(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アクティブ位置マーカーであって、
前記アクティブ位置マーカーに設けられ、局所体積において励起される局所ＭＲ信号のみを受信する１の局所ＲＦ受信コイルであって、前記局所ＲＦ受信コイルが前記局所体積を包囲するよう及び／又は前記局所体積が前記局所ＲＦ受信コイルを包囲するよう構成されて、前記局所ＲＦ受信コイルが前記局所ＭＲ信号のみを受信する、局所ＲＦ受信コイル、
前記アクティブ位置マーカーに設けられ、前記受信した局所ＭＲ信号を増幅し、前記局所ＭＲ信号の周波数をポンプ周波数信号を用いて少なくとも１つの上側波帯及び／又は少なくとも１つの下側波帯の周波数信号にアップコンバートするパラメトリック増幅器、並びに
前記アクティブ位置マーカーに設けられ、前記周波数アップコンバートした局所ＭＲ信号の前記少なくとも１つの上側波帯及び／又は少なくとも１つの下側波帯の周波数信号をワイヤレス送信する少なくとも１つの第１のアンテナ、又は前記周波数信号を有線で送信するケーブルインタフェース
を有し、第１のフィルタが、前記受信した局所ＭＲ信号をバンドパスフィルタリングするために、前記局所ＲＦコイルと前記パラメトリック増幅器との間に接続されている、アクティブ位置マーカー。
【請求項２】
前記アクティブ位置マーカーの局所体積は、マーカー材料を有する、請求項１に記載のアクティブ位置マーカー。
【請求項３】
第１の整合回路は、前記パラメトリック増幅器のインピーダンスを前記局所ＲＦコイルのインピーダンスと整合させるために、前記局所ＲＦ受信コイルと前記パラメトリック増幅器との間に接続されている、請求項１に記載のアクティブ位置マーカー。
【請求項４】
少なくとも１つの第２のフィルタは、前記周波数アップコンバートした局所ＭＲ信号の前記少なくとも１つの側波帯の信号をバンドパスフィルタリングするために、前記パラメトリック増幅器と前記少なくとも１つの第１のアンテナ又は前記ケーブル夫々との間に接続されている、請求項１に記載のアクティブ位置マーカー。
【請求項５】
少なくとも１つの第２の整合回路は、前記パラメトリック増幅器を前記少なくとも１つの第１のアンテナ又は前記ケーブル夫々とインピーダンス整合させるために、前記パラメトリック増幅器と前記少なくとも１つの第１のアンテナ又は前記ケーブル夫々との間に接続されている、請求項１に記載のアクティブ位置マーカー。
【請求項６】
請求項１乃至５の少なくとも一項に記載のアクティブ位置マーカーを有する、ＭＲ画像の生成中に使用する介入又は非介入器具の形式である医用装置。
【請求項７】
ペースメーカー、カテーテル、手術装置、生検ニードル、ポインター、ＲＦ送信及び／又は受信表面コイル、ＲＦパッドコイル、ＲＦヘッドコイル又は定位フレームの形式である、請求項６に記載の医用装置。
【請求項８】
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の少なくとも１つのアクティブ位置マーカー及びリモートトランシーバーユニットを有するアクティブ位置マーカーシステム。
【請求項９】
各々が異なるポンプ周波数の１つを持っている複数のポンプ信号の各信号を用いて各々が動作する及び／又は各々が異なる上側波帯及び／又は下側波帯の周波数の１つを持っている複数の上側波帯及び／又は下側波帯の周波数信号の各信号を送信する、複数のアクティブ位置マーカーを有する請求項８に記載のアクティブ位置マーカーシステムにおいて、
前記トランシーバーユニットは、受信した周波数アップコンバートしたＭＲ信号の周波数に基づいて、各々のアクティブ位置マーカーに固有の識別を割り当てるためのルックアップテーブルを有し、前記識別は、ダウンコンバートしたＭＲ信号と一緒にＭＲ撮像システムの画像処理ユニットに与えられる、アクティブ位置マーカーシステム。
【請求項１０】
