(57)【要約】  検査対象（Ａ）のＭＲ画像化またはＭＲ検査の間に用いるＲＦセーフな介入的または非介入的機器を開示する。かかる機器は、少なくとも１つの長手方向のまたは細長い導電要素（１，３）よりなりまたは含み、特に、電気信号を供給する導体またはワイヤまたはラインの形式であり、または機器自体または機器のコンポーネントまたは一部の形式であり、電気信号を供給するようにはなっていないが、それでも導電性があり、かかる要素はすべて、その機器または要素が、ＭＲ画像化装置によるＭＲ画像化またはＭＲ検査の間に発生するＲＦ／ＭＲ励起場にさらされた時、その要素に誘導されるＲＦコモンモード電流にさらされる。前記機器は、導体（１，３）におけるまたはその周りの検査対象（Ａ）のＲＦ加熱を防止または制限するために、ダンピング要素（４；６）により導体（１，３）により表される発信器のエネルギー損失を増大することにより、ＲＦセーフにされる。図１
2015504341.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＭＲ画像化装置においてＭＲ画像化またはＭＲ検査の間に用いるＲＦセーフな介入的または非介入的機器であって、
前記機器は、導体よりなりまたは含み、前記導体は、前記機器または導体がＭＲ画像化またはＭＲ検査の間に発生するＲＦ／ＭＲ励起場にさらされたとき、前記導体に誘導されるＲＦコモンモード電流にさらされ、
前記ＲＦコモンモードのＲＦ電場強度が発生する前記導体に沿った位置に少なくとも近くで、具体的に、前記導体に沿った他の位置との比較において、ＲＦ電場強度がより大きくまたは最大になり、またはＲＦコモンモード電流が最大になる位置で、前記導体に少なくとも一電気的ダンピング要素を付加することにより、ＲＦセーフティが実現されまたは向上し、
前記ダンピング要素は、この位置で前記導体における前記ＲＦコモンモード電流またはＲＦ電場強度を減衰または抑制する、少なくとも抵抗性、リアクタンス性、及び誘電体の負荷のうち少なくとも１つから選択される、
介入的または非介入的機器。
【請求項２】
前記ダンピング要素は、抵抗性及び／またはリアクタンス性の負荷であり、前記導体にガルバニックに接続することにより、前記導体に有効に付加される、
請求項１に記載のＲＦセーフな介入的または非介入的機器。
【請求項３】
前記ダンピング要素は、抵抗性及び／またはリアクタンス性の負荷であり、前記導体に誘導的に結合することにより、前記導体に有効に付加される、
請求項１に記載のＲＦセーフな介入的または非介入的機器。
【請求項４】
前記ダンピング要素は、ワイヤエクステンションの形式の抵抗性負荷であり、前記抵抗性負荷の端のうち一端を前記導体とガルバニックに接続することにより、前記導体に有効に付加され、他端は電気的にオープンである、
請求項１に記載のＲＦセーフな介入的または非介入的機器。
【請求項５】
前記ダンピング要素は、誘電体負荷であり、前記誘電体負荷を前記導体にまたはその周りに配置することにより前記導体とガルバニックに接続することにより、前記導体に有効に付加される、
請求項１に記載のＲＦセーフな介入的または非介入的機器。
【請求項６】
前記ダンピング要素は、前記ダンピング要素がユーザにより前記導体にマニュアルで取り付け及び取り外しできるように、取り付け手段とともに設けられた、
請求項１に記載のＲＦセーフな介入的または非介入的機器。
【請求項７】
各ＲＦトラップ回路の位置において、ＲＦ電場強度を大きくまたは最大にし、またはＲＦコモンモード電流を大きくまたは最大にするため、前記ＲＦコモンモード電流に対して高インピーダンスとなる少なくとも一ＲＦトラップ回路が、前記導体に有効に付加され、
少なくとも一ダンピング要素が、前記少なくとも一ＲＦトラップ回路の位置で前記導体に有効に付加される、
請求項１に記載のＲＦセーフな介入的または非介入的機器。
【請求項８】
前記ダンピング要素は、前記位置から遠位の位置で、かつ前記関連ＲＦトラップ回路に隣接して、前記導体に有効に付加される、
請求項７に記載のＲＦセーフな介入的または非介入的機器。
【請求項９】
前記ＲＦトラップ回路は、ＲＦチョーク、抵抗、キャパシタ、共振ＬＣ回路、トランスフォーマ、または針またはワイヤの近位端のうちの１つである、
請求項７に記載のＲＦセーフな介入的または非介入的機器。
【請求項１０】
前記導体は、前記機器と、近位ＲＦ送信ユニット、ＭＲ受信ユニット、電源ユニットまたはその他の特にリモートの信号受信及び信号処理ユニットとの間で電気信号を供給するためにもうけられた、
請求項１に記載のＲＦセーフな介入的または非介入的機器。
【請求項１１】
前記導体は、導電ガイドワイヤまたはペースメーカリードまたはワイヤブレード誘導針鞘または他の長手または細長い導電要素である、
請求項１に記載のＲＦセーフな介入的または非介入的機器。
【請求項１２】
前記ダンピング要素の温度を検知する温度センサが設けられた、
請求項１に記載のＲＦセーフな介入的または非介入的機器。
【請求項１３】
カテーテル、プローブ、手術用デバイス、生検針または穿刺針、ポインタ、インプラント、ワイヤブレード誘導針鞘、導電ガイドワイヤ、ペースメーカリード、位置マーカ、サーフェスコイルまたはローカルコイルまたはヘッドコイルの形式の、
請求項１に記載のＲＦセーフな介入的または非介入的機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検査対象のＭＲ画像化またはＭＲ検査の間に用いるＲＦセーフな介入または非介入機器に関する。この機器は、少なくとも１つの長手方向のまたは細長い、特に電気信号を供給する導電体またはワイヤやラインの形式の、または電気信号を供給するために設けられたのではないがそれでも導電性を有する、その機器自体またはそのコンポーネントやパーツの形式の導電要素よりなり、またはかかる要素を含む。
