JP2005168678A - 磁性流体検出装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】小型で操作性良く、磁性流体の検出感度が高い磁性流体検出装置を実現する。
【解決手段】磁性流体検出装置1は、被検体内部に滞留している磁性流体を検出する装置であり、磁性流体を励磁するための励磁磁界を生成する励磁磁石21と、この励磁磁石21の励磁磁界によって励磁した磁性流体による局所磁界分布の歪みを検出するコイル22と、を具備して構成されている。更に、好ましくは、励磁磁石21及びコイル22を振動させる振動手段と、この振動手段の振動を制御すると共に、この振動手段の動作状態に基づき、コイル22の出力から振動周波数成分を検出してこの検出結果に応じた信号強度を告知する制御部と、を設けている。
【選択図】図4

Description

本発明は、腫瘍の原発巣からリンパ管に入った腫瘍細胞が最初に到達するリンパ節であるセンチネルリンパ節(Sentinel Lymph Node)を同定する根拠として、腫瘍近傍に注入した磁性を有する磁性流体が所定時間後にどのように分布しているかを測定するための磁性流体検出装置に関する。
近年、早期癌の切除手術は、早期癌の発見率が向上したため頻繁に行われている。一般に、早期癌の手術は、根治を目的として行われ、そのため病変部に加えて当該病変部の周囲に存在する癌の転移が疑われる複数個のリンパ節を切除することが多い。また、早期癌の手術は、術後に切除したリンパ節の病理検査を行い、リンパ節への癌の転移の有無を確認して術後の治療方針などを決定している。
手術段階において、リンパ節への癌の転移の有無は、不明である。このため、早期癌の手術は、病変部近傍に存在する複数個のリンパ節を切除するため、患者の負担が大きい。
近年、患者のQOL(Quality of Life)及び癌切除手術における根治性の両立が求められている。そのための手法の一つとして、癌の転移のない無用なリンパ節切除を防ぐ、センチネルノードナビゲーションサージェリ( Sentinel Node Navigation Surgery )が、注目されている。以下、簡単にセンチネルノードナビゲーションサージェリについて説明する。
癌は、リンパ節に転移する場合、ランダムに転移するのではなく、一定のパターンにしたがって、病変部からリンパ管を経て、リンパ節に転移することが、最近の研究により解明されている。癌は、リンパ節に転移している場合、必ずセンチネルリンパ節に転移があると考えられる。ここで、センチネルリンパ節( SN; Sentinel Lymph Node )とは、癌の原発巣からリンパ管に入った癌細胞が最初に到達するリンパ節のことである。
このため、早期癌の手術は、癌切除術中に、センチネルリンパ節を見つけ、生検し、迅速病理検査を行うことにより、リンパ節への癌の転移の有無を判定することができる。センチネルリンパ節に癌が転移していない場合、早期癌の手術は、残りのリンパ節の切除が不用となる。一方、センチネルリンパ節に癌が転移している場合、早期癌の手術は、転移状況に応じて、病変部近傍の複数個のリンパ節を切除することになる。
早期癌の手術は、前記センチネルノードナビゲーションサージェリを行なうことで、リンパ節に癌が転移していない患者において、癌の転移のない無用なリンパ節切除が行われることがなく、患者に対して負担が少なくなる。また、センチネルノードナビゲーションサージェリは、例えば乳癌に限らず、消化器などの開腹手術、或いは腹腔鏡を用いた手術などにも適用される。
このセンチネルノードナビゲーションサージェリにおいては、センチネルリンパ節を容易にかつ精度良く検出できる検出装置が強く求められている。
上記検出装置としては、例えば、日本国特許公開2001−299676号公報、日本国特許公開平9−189770号公報、日本国特許公開平10−96782号公報、米国特許第6,205,352号公報などで提案されている。
また、近年、超伝導量子干渉素子( Superconducting QUantum Interference Device :以下、SQUIDと略す)を用いたSQUID磁束計は、様々な分野で応用されている。上記SQUIDは、地磁気の10億分の1程度の磁束を高感度で検出することが可能である。
近年、上記SQUIDは、液体窒素温度(77.3K:−196℃)での冷却で利用可能な高温超伝導SQUIDが実用化されている。
これを利用して、検出装置は、例えば、日本生体磁気学界誌 特別号( Vol.15 No.1 2002 第17回、P.31−32)日本生体磁気学界論文集に記載されているように高温超伝導SQUIDを用いた装置が提案されている。
上記高温超伝導SQUIDを用いた検出方法は、例えば、図27に示すように例えば、穿刺針等の注射手段101により、トレーサーとして磁性を有する磁性流体102を腫瘍周囲に局注する。そして、所定時間後、磁性流体102は、センチネルリンパ節SNに滞留する。尚、図27は、トレーサーとして磁性流体を用いた際の磁性流体の移動を示す説明図である。
ここで、上記検出装置は、磁力の大きい電磁石で磁性流体を磁化し、電磁石をオフにしたとき、この磁性流体に残る微弱な残留磁界をSQUIDで検出することで、センチネルリンパ節を検出することが可能である。
上記磁性流体は、粒子径が数百nmと小さいので、保磁力が弱く、残留磁界が非常に小さくなる。このため、SQUIDのような高感度の磁気センサを必要とする。
しかしながら、上記高温超伝導SQUIDにより形成した磁気センサ(以下、SQUID磁気センサ)は、−190℃くらいの低温で動作させるため、液体窒素を用いてセンサを冷やさなければならない。このため、上記高温超伝導SQUIDを用いた検出方法は、装置が大型化し、操作性が悪くなる。また、上記高温超伝導SQUIDを用いた検出方法は、液体窒素も数時間毎に交換する必要があり、ランニングコストがかかる。更に、上記高温超伝導SQUIDを用いた検出方法は、液体窒素の交換時に危険が伴う等の問題がある。また、上記高温超伝導SQUIDを用いた検出方法は、磁性流体の残留磁界が非常に小さいため、電機機器からの磁気ノイズの影響が大きく、磁気シールドする必要があり、更に大型化、コストアップになる。
一方、これに対して上記検出装置は、例えば、特開2003−128590号公報に記載されているようにホール素子や磁気抵抗素子などの複数の磁気センサを用いて上記磁性流体を検出する装置が提案されている。
上記特開2003−128590号公報に記載の磁性流体検出装置は、上記磁性流体に対して励磁磁石等の励磁手段により励磁磁界を印加し、この励磁磁界と直交する同一磁界方向成分の磁界強度を上記複数の磁気センサにより検出し、これら複数の磁気センサからの出力の差分を取った後、信号処理して上記励磁手段により励磁した上記磁性流体による局所磁界分布の歪み(空間磁気勾配)を検出するようになっている。