前記局所ＲＦ受信コイルが、前記局所体積を囲み又は前記局所体積によって囲まれる、請求項１に記載のアクティブ位置マーカー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも１つのアクティブ位置マーカー及びこれら少なくとも１つのアクティブ位置マーカーと通信するためのリモートトランシーバーを有する、ＭＲ撮像機器において使用するためのアクティブ位置マーカーシステムに関する。位置マーカーは、前記マーカーを少なくとも実質的に囲んでいる、若しくは前記マーカーにより少なくとも実質的に囲まれている、又は前記マーカーに隣接している局所体積のＲＦ励起後の局所体積だけからＭＲ信号を受信するために設けられるので、これらの"局所"ＭＲ信号に基づいて、前記マーカーの位置は、ＭＲ撮像装置を用いて、特に検査物体のＭＲ画像において所望の精度で決定及び／又は撮像されるという意味で"アクティブ"と考えられる。
【０００２】
さらに、本発明は、カテーテル、手術装置、生検ニードル、ポインター又は他の侵襲若しくは非侵襲装置、並びにＲＦ表面コイル、ＲＦパッドコイル、ＲＦヘッドコイル、定位フレーム又はＭＲ画像の生成中に用いられる如何なる他の器具のような、介入又は非介入器具の形状の医用装置に関し、この医用装置は、検査物体のＭＲ画像においてこれら器具の位置を決定及び／又は見えるようにするために、このようなアクティブ位置マーカーを内蔵(built in)ユニットとして有する。
【背景技術】
【０００３】
一般的に知られるように、ＭＲ撮像（ＭＲＩ）システム又はＭＲスキャナにおいて、通常は患者である検査物体は、検査物体内にある核の磁気モーメントが一様な主磁場（Ｂ０場）に平行な全ての核の巨視的磁化(net magnetization)を形成するように、前記Ｂ０場に曝され、これは、傾斜され、印加したＢ０場の軸の周りの回転（ラーモア歳差運動）となる。この歳差運動の速度は、ラーモア周波数と呼ばれ、含まれる核の固有の物理特性、すなわち磁気回転速度、及び印加したＢ０場の強さに依存している。この磁気回転速度は、前記磁気モーメントと核のスピンとの間の速度である。
【０００４】
ＲＦ送信アンテナ又はコイルを用いて生成される、Ｂ０場に直交するＲＦ励起パルス（Ｂ１場）を送信し、関心のある核のラーモア周波数を整合させることにより、これら核のスピンは励起され、位相が揃えられ、Ｂ０場の向きからそれら核の巨視的磁化の偏向が得られるので、この巨視的磁化の縦方向成分に対する横方向成分が生成される。
【０００５】
ＲＦ励起パルスの終了後、巨視的磁化が平衡状態に戻るまで、この巨視的磁化の縦方向及び横方向成分の緩和過程が始まり、ここでＴ１及びＴ２は、その平衡値の６３％まで戻るのに、縦方向及び横方向磁化夫々に必要とされる時間である。歳差運動をする磁化により生成されるＭＲ信号は、ＲＦ受信アンテナ又はコイルにより検出される。時間ベースの増幅信号である受信したＭＲ信号は、周波数ベースのＭＲスペクトル信号にフーリエ変換され、検査物体内にある関心のある核のＭＲ画像を生成するために処理される。
【０００６】
前記検査物体内のスライス又は体積の空間選択並びに関心のあるスライス又は体積から生じる前記受信したＭＲ信号の空間符号化を得るために、Ｂ０場と同じ方向を持つが、直交するｘ、ｙ及びｚ方向に勾配を持つ勾配磁場がＢ０場に重畳される。ラーモア周波数は、核に課される磁場の強さに依存しているという事実により、核のラーモア周波数は、全体の重畳されるＢ０場の勾配の減少（及びその逆）に沿って及びそれと共に減少するので、送信したＲＦ励起パルスの周波数を適切に調節（及びＲＦ／ＭＲ受信アンテナの共振周波数を調節）することにより、並びに勾配磁場を制御することにより、ｘ、ｙ及びｚ方向の各勾配に沿ったある位置のスライス及び全体で物体のあるボクセル内において核の選択が得られる。
【０００７】
