(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高磁場におけるインターベンション用の装置を製造する方法において、
キャパシタを形成するステップと、
受動ＬＣ回路が設けられるように前記キャパシタに接続されるインダクタを形成するステップであって、前記ＬＣ回路はＳｉウエハの上に実現され、前記ＬＣ回路が、ＭＲＩユニットの磁場により駆動され、前記ＭＲＩユニットより感知されることができる応答磁場を生じるインダクタ・キャパシタ共振器である、ステップと、
前記ＬＣ回路を一体的に含む針先端部を分離するようにＳｉウエハをダイスカットして、前記ＬＣ回路を一体的に含む針先端部分を形成するステップと
細長いシャフトに前記分離された針先端部分を前記ＬＣ回路と一緒に固定するステップと、
を有する、
方法。
【請求項２】
前記装置に感知素子を設けるステップを有する、請求項１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高磁場におけるインターベンション用の装置及びこれを製造する方法に関する。特に、本発明は、ＭＲＩシステムにおいて使用可能であるインターベンション針に関し、前記針は、ＭＲＩ画像において追跡可能である。
【背景技術】
【０００２】
様々な癌性疾患の正しい診断に対して、生検が、内視鏡のルーメンを介して又は針を介して又はカテーテルを介して取られる。生検を取る正しい位置を見つけるために、Ｘ線、ＣＴ、磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）及び超音波のような様々な撮像モダリティが使用される。有用であるが、これらのガイダンスの方法は、最適からは遠い。
【０００３】
針を用いる生検のようなインターベンション処置は、ＭＲＩガイダンスの下でますます実行されている。これは、針材料に対する強い要求を加える。３Ｔのような高磁場に耐性のある針が要求される。ここで、Ｔｉ及びＴｉ合金のようなＭＲ耐性システムに対して使用される従来の材料は、限界にきている。３Ｔにまで増大する磁場に対して、これらの針は、処置の間、渦電流により引き起こされる局所的な熱を示すことができ、したがって適切ではない。
【０００４】
高磁場耐性針を実現するために、今日では、針に対する新しい技術が研究されている。これは、純粋な有機材料、例えばプラスチックに基づく針及びセラミックの先端を持つプラスチック針を含む。
【０００５】
前記プラスチック針は、金属針より大幅に大きな可とう性を持ち、針配置を難しくする。更に、プラスチック針は、あまり鋭い先端を持たず、これは、インターベンション処置に対して最適ではない。
【０００６】
生検に直接的に関連する他の問題は、限定的である撮像システムの解像度であり、更に、これらの撮像モダリティは、ほとんどの場合、正常組織及び腫瘍性組織を区別することができず、更に、良性組織と悪性組織とを区別することができない。
【０００７】
この結果として、適切な組織標本が取られたかどうかの高いレベルの不確実性が存在する。
【０００８】
これに加えて、生検は、しばしば、針が目標腫瘍に対してどこにあるかの限定的なフィードバックで、見えずに取られ、これは、病変が針にあたったのかどうかの追加的な不確実性を生じる。生検針の目標を組織内の正しい位置にするためにガイダンスの改良が必要とされることは、明らかである。
【０００９】
他の制約は、生検針を事前記録画像に対応する正確な場所にガイドすることができる場合でさえ、これが組織の圧縮可能性のため正確な場所であるという確証はないことである。進行中の組織における生検針の力のため、前記組織は、変形されうる。
【００１０】
取られた標本が癌性と見なされる場合、ほとんどの場合、この癌性組織は、（特に腫瘍が良好に位置特定される場合に）手術により取り除かれる又はＲＦ、マイクロ波又は冷凍アブレーションを使用して径皮的に治療される。
【００１１】
手術アプローチは、前記手術が、典型的には、腫瘍を見つけるのに目及び手（触診）のみを使用し、事前記録画像の情報に頼らなければならないという事実により混乱される。これらの事前記録画像は、腫瘍の位置に関する情報を提供するが、腫瘍境界を常に明確に示すわけではない。時々、手術は、画像ガイダンスの下でマーカを埋め込み、外科的処置中に焦点を合わせる基準点を彼又は彼女に提供する。再び、位置特定ワイヤを正しい位置にガイドすることは、難しい。