特開2001−299676号公報 特開平9−189770号公報 特開平10−96782号公報 米国特許US6,205,352号公報 特開2003−128590号公報 日本生体磁気学界誌 特別号Vol.15 No.1;日本生体磁気学界論文集、2002年 第17回、p.31−32
しかしながら、上記特開2003−128590号公報に記載の磁性流体検出装置は、磁界の強度に比例した出力が得られるホール素子や磁気抵抗素子などの磁気センサを用いている。磁性流体による磁界変化は、上記励磁磁界が生成する励磁磁界と比較すると非常に弱い。このため、上記磁気センサからの出力を直流増幅すると、アンプ出力が飽和するため、交流増幅としなければいけない。
しかしながら、上記磁気センサをコンデンサ等で交流結合した場合、磁性流体による磁界変化が、非常に速くないと、磁性流体による信号変化も減衰してしまう。
そのため、上記特開2003−128590号公報に記載の磁性流体検出装置は、複数の磁気センサの差分をとることで、上記励磁磁界が生成する励磁磁界による信号をキャンセルし、磁性流体による信号変化のみを増幅している。
従って、上記特開2003−128590号公報に記載の磁性流体検出装置は、上記磁気センサを複数用いているため、上記複数の磁気センサを備えた検出部位が大きくなり操作し難く、コストもかかる。
また、上記特開2003−128590号公報に記載の磁性流体検出装置は、磁性流体の検出感度を高くするために、上記励磁磁界が生成する励磁磁界を大きくすると、磁気センサの出力が飽和してしまい、磁性流体による磁界変化を検出できなくなる。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、小型で操作性良く、磁性流体の検出感度が高い、磁性流体検出装置を提供することを目的とする。
本発明による第1の磁性流体検出装置は、被検体内部に滞留している磁性流体を検出する磁性流体検出装置であって、前記磁性流体を励磁するための励磁磁界を生成する励磁手段と、前記励磁手段の励磁磁界によって励磁した前記磁性流体による局所磁界分布の歪みを検出するコイルと、を具備したことを特徴としている。
また、本発明による第2の磁性流体検出装置は、前記第1の磁性流体検出装置において、前記励磁手段及び前記コイルを振動させる振動手段と、前記振動手段の振動を制御すると共に、この振動手段の動作状態に基づき、前記コイルの出力から振動周波数成分を検出してこの検出結果に応じた信号強度を告知する制御部と、を設けたことを特徴としている。
また、本発明による第3の磁性流体検出装置は、前記第2の磁性流体検出装置において、前記振動手段は、前記励磁手段及び前記コイルを先端部に設けて振動可能な非磁性の振動部材と、この振動部材を振動させる駆動部とを有し、前記制御部は、前記駆動部を制御駆動して前記振動部材を振動させ、前記駆動部の動作状態に基づいて前記コイルの出力から振動周波数成分を検出することを特徴としている。
本発明の磁性流体検出装置は、小型で操作性良く、磁性流体の検出感度が高い、という効果を有する。
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
図1ないし図19は本発明の第1実施例に係わり、図1は本発明の第1実施例の磁性流体検出装置を示す説明図、図2は図1のプローブ外装部材を取り外した際のプローブ本体を示す外観図、図3は図2のプローブ本体の概略図、図4は図1の磁性流体検出装置の概略説明図であり、図4(A)は図1の磁性流体検出装置の概略説明図、図4(B)は図4(A)の変形例を示す概略説明図、図5は図1の制御部の回路ブロック図、図6は図5の第1変形例を示す回路ブロック図、図7は図5の第2変形例を示す回路ブロック図、図8はコイル開口の大小に関する説明図であり、図8(A)は大きい開口を有するコイルの説明図、図8(B)は図8(A)のコイルの開口を通過する磁力線及び磁気ノイズを示す説明図、図8(C)は小きい開口を有するコイルの説明図、図8(D)は図8(C)のコイルの開口を通過する磁力線を示す説明図、図9は図8(D)の拡大説明図、図10は検出部本体の位置調整を行う際の説明図、図11は励磁磁石とモータ磁石との極性を同極にした際の説明図、図12はモータ磁石や水による磁界の影響を受けたコイルから磁性流体までの距離に対するコイルから検出される信号強度を示すグラフであり、図12(A)はモータ磁石による磁界の影響を受けたコイルから磁性流体までの距離に対するコイルから検出される信号強度を示すグラフ、図12(B)は水による磁界の影響を受けたコイルから磁性流体までの距離に対するコイルから検出される信号強度を示すグラフ、図13はモータ磁石による磁界の影響を補正するための補正磁石を設けた磁性流体検出装置の概略説明図、図14はコイルの位置ずれによるノイズを除去するための回路ブロック図、図15は図14の回路ブロック図における周波数に対するコイルから検出される信号強度を示すグラフ、図16はモータ磁石の影響を受けないように構成した第1変形例を示す磁性流体検出装置の概略説明図、図17はモータ磁石の影響を受けないように構成した第2変形例を示す磁性流体検出装置の概略説明図、図18はモータ磁石の影響を受けないように構成した第3変形例を示す磁性流体検出装置の概略説明図、図19はモータ磁石の影響を受けないように構成した第4変形例を示す磁性流体検出装置の概略説明図である。
図1に示すように第1実施例の磁性流体検出装置1は、体外から、体表面に接触して用いるか、又はトラカールを介して外科的に体腔内に挿入して用いるか又は、外科的に体表面を切開して体内に接触させて用いるプローブ2と、このプローブ2に接続ケーブル3を介して接続され、該プローブ2を制御する制御部4とを有して構成されている。
前記プローブ2は、把持し易いように基端側に把持部を有して操作し易いピストル型形状に形成されており、被検体内部のセンチネルリンパ節5に滞留している磁性流体6を検出するための後述の励磁手段及び磁気センサを設けた検出部7を先端部に内蔵している。
前記制御部4は、前記検出部7が検出した結果を表示するためのLED( Light Emitting Diode )やLCD( Liquid Crystal Display)等で形成された表示部8と、前記検出部7が検出した結果を音で告知するためのスピーカ9とをフロントパネルに設けており、術者に磁性流体6の検出結果を告知するようになっている。
前記プローブ2は、非磁性材料で形成されているプローブ外装部材10により覆われている。尚、前記プローブ2は、体腔内に挿入する場合等に用いる際において、前記プローブ外装部材10が水密に構成されている。
図2及び図3に示すようにプローブ本体11は、プローブ先端側に設けたスライド部12と、プローブ基端側に設けた駆動部13とを有している。
前記スライド部12は、非磁性材料で形成され、長手軸方向に振動可能な振動部材14と、この振動部材14に先端側が連結すると共に、基端側が前記駆動部13に接続して前記駆動部13から伝達される振動を前記振動部材14に伝達するためのクランク機構等を設けた連結部15とを有している。即ち、前記駆動部13と前記振動部材14と前記連結部15とは、振動手段を構成している。尚、前記振動部材14は、プローブ本体11の金属部分から前記検出部7を離間させるために前記連結部15よりも長く形成されている。