かかる要素（「導電体」）はすべて、その機器または要素が、ＭＲ画像化装置によるＭＲ画像化またはＭＲ検査の間に発生するＲＦ／ＭＲ励起場にさらされた時、その要素に誘導されるＲＦコモンモード電流にさらされる。
【０００２】
かかる機器及びコンポーネントまたはパーツは、それぞれ、例えば、カテーテル、プローブ、手術用デバイス、生検または穿刺針、ポインタ、インプラント、ワイヤブレード誘導針鞘、ガイドワイヤまたはペースメーカリード、その他のポジションマーカなどの介入または任意の非介入デバイス、またはヘッドコイルなどのサーフェスコイルまたはローカルコイルである。
【０００３】
概して、上記の長手方向のまたは細長い導電性要素は、機器の遠位部分またはセクションにあり、またはそれを形成し、及び／または機器の遠位部分またはセクションにあり、またはそれを形成することができる。後者の場合、かかる要素は、例えば、機器を関連するＲＦ送信ユニット、ＭＲ受信ユニット、電源ユニットまたはその他の特に離れたところにある信号受信及び／または信号処理ユニットと接続するＲＦ伝送ラインまたはケーブルである。
【背景技術】
【０００４】
ＭＲ画像化装置において、通常は患者である検査対象が、ＭＲ画像化装置の検査スペース内の一様な主磁場（Ｂ０フィールド）にさらされ、検査対象内の原子核の磁気モーメントが、印加されたＢ０フィールドの軸の周りに回転（ラーマー歳差運動）し、すべての原子核の正味磁化がＢ０フィールドと平行になる。歳差のレートはラーマー周波数と呼ばれ、関与する原子核の物理的特性と、印加されるＢ０フィールドの強さとに依存する。
【０００５】
ＲＦ送信アンテナにより発生され、関心のある原子核のラーマー周波数にマッチングしたＢ０磁場に直交するＲＦ励起磁場（Ｂ１磁場）を送信することにより、原子核のスピンが励起され、位相がそろい、その正味磁化のＢ０磁場の方向からの偏差が得られ、正味磁化の縦成分に対する横成分が発生する。
【０００６】
ＲＦ励起磁場がなくなると、正味磁化の縦横成分のＭＲ緩和過程が始まり、正味磁化が平衡状態に戻るまで続く。ＭＲ緩和信号は、緩和過程により放射されるが、ＲＦ／ＭＲ受信アンテナまたはコイルにより検出される。受信されたＭＲ信号は、時間ベースの振幅信号であるが、フーリエ変換されて周波数ベースのＭＲスペクトル信号にされ、検査対象内の関心のある原子核のＭＲ画像を生成するために処理される。
【０００７】
ＭＲ検査中に、または検査対象の、とくにその一部位（local  zone  or  area）の治療中に、介入性のまたは非介入性の機器または医療デバイスが使われることが多い。上で例示した機器やデバイスは、例えば、ＭＲ誘導生検、熱焼杓、小線源治療、血管介入、電気生理その他の侵襲的または非侵襲的アプリケーションに用いられる。
【０００８】
かかる機器の一般的な問題は、それが、上述のように、通常は、一以上の長手方向のまたは長細い導電要素を含む、またはかかる要素より出来ていることである。通常は介入性のまたは非介入性の機器が、ＭＲ画像生成中に使われる時、少なくとも部分的にはＭＲ画像化装置のＲＦ／ＭＲ励起場にさらされるため、ＲＦ／ＭＲ励起場によりＲＦコモンモード電流がこれらの要素に誘導され、この電流により隣接のまたは周囲の検査対象が潜在的に望ましくないＲＦ加熱を受ける。
【０００９】
言い換えると、上記の長手方向のまたは細長い導電要素は、ＲＦ／ＭＲ励起場によりＲＦコモンモード電流が誘導され、それにより検査対象の隣接のまたは周囲の組織が潜在的な望ましくないＲＦ加熱を被る任意の要素である。以下の説明では、これらの要素は共通して「導電体」との用語で示す。
【００１０】
一般的に、上記の機器は、検査対象の隣接のまたは周囲の組織が望ましくない程度にＲＦ加熱されないという意味で、ＲＦセーフ（RF-safe）でなければならない。同じことが、機器が有する、または上記の機器が関連ＲＦ送信ユニット、ＭＲ受信ユニット、電源ユニット、その他の信号処理または制御ユニットと接続されるＲＦ伝送ラインまたはケーブルにも当てはまる。
【００１１】
かかるＲＦ加熱を回避または最小化し、ＲＦセーフティを得るために、様々なコンセプトが提案されている。それによると、例えば、導電体をセグメント化し、これによりＲＦ／ＭＲ励起場によるその導体におけるＲＦコモンモード電流の発生を防止し、対応するＲＦ加熱を防止するために、ＲＦトラップ回路、ＲＦチョーク、高インピーダンスセグメント及び／またはその他の電気回路であって関連導電体またはＲＦ伝送ラインの長さ方向に分布したものを有する導電体またはＲＦ伝送ラインが提供されている。
【００１２】
特許文献１は、第１と第２の導電体を有するリードシステムを有するＭＲＩ／ＲＦ互換医療介入性デバイスを開示している。これでは、ＭＲセーフティは、リードシステムに、その長さ方向に、空間的に分離された複数の回路セグメントであって高周波数範囲においてインピーダンスが高く、低周波数範囲においてインピーダンスが低いものを設けることにより得られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００９／０１７１４２１号
【発明の概要】
【００１４】
特に、機器の遠位部分またはセクションにある上記導体の遠位先端または遠位端においてまたはその周りで、検査対象の隣接または取り囲む組織にのＲＦ加熱が、関連導体に沿った他のセクションまたは領域に隣接またはそれを取り囲む組織のＲＦ加熱と比較して最も目立つこと、及びこのＲＦ加熱は、遠位先端（特に、この先端が電気的にオープンな場合）におけるＲＦ場の強度が最大になり、導体の他の位置と比較してその先端に局在化したＲＦ電場の電気力線が比較的高密度になることにより起こりることが分かった。
【００１５】