【００１２】
生検装置は、組織を取り除くことなしに体内の特定の位置において薬物又は（アブレーションのような）治療を施す、例えば罹患身体部位の正しい場所において流体を注入する装置として使用されることもできる。同じ欠点は、前記生検装置を正しい場所にガイドすることが難しいこれらのインターベンションに当てはまる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明の目的は、上述の欠点の１以上を軽減することである。他の目的は、位置がＭＲＩ画像において正確に特定可能である装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
これは、それぞれの独立請求項の対象により達成される。他の例示的な実施例は、それぞれの従属請求項に記載される。
【００１５】
一般に、高磁場におけるインターベンション用の装置は、先端部分を持つ細長いシャフト及び前記先端部分に位置する受動ＬＣ回路を有し、前記ＬＣ回路は、インダクタ・キャパシタ共振回路として形成され、針は、シリコンプロセスで製造されることができる。
【００１６】
高磁場におけるインターベンション用の装置が、生検用の又は注射器の針であることができるか、又はカニューレ、トロカール若しくはカテーテル又は他の最小侵襲インターベンション器具若しくは外科ツールであることができることに注意する。
【００１７】
例えば、高磁場に耐性のある針は、より痛みの少ない治療を達成するように鋭い針先端を有し、標的領域に対する前記針の配置を向上するためにＭＲＩにおける前記針の追跡を可能にするように前記針先端における追跡モダリティを有する。
【００１８】
本発明による追跡モダリティは、受動ＬＣ回路である。前記ＬＣ回路が、能動回路のような配線を必要としない受動回路であることは、有利でありうる。
【００１９】
ＭＲＩの磁場により、前記受動ＬＣ回路は、駆動され、振動する。前記振動は、前記ＭＲＩユニットにより感知されることができる応答磁場を結果として生じ、この結果、前記受動ＬＣ回路及び前記装置の先端部分が見え、したがって前記ＭＲＩ画像において追跡可能である。このようにして、前記装置のガイド（追跡）は、容易化される。
【００２０】
通常はコイルとして形成されるインダクタが、主軸を有し、前記コイルの巻き線が、実質的に前記主軸の周りに延在すると理解されうる。
【００２１】
本発明の例示的な実施例によると、前記ＬＣ回路のインダクタの主軸が、前記シャフトの長軸に平行に向けられる。しかしながら、前記ＬＣ回路のインダクタの主軸は、前記シャフトの半径方向に、又は前記シャフトに対する他の適切な角度に向けられてもよい。
【００２２】
他の例示的な実施例によると、前記装置は、複数の受動ＬＣ回路を有し、前記ＬＣ回路の各々のインダクタの主軸は、シャフトに対して異なる方向に向けられることができる。これは、前記ＬＣ回路の応答磁場が前記インダクタの各々の主軸に焦点を合わせられるので、前記複数のＬＣ回路が配置された前記装置の部分の可視性を更に向上することができる。
【００２３】
他の実施例によると、ＬＣ回路のキャパシタが、三次元トレンチキャパシタとして形成される。
【００２４】
他の実施例によると、ＬＣ回路のキャパシタは、平面金属−アイソレータ−金属キャパシタとして形成され、チタン酸ジルコン酸鉛又はチタン酸バリウムのようなペロブスカイト構造を持つ強誘電体薄膜材料のような極度に高い誘電率を持つ誘電体が、前記キャパシタの金属板の間のアイソレータ材料として使用される。すなわち、前記受動ＬＣ回路は、高い比誘電率を持つ誘電材料を有する。このようにして、非常に小さなキャパシタサイズが、達成されることができ、これは、前記装置、例えば針の先端に取り付けられるように要求される。本発明の他の実施例によると、前記装置は、更に、感知素子を有し、前記感知素子は、少なくとも２つの光ファイバを有し、前記ファイバの一方は、光を発するように構成され、前記ファイバの他方は、前記ファイバ内に戻るように反射される光を受けるように構成される。
