JP2000060867A - Ｍｒｉ誘導冷凍外科手術のためのシステム及び方法 - Google Patents

Ｍｒｉ誘導冷凍外科手術のためのシステム及び方法

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JP2000060867A JP10373303A JP37330398A JP2000060867A JP 2000060867 A JP2000060867 A JP 2000060867A JP 10373303 A JP10373303 A JP 10373303A JP 37330398 A JP37330398 A JP 37330398A JP 2000060867 A JP2000060867 A JP 2000060867A
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 ＭＲＩ誘導冷凍外科手術を行うためのシステ
ム及び方法を提供する。 【解決手段】 このシステムは、（ａ）患者を収容する
ためのＭＲＩマグネット５０と（ｂ）外科手術装置とを
含む。ＭＲＩマグネットは、患者４０への外科医のアク
セスを可能にするための少なくとも一つの開口１０を持
ち、外科手術装置のライン部材を受けるための、内部を
通って延びる少なくとも一つのチャネルを含む。また、
外科手術装置は、（ｉ）患者を手術するための手術用部
材、（ｉｉ）ＭＲＩ室５４の外に配置され、手術用部材
を制御する制御部材、そして（ｉｉｉ）第一端が手術用
部材に連結可能で第二端が前記制御部材に連結可能なラ
イン部材を含む。この場合、このライン部材の少なくと
も一部がＭＲＩマグネットのチャネル内に受容される。
また、制御部材は、前記外科手術装置の作動を制御する
ためのマイクロプロセッサを含むことが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＭＲＩ（核磁気共
鳴映像法）監視誘導冷凍外科手術のためのシステム及び
方法に関する。特に、本発明は、開放型ＭＲＩマグネッ
トの影響下において、外科医が、比較的に複雑な冷凍外
科手術を安全に、そして簡単に行うことができ、正確
な、そしてアーチファクトのない画像を得ることによっ
て冷凍外科手術の有効な誘導を可能にするシステム及び
方法を提供する。
【０００２】現在、ＭＲＩ監視誘導外科手術は、「開放
型ＭＲＩ」装置を用いることによって行われている。こ
の場合、ＭＲＩマグネットは、外科医が患者にアクセス
できるように開口部を備えている。
【０００３】しかしながら、このようなＭＲＩ環境内に
おける外科手術は、ＭＲＩマグネットの（およそ０.５
から２テスラの）強い磁場を受けやすい。したがって、
ＭＲＩ室内において用いることが可能な外科手術用器具
の範囲はかなり限られている。
【０００４】ＭＲＩマグネットの磁場に影響を受けにく
い外科手術の方法及び装置を提供することによって、Ｍ
ＲＩ室内において外科医が複雑な外科手術を行うことが
できるようにするための種々の試みがなされている。
【０００５】このような試みのほとんどは、ＭＲＩマグ
ネットの磁場に影響を受けず、画像に干渉するアーチフ
ァクトの発生が最小になるコンパチブルな素材から形成
される外科手術用器具の開発に向けられている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
技術では、有効なＭＲＩ誘導冷凍外科手術を行うための
方法及び装置を提供するに至っていない。
【０００７】現在、冷凍外科手術は、液体窒素を用いる
ことによって行われている。このような液体窒素を、Ｍ
ＲＩ誘導冷凍外科手術に用いるには、ＭＲＩ室内に、液
体窒素の容器及び適切な制御システムを据えることが必
要となるため、このような冷凍外科システムをＭＲＩマ
グネットの強い影響下にさらすことになる。
【０００８】このような液体窒素冷凍外科システムをＭ
ＲＩマグネットから遠ざけることができる範囲は、容器
