JP2009514639A - 医療装置用の調節可能な静電容量を有する共振器 - Google Patents

Abstract

医療装置用の調節可能な静電容量を有する共振器システム及び方法である。一実施例においては、共振器システムは、調節可能な静電容量（３２１）と、調節可能な静電容量と直列状態のインダクタコイル（３０４）と、調節可能な静電容量を調節して様々な特定の静電容量値を入手可能である調節可能な静電容量制御装置と、を具備したＬＣ共振器回路を有する共振器装置（２０２）を含んでいる。共振器装置は、インダクタコイルの少なくとも一部が、医療装置の少なくとも一部によって取り囲まれた空間を取り囲むように、医療装置と共に使用されている。

Description

本開示は、一般に、医療装置、医療装置のシステム、及び医療装置の方法に関するものであり、更に詳しくは、磁気共鳴画像法において使用される医療装置、医療装置のシステム、及び医療装置の方法に関するものである。

磁気共鳴画像法（Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ Ｉｍａｇｉｎｇ：ＭＲＩ）によれば、様々なフィールド（ｆｉｅｌｄ：場）強度の磁場を使用して構造の内部の様相の画像を生成可能である。ＭＲＩを実行する際には、しばしば、相対的に良好な信号対雑音比をＭＲＩ画像において得るべく、構造の又は構造内の物体の特定の様相の視覚化を向上させることが望ましい。例えば、ＭＲＩを実行する際には、しばしば、医療装置の視覚化を向上させることが望ましい。

ＭＲＩを実行する際に視覚化を向上させるための１つの方法は、共振器装置を使用する方法である。ＬＣ回路によって共振器装置の基礎を形成可能である。固定されたインダクタンス及び固定された静電容量を有するＬＣ回路は、特定の周波数において共振可能である。但し、ＭＲＩは、フィールド強度のレンジを有する磁場を使用することにより、構造又は物体内の材料を周波数のレンジにわたって共振させることが可能である。従って、固定されたインダクタンス及び固定された静電容量を有する共振器装置では、周波数のレンジにわたって共振することができない。

添付図面に提供されている図の縮尺は、正確ではない可能性がある。

添付の図面は、１つ又は複数の最初の桁が図面番号に対応すると共に、残りの桁によってその図面内の要素又はコンポーネントを識別するという付番法に基づいたものである。類似した桁を使用することにより、異なる図面間における類似の要素又はコンポーネントを識別可能である。例えば、１１０は、図１の要素「１０」を表現可能であり、図２においては、類似の要素を２１０として表現可能である。理解されるように、本明細書の様々な実施例に示されている要素は、いくつかの追加の実施例を提供するべく、追加、交換、及び／又は削除可能である。更には、１つの図面との関係における要素の特徴及び／又は属性の説明は、１つ又は複数の更なる図面に示されている要素に対しても適用可能である。

本開示の実施例は、共振器装置、共振器システム、及び共振器を使用する方法に関するものである。一般に、共振器装置は、身体の管腔（又は内腔）内に供給可能である供給可能な装置（ｄｅｌｉｖｅｒａｂｌｅ ｄｅｖｉｃｅ）を含む医療装置との関連において使用可能である。本開示の一実施例は、医療装置用の調節可能な静電容量（ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ）を有する共振器を含んでおり、これは、ＭＲＩを実行する際に視覚化を向上させることができる。

図１は、ＭＲＩ装置及び静磁場の模範的な実施例を示している。尚、図１は、ＭＲＩ装置の基本概念を示すためのものであって、ＭＲＩ装置の詳細を示したり又は特定のＭＲＩ装置を示すためのものではない。図１は、コイル１３０及び端子１２０を有するＭＲＩスキャナ１１０を含んでいる。又、図１は、磁力線１４０及び磁場ベクトル１５０をも含んでいる。

ＭＲＩスキャナ１１０は、円筒形のチューブである。コイル１３０は、導電性を有している。コイル１３０は、１つの端子１２０において始まっており、ＭＲＩスキャナ１１０の周りを螺旋の形態に巻回し、別の端子１２０において終端している。それぞれの端子１２０は、電流が端子１２０からコイル１３０を通じて流れることができるように、コイル１３０に接続されている。

電流は、コイル１３０を通じて流れる際に、静磁場を生成可能であり、これは、静的磁力線１４０によって表されている。静的磁力線１４０のそれぞれは、方向を具備しており、これは、矢印によって表されている。磁力線１４０の方向は、電流がコイル１３０を通じて流れる方向に依存可能である。

又、静磁場は、磁場ベクトル１５０をも具備している。磁場ベクトル１５０は、ＭＲＩスキャナ１１０の中央軸と一致している。又、磁場ベクトル１５０は、電流がコイル１３０を通じて流れる方向に依存可能である方向をも具備している。ＭＲＩにおいては、静磁場により、フィールド内の水素陽子が磁場ベクトル１５０とアライメント可能である。又、磁場ベクトル１５０は、図２Ａ及び図２Ｂに示されているように、ＭＲＩを実行する際の基準方向として機能することも可能である。

図２Ａは、ＭＲＩ装置の静磁場内における水素陽子の模範的な実施例を示している。図２Ａは、磁場ベクトル２５０と、歳差運動する水素陽子２３０の図を含んでいる。磁場ベクトル２５０は、図１の静磁場などのＭＲＩ装置の静磁場と対応している。歳差運動する水素陽子２３０の図は、水素陽子２３８、スピン方向２３２、基準矢印２３４、及び基準円２３６を含んでいる。

静磁場の存在により、水素陽子２３８は、スピン方向２３２において歳差運動する。水素陽子２３８は、磁場ベクトル２５０に平行な軸を中心としてスピン方向２３２において歳差運動している。基準矢印２３４は、水素陽子２３８の歳差運動が基準円２３６を生成していることを示している。磁場ベクトル２５０は、基準円２３６に対して垂直である。

図２Ｂは、ＭＲＩ装置の静磁場との関係における高周波パルスの模範的な実施例を示している。図２Ｂは、磁場ベクトル２５０、トランスミッタコイル２６０、高周波（ＲＦ）パルス２７０、ＲＦパルス磁場ベクトル２８０、及びＲＦパルス電場ベクトル２９０を含んでいる。磁場ベクトル２５０は、図１の静磁場などのＭＲＩ装置の静磁場と対応している。トランスミッタコイル２６０は、ＭＲＩ装置の一部であってよく、且つ、ＲＦパルス２７０を生成可能である。

