(57)【要約】【課題】遠方（患者の体外）からセンチネルリンパ節の正確な位置を同定することができ、操作性良く、安価な磁性流体検出装置を実現する。【解決手段】磁性流体検出装置１は、被検体内部の水素原子核に作用する磁界を発生するための磁石２１と、励起パルスを送信する送信アンテナ２２と、磁気共鳴信号を得る受信アンテナ２３とを先端側に内蔵したプローブ２と、このプローブ２を制御するための制御装置４と、この制御装置４を操作制御するＰ．Ｃ．６とで構成される。Ｐ．Ｃ．６は、被検体内部の所定領域を測定した制御装置４からの磁気共鳴信号を信号処理して水素原子核の緩和時間を算出するとともに、この算出された緩和時間に基づいて被検体内部に滞留している磁性流体３０の有無を判定して、この判定結果を術者に告知するように構成される。【選択図】図１
2004313477.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体内部の水素原子核に作用する磁界を発生するための磁界発生手段と、
前記被検体内部の水素原子核を磁気共鳴させるための励起パルスを送信する送信アンテナと、
前記被検体内部の水素原子核が磁気共鳴して発する電磁波を受信して磁気共鳴信号を得る受信アンテナと、
前記受信アンテナからの磁気共鳴信号を信号処理して前記被検体内部の水素原子核の緩和時間を算出するともに、この算出された緩和時間に基づいて前記被検体内部に滞留している磁性流体の有無を判定する信号処理手段と、
を具備したことを特徴とする磁性流体検出装置。
【請求項２】
前記信号処理手段の判定結果に基づき、前記被検体内部に滞留している磁性流体の有無を告知する告知手段を設けたことを特徴とする請求項１に記載の磁性流体検出装置。
【請求項３】
前記磁界発生手段で発生した磁界の方向と前記送信アンテナから送信される励起パルスの方向とが垂直に直交するようにしたことを特徴とする請求項１又は２に記載の磁性流体検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、腫瘍の原発巣からリンパ管に入った腫瘍細胞が最初に到達するリンパ節であるセンチネルリンパ節（Ｓｅｎｔｉｎｅｌ  Ｌｙｍｐｈ  Ｎｏｄｅ）を同定する根拠として、腫瘍近傍に注入した磁性を有する磁性流体が所定時間後にどのように分布しているかを測定するための磁性流体検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、早期癌の切除手術は、発見率が向上し、頻繁に行われている。一般に、早期癌の手術は、根治を目的とし、病変部に加え、病変部の周囲に存在する転移が疑われる複数個のリンパ節を切除することが多い。また、早期癌の手術は、術後に切除したリンパ節の病理検査を行い、リンパ節への転移の有無を確認して術後の治療方針などを決定している。
【０００３】
手術段階において、リンパ節への転移の有無は、不明である。このため、早期癌の手術は、病変部近傍に存在する複数個のリンパ節を切除するため、患者の負担が大きい。また、例えば早期乳癌において、リンパ節への転移比率は、２０％程度である。このため、早期癌の手術は、実際に転移していない８０％の患者にとって、無用なリンパ節切除が行われたことになる。
【０００４】
近年、患者のＱＯＬ（Ｑｕａｌｉｔｙ  ｏｆ  Ｌｉｆｅ）及び癌切除手術における根治性の両立は、求められている。そのための手法のひとつとして、無用なリンパ節切除を防ぐ、センチネルノードナビゲーションサージェリ（  Ｓｅｎｔｉｎｅｌ  Ｎｏｄｅ  Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ  Ｓｕｒｇｅｒｙ  ）は、注目されている。以下、簡単にセンチネルノードナビゲーションサージェリについて説明する。
【０００５】
癌は、リンパ節に転移する場合、ランダムに転移を生じることなく、一定のパターンに従って、病変部からリンパ管を経て、リンパ節に転移することが、最近の研究により解明されている。癌は、リンパ節に転移している場合、必ずセンチネルリンパ節に転移があると考えられる。ここで、センチネルリンパ節（  Ｓｅｎｔｉｎｅｌ  Ｌｙｍｐｈ  Ｎｏｄｅ  ）とは、癌の原発巣からリンパ管に入った癌細胞が最初に到達するリンパ節のことである。
【０００６】
このため、早期癌の手術は、癌切除術中に、センチネルリンパ節を見つけ、生検し、迅速病理検査を行うことにより、リンパ節への転移の有無を判定することができる。センチネルリンパ節に癌が転移していない場合、早期癌の手術は、残りのリンパ節の切除が不用となる。一方、センチネルリンパ節に癌が転移している場合、早期癌の手術は、転移状況に応じて、病変部近傍の複数個のリンパ節を切除する。
【０００７】
このセンチネルノードナビゲーションサージェリを行なうことで、早期癌の手術は、リンパ節に癌が転移していない患者において、無用なリンパ節切除が行われることがなく、患者に対して負担が少なくなる。また、センチネルノードナビゲーションサージェリは、乳癌に限らず、消化器などの開腹手術や或いは腹腔鏡を用いた手術などにも適用される。
このセンチネルノードナビゲーションサージェリは、センチネルリンパ節を容易にかつ精度良く検出できる検出装置が強く求められている。
【０００８】
そこで、上記検出装置は、例えば、特開２００１−２９９６７６号公報に記載されているように近赤外励起光を用いるものが提案されている。
上記近赤外励起光を用いる検出方法は、トレーサーとして赤外蛍光色素であるインドシアニングリーン（  Ｉｎｄｏｃｙａｎｉｎｅ  ｇｒｅｅｎ  ）を腫瘍周囲に局注する。そして、所定時間後、上記検出装置は、開腹手術を行って、被観察部に近赤外励起光を照射する。すると、センチネルリンパ節は、インドシアニングリーンを蓄積しているため、近赤外蛍光を発する。その近赤外蛍光を可視光に変換して可視化像として観察することで、上記検出装置は、センチネルリンパ節を検出することが可能である。