さらに、かかるＲＦ先端加熱は、ＭＲ画像化装置のＲＦ励起場により関連導体にＲＦ共振が励起される（すなわち、共振ＲＦコモンモード電流）時に、最も目立つことが分かった。
【００１６】
また、多くのアプリケーションでは、介入的または非介入的機器のＲＦセーフティにとって、その導体のオーミック抵抗及び共振ＲＦコモンモード電流によるオーミック加熱により生じる導体の長さ方向の（及びその導体の長さ方向の隣接または取り囲む組織の）加熱より、このＲＦ先端加熱の方が非常に重要であることが分かった。
【００１７】
さらに、ＲＦセーフティに対する上記その他の既知の解決策は、検査対象に導入される機器のような非常に細い機器に関して使うには適していないことが多い。例えば、トラップ回路やＲＦチョークは、導体における共振ＲＦ電流の抑制に使われるが、その大きさやそのトラップ自体において起こりうる加熱のため、検査対象の外部でのみ安全かつ効率的に使用できる。これ以外にも、かかるトラップの効率は、導体方向でのその位置と、検査対象の外の、または隣接した、または部分的や全体的に挿入された導体の位置に強く依存する。導体またはケーブルにおける有効ＲＦコモンモード波長が隣接または取り囲む組織の誘電特性に依存するからである。これにより、（例えば、ＭＲ誘導血管介入に供される介入機器の、）検査対象に導入される（遠位）導体がそれ自身共振して、検査対象がＲＦ加熱にさらされるという一般的な問題が生じる。
【００１８】
特に、（検査対象に導入される導体のセクションである）長い導体がトラップ回路から自由である場合には、導体ループによっても、関連機器がユーザにより操作された時に偶発的に生じる、これらの導体に共振が励起される目立った危険がある。機器の近位端に適用されるトラップ回路は、このＲＦセーフティ問題をさらに悪化させ得る。
【００１９】
最後に、これらの問題は介入的機器に限定されず、上記の長手方向の導電要素、対象、または構造や、ＲＦサーフェスコイルや機器の近位部分またはセクションにあり、ＭＲ画像化手法に固有のＲＦ励起電磁場とインターラクトする、接続されたＲＦ伝送ラインまたはケーブルなどの非介入的機器の場合に一般的に発生する。
【００２０】
本発明の目的は、これらの問題に対する解決策を見つけ、ＲＦセーフティまたは改善されたＲＦセーフティを伴う長手方向のまたは細長い導電要素（導体）よりなるまたは含む介入的または非介入的な機器を提供し、ＭＲ画像化装置により発生されるＲＦ／ＭＲ励起場により誘導される上記のＲＦコモンモード電流による検査対象の隣接または取り囲む組織のＲＦ加熱が、信頼性高く防止され、または少なくとも関連の検査対象に悪い影響を与えない程度に低減するようにすることである。
【００２１】
この目的いは、請求項１による、ＭＲ画像化装置においてＭＲ画像化またはＭＲ検査の間に用いるＲＦセーフな介入的または非介入的機器により解決される。
前記機器は、導体よりなりまたは含み、前記導体は、前記機器または導体がＭＲ画像化またはＭＲ検査の間に発生するＲＦ／ＭＲ励起場にさらされたとき、前記導体に誘導されるＲＦコモンモード電流にさらされ、前記ＲＦコモンモードのＲＦ電場強度が発生する前記導体に沿った位置に少なくとも近くで、具体的に、前記導体に沿った他の位置との比較において、ＲＦ電場強度がより大きくまたは最大になり、またはＲＦコモンモード電流が最大になる位置で、前記導体に少なくとも一電気的ダンピング要素を付加することにより、ＲＦセーフティが実現されまたは向上し、前記ダンピング要素は、この位置で前記導体における前記ＲＦコモンモード電流またはＲＦ電場強度を減衰または抑制する、少なくとも抵抗性、リアクタンス性、及び誘電体の負荷のうち少なくとも１つから選択される。もし何もしなければＲＦコモンモードのＲＦ電場が発生する位置に配置されたダンピング要素により、ＲＦコモンモード電流が抑制される。ＲＦコモンモードのＲＦ電場強度が最大になるところまたはその近くにダンピング要素を配置することにより、非常に強い抑制を実現できる。
【００２２】
ダンピング要素の数とその選択（すなわち、抵抗性、リアクタンス性及び／または誘電体の負荷）は、かかる負荷の大きさの選択とともに、所望のＲＦセーフティ、または還元すると誘導されるＲＦコモンモード電流による関連組織の加熱の抑制または低減の所望の程度が得られるように、行われる。この程度は、例えば、導体に沿ってダンピング要素の数を増やすことにより、すなわち、上記の（１つの）位置に２以上のダンピング要素を有効に付加することにより、または上記の位置のうち二以上にそれぞれ一以上のダンピング要素を有効に付加することにより、高くすることができる。これらの場合に対して代替的または追加的に、上記の程度は、周知のように及び／または下記のように、一以上のダンピング要素の電気的ダンピング特性を向上することにより、高めることができる。
【００２３】
ＲＦ誘導加熱の抑制または低減の程度は、例えば、機器の種類に応じて、例えばこの機器が介入的機器か非介入的機器かに応じて選択される。介入的機器は非介入的機器より検査対象に密接に接触し、そのためＲＦ誘導加熱をより高い程度で抑制する必要があるからである。
【００２４】
概して、本発明は、前記導体は、関連ＭＲ画像化装置のＲＦ／ＭＲ励起場によりＲＦ共振するよう励起された発信器を表し、前記組織のＲＦ加熱をその発信器のエネルギー損失を大きくすることにより、換言すると、そのＱファクタを既知の方法で悪くすることにより、特にその発信器に好ましくは抵抗性、リアクタンス性、及び誘電体負荷の少なくとも１つの形式の少なくとも１つの電気的ダンピング要素を、有効に付加することにより、防止、抑制、または制限できるとの認識に基づく。
【００２５】