ＲＦパルス２７０は、振動電磁場であってよく、磁場ベクトル２５０に対して垂直の方向に伝播している。ＲＦパルス２７０は、ＲＦパルス磁場ベクトル２８０及びＲＦパルス電場ベクトル２９０を含んでいる。ＲＦパルス磁場ベクトル２８０及びＲＦパルス電場ベクトル２９０は、互いに垂直であってよく、且つ、ＲＦパルス２７０が伝播する方向に対して垂直であってよい。

ＭＲＩ装置は、ラーモア（Ｌａｒｍｏｒ）周波数と呼ばれる特定の周波数においてＲＦパルスを生成可能である。ラーモア周波数とは、特定の陽子が共振する周波数のことである。ラーモア周波数は、異なる元素の陽子及び異なる強度の静磁場ごとに異なっている。多くのＭＲＩ装置は、水素陽子用のＲＦパルスを生成しており、本明細書においても、特記されていない限り、これを前提としている。水素陽子の場合には、ラーモア周波数は、それぞれの１テスラの静磁場強度において、４２．９ＭＨである。

いくつかのＭＲＩ装置は、０．３テスラ〜７．０テスラの範囲のフラックスを有する静磁場を生成可能である。多くのＭＲＩ装置は、１．５テスラ〜３．０テスラの範囲のフラックスを有する静磁場を生成している。従って、０．３〜７．０テスラのフラックスを有する静磁場を生成するＭＲＩ装置は、１３〜３００ＭＨｚのラーモア周波数において動作している。同様に、１．５〜３．０テスラを有する静磁場を生成するＭＲＩ装置は、６４〜１２９ＭＨｚのラーモア周波数において動作している。

ＭＲＩにおいては、共振器装置は、ラーモア周波数において共振することにより、画像の視覚化を向上させることができる。いくつかの例においては、共振器装置は、その装置の周波数応答に応じて、ラーモア周波数に近接した周波数において共振することにより、画像の視覚化を向上させることができる。固定されたインダクタンス及び固定された静電容量を有するＬＣ回路に基づいた共振器装置は、周波数のレンジにわたって共振することができない。更には、ＬＣ回路のインダクタンスも、拡張型ステント（ｅｘｐａｎｄａｂｌｅ ｓｔｅｎｔ）と共に使用された際に変化する半径を有するインダクタなどのように、特定の条件下において変化可能であり、或いは、特定のアプリケーションにおいて変化可能である。例えば、共振器装置は、バルーン拡張型ステント又は自己拡張型ステントと共に使用可能である。しかしながら、図３Ａ及び図３Ｂに示されているように、調節可能な静電容量を有する共振器装置は、周波数のレンジにわたって共振可能である。

図３Ａは、本発明による調節可能な静電容量を有する共振器装置の一実施例を示している。図３Ａにおいては、共振器装置３０１は、インダクタコイル３０４、接続導体３０６、及び回路パッケージ３０８を含んでいる。接続導体３０６は、図示のインダクタコイル３０４及び回路パッケージ３０８が様々な規模を具備可能であることを示すべく、破断線によって示されている。図３Ａの要素のサイズは、例示用のものに過ぎず、特定のサイズ又はサイズにおける関係を示すためのものではない。

インダクタコイル３０４は、共振器回路３０１内において、回路パッケージ３０８の外部に位置している。回路パッケージ３０８は、センサ３１０、調節可能な静電容量３２０、及び調節可能な静電容量制御装置３３０を含む電気コンポーネントをカプセル状に包んでいる。インダクタコイル３０４、接続導体３０６、調節可能な静電容量３２０の少なくとも一部、及び調節可能な静電容量制御装置３３０の少なくとも一部は、協働し、ＬＣ共振器回路を形成している。共振器装置３０１内において、回路パッケージは、プロセッサ３６０、メモリ３７０、電源３８０、及びセレクタ３９０をもカプセル状に包んでおり、これらは、本明細書に記述されているように、ＬＣ共振器回路に関係している。

図３Ａの実施例においては、調節可能な静電容量３２０は、様々な特定の静電容量値を具備可能である。調節可能な静電容量３２０は、全体として、インダクタコイル３０４と電気的な直列状態にある。換言すれば、当業者であれば理解するように、インダクタコイル３０４及び調節可能な静電容量３２０は、それぞれ、ＬＣ共振器回路のＬ及びＣコンポーネントを形成している。調節可能な静電容量３２０は、調節可能な静電容量制御装置３３０に対して電気的に接続されている。

図３Ａの共振器装置３０１においては、プロセッサ３６０は、調節可能な静電容量制御装置３３０を通じてＬＣ共振器回路に接続されている。プロセッサ３６０は、調節可能な静電容量制御装置３３０を制御することによって調節可能な静電容量３２０を調節する機能を含む機能を実行できるようにするロジック及び／又はプログラム命令を実行している。プロセッサ３６０は、調節可能な静電容量制御装置３３０を制御して調節可能な静電容量３２０を制御することにより、様々な特定の静電容量値を入手している。プロセッサ３６０が、調節可能な静電容量制御装置３３０を制御しているため、様々な実施例においては、プロセッサ３６０を、調節可能な静電容量制御装置３３０の一部と見なすことも可能である。又、プロセッサ３６０は、センサ３１０にも接続されている。わかりやすくするべく、図３Ａには、センサ３１０、調節可能な静電容量３２０、又は調節可能な静電容量制御装置３３０の詳細が示されてはいない。これらの詳細は、図３Ｂに示されている。

共振器装置３０１においては、プロセッサ３６０は、メモリ３７０、電源３８０、及びセレクタ３９０にも接続されている。メモリ３７０は、プロセッサ３６０によって使用可能なデータを保存可能である。プロセッサ３６０は、メモリ３７０に対するその接続を通じてメモリ３７０と通信可能である。電源３８０は、図２において説明したように、プロセッサ３６０がその機能を実行できるように、プロセッサ３６０に電力を供給可能である。セレクタ３９０は、本明細書に記述されているように、様々なユーザー入力を表す様々な設定に設定可能である。