【０００９】
しかしながら、上記特開２００１−２９９６７６号公報に記載の検出装置は、センチネルリンパ節の位置を同定できるのが表面から数ｍｍの深さに過ぎない。従って、上記特開２００１−２９９６７６号公報に記載の検出装置は、脂肪が厚い場合や、肺の様に炭などが沈着している場合、センチネルリンパ節を確認することが困難である。
【００１０】
一方、これに対して上記検出装置は、例えば、特開平９−１８９７７０号公報や特開平１０−９６７８２号公報に記載されているように放射線を用いたものが提案されている。
【００１１】
上記放射線を用いる検出方法は、トレーサーとして放射性同位元素を腫瘍周囲に局注する。そして、所定時間後、上記検出装置は、センチネルリンパ節に滞留している放射性同位元素からの放射線を検出することで、センチネルリンパ節を検出することが可能である。
しかしながら、上記特開平９−１８９７７０号公報や特開平１０−９６７８２号公報に記載の検出装置は、放射線を用いているので、人体が被爆する。
【００１２】
一方、これに対して、例えば、米国特許ＵＳ６，２０５，３５２号公報には、アイソトープを用いることなく、センチネルリンパ節を検出するものが提案されている。上記米国特許ＵＳ６，２０５，３５２号公報は、ＭＲＩ（  Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ  Ｉｍａｇｉｎｇ  ）や超音波を用いることにより、センチネルリンパ節を検出するものが記載されている。しかしながら、上記米国特許ＵＳ６，２０５，３５２号公報は、磁性流体の検出についても記載されているが、検出方法、装置についての具体的な説明の記載がない。
【００１３】
また、米国特許ＵＳ６，４５８，３３６号公報は、トレーサーとしてポルフィリン（  ＰＯＲＰＨＹＲＩＮ  ）を用いて上記ＭＲＩによりセンチネルリンパ節を検出するものが記載されている。しかしながら、上記米国特許ＵＳ６，４５８，３３６号公報は、検出方法、装置についての具体的な説明の記載がなく、一般的なＭＲＩの装置を用いていると考えられる。
尚、上記ＭＲＩは、立体的にイメージングするので、強くて均一な磁場を測定する広範囲に亘って生成するため、大型化してその分高価となるという問題がある。
【００１４】
また、近年、超伝導量子干渉素子（  Ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ  ＱＵａｎｔｕｍ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ  Ｄｅｖｉｃｅ  ：以下、ＳＱＵＩＤと略す）を用いたＳＱＵＩＤ磁束計は、様々な分野で応用されている。上記ＳＱＵＩＤは、地磁気の１０億分の１程度の磁束を高感度で検出することが可能である。
【００１５】
近年、上記ＳＱＵＩＤは、液体窒素温度（７７．３Ｋ：−１９６℃）での冷却で利用可能な高温超伝導ＳＱＵＩＤが実用化されている。
これを利用して、検出装置は、例えば、日本生体磁気学界誌  特別号（  Ｖｏｌ．１５  Ｎｏ．１  ２００２  第１７回）日本生体磁気学界論文集に記載されているように高温超伝導ＳＱＵＩＤを用いたものが提案されている。
【００１６】
上記高温超伝導ＳＱＵＩＤを用いた検出方法は、トレーサーとして磁性を有する磁性流体を腫瘍周囲に局注する。そして、所定時間後、磁性流体は、センチネルリンパ節に滞留する。上記検出装置は、磁力の大きい電磁石で磁性流体を磁化し、電磁石をオフにしたとき、この磁性流体に残る微弱な残留磁界をＳＱＵＩＤで検出することで、センチネルリンパ節を検出することが可能である。
ここで、磁性流体は、粒子径が数百ｎｍと小さいので、保磁力が弱く、残留磁界が非常に小さくなる。このため、ＳＱＵＩＤのような高感度の磁気センサを必要とする。
【００１７】
【特許文献１】
特開２００１−２９９６７６号公報
【００１８】
【特許文献２】
特開平９−１８９７７０号公報
【００１９】
【特許文献３】
特開平１０−９６７８２号公報
【００２０】
【特許文献４】
米国特許ＵＳ６，２０５，３５２号公報
【００２１】
【特許文献５】
米国特許ＵＳ６，４５８，３３６号公報
【００２２】
【非特許文献１】
日本生体磁気学界誌  特別号Ｖｏｌ．１５  Ｎｏ．１；日本生体磁気学界論文集、２００２年  第１７回、ｐ．３１−３２
【００２３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記高温超伝導ＳＱＵＩＤで形成した磁気センサ（以下、ＳＱＵＩＤ磁気センサ）は、−１９０℃くらいの低温で動作させるため、液体窒素を用いてセンサを冷やさなければならない。このため、装置が大型化し、操作性が悪くなる。また、液体窒素も数時間毎に交換する必要があり、ランニングコストがかかる。更に、液体窒素の交換時に危険が伴う等の問題がある。また、磁性流体の残留磁界が非常に小さいため、電機機器からの磁気ノイズの影響が大きく、磁気シールドする必要があり、更に大型化、コストアップになる。
また、磁界は、離れると距離の二乗に反比例して極端に弱くなる。このため、従来の装置では、遠方（患者の体外）から測定することが困難であった。
【００２４】
本発明は、これらの事情に鑑みてなされたものであり、遠方（患者の体外）からセンチネルリンパ節の正確な位置を同定することができ、操作性良く、安価な磁性流体検出装置を提供することを目的とする。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に記載の磁性流体検出装置は、被検体内部の水素原子核に作用する磁界を発生するための磁界発生手段と、前記被検体内部の水素原子核を磁気共鳴させるための励起パルスを送信する送信アンテナと、前記被検体内部の水素原子核が磁気共鳴して発する電磁波を受信して磁気共鳴信号を得る受信アンテナと、前記受信アンテナからの磁気共鳴信号を信号処理して前記被検体内部の水素原子核の緩和時間を算出するともに、この算出された緩和時間に基づいて前記被検体内部に滞留している磁性流体の有無を判定する信号処理手段と、を具備したことを特徴としている。