また、前記スライド部12には、前記振動部材14を長手軸方向にスライドさせて案内するためのガイド部材16が先端側と基端側との2箇所に設けられている。
先端側ガイド部材16aは、前記振動部材14の先端側に固定配置されている。一方、基端側ガイド部材16bは、前記振動部材14の基端側に固定配置されている。
前記駆動部13は、モータ部17を有し、このモータ部17の回転運動を進退動に変換して前記連結部15に振動を伝達するようになっている。
そして、前記振動部材14は、前記先端側ガイド部材16a及び基端側ガイド部材16bにスライドされて案内され、前記連結部15を介して前記駆動部13から伝達される振動により、長手軸方向に振動するようになっている。
ここで、前記振動部材14と前記ガイド部材16との間にボールベアリングを用いると、振動距離が短いので、熱の発生によりボールベアリングと前記振動部材14又は前記駆動部13とが固着してしまう虞れが生じる。
本実施例では、上述したように前記振動部材14が前記ガイド部材16をスライドして振動されることにより、上記熱の発生による固着がない。
尚、前記駆動部13は、モータ部17の代わりに図示しないバイブレータを用いて長手軸方向に前記振動部材14を振動させるように構成しても良い。
前記振動部材14の先端部には、前記検出部7が設けられている。
図4(A)に示すように前記検出部7は、被検体内部に滞留している磁性流体6を励磁する励磁手段として、ネオジム磁石やサマリウム・コバルト磁石等の永久磁石により形成される励磁磁石21と、この励磁磁石21で励磁した前記磁性流体6による局所磁界分布の歪み(空間磁気勾配)を検出する磁気センサであるコイル22とを検出部本体23に設けている。尚、図4(B)に示すように前記検出部7は、前記駆動部13の前記モータ部17に前記振動部材14を直接接続するように構成しても良い。
前記コイル22は、前記検出部本体23の先端側に設けられ、前記振動部材14の先端部に露出して配置されている。また、前記コイル22の後方には、前記励磁磁石21が配置されている。
そして、前記検出部7は、前記励磁磁石21を前記振動部材14の長手軸方向の振動に伴って長手軸方向に振動することによりこの振動周波数に依存する励磁磁界として交流磁界を生成し、被検体内部に滞留している磁性流体6を検出するようになっている。
ここで、一般に、励磁磁界(交流磁界)の強度に比例して、磁性流体6による局所磁界分布の歪み(空間磁気勾配)が大きくなり、磁性流体は検出し易くなる。
しかしながら、ホール素子や磁気抵抗素子などの磁気センサは、表面磁束密度が0.1T(テスラ)以上の励磁磁石を配置すると、センサ出力が飽和し、磁性流体による磁界変化を検出できない。外装の厚みを考えると、磁性流体と磁気センサとの間隔は少なくても1mm近くになると考えられる。表面磁束密度が0.1T(テスラ)の励磁磁石とホール素子や磁気抵抗素子などの磁気センサでは、磁性流体と磁気センサの間隔は、1mm以下でないと、磁性流体を検出できず、1mm近くになると、ほとんど検出できなくなる。従って、励磁磁石の表面磁束密度は0.1T(テスラ)以上としたいが、ホール素子や磁気抵抗素子は使用できない。
本実施例では、上述したように磁気センサとして前記コイル22を用いている。
このコイル22による起電圧vは、ファラデーの電磁誘導の法則
式1
Figure 2005168678
n:コイル巻き線本数
H(t):磁界
に基づき発生するようになっている。
ここで、前記励磁磁石21と前記コイル22との相対的位置関係は変化しないので、前記コイル22には、静磁界しかかからず、(式1)より起電圧vは0である。
しかしながら、磁性流体6が検出部7の近傍にあると、磁性流体6により励磁磁石21が生成する励磁磁界の磁界分布が局所的に歪み(空間磁気勾配)、振動しているコイル22にかかる磁界が変化し、(式1)より、その磁界変化の微分値に比例した値が起電圧vとしてコイルから出力される。
磁性流体6からみると、励起磁石21の生成する励磁磁界は交流磁界となる。励磁磁石21を大きくすればするほど、起電圧vは大きくなり、検出感度を高くできる。前述した、ネオジム磁石や、サマリウム・コバルト磁石等の永久磁石は、小型で、大きな磁力を持ち、本装置に適した永久磁石である。長さ5mm、直径φ10mm程度のネオジウム磁石で表面磁束密度が約0.5T(テスラ)程度である。
このことにより、本実施例では、前記交流磁界により前記磁性流体6が励磁され、この磁性流体6による局所磁界分布の歪み(空間磁気勾配)が前記コイル22に検出されるようになっている。更に、本実施例では、後述するようにコイル22からの出力から振動周波数成分を検出することで、地磁気や電気機器等からの磁気ノイズを除去するようにしている。
また、前記検出部7には、前記コイル22からの出力を増幅するためのプリアンプ24Aを備えたプリアンプ部24が設けられている。即ち、検出部7は、前記励磁磁石21及び前記コイル22と共に、前記プリアンプ部24を前記振動部材14の長手軸方向の振動に伴って長手軸方向に一体的に振動させるようになっている。
このことにより、本実施例では、コイル22とプリアンプ部24との間のリード線が、振動することがないので、接触抵抗変化等の影響がない。プリアンプ部24とラインドライバ26との間のリード線は、振動するが、プリアンプ部24により、コイル22の微弱出力を増幅しているため、接触抵抗変化等で、信号が変化しても、増幅後の信号強度に比べるとわずかなので影響がない。
尚、前記検出部7は、検出部本体23において前記コイル22と前記励磁磁石21と前記プリアンプ部24とを樹脂で硬めて構成されている。
また、前記スライド部12には、前記検出部7からの出力を前記制御部4へ伝達するラインドライバ26が前記振動部材14の近傍に別体として取り付けられ、固定配置されるようになっている。即ち、ラインドライバ26は、振動しないようになっている。このことにより、比較的重いラインドライバ26を前記振動部材14に設けることによる振動部材14が重くなるのを防止している。
前記ラインドライバ26からの出力は、前記制御部4に送信され、この制御部4により信号処理されるようになっている。
図5に示すように前記制御部4は、前記ラインドライバ26からの出力を受信するラインレシーバ31と、このラインレシーバ31により受信した出力の高調波成分を除去し、振幅成分を取り出すローパスフィルタ(LPF)32と、このLPF32からの信号を増幅するアンプ33と、このアンプ33からの信号をA/D変換するA/Dコンバータ34と、このA/Dコンバータ34により変換されたディジタル信号をディジタル信号処理して前記表示部や前記スピーカを駆動する例えば、DSP( Digital Signal Processor )などで形成されるディジタル信号処理回路35と、を有して構成されている。
