(57)【要約】  ＭＲＩシステムによって生じた磁気共鳴信号に曝露されたときに反応作用を示すように構成された構成要素を有する１つ以上の外科用器具を含む磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）誘導手術システムが提供される。システムは、磁気共鳴システムが磁気共鳴信号を生じているか否かを判断し、制御システムが磁気共鳴システムは磁気共鳴信号を生じていると判断した場合には、外科用器具の構成要素における磁気共鳴信号の反応作用を軽減することができる制御システムを備える。システムは、金属材料から製造されたプローブシャフトを有する凍結プローブを備えた冷凍アブレーションシステムを含むことができる。制御システムが磁気共鳴システムは磁気共鳴信号を生じていると判断した場合には、制御システムは、磁気共鳴信号への曝露に応答して、凍結プローブを電気的に切断し、かつ／又は電気ヒータによって生じた電気信号を無視し、さらに／又はプローブシャフトの冷却動作を開始し、それにより冷却動作を行う。
2021502196.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気共鳴室内に配置された磁気共鳴システムとともに動作可能な磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）誘導手術システムであって、前記磁気共鳴システムは磁気共鳴信号を生成する、ＭＲＩ誘導手術システムにおいて、
手術システムであって、前記手術システムの少なくとも一部を前記磁気共鳴室内に配置可能であり、前記手術システムは少なくとも一部を手術中に患者内部に配置可能である１つ以上の外科用器具であって、前記磁気共鳴システムによって生じた磁気共鳴信号に曝露されたときに反応作用を示す１つ以上の構成要素を有する、１つ以上の外科用器具を備える、手術システムと、
前記手術システムに動作可能に接続された制御システムであって、
前記磁気共鳴システムが作動中か否かを判断し、
前記制御システムが前記磁気共鳴システムは作動中であると判断した場合には、前記外科用器具の構成要素における前記磁気共鳴システムによって生じた磁気共鳴信号の反応作用を軽減し、その軽減策は前記手術システムの構成要素において誘発される反応作用の低減からなる、制御システムとを備える、磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）誘導手術システム。
【請求項２】
前記外科用器具のうちの少なくとも１つは電気的構成要素を備える、請求項１に記載のＭＲＩ誘導手術システム。
【請求項３】
前記制御システムは、前記制御システムが前記磁気共鳴システムは磁気共鳴信号を生じていると判断した場合には、前記電気的構成要素を電気的に切断する、請求項１又は２に記載のＭＲＩ誘導手術システム。
【請求項４】
前記制御システムは、前記制御システムが前記磁気共鳴システムは磁気共鳴信号を生じていると判断した場合には、前記磁気共鳴信号に曝露されたときの前記電気的構成要素に関連する反応電気信号を無視する、請求項１〜３のいずれか１項に記載のＭＲＩ誘導手術システム。
【請求項５】
前記外科用器具のうちの少なくとも１つは金属構成要素を含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載のＭＲＩ誘導手術システム。
【請求項６】
前記制御システムは生じた磁気共鳴信号によって前記手術システムの金属構成要素が加熱されているか否かを判断し、前記制御システムはさらに、前記制御システムが前記金属構成要素は前記磁気共鳴信号によって加熱されていると判断した場合には、前記手術システムの金属構成要素を冷却するために冷却動作を開始する、請求項１〜５のいずれか１項に記載のＭＲＩ誘導手術システム。
【請求項７】
無線周波数（ＲＦ）センサー及び少なくとも１つの磁場検出器のうちの少なくとも一方をさらに備え、少なくとも１つの無線周波数センサー及び少なくとも１つの磁場検出器は、前記ＭＲＩシステムが作動しているときに、無線周波数場又は磁場をそれぞれ検出するように配置可能である、請求項１〜６のいずれかに記載の磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）誘導手術システム。
【請求項８】
前記制御システムは、前記少なくとも１つのＲＦセンサー及び磁場検出器のうちの少なくとも一方に動作可能に結合されており、前記ＲＦセンサーによって感知された無線周波数信号及び、前記磁場検出器によって検出された磁場のうちの少なくとも一方に基づいて、前記磁気共鳴システムが磁気共鳴信号を生じているか否かを判断する、請求項１〜７のいずれか１項に記載の磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）誘導手術システム。
【請求項９】
前記手術システムは、前記磁気共鳴システムから物理的に分離されている、請求項１〜８のいずれか１項に記載の磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）誘導手術システム。
【請求項１０】
冷凍アブレーションシステムにおいて、
凍結プローブであって、
患者に挿入可能な遠位区域を有するプローブシャフトと、
前記プローブシャフト内における低温流体供給部とを備え、前記低温流体供給部は、低温流体を受容し、かつ患者組織に対して冷却及び凍結のうちの少なくとも一方を行うために前記低温流体を遠位区域に向けて供給し、
前記低温流体は、第１圧力で前記低温流体供給部に供給されると極低温になる、凍結プローブと、
前記第１圧力未満である第２圧力にて冷却流体を前記低温流体供給部を介して前記遠位区域に向けて供給する低圧冷却流体供給源と、
前記低圧冷却流体供給源は、前記凍結プローブの遠位区域の一部もしくは構成要素の温度が所定の閾値を超えるとき、又は作動中である磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）システムの検出に続いて、前記凍結プローブの遠位区域を冷却するために冷却流体を供給し、それにより前記冷却流体によって提供された冷却が前記ＭＲＩシステムに関連する無線周波数加熱を打ち消す、冷凍アブレーションシステム。
【請求項１１】
前記磁気共鳴システムの近位に配置され、かつ磁気共鳴信号を検出する１つ以上の検出器と、
前記１つ以上の検出器に動作可能に接続された制御システムとをさらに備え、前記制御システムは、磁気共鳴信号の検出に応答して、前記凍結プローブの遠位区域への前記低圧冷却流体の供給を制御する、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の冷凍アブレーションシステム。
【請求項１２】
前記凍結プローブの遠位区域の温度を測定するための温度センサーをさらに備え、前記温度センサーは前記制御システムに動作可能に結合されており、前記制御システムは、前記温度センサーによって測定された温度の受信に応答して、前記低圧冷却流体を供給する、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の冷凍アブレーションシステム。
【請求項１３】
前記制御システムは前記低圧冷却流体供給源に動作可能に結合されており、前記制御システムは、
前記遠位区域の温度測定を開始するように前記温度センサーと通信し、
前記温度センサーから測定した温度を受信し、
その温度が所定の閾値を超えているか否かを判断し、
前記冷却流体の供給を開始するように前記低圧冷却流体供給源と通信する、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の冷凍アブレーションシステム。
【請求項１４】
前記温度センサーはさらに、前記冷却流体が前記低圧冷却流体供給源によって供給される場合に、前記遠位区域の温度を測定する、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の冷凍アブレーションシステム。
【請求項１５】
前記磁気共鳴イメージングシステムは磁気共鳴室内に配置されており、前記磁気共鳴信号は前記ＭＲＩシステムに関連しており、前記冷凍アブレーションシステムは前記磁気共鳴室内に配置可能であり、かつ前記ＭＲＩシステムとともに作動している、請求項１〜１４のいずれか１項に記載の冷凍アブレーションシステム。
【請求項１６】
前記制御システムは前記低圧冷却流体供給源からの冷却流体が供給されるべき継続時間を判定し、前記継続時間は、前記遠位区域の温度が所定の閾値を超える時間間隔、及び、前記ＭＲＩシステムが磁気共鳴信号を生じる時間間隔のうちの少なくとも一方に対応する、請求項１〜１５のいずれか１項に記載の冷凍アブレーションシステム。
【請求項１７】
前記制御システムは、前記患者組織への凍結プローブの挿入中に前記冷却流体の供給を開始するように構成されている、請求項１〜１６のいずれか１項に記載の冷凍アブレーションシステム。
【請求項１８】
前記制御システムは前記プローブシャフトの遠位区域から除去されるべき第１熱量を判定し、第１熱量は所定の閾値を超える測定された温度上昇に対応し、前記制御システムは、前記遠位区域から第１熱量を除去するために必要とされる前記冷却流体の第１流量を判定する、請求項１〜１７のいずれか１項に記載の冷凍アブレーションシステム。
【請求項１９】
前記制御システムは、凍結プローブが患者内に挿入されているとき、及び磁気共鳴信号が検出されたときのうちの少なくとも一方に、前記所定の閾値を超える温度の上昇を予測し、かつ前記プローブシャフトの遠位区域から除去されるべき第２熱量を判定し、第２熱量は前記所定の閾値を超える予測された温度の上昇に対応し、前記制御システムは、前記遠位区域から第２熱量を除去するために必要とされる前記冷却流体の第２流量を判定する、請求項１〜１８のいずれか１項に記載の冷凍アブレーションシステム。
【請求項２０】
前記冷却流体はアルゴンである、請求項１〜１９のいずれか１項に記載の冷凍アブレーションシステム。
【請求項２１】
第２圧力は約５００ｐｓｉ（３４４７ｋＰａ）未満である、請求項１〜２０のいずれか１項に記載の冷凍アブレーションシステム。
【請求項２２】
前記冷却流体は、約２℃〜約８℃の前記遠位区域の温度降下を生じるように一定の継続時間にわたって供給される、請求項１〜２１のいずれか１項に記載の冷凍アブレーションシステム。
【請求項２３】
前記低温流体は前記冷却流体と同一の流体である、請求項１〜２２のいずれか１項に記載の冷凍アブレーションシステム。
【請求項２４】
磁気共鳴室内に配置可能な磁気共鳴システムとともに動作可能な磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）誘導冷凍アブレーションシステムであって、前記磁気共鳴システムは磁気共鳴信号を生成する、ＭＲＩ誘導手術システムにおいて、
前記磁気共鳴室内に配置可能な冷凍アブレーションシステムであって、
少なくともその一部を患者組織内部に配置可能な凍結プローブであって、
前記患者組織の領域内に配置可能な遠位区域を有し、
ａ．金属材料を含有するプローブシャフト、
ｂ．電流を受容し、それにより患者組織に対して加熱及び解凍のうちの少なくとも一方を行うために前記プローブシャフトを加熱する電気ヒータ、及び
ｃ．電気回路
のうちの少なくとも１つを備える、凍結プローブと、
前記磁気共鳴システムの近位に配置され、かつ磁気共鳴信号を検出する１つ以上の検出器と、
前記冷凍アブレーションシステムに動作可能に接続された制御システムとを備える冷凍アブレーションシステムからなり、前記制御システムは、
前記１つ以上の検出器から指標を受信し、
前記１つ以上の検出器から受信した指標に少なくとも基づいて、前記磁気共鳴システムが作動しているか否かを判断し、