また、本発明の請求項２は、請求項１に記載の磁性流体検出装置において、前記信号処理手段の判定結果に基づき、前記被検体内部に滞留している磁性流体の有無を告知する告知手段を設けたことを特徴としている。
また、本発明の請求項３は、請求項１又は２に記載の磁性流体検出装置において、前記磁界発生手段で発生した磁界の方向と前記送信アンテナから送信される励起パルスの方向とが垂直に直交するようにしたことを特徴としている。
この構成により、遠方（患者の体外）からセンチネルリンパ節の正確な位置を同定することができ、操作性良く、安価な磁性流体検出装置を実現する。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
（第１の実施の形態）
図１ないし図３は本発明の第１の実施の形態に係り、図１は本発明の第１の実施の形態の磁性流体検出装置を示す全体構成図、図２は図１の制御装置の回路構成を示す回路ブロック図、図３は図１のＰ．Ｃ．の制御を示すフローチャートである。
【００２７】
図１に示すように本発明の第１の実施の形態の磁性流体検出装置１は、体腔内に挿入可能で、後述の磁界発生手段と送信アンテナ及び受信アンテナを先端側に内蔵したプローブ２と、このプローブ２に接続ケーブル３で接続され、該プローブ２を制御するための制御装置４とで主に構成されている。
【００２８】
制御装置４は、ＲＳ２３２Ｃケーブル５を介してパーソナルコンピュータ（以下、Ｐ．Ｃ．）６に接続され、このＰ．Ｃ．６で操作制御されるようになっている。また、制御装置４には、図示しないハンドスイッチが接続されており、このハンドスイッチをオンすることで、制御装置４は、電源電力をプローブ２に供給するようになっている。このハンドスイッチは、防水性であっても良く、また、ディスポーサブルであっても良い。また、ハンドスイッチは、プローブ２に装着可能であっても良く、独立に使用可能であっても良い。尚、符号４ａは、制御装置４のフロントパネルに設けられた電源スイッチである。
【００２９】
プローブ２は、防水グロメット１１を介して接続ケーブル３が延出しており、防水性の外装部材１２を有して水密に構成されている。この外装部材１２は、先端側外装部材１２ａと後端側外装部材１２ｂとの２つで形成されており、これら接続部分はＯリング１３が設けられている。尚、先端側外装部材１２ａは、非磁性材料で形成されており、先端側に内蔵している磁界発生手段と送信アンテナ及び受信アンテナに対して磁気的な影響を防止するようになっている。
【００３０】
プローブ２は、このプローブ近傍の空間を介して被検体内部の水分等を構成している水素原子核（＝プロトンｐｒｏｔｏｎ）に作用する磁界を発生するための磁界発生手段としてＵ字形又は馬蹄形の磁石２１と、この磁石２１により発生した磁界中で、被検体内部の水素原子核を磁気共鳴させるための励起パルスを送信するコイル状の送信アンテナ２２と、この送信アンテナ２２から送信される励起パルスにより、被検体内部の水素原子核が磁気共鳴して発する電磁波を受信して磁気共鳴信号を得るコイル状の受信アンテナ２３とをプローブ先端側に設けて構成されている。尚、本実施の形態では、磁界発生手段として磁石２１を用いて構成しているが、電磁石を用いて構成しても良い。その場合、電磁石のオンオフは、測定開始時のハンドスイッチのオンオフで行われるようになっている。
【００３１】
また、本実施の形態では、磁気共鳴を起こせるように磁石２１で発生した磁界の方向と送信アンテナ２２から送信される励起パルスの方向とが垂直に直交するように磁石２１と送信アンテナ２２とを配置している。このことにより、磁石２１で発生した磁界が送信アンテナ２２からの励起パルスに対して垂直にかかり、ローレンツ力の作用で水素原子核が磁気共鳴を起こせるようになっている。
【００３２】
また、プローブ２は、制御装置４からの後述する発信器から供給される駆動信号（駆動パルス）を増幅して送信アンテナ２２へ出力するパワーアンプ２４と、受信アンテナ２３から出力される磁気共鳴信号（以下、ＭＲ信号）を増幅するためのプリアンプやノイズ除去を行うためのフィルタ等を搭載した回路基板２５を基端側に設けている。
【００３３】
このようなプローブ２を被検体内部の病変部付近に近づけると、この被検体内部の水素原子核は、磁石２１の発する強い磁界（静磁場）に作用して一斉に縦方向に整列する。
ここで、所定周波数の電磁波を照射すると、被検体内部の水素原子核は、ローレンツ力の作用で横向きに倒れて磁気共鳴現象を生じる。尚、例えば、１．０Ｔ（テスラ）の磁場で、水素原子核（１Ｈ）を共鳴させる周波数は、４２．５８ＭＨｚである。
【００３４】
そして、電磁波の照射を停止すると、被検体内部の水素原子核は、電磁波を放出しながら基底状態へ戻る。このとき、水素原子核の基底状態に戻る過程が緩和現象であり、発せられた電磁波を受信して得たＭＲ信号（磁気共鳴信号）から出力信号の長さや位相等のデータを抽出して緩和時間を算出できる。この緩和時間は、生体組織により、また病変により異なる。
【００３５】
ここで、被検体内部の測定付近に磁性流体３０が存在しているとすると、磁性流体３０があるその領域は、緩和時間が短くなり、所定値Ｔとなる。
ここで、所定値Ｔは、例えば、
Ｔ＝（ｔ１＋ｔ２）／２  …（１）
但し、ｔ１：磁性流体が有るときの水素原子核の緩和時間，
ｔ２：水素のみのときの水素原子核の緩和時間
となる。
【００３６】
従って、プローブ２で被検体内部の所定領域を測定した際、得られたＭＲ信号から算出される緩和時間ｔが所定値Ｔと比較して小さければ、この領域に磁性流体が有る（存在する）と判定でき、つまり、この領域がセンチネルリンパ節３１であると同定できることになる。