【００２５】
一体化されたファイバの場合には、前記ファイバにより送信される光情報を処理する適切な撮像モダリティは、反射分光法、蛍光分光法、自己蛍光分光法、差分経路長分光法、ラマン分光法、光コヒーレンス断層撮影法、光散乱分光法、又は多光子蛍光分光法の１つでありうる。
【００２６】
異なるタイプの組織の反射スペクトルは、一般に、前記組織の異なる分子構造のため、異なる。これらのスペクトルを測定する結果として、異なる組織を互いに区別することが可能である。
【００２７】
光学的情報は、前記事前記録画像内の位置に対して記録される基準系において、前記位置センサ、すなわち追跡モダリティにより識別される場所を使用することにより非侵襲的撮像モダリティ（Ｘ線、ＣＴ、ＭＲI、超音波）により取られた前記事前記録画像内に記録されることができる。
【００２８】
本発明の他の態様によると、上記の装置を製造する方法が提供される。
【００２９】
一般に、高磁場におけるインターベンション用の装置を製造する又は作る方法は、キャパシタを形成するステップと、インダクタを形成するステップであって、受動ＬＣ回路が設けられるように前記インダクタが前記キャパシタに接続される、当該インダクタを形成するステップと、前記装置のシャフトの先端部分に前記ＬＣ回路を固定するステップであって、前記ＬＣ回路がＳｉウエハの上に実現されることができる、当該固定するステップとを有する。
【００３０】
本発明の一実施例によると、前記Ｓｉウエハは、前記装置の個別の先端部分が形成されるようにダイスカットされ、前記先端部分は、一体的に、前記ＬＣ回路を含み、前記ＬＣ回路は、前記先端部分とともに、前記装置のシャフトに固定される。
【００３１】
他方で、前記Ｓｉウエハは、単一のＬＣ回路が分離されるようにダイスカットされることができ、前記分離されたＬＣ回路は、この後に、前記装置のシャフトに、好ましくは前記装置のシャフトの先端部分に、固定され、前記先端部分は、シリコンで作られることができる。
【００３２】
他の実施例によると、前記ＬＣ回路は、シリコン上で加工され、可とう性基板に移動され、この後に前記装置のシャフト又はシャフトの先端に固定される。
【００３３】
他の実施例によると、前記方法は、前記装置に光ファイバのような感知素子を設けるステップを更に有する。
【００３４】
本発明の実施例が、異なる対象を参照して記載されることに注意すべきである。特に、一部の実施例は、方法型の請求項を参照して記載されているのに対し、他の実施例は、装置型の請求項を参照して記載されている。しかしながら、当業者は、上記の及び以下の記載から、１つのタイプの対象に属するフィーチャの組み合わせに加えて、異なる対象に関するフィーチャの間の組み合わせもこの明細書で開示されると見なされると推測する。
【００３５】
本発明の上で規定された及び他の態様、フィーチャ及び利点は、以下に記載される実施例からも得られることができ、実施例を参照して説明される。本発明は、実施例を参照して以下に更に詳細に記載されるが、本発明は、これらの実施例に限定されない。
【００３６】
以下、本発明は、添付の図面を参照して例示的な実施例を用いて説明される。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の第１の実施例による針の概略図である。
【図２】本発明の第２の実施例による針の概略図である。
【図３】本発明による例示的なＬＣ回路の概略的視覚化である。
【図４】本発明による針を製造するステップを示すフローチャートである。
【図５】本発明の第３の実施例による針の概略図である。
【図６】本発明の第４の実施例による針の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
図面における図示は、概略的であり、正しい縮尺ではない。異なる図において、同様の要素が、同じ参照符号を与えられることに注意する。
【００３９】