特に上述した介入及び非介入器具、ツール並びに上述したその他の形式である医用器具又は装置は、ＭＲ撮像装置を用いて検査物体及び特にこの物体の局所範囲若しくは領域の検査又は治療中に頻繁に用いられる。このような医用器具又は装置は例えば、ペースメーカー、カテーテル、生検ニードル、手術装置、ポインター並びに例えば生検、熱アブレーション、小線源療法、スライス選択及び上述した他の侵襲又は非侵襲目的に使用されるその他である。さらに、ＲＦ表面コイル、ＲＦパッドコイル、ＲＦヘッドコイル、定位フレーム及び他の非介入器具もＭＲ撮像中に使用される。これら全ての及び他の検査にとって、検査物体の又は検査物体内のある所望の位置にある器具及び特にこの器具の（先端又は軸のような）ある部分又は特性を正確に位置決めることが重要である。これは、オペレータによる器具の位置決め中に、器具又はこの器具の関心のある部分の現在の位置、特にその先端が正確に決められ、関連する検査物体のＭＲ画像において映像化又は示されるので、検査物体における又は物体内における所望する目的地に到達することができる。
【０００８】
この目的のために、上記器具又は医用装置は、局所ＲＦコイルを持つ位置マーカーを装備することができ、このマーカーの位置は、ＭＲ撮像装置を用いて、関連する検査物体のＭＲ撮像画像において映像化される。
【０００９】
前記位置の所望するスポット状の表示及びこの位置表示の所望する精度は、実質的に検査物体の小さな又はスポット状の局所体積だけから（しかし十分なＭＲ信号強度で）（局所）ＭＲ信号を受信するくらい小さな局所ＲＦコイルにする、及び／又は検査物体の材料（通常は水と脂肪）の磁気回転速度及びラーモア周波数とは異なる磁気回転速度及びラーモア周波数を持つマーカー材料（例えば１９Ｆ、１３Ｃ、２３Ｎａ又はその他）の形状で小さな又はスポット状の局所体積を提供するかの何れかにより得られるので、この局所体積だけをＲＦ励起すると、励起した（局所）ＭＲ信号は、検査物体のＭＲ画像において映像化されるスポット状の信号源を提供する。後者の場合、より詳細には、第１のＲＦパルスシーケンスにより、マーカー材料の位置データが決められ、第２のＲＦパルスシーケンスにより、検査物体の画像データが決められ、次いで両方のデータセットは共通のＭＲ画像の形式で表示される。
【００１０】
一般的に、上記位置マーカーの２つの異なる型すなわちアクティブ又はパッシブマーカーは区別されることができる。上述したようなアクティブマーカーは通常、局所体積から放射された局所ＭＲ信号を受信する特に局所ＲＦコイルの形式のセンサを有し、局所体積の位置及びマーカーの位置を上述したような受信した局所ＭＲ信号に基づいて決定及び／又は撮像するために、これら局所ＭＲ信号はＭＲ撮像装置のリモートＭＲ受信器にケーブルを介して送られる。
【００１１】
これとは対照的に、パッシブマーカーは、これらマーカーの物理特性により又は（印加される外部ＲＦ励起場により励起される）マーカーの（固有）ＲＦ共振により、Ｂ０場又はＭＲ撮像装置により送信されるＲＦ励起場、及び検査物体により放射されるＭＲ信号を歪ませる、強調する又は修正することにより、ＭＲ画像において映像化される。
【００１２】
これら全ての原理は、上述したように検査物体のＭＲ画像内に印加した勾配磁場に関連して、アクティブ（及びパッシブ）マーカーの位置決定及び映像化夫々を行うことを可能にする。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、上記アクティブマーカー及びこのようなアクティブマーカーを有する介入又は非介入器具の主な欠点は、前記アクティブマーカーからリモートＭＲ受信器又はＭＲ撮像装置に受信したＭＲ信号を送るためのＲＦケーブル接続が必要とされることである。一方、このようなケーブルは、使いやすさ及び使い勝手の良さを減らし、機械的安全性のリスクをもたらし、特に、介入器具の場合、取り扱いの柔軟性を制限し、ＭＲ撮像手続きを準備するのに必要な時間を増大させる。他方、アクティブ位置マーカーをＭＲ受信器と接続するための（金属製の）ケーブルは通常、ＭＲ撮像装置の検査空間内に及び空間を通り誘導されなければならないので、ＭＲ撮像装置の関連するＲＦ送信アンテナにより放射される励起ＲＦ場により前記ケーブルに誘発される共振コモンモード電流による潜在的な安全性のリスクをもたらす。
【００１４】