電源３８０は、様々な実施例において様々な形態を具備可能である。一実施例においては、電源３８０は、電磁場から電力を生成可能である。例えば、電源３８０は、インダクタコイル３０４、別の導電コイル、又は第２の共振器回路であってよい。この実施例においては、電力を供給する電磁場は、ＭＲＩ装置又はなんらかのその他のフィールドからのＲＦパルスであってよい。様々な実施例においては、ＲＦパルスは、相対的に長い距離にわたって電力を供給可能である。一実施例においては、電源３８０は、電池又は充電式のコンデンサであってよい。様々な実施例において、電源３８０は、相対的に短い距離にわたって誘導によって電力を供給するべく、変圧器内のフィールドなどの交流磁場から電力を生成することも可能である。

一実施例においては、図３Ａのプロセッサ３６０は、ＭＲＩ装置からのＲＦパルスに応答して、ＬＣ共振器回路の調節可能な静電容量３２０を共振静電容量に自動的に調節している。プロセッサ３６０は、共振静電容量を決定し、次いで、調節可能な静電容量３２０を共振静電容量に調節することにより、この自動的な調節を実行している。本明細書に記述されているように、共振静電容量とは、当業者であれば理解するように、ＬＣ共振器回路がＲＦパルスに応答して共振することになる静電容量のことである。プロセッサ３６０は、図３Ｂに示されているように、既知の、検知された、及び／又は算出された値に応答してロジック及び／又はプログラム命令を実行することにより、この調節を様々な方法によって制御している。

共振装置のＬＣ共振器回路における調節可能な静電容量のレンジは、ＭＲＩのラーモア周波数の潜在的なレンジと、インダクタコイルのインダクタンスの推定レンジに基づいて、推定可能である。ＭＲＩのラーモア周波数の潜在的なレンジは、前述のように決定可能である。インダクタコイルのインダクタンスの推定レンジは、理想的なインダクタンスコイルを数学的にモデル化することによって推定可能である。

理想的なインダクタンスコイルのインダクタンスは、理想的なインダクタ式を使用することによって数学的にモデル化可能である。この式においては、Ｌ＝（μ＊Ｎ²＊π＊ｒ²）／ｌであり、ここで、Ｌは、ヘンリーを単位としたインダクタンスであり、μは、１．２６×１０^-7ヘンリー／メートルに等しい係数であり、Ｎは、インダクタコイル内の巻回の数であり、ｒは、メートルを単位としたインダクタコイルの半径であり、ｌは、メートルを単位としたインダクタコイルの長さである。例えば、理想的なインダクタ式を使用することにより、ステントの様々な寸法にマッチングするべくサイズ設定された理想的なインダクタコイルのインダクタンスを数学的にモデル化可能である。この例においては、ステントは、半径が０．００１メートル〜０．００５メートルの範囲を、そして、長さが０．００８メートル〜０．０７メートルの範囲をとる可能性がある。又、この例においては、インダクタは、インダクタの０．００１メートルの長さごとに１巻回、又はインダクタの０．００２メートルの長さごとに１巻回を具備可能である。理想的なインダクタンスコイルにおけるこれらの例示用の数値を使用することにより、インダクタコイルのインダクタンスの０．７９ナノヘンリー〜０．６９マイクロヘンリーという推定レンジが得られることになる。

共振器装置のＬＣ共振器回路における調節可能な静電容量のレンジは、ＭＲＩのラーモア周波数の潜在的なレンジ、インダクタコイルのインダクタンスの潜在的なレンジ、及びＬＣ回路の共振式に基づいて推定可能である。ＬＣ回路の共振式においては、ｆ＝１／（２＊π＊√（Ｌ＊Ｃ））であり、ここで、ｆは、ＬＣ共振器回路の共振周波数であり、Ｌは、共振周波数におけるＬＣ共振回路のインダクタンスであり、Ｃは、共振周波数におけるＬＣ共振器回路の静電容量である。本明細書に記述されているように、ＭＲＩのラーモア周波数の潜在的なレンジは決定可能であり、且つ、インダクタコイルのインダクタンスのレンジも推定可能であるため、調節可能な静電容量のレンジについて、ＬＣ回路の共振式を解くことができる。一例として、ＬＣ回路の共振式において、ＭＲＩのラーモア周波数の１３〜３００ＭＨｚという潜在的なレンジと、インダクタコイルのインダクタンスの０．７９ナノヘンリー〜０．６９マイクロヘンリーという潜在的なレンジを使用することにより、調節可能な静電容量の０．４１ピコファラッド〜０．１９マイクロファラッドという推定レンジが得られることになり、これは、図３Ｂに示されているように生成可能である。

図３Ｂは、本開示による調節可能な静電容量を有する共振器装置の別の実施例を示している。図３Ｂの実施例は、図３Ａの１つの具体的な実施例であり、且つ、図３Ａの実施例の要素に対応した要素を含んでいる。図３Ｂにおいては、共振器装置３０２は、インダクタコイル３０４、接続導体３０６、及び回路パッケージ３０８を含んでいる。図３Ａと同様に、図３Ｂの要素のサイズは、例示用のものに過ぎず、特定のサイズ又はサイズの関係を示すためのものではない。

インダクタコイル３０４は、共振器装置３０２内において、回路パッケージ３０８の外部に位置している。回路パッケージ３０８は、センサ３１０、調節可能な静電容量３２０、及び調節可能な静電容量制御装置３３０を含む電気コンポーネントをカプセル状に包んでいる。インダクタコイル３０４、接続導体３０６、調節可能な静電容量３２０の少なくとも一部、及び調節可能な静電容量制御装置３３０の少なくとも一部は、協働し、ＬＣ共振器回路を形成している。又、回路パッケージは、プロセッサ３６０、メモリ３７０、電源３８０、及びセレクタ３９０をもカプセル状に包んでおり、これらは、本明細書に記述されているように、ＬＣ共振器回路に関係している。

図３Ｂの共振器装置３０２においては、調節可能な静電容量３２０は、バラクタ（ｖａｒａｃｔｏｒ）３２１と、コンデンサ３２２、３２４、３２６、及び３２９を含んでいる。バラクタ３２１及びコンデンサ３２２、３２４、３２６、及び３２９は、互いに電気的に並列に接続されている。調節可能な静電容量３２０は、本明細書に記述されているように、バラクタ３２１の静電容量値、コンデンサ３２２、３２４、３２６、及び３２９の静電容量値、及び調節可能な静電容量制御装置３３０に基づいて、様々な特定の静電容量値を具備可能である。