図１において、本発明による針の第１の実施例が示される。針１は、シャフト３及び先端部分２を有し、前記先端部分の近くに配置されるＬＣ回路１０を設けられる。ＬＣ回路１０は、前記ＬＣ回路のインダクタの主軸が針１のシャフトの長軸に平行になるように向けられる。無痛針に対する鋭い針先端を持つＭＲ耐性針を達成するために、Ｓｉ先端は、Ｓｉバルクダイスカット又はＳｉマイクロマシニングにより実現される。これらのＳｉ加工先端は、高磁場ＭＲ耐性針を達成するように例えばプラスチック部分に例えば接着することにより取り付けられる。
【００４０】
これらのＳｉ針先端は、例えばパリレンの生体適合コーティングでコーティングされることもできる。
【００４１】
図２は、本発明による針の第２の実施例を示し、ＬＣ回路１０は、前記針の先端部分２に隣接した針１の側面に配置されている。この向きも、前記針の追跡を可能にする。
【００４２】
図２に概略的に示されるように、先端部分２を持つＳｉ針１は、加工され、最終的に３Ｔ耐性針を実現するようにプラスチックキャリア上に接着されることができる。前記Ｓｉ針上に、ＬＣ共振回路１０が一体化されることができる。このＬＣ回路１０は、５００ｎｍの典型的な熱酸化物を持つＳｉウエハの上に加工されることができる。
【００４３】
例えば、第１のステップにおいて、２０ないし２００ｐＦのオーダの容量値を持つキャパシタが加工される。これは、アイソレータが例えば１０００ないし１７００の高い誘電率を持つＭＩＭキャパシタのいずれかを使用して実現される。これらの高誘電率薄膜材料を用いて、２０ないし１００ｎＦ／ｍｍ2の非常に大きなキャパシタが、典型的には５００ｎｍの熱酸化物層を持つＳｉ基板の上の製造において製造されることができる。したがって、前記キャパシタは、標準的な半導体プロセスを使用して、０．２ないし０．０５ｍｍ2の小さなサイズで実現されることができる。加えて、半導体製造サイトにおいて作動する２０ないし７０ｎＦ／ｍｍ2の典型的な容量値を持つキャパシタに対するトレンチ技術が、使用されることができ、これは、再び、０．０１ないし０．２ｍｍ2の非常に小さなキャパシタを提供する。これは、両方の製造サイトに沿ったキャパシタに対して上で記載されたように利用可能な技術である。
【００４４】
前記キャパシタの隣に配置されたスパイラルインダクタに対する金属相互接続に対して、Ａｌ又はＡｌ（Ｃｕ）のような金属が、使用されることができる。Ｑ係数（品質係数）を最大化するように低い直列抵抗を用いて、１０ないし１００ｎＨのオーダのインダクタンス値を持つスパイラルインダクタを実現するために、ガルバニック及び／又は無電解堆積により堆積された厚い銅メタライゼーションが使用される。接着及びエレクトロマイグレーション防止／最小化層として使用する窒化チタン又は同様の材料は、銅成長の前に、例えばスパッタリングにより堆積される。前記厚い銅メタライゼーションは、酸化を防止するようにスパッタリング及び／又は無電解めっきにより堆積された金又はニッケル−金層でコーティングされる。典型的には１０ないし２０μｍの厚さのＣｕ／Ａｕ金属層及び３ないし７の金属巻線を持つ１ｍｍ×３ｍｍのインダクタサイズで、２０ないし３０の品質係数を持つ１０ないし８０ｎＨのインダクタが、得られる。このＬＣ一体化共振回路は、Ｓｉウエハの上で実現される。
【００４５】
次のステップにおいて、これらのウエハは、ダイスカットされる。１つの装置は、鋭いＳｉ針が得られるように針の形状を可能にするようにダイスカットされ、前記針は、少ない痛みで組織に入れられることができる。代替的には、これらの成形された縁は、前記針が前記ウエハからダイスカットされる前のバルクマイクロマシニングステップで実現されることもできる。前記ウエハが裏側からウェットエッチングされる場合、前記針の傾斜が（図２の下向きの傾斜と対照的に）上向きであることに注意する。
【００４６】
前記針がＭＲＩ画像内で常に位置特定可能であることを保証するために、第２のこのようなコイル・キャパシタの組み合わせは、（前記針先端を形成する）第１のＬＣ回路に直交して取り付けられることを必要とする。第２のＬＣ共振器は、前述のアプローチを使用してＳｉ上で組み立てられる。前記第２のＬＣ共振器の支持Ｓｉ基板は、機械的に及び／又は化学的に薄くされ、末端が前記Ｓｉ針先端を指示する３Ｔ耐性プラスチックロッドの（前記共振器＋針に直交する）側面に取り付けられる。