前記制御システムが前記磁気共鳴システムは作動していると判断すると、
前記凍結プローブが金属材料を含有するプローブシャフトを有する場合には、次に前記プローブシャフトの冷却動作を開始し、前記冷却動作は冷却流体を供給することを含み、
前記凍結プローブが電気ヒータを備える場合には、磁気共鳴信号への曝露に応答して、前記ヒータを電気的に切断すること、及び前記電気ヒータによって生じた電気信号の少なくとも一部を無視することのうちの少なくとも一方を行い、
前記凍結プローブが電気回路を備える場合には、次に前記電気回路からの電気信号を切断、及び無視のうちの少なくとも一方を行う、磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）誘導冷凍アブレーションシステム。
【請求項２５】
前記電気回路は電子チップからなる、請求項１〜２４のいずれか１項に記載の冷凍アブレーションシステム。
【請求項２６】
冷凍アブレーションシステムにおいて、
凍結プローブであって、
患者に挿入可能な遠位区域を有するプローブシャフトと、
前記プローブシャフト内における低温流体供給部とを備え、前記低温流体供給部は低温流体供給源から低温流体を受容し、前記凍結プローブを冷却するために前記低温流体を前記凍結プローブの遠位区域に向けて供給する、凍結プローブと、
前記低温流体供給部に低温流体を送給する少なくとも１つの低温流体供給源と、
ＲＦセンサー、磁場検出器、及び温度センサーから選択された１つ以上のセンサーであって、前記凍結プローブの一部もしくは構成要素の温度の上昇を検出する、１つ以上のセンサーと、
ＲＦ信号もしくは磁場の存在、又は所定の閾値を超える凍結プローブもしくは凍結プローブの一部もしくは構成要素の温度の上昇を検出するなどのために、１つ以上のセンサーに動作可能に結合された制御システムとを備え、
前記制御システムは加えて、
作動中のＭＲＩシステムに特有なＲＦ信号もしくは磁場、又は
所定の閾値を超える前記凍結プローブもしくは凍結プローブの一部もしくは構成要素の温度の上昇のいずれかの検出時に、
前記低温流体供給部への低温流体の供給を制御し、かつ前記凍結プローブ又は前記凍結プローブの一部もしくは構成要素を冷却するなどのために、低温流体を前記低温流体供給部に送給する、冷凍アブレーションシステム。
【請求項２７】
前記低温流体によって提供される冷却は前記ＭＲＩシステムに関連する無線周波数加熱を打ち消す、請求項１〜２６のいずれか１項に記載の冷凍アブレーションシステム。
【請求項２８】
前記制御システムは、低温流体を前記低温流体供給部に対して、患者組織に対して冷却及び凍結のうちの少なくとも一方を行うためには極低温で送給し、かつ作動中のＭＲＩシステムに特有なＲＦ信号もしくは磁場の検出時、又は所定の閾値を超えた凍結プローブもしくは凍結プローブの一部もしくは構成要素の温度の上昇の検出時に、前記凍結プローブ又は前記凍結プローブの一部もしくは構成要素を冷却するためには非極低温で送給する、請求項１〜２７のいずれか１項に記載の冷凍アブレーションシステム。
【請求項２９】
前記凍結プローブは、電気ヒータ、温度センサー及び電子チップのうちの１つ以上を備え、前記制御システムは、作動中のＭＲＩシステムに特有なＲＦ信号又は磁場の検出時に、前記電気ヒータ、温度センサー、又は電子チップを電気的に切断又は隔離する、請求項１〜２８のいずれか１項に記載の冷凍アブレーションシステム。
【請求項３０】
冷凍アブレーションシステムにおいて、
凍結プローブであって、
患者に挿入可能な遠位区域を有するプローブシャフトと、
前記プローブシャフト内における低温流体供給部とを備え、前記低温流体供給部は低温流体供給源から低温流体を受容し、及び、前記凍結プローブを冷却するために前記低温流体を前記凍結プローブの遠位区域に向けて供給するものであり、前記凍結プローブは１つ以上の電気的構成要素をさらに備える、凍結プローブと、
前記低温流体供給部に低温流体を送給する少なくとも１つの低温流体供給源と、
ＲＦセンサー及び磁場検出器のうちから選択された１つ以上のセンサーと、
ＲＦ信号又は磁場の存在を検出するなどのために前記１つ以上のセンサーに動作可能に結合された制御システムとからなり、
前記制御システムは加えて、
作動中のＭＲＩシステムに特有なＲＦ信号又は磁場の検出時に、前記１つ以上の電気的構成要素への給電を制御し、前記電気的構成要素のうちの１つ以上を電気的に切断又は隔離すること、及び、
作動中のＭＲＩシステムに特有なＲＦ信号又は磁場の検出時に、前記電気的構成要素のうちの１つ以上からの信号又は読み取り値を無視し、又は、ＲＦ場もしくは磁場による影響を受けない信号のみを受け入れ、もしくは処理することのうちの少なくとも一方を行う、冷凍アブレーションシステム。
【請求項３１】
前記１つ以上の電気的構成要素は、電気ヒータ、温度センサー及び電子チップから選択される、請求項１〜３０のいずれか１項に記載の冷凍アブレーションシステム。
【請求項３２】
前記制御装置は、電気ヒータ、温度センサー及び電子チップのうちの１つ以上を電気的に切断又は隔離する、請求項１〜３１のいずれか１項に記載の冷凍アブレーションシステム。
【請求項３３】
前記制御装置は、電気ヒータの故障に対応する信号又は読み取り値を無視する、請求項１〜３２のいずれか１項に記載の冷凍アブレーションシステム。
【請求項３４】
前記制御装置は、電気ヒータからの信号又は読み取り値を、前記ヒータの電気抵抗に対応するもの以外は無視する、請求項１〜３３のいずれか１項に記載の冷凍アブレーションシステム。
【請求項３５】
前記制御装置は、温度センサーからの信号又は読み取り値を、前記温度センサーの電気抵抗に対応するもの以外は無視する、請求項１〜３４のいずれか１項に記載の冷凍アブレーションシステム。
【請求項３６】
前記電気ヒータの温度はその電気抵抗から決定される、請求項１〜３５のいずれか１項に記載の冷凍アブレーションシステム。
【請求項３７】
前記凍結プローブ又はその構成要素のうちの１つの温度は、１つ以上の温度センサーの電気抵抗によって決定される、請求項１〜３６のいずれか１項に記載の冷凍アブレーションシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は磁気共鳴イメージング検出を備えた冷凍アブレーションシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
凍結手術システムは、１つ以上の低温流体供給源に接続された１つ以上の凍結プローブを備えている。そのようなシステムは本発明の譲受人に譲渡された特許文献１及び特許文献２に記載されており、これらの特許文献の開示は参照により余すところなく本願に援用される。そのような凍結手術システムでは、低温流体が低温流体供給源から１つ以上の凍結プローブに送給され得る。凍結プローブは、低温流体の膨張の結果として冷却されることによって、凍結プローブの先端部付近の組織を凍結することができる。いくつかのそのようなシステムは、凍結後に組織を解凍して凍結プローブの除去を容易にするために、各凍結プローブのプローブシャフト内に配置された電気ヒータ（高抵抗ワイヤの形態にある）を備える。
【０００３】
いくつかのそのような凍結手術システムは、例えば、凍結プローブを挿入中に案内するため、及び／又は解剖学的特徴（例えば組織、腫瘍など）の画像を得るために、患者の撮像に磁気共鳴イメージングシステムを用いることがある。そのようなシステムの一例は特許文献３に見られ、この特許文献の開示は参照により本願に援用される。そのようなシステムは、他のイメージングシステム（コンピュータ断層撮影など）が適当ではない可能性がある状況（例えば放射線への曝露が望ましくない場合）において望ましいことがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第８，０６６，６９７号明細書
【特許文献２】米国出願公開第２０１０／０２５６６２０Ａ１号明細書
【特許文献３】米国特許第７，８５０，６８２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
手術システムのいくつかの構成要素をＭＲＩ磁気室の外部に配置した結果として、ＭＲシステムが必ずしも様々な種類の手術システムの構成要素によって読み取れる標準化されたアウトプットを提供するわけではないため、手術システムはＭＲＩシステムが作動しているか否かを判断できないことがある。さらに、いくつかのそのようなシステムでは、金属構成要素及び／又は電気的構成要素（例えば、プローブシャフト又はヒータワイヤーなど）を有する手術システムをＭＲＩシステムに隣接して配置することによって、無線周波数電磁場（無線周波数加熱）、又はＭＲＩ磁石の存在によって生じるそれらの構成要素に流れる誘導電流により、発熱が生じる。故障検出回路構成は、構成要素の不具合に対して必要な軽減策である。故障検出回路は、多くの場合、ＭＲスキャナによって用いられる高振幅勾配及びＲＦ電磁場に供されたときに、それらの回路を破損し易くする高い入力インピーダンスを有する。これらの回路はプローブと直接相互作用するので、回路を高振幅電磁場から遮蔽する方法が存在しない。ＭＲスキャナが動作している間だけ、これらの回路を選択的に切断して無効にする能力は、破損の可能性のためにこれらのインタフェースを用いることができないシステムに対して有意な優越性を有する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
一態様において、本開示は、ＭＲ室内に配置され、磁場及び無線周波数信号のようなＭＲ信号を生成するように構成された磁気共鳴（ＭＲ）システムとともに動作可能な磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）誘導凍結手術システムを提供する。磁場及び無線周波数場は、患者組織の一領域の撮像を可能にする。凍結手術システムは、ＭＲシステムから物理的に分離され得る要素を含み、それらの要素の少なくとも一部はＭＲ室内に配置可能である。凍結手術システムは、少なくとも一部が手術中に患者内部に配置可能である１つ以上の外科用器具を含むことができる。外科用器具のうちの少なくとも１つは、ＭＲシステムによって生じたＭＲ信号に曝露されたときに、反応作用（例えばＲＦ加熱又は望ましくない誘導電流）を示す１つ以上の構成要素を有し得る。システムは、手術システムに動作可能に接続された制御システムを含み、制御システムは、ＭＲシステムが（例えば使用により）作動中か否かを判断し、制御システムがＭＲシステムは作動中であると判断した場合には、外科用器具の構成要素におけるＭＲ信号の反応作用を軽減するように構成されており、その軽減策は手術システムの構成要素において誘発される反応作用の低減を含む。
【０００７】