「有効に付加」との用語は、抵抗性及び／またはリアクタンス性負荷の形式で実現される場合には、かかるダンピング要素のガルバニック接続の意味の電気的接続、またはガルバニック接続が無い、かかるダンピング要素を関連コンダクタのところにまたはその周りに配置することによる誘導的または容量的結合を意味する。ここで、ダンピング要素が例えば誘電体負荷の形式で実現されている場合、容量性結合が用いられ、例えば、ダンピング要素がワイヤである場合、誘導性結合が用いられ得る。
【００２６】
この解決策は、特にＲＦコモンモード電流に対して電気的にオープンな近位端を有する導体の場合に、有利に実現でき、（既知の画定された位置である）この近位端において、ＲＦコモンモード電流のＲＦ場の強さが最大になり、ダンピング要素が導体のこの最大となる位置に有効に付加できるようにする。オープンな近位端を有するかかる導体は、一般的には、電気信号を供給するために設けられるのではなく、例えばガイドワイヤや、非介入的機器のワイヤブレイド誘導針鞘である。
【００２７】
本発明による一般的利点は、ＲＦセーフティ問題にさらされる任意の導体に適用可能であり、これにより十分なＲＦセーフティが得られる場合にはスタンドアロンの解決策として、または本発明による解決策はＲＦセーフティを得るまたは向上するために適用される他のどのコンセプトの機能や効率を犠牲にしないので、ＲＦセーフティを向上するために他の既知の解決策と組み合わせて適用可能である。
【００２８】
他の利点は、（ＲＦセーフにする）関連する導体自体の修正は必要としないので、本発明は実施が容易だということである。
従属請求項は、本発明によるＲＦセーフな介入的または非介入的機器の有利な実施形態を開示している。
【００２９】
請求項２ないし６は、ダンピング要素とその導体への結合の好ましい実施形態に関する。
【００３０】
より詳細には、請求項２ないし４による抵抗性負荷の効率を向上するため、導体は、好ましくは、細長く、抵抗性負荷の位置において顕著なＲＦ電流を電気的に引き起こす。電気的伸びは負荷自体により実現でき、特に、導体の一端に接続された細長い抵抗ワイヤの形式で実現できる。他端は電気的にオープンであり、及び／または一以上の誘導性要素が導体を電気的に長くする。
請求項５による誘電体負荷の効率を向上するため、導体に沿って、導体に発生するＲＦ電場が最大になる位置に、誘電体負荷を配置する。
【００３１】
請求項７ないし９は、導体に有効に付加される少なくとも一ＲＦトラップ回路により導体に沿って少なくとも一（以上の）所望の位置におけるＲＦ場の強度の少なくとも１つの最大を引き起こし、ダンピング要素はこの位置に付加することが好ましい。これに関して「有効に付加」との用語は、ダンピング要素に関して上で説明したのと同じ意味である。
【００３２】
これらの実施形態は、有利にも、電気的にオープンな近位端を有する導体の場合に特に実現できる。例えば、これらの導体は、上記のＲＦ送信ユニット、ＭＲ受信ユニット、電源ユニット、またはその他の特にリモート信号受信及び／または信号処理ユニットとの間でさらなるＲＦ伝送ラインを介して電気信号を供給するために設けられているからである。
【００３３】
かかるＲＦトラップ回路またはＲＦチョークは、導体におけるＲＦコモンモード電流に対して高インピーダンスを提供し、導体方向のその位置においてＲＦ場を最大にし、この位置の電流をダンピング要素に発散できる要素として理解すべきである。機器の種類とそのワイヤリングに応じて、例えば、抵抗、キャパシタ、共振ＬＣ回路、トランスフォーマの形式で、または（例えば、ワイヤブレイドまたはガイドワイヤの場合）単純に関連機器の針またはワイヤの近位端により、ＲＦトラップ回路またはＲＦチョークを実現できる。
【００３４】
かかるＲＦトラップ回路の利点は、ＲＦ送信ユニット、ＭＲ受信ユニット、電源ユニットまたはその他の特にリモート信号受信及び／または信号処理ユニットなどの上記の近位ユニットを、遠位導体の共振器から分離することである。
【００３５】
最後に、請求項１２の実施形態により、基本的なＲＦセーフティモニタリングができる。
【００３６】
言うまでもなく、本発明の特徴は、添付した特許請求の範囲に規定した発明の範囲から逸脱することなく、互いに組み合わせられ、さらに独立のセーフティメカニズムと組み合わせられる。
【００３７】
本発明のさらなる詳細、特徴、利点は、図面を参照して説明する本発明の好ましい例示としての実施形態の説明から明らかになるだろう。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の第１の実施形態による介入性機器の構成を示す図である。
【図２】本発明の第２の実施形態による介入性機器の構成を示す図である。
【図３】本発明の第３の実施形態による介入性機器の構成を示す図である。
【図４】本発明の異なる実施形態により実験的に得られたいろいろな温度低下を示すグラフである。
【図５】本発明の一実施形態の単純化したモデルを示す図である。
【図６】図４のトラップ一に関する一機器の先端における、シミュレーションされたいろいろな電場強度を示すグラフである。このグラフは、実施形態が、機器の先端における電場強度の共鳴増強を大きく低減することを示している。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
図１は、本発明の第１の実施形態による介入性機器の基本的構成を示す図である。さらに、図１は、患者の形で検査対象Ａを示している。
【００４０】
介入性機器は、その遠位部分またはセクションに第１の導電要素１（以下、「遠位導体」）を有する。これは、少なくとも部分的に、検査対象Ａに導入される。遠位導体１は、ＲＦコモンモード電流に対して電気的にオープンな遠位端と、好ましくは、その機器の遠位部分またはセクションにおいて第２の導電要素３（以下、「近位導体」）の遠位端にＲＦチョーク２などのＲＦトラップ回路を介して接続され、近位端において介入性機器を関連する動作ユニット、制御ユニット、または電源ユニットＰ（図示せず）と接続し、例えばＲＦ伝送ラインまたはケーブルの形成期で実現する近位端とを有する。