【００４７】
代替的には、一連のＬＣ回路が、針先端の周りに実現される。これは、非常に鋭い縁を達成するようにＳｉ針先端であることができるが、プラスチック針先端又はセラミック針先端であることもできる。ここで、前記ＬＣ回路は、数百ｎｍの熱酸化物層を持つＳｉ基板の上で実現される。
【００４８】
前記回路の加工の後に、例えばポリイミド又はパリレンのコーティングが、前記ＬＣ回路に塗布されることができ、前記基板は、ガラス基板に移動されることができる。前記Ｓｉは、裏面研削され、最終的にＳｉＯ２層で停止するウェット又はドライエッチングにより完全にエッチングされる。
【００４９】
前記回路は、この場合、ポリイミド又はパリレンホイル上の可とう性ＬＣ回路が残るように、前記ガラス基板から取り外される。前記ＬＣ回路の分離後に、前記ホイルは、プラスチック針又はセラミック針のような針先端上に接着される。
【００５０】
図３は、シリコン４１０のピース内に一体化された可能なインダクタ・キャパシタ共振器を示す。上部において、図３は、前記インダクタの巻き線の上面図を示す。下部において、図３は、前記インダクタの'下'に配置されたキャパシタの要素の側面図を示す。
【００５１】
前記インダクタの巻き線は、唯一ＡｌＳｉＣｕからなる場合に、低い損失のために数ミクロンの厚さであるべきである金属４８０で形成されるか又は代替的に上にＣｕＮｉＡｕ又はＮｉＡｕめっきを持つ薄層であることができる。前記インダクタ巻き線の末端は、絶縁酸化ケイ素４５０、４６０及び窒化ケイ素又は酸化ケイ素／窒化ケイ素／酸化ケイ素（ＯＮＯ）層４３０が金属４７０（ＡｌＳｉＣｕ）で満たされる三次元'トレンチ'キャパシタの内部導体４４０（リンドープポリシリコン）及び外部導体（リンドープシリコン）に接続される。より高い容量密度を達成するために、酸化ケイ素／窒化ケイ素絶縁体を持つ複数のドープポリシリコン導体は、前記シリコンウエハの厚さの中にエッチングされたトレンチ内にスタックされることができる。複数の薄層及び代替的な高誘電率材料、例えば酸化ハフニウムは、誘電層に対して使用されることができる。このような薄層の成長は、（プラズマ）化学気相堆積法の代わりに原子層堆積技術を使用して達成されることができる。
【００５２】
前記インダクタの品質係数を最大化するために、前記シリコン内の損失を最小化する高抵抗シリコン基板を使用することが好ましい。これらの損失を更に減少させるために、前記三次元'トレンチ'キャパシタを形成するのに必要とされないシリコンウエハの残りの領域は、リンドープを受けず、代わりに前記シリコンウエハと第１の（薄い）酸化ケイ素層４５０との間のインタフェースにおける表面損傷の層を作成するようにアルゴン注入を受ける。これは、さもなければ酸化ケイ素層の内側で見つかる固定正電荷に引き寄せられる電荷（ｐ型シリコンを仮定して電子）に対するトラップを作成するのに役立つ。
【００５３】
アルゴン注入に対する代替として、アモルファスシリコンの薄層も十分である。前記ドープポリシリコンは、他の受動構成要素が、例えば前記先端を加熱する電力消失に対してシリコン先端上に一体化されることを必要とするならば、抵抗を実現するのに使用されることもできる。
【００５４】
前記トレンチキャパシタの代わりに、高い誘電率を持つ平面金属−アイソレータ−金属キャパシタが、必要とされる小さな面積において大きな容量値を統合するのに使用されることができる。小さなサイズで大きな容量を達成するために、ペロブスカイト格子に結晶化する数百ないし数千の誘電率を持つ材料が、使用される。
【００５５】
他の実施例は、酸化ケイ素層を持つＳｉの上に加工された前記ＬＣ回路であり、前記針先端部分において直接的に加工される。
【００５６】
他の例示的な実施例において、これらのＬＣ回路は、調節可能なキャパシタでも実現されることができる。チタン酸バリウム又はチタン酸バリウムストロンチウム又はチタン酸ジルコン酸鉛のような強誘電体材料で作成された金属−アイソレータ−金属キャパシタの特別なフィーチャは、高い誘電率、したがって大きな容量密度を示すが、前記誘電率及び容量が、印加される直流磁場とともに値を変化させることである。前記容量に直流電圧を加えると、前記容量は、したがって、調節されることができる。このようにして、前記ＬＣ回路の共振周波数も調節されることができる。