別の態様において、本開示は、本願に開示する実施形態のうちのいずれかによる磁気共鳴（ＭＲ）システムとともに動作可能な磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）誘導冷凍アブレーションシステムを提供する。ＭＲシステムはＭＲ室内に配置され得る。システムはＭＲ室内に配置可能な冷凍アブレーションシステムを含むことができる。冷凍アブレーションシステムは、少なくともその一部が患者組織内部に配置可能な凍結プローブを含むことができる。凍結プローブは、患者組織に挿入可能な遠位区域を有したプローブシャフトを有し得る。凍結プローブは、特にその遠位部分において、ａ）金属材料を含有するプローブシャフト、及びｂ）電気ヒータの少なくとも一方を備えることができ、電気ヒータは電流を受容し、それにより患者組織及び電気回路を加熱及び／又は解凍するためにプローブシャフトを加熱するように構成されていてもよい。システムは、ＭＲシステムの近位に配置され、かつＭＲ信号（ＲＦ場及び磁場など）を検出するように構成された１つ以上の検出器を含むことができる。システムは、冷凍アブレーションシステムに動作可能に接続された制御システムを含むことができる。制御システムは、１つ以上の検出器から指標を受信し、１つ以上の検出器から受信した指標に少なくとも基づいて、ＭＲシステムが作動しているか否かを判断することができる。制御システムがＭＲシステムは作動していると判断すると、制御システムは、凍結プローブが金属材料を含有するプローブシャフトを有する場合には、次にプローブシャフトの冷却動作を開始することができ、その冷却動作は冷却を供給することを含み、凍結プローブが電気ヒータを備える場合には、ＭＲ信号への曝露に応答して、ヒータを電気的に切断し、かつ／又は電気ヒータによって生じた電気信号の少なくとも一部を無視することができ、凍結プローブが電気回路（例えば、さらに本願に記載するような電子チップ、故障検出及びプローブ識別回路構成）を備える場合には、次に電気回路からの電気信号を切断及び／又は無視することができる。凍結プローブが１つ以上の温度センサーを備える場合には、次に、制御システムはまた温度センサーの１つ以上からの電気信号を切断及び／又は無視するように構成されていてもよい。
【０００８】
さらなる態様において、本開示は本願に開示する実施形態のうちのいずれかによる冷凍アブレーションシステムを提供する。冷凍アブレーションシステムは、患者組織に挿入可能な遠位区域を備えたプローブシャフトと、プローブシャフト内に配置された低温流体供給部と有する凍結プローブを含むことができる。低温流体供給部は低温流体を受容し、組織を冷却及び／又は凍結するために、低温流体をプローブシャフトの遠位区域に向けて供給することができる。低温流体は、第１圧力で供給されると極低温になり得る。冷凍アブレーションシステムは、冷却流体を第２圧力で低温流体供給部を介して遠位区域に向けて供給するように構成された低圧冷却流体供給源を含むことができる。第２圧力は第１圧力未満であり得る。低圧冷却流体供給源は、凍結プローブの遠位区域の一部もしくは構成要素の温度が所定の閾値を超えるとき、又は例えば磁気共鳴（ＭＲ）信号の検出などによる作動中であるＭＲＩシステムの検出に続いて、凍結プローブの遠位区域を冷却するように冷却流体を供給し、それにより冷却流体によって提供された冷却がＭＲＩシステムに関連する無線周波数加熱を打ち消すように構成されている。
【０００９】
さらなる態様において、この開示は、患者組織に挿入可能な遠位区域を有するプローブシャフトを有した凍結プローブを備えた冷凍アブレーションシステムを提供する。凍結プローブはプローブシャフト内に低温流体供給部を有してもよく、低温流体供給部は低温流体供給源から低温流体を受容し、凍結プローブを冷却するために低温流体を凍結プローブの遠位区域に向けて供給するように構成されている。システムは加えて、低温流体供給部に低温流体を送給するように構成された少なくとも１つの低温流体供給源を備えてもよい。システムは加えて、ＭＲ信号を検出するため、又は凍結プローブもしくは凍結プローブ構成要素のうちの１つ以上の温度を測定するための１つ以上のセンサーを備える。これらのセンサーは、典型的には、ＲＦセンサー、磁場検出器、及び１つ以上の温度センサーのうちから選択され、温度センサーは、典型的には、凍結プローブの一部もしくは構成要素の温度の上昇を検出するように構成されている。冷凍アブレーションシステムはまた、ＲＦ信号もしくは磁場の存在、又は所定の閾値を超える凍結プローブもしくは凍結プローブの一部もしくは構成要素の温度の上昇を検出するなどのために、１つ以上のセンサーに動作可能に結合された制御システムを備える。制御システムは、加えて、作動中のＭＲＩシステムに特有なＲＦ信号もしくは磁場のようなＭＲ信号、又は所定の閾値を超える凍結プローブもしくは凍結プローブの一部もしくは構成要素の温度の上昇の検出時に、低温流体供給部への低温流体の供給を制御し、かつ、例えば凍結プローブ又は凍結プローブの一部もしくは構成要素を冷却するために、低温流体を低温流体供給部に送給するように構成され得る。
【００１０】
さらなる態様において、この開示は、患者に挿入可能な遠位区域を有したプローブシャフトと、プローブシャフト内における低温流体供給部とを備えた凍結プローブを有する冷凍アブレーションシステムを提供する。低温流体供給部は低温流体供給源から低温流体を受容し、凍結プローブを冷却するために低温流体を凍結プローブの遠位区域に向けて供給するように構成されている。凍結プローブは加えて１つ以上の電気的構成要素を備えてもよい。システムは、低温流体供給部に低温流体を送給するように構成された少なくとも１つの低温流体供給源と、ＭＲ信号を検出するのに適した１つ以上のセンサーとを有する。これらのセンサーは、典型的には、ＲＦセンサー及び磁場検出器のうちから選択される。システムは加えて、例えば作動中のＭＲＩシステムに特有な無線周波数信号又は磁場を検出することによって作動するＭＲＩシステムの存在を検出するなどのために、ＭＲ信号センサーを検出するのに適した１つ以上のセンサーに動作可能に結合された制御システムを備える。制御システムは加えて、作動中のＭＲＩシステムに特有なＲＦ信号又は磁場の検出時に、１つ以上の電気的構成要素への給電を制御し、かつ電気的構成要素のうちの１つ以上を電気的に切断又は隔離するように構成され得る。加えて、又はこれに代わって、制御システムは、作動中のＭＲＩシステムに特有なＲＦ信号又は磁場の検出時に、電気的構成要素のうちの１つ以上からの信号もしくは読み取り値を無視するか、又はＲＦ場もしくは磁場による影響を受けない信号のみを受け入れるか、もしくは処理するように構成されていてもよい。
【００１１】
本開示の特定の態様は以下の番号を付けた実施形態を含む。
１．  ＭＲ室内に配置された磁気共鳴（ＭＲ）システムとともに動作可能な磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）誘導手術システムであって、ＭＲシステムはＭＲ信号を生成するように構成されており、ＭＲＩ誘導手術システムは、
手術システムと、手術システムの少なくとも一部はＭＲ室内に配置可能であり、手術システムは少なくとも一部が手術中に患者内部に配置可能である１つ以上の外科用器具を備えることと、
少なくとも１つの外科用器具は、ＭＲシステムによって生じたＭＲ信号に曝露されたときに反応作用を示す１つ以上の構成要素を有することと、
手術システムに動作可能に接続された制御システムとを含み、制御システムは、
ＭＲシステムが作動中か否かを判断し、
制御システムがＭＲシステムは作動中であると判断した場合には、外科用器具の構成要素におけるＭＲシステムによって生じたＭＲ信号の反応作用を軽減するように構成されており、その軽減策は手術システムの構成要素において誘発される反応作用の低減を含む、ＭＲＩ誘導手術システム。
【００１２】
２．  外科用器具のうちの少なくとも１つは電気的構成要素を備える、実施形態１に記載のＭＲＩ誘導手術システム。
３．  制御システムは、制御システムがＭＲシステムはＭＲ信号を生じていると判断した場合には、電気的構成要素を電気的に切断するように構成されている、実施形態１又は２に記載のＭＲＩ誘導手術システム。
【００１３】
４．  制御システムは、制御システムがＭＲシステムはＭＲ信号を生じていると判断した場合には、ＭＲ信号に曝露されたときの電気的構成要素に関連する反応電気信号を無視するように構成されている、実施形態１乃至３のいずれか１項に記載のＭＲＩ誘導手術システム。
【００１４】
５．  外科用器具のうちの少なくとも１つは金属構成要素を含む、実施形態１乃至４のいずれか１項に記載のＭＲＩ誘導手術システム。
６．  制御システムは、生じたＭＲ信号によって手術システムの金属構成要素が加熱されているか否かを判断するように構成されており、制御システムは、制御システムが金属構成要素はＭＲ信号によって加熱されていると判断した場合には、手術システムの金属構成要素を冷却するために冷却動作を開始するようにさらに構成されている、実施形態１乃至５のいずれか１項に記載のＭＲＩ誘導手術システム。
【００１５】
７．  無線周波数（ＲＦ）センサー及び／又は少なくとも１つの磁場検出器のうちの少なくとも一方をさらに含み、少なくとも１つの無線周波数センサー及び少なくとも１つの磁場検出器は、ＭＲＩシステムが作動しているときに、無線周波数場又は磁場をそれぞれ検出するように配置可能である、実施形態１乃至６のいずれかに記載の磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）誘導手術システム。
【００１６】
８．  制御システムは、少なくとも１つのＲＦセンサー及び／又は磁場検出器に動作可能に結合されており、ＲＦセンサーによって感知された無線周波数信号及び／又は磁場検出器によって検出された磁場に基づいて、ＭＲシステムがＭＲ信号を生じているか否かを判断する、実施形態１乃至７のいずれか１項に記載の磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）誘導手術システム。
【００１７】
９．  手術システムは、ＭＲシステムから物理的に分離されている、実施形態１乃至８のいずれか１項に記載の磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）誘導手術システム。
１０．  冷凍アブレーションシステムであって、冷凍アブレーションシステムは、
凍結プローブと、凍結プローブは、
患者に挿入可能な遠位区域を有するプローブシャフトと、
プローブシャフト内における低温流体供給部とを備え、低温流体供給部は、低温流体を受容し、かつ患者組織を冷却及び／又は凍結するために低温流体を遠位区域に向けて供給するように構成されており、
低温流体は、第１圧力で低温流体供給部に供給されると極低温になることと、
冷却流体を第２圧力で低温流体供給部を介して遠位区域に向けて供給するように構成された低圧冷却流体供給源と、第２圧力は第１圧力未満であることとを含み、
低圧冷却流体供給源は、凍結プローブの遠位区域の一部もしくは構成要素の温度が所定の閾値を超えるとき、又は作動中である磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）システムの検出に続いて、凍結プローブの遠位区域を冷却するために冷却流体を供給し、それにより冷却流体によって提供された冷却がＭＲＩシステムに関連する無線周波数加熱を打ち消すように構成されている、冷凍アブレーションシステム。
【００１８】
１１．  ＭＲシステムの近位に配置され、かつＭＲ信号を検出するように構成された１つ以上の検出器と、
１つ以上の検出器に動作可能に接続された制御システムとをさらに含み、制御システムは、ＭＲ信号の検出に応答して、凍結プローブの遠位区域への低圧冷却流体の供給を制御するように構成されている、実施形態１乃至１０のいずれか１項に記載の冷凍アブレーションシステム。
【００１９】
１２．  凍結プローブの遠位区域の温度を測定するための温度センサーをさらに含み、温度センサーは制御システムに動作可能に結合されており、制御システムは、温度センサーによって測定された温度の受信に応答して低圧冷却流体を供給するように構成されている、実施形態１乃至１１のいずれか１項に記載の冷凍アブレーションシステム。
【００２０】
１３．  制御システムは低圧冷却流体供給源に動作可能に結合されており、制御システムは、
遠位区域の温度測定を開始するように温度センサーと通信し、
温度センサーから測定した温度を受信し、
その温度が所定の閾値を超えているか否かを判断し、
冷却流体の供給を開始するように低圧冷却流体供給源と通信するように構成されている、実施形態１乃至１２のいずれか１項に記載の冷凍アブレーションシステム。