調節可能な静電容量３２０は、全体として、インダクタコイル３０４と電気的な直列状態にある。インダクタコイル３０４の一側は、接続導体３０６の１つを通じて調節可能な静電容量３２０の一側に電気的に接続されている。インダクタコイル３０４の他側は、接続導体３０６の別のものを通じて、且つ、調節可能な静電容量制御装置３３０を通じて、調節可能な静電容量３２０の他側に電気的に接続されている。従って、バラクタ３２１と、コンデンサ３２２、３２４、３２６、及び３２９は、互いに並列に電気的に接続されており、且つ、その特定の静電容量値を有する調節可能な静電容量３２０は、インダクタコイル３０４と電気的に直列に接続されている。換言すれば、当業者であれば理解するように、インダクタコイル３０４及び調節可能な静電容量３２０は、それぞれ、ＬＣ共振器回路のＬ及びＣコンポーネントを形成している。調節可能な静電容量３２０は、調節可能な静電容量制御装置３３０に対して電気的に接続されている。

共振器装置３０２においては、調節可能な静電容量制御装置３３０は、バラクタコントローラ３３１と、電気スイッチ３３２、３３４、３３６、及び３３９を含んでいる。バラクタコントローラ３３１は、バラクタ３２１の調節可能な静電容量を制御している。電気スイッチ３３２、３３４、３３６、及び３３９のそれぞれは、開路状態及び閉路状態を具備している。閉路状態においては、電気スイッチは、電流がそのスイッチを通じて流れることを許容する電気的な接続を形成している。開路状態においては、電気スイッチは、電流がそのスイッチを通じて流れることを妨げる電気的な断絶を形成している。図３Ｂの電気スイッチのそれぞれは、開路状態において示されており、従って、スイッチの場所を明瞭に識別可能である。

図３Ｂの実施例においては、コンデンサ３２２、３２４、３２６、及び３２９のそれぞれのものごとに、１つの電気スイッチが存在している。電気スイッチ３３２、３３４、３３６、及び３３９は、コンデンサ３２２、３２４、３２６、及び３２９に対応している。従って、それぞれの電気スイッチは、そのスイッチの状態に応じて、その対応するコンデンサをＬＣ共振器回路に接続することも可能であり、その対応するコンデンサをＬＣ共振器回路から切断することも可能である。例えば、電気スイッチ３３２がその閉路状態にある場合には、これは、コンデンサ３２２をＬＣ共振器回路に接続している。或いは、この代わりに、電気スイッチ３３２がその開路状態にある場合には、コンデンサ３２２は、ＬＣ共振器回路から切断されている。コンデンサ３２２、３２４、３２６、及び３２９は、互いに電気的に並列であるため、それぞれの電気スイッチは、その対応するコンデンサを個別に接続又は切断可能である。この結果、どのコンデンサがＬＣ共振器回路に接続されているのかに応じて、調節可能な静電容量３２０を、全体として、様々な特定の静電容量値に調節可能である。図示の実施例においては、ＬＣ共振器回路は、センサ３１０の中のいくつかのものに対して電気的に接続されている。

図３Ｂの共振器装置３０２においては、センサ３１０は、電圧センサ３１２、電流センサ３１４、及びフラックスセンサ３１６を含んでいる。この実施例においては、センサ３１０の中のいくつかのものは、ＬＣ共振器回路に電気的に接続されており、且つ、センサ３１０のそれぞれのものは、プロセッサ３６０に接続されている。電圧センサ３１２は、調節可能な静電容量３１２の両端に電気的に接続されており、調節可能な静電容量３１２の両端における電位差を検知可能である。又、電圧センサ３１２は、プロセッサ３６０にも接続されており、検知した電圧を表す信号をその接続を通じてプロセッサ３６０に伝送可能である。電流センサ３１４は、ＬＣ共振器回路の経路に沿って電気的に接続されており、ＬＣ共振器回路の経路を通じた電流の流れを検知可能である。又、電流センサ３１４は、プロセッサ３６０にも接続されており、検知した電流を表す信号をその接続を通じてプロセッサ３６０に伝送可能である。フラックスセンサ３１６は、ＭＲＩ装置からの静磁場のフラックスなどの磁場のフラックスを検知可能である。又、フラックスセンサ３１６は、プロセッサ３６０にも接続されており、検知したフラックスを表す信号をその接続を通じてプロセッサ３６０に伝送可能である。

図３Ｂの実施例においては、プロセッサ３６０は、調節可能な静電容量制御装置３３０を通じてＬＣ共振器回路に接続されている。プロセッサ３６０は、調節可能な静電容量制御装置３３０を制御することによって調節可能な静電容量３２０を調節する機能を含む機能を実行できるようにするロジック及び／又はプログラム命令を実行可能である。プロセッサ３６０は、調節可能な静電容量制御装置３３０を制御して調節可能な静電容量３２０を制御することにより、様々な特定の静電容量値を入手している。具体的には、プロセッサ３６０は、調節可能な静電容量制御装置３３０を制御して特定のコンデンサを接続又は切断する特定の電気スイッチを開閉することにより、ＬＣ共振器回路内において様々な特定の静電容量値を入手している。更には、プロセッサ３６０は、バラクタコントローラ３３１を制御してバラクタ３２１の調節可能な静電容量を制御することにより、ＬＣ共振器回路内において様々な特定の静電容量値を入手している。プロセッサ３６０が、調節可能な静電容量制御装置３３０を制御しているため、様々な実施例においては、プロセッサ３６０を、調節可能な静電容量制御装置３３０の一部と見なすことも可能である。わかりやすくするべく、図３Ｂは、プロセッサ３６０と調節可能な静電容量制御装置３３０の間の接続を全体として示しており、調節可能な静電容量制御装置３３０の要素の個々の制御接続を示してはいない。

