３次元レンダーリング処理された画像である。別の実施例として、閉塞部位３１０の統合画像を、前記のマップ画像と局所強調画像から構成することもできる。そして、再管腔形成器具３３０の算定位置を示す統合画像内の位置に、シンボル記号を重ねるのである。
【００３０】
図５ａと５ｂに、本発明の実施例に関わる脈管内器具５００を示す。図５ａは、その脈管内器具５００の断面図であり、図５ｂは、その器具５００の側面図である。脈管内器具５００は、センターワイヤ５１０、内側絶縁層５２０、遮蔽膜５３０、外側絶縁層５４０、先端絶縁体５５０を備える。センターワイヤ５１０は、導電材から形成されている。実施例では、導電および絶縁層５１０、５２０、５３０、および５４０は、撮像制御器１７０へアンテナ入力を伝送する接続ケーブル１８０に脈管内器具５００を接続するため、基端５７０では階段状に構成されている。実施例でのセンターワイヤ５１０は、ナイチノール（notinol）製である。別の実施例として、導電性を高めるため、センターワイヤ５１０を金メッキ処理しても構わない。内側絶縁層５２０は、ポリイミド、ポリテトラフルオロエチレン｛ＰＴＦＥ、または、テフロン（登録商標）｝、あるいは、パリレンなどで形成されている。遮蔽膜５３０は、金などの導電材からなる。外側絶縁層５４０は、実施例ではＰＴＦＥ製である。先端絶縁体５５０は、シリコンやポリウレタンなどの柔軟性の絶縁材で形成されている。
【００３１】
脈管内器具５００は、開放ワイヤ長アンテナとして機能する。開放ワイヤ長アンテナは、片端がコイル形状となっているワイヤなどの閉鎖ワイヤ長と違って、開放端つまりを非限界ワイヤである。コイル形状と違い、開放ワイヤ長アンテナは、電磁界に容量接続されている。アンテナは、その開放ワイヤ長に隣接する区域から発生する信号を受信できる。脈管内器具５００が受信した信号から、撮像制御器１７０によりアンテナの画像が作成され、その位置および方向が判断される。本発明の実施例においては、その脈管内器具５００が受信した信号は、脈管や閉塞部位の画像を含む、器具５００を取り囲む人体組織の画像を作成するのにも、撮像制御器１７０により利用される。それら画像を使って、操作者による再管腔形成操作中における脈管内器具５００の挿入操作が支援されるのである。受信信号がループの直径に依存するコイル式アンテナと違って、開放ワイヤ長アンテナの直径は２次的要素にすぎない。それゆえ、脈管内器具５００の開放ワイヤ長形状のおかげで、本体サイズが非常に薄くなり、柔軟性が高くなり、曲がりくねった制限区域であっても脈管内を安全に挿入移動することができる。時間や精度が重要視される介入条件下においても、磁気共鳴撮像法の利用の道が開けるのである。実施例では、非常に短い撮像反復時間内で画像を作成し、表示することができる。
【００３２】
本発明の別の実施例として、脈管内器具５００は、アンテナとしての役割に加えて切除器具としても機能する。そのような実施例では、図５ｂで示すように、センターワイヤ５１０の先端部５６０が露出している。操作中にあっては、その先端部５６０が閉塞部位３２０に近接するよう、センター導電体５１０が閉塞脈管３１０内で位置決めされる。センター導電体５１０に切除のための電流が入力されて、その先端部５６０が閉塞部位３２０を形成する物質を加熱して気化させるのである。実施例における切除のための電流は、撮像制御器１７０と切除電源との間でセンター導電体５１０をスイッチ操作することにより、要求ありしだい入力される。そのような操作のためのスイッチは、接続ケーブル１８０全長内の適当な位置に配備できる。
【００３３】
本発明のさらに別の実施例としての脈管内器具５００は、再管腔形成器具を閉塞部位３２０まで挿入移動を支援できるよう設定されたガイドワイヤとして機能する。
【００３４】
図５に示す開放ワイヤ長アンテナは、同軸ケーブル構成で実施できる。本発明の実施例として、開放ワイヤ長アンテナは、遮蔽膜と絶縁層がそれぞれ導電膜と絶縁膜とで形成される同軸ケーブルで構成することも可能である。本発明においては、別の形態の開放ワイヤ長アンテナを適用しても構わない。例えば、開放ワヤ長アンテナを、２本の導電材束を互いに絶縁し、互いにねじって、または、平行に結合して構成することができる。