【００２１】
１４．  温度センサーは、冷却流体が低圧冷却流体供給源によって供給される場合に、遠位区域の温度を測定するようにさらに構成されている、実施形態１乃至１３のいずれか１項に記載の冷凍アブレーションシステム。
【００２２】
１５．  磁気共鳴（ＭＲ）イメージングシステムはＭＲ室内に配置されており、ＭＲ信号はＭＲＩシステムに関連しており、冷凍アブレーションシステムはＭＲ室内に配置可能であり、かつＭＲＩシステムとともに作動している、実施形態１乃至１４のいずれか１項に記載の冷凍アブレーションシステム。
【００２３】
１６．  制御システムは低圧冷却流体供給源からの冷却流体が供給されるべき継続時間を決定するように構成されており、その継続時間は、遠位区域の温度が所定の閾値を超える時間間隔及び／又はＭＲＩシステムがＭＲ信号を生じる時間間隔に対応する、実施形態１乃至１５のいずれか１項に記載の冷凍アブレーションシステム。
【００２４】
１７．  制御システムは患者組織への凍結プローブの挿入中に冷却流体の供給を開始するように構成されている、実施形態１乃至１６のいずれか１項に記載の冷凍アブレーションシステム。
【００２５】
１８．  制御システムはプローブシャフトの遠位区域から除去されるべき第１熱量を決定するように構成されており、第１熱量は所定の閾値を超える測定された温度上昇に対応し、制御システムは、遠位区域から第１熱量を除去するために必要とされる冷却流体の第１流量を決定するようにさらに構成されている、実施形態１乃至１７のいずれか１項に記載の冷凍アブレーションシステム。
【００２６】
１９．  制御システムは、凍結プローブが患者内に挿入されているとき、及び／又はＭＲ信号が検出されたときに、所定の閾値を超える温度の上昇を予測するように構成されており、かつプローブシャフトの遠位区域から除去されるべき第２熱量を決定するように構成されており、第２熱量は所定の閾値を超える予測された温度の上昇に対応し、制御システムは、遠位区域から第２熱量を除去するために必要とされる冷却流体の第２流量を決定するようにさらに構成されている、実施形態１乃至１８のいずれか１項に記載の冷凍アブレーションシステム。
【００２７】
２０．  冷却流体はアルゴンである、実施形態１乃至１９のいずれか１項に記載の冷凍アブレーションシステム。
２１．  第２圧力は約５００ｐｓｉ（３４４７ｋＰａ）未満である、実施形態１乃至２０のいずれか１項に記載の冷凍アブレーションシステム。
【００２８】
２２．  冷却流体は、約２℃〜約８℃の遠位区域の温度降下を生じるように一定の継続時間にわたって供給される、実施形態１乃至２１のいずれか１項に記載の冷凍アブレーションシステム。
【００２９】
２３．  低温流体は冷却流体と同一の流体である、実施形態１乃至２２のいずれか１項に記載の冷凍アブレーションシステム。
２４．  ＭＲ室内に配置可能な磁気共鳴（ＭＲ）システムとともに動作可能な磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）誘導冷凍アブレーションシステムであって、ＭＲシステムはＭＲ信号を生成するように構成されており、ＭＲＩ誘導手術システムは、
ＭＲ室内に配置可能な冷凍アブレーションシステムを含み、冷凍アブレーションシステムは、
少なくともその一部が患者組織内部に配置可能な凍結プローブと、凍結プローブは、
患者組織の領域内に配置可能な遠位区域を有するプローブシャフトを備え、
凍結プローブは下記の
ａ．金属材料を含有するプローブシャフト、
ｂ．電流を受容し、それにより患者組織を加熱及び／又は解凍するためにプローブシャフトを加熱するように構成された電気ヒータ、及び
ｃ．電気回路
のうちの少なくとも１つを備えることと、
ＭＲシステムの近位に配置され、かつＭＲ信号を検出するように構成された１つ以上の検出器と、
冷凍アブレーションシステムに動作可能に接続された制御システムとを含み、制御システムは、
１つ以上の検出器から指標を受信し、
１つ以上の検出器から受信した指標に少なくとも基づいて、ＭＲシステムが作動しているか否かを判断し、
制御システムがＭＲシステムは作動していると判断すると、
凍結プローブが金属材料を含有するプローブシャフトを有する場合には、次にプローブシャフトの冷却動作を開始し、その冷却動作は冷却流体を供給することを含み、
凍結プローブが電気ヒータを備える場合には、ＭＲ信号への曝露に応答して、ヒータを電気的に切断し、かつ／又は電気ヒータによって生じた電気信号の少なくとも一部を無視し、
凍結プローブが電気回路を備える場合には、次に電気回路からの電気信号を切断及び／又は無視するように構成されている、磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）誘導冷凍アブレーションシステム。
【００３０】
２５．  電気回路は電子チップを含む、実施形態１乃至２４のいずれか１項に記載の冷凍アブレーションシステム。
２６．  冷凍アブレーションシステムであって、冷凍アブレーションシステムは、
凍結プローブと、凍結プローブは、
患者に挿入可能な遠位区域を有するプローブシャフトと、
プローブシャフト内における低温流体供給部とを備え、低温流体供給部は、低温流体供給源から低温流体を受容し、凍結プローブを冷却するために低温流体を凍結プローブの遠位区域に向けて供給するように構成されていることと、
低温流体供給部に低温流体を送給するように構成された少なくとも１つの低温流体供給源と、
ＲＦセンサー、磁場検出器、及び温度センサーのうちから選択された１つ以上のセンサーと、温度センサーは、凍結プローブの一部もしくは構成要素の温度の上昇を検出するように構成されていることと、
ＲＦ信号もしくは磁場の存在、又は所定の閾値を超える凍結プローブもしくは凍結プローブの一部もしくは構成要素の温度の上昇を検出するなどのために、１つ以上のセンサーに動作可能に結合された制御システムとを含み、
制御システムは加えて、
作動中のＭＲＩシステムに特有なＲＦ信号もしくは磁場、又は
所定の閾値を超える凍結プローブもしくは凍結プローブの一部もしくは構成要素の温度の上昇のいずれかの検出時に、
低温流体供給部への低温流体の供給を制御し、かつ凍結プローブ又は凍結プローブの一部もしくは構成要素を冷却するなどのために、低温流体を低温流体供給部に送給するように構成されている、冷凍アブレーションシステム。
【００３１】
２７．  低温流体によって提供される冷却はＭＲＩシステムに関連する無線周波数加熱を打ち消す、実施形態１乃至２６のいずれか１項に記載の冷凍アブレーションシステム。
２８．  制御システムは、低温流体を低温流体供給部に対して、患者組織を冷却及び／又は凍結するためには極低温で送給し、かつ作動中のＭＲＩシステムに特有なＲＦ信号もしくは磁場の検出時、又は所定の閾値を超えた凍結プローブもしくは凍結プローブの一部もしくは構成要素の温度の上昇の検出時に、凍結プローブ又は凍結プローブの一部もしくは構成要素を冷却するためには非極低温で送給するように構成されている、実施形態１乃至２７のいずれか１項に記載の冷凍アブレーションシステム。
【００３２】
２９．  凍結プローブは、電気ヒータ、温度センサー及び電子チップのうちの１つ以上を備え、制御システムは、作動中のＭＲＩシステムに特有なＲＦ信号又は磁場の検出時に、電気ヒータ、温度センサー、又は電子チップを電気的に切断又は隔離するように構成されている、実施形態１乃至２８のいずれか１項に記載の冷凍アブレーションシステム。
【００３３】
３０．  冷凍アブレーションシステムであって、冷凍アブレーションシステムは、
凍結プローブと、凍結プローブは、
患者に挿入可能な遠位区域を有するプローブシャフトと、
プローブシャフト内における低温流体供給部とを備え、低温流体供給部は低温流体供給源から低温流体を受容し、凍結プローブを冷却するために低温流体を凍結プローブの遠位区域に向けて供給するように構成されており、凍結プローブは１つ以上の電気的構成要素をさらに備えることと、
低温流体供給部に低温流体を送給するように構成された少なくとも１つの低温流体供給源と、
ＲＦセンサー及び磁場検出器のうちから選択された１つ以上のセンサーと、
ＲＦ信号又は磁場の存在を検出するなどのために１つ以上のセンサーに動作可能に結合された制御システムとを含み、
制御システムは加えて、作動中のＭＲＩシステムに特有なＲＦ信号又は磁場の検出時に、１つ以上の電気的構成要素への給電を制御し、電気的構成要素のうちの１つ以上を電気的に切断又は隔離するように構成されており、かつ／又は
制御システムは加えて、作動中のＭＲＩシステムに特有なＲＦ信号又は磁場の検出時に、電気的構成要素のうちの１つ以上からの信号又は読み取り値を無視するか、又はＲＦ場もしくは磁場による影響を受けない信号のみを受け入れるか、もしくは処理するように構成されている、冷凍アブレーションシステム。
【００３４】
３１．  １つ以上の電気的構成要素は、電気ヒータ、温度センサー及び電子チップのうちから選択される、実施形態１乃至３０のいずれか１項に記載の冷凍アブレーションシステム。
【００３５】
３２．  制御装置は、電気ヒータ、温度センサー及び電子チップのうちの１つ以上を電気的に切断又は隔離するように構成されている、実施形態１乃至３１のいずれか１項に記載の冷凍アブレーションシステム。
【００３６】
３３．  制御装置は、電気ヒータの故障に対応する信号又は読み取り値を無視するように構成されている、実施形態１乃至３２のいずれか１項に記載の冷凍アブレーションシステム。
【００３７】
３４．  制御装置は、電気ヒータからの信号又は読み取り値を、前記ヒータの電気抵抗に対応するもの以外は無視するように構成されている、実施形態３１又は実施形態１乃至３３のいずれか１項に記載の冷凍アブレーションシステム。
【００３８】
３５．  制御装置は、温度センサーからの信号又は読み取り値を、温度センサーの電気抵抗に対応するもの以外は無視するように構成されている、実施形態３２又は実施形態１乃至３４のいずれか１項に記載の冷凍アブレーションシステム。
【００３９】
３６．  電気ヒータの温度はその電気抵抗から決定される、実施形態３４又は実施形態１乃至３５のいずれか１項に記載の冷凍アブレーションシステム。
３７．  凍結プローブ又はその構成要素のうちの１つの温度は、１つ以上の温度センサーの電気抵抗によって決定される、実施形態１乃至３６のいずれか１項に記載の冷凍アブレーションシステム。
【００４０】
１つ以上の実施例の詳細について添付の図面及び以下の記載において説明する。他の特徴、目的及び利点は、それらの記載、図面、及び特許請求の範囲から明白になるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】限定されない例示的実施形態による磁気共鳴イメージング（以下、「ＭＲＩ」と記載）誘導凍結手術システムの概略図。
【図２】限定されない例示的実施形態による図２の制御システムに接続可能な凍結プローブの正面図。
【図３】図２の凍結プローブの正面断面図。
【図４】限定されない例示的実施形態によるＭＲＩシステムとともに手術システムを作動させる方法を示す概略図。
【図５】限定されない例示的実施形態によるＭＲＩシステムとともに手術システムを作動させる別の方法を示す概略図。
【図６】限定されない例示的実施形態による軽減手順を示す概略図。
【図７】限定されない例示的実施形態による別の軽減手順を示す概略図。
【図８】限定されない例示的実施形態による別の軽減手順を示す概略図。
【図９】限定されない例示的実施形態による外科用器具の一部を電気的に切断するための電気回路図。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