【００５７】
強誘電体薄膜材料に基づく金属アイソレータ金属キャパシタを使用して前記Ｓｉの上に実現されたＬＣ回路とともに、前記針のような前記装置に対するＭＲ撮像中に達成された強い局所的な信号強調は、制御されることができる。金属又はポリシリコンレジスタに沿って直流電圧を印加すると、前記キャパシタに対する相互接続は、前記調節されたＬＣ回路の共振周波数をシフトし、結果として前記ＭＲ画像内の信号強調を生じない。これは、局所的な信号強調のため、前記ＭＲにおいて前記装置を追跡するのに素晴らしく使用されることができる。前記ＭＲにおける追跡を使用して前記装置で目標に達成して、前記ＬＣ回路を有する前記装置の強調された信号は、前記キャパシタを調節することにより前記ＬＣ回路の共振周波数をシフトすることにより他の調査に対して低減されることができる。
【００５８】
代替的に、逆並列接続（back-to-back connected）ＰＩＮダイオードの対は、一体化されたキャパシタ及びインダクタで前記シリコン基板において組み立てられることができる。Sun他（Sun C K, Nguyen R, Albares D J, Chang C T(1997), "Photo-injection back-to-back PIN switch for Rf control". Electronics Letters, 28th August 1997, Vol 33 No 18, 1579-1590）及びJacobs他（Jacobs E W, Fogliatti D W, Nguyen H, Albares D J, Chang C T, Sun C K(2002), "Photo-Injection p-i-n Diode Switch for High-Power RF Switching", IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, Vol 50 (2), 413-419）により記載されるように、これらは、電気的ＤＣバイアス電流を必要とせずに高品質な（高いＲＦ分離及び低い'ＯＮ'抵抗、したがって前記共振回路の品質係数に対する限定的な負の影響）、光操作（フォトインジェクション）スイッチを形成するのに使用されることができる。
【００５９】
前記ＰＩＮダイオードスイッチ及びＬＣ共振器を支える前記針先端に光ファイバを取り付けることにより、適切な波長及び強度の光が、前記ＰＩＮダイオードスイッチの光活性領域に直接的にガイドされることができ、ワイヤ又は直接的な電気接続を必要とせずに作動されることを可能にする。前記ＰＩＮダイオードスイッチは、前記共振周波数をＭＲＩマシンの動作周波数に向けて／離れるようにシフトするように追加のキャパシタを前記インダクタに接続／切断することにより前記ＭＲＩ画像内の信号強調に対して使用されている前記ＬＣ回路の共振周波数を変化させるのに使用されることができる。
【００６０】
代替的に、前記ＰＩＮダイオードスイッチは、前記ＭＲ画像における信号強調に対する共振回路を形成するように前記ＭＩＭ又は３Ｄトレンチキャパシタを前記インダクタに接続／切断するのに使用されることができる。'オフ'（照射なし）状態において、前記ＰＩＮダイオードは、非常に小さな容量のみを提供し、したがって、前記ＬＣ共振周波数は、ＭＲ信号強調に必要とされるより高い。照射される場合、前記ＰＩＮダイオードは、ＬＣ品質係数及び信号強調効果に小さな降下を与える前記３Ｄトレンチ又はＭＩＭキャパシタと直接の小さな抵抗として機能するが、しかしながら、信号強調、したがって針追跡が、可能である。
【００６１】
前記ＰＩＮダイオードスイッチの使用は、前記信号強調が、処置中に要望通りにオン又はオフに、前記針を位置特定するためにオンに、及び周囲の組織が正確に撮像されるにオフに調節されることを可能にする。ＰＩＮダイオードの使用の代替として、光作動ＭＯＳ（金属酸化物半導体）キャパシタは、前記シリコンウエハ上で組み立てられ、前記ＬＣ共振回路を形成するのに３Ｄトレンチ又は平面ＭＩＭキャパシタの代わりに使用されることができる。適切な波長及び強度の（前記針までファイバを下ってガイドされる）光で前記ＭＯＳキャパシタの表面を照射することにより、前記ＬＣ回路の容量値及び共振周波数は、修正されることができる。