国際特許出願公開番号WO 2006/103635は、介入装置から分光器に情報信号を伝えるために、ケーブルを介してリモート分光器に接続されている介入装置を開示している。ケーブル上のコモンモード共振は、ケーブルをこのケーブルの複数の容量結合部分に細分することにより避けられる。前記情報信号の結果生じる減衰は、介入装置に含まれるパラメトリック増幅器を用いて前記信号を増幅することにより補償され、ここで、前記情報信号の周波数を、ケーブル上でより低い減衰となり易いより高い周波数に変換するために、分光器からケーブルを介してパラメトリック増幅器にポンプ信号が供給される。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の１つの目的は、アクティブ位置マーカーの上述した欠点を取り除くこと、及び上記の安全性のリスクを負うことなく、この位置マーカーを簡単及び柔軟に取り扱うことができるような簡単な方法でアクティブ位置マーカーを提供することである。
【００１６】
本目的は、特に請求項９に記載のトランシーバーと関連して請求項１に記載のアクティブ位置マーカーにより、並びに請求項１３に記載のアクティブ位置マーカーシステムにより説明される。
【００１７】
受信したＭＲ信号を増幅する、及びこの信号を周波数アップコンバートするためのパラメトリック増幅器を使用する利点は、それが非常に低いノイズで行われることである。さらに、本発明は、位置の決定又はトラッキングを目的に使用されるＭＲ信号の送信のダイナミックレンジ、線形性、同期及び他のパラメタに関する要件は、検査物体のＭＲ画像を生成するのに使用されるＭＲ信号の場合ほど高くないことが示されているという事実にもより、非常に簡単な回路構造により、コスト効率の良い方法で達成されることができる。
【００１８】
特にアップコンバートされたマイクロ波の周波数帯域におけるＭＲ信号の送信の利点は、アクティブ位置マーカーをリモートトランシーバーユニットと接続するためのケーブルを使用する場合、このようなケーブルは、非常に小さい直径を持つマイクロ波ケーブルの形式で実現され得ることである。このマイクロ波ケーブルに起こりうるＲＦコモンモード電流は、上記WO 2006/103635から一般的に知られるように、コンデンサを直列にケーブルに含めることにより、比較的簡単な方法で減少又は避けられ、ここで、アップコンバートされたＭＲ信号の前記ケーブルに沿った送信は、上記コンデンサにより殆ど減衰されない。
【００１９】
光トラッキング技術と比べると、電磁波の上記（ワイヤレス）送信のもう１つの利点は、前記位置マーカーの動作の基本原理は変化しない、すなわちこの原理はＭＲベースの技術にあるという事実にある。従って、位置マーカーを通常のＭＲ撮像シーケンスに組み入れること及びデータの取り扱いは簡単に管理されることができる。さらに、現存する全ての方法及び応用も依然として使用されることができる。
【００２０】
アクティブ位置マーカーは、介入器具若しくは非介入器具又は検査物体の位置又は動きを夫々決定及び／又は撮像するために、この位置マーカーを介入器具若しくは非介入器具に又は検査物体に取り付けるための別個の（独立型）ユニットとして提供されることができ、ここでトランシーバーユニットは好ましくは、位置マーカーから離れて、標準的なインタフェースを介してＭＲ受信器と接続される、又はＭＲ受信器若しくはＭＲ撮像機器に組み込まれるかの何れかの独立型ユニットとして再び配される。
【００２１】
従属請求項は、本発明の有利な実施例を開示している。
【００２２】
本発明の特徴は、付随する特許請求の範囲により定められるような本発明の範囲から外れることなく、如何なる組み合わせでも組み合わされることが可能であることは明らかである。
【００２３】
さらに、本発明の詳細、特徴及び利点は、図面を参照して与えられる本発明の好ましい及び例示的な実施例の以下の説明から明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施例によるアクティブ位置マーカーの概略的なブロック図を示す。
【図２】本発明の実施例によるリモートトランシーバーの概略的なブロック図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