【００４１】
さらに、図１は、好ましくは、ワイヤエクステンション４の形式の、抵抗性及び／またはリアクタンス性負荷の形式の電気的ダンピング要素を示す。この要素は、遠位性導電体１と、その一端でガルバニック接続を介して有効に付加されている。ワイヤエクステンション４の他端は自由である（すなわち、ＲＦコモンモード電流に対して電気的にオープンである）。
【００４２】
一般的に、かかるダンピング要素は、（遠位または近位）導体１、３に沿った、関連導体１、３に沿った他の位置と比較して、ＲＦ電場強度が大きくなるまたは最大になる、またはＲＦコモンモード電流が大きくなるまたは最大になる位置の少なくとも近くで有効に付加されている。同様に、一以上のダンピング要素を、最初に説明した複数の位置の各位置において、導体１、３に有効に付加することができる。さらに、導体による検査対象の隣接または包囲する組織のＲＦ加熱が、少なくとも許容できる程度に限定され、これによりＲＦセーフティが実現または改善される程度まで、少なくとも一ダンピング要素が関連位置における導体１、３におけるＲＦコモンモード電流またはＲＦ電場強度を減衰または抑制するように、ダンピング要素を選択する。これは本発明のすべての実施形態にあてはまる。
【００４３】
ＲＦ場強度の最大値は、遠位導体１の遠位（オープン）端で発生するが、遠位導体１に沿った（または機器全体の）ＲＦ電場強度のさらなる最大値の位置は、一般的に画定されず、機器の構造及び外部ケーブル接続、及び上述の通りその他の理由に依存する。この遠位端または先端に抵抗性負荷４を接続することはもちろん好ましくない（検査対象に導入されるので）ことから、上記の通り、例えばＲＦトラップ回路またはＲＦチョーク２により、かかる最大を引き起こすことが好ましい。ＲＦトラップ回路またはＲＦチョーク２は、遠位導体に有効に付加され、その位置は、抵抗性負荷４が遠位導体１に容易に接続できる位置であることが、例えば遠位導体１の領域またはその近位端であることが、すなわち、常に検査対象Ａの外側に留まる、遠位導体１に沿った近位位置であることが好ましい。（例えば、ガイドワイヤの場合、近位端は、ＲＦコモンモード電流に対しても電気的にオープンであり、近位端においてＲＦ場強度が最大にするため、かかるＲＦトラップ回路２は必要ない）。
【００４４】
抵抗性負荷４は、図１では、単純なワイヤエクステンションの形式で示した。上記の通り、遠位導体１の遠位先端における、特に検査対象の隣接するまたは取り囲む組織のＲＦ加熱を防止または望ましい程度まで制限するために、この位置におけるエネルギー損失が、及びこれによるＲＦコモンモード電流またはＲＦ場強度の抑制が十分にできるように、発信器のＱファクタを低くなるように、ワイヤエクステンションの長さ、または例えば抵抗性及び／またはリアクタンス性負荷の形式の負荷４の他の実施形態の寸法を選択する。
【００４５】
ワイヤエクステンション４は、一体のまたは分散した抵抗を（特に、例えば高抵抗ワイヤセグメントの形式で）含み得る。さらに、ダンピング効果を高くするため、リアクタンス性要素であって特にインダクタの形式のものをワイヤエクステンション４に接続でき、それによりワイヤエクステンション４を仮想的に長くして、より大きなＲＦ電流が導体１からワイヤエクステンション４を通って流れるようにする。
【００４６】
かかる負荷４により、遠位導体１にＲＦコモンモード電流に対する付加的な損失経路（lossy  path）が設けられ、それによりＲＦエネルギーの吸収が起こり、遠位導体１の遠位端において発散されるエネルギー量が低くなる。
【００４７】
上記の通り、ＲＦトラップ回路２は、既知の方法で実現され、好ましくは、ＲＦチョークの形式で、または導体のＲＦコモンモード電流に対して高インピーダンスを提供する任意の要素の形式で、実現できる。共振ＬＣ回路に基づくＲＦチョークの場合、そのＬＣ回路の共振周波数の場に対してのみ、ＲＦ場が最大になる。その結果、かかるＲＦチョークは、好ましくはラーマー周波数になり、上記のＲＦ加熱の原因である導体におけるＲＦ共振電流の周波数と一致する。
【００４８】
留意点として、二以上の抵抗性及び／またはリアクタンス性負荷４を、遠位導体１の長さ方向で同じまたは異なる位置において、遠位導体１に接続できる。したがって、二以上のＲＦトラップ回路２を用いることができ、少なくともＲＦ電場強度が大きくなると期待される位置において、負荷４を遠位導体１に接続することができ、この位置にＲＦとらっぽう回路２を設けなくてもよい。しかし、効率を高めるため、ＲＦトラップ回路２を、遠位導体１の一以上の好適な位置に、特にその近位端の領域に設け、抵抗性及び／またはリアクタンス性負荷４を、導体１に、かかるＲＦトラップ回路２の位置で、好ましくは図１に示したようにＲＦトラップ回路２の遠位側において接続することが好ましい。
【００４９】
最後に、図１は、負荷４に接続された任意的な温度センサ５を示す。遠位導体１の遠位先端におけるＲＦ加熱は、遠位先端と近位端との間の遠位導体１（すなわち、ＲＦトラップ回路２）及び負荷４を流れるＲＦコモンモード電流に関連するので、負荷４のＲＦ加熱は、遠位導体１の遠位先端におけるＲＦ加熱の尺度に関連し、及びそれれを示しまたはそれを与える（近位導体３はＲＦトラップ回路２により遠位導体１から有効に分離されている）。このように、負荷４の温度を検知するために負荷４に有効に接続された温度センサ５により、基本的なＲＦセーフティモニタリングができる。
【００５０】
上記の説明は、近位導体３に沿って、少なくとも一ダンピング要素及び一以上のＲＦトラップ回路を設け配置することに当てはまる。
