(57)【要約】【課題】磁気ノイズを効果的にフィルタリングすることにより、高い精度で磁性流体を検出することができる磁性流体検知装置を提供する。【解決手段】体内に滞留している磁性流体を励磁する１以上の磁石と、この磁石により励磁した磁性流体から発生られる磁気信号を検出する複数の磁気センサと、これらを振動させる振動手段と、磁気センサの検出側とは反対側に配置された常磁性体よりなる基準信号発生部と、複数の磁気センサからの出力の差分をとり磁性流体を検出する検出手段とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
体内に滞留している磁性流体を励磁する１以上の磁石と、
この磁石により励磁した磁性流体から発生られる磁気信号を検出する複数の磁気センサと、
前記磁石、又は、前記磁石及び前記複数の磁気センサを振動させる振動手段と、
前記磁気センサの検出側とは反対側に配置された常磁性体よりなる基準信号発生部と、
前記複数の磁気センサからの出力の差分をとり磁性流体を検出する検出手段と
を備えたことを特徴とする磁性流体検知装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、体内に注入した磁性流体を利用して、センチネルリンパ節（ＳＬＮ＝Ｓｅｎｔｉｎｅｌ  Ｌｙｍｐｈ  Ｎｏｄｅ）の正確な位置を同定するための磁性流体検知装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
癌治療における癌転移診断のひとつとして、センチネルリンパ節生検がある。これは、センチネルリンパ節に転移がなければ、それ以降のリンパ系への癌転移はないと診断する診断方法である。従って、センチネルリンパ節を摘出、検査した結果、転移が認められなければ、それ以降のリンパ節郭清部位を最小限にすることができる。
【０００３】
従来、乳癌では、ガンマ線を発する放射性同位元素薬と青色の色素を腫瘍周囲に投与し、手術前に体外から、ガンマ線検出器であるガンマプローブを用いて、おおよそのセンチネルリンパ節の位置を探し、手術時に、色素により染色されセンチネルリンパ節を視認により同定していた。しかし、この方法では、放射性同位元素薬を使用するので、患者及び医療従事者が放射線被ばくしてしまうという問題があった。また、放射性同位元素薬を扱うため、高額な設備が必要であるという問題もあった。
【０００４】
そこで、腫瘍周囲に注入した磁性流体をトレーサーとして、これを検出することによって、センチネルリンパ節の位置を同定する方法がある。例えば、特許文献１には、２つ以上の磁気センサと励磁手段からなる磁性流体検出素子を用いた装置が提案されている。しかし、センチネルリンパ節に滞留する磁性流体の量は僅かであるため、地磁気の影響を受けやすく、手術室での利用は難しいという問題があった。このように極微量の磁性流体から発せられる磁気信号を感度良く捉えるには、トレーサーとなる磁性流体からの磁気信号以外の磁気的ノイズを、効果的にフィルタリングしなければならない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４０９０７２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、このような問題に基づきなされたものであり、磁気ノイズを効果的にフィルタリングすることにより、高い精度で磁性流体を検出することができる磁性流体検知装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の磁性流体検知装置は、体内に滞留している磁性流体を励磁する１以上の磁石と、この磁石により励磁した磁性流体から発生られる磁気信号を検出する複数の磁気センサと、磁石、又は、磁石及び複数の磁気センサを振動させる振動手段と、磁気センサの検出側とは反対側に配置された常磁性体よりなる基準信号発生部と、複数の磁気センサからの出力の差分をとり磁性流体を検出する検出手段とを備えたものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、磁石、又は、磁石及び磁気センサを振動させ、磁石で励磁した磁性流体から発せられる磁気信号を磁気センサで検出し、その出力の差分を取るようにしたので、磁性流体を検出することができる。また、磁気センサの検出側とは反対側に常磁性体よりなる基準信号発生部を配置するようにしたので、磁気センサが基準信号発生部を検出することにより、磁石、又は、磁石及び磁気センサの振動と同期の取れた検出信号を出力することができる。よって、磁気ノイズを効果的にフィルタリングすることができ、高い精度で磁性流体を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施の形態に係る磁性流体検知装置の全体構成を表す図である。
【図２】図１に示した磁性流体検知装置の内部構造を表す図である。
【図３】図２の一部を拡大して表す図である。