また、前記制御部4は、前記駆動部13の前記モータ部17を制御駆動するモータ制御回路36を有している。このモータ制御回路36は、モータドライブ信号を出力して前記モータ部17を駆動すると共に、このモータ部17からのサーボ信号を受信してフィードバック制御を行い、モータの回転数を安定化させるようになっている。また、前記モータ制御回路36は、前記モータ部17の回転信号に同期したパルス信号を前記ディジタル信号処理回路35へ出力するようになっている。
そして、前記ディジタル信号処理回路35は、前記モータ制御回路36からのモータ回転に同期したパルス信号に基づき、前記コイル22からの出力信号(A/Dコンバータ34からのディジタル信号)の復調を行い、振動周波数成分の振幅を検出し、この検出した信号強度に応じて前記表示部8や前記スピーカ9を駆動するようになっている。
復調方法としては、モータ回転に同期したパルス信号と前記コイル22からの出力信号(A/Dコンバータ34からのディジタル信号)をディジタル的に乗算する、又は、前記コイル22からの出力信号(A/Dコンバータ34からのディジタル信号)を高速フーリエ変換(FFT;Fast Fourier Transform)し、モータ回転に同期したパルス信号から求める振動周波数の周波数成分を求める等の方法がある。モータの回転数が安定していて、更に位相成分を必要としないときは、モータ回転に同期したパルス信号は必要とせず、振動周波数を一定として、前記コイル22からの出力信号(A/Dコンバータ34からのディジタル信号)のみから、復調することができる。
尚、この場合、前記ディジタル信号処理回路35は、検出した信号強度に応じて前記表示部8のLEDの輝度や点滅速度又はLED等で形成されたインジケータの表示状態又は、LCDの数値表示やインジケータ表示等を変化させるようになっている。
また、前記ディジタル信号処理回路35は、検出した信号強度に応じて前記スピーカ9の音量や周波数又はパルス列周期を変化させるようになっている。
尚、図5に示した制御部4の構成は、ディジタル信号処理を行うように構成しているが、図6に示すようにアナログ信号処理を行うように構成しても良い。
図6に示すように制御部4Bは、前記ラインレシーバ31と、このラインレシーバ31からの出力に前記モータ制御回路36からのパルス信号を乗算する乗算器37と、この乗算器37からの出力の高調波成分を除去し、振幅成分を取り出すLPF32bと、このLPF32bからのアナログ信号を増幅するDCアンプ33bと、このDCアンプ33bからのアナログ信号(電圧)強度に応じて前記ディジタル信号処理回路35と同様に前記表示部8や前記スピーカ9を駆動する電圧制御発振器(VCO;Voltage Cotrolled Oscillator )38とを有して構成されている。
また、磁性流体検出装置1は、内視鏡装置と組み合わせて構成する場合、制御部は、図7に示すように内視鏡画像が表示されるモニタに磁性流体6の検出結果を表示するように構成しても良い。
図7に示すように制御部4Cは、内視鏡装置40から出力される内視鏡画像信号に前記検出結果を合成する合成回路41を有し、この合成回路41からの合成画像信号をモニタ42に出力して、このモニタの表示画面に内視鏡画像と共に、磁性流体6の検出結果を表示するように構成されている。
また、本実施例では、上述したように磁気センサとして前記コイル22を用いている。
図8(A),図8(B)に示すように前記コイル22の開口22aが大きいと、前記磁性流体6による磁力線以外に電気機器等からの磁気ノイズを検出してしまう範囲が大きくなり、この磁気ノイズに前記磁性流体6による磁力線が埋もれてしまい検出感度が低減してしまう。尚、一般に、リンパ節の大きさは、人の場合、1cm程度である。
このため、本実施例では、図8(C),図8(D)に示すように前記コイル22の開口22aをリンパ節より小さくなるように1cm以下に形成している。このことにより、本実施例では、図9に示すように前記コイル22が電気機器等からの磁気ノイズを検出してしまう範囲を極力低減でき、前記磁性流体6による磁力線のみを検出できるようになっている。
また、本実施例では、前記振動部材14を長手軸方向に振動することで、前記検出部7を長手軸方向に例えば、1〜2mm程度振動するようになっている。このため、前記検出部7と前記プローブ外装部材10との間には、前記検出部7が振動するための1〜2mm程度の空間が必要となる(図10(B)参照)。一方、前記プローブ外装部材10の厚みは、例えば、0.5〜1mm程度である。
磁性流体を検出できる範囲は、大きくても、コイル22から5mm程度である。少しでも、検出範囲を大きくするため、本実施例では、先端カバー50と検出部本体23との間隔を微調整可能なように先端カバー50とプローブ外装部材10とを別体にして外装を構成している。
具体的に説明すると、図10(A)に示すように先端カバー50とプローブ外装部材10との間には、調整部材43を介して組み立てられている。調整部材43とプローブ外装部材10とには、微少ピッチのネジ部51により取り付けられるようになっている。調整部材43は、端面が検出部本体23の表面の位置よりわずかに出る位置で、プローブ外装部材10に固定される。
そして、調整部材43の上に先端カバー50を被せて固定することで、先端カバー50と検出部本体23との間隔は最小限になり、磁性流体6の検出範囲を最大限にすることができる。
また、図10(B)は、先端カバー50を外装部材10に摺動で取り付け、先端カバー50を、検出部本体23にぶつかるところから少し引き抜いたところで固定するようになっている。この図10(B)の方法は、上記図10(A)の方法より、少し精度が落ちる構成であるが簡単である。
また、図10(c),図10(d)は、先端カバー50を検出部本体23に、微少ピッチネジ部51を介して取り付けている。更に水密を考慮し、Oリング44が先端カバー50に取り付けられている。図10(B)と同じように先端カバー50を、検出部本体23にぶつかるところから少し引き抜いたところで接着剤45で固定するようになっている。
このように構成される磁性流体検出装置1は、被検体内のセンチネルリンパ節5に滞留している磁性流体6を検出して、センチネルリンパ節5を同定するのに用いられる。
先ず、術者は、被検体の病変部の下層に図示しない穿刺針を差し込み、病変部近傍に磁性流体6を局部的に注入する。すると、病変部に注入された磁性流体6は、注入部位からリンパ管に移行し、5分から15分後にセンチネルリンパ節5に達してこのセンチネルリンパ節5に滞留する。
そして、術者は、磁性流体検出装置1のプローブ2を、例えば図示しないトラカールを介して外科的に体腔内に挿入して用いるか又は、体外から体表面に用いる。術者は、プローブ2の先端を患者の病変部近傍に対して、動かしながらセンチネルリンパ節5に滞留している磁性流体6を検出する。
このとき、前記プローブ2は、前記制御部4のモータ制御回路36の制御により、前記駆動部13の前記モータ部17が制御駆動され、このモータ部17の回転運動が進退動に変換されて前記連結部15に振動が伝達される。