【００５１】
図２は、本発明の第１の実施形態による介入性機器の基本的構成を示す図である。
【００５２】
図１と同じまたは対応するコンポーネントまたは要素は、同じまたは対応する参照番号で示した。
【００５３】
この第２の実施形態と第１の実施形態との基本的な相違点は、ダンピング要素が、トランスフォーマ２１により実現されるインダクンス性カップリングにより遠位導体１に有効に付加されることである。トランスフォーマ２１は、遠位導体１に直列接続された第１の巻き線と、ダンピング要素４ａ，４ｂが接続された第２の巻き線とを有する。ダンピング要素は第１のワイヤエクステンション４ａと第２のワイヤエクステンション４ｂの形式で実現される。第１のワイヤエクステンション４ａは第２の巻き線の一端と接続され、第２のワイヤエクステンション４ｂはトランスフォーマ２１の第２の巻き線の他端と接続されている。第１と第２のワイヤエクステンション４ａ，４ｂは、長さが同じでも異なっていてもよく、同じ方法でまたは異なる方法で実現してもよい。例えば、ワイヤエクステンションのうちの一方は抵抗性負荷のみの形式であり、他方は抵抗性負荷の形式、または抵抗性及びリアクタンス性負荷の形式であり、その逆であってもよい。再び、ダンピング要素４ａ、４ｂは、遠位導体１により表される発信器のエネルギー損失を大きくするために、上記の通り選択され、それにより上記のＲＦ加熱を防止または制限する。任意的なＲＦトラップ回路２に関して上で言及した。さらに、近位導体３に、上記のインダクタンス性カップリング２１を設けても良い。
【００５４】
任意的温度センサは、図２には示していないが、第１の実施形態を参照して上で説明したように、温度を検知するため、ワイヤエクステンション４ａ，４ｂの一方に有効に接続してもよい。
【００５５】
図３は、本発明の第３の実施形態による介入性機器の基本的構成を、検査対象Ａと共に示す図である。
【００５６】
図１及び２と同じまたは対応するコンポーネントまたは要素は、同じ参照番号で示した。
【００５７】
介入性機器は、検査対象Ａに導入される遠位導体１と、介入性機器を関連する動作ユニット、制御ユニット、または電源ユニットＰ（図示せず）に接続するＲＦ伝送ラインまたはケーブルの形式の近位導体３とを有する。この第３の実施形態と第１及び第２の実施形態との間の基本的な違いは、第３の実施形態によると、少なくとも一損失性誘電体負荷６の形式の電気的ダンピング要素が、リアクタンス性負荷４、４ａ，４ｂの代わりに設けられていることである。電気的ダンピング要素は、ＲＦ共振場強度が強くまたは最大になる遠位導体１の位置で、遠位導体１に有効に付加される。好ましくは、ＲＦトラップ回路は、特にＲＦチョーク２の形式では、（遠位導体１が上記のように電気的にオープンな近位端を有さない場合、）そのように最大にまたは強くなるように設けられ、そのため、損失のある誘電体負荷６が遠位導体１の近位端にＲＦチョーク２の近くに配置される。この違いの他に、第１の実施形態を参照した上記説明は、本発明の第３の実施形態にも当てはまる。  任意的温度センサは、図３には示していないが、第１の実施形態を参照して上で説明したように、温度を検知するため、誘電体負荷６に有効に接続してもよい。
【００５８】
損失のある誘電体負荷６は、好適な比抵抗を有する任意の物質で、器具または医療デバイスの基準を満たすものでよい。共振ＲＦ電流の誘電体負荷６への十分な流れと、それによる対応する電気的ダンピング効果を実現するため、損失のある誘電体負荷６は、遠位導体１に十分にキャパシタンス的に結合し、適切なサイズでなければならない。
【００５９】
概して、電気的ダンピング要素は、（すなわち、抵抗性及び／またはリアクタンス性または誘電体のまたはその他の好適な負荷４；６）及び可能なＲＦトラップ回路２（特に、ＲＦチョークの形式のもの）を、例えば、介入性または非介入性機器のハンドピースに組み込むこともできる。
【００６０】
上記の説明は、近位導体３にも当てはまり、近位導体３に少なくとも１つの電気的ダンピング要素（すなわち、抵抗性及び／またはリアクタンス性または誘電体いまたはその他の好適な負荷４；４ａ，４ｂ；６）と、少なくとも１つの任意的ＲＦトラップ回路２を設けても良い。
【００６１】
機器がワイヤブレード誘導針鞘の形式である場合、ダンピング要素４；４ａ、４ｂ（適用ある場合、トランスフォーマ２１とともに）；６及び任意的ＲＦトラップ回路２は、鞘の近位端（すなわち、検査対象の外側に留まる端）に組み込むことができる。
【００６２】
特に、導電ガイドワイヤの場合、ダンピング要素４；６及び任意的ＲＦトラップ回路２は、機械的留め手段によりかかるワイヤの近位端に取り付け、ワイヤの近異端で、関連カテーテルを取り外すため、ダンピング要素と任意的ＲＦトラップ回路とがユーザにより一時的に取り外せるようにすることが好ましい。
【００６３】
機器がワイヤ編組カテーテルまたは導電プルワイヤを有する曲がったカテーテルの形式である場合、通常、ＲＦトラップ回路２は必要ない。通常、カテーテルのハンドピース内に延在する、かかるワイヤ編組またはプルワイヤの近位オープン端にＲＦ電場強度の最大が発生するからである。ハンドピースは、関連抵抗性及び／またはリアクタンス性その他の負荷への、上記のように特にワイヤエクステンションの形式で、近位端の接続を含むように構成されている。
【００６４】
本発明のＲＦセーフ機器の形式で、アクティブトラッキングカテーテルを提供することもできる。一般的に知られているように、かかるカテーテルは、通常、カテーテル内の遠位導体とＲＦ伝送ラインまたはケーブルの形式の近位導体によりＭＲ受信器に接続された任意の形式の一以上のトラッキングコイルを有する。トラッキングコイルの目的は、カテーテルの先端を位置特定または画像化するために、ＭＲ信号を受信することである。これらの導体及び／またはＲＦ伝送ラインまたはケーブルのＲＦトラップ回路は、従来のＲＦチョーク、ＬＣトラップ回路またはトランスフォーマであってもよい。