【００３５】
本発明の実施例に関わる、図５に示す脈管内器具５００などの開放ワイヤ長アンテナとして機能する脈管内器具は、その脈管内器具の周囲のより多くの情報を収集できるように第２の内部アンテナを装備することも可能で、それにより、脈管、閉塞部位、および器具のより明瞭かつ詳細な画像が簡単に獲得できる。
【００３６】
例えば、脈管内器具５００を、図３で示すようなアンテナ３５０を備えたカテーテル３４０と連携して使用する。図３のアンテナ３５０は、ソレノイド形状である。ソレノイド式アンテナ３５０は、互いに絶縁された２本の伸長導電体で構成された通信線を備えている。それら導電体はカテーテル３４０と一体形成されており、図３には図示されていない。図３で示すように、螺旋形に巻かれた導電線のコイル３７０経由で、両導電体の先端部が接続されている。操作にあっては、コイル３７０は、周囲の人体組織からの磁気共鳴信号を受信できるよう、閉塞部位の近辺に位置決めされる。図３に示すソレノイド式アンテナは、対向ソレノイド形式である。図示のように、通信線の１本の導電線は、片側のソレノイドコイル３７０の第１端に接続している。そのソレノイドコイル３７０は、カテーテル３４０の外周に一方向に巻かれている。ギャップ３８０を挟んで、他方のソレノイドコイル３７０が、カテーテル３４０の外周に反対方向に巻かれている。ソレノイドコイル３７０の第２端に接続された導電体（図示しない）は、通信線の第２の導電体に接続されている。実施例として、対向ソレノイドコイル３７０は、カテーテル３４０の外周に各方向に１０〜１２ターンほど巻いたものである。
【００３７】
図６は、本発明の別の実施例に関する脈管内コイル器具６００の側断面図である。脈管内コイル器具６００は、図示のように、互いにほぼ平行で離間して配置されている１対の電極６１０、６２０を備える。また、コイル器具６００には、コイル器具６００の誘電損失を低減するよう作用する誘電材６３０が備わっている。導電体６１０、６２０の端部はワイヤ６４０にて電気的に接続されている。操作にあっては、脈管壁３１０と閉塞部位３２０を含む周囲の人体組織から発生する磁気共鳴信号を受信できるよう、接続ワイヤ６４０は閉塞脈管３１０内の閉塞部位３２０近辺に位置決めされる。
【００３８】
本発明のさらにまた別の実施例として、脈管内コイル器具６００は、閉塞部位３２０の場所への再管腔形成具３３０の挿入移動を支援するためのガイドワイヤとして利用できる。別の実施例として、コイル器具６００を、再管腔形成具３３０と周囲の人体組織とを撮影するための、および／または、再管腔形成具３３０の位置決めを行うための、再管腔形成具３３０と連携して使用する独立器具として利用することも可能である。その実施例の操作にあっては、再管腔形成具３３０とコイル器具６００の両方を、カテーテル３４０内を挿入移動させて、閉塞部位３２０に隣接する場所に位置決めする。別の例として、コイル器具６００と同様のコイル器具を、図３に示すカテーテル３４０などのカテーテル形状に実施しても構わない。さらにまた別の例として、導電体６１０、６２０を絶縁層で分離した導電層として構成し、２つの導電層の先端部を図６で示す器具と同じように電気的に接続することもできる。さらに、コイル器具をカテーテルとして利用する場合、導電体６１０、６２０をカテーテル壁内に埋め込んだワイヤ導電体で構成し、絶縁材で分離して、それらワイヤ導電体の先端部を図６で示す器具と同じように電気的に接続することも可能である。本発明のさらにまた別の実施例として、コイル器具６００を再管腔形成具３３０と一体構造に、あるいは、脱着可能な一体式にしても構わない。
【００３９】
ここで、図７に示すフローチャートのステップを実行することにより、図２に示す実施例の方法における画像の獲得（ステップ２００）が可能となる。図７のステップ７００では、患者の体外に配置された外部受信器１４０により、磁気共鳴信号が受信される。次のステップ７０２では、外部受信器１４０で受信した信号から閉塞部位のマップ画像が作成される。ステップ７０４では、患者体内の脈管内の閉塞部位に近接配備された前記のアンテナ３５０などの内部アンテナで、磁気共鳴信号を受信する。実施例において、外部受信器１４０と内部アンテナ３５０で受信した磁気共鳴信号は、対応するアンテナ近辺の電子の磁気共鳴を示す無線周波数信号である。さらにステップ７０６では、内部アンテナ３５０が受信した信号から、閉塞部位の局所画像が作成される。