から手術用チップまで液体窒素を供給する管は凍って固
縮する傾向があるため、かなり限定され、外科医による
手術用チップの扱いはかなり制限されることになる。し
たがって、液体窒素等の液化ガスを適用するＭＲＩ誘導
冷凍外科手術は、かなり限定され、ほとんど不可能な状
態である。
【０００９】したがって、外科医が、安全に、そして手
軽にＭＲＩを行うことが可能な、ＭＲＩ誘導冷凍外科手
術の方法及びシステムの必要性は広く認識されており、
そのような方法及びシステムを得ることは大変有益であ
る。
【００１０】さらに、ＭＲＩマグネットの影響を受けず
に正確でアーチファクトのない画像を得ることが可能
で、外科医が複雑な冷凍外科手術を行うことが可能なシ
ステム及び方法が必要であることは明らかである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、ＭＲＩ
誘導冷凍外科手術のためのシステムが提供される。この
ＭＲＩ誘導冷凍外科手術は、（ａ）患者を収容するため
のＭＲＩマグネットと、（ｂ）外科手術装置とからな
り、ＭＲＩマグネットは、患者への外科医のアクセスを
可能にするための少なくとも一つの開口を持ち、さら
に、そのマグネット自体を通って延びる、外科手術装置
のライン部材を受容するための少なくとも一つのチャネ
ルを含み、外科手術装置は、（ｉ）患者を手術するため
の手術用部材、（ｉｉ）ＭＲＩ室の外に配置され、手術
用部材を制御する制御部材、（ｉｉｉ）第一端が手術用
部材に連結可能で第二端が前記制御部材に連結可能なラ
イン部材を含む。この場合、ライン部材の少なくとも一
部がＭＲＩマグネットのチャネル内に受容される。
【００１２】さらに、ライン部材は、地中チャネルを介
して延びる地中部分を含むことが好ましい。
【００１３】ＭＲＩマグネットは、前記チャネル内に受
容されたライン部材の前記一部に手術用部材を連結する
ためのインタフェース部材を含んでもよい。
【００１４】下記の本発明の実施例における特徴によれ
ば、手術用部材は、ジュール・トムソン熱交換体を含む
極低温プローブであり、ライン部材はガス管であり、そ
して制御部材は、ガス管を介して極低温プローブに高圧
ガスを提供するためのガス容器を含む。制御部材は、前
記外科手術装置の作動を制御するためのマイクロプロセ
ッサを含むことが好ましい。
【００１５】さらに、本発明によるシステムは、ＭＲＩ
室内に配置したディスプレイ部材を含み、このディスプ
レイ部材は、前記外科手術装置の作動に関する情報を提
供するために、マイクロプロセッサに電気的に接続され
る。
【００１６】また、好適実施例における特徴によれば、
極低温プローブは、マイクロプロセッサに電気的に接続
した熱センサを含み、さらに、極低温プローブの作動を
制御するための、マイクロプロセッサに電気的に接続さ
れた少なくとも一つのスイッチング素子を含む。
【００１７】さらに、本発明によれば、ＭＲＩ誘導冷凍
外科手術の方法が提供される。この方法は次のステップ
からなる。（ａ）冷凍外科手術装置を提供するステッ
プ。なお、この装置は、（ｉ）患者を手術するための、
ジュール・トムソン熱交換体を含む極低温プローブ、
（ｉｉ）この極低温プローブに高圧ガスを提供するため
のガス容器を含むと共に極低温プローブの作動を制御す
る制御部材、そして（ｉｉｉ）極低温プローブとガス容
器との間のガス流通を提供するためのガス管を含む。
（ｂ）ＭＲＩ室内に極低温プローブを配置し、ＭＲＩ室
の外に制御部材を配置し、そしてＭＲＩマグネットを通
って延びるチャネル内にガス管の少なくとも一部を配置
するステップ。（ｃ）インタフェース要素によって、チ
ャネル内に配置したガス管の前記一部に極低温プローブ
を連結するステップ。
【００１８】下記の本発明の実施例における特徴によれ
ば、この方法は、さらに、ＭＲＩ室内に配置したディス
プレイ部材によって作動を監視するステップからなり、
ディスプレイ部材は、極低温プローブに関する情報を提
供する。
【００１９】さらに本発明によれば、患者を収容するた