又、プロセッサ３６０は、共振器装置３０２内において、メモリ３７０にも接続されている。メモリ３７０は、ロジック及び／又はプログラム命令及び／又は値などのデータを保存可能である。プロセッサ３６０は、このようなデータをメモリ３７０に伝送可能である共に、メモリ３７０に対するその接続を通じて、このようなデータをメモリ３７０から受信可能である。プロセッサ３６０は、メモリ３７０内に保存されたデータを使用して機能を実行可能である。例えば、メモリ３７０は、本明細書に記述されているように、調節可能な静電容量制御装置３３０を制御してＬＣ共振器回路の調節可能な静電容量３２０を磁場内における共振静電容量に調節するべくプロセッサ３６０が使用可能であるプログラム命令を保存可能である。メモリ３７０は、センサ３１０の中の１つ又は複数のものからプロセッサ３６０が受信した信号を表す値を保存可能である。例えば、メモリ３７０は、電圧センサ３１２によって検知された調節可能な静電容量３１２の両端における電位差を表す値を保存可能である。又、メモリ３７０は、インダクタコイル３０４のインダクタンスを含むＬＣ共振器回路の既知のインダクタンスなどの既知の値を保存することも可能である。

又、プロセッサ３６０は、電源３８０及びセレクタ３９０にも接続されている。電源３８０は、電力をプロセッサ３６０に供給しており、従って、プロセッサ３６０は、図２において説明したように、その機能を実行可能である。セレクタ３９０は、本明細書に記述されているように、様々なユーザー入力を表す様々な設定に設定可能である。プロセッサ３６０は、セレクタ３９０に対するその接続を通じてセレクタ３９０の様々な設定を検出可能である。

一実施例においては、図３Ｂのプロセッサ３６０は、磁場からのフラックスに応答し、ＬＣ共振器回路の調節可能な静電容量３２０を共振静電容量に自動的に調節している。プロセッサ３６０は、共振静電容量を決定し、次いで、調節可能な静電容量３２０を共振静電容量に調節することにより、この自動調節を実行している。本明細書に記述されているように、共振静電容量とは、当業者であれば理解するように、ＬＣ共振器回路がＭＲＩ装置のＲＦパルスに応答して共振することになる静電容量のことである。プロセッサ３６０は、調節可能な静電容量制御装置３３０を制御してＬＣ共振器回路に接続されるいくつかの並列コンデンサ３２２、３２４、３２６、及び３２９を変更すると共に／又は、バラクタ３２１の静電容量を調節することにより、調節可能な静電容量３２０を共振静電容量に調節可能である。プロセッサ３６０は、既知の、検知された、及び／又は算出された値に応答してロジック及び／又はプログラム命令を実行することにより、この調節を様々な方法によって制御している。

プロセッサ３６０は、磁場のフラックス（磁束）及びＬＣ共振器回路のインダクタンスの既知の、検知された、及び／又は算出された値に応答してロジック及び／又はプログラム命令を実行することにより、ＬＣ共振器回路の調節可能な静電容量３２０の共振静電容量への調節を制御可能である。既知の値は、メモリ３７０から、セレクタ３９０から、又は調節可能な静電容量３１０を制御して既知の静電容量に調節することにより、プロセッサ３６０に対して提供可能である。フラックスセンサ３１６は、ＭＲＩ装置からの静磁場のフラックスなどの磁場のフラックスを検知可能である。本開示の様々な実施例においては、フラックス値、インダクタンス値、及び静電容量値は、本明細書に記述されているように算出可能である。

図３Ｂの一実施例においては、プロセッサ３６０は、特定の磁場の既知の又は検知されたフラックス及び回路の既知のインダクタンスに応答して、ＬＣ共振器回路の調節可能な静電容量３２０の共振静電容量への調節を制御するべくロジック及び／又はプログラム命令を実行可能である。例えば、プロセッサ３６０が、その特定の磁場が１．５テスラのフラックスを具備しているという信号をフラックスセンサ３１６から受信した場合には、プロセッサ３６０は、本明細書に記述されているように、ラーモア周波数式を使用することにより、その特定の磁場は、６４ＭＨｚのラーモア周波数を具備していると決定可能である。更には、この例において、ＬＣ共振器回路が、０．６９マイクロヘンリーの既知のインダクタンスを具備している場合には、プロセッサは、ＬＣ回路の共振式を使用することにより、その回路の共振静電容量は、８．９ピコファラッドであると決定可能であり、この場合に、既知のインダクタンスは、例えば、ＬＣ共振器回路のインダクタの既知の構成に基づいて知ることができる。そして、最後に、この例においては、特定の磁場の既知のフラックス及び回路の既知のインダクタンスに応答し、プロセッサは、調節可能な静電容量制御装置３３０を制御して調節可能な静電容量３２０を８．９ピコファラッドに調節可能である。

又、プロセッサ３６０は、特定の磁場における調節可能な静電容量３２０の両端の検知電圧及び／又は共振器回路を通じた検知電流に応答してロジック及び／又はプログラム命令を実行することにより、ＬＣ共振器回路の調節可能な静電容量３２０の共振静電容量への調節を制御することも可能である。例えば、特定の磁場において、プロセッサ３６０は、調節可能な静電容量３２０を制御して特定の静電容量に調節可能であり、調節可能な静電容量３２０の両端の検知電圧を表す信号を電圧センサ３１２から受信可能であり、且つ、この調節段階及び検知段階を反復することにより、調節可能な静電容量３２０の両端の電圧がその特定の磁場内において調節可能な静電容量３２０の両端において入手可能な最大電圧である共振静電容量を決定可能である。代替例においては、プロセッサ３６０は、電流センサ３１４からの信号を使用して同様の調節及び検知段階を実行することにより、特定の磁場において共振器回路を通じて入手可能な最大電流における共振静電容量を決定可能である。これらの例の場合には、プロセッサ３６０は、必要に応じて、検知された値をメモリ３７０内に保存可能である。又、プロセッサ３６０は、すべての可能な静電容量値を通じた調節により、ブラケッティング法（ｂｒａｃｋｅｔｉｎｇ ａｐｐｒｏａｃｈ）を実行することにより、又はなんらかのその他の技法を使用することにより、調節可能な静電容量３２０の調節を反復することも可能である。

本開示の様々な実施例においては、図３Ｂの共振器装置３０２のＬＣ共振器回路の共振静電容量をその他の方法によって決定可能である。一実施例においては、調節可能な静電容量３２０を既知の静電容量に調節可能であり、ＬＣ共振器回路のインダクタンスを算出可能であり、且つ、既知の又は検知されたフラックス値及び算出されたインダクタンスに基づいてＬＣ共振器回路の共振静電容量を算出することも可能である。ＬＣ共振器回路のインダクタンスは、当業者であれば理解するように、キルヒホッフの電圧則、キルヒホッフの電流則、及びＬＣ回路における抵抗、リアクタンス、インピーダンス、及び周波数応答のその他の定義された関係などの様々な一般的な回路式を使用することにより、算出可能である。別の実施例においては、ＬＣ共振器回路の共振静電容量は、電圧センサ３１２、電流センサ３１４、及び／又は別のタイプのセンサによって検知されたＬＣ共振器回路の周波数応答から決定可能である。