【００６２】
図４は、本発明による針を製造する方法のステップを示すフローチャートである。前記方法に関して記載されるステップが、主要なステップであり、これらの主要なステップが、複数のサブステップに分化又は分割されてもよいと理解される。更に、これらの主要なステップの間にサブステップが存在してもよい。したがって、サブステップは、本発明による方法の原理の理解に対して重要である場合にのみ、述べられる。前記方法の態様は、図３に示されるＬＣ回路の構造に対して既に上に記載されている。
【００６３】
本発明による高磁場におけるインターベンション用の装置を製造する方法は、一般に、以下のステップを有する。
【００６４】
ステップＳ１において、トレンチキャパシタ又は平面金属−アイソレータ−金属キャパシタのようなキャパシタが形成される。
【００６５】
ステップＳ２において、インダクタが形成され、前記インダクタ、すなわち前記インダクタのコイルの巻き線の末端は、受動ＬＣ回路が提供されるように前記キャパシタに接続される。
【００６６】
好ましくは、ステップＳ１及びステップＳ２は、前記ＬＣ回路が酸化ケイ素層を有することができるＳｉウエハの上に実現されるように実行される。代替的には、一体的に実現されたＬＣ回路を持つ個別の先端部分が、Ｓｉウエハの上に製造される。
【００６７】
ステップＳ３において、前記Ｓｉウエハがダイスカットされる。
【００６８】
省略されてもよいオプションステップであるステップＳ４において、前記装置は、光ファイバのような感知素子を設けられる。
【００６９】
最終的にステップＳ５において、前記ＬＣ回路は、前記装置のシャフトの先端部分に固定される。前記ＬＣ回路が、前記装置の先端部分と一体的に形成される場合、前記ＬＣ回路を持つ前記先端部分は、前記装置のシャフトに固定される。
【００７０】
上記の方法によるステップＳ１ないしＳ５（ステップＳ４を含む）により実現される例示的な実施例は、図５に描かれる。本発明の第３の態様による針１は、前記針の前の組織パラメータを測定することを可能にするＭＲＩ耐性感知素子２０を有する。例えば、光ファイバを前記針に一体化することは、組織の区別を可能にする。ファイバは、ＭＲＩ耐性を持つ。少なくとも１つのファイバは、前記針の前の組織を照射するように光源に結合され、少なくとも１つのファイバは、前記ファイバ内に戻ってくる反射光のスペクトル分布を測定する分光計に結合される。前記スペクトルの測定された形状は、前記針の前の組織の特徴であり、例えば異常組織を検出するのに使用されることができる。これは、癌検出の場合に有益である。
【００７１】
好ましくは、前記ファイバは、前記ファイバのそれぞれの末端が前記装置の先端部分に配置されるように前記シャフト内に配置される。換言すると、前記ファイバの幾つかは、前記装置の前面において終わってもよく、及び／又は前記ファイバの幾つかは、前記装置の側面又は壁面における前面の近くで終わってもよい。更に、一部のファイバ末端が、生検装置により得られた生検に対する方向に向けられることができ、一部の他のファイバ末端が、生検の前の光学的な細かいガイドに対して、前記装置の前又は側面に対する方向に向けられることができる。
【００７２】
ファイバを持つ針を含むシステムは、更に、以下のセットアップを有する。前記ファイバの少なくとも１つは、光源に結合され、前記装置のシャフト先端の前の組織の励起に対して使用される。散乱光及び放射光の一部は、他のファイバにより集められ、スペクトログラフ及びＣＣＤカメラを含む検出器にガイドされ、例えば、自己蛍光又はラマンスペクトルが記録される。前記スペクトルを調査すると、生検を取るか、又は前記スペクトルの異常が見つからない場合に前記シャフトを更に他の位置に移動するかのいずれかが決定されることができる。
【００７３】
前記装置にファイバを一体化することにより、前記生検装置の先端における前記ファイバの遠位末端の先端における光学的プロービングが可能になる。分析は、この場合、前記ファイバの近位末端に取り付けられるコンソールにおいて行われることができる。