めのＭＲＩマグネットが提供される。このＭＲＩマグネ
ットは、ＭＲＩ室内に配置されるもので、患者への外科
医のアクセスを可能にするための少なくとも一つの開口
を持ち、患者を手術する外科手術装置の一部を受容する
ための、内部を通って延びる少なくとも一つのチャネル
を含む。この少なくとも一つのチャネルは、ＭＲＩ室の
床にほぼ隣接して位置する第一のスポットから、第一の
スポットのかなり上に位置する第二のスポットに延びる
ことが好ましい。この第二のスポットは、外科手術部材
を連結するためのインタフェース部材を含んでもよい。
前記少なくとも一つのチャネルは、第一のスポットか
ら、ＭＲＩ室の外に位置する第三のスポットまで延びる
地中チャネルに繋がることが好ましい。
【００２０】本発明は、ＭＲＩ誘導冷凍外科手術のため
のシステム及び方法を提供することによって、現在既知
である機器構成の欠点を解決するものであり、ＭＲＩマ
グネットが連結管の設置のためのチャネルを含むことに
よって、ＭＲＩマグネットへの手術用部材の直接的な接
続を可能とし、外科医が手術用部材を簡単に、そして安
全に扱えるようにする。
【００２１】さらに、本発明は、ＭＲＩ誘導冷凍外科手
術のためのシステム及び方法を提供することによって、
現在既知である機器構成の欠点を解決するものであり、
冷凍外科手術装置のコントロール・ユニットをＭＲＩ室
の外に配置することによって、この装置への、ＭＲＩマ
グネットの磁場からの影響を防ぐものである。
【００２２】
【発明の実施の形態】本発明は、ＭＲＩマグネットの影
響下において外科医が安全に、そして簡単に冷凍外科手
術を行うことが可能な、ＭＲＩ誘導冷凍外科手術のため
のシステム及び方法に関する。
【００２３】本発明による装置及び方法の原理と作動に
ついては、図面及びその説明文から明確に理解すること
ができる。
【００２４】さて、図面を参照する。図１は、本発明に
よるシステムの好適実施例を示す。図に示すように、本
発明によるシステムは、患者４０を収容するための「開
放型」ＭＲＩマグネット５０を含み、このＭＲＩマグネ
ットには、外科医が患者にアクセスするための少なくと
も一つ開口部１０がある。マグネット５０は、ＭＲＩマ
グネット内に概して５と付されたガス管等の電気的な、
そして／あるいは機械的な連結ラインの設置を可能にす
る少なくとも一つのチャネルを含む。図に示すように、
連結ライン５は、外科手術用器具を連結するための複数
の連結部８を持つインタフェース要素６に終結する。
【００２５】さらに、患者に手術を施すための複数の冷
凍外科手術用部材２が連結部８に連結され、これら手術
用部材が、ＭＲＩ室５４の外に配置されたリモート・コ
ントロール・ユニット４５によって遠隔制御されること
が好ましい。手術用部材２の各々は、手術用部材を効率
的に冷却するために、ジュール・トムソン熱交換体を含
むことが好ましい。
【００２６】ライン５に連結可能な地中連結ライン１２
を含む地中通路は、ＭＲＩマグネット５０から、ＭＲＩ
室５４の外に配置したコントロール・ユニット４５まで
延びる。図に示すように、連結ライン１２は、ＭＲＩ室
５４の外に配置した固定リンク・ボックス２０に、第一
のセットの連結部２２を介して連結されることが好まし
い。
【００２７】したがって、リンク・ボックス２０は、連
結ライン１２のセットを受けるための連結部２２の第一
セットと、冷凍外科手術装置のコントロール・ユニット
４５から延びるガス管２６のセットを受けるための連結
部２４の第二セットとを含む。ガス管２６は、柔軟で、
リンク・ボックス２０と、冷凍外科手術装置のコントロ
ール・ユニット４５とに着脱可能に接続されることが好
ましい。
【００２８】コントロール・ユニット４５は、少なくと
も一つのガス容器３４を収容するための移動ハウジング
３６を含むことが好ましい。このガス容器は手術用部材
２に特定なガスを高圧で提供するためのものである。図
に示すように、ハウジング３６には、柔軟なガス管２６
を、ガス容器３４から延びるガス・ライン３２に連結す