【図４】基準信号発生部のみを検出した時の磁気センサの検出信号を表す特性図である。
【図５】基準信号発生部と磁性流体とを検出した時の磁気センサの検出信号を表す特性図である。
【図６】基準信号発生部がない磁性流体検知装置において、磁気シールドされた理想的な環境下で、磁性流体がないときの磁気センサの検出信号を表す特性図である。
【図７】基準信号発生部がない磁性流体検知装置において、磁気シールドされた理想的な環境下で、磁性流体があるときの磁気センサの検出信号を表す特性図である。
【図８】基準信号発生部がない磁性流体検知装置において、磁気シールドされてない環境下で、磁性流体がないときの磁気センサの検出信号を表す特性図の一例である。
【図９】基準信号発生部がない磁性流体検知装置において、磁気シールドされてない環境下で、磁性流体がないときの磁気センサの検出信号を表す特性図の他の一例である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１１】
図１は、本実施の形態に係る磁性流体検知装置１の構成を表すものである。図２は、磁性流体検知装置１の内部構成を表すものであり、図３は、その一部を拡大して表すものである。この磁性流体検知装置１は、例えば、被検者Ｍの体内に注入した磁性流体をトレーサーとしてセンチネルリンパ節を同定する際に用いるものであり、プローブ１０と、このプローブ１０に接続された制御装置２０とを備えている。
【００１２】
プローブ１０は、例えば、被検者Ｍの体内に滞留している磁性流体を励磁する１以上の磁石１１と、この磁石１１により励磁した磁性流体から発生られる磁気信号を検出する複数の磁気センサ１２と、これら磁石１１及び複数の磁気センサ１２を振動させる振動手段１３と、これらを内部に収納する収納体１４とを有している。プローブ１０は、例えば、体腔内に挿入可能な大きさとされている。収納体１４は、例えば、一方向に伸長され、先端側及び後端側が閉鎖された筒状であり、ポリサルフォン等の医療用樹脂により構成されている。収納体１４の外側には、例えば、ハンドル１５が設けられていてもよい。
【００１３】
磁石１１及び磁気センサ１２は、例えば、収納体１４の先端側に配設され、収納体１４の先端側が磁性流体を検出する側となっている。各磁気センサ１２は、例えば、収納体１４の先端面に沿って並べて配設されており、磁石１１は、各磁気センサ１２の検出側とは反対側、すなわち後端側に配設されている。なお、図２及び図３では、磁石が１つ、磁気センサ１２が２つの場合を示している。各磁気センサ１２と収納体１４の先端面との間の距離Ｌ１は、例えば、０．１ｍｍから０．５ｍｍ程度とされることが好ましい。磁石１１は、永久磁石でも電磁石でもよく、磁気センサ１２は、例えば、磁気抵抗効果素子（ＭＲセンサ）、コイル式磁気センサ、ホール式磁気センサ、又は、ＭＩ式磁気センサにより構成することが好ましい。
【００１４】
振動手段１３は、例えば、一方向に伸長され、先端側において磁石１１及び各磁気センサ１２を支持する支持体１３Ａと、この支持体１３Ａを後端側において回転可能に支持し、後端側を支点１３Ｂとして回動させることにより磁石１１及び各磁気センサ１２を振動させる回転部１３Ｃとを有している。すなわち、磁石１１及び各磁気センサ１２は、例えば、一体として、支点１３Ｂを中心とした往復円弧運動をするように構成されている。
【００１５】
磁石１１及び各磁気センサ１２の振動の方向は、例えば、各磁気センサ１２の配列方向とすることが好ましく、振幅は、例えば、１ｍｍから３ｍｍの範囲内、周波数は、例えば、５Ｈｚから２０Ｈｚの範囲内とすることが好ましい。支持体１３Ａの支点１３Ｂから磁石１１又は各磁気センサ１２までの距離は、例えば、２００ｍｍから４００ｍｍとすることが好ましく、振動時における収納体１４の先端面と磁石１１又は各磁気センサ１２との間の距離の変動量Ｌ２は、例えば、０．００５ｍｍから０．０１ｍｍの範囲内とすることが好ましい。回転部１３Ｃは、例えば、サーボモータ等により支持体１３Ａを回動するように構成されている。
【００１６】
プローブ１０の内部には、また、例えば、磁気センサ１２及び磁石１１の検出側とは反対側、すなわち後端側に、鉄などの常磁性体よりなる基準信号発生部１６を有している。基準信号発生部１６を配設することにより、磁気センサ１２が基準信号発生部１６を検出し、地磁気や磁気外乱ノイズよりも大きく安定で、かつ、磁石１１及び磁気センサ１２の振動と同期の取れた検出信号を出力することができるからである。基準信号発生部１６は、例えば、板状であり、磁気センサ１２の振動の範囲に対応して設けられていることが好ましい。
【００１７】
基準信号発生部１６と磁気センサ１２との間の距離Ｌ３は、例えば、基準信号発生部１６を配置した時の磁気センサ１２の抵抗値が、磁気センサ１２の抵抗値可変範囲が５００Ωから１５００Ωのセンサを用いた場合は、５１０Ωから５１２Ωの範囲内となるようにすることが好ましい。基準信号発生部１６が磁気センサ１２に近すぎると磁気センサ１２の抵抗値が飽和し、磁性流体を検出することが難しくなり、遠すぎると基準信号発生部１６の検出信号が小さくなり、地磁気や磁気外乱ノイズの影響を抑える効果が小さくなるからである。