【００７４】
この実施例が、前記針の周りの組織の散乱及び吸収性質の二次元撮像を可能にし、横方向の解像度がファイバ間距離のものと等しいことは、注目に値する。更に、各ファイバに対して線に沿った深度スキャンを与える、各ファイバに対する光学的コヒーレンススキャンを実行することも可能である。これらの線を結合すると、前記針の周りの組織の三次元画像を再構成することが可能であり、再び、横方向の解像度は、前記ファイバ間距離のものと等しい。
【００７５】
この実施例の１つの他の変形例は、蛍光撮像及び／又は分光測定の実施である。この場合、光源及びファイバは、励起ファイバとして役立ち、したがって蛍光分子を励起し、前記分子により放射された蛍光光を収集する収集ファイバとして役立つ。
【００７６】
最終的に、前記針の周りで拡散光トモグラフィ（ＤＯＴ）を実行することも可能である。これは、光マンモグラフィにおいて行われるのと同様の前記針の周りの比較的大きな体積の機能的撮像を可能にする。この実施例において、１以上のファイバが、前記組織の（順次的）照射に対して使用される。１以上の他のファイバは、散乱光を収集するのに使用される。画像再構成アルゴリズムを使用して、前記針の周りの領域の光学的性質の３Ｄマップを得ることが可能である。ＤＯＴの主要な利点は、他の光学的方法と比較して高い侵入深さであり、光源検出器距離の約半分である。ＤＯＴに対する最も有利な波長領域は、近赤外（ＮＩＲ）である。ここで、前記侵入深さは、最大であり、前記光学的性質は、血中含有量及び酸素飽和度のような重要な生理学的パラメータにより強力に決定される。異なる波長におけるＤＯＴを結合することにより、光学的パラメータを生理学的パラメータに変換することが可能である。
【００７７】
図６は、本発明による針の第４の実施例を示し、複数のＬＣ回路１０が、前記針の先端部分２に隣接した針１のシャフト３の側面に配置され、前記ＬＣ回路のインダクタが、異なる方向に向けられ、前記ＬＣ回路の少なくとも１つが、前記ＭＲＩシステムが共振磁場を認識するように向けられるので、前記針の良好な追跡を可能にする。
【００７８】
上述の撮像方法は、調査中の組織の直接的な吸収及び散乱性質に頼ることができるが、しかしながら、適切な波長で照射し、同時に検出器側で前記照射波長をブロックすることにより、組織の蛍光性をマッピングすることも可能である。前記蛍光性は、内因性であることができ、又は外因性である、すなわち造影剤を用いることができる。蛍光性検出の特異度は、蛍光寿命撮像のような当技術分野において周知の方法により向上されることができる。
【００７９】
本発明は、図面及び先行する記載において詳細に図示及び説明されているが、このような図示及び説明は、説明的又は例示的であり、限定的ではないと見なされるべきであり、本発明は、開示された実施例に限定されない。
【００８０】
開示された実施例に対する他の変形例は、図面、開示及び添付の請求項の検討から、当業者により理解され、請求された本発明を実施する際に達成されることができる。請求項において、単語"有する"は、他の要素又はステップを除外せず、不定冠詞"ある"は、複数を除外しない。特定の方策が相互に異なる従属請求項に記載されているという単なる事実は、これらの方策の組み合わせが有利に使用されることができないことを示さない。請求項内の参照符号は、範囲を限定すると解釈されるべきでない。
【符号の説明】
【００８１】
１：装置、針
２：先端部分
３：シャフト
１０：ＬＣ回路
２０：感知素子（例えば光ファイバ）
４１０：シリコン
４２０：リンドープシリコン（キャパシタのポール（pole））
４３０：窒化ケイ素／酸化ケイ素／窒化ケイ素スタック（キャパシタのポールの間の分離）
４４０：リンドープポリシリコン（キャパシタの他のポール）
４５０、４６０：二酸化ケイ素
４７０：金属１（ＡｌＳｉＣｕ）
４８０：金属２（ＡｌＳｉＣｕ）（インダクタ）
【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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