JP2015525649A - 手術器具のためのオープンアクセスを伴う直腸内前立腺コイル - Google Patents

Abstract

直腸内コイルは、チューブ、スプレッダ、および、一つまたはそれ以上の電気的伝導性エレメントを含んでいる。スプレッダは、チューブの遠位端に位置し、かつ、チューブが挿入された後で周辺組織を圧迫するために機械的に拡張するように構成されている。一つまたはそれ以上の電気的伝導性エレメントは、チューブ、スプレッダ、および、隣接するチューブとスプレッダ、のうち少なくとも一つの上に配置されて、磁気共鳴データを取得するように調整されている。

Description

本発明は、一般的には、医療用画像に関する。本発明は、磁気共鳴ローカル画像コイルと協同した所定のアプリケーションに関し、所定の参照と供に説明される。しかしながら、本発明は、他の使用シナリオにおけるアプリケーションにも適用され、前出のアプリケーションに限定される必要が無いことが理解されよう。

磁気共鳴（ＭＲ）画像は、患者の詳細な解剖学的で代謝性の情報を提供する。ＭＲ画像撮影は、電離放射線を含んでおらず、患者の組織内で磁気共鳴を励起することによって作用する。磁気共鳴は、典型的には水平または垂直に方向付けられている静的主要フィールドＢｏの中で発生する。共鳴を励起するために、ラジオ周波数（ＲＦ）パルスが適用される。患者の中で共鳴にフォーカスし、かつ、共鳴を操作するために、静磁場にわたり勾配磁場（Ｇｒａｄｉｅｎｔ ｆｉｅｌｄ）が適用される。ローカルコイルは、体の近くで、弱い磁気共鳴減衰ＲＦ信号を受信し、受信した信号を受信器に対して送信する。受信したＲＦ信号のＲＦフィ−ルドは、主要フィールド（ｍａｉｎ ｆｉｅｄｌｄ）（Ｂｏ）の磁場方向に対して垂直である。受信したＲＦデータは、一つまたはそれ以上の画像へと再構成される。

一つの共通した興味領域は、がん組織を画像化するための前立腺領域である。現在、水平主要フィールドを用いたＭＲスキャナは、典型的に、患者の前立腺組織において共振を励起するために、専用の腹部コイルを使用する。典型的には、腹部コイルは、下腹部を取り囲むが、鼠径部領域を遮るものではない。鼠径部領域を遮るものが無いことは有利である。なぜなら、直腸の中に挿入された生検デバイスを用いて生体組織検査が行えるからである。水平主要フィールドを用いたＭＲスキャナは、生検デバイスを画像化して位置決めすることができるが、典型的に、健康管理開業医は、経直腸超音波（ＴＲＵＳ、ｔｒａｎｓｒｅｃｔａｌ ｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ）を使用して生体組織検査をガイドする。水平主要フィールドＭＲスキャナのボアは、ドーナツ形状であり、囲い込まれた領域を含んでいる。その中に、患者は画像撮影のために置かれ、患者の動きの自由度が制限される。解剖学的で代謝性の情報のためにはＴＲＵＳよりＭＲが望ましいのであるが、ＴＲＵＳは取り囲まれたボア開口部により制約されない。

前立腺は、直腸のちょうど前面に位置するクルミ大の腺である。前立腺は、膀胱とペニスの間に位置している。生体組織検査は、針生検（ｎｅｅｄｌｅ ｂｉｏｐｓｙ）によって採取された前立腺組織のサンプルを使用してがん性組織を判断することができる。針は、直腸の壁を通して前立腺の中に貫通し、典型的に生検サンプルとして一列の組織を採取する。サンプルは、前立腺の種々の部位から採取される。好適なサンプルを採取するためには、針の位置決めが重要である。ＴＲＵＳガイドは、生体組織検査のために針の空間的な位置決めをガイドするが、解剖学的で代謝性の詳細を欠いている。生検を採取するためのアクセスは、典型的に直腸を通じたものである。なぜなら、前立腺が直腸のちょうど前面に位置しているからである。他の方向からのアクセスは、膀胱といった他の解剖学的構造体を含むであろうものであり、望ましくない。典型的に、患者は、直腸へのアクセスを提供するために、膝を抱えて横たわっている。

Ｃタイプまたはオープンシステムの磁石構成といった、垂直主要フィールドを用いたＭＲスキャナは、水平フィールドＭＲスキャナに係る取り囲まれたボアの制約を取り除き、画像撮影の最中に、患者に対するよりオープンなアクセスを提供する。しかしながら、静的主要フィールドを再び方向付けするので、水平主要フィールドのためにデザインされた専用腹部コイルは、水平な患者に対しては効果的に働かない。水平主要フィールドにおいて、静的主要フィールドは、患者の軸に対して垂直である。

以降には、上記に説明した組織または他の組織を取り扱うための新規で改善された直腸内前立腺コイルを開示する。

本発明の一つの態様に従って、直腸内コイルは、チューブ、スプレッダ、および、一つまたはそれ以上の電気的伝導性エレメントを含んでいる。チューブは、直腸の中に挿入するように構成されている。スプレッダは、前記チューブの遠位端に位置し、かつ、前記チューブが挿入された後で周辺組織を圧迫するために機械的に拡張するように構成されている。一つまたはそれ以上の電気的伝導性エレメントは、前記チューブ、前記スプレッダ、および、隣接するチューブとスプレッダ、のうち少なくとも一つの上に配置されて、磁気共鳴データを取得するように調整されている。