るための連結部２８を持つインタフェース要素３０があ
る。ガス容器３４は、アルゴン、窒素、空気、クリプト
ン、 CF4 、キセノンあるいは N2O 等の冷却ガスを含
む。また、ヘリウム等の加熱ガスを提供するために第二
のガス容器３４を備えてもよい。
【００２９】さて、図２を参照する。本発明による冷凍
外科手術装置は、ジュール・トムソン熱交換体を用いる
ことが好ましい。
【００３０】図に示すように、本発明による手術用部材
２は、患者の組織を凍らせるための細長い手術用チップ
７４を含む。手術用チップ７４には、熱交換体に高圧ガ
スを提供するための、内部を通って延びる通路７６と、
手術用チップ７４の端部に位置するオリフィス７８とが
あり、このオリフィスは、用いるガスのタイプに応じ
て、手術用チップ７４を暖める、あるいは冷やすため
に、それを通して高圧ガスを通過させるためのものであ
る。冷却用のガスとしては、例えば、アルゴン、窒素、
空気、クリプトン、 CF4 、キセノン、あるいは N2O が
あり、加熱用のガスとしてはヘリウムがある。
【００３１】アルゴン等の高圧ガスが熱交換体を介して
流出し、オリフィス７８を介して拡張するとき、液化し
て、手術用チップ７４のチャンバ８２内に極低温プール
を形成する。この極低温プールが手術用チップ７４の表
面８０を効率良く冷却する。手術用チップ７４の表面８
０は、効率的に患者の組織を凍らせるために、金属等の
熱伝導物質から形成されることが好ましい。ヘリウム等
の高圧ガスがオリフィス７８を介して拡張するとき、チ
ャンバ８２が加熱され、手術用チップの表面８０が暖ま
る。
【００３２】手術用チップ７４には、手術用チップから
大気へガスを排気するための、内部を通って延びる少な
くとも一つの排気通路７９があり、図に示すように、通
路７６は、通路７９の周りを包む螺旋状の管の形態をと
ることが好ましい。
【００３３】さらに、手術用チップ７４には、チャンバ
８２内における温度を感知するための、少なくとも一つ
の熱センサ７５があり、このセンサのワイヤは、排気通
路７９を、あるいは別の通路を介して延びる。
【００３４】手術用チップ７４は、外科医が握るための
保持部材７２に連結されるが、この保持部材７２には、
外科医が手術用チップ７４を操作するための複数のスイ
ッチ７１ａ、 ７１ｂ、 ７１ｃ及び７１ｄがある。スイ
ッチ７１ａ、 ７１ｂ、 ７１ｃ及び７１ｄには、例え
ば、オン／オフ、加熱、冷却、冷却あるいは加熱ガスを
含む適切なガス容器３４に通路７６を選択的に、そして
制御可能に連結することによる所定サイクルの加熱及び
冷却等の機能がある。
【００３５】図１に示すように、手術用部材２の各々
は、柔軟な連結ライン４を介して、インタフェース要素
６の連結部８に連結されている。手術用部材２の各々
は、連結部８に取り付けるための結合部７を含むことが
好ましい。
【００３６】また、排気通路７９が連結ライン４を介し
て延び、結合部７にある開口を介して排気ガスが排気さ
れることが好ましい。
【００３７】図１に示すように、ハウジング３６には、
マイクロプロセッサ４３、ディスプレイ４２及びキーボ
ード４４が設けられている。マイクロプロセッサ４３
は、外科医が提供する所定の操作条件に応じて、冷凍外
科手術装置の作動を制御するもので、キーボード４４
は、操作条件をプログラミングするために、また選択デ
ータを読み込むために用いてもよい。ディスプレイ４２
は、各手術用部材２の状態に関するデータ、そして外科
手術中の他の更新データを表示するために用いる。さら
に、ディスプレイ４２に、特定な患者の病歴に関する情
報を提供してもよい。
【００３８】手術用部材２のスイッチ７１ａ、 ７１
ｂ、 ７１ｃ及び７１ｄ（図２）は、マイクロプロセッ
サ４３に電気的に連結されており、手術用チップ７４の
手動制御が可能である。さらに、熱センサ７５も、マイ
クロプロセッサ４３に電気的に連結されており、チャン
バ８２内における温度の連続的な監視及び制御が可能で
ある。チャンバ８２内の温度調節を提供するための好適