図３Ｂの共振器装置３０２のインダクタコイル３０４の様々な実施例は、本明細書に記述されているように実施可能である。一実施例においては、インダクタコイル３０４は、特定のアプリケーションに適するように選択されたいくつかの巻回、半径、及び長さを有する市販のインダクタコイルであってよい。別の実施例においては、インダクタコイル３０４は、銅又は銅合金などの柔軟な導電性材料から製造可能であり、拡張型ステントと共に使用される際の増大可能な半径などのように、調節可能な半径を有している。図３Ｂの様々なその他の実施例においては、ＬＣ共振器回路内において複数のインダクタコイルを使用可能である。本開示の一代替実施例においては、インダクタコイルの代わりに、コアインダクタ（ｃｏｒｅ ｉｎｄｕｃｔｏｒ）を使用可能である。

又、図３Ｂの共振器装置３０２の調節可能な静電容量３２０の様々な実施例は、本明細書に記述されているように実施することも可能である。一実施例においては、調節可能な静電容量３２０は、推定された調節可能な静電容量のレンジの下端に類似したレンジを具備するべくサイズ設定されたバラクタ３２０を包含可能である。例えば、推定された調節可能な静電容量のレンジの下端が、図３Ａにおいて説明したように、０．４１ピコファラッドである場合には、バラクタ３２０は、１ピコファラッドの静電容量レンジを具備可能である。

共振器装置３０２の様々な実施例においては、調節可能な静電容量３２０内のコンデンサは、可能な静電容量の継続的なレンジを提供するべく、増大するサイズを有することができる。例えば、本開示の一実施例においては、調節可能な静電容量３２０は、１ピコファラッドの調節可能な静電容量を有するバラクタと、１、２、４、８、１６、３２、６４、１２８、２５６、５１２、１０１２、２０４８、及び４０９６ピコファラッドの値を有するコンデンサを包含可能である。この例におけるコンデンサの組み合わせを使用することにより、ゼロファラッド〜８．２ナノファラッドの調節可能な静電容量値を提供可能であり、これは、本明細書に記述されているように、１．５〜３．０テスラ及び０．７９ナノヘンリー〜０．６９マイクロヘンリーのインダクタコイルのインダクタンスのＭＲＩ用の共振器装置内における共振静電容量を提供するのに十分なレンジである。様々な実施例においては、調節可能な静電容量３２０は、コンデンサの様々なその他の組み合わせを包含することも可能である。図３Ｂの実施例は、１つのバラクタと４つのコンデンサを並列の状態において示しているが、本開示の様々な実施例においては、その他の数のバラクタ及び／又はコンデンサを使用可能である。更には、当業者であれば理解するように、抵抗器及びその他の電気コンポーネントを共振器装置３０２のＬＣ共振器回路に追加することにより、様々な共振周波数応答を提供することも可能である。

図４Ａは、本開示による医療装置を有する共振器システムの一実施例を示している。図４Ａのシステム実施例は、ステント４０２と共振器装置を含んでおり、共振器装置は、インダクタコイル４０４、接続導体４０６、及び回路パッケージ４０８を含んでいる。図４に示されている実施例においては、インダクタコイル４０４は、ステント４０２を取り囲んでいると共に、ステント４０２の両端を超えて延出している。様々な実施例において、インダクタコイル４０４は、様々な方法により、ステント４０４などの埋植可能（ｉｍｐｌａｎｔａｂｌｅ）な医療装置と関係可能である。一実施例においては、インダクタコイル４０４の一部は、医療装置の少なくとも一部によって取り囲まれた空間を取り囲むことができる。例えば、インダクタコイル４０４の一部は、ステントの通路の一部を取り囲むことが可能である。別の実施例においては、インダクタコイル４０４の一部は、医療装置を取り囲むことが可能である。

図３Ａ及び図３Ｂと同様に、回路パッケージ４０８によってカプセル状に包まれた電気コンポーネントは、センサ、調節可能な静電容量、調節可能な静電容量制御装置、プロセッサ、メモリ、電源、及びセレクタを含んでいる。インダクタコイル４０４、接続導体４０６、調節可能な静電容量の少なくとも一部、及び調節可能な静電容量制御装置の少なくとも一部は、協働し、ＬＣ共振器回路を形成している。この実施例においては、プロセッサは、図３Ａ及び図３Ｂに示されているように、磁場からのフラックスに応答し、ＬＣ共振器回路の調節可能な静電容量を共振静電容量に自動的に調節している。従って、図４Ａのシステム実施例は、ＭＲＩ周波数のレンジにわたって共振可能であり、ＭＲＩを実行する際にステント４０２の視覚化を向上させている。

図４Ｂは、本開示による医療装置を有する共振器システムの別の実施例を示している。図４Ｂのシステム実施例は、曲がりくねったコイル４２２、接続導体４２６、及び回路パッケージ４２８を有するステントを含んでいる。図３Ａ及び図３Ｂと同様に、回路パッケージ４２８によってカプセル状に包まれた電気コンポーネントは、センサ、調節可能な静電容量、調節可能な静電容量制御装置、プロセッサ、メモリ、電源、及びセレクタを含んでいる。ステント４２２の曲がりくねったコイル、接続導体４０６、調節可能な静電容量の少なくとも一部、及び調節可能な静電容量制御装置の一部は、協働し、ＬＣ共振器回路を形成しており、ステント４２２の曲がりくねったコイルは、ＬＣ共振器回路のＬコンポーネントを形成している。この実施例においては、プロセッサは、図３Ａ及び図３Ｂに示されているように、磁場からのフラックスに応答して、ＬＣ共振器回路の調節可能な静電容量を共振静電容量に自動的に調節している。従って、図４Ａのシステム実施例は、ＭＲＩの周波数及びステントの直径のレンジにわたって共振可能であり、ＭＲＩを実行する際にステント４２２の視覚化を向上させている。同様に、共振器システムは、当業者であれば理解するように、グラフト（ｇｒａｆｔ）、シャント（ｓｈｕｎｔ）、及び大静脈フィルタ（ｖｅｎａ ｃａｖａ ｆｉｌｔｅｒ）などのその他の埋植可能な医療装置と共に実施することも可能である。