凍結手術システムは標的組織（例えば腫瘍）を冷凍焼灼するために用いることができる。典型的には、そのようなシステムは、１つ以上の凍結プローブ、１つ以上の低温流体供給源、及び制御システムを備える。低温流体供給源は、アルゴン、窒素、空気、クリプトン、ＣＯ２、ＣＦ４、キセノン、及び約１０００ｐｓｉ（６８９５ｋＰａ）を超える圧力から膨張したときに極低温（例えば１９０Ｋ未満の温度）に達することができる様々な他のガスのようなガスを供給することができる。本願において、「低温流体」とは、約１０００ｐｓｉ（例えば典型的には約３５００ｐｓｉ（２４１３２ｋＰａ）を超える圧力から膨張したときに低温（例えば１９０ケルビン未満）に達する任意の流体を指すことができる。凍結手術システムはまた、１つ以上のセンサー、流量計、タイマー、アナログ／デジタル変換器、有線又は無線通信モジュールなどを有する制御システムも含むことができる。加えて、制御システムは、凍結プローブに供給される低温流体の流量、温度及び圧力を調節することもできる。
【００４３】
凍結手術の間に、例えば、外科医は、患者の解剖学的構造の標的領域又はその付近に凍結プローブを配置することによって、患者の解剖学的構造の標的領域を冷凍焼灼するために１つ以上の凍結プローブを留置し得る。一例において、凍結プローブは、ジュール＝トムソン効果を利用して冷却又は加熱をもたらす。そのような場合、低温流体は、凍結プローブ内において高圧から低圧に膨張する。低温流体の膨張は、凍結プローブの先端部付近の組織を冷凍焼灼するために必要な温度又はそれより低い温度を生じる。膨張した低温流体と凍結プローブの外壁との間の熱伝達は、アイスボールを形成するため、従って組織を冷凍焼灼するために利用され得る。
【００４４】
図１は、限定されない例示的な実施形態による磁気共鳴イメージング（以下「ＭＲＩ」と記載）誘導凍結手術システム１０の概略図である。図１のシステムは、磁気室１２の内部に配置されたＭＲＩシステムの構成要素を含むことができる。ＭＲＩシステムは、患者２０を収容するためのボアを有したＭＲＩ磁石１６を有するＭＲＩスキャナ１４を備える。ＭＲＩ磁石１６は開放型又は閉鎖型のものとすることができ、外科医が患者２０にアクセスすることを可能にするアクセスポートを備えることができる。ＭＲＩ磁石１６はまた、以下でさらに説明するような様々な電気システム、制御システム、及び／又は冷凍アブレーションシステムに接続するための、図１の電気接続ライン（実線によって図示）及び／又は機械的接続ラインもしくは流体接続ライン（破線によって図示）を有することができる。システムはまた、磁気室１２から電気的に隔離された制御室２２、及び機器室２４を含むことができる。ＭＲＩシステムは、外科用器具３２，３４，３６の挿入の前に患者を撮像して、腫瘍又は患者の腔のような患者の関心領域を可視化し得る。さらに、外科用器具を患者内部の意図した位置へ誘導するために挿入中に撮像が実施されてもよい。加えて、撮像は、挿入後及び手術中、並びに手術後に実施されてもよい。
【００４５】
引き続き図１について、限定されない例示的実施形態において、接続ラインは、患者２０の内部に挿入可能な凍結プローブのような１つ以上の外科用器具３２，３４，３６において終了し得る。従って、いくつかのそのような例において、システムは、１つ以上の外科用器具３２，３４，３６を磁気室１２の外部に（例えば、制御室２２内又は機器室２４内に）配置され得る冷凍アブレーションシステムの他の構成要素に接続できるようにするために、磁気室１２の内部に配置されたコネクタインタフェース３０を備え得る。例えば、システムは、制御システム４０を外科用器具３２，３４，３６に対して動作可能に接続するように、制御室２２から磁気室１２へ延びる電気接続ライン５４及び流体接続ライン６２を備え得る。コネクタインタフェース３０は、いくつかの有利な実施形態では、複数の外科用器具３２，３４，３６が磁気室１２の外部に（例えば制御室２２内に）配置された制御システム４０に直接的又は間接的に（例えば、電気的に、かつ／又は流体が流れるように）接続されることを可能にするために、磁石の近位に配置された可動カート５０上に設けられ得る。制御システム４０は、いくつかの有益な実施形態では、（例えば、以下で詳述するように、ソフトウェアプログラムの形態にあり、１つ以上の動作を実行する）コンピュータ可読命令を読み取ることができるプログラム可能なマイクロプロセッサとすることができる。
【００４６】
制御システム４０と外科用器具３２，３４，３６との間の電気的接続及び流体接続について、例示的実施形態に従って説明する。制御システム４０は、電気接続ラインの第１組５４によって、磁気室１２の外部に位置する接続箱５２に電気的に接続され得る。さらに、接続箱５２は、磁気室１２の外部（例えば機器室２４内）に位置する電気機器及び／又はイメージング機器５７（イメージングルーター及び電気的フィルタなど）に接続するための電気接続ラインの第２組５６を含むことができる。電気接続ラインの第３組５８は、電気機器及び／又はイメージング機器５７を磁気室１２の内部に位置するコネクタインタフェース３０及び／又は可動カート５０に接続し得る。接続箱５２は、磁気室１２内の構成要素と、電気室内及び／又は制御室内の構成要素との間の取り外し可能な電気的接続を可能にすることができる。
【００４７】
図１を再度参照すると、いくつかの例において、システムは様々な種類の外科的処置を実施するために用いられてもよく、本願に開示するシステム及び方法は、凍結手術処置のようないずれか一種類の外科的処置に限定するものと解釈されるべきではない。
【００４８】
特定の例において、手術システムは、冷凍アブレーションシステムのような凍結手術システムであり得る。従って、いくつかの例において、システムは１つ以上の低温流体供給源６０を備えてもよい。低温流体供給源は液体又は気体容器とすることができる。
【００４９】
低温流体は、極低温及び極低温に関連する圧力で外科用器具３２，３４，３６（例えば凍結プローブ）に送給され得る。低温流体供給源は、アルゴン、窒素、空気、クリプトン、ＣＦ４、キセノン又はＮ２Ｏのような冷却気体であり得る。
【００５０】
制御システムは、低温流体を低温流体供給部に対して、患者組織を冷却及び／又は凍結するためには極低温で送給し、かつ例えば作動中のＭＲＩシステムに特有なＲＦ信号もしくは磁場の検出時、又は所定の閾値を超えた凍結プローブもしくは凍結プローブの一部もしくは構成要素の温度の上昇の検出時に、凍結プローブ又は凍結プローブの一部もしくは構成要素を冷却するためには非極低温で送給するように構成されていてもよい。いくつかの凍結プローブにおいて、低温流体は、本願に別記するような低温流体供給部に送給され得る。
【００５１】
図１に例示するように、いくつかのアプローチでは、低温流体供給源は、磁気室１２の外部に配置されており、かつ流体接続ラインの第１組６２によって制御システム４０に流体が流れるように接続（「流体接続」と記載）することができる。制御システム４０は、次いで、流体接続ラインの第２組６４及び流体接続ラインの第３組６６によってコネクタインタフェース３０及び／又は可動カート５０に流体接続され得る。流体接続ラインの第４組６８は、外科用器具３２，３４，３６（例えば、凍結プローブ）をコネクタインタフェース３０及び／又は可動カート５０に流体接続することができる。流体ラインは、可撓性かつ／又は取り外し可能であり得、かつ通過する流体の圧力を調節するための他の流体構成要素を備えていてもよい。低温流体供給源からの流体は、このように流体接続ラインの組６２，６４，６６，６８によって外科用器具３２，３４，３６に運ばれ得る。任意で、システムは、磁気室１２内に存在する構成要素と制御室２２内に存在する構成要素との間の流体接続を可能にするように、磁気室１２から電気的に隔離された流体接続パネル７０を備えることができる。同様に、電気接続パネル７２は、磁気室１２内に存在する構成要素と制御室２２及び／又は電気室内に存在する構成要素との間の電気的接続を容易にすることができる。
【００５２】
図１に戻って参照すると、システムはまた、手術の間に外科医に案内を提供するように患者２０の解剖学的特徴を表す画像を表示するために、ＭＲＩスキャナ１４に動作可能に結合され、かつ磁気室１２内に配置されたＭＲＩ表示装置８６も備えてもよい。ＭＲＩ表示装置８６は、機器室２４内の電気的構成要素及び／又はイメージング構成要素、並びに制御室２２内に位置する制御システム４０に動作可能に結合され得る。そのような構成は、システム全体の動作条件に関連する情報を表示してもよい。そのような場合、有利には、ＭＲＩ表示装置８６は、外科医が、例えば手術工程の進行を監視するための所望の画像、ＭＲＩの案内に関連する画像、及び／又は１つ以上の外科用器具３２，３４，３６に関連する現在の情報を選択できるようにしてもよい。任意で、外科的処置の様々な態様を同時に可視化できるようにするために、磁気室１２内に２台以上の表示装置を備えてもよい。
【００５３】
以前に記載したように、外科用器具は、限定されない例示的実施形態において凍結プローブ１００とすることができる。図２は、１つのそのような凍結プローブ１００の正面図であり、また図３は、図２の凍結プローブ１００の正面断面図である。図２及び図３を参照すると、凍結プローブ１００は長尺状本体を備えることができる。凍結プローブ１００の構成要素はプローブシャフト１０２内に位置し得る。凍結プローブは、いくつかの場合において、クライオニードル（凍結針）とすることができる。プローブシャフト１０２は、留置中に患者２０の組織を貫通するために凍結プローブ１００の遠位区域１０６に配置された遠位作用先端部１０４において終了し得る。凍結プローブがクライオニードルとして構成されている実施形態では、遠位作用先端部１０４は患者の皮膚を貫通することができる。代替実施形態において、凍結プローブは、可撓性プローブとすることができ、カテーテルによって挿入されてもよい。近位結合器１０８は、コネクタインタフェース３０、制御システム４０及び／又は低温流体供給源に対する凍結プローブ１００の接続を容易にすることができる。
【００５４】
プローブシャフト１０２は、患者２０の組織内における留置を可能にするために実質的に細い横断面のものとすることができる。一例において、凍結プローブは、約２．１ミリメートルのプローブシャフト１０２の外径を有するクライオニードルであり得る。プローブシャフト１０２の他の寸法も企図される。例えば、プローブシャフト１０２は、約１．５ミリメートル〜約２．４ミリメートルの外径を有することができる。加えて、凍結プローブがクライオニードルである実施形態では、遠位作用先端部１０４は、軟組織を貫通するために、（例えば凍結プローブ１００の近位部分と比べて）可撓性となるように、しなやかな材料から製造され得る。これに代わって、凍結プローブの相当部分は、全体的に可撓性であることができ、患者の皮膚を穿通しなくてもよく、その中心軸について所望の角度だけ可撓（屈曲可能）であってもよい。
【００５５】
図３に見られるように、凍結プローブ１００は、遠位作用先端部１０４に高圧低温流体を提供するために、ほぼその長さに沿って延びる低温流体供給部１１２を備える。低温流体供給部１１２は、プローブシャフト１０２内に同軸上に／同心状に配置され得る。低温流体供給部１１２は、遠位区域１０６上においてプローブシャフト１０２の外面上にアイスボールを形成するために低温流体を供給するように構成され得る。一部の場合には、低温流体供給部１１２は、毛細管とすることができる。
【００５６】