【００６５】
本発明による、かつトラッキングコイルを関連ＭＲ受信器と接続するアクティブトラッキングカテーテルに組み込まれた、遠位導体または近位ＲＦ伝送ラインまたはケーブルの温度低下の効き目を、図４を参照して説明する。この図は、共通ＲＦ／ＭＲ励起場をスイッチオンし、約１５０秒後にスイッチオフしたときの、アクティブカテーテルのトラッキングコイルにおいて測定した温度上昇ｄＴを、時間ｔの関数として示す。実験構成は図１に示した。
【００６６】
図４の曲線ａは、トラッキングカテーテルのハンドピースの遠位端に、ＲＦトラップまたはチョーク２のみを配置し、ロード４は無いときの温度発展を示す。大きな温度上昇は、強い共振ＲＦ加熱がまだ起こっていることを示している。長さが約１メートルのワイヤエクステンション４と、約１ｋΩの抵抗の形式の負荷が、図１に例示したように、導体１の近位端に、ＲＦトラップまたはチョーク２より遠位に、導体１に接続されているとき、曲線ｂの温度発展が得られた。この曲線はＲＦ加熱が大幅に低減されたことを示す。
【００６７】
ＲＦトラップまたはチョーク２が、より近位の位置に約３０ｃｍシフトすると、ＲＦ加熱はさらに抑制される。曲線ｃは、負荷４が無い、かかる位置の場合の温度発展を示す。しかし、実際には、ＲＦトラップ位置は、通常、患者における加熱が最小になるように、十分には調節できない。曲線ｄは、長さが約１ｍのワイヤエクステンション４と、約１ｋΩの抵抗を、導体１と、図１に示すようにその近位端に、ＲＦチョーク２より遠位に接続した場合の、同様の低温発展を示す。留意点として、これらの測定について、ワイヤエクステンション４の長さと抵抗は、ランダムにされ、最良のダンピング性能を得るために最適化されていない。
本発明の解決策の実現性は、図５及び６によるシュミレーションにより示すことができる。
【００６８】
図６による曲線を評価するため、図５による構成を用いた。図５は、遠位先端Ｄ（通常はカテーテル等の先端）と、カテーテルを操作するため上記のように関連操作ユニットと接続された近位端Ｐとの間に延在する遠位導体１と近位導体３を示す。遠位導体１と近位導体３との間に、ＲＦトラップ回路２が、好ましくはＲＦチョークが配置され、導体に有効に付加されている。さらに、上記の通り、ワイヤエクステンション４が、その端の一方を、ＲＦトラップ回路２の遠位側において遠位導体１の近位端に有効に付加されている。再び、ワイヤセグメント４の他端は電気的にオープンである。最後に、ＲＦ電圧原Ｕｓは、遠位導体１の遠位先端Ｄから約３０ｃｍの距離ｄ１に配置され、このシミュレーションでは、実際にはＭＲＩ装置により送信されたＲＦ／ＭＲ励起場による励起を表す。したがって、遠位導体１は、ワイヤエクステンション４とともに、上記の発信器を表す。さらに、遠位先端ＤからのＲＦトラップ回路２の距離をｄ２で示し、遠位先端Ｄと近位端Ｐとの間の遠位導体１と近位導体３の長さ全体をｄ３で示し、ワイヤエクステンション４の長さをｄ４で示す。
【００６９】
図５に示したシミュレーションの評価は、共振周波数６４．２ＭＨｚ、導体１、３の全長ｄ３が５ｍ、ワイヤエクステンション４の長さｄ４が１ｍ、抵抗が１ｋΩとして行った。
【００７０】
図６は、ＲＦトラップ回路２の、遠位先端Ｄからの距離ｄ２に依存する遠位先端Ｄと近位端ＰにおけるＲＦ電場Ｅの発展を示す。
【００７１】
詳細に、曲線ａは、負荷またはワイヤエクステンション４が無い場合に、ＲＦトラップ回路２の距離ｄ２に依存する、遠位先端ＤにおけるＲＦ電場Ｅの発展を示す。この曲線は、ＲＦトラップ回路２の２つの距離ｄ２において、遠位導体１の大きな共振が観察できる。
【００７２】
曲線ｂは、負荷またはワイヤエクステンション４が無い場合に、遠位先端ＤからのＲＦトラップ回路２の異なる距離ｄ２に対する、近位端ＰにおけるＲＦ電場Ｅの発展を示す。
【００７３】
図５に示したように、ワイヤエクステンション４の形式の負荷を遠位導体１と接続するとき、ＲＦトラップ回路２の距離ｄ２に依存する、遠位先端ＤにおけるＲＦ電場Ｅの発展は（負荷４の位置は常にＲＦトラップ回路２の位置に従う）、曲線ｃのようになる。遠位先端ＤからのＲＦトラップ回路２の距離ｄ２によらず、ＲＦ共振が消えることを示す。
【００７４】
最後に、曲線ｄは、図５に示したように、ワイヤエクステンション４を設けた場合に、遠位先端Ｄからの（負荷４とともに）ＲＦトラップ回路２の異なる距離ｄ２に対して、近位端ＰにおけるＲＦ電場Ｅの発展を示す。
【００７５】
要するに、曲線ａとｃを比較すると、ワイヤエクステンション４により、患者内での加熱に関与する先端Ｄにおける電場が大幅に低減することが分かる。曲線ｂとｄは、完全を期して示したものであり、点ＤにおけるＲＦ電場Ｅが常に低くいことを示しており、これはＲＦトラップ回路２が適切に機能していることを証明している。
【００７６】
留意点として、長さｄ２が異なってもワイヤエクステンション４は有効であることが示された。望ましいまたは最適なダンピング特性を実現するため、長さｄ２は、実験と測定により、介入的または非介入的機器に対して容易に最適化できる。
【００７７】
一般的及び上記の通り、本発明による解決策は、例えば、カテーテル中の各ケーブルの先端におけるＲＦ加熱を制限または防止するために、例えば、カテーテルのハンドピースを、関連のＭＲ受信器と、またはカテーテル上のトラッキングコイル、ＥＣＧ電極または温度センサを操作するその他の信号処理ユニットと接続する、ＲＦ伝送ラインまたはケーブルの形式の近位導体にも適用できる。
【００７８】