図５は、本開示による医療装置を有する共振器システムの別の実施例を示している。図５の共振器システム５００は、インダクタコイル５０４、接続導体５０６、及び回路パッケージ５０８を含んでいる。図３Ａ及び図３Ｂと同様に、回路パッケージ５０８によってカプセル状に包まれた電気コンポーネントは、センサ、調節可能な静電容量、調節可能な静電容量制御装置、プロセッサ、メモリ、電源、及びセレクタを含んでいる。インダクタコイル５０４、接続導体５０６、調節可能な静電容量の一部、調節可能な静電容量制御装置の一部は、協働し、ＬＣ共振器回路を形成している。この実施例においては、プロセッサは、図３Ａ及び図３Ｂに示されているように、磁場からのフラックスに応答して、ＬＣ共振器回路の調節可能な静電容量を共振静電容量に自動的に調節している。従って、図５のシステム実施例は、ＭＲＩの周波数のレンジにわたって共振可能であり、ＭＲＩを実行する際にカテーテル５７４の遠端５８０の視覚化を向上させている。

又、図５は、細長い本体５７６と、遠端５８０に隣接して配置された膨張可能なバルーン５７８と、膨張可能なバルーン５７８から近端５８４に対してカテーテル５７４の細長い本体５７６内において長手方向に延出しているルーメン（ｌｕｍｅｎ）５８２と、を有するカテーテル５７４をも示している。カテーテル５７４は、ガイドワイヤ５８８を受け入れるためのガイドワイヤルーメン５８６を更に包含可能である。膨張可能なバルーン５７８は、ルーメン５８２に着脱自在に結合可能である膨張ポンプ５９０を使用することによって膨張可能である。様々な実施例においては、インダクタコイル５０４は、様々な方法により、カテーテル５７４などの一時的に埋植可能な医療装置の内部に配置可能である。一実施例においては、インダクタコイル５０４は、一時的に埋植可能な医療装置に接続可能である。図５の共振器システム５００は、ガイドカテーテル、ガイドワイヤ、ステント供給用のカテーテル、又はステントを伴わない拡張用のカテーテルなどの様々な一時的に埋植物可能な医療装置と共に使用可能である。

本明細書に記述されているように、共振器装置又はシステムの実施例は、身体内に埋植することも可能である。当業者であれば理解するように、様々な手順を使用することにより、埋植可能な医療装置を有する共振器装置又はシステムの実施例を埋植可能である。例えば、共振器装置の特定の実施例は、身体内に既に埋植済みのステントに隣接して埋植可能である。或いは、この代わりに、ステントと共振器装置の特定の実施例の両方を同時に埋植することも可能である。例えば、身体内に埋植するべく、ステントと共振器装置の両方を（例えば、バルーンカテーテルなどの）カテーテルに取り付け可能であろう。本開示の様々な実施例においては、医療装置は、身体の管腔内に供給できる供給可能な装置であってよい。

以上の詳細な説明においては、本開示の合理化のために、様々な特徴をいくつかの実施例にまとめている。このような開示の方法は、本開示の実施例が、それぞれの請求項に明示的に規定されているものを上回る数の特徴を必要としているという意図を反映したものであると解釈してはならない。むしろ、添付の請求項に反映されているように、本発明の主題は、開示されている単一の実施例のすべての特徴を下回るものにおいて成立している。従って、これにより、添付の請求項は、この詳細な説明に包含されており、それぞれの請求項は、別個の実施例として独立している。

ＭＲＩ装置及び静磁場の模範的な実施例を示している。 ＭＲＩ装置の静磁場内における水素陽子の模範的な実施例を示している。 ＭＲＩ装置の静磁場との関係における高周波パルスの模範的な実施例を示している。 本開示による調節可能な静電容量を有する共振器装置の一実施例を示している。 本開示による調節可能な静電容量を有する共振器装置の別の実施例を示している。 本開示による医療装置を有する共振器システムの一実施例を示している。 本開示による医療装置を有する共振器システムの別の実施例を示している。 本開示による医療装置を有する共振器システムの更に別の実施例を示している。

Claims (25)