引き続き図３を参照すると、いくつかの例において、凍結プローブ１００は極低温冷凍機（ｃｒｙｏｃｏｏｌｅｒ）を備える。例えば、例示した例では、低温流体供給部１１２はジュール＝トムソンオリフィス１１４において終了し得る。ジュール＝トムソンオリフィス１１４から退出する低温流体が膨張室内へ膨張できるようにするために、ジュール＝トムソンオリフィス１１４は遠位作用先端部１０４の近くに配置され得る。従って、低温流体供給部１１２を通じて供給された高圧低温流体は、ジュール＝トムソンオリフィス１１４を通って退出し、膨張室内で膨張する。低温流体が膨張室内で膨張すると、低温流体は急速に冷えて、遠位作用先端部１０４の外面上に異なる形状及び／又は大きさのアイスボールを形成する。低温流体の膨張は、膨張時に低温流体が入来する低温流体より低温になるようにすることができる。ジュール＝トムソンオリフィス１１４のような例示的な極低温冷凍機が示されているが、低温デュワー瓶（ｃｒｙｏｇｅｎｉｃ  ｄｅｗａｒｓ）、スターリング型冷凍機（Ｓｔｉｒｌｉｎｇ−ｔｙｐｅ  ｃｏｏｌｅｒ）、パルス管冷凍機（ｐｕｌｓｅ−ｔｕｂｅ  ｒｅｆｒｉｇｅｒａｔｏｒ：ＰＴＲ）、ギフォード＝マクマホン（ＧＭ）冷凍機（Ｇｉｆｆｏｒｄ−ＭｃＭａｈｏｎ  ｃｏｏｌｅｒ）などのような他の種類の極低温冷凍機が本開示の範囲内において企図されることが理解されるはずである。さらに、上記で簡単に述べたように、冷却に用いられ得る低温流体としては、アルゴン、液体窒素、空気、クリプトン、ＣＦ４、キセノン、又はＮ２Ｏが挙げられる。
【００５７】
説明のために図３を再度参照すると、いくつかの例において、ヒータ１１６は、組織の解凍及び／又は焼灼（ｃａｕｔｅｒｉｚｉｎｇ）を容易にするために、任意でプローブシャフト１０２内に備えられ得る。いくつかのそのような例において、ヒータ１１６は、凍結した組織を解凍して組織からの凍結プローブ１００の解放を容易にするように、冷却及びアイスボールの形成後に作動され得る。この例示的実施形態において示されるように、電気ヒータ１１６は、凍結プローブ１００の遠位区域１０６の加熱を容易にするように、低温流体供給部１１２及びプローブシャフト１０２と同軸上に備えられ得る。これに代わって、電気ヒータ１１６は、凍結プローブ１００の遠位区域１０６を加熱するように、凍結プローブ１００の他の箇所に配置されることが可能である。電気ヒータ１１６は、抵抗ヒータ１１６とすることができ、通過する電流の流れ及び電気ヒータ１１６の電気抵抗に比例する熱を発生し得るらせん状に巻回した電線を含むことができる。そのような場合、以前に言及したように、制御システム４０（図２に図示）は、凍結プローブ１００内の電気ヒータ１１６への電流の流れを供給及び／又は調節することができる。
【００５８】
いくつかのシステムでは、制御システムは、外科用器具又はその構成要素の温度を測定するように構成された１つ以上の温度センサーを備える。例えば、制御システムは、凍結プローブ１００の遠位区域１０６の温度、又は凍結プローブシャフトの温度、又は電子チップの温度、又は電気ヒータの温度を測定するための温度センサーを備えることができる。温度測定は、プローブの温度又はその構成要素のうちのいずれかの温度を監視するために、患者の内部への配置の前、最中、又は後に実施されてもよく、例えば、測定は、配置中及び／又は外科的処置（例えば解凍又は焼灼処置）中、又は処置の前、システムがセットアップ中又は使用準備中である間に、行われてもよい。一例において、温度センサーは、その温度が変化すると、その電気抵抗が変化し得る抵抗材料（例えば正温度係数材料）を含むことができる。抵抗の変化は制御システム４０によって測定され、その結果として、制御システム４０によって、特定の種類の材料に対する電気抵抗と温度との間の既知の相関性に基づいて温度変化が判定され得る。同様に、電気ヒータの温度もこのように判定されてもよい。
【００５９】
上記に記載したように、凍結プローブ１００は電気ヒータ１１６を備える。従って、特定の有益な実施形態において、電気ヒータ１１６の材料（ヒータ１１６ワイヤなど）は、電流が流れるとプローブシャフト１０２を抵抗加熱し、かつプローブ加熱中に制御システム４０に温度フィードバックを提供するといった２つの機能を実施することができる。電気ヒータには、ニードル加熱要素故障検出回路構成も備えられていてもよい。そのような回路構成は、故障検出のために制御システムに動作可能に接続され得る。制御システムは、本願にさらに記載するように、作動するＭＲＩシステムが存在する場合に、この故障検出回路構成からの信号を「無効にする（ｂｌａｎｋ）」か、又は無視するように構成され得る。
【００６０】
いくつかの有益な例において、図１に戻って参照すると、外科用器具３２，３４，３６は、コネクタインタフェース３０及び／又は可動カート５０に接続されたときに、それらの外科用器具の識別を可能にする電子的構成要素を含んでいてもよい。一例において、外科用器具は図２及び図３に示すような凍結プローブ１００である。外科用器具１００は電子チップ１２０を含んでいてもよい。チップは、有利には、近位部分（例えば近位コネクタの近く）に配置される。他の例では、外科用器具は電子チップ１２０をその本体に沿った任意の場所に備えることができる。電子チップ１２０は、機械可読であり得る非一時的なデータ記憶媒体を含むことができる。コネクタインタフェース３０及び／又は可動カート５０と制御システム４０との間の電気的接続により、制御システム４０が電子チップ１２０の読み取り／書き込みアクセスを有することが可能となり得る。
【００６１】
電子チップ１２０は、複数の外科用器具３２，３４，３６が可動カート５０に接続されている場合に、外科用器具の識別を可能にすることができる。例えば、各電子チップ１２０は、一意的な外科用器具識別子をそのメモリに記憶することができ、それによりコネクタインタフェース３０上の特定のコネクタポートに接続された外科用器具の識別を可能にし得る。加えて、電子チップ１２０は、特定の外科的処置が実施された継続時間、外科用器具が用いられた合計時間などのような、他の情報を記憶してもよい。さらに、そのような情報は（例えば電気的接続を通じて）制御システム４０に送信されてもよい。
【００６２】
図１に関連して以前に記載したように、手術システムの特定の構成要素は、ＭＲＩシステムに近接して、又はＭＲ室内に、配置可能であり、これは、術前、術中、又は術後における撮像及び案内を可能にする。このように配置した場合、システムの構成要素は、ＭＲシステムが作動しているとき、患者の組織の領域を撮像するのに必要な磁場、及び無線周波放出などのＭＲ信号に晒される。例えば、外科用器具３２，３４，３６は、可動カート５０からの電気接続ラインの第４組５９に接続され、次にコネクタインタフェース３０に接続され得る。図１において、外科用器具のうちの１つは、接続ライン５９によって可動カート５０に接続されるように示されているが、（例えば図９に示すように）ほぼすべての外科用器具が個々の接続ライン５９によって可動カート５０に接続可能であってもよい。図１に戻ると、外科用器具３２，３４，３６は、ＭＲＩシステムによって生じた磁気共鳴（ＭＲ）信号に曝露されたときに反応作用を示すように構成された構成要素を含み得る。例えば、プローブシャフト１０２の金属材料は、無線周波数場に曝露されると加熱されることがある。加えて、外科用器具３２，３４，３６は、誘導電流が流れるのを可能にし得る電気的構成要素（例えばヒータ１１６ワイヤ、温度プローブ、又は電子チップ１２０）を含むことがある。従って、本開示の特定の実施形態は、ＭＲ信号２０２に曝露されたときに手術システムの構成要素に導入される反応作用を軽減するためのシステム及び方法を提供する。そのような有益な実施形態は、以下に記載するように、ＭＲＩシステムと組み合わせた、金属構成要素又は電気的構成要素を有する外科用器具３２，３４，３６の使用を可能にし得る。
【００６３】
本開示の特定の態様において、ＭＲＩシステムは、凍結手術処置中の様々な時点において同時に、又は定期的に用いられてもよい。図４は、患者内における外科用器具の配置と組み合わせたＭＲＩの作動の１つのそのような限定されない例示的方法４００を示している。そのような場合、ＭＲＩスキャナ１４は、ステップ４０２で画像を生成し、ステップ４０４で患者内部の標的領域（例えば腫瘍）に対する外科用器具（例えば凍結プローブ１００）の位置を判定するように作動され得る。外科医及び／又は制御システム４０がステップ４０６で外科用器具が意図した標的部位に配置されていないと判断した場合には、ステップ４０８において、外科用器具は意図した標的部位に向かって前進させられ得る。ステップ４１０では、標的部位に対する外科用器具の新たな位置を可視化するために、事後確認（ｆｏｌｌｏｗ−ｕｐ）のＭＲＩスキャンが実施され得る。このプロセスは外科用器具が標的部位に配置されるまで繰り返され得る。明らかに、図４のステップは実行の順序を構成するものではなく、ＭＲＩスキャナ１４の作動及び外科用器具の前進は同時であってもよい。
【００６４】
図５は、手術システムと関連したＭＲＩシステムの作動の別の限定されない例示的方法５００を示している。この作動において、外科的処置は、腫瘍をアブレートするための冷凍アブレーション術とすることができる。従って、ステップ５０２において、制御システム４０は「凍結」サイクルを開始し、それにより低温流体が外科用器具（例えば凍結プローブ１００）に供給されて、アイスボールを形成し、組織をアブレートする。ステップ５０４では、ＭＲＩスキャナ１４は、アイスボールの寸法及び／又は他の関心のある特徴（例えば腫瘍に対する外科用器具の位置など）を可視化するように作動され得る。ステップ５０６では、ＭＲＩスキャナ１４の作動は停止されてもよく、ステップ５０８では、外科用器具（例えば凍結プローブ１００）の先端部を解凍して外科用器具を患者組織から取り外し易くするために、「解凍」サイクルが実施され得る。ステップ５１０において、ＭＲＩスキャナ１４は、アブレートされた腫瘍を可視化するように作動され、外科医及び／又は制御システム４０がステップ５１２で後続の「凍結」サイクルが必要であるか否かを判断できるようにし得る。このプロセスは、所望の臨床結果が得られるまで繰り返され得る。任意で、ＭＲＩスキャナ１４は、ステップ５１４まで処置の間じゅう（例えば、「凍結」並びに「解凍」サイクルの間）作動し続けてもよく、ステップ５１４によってＭＲＩの作動は停止される。これに代わって、ＭＲＩスキャナ１４は外科的処置に関する関連情報を得るために間欠的に作動されてもよい。
【００６５】
上記の例から分かるように、制御システム４０が、ＭＲＩの作動のために何らかの軽減策が実施されるべきか否かを判断するために、ＭＲＩスキャナ１４の作動の継続時間及び開始／停止時間を知ることは有益である場合がある。従って、いくつかのそのような例示的実施形態では、制御システム４０は、ＭＲＩスキャナ１４が作動しているか否かを判断し、作動している場合には、ＭＲＩスキャナ１４が作動している継続時間及び他の必要なパラメーターを判定するために、ＭＲスキャナ検出器（例えばＭＲ機器の通常の使用中に発せられる低周波勾配電磁場及び／又は高周波ＲＦ電磁場を受信するように調整されたアンテナ）２００に動作可能に接続され得る。そのようなシステムは、以下に記載するように、有利にはスマート／インテリジェント手術システムであってもよい。
【００６６】