そして、前記プローブ2は、前記連結部15を介して前記駆動部13から伝達される振動により前記振動部材14がガイド部材16a,16bにスライドガイドされて長手軸方向に振動されることにより、前記検出部7が長手軸方向に振動される。すると、前記プローブ2は、前記検出部7の前記励磁磁石21が長手軸方向に振動されることによりこの振動周波数に依存する交流磁界を生成する。
ここで、患者の病変部近傍に磁性流体6が存在していると、前記励磁磁石21による交流磁界は、プローブ近傍の空間を介して前記磁性流体6を励磁する。すると、交流磁界は、磁性流体6付近で吸い込まれるか又は弾かれて磁界分布に局所的な歪みが生じ、これにより、磁界分布の空間勾配(磁束密度)に変化が生じる。そして、この磁性流体6による局所磁界分布の歪み(磁束密度の変化)は、前記コイル22により検出される。
ここで、前記コイル22は、上述したように励磁磁界(磁性流体6からみると交流磁界、コイル22からみると静磁界)に影響されず、磁性流体6による局所磁界分布の歪み(空間磁界勾配)を検出できる。そして、コイル22からの出力は、プリアンプ24Aにより増幅されラインドライバ26を介して制御部4へ伝達される。
ここで、前記検出部7は、前記励磁磁石21及び前記コイル22と共に、前記プリアンプ部24が前記振動部材14の長手軸方向の振動に伴って長手軸方向に振動されることにより、上述したように、コイル22とプリアンプ部24との間のリード線が、振動することがないので、接触抵抗変化等の影響がない。プリアンプ部24とラインドライバ26との間のリード線は、振動するが、プリアンプ部24により、コイル22の微弱出力を増幅しているため、接触抵抗変化等で、信号が変化しても、増幅後の信号強度に比べるとわずかなので影響がない。
そして、制御部4は、ラインレシーバ31により受信した出力を前記LPF32により高調波成分を除去し振幅成分を取り出し、この取り出した振幅成分をアンプ33により増幅してA/Dコンバータ34によりA/D変換する。
そして、前記ディジタル信号処理回路35は、前記モータ制御回路36からのモータ回転に同期したパルス信号に基づき、前記コイル22からの出力信号(A/Dコンバータ34からのディジタル信号)の復調を行い、振動周波数成分の振幅を検出し、この検出した信号強度に応じて前記表示部8や前記スピーカ9を駆動する。
復調は、モータ回転に同期したパルス信号と前記コイル22からの出力信号(A/Dコンバータ34からのディジタル信号)をディジタル的に乗算する、又は、前記コイル22からの出力信号(A/Dコンバータ34からのディジタル信号)を高速フーリエ変換し、モータ回転に同期したパルス信号から求める振動周波数の周波数成分を求める等している。ここで、モータの回転数が安定していて、更に位相成分を必要としないときは、モータ回転に同期したパルス信号を必要とせず、振動周波数を一定として、前記コイル22からの出力信号(A/Dコンバータ34からのディジタル信号)のみから、復調する。
表示部8は、局所磁界分布の歪み(空間磁気勾配)をインジケータや数字で表示する。この場合、表示部8は、プローブ先端が磁性流体6に近づくとき、だんだんインジケータの振れ又は数字が大きくなり、プローブ先端が磁性流体6から遠ざかるとき、だんだんインジケータの振れ又は数字が小さくなるように表示している。
また、スピーカ9は、局所磁界分布の歪み(空間磁気勾配)に応じた音を発生する。この場合、スピーカ9は、プローブ先端が磁性流体6に近づくとき、だんだん音が大きくなり、プローブ先端が磁性流体6から遠ざかるとき、だんだん音が小さくなるように音を発生する。又は、スピーカ9は、プローブ2と磁性流体6との距離に比例して音の周波数が変化するように音を発生する。
これより、第1実施例の磁性流体検出装置1は、小型で操作性良くセンチネルリンパ節5に滞留している磁性流体6の位置を正確に検出でき、センチネルリンパ節5の位置を同定することができる。
磁性流体6は、具体的にはフェリデックス(一般名フィルモキシデス)、MnZnフェライト、Fe304マグネタイト等がある。これらの粒子径が小さく、更にリンパ節に滞留したときは、濃度も薄くなるので、磁気を歪ませる力が弱くなり、実質的に比透磁率は1.0001程度であると考えられる。
そこで、コイル22の出力信号を電気的に大きなゲインで増幅している。そのため、コイル22からは、励磁磁石21に比較して、遠くにある検出部本体23の振動用のモータ部17に使用されている磁石の影響を受ける。
図11に示すように、励磁磁石21とモータ磁石60との磁極が同じ向きになるように装置が組み立てられた場合、コイル22と励磁磁石21とが磁性流体6に近づいたとき、図9のように磁界が歪むので、コイル22にかかる磁界は大きくなる。
このとき、コイル22は、モータ磁石60から遠ざかるので、モータ磁石60からの磁界が小さくなる。即ち、モータ磁石60と磁性流体6と(が生成する磁界)の影響は、互いに打ち消しあう方向である。
この場合、コイル22の出力信号強度は、図12(A)の点線で示すようになる。
磁性流体6がプローブ2から遠くにある(存在する)ときは、磁性流体6の影響はなく、モータ磁石60の磁界の影響だけを出力する(図12(A)中、Aの位置)。
一方、磁性流体6がプローブ2からの適当な距離にあるときは、磁性流体6の影響とモータ磁石60と(が生成する磁界)の影響が等しくなり、コイル22の出力信号強度は0に近づく(図12(A)中、Bの位置)。
磁性流体6がプローブ2から近くにある(存在する)場合は、磁性流体6の影響がモータ磁石60の磁極より大きく、コイル22の出力信号強度も大きな値となる(図12(A)中、Cの位置)。
この場合、e−d間は、磁性流体6が無い(存在しない)ときより、コイル22の出力信号強度が小さく、磁性流体の有無の判断ができない。実質的に測定できる範囲は、図12(A)中、位置eまでとなる。
励磁磁石21とモータ磁石60との磁極が互いに反対の向きを向いているときは、コイル22と励磁磁石21とが磁性流体6に近づいたとき、コイル22にかかる磁界は大きくなる。
このとき、モータ磁石60からの磁界は、小さくなる。しかしながら、励磁磁石21とモータ磁石60との極性が逆なので、これらから生成される磁界は、互いに強めあう方向になる。従って、コイル22からの出力信号強度は、図12(A)の実線で示すようになる。
この場合、コイル22の出力信号強度が、磁性流体が無い(存在しない)ときより小さくなることはないので、位置dまで測定できることになる。
励磁磁石21とモータ磁石60との磁極が互いに反対の向きを向くように装置を組み立てることで、磁性流体の検出距離を最大限にできる。
又、図13に示すように、モーター磁石60の磁界を打ち消す向きに補正磁石61を配置してもよい。
又、プローブ2は、生体の中で使用する場合、生体に含まれる水の影響を受ける。水の比透磁率は、約0.999991である。空気との差は0.00001であり、磁性流体の1/5〜1/10である。磁性流体の濃度が薄い場合は、実質的にかなり空気と近い値になり区別がつかなくなる。