1. 供給可能な装置を検出する共振器システムであって、
   調節可能な静電容量と、前記調節可能な静電容量と直列状態のインダクタコイルと、前記調節可能な静電容量を制御して様々な特定の静電容量値を入手できる調節可能な静電容量制御装置と、を含むＬＣ共振器回路を有する共振器装置と、
   前記インダクタコイルの少なくとも一部が前記供給可能な装置の少なくとも一部によって取り囲まれた空間を取り囲むように、前記共振器装置と共に配置された供給可能な装置と、
   を有することを特徴とする共振器システム。
2. 前記供給可能な装置は、埋植可能な医療装置であり、
   前記共振器装置は、前記調節可能な静電容量制御装置によって使用される電力をフィールドから生成可能である電源を含んでおり、前記フィールドは、電磁場及び交流磁場を含む群から選択される請求項１記載の共振器システム。
3. 前記調節可能な静電容量は、コンデンサ及びバラクタを並列状態において含む請求項１又は２に記載の共振器システム。
4. 前記共振器装置は、前記ＬＣ共振器回路の経路を通じた電流の流れを検知可能である電流センサを含む請求項１〜３の中のいずれか一項記載の共振器システム。
5. 前記共振器装置は、前記調節可能な静電容量の両端の電位差を検知可能である電圧センサを含む請求項１〜４の中のいずれか一項記載の共振器システム。
6. 前記インダクタコイルの少なくとも一部は、調節可能な半径を具備しており、
   前記インダクタコイルの少なくとも一部は、埋植可能な医療装置の通路の少なくとも一部を取り囲んでいる請求項１〜５の中のいずれか一項記載の共振器システム。
7. 前記埋植物可能な医療装置は、
   バルーン拡張型ステントと、
   自己拡張型ステントと、
   グラフトと、
   シャントと、
   大静脈フィルタと、
   を含む群から選択された永久的に埋植可能な医療装置である請求項６記載の共振器システム。
8. 前記埋植可能な医療装置は、
   ガイドカテーテルと、
   ガイドワイヤと、
   ステント供給用のカテーテルと、
   ステントを伴わない拡張用のカテーテルと、
   を含む群から選択された一時的に埋植可能な医療装置である請求項６記載の共振器システム。
9. 前記供給可能な装置は、一時的に埋植可能な医療装置であり、
   前記共振器装置は、前記一時的に埋植可能な医療装置の内部に位置している請求項１記載の共振器システム。
10. 調節可能な静電容量と直列状態のインダクタコイルを含む共振器回路と、
    異なる強度の磁場に応答して、前記調節可能な静電容量を共振静電容量に自動的に調節できる調節可能な静電容量制御装置と、
    前記調節可能な静電容量に接続された電源と、
    埋植可能な医療装置であって、前記埋植可能な医療装置の少なくとも一部は、前記インダクタコイルによって取り囲まれている、埋植可能な医療装置と、
    を有することを特徴とする共振器システム。
11. 少なくとも部分的に、前記共振器回路に接続された並列コンデンサの数を変更することにより、前記調節可能な静電容量を手動で調節するセレクタを含む請求項１０記載の共振器システム。
12. 前記調節可能な静電容量は、並列状態にあると共に前記共振器回路に接続可能であるコンデンサを含んでおり、
    前記調節可能な静電容量制御装置は、少なくとも部分的に、前記共振器回路に接続された前記並列コンデンサの数を変更することにより、前記調節可能な静電容量を自動的に調節する請求項１０記載の共振器システム。
13. 前記調節可能な静電容量は、前記並列コンデンサに並列であると共に前記共振器回路に接続可能であるバラクタを含んでおり、
    前記調節可能な静電容量制御装置は、少なくとも部分的に、前記バラクタの静電容量を調節することにより、前記調節可能な静電容量を自動的に調節する請求項１２記載の共振器システム。
14. プロセッサに接続されていると共に、
    磁束センサと、
    前記調節可能な静電容量の両端に接続された電圧センサと、
    前記共振器回路の経路に沿って接続された電流センサと、
    を含む群から選択されたセンサを含む請求項１０〜１３の中のいずれか一項記載の共振器システム。
15. 前記電源は、
    前記インダクタコイルと、
    コイルと、
    電池と、
    コンデンサと、
    第２共振器回路と、
    を含む群から選択される請求項１０〜１４の中のいずれか一項記載の共振器システム。
16. インダクタコイルの少なくとも一部が、供給可能な装置の少なくとも一部を取り囲むように、調節可能な静電容量と直列状態の前記インダクタコイルを有する共振器回路を、身体の管腔内に供給できる前記供給可能な装置に提供する段階と、
    前記共振器回路が特定の磁場内において共振することになる共振静電容量を決定する段階と、
    前記調節可能な静電容量を前記管腔内において前記共振静電容量に調節する段階と、
    を有することを特徴とする方法。
17. 前記共振静電容量を決定する段階は、前記特定の磁場の既知のフラックス及び前記共振器回路の既知のインダクタンスに基づいて前記共振器回路の前記共振静電容量を算出する段階を含む請求項１６記載の方法。
18. 前記共振静電容量を決定する段階は、
    前記調節可能な静電容量を既知の静電容量に調節する段階と、
    既知の静電容量及び前記特定の磁場の既知のフラックスに基づいて、前記共振器回路のインダクタンスを算出する段階と、
    前記既知のフラックス及び前記共振器回路の前記算出されたインダクタンスに基づいて、前記共振器回路の前記共振静電容量を算出する段階と、
    を含む請求項１６記載の方法。
19. 前記共振静電容量を決定する段階は、
    前記特定の磁場のフラックスを検知する段階と、
    前記検知したフラックス及び前記共振器回路の既知のインダクタンスに基づいて、前記共振器回路の前記共振静電容量を算出する段階と、
    を含む請求項１６記載の方法。
20. 前記共振静電容量を決定する段階は、
    前記特定の磁場のフラックスを検知する段階と、
    前記調節可能な静電容量を既知の静電容量に調節する段階と、
    前記既知の静電容量及び前記特定の磁場の検知されたフラックスに基づいて、前記共振器回路のインダクタンスを算出する段階と、
    前記検知されたフラックス及び前記共振器回路の前記算出されたインダクタンスに基づいて、前記共振器回路の前記共振静電容量を算出する段階と、
    を含む請求項１６記載の方法。
21. 前記共振静電容量を決定する段階は、
    前記調節可能な静電容量を特定の静電容量に調節する段階と、
    前記調節可能な静電容量の両端の電圧を検知する段階と、
    前記調節段階及び前記検知段階を反復することにより、前記調節可能な静電容量の両端の前記電圧が前記特定の磁場において前記調節可能な静電容量によって取得可能な最大電圧である特定の静電容量を決定する段階と、
    を含む請求項１６記載の方法。
22. 前記共振静電容量を決定する段階は、
    前記調節可能な静電容量を特定の静電容量に調節する段階と、
    前記特定の静電容量において前記共振器回路を通じた電流を検知する段階と、
    前記調節段階及び前記検知段階を反復することにより、前記共振器回路を通じた前記電流が前記特定の磁場において前記調節可能な静電容量によって取得可能な最大電流である特定の静電容量を決定する段階と、
    を含む請求項１６記載の方法。
23. 調節可能な静電容量と直列状態のインダクタコイルを有する共振器回路と、
    異なる強度の磁場に応答して、前記調節可能な静電容量を共振静電容量に自動的に調節できる調節可能な静電容量制御装置と、
    を含む共振器装置を製造する段階と、
    前記インダクタコイルの少なくとも一部が医療装置の少なくとも一部を取り囲むように、前記共振器装置を前記医療装置に接続する段階と、
    を有することを特徴とする方法。
24. 前記共振器装置を製造する段階は、前記コイルが、調節可能な半径を具備するように、柔軟な導電材料から前記インダクタコイルを製造する段階を含んでおり、
    前記共振器を接続する段階は、前記調節可能な半径が、ステントの拡張に伴って増大できるように、前記インダクタコイルを前記ステントの周りに固定する段階を含む請求項２３記載の方法。
25. 前記共振器を接続する段階は、前記共振器装置をカテーテルの遠端内に固定する段階を含む請求項２３又は２４に記載の方法。

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