実施例は、米国特許第５,５４０,０６２号に開示されて
いる。さらに、コントロール・ユニット４５及び手術用
部材２を含む本発明による冷凍外科手術装置の特徴は、
米国特許第５,５２２,８７０号及び第５,６０３,２２１
号に開示されている。
【００３９】図１に示すように、手術個所を表す画像を
表示する従来のＭＲＩディスプレイ５６をＭＲＩ室５４
内に配置し、外科医にガイダンスを提供することが好ま
しい。本発明によれば、ディスプレイ５６は、ビデオ・
カードを含み、電気結線（図示せず）を介して、ＭＲＩ
室５４の外に配置したマイクロプロセッサ４３に電気的
に連結されることが好ましい。この電気結線は、地中ラ
イン１２及びリンク・ボックス２０を介して延びてもよ
い。このような機器構成は、外部のディスプレイ４２上
に表示される画像とまったく同じ画像が外科医に提供さ
れることを可能にするものであり、この画像には、冷凍
外科手術装置の作動に関する情報が含まれる。ディスプ
レイ５６には、第一及び第二のチャネルを介して、外科
医が必要な画像を選択し、外科手術の進捗状況を監視す
ることが可能な、スイッチ５７が設けられている。この
場合、第一にチャネルはＭＲＩガイダンスを提供し、第
二のチャネルは、冷凍外科手術装置に関するその時点の
情報を提供する。もう一つの実施例（図示せず）によれ
ば、第二のディスプレイは、外科医が外科手術を監視し
ながら同時に冷凍外科手術装置の作動を観察することが
できるように、ＭＲＩ室５４内に設けられる。
【００４０】
【発明の効果】本発明によるシステム及び方法は、外科
医が、従来よりも、さらに安全に、そして簡単にＭＲＩ
誘導冷凍外科手術を行うことができるようにするもので
ある。冷凍外科手術装置のコントロール・ユニット４５
がＭＲＩ室の外に配置されているため、ＭＲＩマグネッ
トの磁場からの影響がなく、画像への干渉がない。さら
に、本発明は、ＭＲＩマグネットが、その中に連結管の
設置用チャネルを含み、これによってＭＲＩマグネット
に直接的に手術用部材２が接続可能な、新規な構成を開
示する。このため、外科医は手術用部材を簡単に、そし
て安全に扱うことができる。
【００４１】本発明は、限られた数の実施例について説
明したが、本発明に関し、多くの変更、改良及び他の用
途が可能であることは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるＭＲＩ誘導冷凍外科手術システム
の概要図である。
【図２】本発明による手術用チップの概略的な側面図で
あり、長手方向の部分断面を含む。
【符号の説明】
５ 連結ライン ２０ リンクボックス ４５ コントロールユニット ５０ ＭＲＩマグネット ５４ ＭＲＩ室

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ＭＲＩ誘導外科手術のためのシステムで
    あって、（ａ）患者を収容するためのＭＲＩマグネット
    と、（ｂ）外科手術装置とからなり、 前記ＭＲＩマグネットは、ＭＲＩ室内に配置され、患者
    への外科医のアクセスを可能にするための少なくとも一
    つの開口を持ち、外科手術装置のライン部材を受けるた
    めの、内部を通って延びる少なくとも一つのチャネルを
    含み、 前記外科手術装置は、（ｉ）前記患者を手術するための
    手術用部材と、（ｉｉ）前記ＭＲＩ室の外に配置され、
    前記手術用部材を制御する制御部材と、（ｉｉｉ）第一
    端が前記手術用部材に連結可能で第二端が前記制御部材
    に連結可能なライン部材とを含み、 前記ライン部材の少なくとも一部が前記ＭＲＩマグネッ
    トの前記チャネル内に受容されるシステム。
  2. 【請求項２】 前記ライン部材が、地中チャネルを介し
    て延びる地中部分を含む請求項１に記載のシステム。
  3. 【請求項３】 前記ＭＲＩマグネットが、前記チャネル
    内に受容された前記ライン部材の前記一部に、前記手術