図１に戻って参照すると、いくつかの例において、例えば、システムは、少なくとも１つの検出器、例えば、ＭＲＩシステムが作動しているときに無線周波数場又は磁場をそれぞれ検出するように配置可能な１つ以上の無線周波数（ＲＦ）センサー及び／又は少なくとも１つの磁場検出器２００を備え得る。これらの検出器は、有利には、ＭＲに近接して配置され、かつＭＲ信号を検出するように構成されている。制御システムは、有利には、検出器に動作可能に結合され、ＲＦセンサーによって感知された無線周波数信号及び／又は磁場検出器によって検出された磁場に基づいて、ＭＲシステムが作動している（例えばＭＲ信号を生じている）か否かを判断し、かつ手術システム及び凍結プローブ又はその構成要素におけるＭＲ信号の作用を軽減するための対策をとるように構成されている。有利には、ＲＦセンサー及び／又は磁場検出器２００は、ＭＲＩシステムが患者の一部を撮像しているときに無線周波数場又は磁場２０２をそれぞれ検出するように、ＭＲＩシステムのボアから望ましい距離で磁気室１２の内部に配置され得る。ＲＦセンサーはＲＦアンテナ及び／又は磁場センサーとすることができる。一例において、ＲＦセンサー及び／又は磁場センサーは、ＭＲスキャナに関連したＭＲ信号の周波数に調整された（又は他の場合には応答する）既製のアンテナとすることできる。ＲＦセンサー及び磁場検出器２００は、それらが磁気室１２内の任意の場所に位置することができ、かつ依然としてＭＲＩスキャナ１４に関連したＲＦ信号及び／又は低周波磁場２０２を検出することができるようにするのに十分なダイナミックレンジを有することができる。明らかなように、ＭＲＩスキャナの作動中、ＭＲシステムの構成要素（電磁コイル、無線周波数トランスデューサーなど）によって無線周波数信号及び磁場２０２の双方が生じ得る。従って、ＲＦセンサー又は電磁場検出器のいずれかを備えれば十分である。有利には、本開示の特定の限定されない例示的実施形態は、ＭＲ信号２０２の検出において（例えば、ＲＦセンサー又は電磁場検出器のうちの一方がスキャナの作動を検出しなかった場合に）冗長性を提供するために、ＲＦセンサー及び磁場検出器２００の双方を備える。有利には、ＲＦセンサー及び電磁場検出器は信号を送信又は再放射しなくてよく、単にＭＲＩスキャナ１４から信号を受信するように構成されているだけでよい。従って、そのような実施形態は、ＭＲＩシステムによって生成された画像にノイズ又はアーチファクトを導入しないであろう。
【００６７】
ＲＦセンサー及び／又は電磁場検出器は、制御システム４０に動作可能に結合され得る。例えば、ＲＦセンサー及び／又は電磁場検出器は、可動カート５０と制御システム４０との間の既存の電気的接続を利用してもよい。１つのそのような例では、示したように、ＲＦセンサー及び／又は電磁場検出器は、磁気室１２内に配置された可動カート５０に電気的に結合され得る。前述したように、可動カート５０は、次に制御システム４０に電気的に結合され、それによりＲＦセンサー及び／又は電磁場検出器を制御システム４０と電気的に連絡させ得る。任意で、ＲＦセンサー及び／又は電磁場検出器は、効率的にパッケージ化されたシステムを提供するように、可動カート５０内に物理的に搭載されてもよい。
【００６８】
ＲＦセンサー及び／又は電磁場検出器は、ＭＲＩスキャナ１４が作動されているときにＭＲ信号２０２（例えばＲＦ又は磁気）を検出し、出力信号を生成し得る。いくつかの例において、出力信号はアナログ信号であってもよく、システムはアナログ信号をデジタル信号に変換するためにＡ／Ｄコンバーターを含んでいてもよい。これに代わって、出力信号はデジタル信号であってもよい。ＲＦセンサー及び／又は磁場検出器２００からの出力信号は制御システム４０に送信され得る。そのような場合、制御システム４０は、ＲＦセンサーによって感知されたＲＦ信号及び／又は磁場検出器２００によって検出された磁場２０２に基づいて、ＭＲシステムの構成要素（ＭＲＩスキャナ１４など）がＭＲ信号２０２を生じているか否かを判断する。
【００６９】
前述したように、手術システムの構成要素は、ＭＲシステムによって生じたＭＲ信号２０２に曝露されたときに反応作用を示すことがある。例えば、外科用器具３２，３４，３６（例えば凍結プローブ）は金属構成要素を有することがあり（例えば、プローブシャフトが金属を含有したり、又は電気ヒータもしくは温度プローブが金属ワイヤを含んだりすることがある）、ＲＦ信号に曝露されたときに無線周波数加熱を受ける場合がある。ＲＦ信号の強度に応じて、外科用器具３２，３４，３６、それらの一部、又はそれらの構成要素の温度は、許容できないレベルに上昇し得る。これは、例えば、患者内部における外科用器具の配置中に、患者不快感及び／又は健全な組織の壊死を引き起こすことがある。従って、制御システム４０は、手術システムの一部又は構成要素がＭＲ信号２０２に曝露されたときに示される反応作用を軽減するように構成され得る。
【００７０】
そのようなシステム及び構成要素の温度は、制御システムによって、例えばシステムに動作可能に結合され、温度を報告するように構成された温度プローブを備えることにより、監視することができる。これに代わって、電気的構成要素の温度は、その電気抵抗が温度に応じて変化する電線の電気抵抗を監視することによって判定されてもよい。
【００７１】
図６、図７、及び図８は、制御システム４０によって実施することができる様々な可能な軽減手順６００，７００，８００を示している。軽減手順６００，７００，８００は任意の順序で実施することができる。さらに、軽減手順６００，７００，８００は互いに組み合わせて実施することができる。
【００７２】
限定されない例示的実施形態において、制御システム４０は、ＭＲ信号２０２が、例えば患者内部における外科用器具の配置中に、外科用器具の一部又は構成要素において無線周波数加熱などの加熱を誘発するか否かを判断し、例えば、温度が所定の閾値温度を超える場合、又は磁気共鳴（ＭＲ）信号の検出時に、上記の一部又は構成要素を冷却するために冷却動作を（例えば、低温流体を用いて）開始することができる。図６は、そのような軽減手順６００の例を示している。この例では、軽減策は、外科用器具、外科用器具の一部、又は外科用器具の構成要素の温度の低減を含む。図１及び図６を参照すると、ステップ６０２において、制御システム４０は、凍結プローブなどの外科用器具３２，３４，３６、又はその一部、例えば遠位部分、又はプローブシャフトなどの外科用器具の構成要素の温度上昇を判定し得る。制御システム４０は、ステップ６０４において、温度上昇が所定の閾値を超えている（従って構成要素は過昇温している）か否かを判断し、制御システムが金属構成要素はＭＲ信号によって加熱されていると判断した場合には、金属構成要素を冷却するために冷却動作を開始する。限定されない例において、外科用器具が患者内部に挿入されている場合、外科用器具の許容可能な温度は約０℃〜約４０℃であり得る。別の限定されない例では、外科用器具の許容可能な温度の上昇は、約２℃〜約５℃とすることができる。他の許容可能な温度範囲が制御システム４０にプログラムされていてもよい。
【００７３】
ステップ６０６において、制御システム４０は、ＭＲＩシステム１４が作動しているか否かを判断し得る。例えば、制御システム４０は、作動中のＭＲＩに特有である出力信号をＲＦセンサー及び／又は磁場検出器２００から受信してもよく、それらの出力信号により制御システム４０はＭＲＩスキャナ１４が作動していると判断し得る。ステップ６０８において、制御システム４０が、外科用器具３２，３４，３６の少なくとも一部（遠位区域１０６など）又は外科用器具３２，３４，３６の構成要素の温度が所定の閾値を超えていると判断した場合、又は制御システム４０がＭＲＩスキャナ１４は作動していると判断した場合には、制御システム４０は冷却動作を開始し得る。
【００７４】
限定されない例において、制御システム４０は、冷却又は低温流体供給源に動作可能に結合されていてもよく、外科用器具又は遠位部分などの外科用器具の一部への冷却流体の供給を開始することにより、冷却動作を開始し得る。制御システムは、ＭＲ信号の検出に応答して、又は外科用器具の一部もしくは構成要素の温度が所定の閾値を上回ることに応答して、又はそれらの双方において、冷却流体を供給するように構成され得る。
【００７５】
システムは、例えば、凍結プローブの遠位区域の温度を測定するための少なくとも１つの温度センサーを備えてもよく、温度センサーは制御システムに動作可能に結合されている。制御システムは、温度センサーによって測定された温度の受信に応答して、低圧冷却流体を供給するように構成されている。制御システムは、遠位区域などの外科用器具の一部の温度測定を開始するように温度センサーと通信し、温度センサーから測定した温度を受信し、その温度が所定の閾値を超えているか否かを判断し、冷却流体の供給を開始するように低圧冷却流体供給源と通信するように構成され得る。温度センサーは、冷却流体が低圧冷却流体供給源によって供給される場合に、遠位区域の温度を測定するように有益にさらに構成されていてもよい。
【００７６】
例示のために図１を参照すると、冷却流体は、低温流体と同一の流体とすることができ、同一の流体供給源６０に貯蔵されていてもよいが、凍結プローブ又はその構成要素を冷却するためには非極低温及び／又は非極低温に関連する圧力で送給され、患者組織を凍結するためには極低温／極低温に関連する圧力で送給され得る。そのような場合、冷却流体は低圧ライン２１０を用いて供給され、かつ流体接続ラインの組６２，６４，６６，６８によって外科用器具に運ばれ得る。制御システム４０は、低温流体供給源６０を流体接続ライン６２，６４，６６，６８に流体接続するように開閉することができる流体制御器２１２（例えば、弁、ソレノイドなど）と通信し得る。そのような例では、外科用器具は、冷凍アブレーションを実施するように構成された凍結プローブ１００であってもよく、（図２に関して記載したように）その遠位作用先端部１０４に配置された極低温冷凍機を有していてもよい。このように冷却流体を低温流体と同一の流体ラインを用いて供給することができる。従って、冷却流体は、流体ライン６２，６４，６６，６８の組、低温流体供給部１１２を通って、極低温冷凍機（例えばジュール  トムソン  オリフィス）から出てもよく、それにより凍結プローブ１００の遠位作用先端部１０４を冷却する。これに代わって、冷却流体は、低温流体と同一であるか、又は異なる流体とすることができ、既存の及び／又は異なる流体経路を用いて外科用器具に流体接続されてもよい。
【００７７】
限定されない例において、制御システム４０は、患者内部における外科用器具の配置中にのみ、例えば、作動中のＭＲＩシステムに特有なＲＦ信号もしくは磁場を検出することによりＭＲＩスキャナ１４が作動しているか否か、又は温度が所定の閾値を超えたか否かを判断してもよい。これに代わって、制御システム４０は、手順の前に、又は任意の所望の時に間欠的に、そのような判断を行って、冷却手順を開始してもよい。しかしながら、別の限定されない例では、制御システム４０は、供給される冷却流体の量を節約するために、（例えば、外科用器具に関連する認識可能な温度上昇がない時、又はＭＲＩシステムが作動していない場合には）冷却流体を連続的に供給しなくてもよい。
【００７８】
特定の実施形態において、低温流体及び冷却流体は、意図しないアイスボールの形成を引き起こさないように、異なる流体とすることができる。これに代わって、低温流体及び冷却流体は同一の流体であってもよいが、冷却流体はアイスボールの形成又は冷凍アブレーションを生じないように有意に低い圧力で供給され得る。そのような例において、標的部位へのプローブの配置中に冷却手順が行われる場合には、冷却流体は、組織（特に健全な組織）にいかなる損傷ももたらすことなく、望ましい程度の冷却（例えば５℃まで）のみを生じ得る。限定されない例において、低温流体は第１圧力ライン２１４を通じて第１圧力で供給されてもよく、冷却流体は第２圧力ライン２１０を通じて第２圧力で供給されてもよく、第１圧力は第２圧力よりも大きい。例えば、第１圧力は、約１０００ｐｓｉ（６８９５ｋＰａ）〜約４０００ｐｓｉ（２７５７９ｋＰａ）とすることができ、例えば約３５００ｐｓｉ（２４１３２ｋＰａ）とすることができ、一方、第２圧力は約５００ｐｓｉ（３４４７ｋＰａ）未満とすることができるが、凍結プローブの先端部への低温流体の流れを保証するのに十分でなければならない。さらに、そのような例において、冷却流体はアルゴンとすることができ、低温流体は高圧のアルゴン、又は異なる低温流体のいずれかとすることができる。冷却流体及び低温流体の双方がアルゴンである例では、低温流体は第１圧力ライン２１４を通じて約３５００ｐｓｉの圧力で供給されてもよい。低温流体を約３５００ｐｓｉの圧力で送給するために、任意で、第１圧力ライン２１４に圧力調整器を設けてもよい。低温流体は、約３５００ｐｓｉの圧力から膨張すると、極低温になり得る。しかしながら、冷却流体もまたアルゴンであり得るが、冷却流体を約５００ｐｓｉの圧力で提供するように流量調節器２１２（圧力調整器に流体が流れるように結合された弁又はソレノイドであってもよい）を介して第２圧力ライン２１０を通じて供給され得る。従って、冷却流体は低温流体より有意に高い温度であり、極低温冷凍機（例えばＪ−Ｔオリフィス）を通って退出するときに必ずしも極低温膨張を受けなくてもよい。他の例では、第１圧力は冷却流体が実質的なジュール＝トムソン冷却を有する圧力に対応することができ、一方、第２圧力は、ジュール＝トムソン冷却がわずかに観察できるか、又はまったく観察できない圧力に対応し得る。第２圧力は、無線周波数加熱を打ち消すためにプローブの遠位区域に冷却流体を供給するのに十分な圧力に対応し得る。