この場合、補正磁石61の磁力を大きくすると、プローブ2が空気中にあるときも、補正磁石61の磁界の影響で、図12(B)に示すようにコイル22は、大きな出力信号強度を示す。
補正磁石61と励磁磁石21との磁極が互いに反対になるように配置した場合、プローブ2が磁性流体に近づくとコイル22にかかる磁界は強くなり、補正磁石61からの磁界は弱くなる。補正磁石61と励磁磁石21との磁極が逆だから、互いに強めあう方向になる。従って、コイル22に出力信号強度は、図12(B)に示す実線のようになる。
プローブ2が水に近づいたときは、水は比透磁率が1より小さいので、コイル22にかかる磁界は弱くなり、補正磁石からの磁界も弱くなる。補正磁石61と励磁磁石21との磁極が逆なので、互いに打ち消しあう方向になる。従って、コイル22に出力信号強度は、図12(B)に示す点線のようになる。
補正磁石61の磁力を大きくすることで、水と磁性流体による信号変化を反対にでき、生体中の磁性流体を検出することができる。
尚、前記検出部7は、上記長手軸方向への振動により前記コイル22が励磁磁石21と相対的に位置ずれを起こすと、この位置ずれによるノイズを拾ってしまうことになる。
そこで、前記コイル22の位置ずれによるノイズを除去するために、図14に示すように構成する。
図14に示すように検出部7は、前記励磁磁石21に前記コイル22の位置ずれを検出するための補正用コイル62を巻回し、この補正用コイル62に交流電源63から交流電流を供給するように構成している。
前記補正用コイル62により生成される交流磁界f1は、磁性流体6には影響せず、前記コイル22のみに影響する弱い磁界とする。
そして、前記検出部7が長手軸方向に振動されると、前記コイル22からの出力には、磁性流体6による局所磁界分布の歪み(空間磁気勾配)の他に、前記コイル22の位置ずれによるノイズが重畳される。
即ち、図15に示すように前記コイル22により検出される振動周波数f0付近の信号強度には、磁性流体6による局所磁界分布の歪み(空間磁気勾配)の他に、前記コイル22の位置ずれによるノイズが重畳されることになる。前記コイル22の位置ずれによるノイズは、前記補正磁石61の交流磁界f1にも重畳される。尚、磁性流体6の影響は、交流磁界f1には重畳されない。
そこで、振動周波数f0付近の信号強度から、所定の係数を掛けたf1を減算することにより、前記コイル22の位置ずれによるノイズを除去することができる。
従って、制御部4は、前記コイル22からの出力に対して上記減算処理を行って前記コイル22の位置ずれによるノイズを除去可能である。
また、磁性流体検出装置は、モータ磁石60の影響を受けないように図16乃至図19に示すように構成しても良い。
図16に示すように磁性流体検出装置1Bは、モータ部17をフレキシブルシャフト64によりプローブ側から離間して構成している。前記連結部15とフレキシブルシャフト64との接続及び、フレキシブルシャフト64とモータ部17との接続には、それぞれカップラ65を用いている。
これにより、磁性流体検出装置1Bは、前記カップラ65を介して前記モータ部17の回転運動を前記フレキシブルシャフト64から伝達し、この伝達されたモータ部17の回転運動を進退動に変換して前記連結部15に振動を伝達するようになっている。
従って、前記磁性流体検出装置1Bは、プローブ側からモータ部17を離間しているので、検出部7がモータ磁石60の影響を受けない。
また、図17に示すように磁性流体検出装置1Cは、前記連結部15が油圧式駆動機構66を有し、この油圧式駆動機構66によりモータ部17をプローブ側から離間して構成している。
前記油圧式駆動機構66は、プローブ側とモータ部側とのそれぞれシリンダ66aを配置し、モータ部17の回転運動を進退動に変換してオイル66bを進退させることで、振動を伝達するようになっている。
これにより、磁性流体検出装置1Cは、前記連結部15の前記油圧式駆動機構66により前記振動部材14に振動を伝達するようになっている。
従って、前記磁性流体検出装置1Cは、プローブ側からモータ部17を離間しているので、検出部7がモータ磁石60の影響を受けない。
また、図18に示すように磁性流体検出装置1Dは、プローブ側にエアモータ67を設け、このエアモータ67を駆動するエアコンプレッサ68をプローブ側から離間して構成している。
そして、磁性流体検出装置1Dは、前記エアコンプレッサ68からエアチューブ68aを介して空気を供給排出して前記エアモータ67を回転し、この回転運動を進退動に変換して前記連結部15に振動を伝達するようになっている。
これにより、磁性流体検出装置1Dは、磁石を有していないエアモータ67をプローブ側に設けているので、検出部7がモータ磁石60の影響を受けない。
また、図19に示すように磁性流体検出装置Eは、磁石を有していない超音波モータ又は静電アクチュエータ69を用いて構成している。
そして、磁性流体検出装置Eは、前記制御部4から駆動電流を供給して前記超音波モータ又は静電アクチュエータ69を駆動制御し、前記振動部材14に振動を伝達するようになっている。
これにより、磁性流体検出装置Eは、磁石を有していない超音波モータ又は静電アクチュエータ69を設けているので、検出部7がモータ磁石60の影響を受けない。
図20ないし図26は本発明の第2実施例に係わり、図20は第2実施例の磁性流体検出装置を示す説明図、図21は図20の駆動部の説明図であり、図21(A)は図20の駆動部の概略説明図、図21(B)は図21(A)の偏芯カムを示す外観図、図22は検出速度が速くなるように構成した第1変形例を示すプローブの概略図、図23は検出速度が速くなるように構成した第2変形例を示す駆動部の概略図、図24は図22の偏芯カムの変形例を示す説明図であり、図24(A)は図22の偏芯カムの変形例を示す外観図、図24(B)は図24(A)の正面図、図25は図22乃至図24の構成における信号処理を示すグラフであり、図25(A)は図22乃至図24の構成における時間に対する振動部材の位置を示すグラフ、図25(B)は図25(A)の振動部材の位置における時間に対するコイルから得られた出力信号を示すグラフ、図25(C)は図25(B)の出力信号を信号処理した結果を示す時間に対する処理信号を示すグラフ、図26は他の信号処理における周波数に対するコイルから得られた出力信号を示すグラフである。
上記第1実施例は、プローブ2と制御部4とを別体に構成しているが、第2実施例はプローブに制御部を内蔵して構成する。それ以外の構成は上記第1実施例と同様であるので説明を省略し、同一構成には同じ符号を付して説明する。
即ち、図20に示すように第2実施例の磁性流体検出装置1Fは、制御部4を内蔵したプローブ2Fを設けて構成されている。
前記プローブ2Fは、駆動部13Fの後方に制御部として制御回路を搭載した制御基板71を設け、この制御基板71の後方に電源電力を供給するためのバッテリ72を設けて構成されている。前記制御基板71には、表示部としてのLED73が前記制御基板71に接続して設けられている。尚、前記バッテリ72は、充電用コイル72Aからの起電力により充電するように構成しても良い。