尚、本実施の形態では、制御装置４の後述する発信器から駆動信号（駆動パルス）をプローブ２へ供給し、このプローブ２の送信アンテナ２２から励起パルスを送信することで、被検体内部の所定領域に間欠的に電磁波を照射するようになっている。
【００３７】
次に、制御装置４の内部構成を説明する。
図２に示すように制御装置４は、プローブ２の送信アンテナ２２に駆動信号（駆動パルス）を供給するための発信器４１と、プローブ２からのＭＲ信号（磁気共鳴信号）を増幅するアンプ４２と、このアンプ４２で増幅された信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄコンバータ４３と、このＡ／Ｄコンバータ４３で変換されたデジタル信号を信号処理するＣＰＵ（  Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ  ）４４と有している。
尚、ＣＰＵ４４は、Ａ／Ｄコンバータ４３からパラレルで出力されるデジタル信号をシリアルの出力信号に変換するためのＵＡＲＴ  （  Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ  Ｒｅｃｅｉｖｅｒ  Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ  ）コントローラ４４ａを備えている。
【００３８】
また、制御装置４は、ＲＳ２３２Ｃケーブル５を介してＣＰＵ４４とＰ．Ｃ．６との通信を行うためのＲＳ２３２Ｃドライバ４５を有し、このＲＳ２３２Ｃドライバ４５とＣＰＵ４４との信号の送受信をフォトカプラ４６で電気的に絶縁するようになっている。
そして、制御装置４は、術者により操作されるＰ．Ｃ．６の制御に従い、このＰ．Ｃ．６と通信を行ってプローブ２により被検体内部に滞留している磁性流体３０を検出するようになっている。
【００３９】
そして、Ｐ．Ｃ．６は、後述する図３のフローチャートに従って、被検体内部の所定領域を測定した制御装置４からのＭＲ信号（磁気共鳴信号）を信号処理して水素原子核の緩和時間ｔを算出するとともに、この算出された緩和時間ｔに基づいて被検体内部に滞留している磁性流体３０の有無を判定して、この判定結果を術者に告知するように構成されている。即ち、本実施の形態では、Ｐ．Ｃ．６は、信号処理手段及び告知手段を兼ねている。尚、Ｐ．Ｃ．６は、後述するように算出した緩和時間ｔを上述した所定値Ｔと比較して磁性流体３０の有無を判定するようになっている。
【００４０】
このように構成される磁性流体検出装置１は、被検体内のセンチネルリンパ節３１に滞留している磁性流体３０を検出して、センチネルリンパ節３１を同定するのに用いられる。
先ず、術者は、被検体の病変部の下層に図示しない穿刺針を差し込み、病変部近傍に磁性流体３０を局注する。すると、病変部に局注された磁性流体３０は、注入部位よりリンパ管に移行し、５分から１５分後にセンチネルリンパ節３１に達してこのセンチネルリンパ節３１に滞留する。
【００４１】
そして、術者は、磁性流体検出装置１のプローブ２を図示しないトラカールを介して外科的に体腔内に挿入するか又は患者の体外から病変部付近に向けて用いる。そして、術者は、プローブ２の先端を患者の病変部近傍に対して、動かしながらセンチネルリンパ節３１に滞留している磁性流体３０を検出する。
ここで、上述したように被検体内部の病変部付近の水素原子核は、磁石２１の発する強い磁界（静磁場）に作用して一斉に縦方向に整列する。
【００４２】
そして、術者は、患者の病変部近傍において、ハンドスイッチを押下操作しオンする。すると、制御装置４は、ハンドスイッチからのオン信号が伝達され、発信器４１からの駆動信号（駆動パルス）をプローブ２へ供給する。
【００４３】
プローブ２は、制御装置４からの駆動信号（駆動パルス）をパワーアンプ２４で増幅した後、送信アンテナ２２から励起パルスを測定領域に向けて送信する。
すると、測定領域中の水素原子核は、励起パルスのエネルギーを吸収して磁気共鳴し、その後、励起パルスが停止した際、基底状態へ戻るときに電磁波を放出する。
【００４４】
そして、プローブ２は、水素原子核から放出される電磁波を受信アンテナ２３で受信してＭＲ信号（磁気共鳴信号）を得る。このＭＲ信号（磁気共鳴信号）は、プリアンプで増幅され、フィルタ等でノイズ除去されて制御装置４へ出力される。
【００４５】
そして、制御装置４は、プローブ２からのＭＲ信号（磁気共鳴信号）をアンプ４２で増幅し、Ａ／Ｄコンバータ４３でＡ／Ｄ変換してＣＰＵ４４のＵＡＲＴコントローラ４４ａでシリアルの出力信号に変換してＲＳ２３２Ｃドライバ４５に伝達し、ＲＳ２３２Ｃケーブル５を介してＰ．Ｃ．６へ出力する。
【００４６】
ここで、Ｐ．Ｃ．６は、図３に示すフローチャートに基づき、術者に告知する制御を行う。
図３に示すようにＰ．Ｃ．６は、制御装置４からの信号をデータとして入力される（ステップＳ１）。そして、Ｐ．Ｃ．６は、入力されたデータに対して公知のフーリエ変換等のデータ処理を行い（ステップＳ２）、データを抽出する。
【００４７】
次に、Ｐ．Ｃ．６は、抽出して得たデータから所定領域の水素原子核の緩和時間ｔを算出する（ステップＳ３）。そして、Ｐ．Ｃ．６は、この算出した緩和時間ｔを所定値Ｔと比較し（ステップＳ４）、磁性流体３０の有無を判定する。
【００４８】
ここで、算出した緩和時間ｔが所定値Ｔより小さければ、Ｐ．Ｃ．６は、この領域に磁性流体３０が有る（存在する）と判定し、センチネルリンパ節３１であるとモニタ表示する（ステップＳ５）。そして、Ｐ．Ｃ．６は、付属のスピーカで音を発生させる（ステップＳ６）。
【００４９】
一方、算出した緩和時間ｔが所定値Ｔより小さければ、Ｐ．Ｃ．６は、この領域に磁性流体３０が無い（存在しない）と判定し、センチネルリンパ節３１でないとモニタ表示する（ステップＳ７）。