【００４０】
本発明の実施例において、前記のステップ７０２で作成されたマップ画像は、ステップ７０６で作成された局所画像と合成されて、閉塞部位の統合画像が作成される。また、内部アンテナ３５０が受信した磁気共鳴信号に基づいて、再管腔形成具３３０の位置を算定する。算定された位置は、閉塞部位の統合画像を作成するのに、前記のマップ画像と局所画像と共に使用する。一例として、マップ画像に局所画像を重ねることにより、統合画像を作成する。
【００４１】
本発明の実施例において、閉塞部位のマップ画像は、図２に示すガイド移動のステップ２０２と再管腔形成のステップ２０４の前に作成する。そして、内部アンテナ３５０が受信した信号から、リアルタイムで局所画像を作成する。その局所画像を使って、リアルタイムで再管腔形成具３３０をガイド移動させるのである。
【００４２】
ここで注意してほしいのは、再管腔形成具３３０が移動するワイヤ上、あるいは、スリーブ内に内部アンテナが配置されていることである。後者の場合、スリーブは、器具の（第１または第２の）遮蔽部として作用する。
【００４３】
本発明の多様な実施例の特徴や長所を、本発明の実施例の多様な構成例や機能例の詳細な記述と共に説明してきたが、上記の開示は説明目的のためであり、本発明の主旨を逸脱することなく、特に、各部分の構造や配置に関して、付随の特許請求範囲に記載の講義の意味で示した全体範囲において変更が可能なのは、いうまでもなく理解できよう。例えば、本発明に関わるＭＲガイダンスを使った完全に閉塞した脈管の再管腔形成法は、無線周波数信号以外の周波数の通信信号を採用するＭＲシステムにて利用することができる。また、その他の変更も可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の実施例による磁気共鳴撮像／脈管内ガイドシステムの部分ブロック図である。
【図２】本発明の実施例による患者内のほぼ完全に閉塞された脈管の再管腔形成方法を示すフロチャート図である。
【図３】本発明の実施例による再管腔形成具の概略図である。
【図４】本発明の別の実施例による患者内のほぼ完全に閉塞された脈管の画像を獲得する方法を示すフローチャート図である。
【図５ａ】本発明の実施例による脈管内器具の断面図である。
【図５ｂ】本発明の実施例による脈管内器具の側面図である。
【図６】本発明の実施例による脈管内コイル器具の側断面図である。
【図７】本発明の実施例による患者内のほぼ完全に閉塞された脈管の画像を獲得する方法を示すフローチャート図である。
【符号の説明】
【００４５】
１００……患者
１１０……支持台
１２０……磁界発生器
１３０……磁界勾配発生器
１４０……ＲＦ発生源
１５０……装置（カテーテル）
１６０……外部ＲＦ受信機
１７０……撮像追跡制御器
１８０……導体
１９０……表示手段
３１０……脈管
３２０……閉塞部位
３３０……再管腔形成具
３４０……カテーテル
３５０……アンテナ
３６０……導電体の先端部
３７０……導電線のコイル
３８０……ギャップ
【図１】
2005512628.tif 000003
【図２】
2005512628.tif 000004
【図３】
2005512628.tif 000005
【図４】
2005512628.tif 000006
【図５ａ】
2005512628.tif 000007
【図５ｂ】
2005512628.tif 000008
【図６】
2005512628.tif 000009
【図７】
2005512628.tif 000010
【国際調査報告】
2005512628.tif 000011
2005512628.tif 000012
2005512628.tif 000013
2005512628.tif 000014