また、前記プローブ2Fは、このプローブ外装部材10Fが透明に形成されており、このプローブ外装部材10Fを介して前記LED73の発光状態が見えるようになっている。前記駆動部13Fは、モータ部17を設けて構成されている。
具体的に説明すると、図21(A),図21(B)に示すように前記駆動部13Fは、モータ部17と、このモータ部17の出力軸17aに設けた偏芯カム74とを有して構成されている。
前記偏芯カム74には連結部15が連設されており、この連結部15の先端側にはばね75に付勢されて前記振動部材14が接続されている。尚、ばね75は、前記連結部15の先端側に押圧されると、ばね止め部材75aにより付勢力を受けるようになっている。
そして、前記プローブ2Fは、前記制御基板71の制御回路により制御されて前記駆動部13の前記モータ部17が前記ばね75の付勢力に抗して回転運動してこの回転運動を前記偏芯カム74により進退動に変換して前記連結部15に伝達し、前記振動部材14を長手軸方向に振動させるようになっている。
従って、第2実施例の磁性流体検出装置1Fは、上記第1実施例と同様な効果を得ることに加え、プローブ2Fのみで構成されているので、小型化でき操作性が良い。
尚、前記コイル22は、開口22aを横切る磁束の変化(磁束密度の変化)を検出しているので、上述したファラデーの電磁誘導の法則により、時間変化が速いほど出力(起電圧)信号が大きくなる。
そこで、図22乃至図24に示すように検出速度が速くなるように構成する。
図22に示すように駆動部13Gは、前記偏芯カム74の代わりに段差付きカム76を設けて構成されている。また、図23に示すように駆動部13Hは、前記段差付きカム76の代わりに楕円形状カム77を設けて構成されている。尚、前記段差付きカム76は、外周部に段差部を設けているが、図24(A),図24(B)に示すように端面に段差部76aを設けても良い。
前記コイル22は、前記駆動部13Gの段差付きカム76又は前記駆動部13Hの楕円形状カム77により、前記連結部15を急激(瞬間的)に後退させて前記振動部材14を急激(瞬間的)に後退させることで、非常に大きい出力(起電圧)信号を得られるようになっている。
このとき、前記振動部材14は、図25(A)に示すように進退動し、この進退動に伴って前記コイル22の出力信号は、図25(B)に示すように得られるようになっている。
そして、前記制御基板71に設けた制御回路は、前記コイル22から得られた出力信号に対して以下に記載するような信号処理を施すようになっている。
即ち、制御回路は、図25(B)に示す出力信号に対して、前記振動部材14が急激(瞬間的)に後退する部分の平均値AveS1,AveS2,AveS3,・・・と、前記振動部材14が後退直後の平均値AveN1,AveN2,AveN3,・・・を算出する。
前記振動部材14が急激(瞬間的)に後退する部分の平均値AveS1,AveS2,AveS3,・・・は、磁性流体6の検出時であり、且つ前記振動部材14の速度の速い区間である。
一方、前記振動部材14が後退直後の平均値AveN1,AveN2,AveN3,・・・は、磁性流体6から最も離れており、磁性流体6の影響がなく、且つ前記振動部材14の速度の遅い区間であり、ノイズ成分である。
従って、前記振動部材14が急激(瞬間的)に後退する部分の平均値AveS1,AveS2,AveS3,・・・から前記振動部材14が後退直後の平均値AveN1,AveN2,AveN3,・・・をそれぞれ減算すれば、ノイズ成分を除去できるようになる。
更に、平均値する測定期間を、商用電源の1周期の整数倍にすることにより、商用電源ノイズは、1周期又はその整数倍で平均され、値はほぼ0となる。従って、商用電源ノイズの影響をほとんど除去できるようになる。
そして、上記信号処理の結果、図25(C)に示すような信号を得る。
ここで、SO1はAveS1からAveN1を減算した値であり、SO2はAveS2からAveN2を減算した値であり、SO3はAveS3からAveN3を減算した値である。
そして、制御回路は、SO1を得ると次のSO2が得られるまでSO1を保持し、次のSO2を得ると次のSO3が得られるまでSO2を保持して磁性流体6の有無信号を得る。これにより、磁性流体検出装置Fは、より精度良く磁性流体6を検出できる。
また、制御回路は、図26に示すように振動周波数の基本周波数f0に対して例えば、2f0のような高調波成分を取ることにより、モータ部17の回転ノイズが重畳され易い基本周波数f0からモータ部17の回転ノイズを除去できるようになる。
また、本発明は、以上述べた実施例のみに限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能である。
[付記]
(付記項1)
被検体内部に滞留している磁性流体を検出する磁性流体検出装置であって、
前記磁性流体を励磁するための励磁磁界を生成する励磁手段と、
前記励磁手段の励磁磁界によって励磁した前記磁性流体による局所磁界分布の歪みを検出するコイルと、
を具備したことを特徴とする磁性流体検出装置。
(付記項2)
前記励磁手段及び前記コイルを振動させる振動手段と、前記振動手段の振動を制御すると共に、この振動手段の動作状態に基づき、前記コイルの出力から振動周波数成分を検出してこの検出結果に応じた信号強度を告知する制御部と、を設けたことを特徴とする付記項1に記載の磁性流体検出装置。
(付記項3)
前記振動手段は、前記励磁手段及び前記コイルを先端部に設けて振動可能な非磁性の振動部材と、この振動部材を振動させる駆動部とを有し、
前記制御部は、前記駆動部を制御駆動して前記振動部材を振動させ、前記駆動部の動作状態に基づいて前記コイルの出力から振動周波数成分を検出する
ことを特徴とする付記項2に記載の磁性流体検出装置。
(付記項4)
前記コイルの開口を前記被検体のリンパ節より小さく形成したことを特徴とする付記項1に記載の磁性流体検出装置。
(付記項5)
前記励磁手段が励磁磁石であり、この励磁磁石に補正用コイルを巻回して前記コイルにのみ作用する交流磁界を生成することにより、前記振動による前記コイルの位置ずれによるノイズを除去することを特徴とする付記項2に記載の磁性流体検出装置。
(付記項6)
前記励磁手段が、表面磁束密度が0.1T(テスラ)以上の永久磁石であることを特徴とする付記項2又は3に記載の磁性流体検出装置。
(付記項7)
前記励磁手段が、ネオジム磁石又はサマリウム・コバルト磁石であることを特徴とする付記項2又は3に記載の磁石流体検出装置。
(付記項8)
前記駆動部は、モータ部を備え、このモータ部の回転運動を進退動に変換して前記振動部材を振動させることを特徴とする付記項3に記載の磁性流体検出装置。
(付記項9)
前記駆動部は、エアモータ及びこのエアモータを駆動制御するエアコンプレッサを備え、
前記励磁手段及び前記コイルから前記エアコンプレッサを離間したことを特徴とする付記項3に記載の磁性流体検出装置。