図１及び図２は、本発明の第１の実施例によるアクティブ位置マーカーシステムの構成要素の概略的なブロック図を一緒に示している。基本的に、前記位置マーカーシステムは、局所ＭＲ信号を受信、増幅、周波数アップコンバート及び送信するための図１による少なくとも１つのアクティブ位置マーカー１０、並びに送信された前記局所ＭＲ信号を受信及び周波数ダウンコンバートするためであり、これら信号をＭＲ撮像機器の画像処理ユニット３０に供給するための図２によるリモートトランシーバーユニット２０を有する。
【００２６】
この第１の実施例によれば、前記送信はワイヤレスで、及び好ましくは例えば２．４ＧＨｚ帯域、又は２４ＧＨｚ、６１ＧＨｚ、１２２ＧＨｚ若しくは２４４ＧＨｚ等のようなＩＳＭ周波数帯域の１つにおけるような約１ＧＨｚから約３００ＧＨｚまでの間のマイクロ波の周波数範囲で行われる。しかしながら、原則として、マイクロ波の周波数範囲より下であるが、ＭＲ周波数よりは実質的に高い周波数（例えば約４００ＭＨｚ、特に５００ＭＨｚから約１ＧＨｚまでの間）が使用されてもよい。これは、例えば前記送信された信号が（例えば介入器具の場合に）人間の身体のような検査物体内に／物体内で大きく浸透又は透過する必要がある場合、有利となり得る。マイクロ波の周波数範囲での送信を述べている以下の説明は従って、約４００ＭＨｚから約１ＧＨｚまでの間の周波数範囲における送信に適用できる。
【００２７】
基本的に、アクティブ位置マーカー１０は、上述されるように局所体積において励起した局所ＭＲ信号を受信するために、好ましくはマーカー材料（信号源）の形式の局所体積１１ａを封入している又は局所体積１１ａで囲まれている、特に局所ＲＦコイル１１の形式のＲＦセンサ、非線形リアクタンスを有するパラメトリック増幅器１４、及び少なくとも１つの第１のアンテナ１７を有する。好ましくは、第１のフィルタ１２及び第１の整合回路１３は、ＲＦ受信コイル１１とパラメトリック増幅器１４との間に接続されている。さらに、好ましくは第２のフィルタ１５及び第２の整合回路１６は、パラメトリック増幅器１４と少なくとも１つの第１のアンテナ１７との間に接続されている。
【００２８】
基本的に、トランシーバーユニット２０は、少なくとも１つの第２のアンテナ２１、好ましくはポンプ周波数信号発生器２２及び復調器２３を有し、復調器２３の出力は、ＭＲ撮像機器の従来の画像処理ユニット３０と接続されている。
【００２９】
或いは、トランシーバーユニット２０の代わりに、アクティブ位置マーカー１０がポンプ周波数信号発生器を有することができ、この場合、ポンプ周波数信号は、受信した局所ＭＲ信号を復調器２３により周波数デコンバートするために、アクティブ位置マーカー１０からトランシーバーユニット２０に送られるのが好ましい。
【００３０】
さらに詳細には、局所ＲＦコイル１１は、一般的に知られ、上述されるように、このコイルが実質的に前記局所体積からのＭＲ信号しか受信しないほど小さい大きさとなるので、ＭＲ信号ｆｓから決められる位置情報は、ＭＲ画像において局所ＲＦコイル１１の位置を決定及び撮像するのにかなり正確である。従って、（もし与えられるならば）マーカーの材料の局所体積は上述したように、その位置（並びに局所ＲＦコイル１１及び位置マーカー１０の位置）は、検査物体のＭＲ画像において所望する位置特定の精度を得るのに十分な小ささであるが、局所体積から受信されるＭＲ信号が局所ＲＦコイル１１及び前記位置マーカーの位置の決定を可能にするには十分な大きさであるスポット状の延長部を用いて実質的に決定又は撮像されるような大きさとなる。
【００３１】
この局所ＲＦ受信コイル１１は、例えばソレノイドコイル又は環状コイルの形式で実現されることができ、ここで環状コイルは、ソレノイドコイルの場合よりも受信したＲＦ信号の強度が（環状）コイルの方位に依存していないという利点を持つ。
【００３２】
さらに、局所ＲＦ受信コイル１１は、一般的に知られるように、局所体積内にある材料の関連するラーモア周波数で共振するように調節され得る大きさとなり、ここで局所ＲＦ受信コイル１１は好ましくは、一般的に知られるように、共振キャパシタと一緒に調節可能な共振回路に接続される。
【００３３】