そして、術者がハンドスイッチをオフしてプローブ２による測定を終了するまで、Ｐ．Ｃ．６は、上記ステップＳ１〜Ｓ７を繰り返す。
【００５０】
この結果、本実施の形態の磁性流体検出装置１は、電磁波が磁気と比べて遠くまで届くので、遠方（患者の体外）からセンチネルリンパ節３１の正確な位置を同定することができる。
また、本実施の形態の磁性流体検出装置１は、ＭＲＩのようにイメージをつくるわけでなく１点ずつ情報をみるので、磁界発生手段としてプローブ２内に内蔵可能な磁石２１（又は電磁石）を用いているので、小型化が可能であり、操作性良く、安価に構成できる。
【００５１】
従って、本実施の形態の磁性流体検出装置１は、センチネルリンパ節３１の正確な位置を同定することができ、操作性良く、安価に構成できる。
尚、本実施の形態では、送信アンテナ２２及び受信アンテナ２３をそれぞれ独立に設けて構成しているが、１つのアンテナで送信と受信とを切り換えて送受信を行うように構成しても構わない。
【００５２】
また、本実施の形態では、プローブ２は、トラカールを介して外科的に体腔内に挿入するか又は患者の体外から病変部付近に向けて用いるように構成しているが、プローブ２を体腔内に挿入可能な細長な可撓管部を設けて軟性内視鏡的に用いるように構成しても良く、内視鏡の処置具挿通用チャンネルに挿通して又は単体で体腔内に挿入するように用いても良い。
【００５３】
（第２の実施の形態）
図４ないし及び図８は本発明の第２の実施の形態に係り、図４は本発明の第２の実施の形態の磁性流体検出装置を示す全体構成図、図５は図４のプローブの内部構成を示す説明図、図６は図４の位置検出部を示す説明図、図７は図４の制御装置の回路構成を示す回路ブロック図、図８は図４の３軸ヘルムホルツコイルが発生する磁界の一例を示すグラフである。
【００５４】
上記第１の実施の形態では、磁界発生手段としてプローブ２に内蔵される磁石２１（又は電磁石）を用いて構成しているが、本第２の実施の形態は、磁界発生手段として被検体を覆う３軸ヘルムホルツコイルを用いて構成する。更に、本第２の実施の形態は、Ｐ．Ｃ．を用いることなく、プローブと制御装置のみで構成する。それ以外の構成は、上記第１の実施の形態とほぼ同様なので説明を省略し、同じ構成には同じ符号を付して説明する。
【００５５】
即ち、図４に示すように本第２の実施の形態の磁性流体検出装置１Ｂは、磁界発生手段として３軸ヘルムホルツコイル５１を有し、更にＰ．Ｃ．を用いることなく、プローブ２Ｂと制御装置４Ｂのみで構成される。
３軸ヘルムホルツコイル５１は、互いに向かい合う一対の電磁コイルがヘルムホルツコイルを形成し、このヘルムホルツコイルを３組組み合わせて略キュービック状に構成されている。
【００５６】
そして、３軸ヘルムホルツコイル５１は、接続ケーブル５２を介して制御装置４Ｂに接続されており、この制御装置４Ｂから通電される電流を例えば、電流の向きを反転させたり、電流を変化させたりすることで、３次元的に回転磁界を形成するように制御されるようになっている。尚、図４中、矢印は、３軸ヘルムホルツコイル５１が発生した磁界の向きを表している。
【００５７】
制御装置４Ｂは、磁性流体の有無を表示するためのＬＥＤ（  Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ  ）等で形成された表示部５３と、磁性流体の有無を音で告知するためのスピーカ５４とをフロントパネルに設けている。尚、本実施の形態では、図４中において、表示部５３は、ＬＥＤ等で形成されているが、表示部５３としてＬＣＤ（  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）等を用いて画像表示するように構成しても良い。
また、本実施の形態では、プローブ２Ｂの位置を３次元的に検出するための位置検出部５５を３軸ヘルムホルツコイル５１の各頂点部に設けている。この位置検出部５５の詳細構成は、後述する。
【００５８】
図５に示すようにプローブ２Ｂは、このプローブ自身の姿勢を検出可能なように加速度センサ５６を内蔵して構成されている。この加速度センサ５６は、加速度を受けるとこの加速度を電気的な量に変換するものであり、１個のセンサ素子で、ｘ、ｙ、ｚ方向の３つの加速度を同時に検出可能である。この加速度センサ５６の構造としては、圧電型、静電容量型、マイクロマシニング技術によるピエゾ抵抗型等がある。そして、この加速度センサ５６で検出したプローブ２Ｂの姿勢信号は、制御装置４Ｂへ出力されるようになっている。
【００５９】
また、プローブ２Ｂは、位置検出部５５で位置を検出可能なように光を発するためのＬＥＤ等のランプ５７を後端部に設けて構成されている。それ以外のプローブ２Ｂの構成は、磁界発生手段である磁石２１を除き、上記第１の実施の形態と同様である。
【００６０】
次に、位置検出部５５について説明する。
図６に示すように位置検出部５５は、プローブ２Ｂのランプ５７からの光を集光する集光レンズ５５ａと、この集光レンズ５５ａの集光位置に配置され、スポット状に集光された光を検出する光センサとして半導体位置検出素子ＰＳＤ（  Ｐｏｓｉｔｉｏｎ  Ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ  Ｄｅｔｅｃｔｏｒ  ）５５ｂとから構成される。
【００６１】
そして、これら集光レンズ５５ａとＰＳＤ５５ｂとを一組として３軸ヘルムホルツコイル５１の各頂点部に配置することで、位置検出部５５は、３次元的にプローブ２Ｂの位置を検出可能に構成される。この位置検出部５５で検出されたプローブ２Ｂの位置信号は、制御装置４Ｂに出力されるようになっている。
【００６２】
次に、図７を用いて制御装置４Ｂの内部構成を説明する。