さらに、非介入的機器を関連の操作ユニットと接続し、特に患者に近い導体が患者をＲＦ加熱することを防止するために、関連ＲＦ伝送ラインまたはケーブルのＲＦセーフティを得てそれを強化するために、本発明の解決策を、上記の通り、ＲＦローカルコイルまたはサーフェスコイル、ヘッドコイル、ポインタなど、任意の非介入的機器に適用できる。
【００７９】
本発明を、図面と上記の説明に詳しく示し説明したが、かかる例示と説明は例であり限定ではなく、本発明は開示した実施形態には限定されない。添付した特許請求の範囲により規定される本発明の範囲から逸脱することなく、上記した本発明の実施形態のバリエーションも可能である。
【００８０】
請求項に記載した発明を実施する際、図面、本開示、及び添付した特許請求の範囲を研究して、開示した実施形態のバリエーションを、当業者は理解して実施することができるであろう。  請求項において、「有する（comprising）」という用語は他の要素やステップを排除するものではなく、「１つの（"a"  or  "an"）」という表現は複数ある場合を排除するものではない。相異なる従属クレームに手段が記載されているからといって、その手段を組み合わせて有利に使用することができないということではない。請求項に含まれる参照符号は、その請求項の範囲を限定するものと解してはならない。
【図１】
2015504341.tif 000003
【図２】
2015504341.tif 000004
【図３】
2015504341.tif 000005
【図４】
2015504341.tif 000006
【図５】
2015504341.tif 000007
【図６】
2015504341.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成26年7月23日(2014.7.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＭＲ画像化装置においてＲＦセーフな介入的または非介入的機器であって、
前記機器は、ＲＦコモンモード電流にさらされる導体と、
前記ＲＦコモンモードのＲＦ電場強度が発生する前記導体に沿った位置に配置された少なくとも一電気的ダンピング要素とを有し、
前記ダンピング要素は、前記導体における前記ＲＦコモンモード電流またはＲＦ電場強度を減衰または抑制する、少なくとも抵抗性、リアクタンス性、及び誘電体の負荷のうち少なくとも１つから選択される、
ＲＦセーフな介入的または非介入的機器。
【請求項２】
前記ダンピング要素は、抵抗性及び／またはリアクタンス性の負荷であり、前記導体にガルバニックに接続されている、
請求項１に記載のＲＦセーフな介入的または非介入的機器。
【請求項３】
前記ダンピング要素は、抵抗性及び／またはリアクタンス性の負荷であり、前記導体に誘導的に結合されている、
請求項１に記載のＲＦセーフな介入的または非介入的機器。
【請求項４】
前記ダンピング要素は、ワイヤエクステンションの形式の抵抗性負荷であり、前記導体とガルバニックに接続された一端を有し、前記導体に有効に付加され、他端は電気的にオープンである、
請求項１に記載のＲＦセーフな介入的または非介入的機器。
【請求項５】
前記ダンピング要素は、誘電体負荷であり、前記ダンピング要素を前記導体にまたはその周りに配置することにより前記導体と容量的に結合されている、
請求項１に記載のＲＦセーフな介入的または非介入的機器。
【請求項６】
前記ダンピング要素は、ユーザにより前記ダンピング要素を前記導体にマニュアルで取り付け及び取り外しする取り付け手段が設けられた、
請求項１に記載のＲＦセーフな介入的または非介入的機器。
【請求項７】
前記ＲＦコモンモード電流に対して高インピーダンスとなる、前記位置に配置された少なくとも一ＲＦトラップ回路をさらに有する、
請求項１に記載のＲＦセーフな介入的または非介入的機器。
【請求項８】
前記ダンピング要素は、前記位置から遠位の位置で、かつ前記ＲＦトラップ回路に隣接して配置される、
請求項７に記載のＲＦセーフな介入的または非介入的機器。
【請求項９】
前記ＲＦトラップ回路は、ＲＦチョーク、抵抗、キャパシタ、共振ＬＣ回路、トランスフォーマ、または針またはワイヤの近位端のうちの１つである、
請求項７に記載のＲＦセーフな介入的または非介入的機器。
【請求項１０】
前記導体は、前記機器と、近位ＲＦ送信ユニット、ＭＲ受信ユニット、電源ユニットまたはその他のリモートの信号受信及び信号処理ユニットとの間で電気信号を供給する、
請求項１に記載のＲＦセーフな介入的または非介入的機器。
【請求項１１】
前記導体は、導電ガイドワイヤまたはペースメーカリードまたはワイヤブレード誘導針鞘または他の長手または細長い導電要素である、
請求項１に記載のＲＦセーフな介入的または非介入的機器。
【請求項１２】
前記ダンピング要素の温度を検知する温度センサをさらに有する、
請求項１に記載のＲＦセーフな介入的または非介入的機器。
【請求項１３】
カテーテル、プローブ、手術用デバイス、生検針または穿刺針、ポインタ、インプラント、ワイヤブレード誘導針鞘、導電ガイドワイヤ、ペースメーカリード、位置マーカ、サーフェスコイルまたはローカルコイルまたはヘッドコイルの形式の、
請求項１に記載のＲＦセーフな介入的または非介入的機器。
【請求項１４】
前記導体上の位置は、前記導体に沿った他の位置との比較において、ＲＦ電場強度がより大きくまたは最大になり、またはＲＦコモンモード電流が最大になる位置である、請求項１に記載のＲＦセーフな介入的または非介入的機器。
【国際調査報告】
2015504341.tif 000009
2015504341.tif 000010
2015504341.tif 000011
2015504341.tif 000012
2015504341.tif 000013
2015504341.tif 000014