局所体積１１ａは、検査物体の材料からなる体積により与えられるが、好ましくは上述されるように検査物体の材料（通常は水及び／又は脂肪）の磁気回転比及びラーモア周波数とは異なる磁気回転比及びラーモア周波数を持つマーカー材料を有する。マーカー材料は好ましくは、小さな血管内に含められ、例えば１９Ｆ（又は１３Ｃ，２３Ｎａ又はその他）又はより一般的には、検査物体の材料のＴ１緩和時間と比較して特にこのＴ１緩和時間を短く又は長くする薬剤を備える水とすることもできる。
【００３４】
局所ＲＦ受信コイル１１に生じる（局所）ＭＲ信号ｆｓは、好ましくは第１のフィルタによりバンドパスフィルタリングされ、好ましくは第１のインピーダンス整合回路１３を介してパラメトリック増幅器１４の入力部に与えられる。
【００３５】
パラメトリック増幅器１４は実質的に、好ましくはバラクタダイオードである非線形インダクタ又は非線形コンデンサを用いて実現される非線形リアクタンスを有し、ここで非線形リアクタンスの値は、上述した送信のための周波数範囲の１つにある周波数を持つ与えられるポンプ周波数信号ｆｐを用いて周期的に変化するので、与えられるＭＲ信号ｆｓは、非線形信号の混合を介して増幅され、一般的に知られるように周波数ｎ＊ｆｐ±ｍ＊ｆｓを持つ上側波帯及び下側波帯の周波数信号に周波数アップコンバードされる。
【００３６】
好ましくは、一般的に知られるようにバラクタダイオードのバイアス点を調整するためのバイアス電圧源（図示せず）が設けられる。
【００３７】
もちろん、パラメトリック増幅器の他の実施例が使用されることもできる。
【００３８】
好ましくは、２つの一次上側波帯及び／又は下側波帯の周波数信号ｆｐ＋ｆｓ、ｆｐ−ｆｓの少なくとも一方が選択され、第１のアンテナ１７を用いてトランシーバーユニット２０にワイヤレス送信される。
【００３９】
少なくとも１つの上側波帯及び／又は少なくとも１つの下側波帯の周波数信号を選択する、例えば上側波帯の周波数信号ｆｐ＋ｆｓを選択するために、及び残りの側波帯の周波数信号を終端又は短絡させるために、第２のフィルタ１５はそれ故に、この側波帯周波数に対するバンドパスフィルタとする大きさとなり、前記増幅器１４の出力と第１のアンテナ１７との間に接続される。さらに、パラメトリック増幅器１４又は第２のフィルタ１５の出力夫々を第１のアンテナ１７にインピーダンス整合させるために、好ましくは、第２の整合回路１６は、パラメトリック増幅器１４又は第２のフィルタ１５夫々と、第１のアンテナ１７との間に接続される。
【００４０】
選択した周波数アップコンバートしたＭＲ信号の側波帯は次いで、第１のアンテナ１７を用いてトランシーバーユニット２０にワイヤレス送信され、この信号は、第２のアンテナ２１により受信され、復調器２３に与えられる。
【００４１】
復調器２３において、受信した周波数アップコンバートしたＭＲ信号の側波帯は、ポンプ信号発生器２２により生成され、復調器２３に与えられるポンプ周波数信号ｆｐを用いて本来のＭＲ信号の周波数にダウンコンバートされる。ダウンコンバートされた（すなわち本来の）ＭＲ信号は、復調器２３の出力から、ＲＦ受信コイル１１の位置決定及び画像生成のためのＭＲ撮像機器の従来の画像処理ユニット３０に送られる。
【００４２】
さらに、ポンプ周波数信号ｆｐは、第２のアンテナ２１にも与えられ、このアンテナ２１を介して、前記信号が第１のアンテナ１７により受信されるアクティブ位置マーカー１０にワイヤレス送信される。
【００４３】
このアクティブ位置マーカー１０において、ポンプ周波数信号ｆｐは、好ましくは第２のフィルタ１５を介して及び好ましくは第２のインピーダンス整合回路１６を介して、上述したように局所ＲＦ受信コイル１１により受信され、パラメトリック増幅器１４に与えられる前記局所ＭＲ信号ｆｓを増幅及び周波数アップコンバートするパラメトリック増幅器１４に与えられる。
【００４４】
この目的のために、任意の第２のフィルタ１５は、前記受信したポンプ周波数信号ｆｐをバンドパスフィルタリングするような大きさとなり、任意の第２の整合回路１６は、第１のアンテナ１７を第２のフィルタ１５又はパラメトリック増幅器１４夫々にインピーダンス整合するような大きさとなる。
【００４５】