図７に示すように制御装置４Ｂは、３軸ヘルムホルツコイル５１へ電流を供給して駆動するコイルドライバ６１と、３軸ヘルムホルツコイル５１が３次元的に回転磁界を形成するようにコイルドライバ６１を制御するためのヘルムホルツコイルコントローラ６２と、プローブ２Ｂの加速度センサ５６からの姿勢信号及び位置検出部５５のＰＳＤ５５ｂからの位置信号に基づき、プローブ２Ｂの位置データ及び姿勢データを算出してヘルムホルツコイルコントローラ６２へ出力する位置及び姿勢算出部６３とを有して構成される。
【００６３】
また、制御装置４Ｂは、発信器４１及びアンプ４２を有し、このアンプ４２からのＭＲ信号を上記第１の実施の形態で説明したＰ．Ｃ．６と同様に信号処理し、表示部５３のランプ５７やスピーカ５４を駆動して告知処理を行う信号処理部６４を有して構成されている。
【００６４】
このように構成される磁性流体検出装置１Ｂは、上記第１の実施の形態で説明したのと同様に被検体内のセンチネルリンパ節に滞留している磁性流体を検出して、センチネルリンパ節を同定するのに用いられる。
ここで、位置検出部５５は、プローブ２Ｂのランプ５７からの光をＰＳＤ５５ｂで検出してこの検出したプローブ２Ｂの位置信号を制御装置４Ｂに出力する。また、プローブ２Ｂは、このプローブ自身の姿勢を加速度センサ５６で検出してこの検出したプローブ２Ｂの姿勢信号を制御装置４Ｂに出力する。
【００６５】
そして、制御装置４Ｂは、これらプローブ２Ｂの位置信号及び姿勢信号に基づき、位置及び姿勢算出部６３がプローブ２Ｂの位置データ及び姿勢データを算出してこの算出したデータをヘルムホルツコイルコントローラ６２へ出力する。    ヘルムホルツコイルコントローラ６２は、位置及び姿勢算出部６３からのデータに基づき、３軸ヘルムホルツコイル５１が３次元的に回転磁界を形成するようにコイルドライバ６１を制御して３軸ヘルムホルツコイル５１へ電流を供給させる。
【００６６】
ここで、３軸ヘルムホルツコイル５１が発生する磁界は、例えば、図８のグラフに示すように形成される。尚、図８に示すグラフは、１軸のみを表しており、このグラフの両端に互いに向かい合う一対の電磁コイルが配置されているものとする。
一対の電磁コイルに同じ電流値の電流を供給している場合、左右対称に同じ強度の磁界が発生する。ここで、例えば、右側の電磁コイルに電流を多く供給すると、磁界の右側の強度が大きくなる。
【００６７】
ヘルムホルツコイルコントローラ６２は、磁界強度の微分値が０の部分を、プローブ２Ｂの位置及び姿勢に応じて３次元的に合致するように３軸ヘルムホルツコイル５１へ電流を供給させる制御を行うことで、送信アンテナ２２から送信される励起パルスの方向と３軸ヘルムホルツコイル５１で発生した磁界の方向とを垂直に直交させている。
【００６８】
そして、制御装置４Ｂは、プローブ２ＢからのＭＲ信号をアンプ４２で増幅した後、信号処理部６４が上記第１の実施の形態で説明したＰ．Ｃ．６と同様にＭＲ信号を信号処理し、表示部５３のランプ５７を発光させたり、スピーカ５４で音を発生させて告知する。尚、それ以外の動作は、上記第１の実施の形態で説明したのと同様であるので、説明を省略する。
この結果、本第２の実施の形態の磁性流体検出装置１Ｂは、上記第１の実施の形態と同様な効果を得ることができる。
【００６９】
（第３の実施の形態）
図９ないし図１２は本発明の第３の実施の形態に係り、図９は本発明の第３の実施の形態の磁性流体検出装置を示す全体構成図、図１０は図９の制御装置の回路構成を示す回路ブロック図、図１１は図９のプローブの内部構成を示す説明図、図１２は送信アンテナの方向に対してプローブをほぼ垂直方向になるように向けた際の俯瞰図である。
【００７０】
本第３の実施の形態は、上記第２の実施の形態とは逆に送信アンテナ及び受信アンテナを外部に設けて構成する。それ以外の構成は、上記第２の実施の形態とほぼ同様なので説明を省略し、同じ構成には同じ符号を付して説明する。
【００７１】
即ち、図９に示すように本第３の実施の形態の磁性流体検出装置１Ｃは、外部に送信アンテナ２２Ｃ及び受信アンテナ２３Ｃを設け、プローブ２Ｃと制御装置４Ｃとで構成される。
送信アンテナ２２Ｃ及び受信アンテナ２３Ｃは、それぞれケーブル８１ａ，８１ｂを介して制御装置４Ｃに接続されている。そして、ケーブル８１ａを介して送信アンテナ２２Ｃは制御装置４Ｃからの駆動信号（駆動パルス）を供給されて被検体内部の水素原子核を磁気共鳴させるための励起パルスを送信するようになっている。一方、受信アンテナ２３Ｃは、ケーブル８１ｂを介して被検体内部の水素原子核が磁気共鳴して発する電磁波を受信してＭＲ信号（磁気共鳴信号）を制御装置４Ｃへ出力するようになっている。尚、これら送信アンテナ２２Ｃ及び受信アンテナ２３Ｃは、設置されると、位置及び方向が固定されるようになっている。
【００７２】
プローブ２Ｃは、制御装置４Ｃに対して非接続で用いられるようになっており、後述するように磁界発生手段としての磁石８２を内蔵して磁石プローブとして構成されている。
制御装置４Ｃは、図１０に示すように送信アンテナ２２Ｃに駆動信号（駆動パルス）を供給するための発信器４１と、受信アンテナ２３ＣからのＭＲ信号（磁気共鳴信号）を増幅するアンプ４２と、このアンプ４２からのＭＲ信号を上記第１の実施の形態で説明したＰ．Ｃ．６と同様に信号処理し、表示部５３のランプ５７やスピーカ５４を駆動して告知処理を行う信号処理部６４とを有して構成されている。
【００７３】
また、プローブ２Ｃは、図１１に示すように磁石８２を内蔵しており、この磁石８２がアクチュエータ８３に連結されて、支点８２ａを中心に回動自在に構成されている。
このアクチュエータ８３は、加速度センサ５６ｃに接続され、この加速度センサ５６ｃで検出されたプローブ２Ｃの姿勢信号に基づき、磁石８２が重力を基準にして送信アンテナ２２Ｃの設置角度によって決まる所定の角度になるように制御されるようになっている。
【００７４】
このように構成される磁性流体検出装置１Ｃは、上記第１の実施の形態で説明したのと同様に被検体内のセンチネルリンパ節３１に滞留している磁性流体３０を検出して、センチネルリンパ節３１を同定するのに用いられる。