【００１８】
制御装置２０は、例えば、プローブ１０と接続ケーブル２１により接続されており、磁石１１及び磁気センサ１２の振動を制御する振動制御手段２２と、各磁気センサ１２からの出力の差分をとり磁性流体を検出する検出手段２３と、検出手段２３による検出結果を表示する表示手段２４とを有している。制御装置２０は、更に、検出結果を音声により伝える音声通知手段を有していれば好ましい。
【００１９】
この磁性流体検知装置１では、例えば、磁性流体を注入した被検者Ｍにプローブ１０の先端側を近づけ、磁石１１及び磁気センサ１２を振動させて、被検者Ｍの体内に注入した磁性流体を検出する。磁性流体が滞留していない場合には、磁気センサ１２は、基準信号発生部１６のみを検出し、例えば、図４に示したように、磁気センサ１２の運動と同期のとれた基準信号発生部１６の検出信号を出力する。また、磁性流体が滞留している場合には、磁気センサ１２は、基準信号発生部１６と磁性流体とを検出し、例えば、図５に示したように、磁気センサ１２の運動と同期のとれた基準信号発生部１６の検出信号と、磁性流体の検出信号とを加算して出力する。よって、基準信号発生部１６のみを検出している時の検出信号を基準信号とし、この基準信号よりも検出信号が大きくなった分（検出波形の振幅が高くなった分）を磁性流体の検出信号として、磁性流体を検出する。
【００２０】
なお、基準信号発生部１６がない場合には、磁気シールドされた理想的な環境下であれば、磁性流体がないと、例えば、図６に示したように、磁気センサ１２から検出信号は出力されず、磁性流体が磁気センサ１２の正面にあると、例えば、図７に示したように、磁気センサ１２の運動と同期がとれた検出信号が出力される。出力の大きさは、磁性流体の磁気強度に応じて大きくなる。一方、磁気シールドがされていない環境下では、磁性流体がなくても、地磁気や外乱磁気ノイズの影響を受け、基準信号発生部１６がない場合には、例えば、図８又は図９に示したように、磁気センサ１２から検出信号が出力される。このような磁気ノイズを受けている状態では、磁気センサ１２の正面に磁性流体があっても、磁性流体を検出することが難しくなる。磁性流体により検出信号の位相や波形の形状は変化するが、必ずしも検出波形の振幅が高くなるわけではないからである。
【００２１】
しかし、このように磁気ノイズがある場合でも、磁気ノイズの検出信号が磁気センサ１２の運動と同期がとれていれば、磁性流体を検出した時の波形高さは、磁気ノイズの波形高さに磁性流体の波形高さが加算されたものとなるので、磁気ノイズ分を減算すれば磁性流体の波形高さを得ることができる。この磁性流体検知装置１では、磁気センサ１２の近傍に基準信号発生部１６を設け、磁気センサ１２が常に基準信号発生部１６を検出するようにすることにより、地磁気や磁気外乱ノイズよりも大きく安定で、かつ、磁気センサ１２の運動と同期のとれた基準信号を発生させ、基準信号発生部１５よりも遠い位置から発生する地磁気や外乱磁気ノイズの影響を抑えている。
【００２２】
このように本実施の形態によれば、磁石１１及び複数の磁気センサ１２を振動させ、磁石１１で励磁した磁性流体から発せられる磁気信号を複数の磁気センサ１２で検出し、その出力の差分を取るようにしたので、磁性流体を検出することができる。また、磁気センサ１２の検出側とは反対側に常磁性体よりなる基準信号発生部１６を配置するようにしたので、磁気センサ１２が基準信号発生部１６を検出することにより、磁石１１及び磁気センサ１２の振動と同期の取れた検出信号を出力することができる。よって、磁気ノイズを効果的にフィルタリングすることができ、高い精度で磁性流体を検出することができる。
【００２３】
以上、実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、種々変形可能である。例えば、上記実施の形態では、磁石１１及び磁気センサ１２を振動させる場合について説明したが、磁石１１のみを振動させるようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
体内に注入した磁性流体をトレーサーとしたセンチネルリンパ節の同定に用いることができる。
【符号の説明】
【００２５】
１…磁性流体検知装置、１０…プローブ、１１…磁石、１２…磁気センサ、１３…振動手段、１３Ａ…支持体、１３Ｂ…支点、１３Ｃ…回転部、１４…収納体、１５…ハンドル、１６…基準信号発生部、２０…制御装置、２１…接続ケーブル、２２…振動制御手段、２３…検出手段、２４…表示手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【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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