少なくとも１つの送信される側波帯の周波数信号ｆｐ±ｆｓと受信したポンプ周波数信号ｆｐの両方がバンドバスフィルタリング及びインピーダンス整合される場合、好ましくは両方の信号に対し、個別の第２のフィルタ及び個別の第２の整合回路が各々設けられ、これらは関連する側波帯の周波数及びポンプ周波数夫々に対し各々大きさがとられる。
【００４６】
第１及び第２のフィルタ１２、１５並びに第１及び第２の整合回路１３、１６は、一般的に知られるように集中定数素子により実現されるか、又は伝送線回路として実施されることができる。
【００４７】
アクティブ位置マーカー１０とトランシーバーユニット２０との間のワイヤレス接続の信頼性を向上させるために、２つ以上の第１のアンテナ１７及び／又は２つ以上の第２のアンテナ２１がアクティブ位置マーカー１０及び／又はトランシーバーユニット２０に夫々使用されることができ、これらは好ましくは、既知のＭＩＭＯ(multiple input, multiple output)の原理に従って動作する。
【００４８】
さらに、局所ＭＲ信号をトランシーバーユニット２０に送信する信頼性は、周波数アップコンバートした側波帯信号を２つ以上（例えば一次の上側波帯及び一次の下側波帯の周波数信号ｆｐ＋ｆｓ、ｆｐ−ｆｓ）同時に、好ましくは各側波帯信号に対し各々の第１のアンテナを用いて送信することによっても向上することができる。これら側波帯信号は、最大の信号強度又は最大の信号対ノイズ比を持つ、前記受信した局所ＭＲ信号の１つをさらに画像処理するために選択するために、各側波帯周波数に対し各々の第２のアンテナを用いて受信され、並行してダウンコンバートされる。
【００４９】
さらに、同時に用いられる２つ以上のアクティブ位置マーカー１０を区別するために、異なる側波帯周波数ｆｐ＋ｆｓ、ｆｐ−ｆｓ、ｎ＊ｆｐ＋ｍ＊ｆｓ、・・・の各周波数がアクティブ位置マーカー１０の各マーカーにより使用及び送信される、及び／又は異なる周波数を持つポンプ信号は、トランシーバーユニット２０により生成及び送信されるので、このトランシーバーユニット２０により受信されるアップコンバートした側波帯信号の周波数に基づいて、アクティブ位置マーカー１０の各々が識別される。この目的のために、例えば各々のアクティブ位置マーカーの関連する周波数を示す関連するルックアップテーブルがトランシーバーユニット２０に記憶されるので、各々のアクティブ位置マーカーを指定する識別信号の各々が生成され、関連する受信したＭＲ信号と一緒に画像処理ユニット３０に送信される。それ故に、アクティブ位置マーカー１０における第１及び第２のフィルタ並びに整合回路１２、１３；１５、１６は、割り当てられたポンプ周波数及び／又は側波帯周波数に従う大きさにする。
【００５０】
例として、２．４ＧＨｚのポンプ信号ｆｐの周波数が仮定され、この信号はトランシーバーユニット２０のポンプ信号発生器２２により生成され、第２のアンテナ２１により第１のアンテナ１７に送信される。受信したポンプ周波数信号ｆｐは、好ましくは上述したように第２のフィルタ１５及び第２の整合回路１６を介して、パラメトリック増幅器１４に与えられ、ここで局所ＲＦコイル１１により受信された１２８ＭＨｚの局所ＭＲ信号と混合されるので、２．２７２ＧＨｚの周波数アップコンバートした下側波帯信号及び２．５２８ＧＨｚの周波数アップコンバートした上側波帯信号が作られる。例えば下側波帯信号が開回路又は短絡回路であるか又はインピーダンスで終端されるのに対し、上側波帯信号は、好ましくは第２のフィルタ１５及び第２の整合回路１６を介して第１のアンテナ１７に与えられ、上述したように復調器２３を用いて前記信号をダウンコンバートするためにトランシーバーユニット２０に送られる。ダウンコンバートした局所ＭＲ信号は、上述したように検査物体のＭＲ画像において、アクティブ位置マーカー１０の局所ＲＦ受信コイル１１の位置を決定及び撮像するためのＭＲ撮像機器の画像処理ユニット３０に供給される。ＭＲ信号の送信の信頼性を向上させるために、両方の側波帯信号は、上述したように画像処理のために送信、ダウンコンバート及び選択される。
【００５１】