    用部材を連結するためのインタフェース部材を含む請求
    項１に記載のシステム。
  4. 【請求項４】 前記手術用部材が、ジュール・トムソン
    熱交換体を含む極低温プローブであり、前記ライン部材
    がガス管であり、前記制御部材が、前記ガス管を介して
    前記極低温プローブに高圧ガスを提供するためのガス容
    器を含む請求項１に記載のシステム。
  5. 【請求項５】 前記制御部材が、前記外科手術装置の作
    動を制御するためのマイクロプロセッサを含む請求項４
    に記載のシステム。
  6. 【請求項６】 さらに、前記ＭＲＩ室内に配置したディ
    スプレイ部材を含み、このディスプレイ部材が、前記外
    科手術装置の作動に関する情報を提供するために、前記
    マイクロプロセッサに電気的に連結される請求項５に記
    載のシステム。
  7. 【請求項７】 前記極低温プローブが、前記マイクロプ
    ロセッサに電気的に連結される熱センサを含む請求項５
    に記載のシステム。
  8. 【請求項８】 前記極低温プローブが、前記極低温プロ
    ーブの作動を制御するための少なくとも一つのスイッチ
    ング素子を含み、この少なくとも一つのスイッチング素
    子が前記マイクロプロセッサに電気的に連結される請求
    項５に記載のシステム。
  9. 【請求項９】 ＭＲＩ誘導冷凍外科手術の方法であっ
    て、（ａ）冷凍外科手術装置を提供すること、なお、こ
    の冷凍外科手術装置は、（ｉ）ジュール・トムソン熱交
    換体を含む、患者を手術するための極低温プローブと、
    （ｉｉ）この極低温プローブの作動を制御するための制
    御部材と、なお、この制御部材は、前記極低温プローブ
    に高圧ガスを提供するガス容器を含み、（ｉｉｉ）前記
    極低温プローブと前記ガス容器との間にガスの流通を提
    供するガス管とからなり、（ｂ）ＭＲＩ室内に前記極低
    温プローブを配置し、前記ＭＲＩ室の外に前記制御部材
    を配置し、そしてＭＲＩマグネットを介して延びるチャ
    ネル内に前記ガス管の少なくとも一部を配置することか
    らなる方法。
  10. 【請求項１０】 さらに、前記ＭＲＩ室内に配置したデ
    ィスプレイ部材によって前記作動を監視することからな
    り、前記ディスプレイ部材は前記極低温プローブに関す
    る情報を提供する請求項９に記載の方法。
  11. 【請求項１１】 さらに、前記チャネル内に配置された
    前記ガス管の前記一部に、インタフェース要素によって
    前記極低温プローブを連結することからなる請求項９に
    記載の方法。
  12. 【請求項１２】 患者を収容するためのＭＲＩマグネッ
    トであって、このＭＲＩマグネットは、ＭＲＩ室内に配
    置され、患者への外科医のアクセスを可能にするための
    少なくとも一つの開口を持ち、患者を手術するための外
    科手術装置の一部を受容するための、内部を通って延び
    る少なくとも一つのチャネルを含むことを特徴とするＭ
    ＲＩマグネット。
  13. 【請求項１３】 前記少なくとも一つのチャネルが、前
    記ＭＲＩ室の床にほぼ隣接して位置する第一のスポット
    から、この第一のスポットのかなり上に位置する第二の
    スポットに延びる請求項１２に記載のＭＲＩマグネッ
    ト。
  14. 【請求項１４】 前記第二のスポットが、外科手術部材
    を連結するためのインタフェース部材を含む請求項１３
    に記載のＭＲＩマグネット。
  15. 【請求項１５】 前記少なくとも一つのチャネルが、前
    記第一のスポットから前記ＭＲＩ室の外に位置する第三
    のスポットへ延びる地中チャネルに繋がる請求項１４に
    記載のＭＲＩマグネット。
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