【００７９】
特定の例において、制御システム４０は、冷却流体の量、並びに／又は冷却流体が供給されるべき継続時間及び頻度（ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）を知的に決定し得る。いくつかのそのような実施形態において、温度センサーは、冷却流体が供給される場合に、外科用器具の一部（例えば図２及び図３に見られる凍結プローブ１００の遠位区域１０６）の温度を測定し続けることができ、温度測定値を制御システム４０に通信してもよい。制御システム４０は、温度センサーによって測定された温度に基づいて、外科用器具の一部の所望の温度降下が達成されたか否かを判断し得る。そのような場合、所望の温度降下は約２℃〜約８℃であってもよい。これに代わって、制御システム４０は、冷却流体が供給されるべき継続時間を、外科用器具の一部の温度が所定の閾値を超える時間間隔及び／又はＭＲＩスキャナ１４が（ＲＦセンサー及び／又は磁場検出器２００によって検出されるような）ＭＲ信号２０２を生じる時間間隔に対応するように、決定することができる。
【００８０】
別の限定されない例において、制御システム４０は、外科用器具の一部から除去されるべき第１熱量、及び第１熱量を除去するために必要とされる冷却流体の第１流量を決定することができる。そのような場合、第１熱量は、所定の閾値を超える（例えば温度センサーによって測定されるような）温度上昇に対応し得る。さらに有利な態様において、制御システム４０は、外科用器具が患者に挿入されているとき、及び／又はＭＲ信号２０２が検出されたときに、所定の閾値を超える温度の上昇を予測することができる。従って、制御システム４０は所定の閾値を超える予測された温度の上昇に対応する第２熱量、及び遠位区域１０６から第２熱量を除去するために必要とされる冷却流体の第２流量を決定することができる。
【００８１】
前述したように、外科用器具３２，３４，３６の加熱に加えて、ＭＲＩスキャナ１４からのＭＲ信号２０２は、手術システムの特定の構成要素において他の反応作用を導入することがある。外科用器具は、温度センサー及び／又は電気ヒータ１１６の他の構成要素によって実施される電気抵抗及び／又は温度測定に影響を与えることがある電流の流れを誘導し得る大きな振幅（ｌａｒｇｅ  ｍａｇｎｉｔｕｄｅｓ）のＭＲ信号２０２に曝露される可能性がある。加えて、ＭＲ信号２０２からの大きな誘導電流は、存在する識別回路構成又は任意の電子チップに影響を与えることがある。例えば、そのような電流は、電子チップ１２０のデータ記憶媒体を結局上書きしたり、かつ／又は恒久的に消去したりする可能性がある。そのような作用は、反応電気信号（ｒｅａｃｔｉｖｅ  ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  ｓｉｇｎａｌｓ）と称される。従って、手術システムの構成要素を保護するために、制御システム４０は付加的な軽減ステップを実施してもよい。
【００８２】
図７は、例えば図１に示したような制御システム４０によって実施することができるそのような１つの軽減手順７００の例である。一例において、外科的処置は、凍結プローブを用いた冷凍アブレーション及び／又は焼灼であってもよい。図１及び図７を参照すると、軽減手順７００は、間欠的に又は連続的に実施することができる。さらに、軽減手順は、制御システム４０が凍結プローブ１００の遠位区域１０６の温度を測定するように温度センサーと通信する時の前又は直後に実施することができる。そのような測定は、凍結プローブが患者内に挿入されている間又はその前に行なわれてもよい。これに代わって、軽減手順７００は、任意の望ましい時に実施することができ、例えば温度測定がない場合に行われてもよい。ステップ７０２において、ＲＦセンサー及び／又は磁場検出器２００は、作動中のＭＲＩスキャナ１４に関連するＭＲ信号２０２（例えば無線周波数電磁場又は磁場２０２）を検出し、出力信号が制御システム４０に送信される。ステップ７０４において、制御システム４０は、ＲＦセンサー及び／又は磁場検出器２００から何らかの出力信号が受信されたか否かを確認し、出力信号が受信されていた場合にはＭＲＩスキャナ１４は作動していると判断する。ステップ７０６において、制御システムがＭＲシステムはＭＲ信号を生じていると判断した場合、又はその信号もしくは読み取り値が電気的構成要素におけるＭＲ信号の作用によるものと判断された場合には、制御システム４０は次に凍結プローブなどの外科用器具の電気的構成要素に関連した反応電気信号のような信号もしくは読み取り値を無視するか、又は特定の信号もしくは読み取り値のみを無視し得る。これに代わって、制御システムは、ＭＲ効果による影響を受けないであろう信号又は読み取り値のみを受け入れるか、又は処理してもよい。制御システムは、例えば、電気ヒータ１１６から受信される特定の信号又は読み取り値を無視する。例えば、制御システム４０は、電気ヒータ１１６の故障に対応する信号又は読み取り値を無視するが、任意で、ヒータ１１６の電気抵抗に対応する信号は受信され続けてもよく、一方で電気ヒータ１１６に関連する他の信号は無視されてもよい。このように、ヒータの電気抵抗から決定される温度測定値はＭＲ信号による影響を受けないままである。同様のアプローチは、凍結プローブ又はその構成要素のいずれかの温度を測定するように構成された温度センサーに適用されてもよい。ステップ７０８において、制御システム４０は、外科用器具の電気的構成要素に関連した任意の他の電気信号（例えば外科用器具の電子チップ１２０に関連した電気信号）を無視する。有利には、軽減手順は、凍結プローブ１００に関連した任意の誤った電気信号を無視することにより、温度測定の精度を改善し得る。
【００８３】
図８は、凍結プローブなどの外科用器具に対して制御システム４０によって実施され得る別の例示的な軽減手順８００である。軽減手順８００は、例えば外科用器具からの電気信号を無視するだけでは十分ではない可能性がある状況に適当であり得る。例えば、ＲＦ場又は磁場２０２などのＭＲ信号からの大きな誘導電流は、電子チップ１２０のデータ記憶媒体を上書きしたり、かつ／もしくは恒久的に消去したり、又は他の場合には外科用器具の電気的構成要素を破壊したりすることがある。従って、制御装置は、電気ヒータ、温度センサー又はチップなどの外科用器具の特定部分を電気的に切断及び／又は隔離して、それらを通る誘導電流の流れを排除することができる。
【００８４】
図７に示した軽減手順７００の場合と同様に、図８の軽減手順８００は、制御システム４０（図１に図示）が凍結プローブ１００（図２及び図３に図示）の遠位区域１０６の温度を測定するように温度センサーと通信する時の前又は直後に間欠的に実施することができる。そのような測定は、凍結プローブが患者内に挿入されている間又はその前に行なわれてもよい。これに代わって、図８に示した軽減手順８００は、任意の望ましい時に実施することができる。図１及び図８を参照すると、ステップ８０２において、ＲＦセンサー及び／又は磁場検出器２００は、ＭＲＩスキャナ１４に関連するＭＲ信号２０２と総称される無線周波数場又は磁場２０２を検出し、出力信号が制御システム４０に送信される。ステップ８０４において、制御システム４０は、ＲＦセンサー及び／又は磁場検出器２００から何らかの出力信号が受信されたか否かを確認し、出力信号が受信されていた場合にはＭＲＩシステム１４は作動していると判断する。ステップ８０６では、制御システム４０がＭＲＩスキャナ１４は作動していると判断した場合には、制御システム４０は、ＭＲ信号２０２によって導入される誘導電流などの反応作用を軽減するために、外科用器具の少なくとも一部を電気的に切断する。
【００８５】
図９は、外科用器具の一部の電気的切断を実施するための回路構成を示す限定されない例示的電気回路図である。図９に見られるように、制御システム４０は、１つ以上の外科用器具３２，３４，３６と（例えば電気連絡ライン５９によって）電気的に連絡するように配置されたスイッチ９００（例えばマルチプレクサ）に電気的に接続され得る。制御システム４０はまた、外科用器具３２，３４，３６と連絡した電気ライン５９のインピーダンスよりも低いインピーダンスを有する低インピーダンス電気ライン９０２にも接続され得る。一例によれば、制御システム４０が（例えば、検出されたＭＲ信号２０２に基づいて）ＭＲＩシステムは作動していると判断した場合、制御システム４０は、外科用器具と制御システム４０との間の電気的接続を電気的に切断するようにスイッチ９００と通信し得る。図９の例において、これは、外科用器具と関連する電気回路を「開放する（ｏｐｅｎ  ｃｉｒｃｕｉｔｉｎｇ）」こと、及び／又は制御システム４０の電気的接続を低インピーダンス電気ラインと「短絡させる（ｓｈｏｒｔ  ｃｉｒｃｕｉｔｉｎｇ）」ことによって行うことができる。ＭＲ信号２０２に曝露されたとき、外科用器具は開回路内に存在するので、外科用器具を通って誘導電流が流れないことにより、外科用器具の電気的構成要素（例えば、図２及び図３に示した電子チップ１２０、及び任意で電気ヒータ１１６）を保護し得る。図９に戻って、さらにスイッチ９００が制御システム４０を短絡させた場合には、誘導電流は、外科用器具のより高インピーダンスの電気ラインではなく、低インピーダンスのラインを通って流れるように促されるであろう。
【００８６】
本開示の実施形態は１つ以上の利点を提供する。本願に開示したシステム及び方法は、ＭＲＩシステムの作動を知的に検出し、軽減ステップが実施されるべきか否かを知的に判断することができる。そのような場合、本願に記載したシステム及び方法は、ＭＲ信号に曝露されたときに外科用器具の加熱を低減するために軽減ステップを実施することができる。本願に記載したシステム及び方法はまた、外科用器具の特定の電気的構成要素を保護するように、外科用器具の少なくとも一部を電気的に切断することができる。加えて、本願に記載したシステム及び方法はまた、誤ったデータ（例えば温度測定値）を受信しないように、外科用器具から受信した電気信号を無視することができる。従って、本願に開示したシステム及び方法は、電気的構成要素及び金属構成要素を有する外科用器具をＭＲＩシステムとともに使用することを可能にする。
【００８７】
様々な実施例について説明してきた。これら及び他の実施例は以下の特許請求の範囲の範囲内にある。
【図１】
2021502196.tif 000003
【図２】
2021502196.tif 000004
【図３】
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【図４】
2021502196.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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