ここで、術者は、図１２に示すように送信アンテナ２２の方向に対してほぼ垂直方向になるようにプローブ２Ｃを向ける。
【００７５】
このとき、図１１に示すようにプローブ２Ｃは、このプローブ自身の姿勢を加速度センサ５６ｃが検出してこの検出した姿勢信号をアクチュエータ８３に出力する。すると、アクチュエータ８３は、支点８２ａを中心にして磁石８２を回動させることで、磁石８２が重力を基準にして送信アンテナ２２Ｃの設置角度によって決まる所定の角度になるように駆動する。
【００７６】
このことにより、プローブ２Ｃは、送信アンテナ２２Ｃから送信される励起パルスの方向とプローブ２Ｃの磁石８２で発生した磁界の方向とが垂直に直交する。
そして、制御装置４Ｃは、受信アンテナ２３ＣからのＭＲ信号をアンプ４２で増幅した後、信号処理部６４が上記第１の実施の形態で説明したＰ．Ｃ．６と同様にＭＲ信号を信号処理し、表示部５３のランプ５７を発光させたり、スピーカ５４で音を発生させて告知する。尚、それ以外の動作は、上記第１の実施の形態で説明したのと同様であるので、説明を省略する。
この結果、本第３の実施の形態の磁性流体検出装置１Ｃは、上記第１の実施の形態と同様な効果を得ることができる。
【００７７】
尚、本発明は、以上述べた実施形態のみに限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能である。
【００７８】
［付記］
（付記項１）  被検体内部の水素原子核に作用する磁界を発生するための磁界発生手段と、
前記被検体内部の水素原子核を磁気共鳴させるための励起パルスを送信する送信アンテナと、
前記被検体内部の水素原子核が磁気共鳴して発する電磁波を受信して磁気共鳴信号を得る受信アンテナと、
前記受信アンテナからの磁気共鳴信号を信号処理して前記被検体内部の水素原子核の緩和時間を算出するともに、この算出された緩和時間に基づいて前記被検体内部に滞留している磁性流体の有無を判定する信号処理手段と、
を具備したことを特徴とする磁性流体検出装置。
【００７９】
（付記項２）  前記信号処理手段の判定結果に基づき、前記被検体内部に滞留している磁性流体の有無を告知する告知手段を設けたことを特徴とする付記項１に記載の磁性流体検出装置。
【００８０】
（付記項３）  前記磁界発生手段で発生した磁界の方向と前記送信アンテナから送信される励起パルスの方向とが垂直に直交するようにしたことを特徴とする請求項１又は２に記載の磁性流体検出装置。
【００８１】
（付記項４）  前記磁界発生手段で発生した磁界の方向と前記送信アンテナから送信される励起パルスの方向とが垂直に直交するために、前記磁界発生手段の方向又はこの磁界発生手段で発生した磁界の方向又は前記送信アンテナの方向を検出する検出手段を設けたことを特徴とする付記項１又は２に記載の磁性流体検出装置。
【００８２】
（付記項５）  前記磁界発生手段と前記送信アンテナ及び前記受信アンテナをプローブに設けたことを特徴とする付記項１又は２に記載の磁性流体検出装置。
【００８３】
（付記項６）  前記送信アンテナ及び前記受信アンテナをプローブに設けるとともに、このプローブの外部に前記磁界発生手段を設け、
前記検出手段は、前記プローブの位置を検出する位置検出手段と、前記プローブの姿勢を検出する姿勢検出手段とを有し、
前記検出手段で検出した前記プローブの位置及び姿勢に基づき、前記磁界発生手段で発生した磁界の方向が前記送信アンテナから送信される励起パルスの方向に対して垂直に直交するようにしたことを特徴とする付記項４に記載の磁性流体検出装置。
【００８４】
（付記項７）  前記磁界発生手段をプローブに設けるとともに、このプローブの外部に前記送信アンテナ及び前記受信アンテナの位置及び方向を固定して設け、
前記検出手段は、前記プローブの姿勢を検出する姿勢検出手段を有し、
前記検出手段で検出した前記プローブの姿勢に応じて前記磁界発生手段の向きを変更することを特徴とする付記項４に記載の磁性流体検出装置。
【００８５】
（付記項８）  前記磁界発生手段は、Ｕ字形又は馬蹄形した磁石であることを特徴とする付記項５又は７に記載の磁性流体検出装置。
【００８６】
（付記項９）  前記磁界発生手段は、電磁石であることを特徴とする付記項５又は７に記載の磁性流体検出装置。
【００８７】
（付記項１０）  前記送信アンテナ及び前記受信アンテナは、コイル状であることを特徴とする付記項５又は７に記載の磁性流体検出装置。
【００８８】
（付記項１１）  前記磁界発生手段は、３軸ヘルムホルツコイルであることを特徴とする付記項６に記載の磁性流体検出装置。
【００８９】
（付記項１２）  前記磁界発生手段は、アクチュエータに連結され、
このアクチュエータは、前記検出手段で検出した前記プローブの姿勢に応じて前記磁界発生手段が重力を基準にして鉛直下向きになるようにしたことを特徴とする付記項７に記載の磁性流体検出装置。
【００９０】
（付記項１３）  被検体内部の水素原子核に作用する磁界を発生するための磁界発生手段と、
前記被検体内部の水素原子核を磁気共鳴させるための励起パルスを送信する送信アンテナと、
前記被検体内部の水素原子核が磁気共鳴して発する電磁波を受信して磁気共鳴信号を得る受信アンテナと、
前記磁界発生手段と前記送信アンテナ及び前記受信アンテナを先端側に設けたプローブと、
前記受信アンテナからの磁気共鳴信号を信号処理して前記被検体内部の水素原子核の緩和時間を算出するともに、この算出された緩和時間に基づいて前記被検体内部に滞留している磁性流体の有無を判定する信号処理手段と、
を具備したことを特徴とする磁性流体検出装置。
【００９１】
（付記項１４）  前記被検体内部の水素原子核を磁気共鳴させるための励起パルスを送信する送信アンテナと、
前記被検体内部の水素原子核が磁気共鳴して発する電磁波を受信して磁気共鳴信号を得る受信アンテナと、