(付記項10)
前記駆動部は、超音波モータ又は静電アクチュエータであることを特徴とする付記項3に記載の磁性流体検出装置。
(付記項11)
前記振動部材は、ばねにより付勢され、
前記駆動部は、前記ばねの付勢力に抗して前記振動部材を押圧するカムを有する
ことを特徴とする付記項3に記載の磁性流体検出装置。
(付記項12)
前記モータ部に設けたモータ磁石による磁界の影響を除去するための磁界除去手段を設けたことを特徴とする付記項8に記載の磁性流体検出装置。
(付記項13)
前記駆動部は、フレキシブルシャフトを用いて前記励磁手段及び前記コイルから前記モータ部を離間したことを特徴とする付記項8に記載の磁性流体検出装置。
(付記項14)
前記駆動部は、油圧式駆動機構を用いて前記励磁手段及び前記コイルから前記モータ部を離間したことを特徴とする付記項8に記載の磁性流体検出装置。
(付記項15)
前記カムは、前記振動部材を瞬間的に後退させるための段差付きカム又は楕円形状カムを有し、
前記制御部は、前記コイルから検出した前記振動周波数成分に対し、前記振動部材が瞬間的に後退する部分の平均値を算出すると共に、前記振動部材が後退直後の平均値を算出し、これら平均値を減算してノイズ成分を除去するノイズ除去処理を行う
ことを特徴とする付記項11に記載の磁性流体検出装置。
(付記項16)
前記磁界除去手段は、前記磁性流体の比透磁率が1より小さいとき、前記モータ磁石と前記励磁手段との極性を同極とし、前記磁性流体の比透磁率が1より大きいとき、前記モータ磁石と前記励磁手段との極性を異ならせることを特徴とする付記項12に記載の磁性流体検出装置。
(付記項17)
前記磁界除去手段は、前記モータ磁石の磁界を相殺するための補正磁石を設けたことを特徴とする付記項12に記載の磁性流体検出装置。
(付記項18)
前記ノイズ除去処理は、前記平均値を算出する区間を商用電源周波数の周期の整数倍にしたことを特徴とする付記項15に記載の磁性流体検出装置。
(付記項19)
被検体内部に滞留している磁性流体を検出する磁性流体検出装置であって、
前記磁性流体を励磁するための励磁磁界を生成する励磁手段と、この励磁手段の励磁磁界によって励磁した前記磁性流体による局所磁界分布の歪みを検出するコイルと、前記励磁手段及び前記コイルを振動させる振動手段と、を有するプローブと、
前記プローブの前記振動手段の振動を制御すると共に、この振動手段の動作状態に基づき、前記コイルの出力から振動周波数成分を検出してこの検出結果に応じた信号強度を告知する制御部と、
を具備したことを特徴とする磁性流体検出装置。
(付記項20)
前記プローブは、把持部を設けてピストル型形状に形成したことを特徴とする付記項19に記載の磁性流体検出装置。
(付記項21)
被検体内部に滞留している磁性流体を検出する磁性流体検出装置であって、
前記磁性流体を励磁するための励磁磁界を生成する励磁手段と、
前記励磁手段の励磁磁界によって励磁した前記磁性流体による局所磁界分布の歪みを検出するコイルと、
前記励磁手段及び前記コイルを振動させる振動手段と、
前記振動手段の振動を制御すると共に、この振動手段の動作状態に基づき、前記コイルの出力から振動周波数成分を検出してこの検出結果に応じた信号強度を告知する制御部と、
を具備したプローブであることを特徴とする磁性流体検出装置。
本発明の第1実施例の磁性流体検出装置を示す説明図である。 図1のプローブ外装部材を取り外した際のプローブ本体を示す外観図である。 図2のプローブ本体の概略図である。 図1の磁性流体検出装置の概略説明図である。 図1の制御部の回路ブロック図である。 図5の第1変形例を示す回路ブロック図である。 図5の第2変形例を示す回路ブロック図である。 コイル開口の大小に関する説明図である。 図8(D)の拡大説明図である。 先端カバーの位置調整を行う際の説明図である。 励磁磁石とモータ磁石との極性を同極にした際の説明図である。 モータ磁石による磁界の影響を受けたコイルから磁性流体までの距離に対するコイルから検出される信号強度を示すグラフである。 モータ磁石や水による磁界の影響を補正するための補正磁石を設けた磁性流体検出装置の概略説明図である。 コイルの位置ずれによるノイズを除去するための回路ブロック図である。 図14の回路ブロック図における周波数に対するコイルから検出される信号強度を示すグラフである。 モータ磁石の影響を受けないように構成した第1変形例を示す磁性流体検出装置の概略説明図である。 モータ磁石の影響を受けないように構成した第2変形例を示す磁性流体検出装置の概略説明図である。 モータ磁石の影響を受けないように構成した第3変形例を示す磁性流体検出装置の概略説明図である。 モータ磁石の影響を受けないように構成した第4変形例を示す磁性流体検出装置の概略説明図である。 第2実施例の磁性流体検出装置を示す説明図である。 図20の駆動部の説明図である。 検出速度が速くなるように構成した第1変形例を示すプローブの概略図である。 検出速度が速くなるように構成した第2変形例を示す駆動部の概略図である。 図22の偏芯カムの変形例を示す説明図である。 図22乃至図24の構成における信号処理を示すグラフである。 他の信号処理における周波数に対するコイルから得られた出力信号を示すグラフである。 トレーサーとして磁性流体を用いた際の磁性流体の移動を示す説明図である。
符号の説明
1 磁性流体検出装置
2 プローブ
4 制御部
5 センチネルリンパ節
6 磁性流体
7 検出部
8 表示部
9 スピーカ
10 プローブ外装部材
11 プローブ本体
14 振動部材
15 連結部
17 モータ部
21 励磁磁石
22 コイル
23 検出部本体
24 プリアンプ部
24A プリアンプ
26 ラインドライバ
50 先端カバー
51 ねじ部
代理人 弁理士 伊藤 進

Claims (3)

  1. 被検体内部に滞留している磁性流体を検出する磁性流体検出装置であって、
    前記磁性流体を励磁するための励磁磁界を生成する励磁手段と、
    前記励磁手段の励磁磁界によって励磁した前記磁性流体による局所磁界分布の歪みを検出するコイルと、
    を具備したことを特徴とする磁性流体検出装置。
  2. 前記励磁手段及び前記コイルを振動させる振動手段と、前記振動手段の振動を制御すると共に、この振動手段の動作状態に基づき、前記コイルの出力から振動周波数成分を検出してこの検出結果に応じた信号強度を告知する制御部と、を設けたことを特徴とする請求項1に記載の磁性流体検出装置。
  3. 前記振動手段は、前記励磁手段及び前記コイルを先端部に設けて振動可能な非磁性の振動部材と、この振動部材を振動させる駆動部とを有し、
    前記制御部は、前記駆動部を制御駆動して前記振動部材を振動させ、前記駆動部の動作状態に基づいて前記コイルの出力から振動周波数成分を検出する
    ことを特徴とする請求項2に記載の磁性流体検出装置。
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