トランシーバーユニット２０は、図２に示されるような追加の装置として実現されてもよいし、又はＭＲ撮像システム内に組み入れられてもよい。最初の事例において、好ましくは検査物体のＭＲ信号を受信するための標準のＭＲ受信コイルと同じ方法で、前記ユニット２０は、標準のインタフェースを介してＭＲ撮像システムと接続される。
【００５２】
本発明の第２の実施例によるアクティブ位置マーカーシステムは、ワイヤレス接続の代わりに、第１のケーブルのインタフェースがアクティブ位置マーカー１０に設けられ、第２のケーブルのインタフェースがリモートトランシーバーユニット２０に設けられ、これらはケーブルを介して互いに接続されているという点で上述した第１の実施例とは異なり、ここでは前記少なくとも１つの第１及び第２のアンテナ１７、２１は省略される。これらケーブルのインタフェースの少なくとも１つは、アクティブ位置マーカー及びトランシーバーユニットにおいてケーブルを接続及び切断するためのプラグコネクタの形式で実現されることができ、及び／又はケーブルのインタフェースの少なくとも１つは、アクティブ位置マーカー及び／又はトランシーバーユニットから切り離されない固定ケーブル接続の形式で実現されることができる。
【００５３】
好ましくは、この場合（例えば上記WO2006/103635に開示されるように）、マイクロ波のケーブル上のコモンモード電流の抑制がより簡単に及びより小さなサイズで実現されるため、上記マイクロ波の周波数範囲内で送信が行われるので、ケーブルに組み込まれるトラップ回路及び変圧器を必要とするＭＲ周波数範囲に対する共通のケーブルの場合よりも、より柔軟に扱うことができる。他方、周波数の増加と共に（マイクロ波の）ケーブルの損失も一般的に増大するので、場合によってはマイクロ波の周波数範囲より下の周波数（例えば上述したように約４００ＭＨｚ、特に５００ＭＨｚから約１ＧＨｚの間）でケーブルを介した送信が好ましい。この他には、第１の実施例を参照した説明を本発明の第２の実施例にも適用する。
【００５４】
アクティブ位置マーカー１０は、医用装置に配される、特に介入又は非介入器具（図示せず）の形式で当該器具のある位置に配され、その位置は、撮像される関心のある部分、例えばその器具の先端であり、この部分が検査物体にある又は物体内にある所望の目的地の範囲に誘導される。
【００５５】
アクティブ位置マーカー１０を独立型ユニットとして使用する場合、検査物体の如何なる不要な動きも検出する（及び画像処理ユニットを用いて補償する）ために、このマーカーは例えば検査物体にも位置決められる。
【００５６】
さらに、アクティブ位置マーカー１０は、（例えば持針器に配される場合、走査面を定めるために）例えばＭＲ誘導下生検に、又は介入装置若しくは表面コイル形式のＲＦ送信／受信コイルのトラッキング並びに多くの他の目的に使用されることができる。
【００５７】
本発明は、図面及び上記記載において詳細に説明及び開示されている一方、このような説明及び開示は、説明的又は例示的であり、限定的ではないと考えるべきであり、本発明はこれら開示した実施例に限定されない。付随する特許請求の範囲により定められるような本発明の範囲から外れることなく、上述した本発明の実施例に対する変形例は、起こり得る。
【００５８】
開示した実施例に対する変形例は、図面、明細書及び特許請求の範囲を学ぶことにより、請求される本発明を実施する当業者により理解及びもたらされることができる。請求項において、"有する"という言葉は、それ以外の要素又はステップを排除するものではなく、複数あることを記載していないことが、それらが複数あることを排除するものでもない。１つのユニットが請求項に挙げられる幾つかのアイテムの機能を果たしてもよい。ある方法が互いに異なる従属請求項に挙げられているという単なる事実は、これらの方法の組み合わせが有利に用いられないことを示しているのではない。請求項における如何なる参照符号もこの範囲を制限するとは考えるべきではない。
【図１】
0006373192.tif 000002
【図２】
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