前記送信アンテナ及び前記受信アンテナを先端側に設けたプローブと、
前記プローブの外部に設け、前記被検体内部の水素原子核に作用する磁界を発生するための磁界発生手段と、
前記受信アンテナからの磁気共鳴信号を信号処理して前記被検体内部の水素原子核の緩和時間を算出するともに、この算出された緩和時間に基づいて前記被検体内部に滞留している磁性流体の有無を判定する信号処理手段と、
を具備したことを特徴とする磁性流体検出装置。
【００９２】
（付記項１５）  被検体内部の水素原子核に作用する磁界を発生するための磁界発生手段と、
前記磁界発生手段を先端側に設けたプローブと、
前記プローブの外部に設け、前記被検体内部の水素原子核を磁気共鳴させるための励起パルスを送信する送信アンテナと、
前記プローブの外部に設け、前記被検体内部の水素原子核が磁気共鳴して発する電磁波を受信して磁気共鳴信号を得る受信アンテナと、
前記受信アンテナからの磁気共鳴信号を信号処理して前記被検体内部の水素原子核の緩和時間を算出するともに、この算出された緩和時間に基づいて前記被検体内部に滞留している磁性流体の有無を判定する信号処理手段と、
を具備したことを特徴とする磁性流体検出装置。
【００９３】
（付記項１６）  前記信号処理手段の判定結果に基づき、前記被検体内部に滞留している磁性流体の有無を告知する告知手段を設けたことを特徴とする付記項１３〜１５に記載の磁性流体検出装置。
【００９４】
（付記項１７）  前記磁界発生手段で発生した磁界の方向と前記送信アンテナから送信される励起パルスの方向とが垂直に直交するようにしたことを特徴とする請求項１３〜１５に記載の磁性流体検出装置。
【００９５】
（付記項１８）  前記磁界発生手段で発生した磁界の方向と前記送信アンテナから送信される励起パルスの方向とが垂直に直交するために、前記磁界発生手段の方向又はこの磁界発生手段で発生した磁界の方向又は前記送信アンテナの方向を検出する検出手段を設けたことを特徴とする付記項１３〜１５に記載の磁性流体検出装置。
【００９６】
（付記項１９）  前記検出手段は、前記プローブの位置を検出する位置検出手段と、前記プローブの姿勢を検出する姿勢検出手段とを有し、
前記検出手段で検出した前記プローブの位置及び姿勢に基づき、前記磁界発生手段で発生した磁界の方向が前記送信アンテナから送信される励起パルスの方向に対して垂直に直交するようにしたことを特徴とする付記項１８に記載の磁性流体検出装置。
【００９７】
（付記項２０）  前記送信アンテナ及び前記受信アンテナの位置及び方向を固定して設け、
前記検出手段は、前記プローブの姿勢を検出する姿勢検出手段を有し、
前記検出手段で検出した前記プローブの姿勢に応じて前記磁界発生手段の向きを変更することを特徴とする付記項１８に記載の磁性流体検出装置。
【００９８】
（付記項２１）  前記磁界発生手段は、Ｕ字形又は馬蹄形した磁石であることを特徴とする付記項１８又は２０に記載の磁性流体検出装置。
【００９９】
（付記項２２）  前記磁界発生手段は、電磁石であることを特徴とする付記項１８又は２０に記載の磁性流体検出装置。
【０１００】
（付記項２３）  前記送信アンテナ及び前記受信アンテナは、コイル状であることを特徴とする付記項１８又は２０に記載の磁性流体検出装置。
【０１０１】
（付記項２４）  前記磁界発生手段は、３軸ヘルムホルツコイルであることを特徴とする付記項１９に記載の磁性流体検出装置。
【０１０２】
（付記項２５）  前記磁界発生手段は、アクチュエータに連結され、
このアクチュエータは、前記検出手段で検出した前記プローブの姿勢に応じて前記磁界発生手段が重力を基準にして鉛直下向きになるようにしたことを特徴とする付記項２０に記載の磁性流体検出装置。
【０１０３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、遠方（患者の体外）からセンチネルリンパ節の正確な位置を同定することができ、操作性良く、安価な磁性流体検出装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の磁性流体検出装置を示す全体構成図
【図２】図１の制御装置の回路構成を示す回路ブロック図
【図３】図１のＰ．Ｃ．の制御を示すフローチャート
【図４】本発明の第２の実施の形態の磁性流体検出装置を示す全体構成図
【図５】図４のプローブの内部構成を示す説明図
【図６】図４の位置検出部を示す説明図
【図７】図４の制御装置の回路構成を示す回路ブロック図
【図８】図４の３軸ヘルムホルツコイルが発生する磁界の一例を示すグラフ
【図９】本発明の第３の実施の形態の磁性流体検出装置を示す全体構成図
【図１０】図９の制御装置の回路構成を示す回路ブロック図
【図１１】図９のプローブの内部構成を示す説明図
【図１２】送信アンテナの方向に対してプローブをほぼ垂直方向になるように向けた際の俯瞰図
【符号の説明】
１…磁性流体検出装置
２…プローブ
４…制御装置
６…Ｐ．Ｃ．（信号処理手段，告知手段）
２１…磁石（磁界発生手段）
２２…送信アンテナ
２３…受信アンテナ
３０…磁性流体
３１…センチネルリンパ節
【図１】
2004313477.tif 000003
【図２】
2004313477.tif 000004
【図３】
2004313477.tif 000005
【図４】
2004313477.tif 000006
【図５】
2004313477.tif 000007
【図６】
2004313477.tif 000008
【図７】
2004313477.tif 000009
【図８】
2004313477.tif 000010
【図９】
2004313477.tif 000011
【図１０】
2004313477.tif 000012
【図１１】
2004313477.tif 000013
【図１２】
2004313477.tif 000014