本発明の別の一つの態様に従って、直腸内コイルを用いた画像撮影方法は、直腸を通じてチューブを挿入するステップを含んでいる。チューブの末端に配置されたスプレッダは機械的に拡張され、周辺組織を圧迫する。前記チューブ、前記スプレッダ、および、隣接するチューブまたはスプレッダ、のうち少なくとも一つの上に配置された一つまたはそれ以上の電気的伝導性エレメントを用いて、磁気共鳴データが取得される。前記磁気共鳴データは画像へと再構成される。

本発明の別の一つの態様に従って、直腸内前立腺コイルは、チューブと一つまたはそれ以上の電気的伝導性エレメントを含んでいる。チューブは、直腸を通じて挿入することができる。一つまたはそれ以上の電気的伝導性エレメントは、前記チューブ状に配置され、かつ、磁気共鳴データを取得するように調整されている。電気的伝導性エレメントは、水平主要フィールドにおいてＭＲデータを直交に受信するように構成されているサドルコイル、および、傾斜した十文字パターンで前記チューブの周りを取り囲む伝導性ループであり、垂直主要フィールドにおいてＭＲデータを直交に受信する伝導性ループ、のうち一つの形状である。

一つの利点は、垂直主要フィールド磁気共鳴システムを用いたローカル前立腺または腹部コイルの使用およびオペレーションである。

別の利点は、生検を採取するための手術器具に対するオープンなアクセスにある。

別の利点は、生検を採取している間に前立腺領域の詳細で代謝性の画像撮影するためのローカル撮像コイルにある。

別の利点は、画像撮影と生検取得の最中に前立腺を平らにするスプレッダの能力にある。

さらなる利点は、以降の詳細な説明を読んで理解することにより、当業者にとって正しく理解されよう。

本発明は、種々のコンポーネントとコンポーネントの構成、および、種々のステップとステップの構成における体裁をとってよい。図面は、所望の実施例を説明する目的だけのものであり、本発明を限定するものと解釈されるべきではない。

図１は、磁気共鳴システムの中の直腸内前立腺コイルに係る一つの実施例を模式的に示している。 図２は、展開された手術器具を伴う直腸内前立腺コイルに係る一つの実施例を模式的に示している。 図３は、スプレッダ展開に係る一つの実施例を模式的に示している。 図４は、展開されているスプレッダ係る一つの実施例を模式的に示している。 図５は、展開された手術器具を用いたコイルチューブに係る一つの実施例を模式的に示している。 図６は、ガイドチューブ上に配置されたコイルエレメントを伴うローカル前立腺コイルに係る一つの実施例を模式的に示している。 図７は、ガイドチューブ上に配置されたコイルエレメントを伴うローカル前立腺コイルに係る別の実施例を模式的に示している。 図８は、スプレッダ上に配置されたコイルエレメントを伴うローカル前立腺コイルに係る一つの実施例を模式的に示している。 図９は、スプレッダに統合されたコイルエレメントを伴うローカル前立腺コイルに係る一つの実施例を模式的に示している。 図１０は、表面コイルを伴うスプレッダに係る一つの実施例を模式的に示している。 図１１は、円筒形状のスプレッダを用いたローカル前立腺コイルに係る一つの実施例を模式的に示している。 図１２Ａは、スプレッダとコイルエレメントの相対的な配置に係る実施例を模式的に示している。 図１２Ｂは、スプレッダとコイルエレメントの相対的な配置に係る実施例を模式的に示している。 図１３は、スプレッダを用いたローカル前立腺コイルに係る一つの実施例を使用する一つの方法のフローチャートを示している。 図１４は、直腸内前立腺コイルに係る一つの実施例を使用する別の方法のフローチャートを示している。

図１を参照すると、磁気共鳴（ＭＲ）システム２の中の直腸内前立腺コイル１に係る一つの実施例が示されている。ＭＲシステム２は、ＭＲスキャナ４を含んでいる。ＭＲスキャナ４は、主要磁石６を含んでおり、その極は、静的主要フィールド（Ｂｏ）８を定めている。垂直主要フィールドといったものである。ＭＲスキャナは、さらに、勾配磁場を適用するための一つまたはそれ以上の勾配コイル１０を含んでおり、かつ、患者１４において磁気共鳴を励起して、操作するためにＲＦパルスを生成し、いくつかの実施例においては、患者からの共鳴信号をピックアップする、一つまたはそれ以上のＲＦコイル１２を含んでいる。ＭＲスキャナ４は、パノラマ式または「Ｃ」形オープンスキャナといったオープンデザインを含む。しかし、他の実施例においては、水平ボアを含んでいる。患者は、水平のベッドまたは寝椅子といったサポート１６上に支持されている。システムは、シーケンスコントローラ１８とラジオ周波数（ＲＦ）受信器ユニット２０を含んでいる。シーケンスコントローラ１８は、ＲＦコイル１２のオペレーションをコントロールするＲＦ送信器ユニット２２と勾配コイル１０のオペレーションをコントロールする勾配コントローラ２４を用いて、実施される画像撮影シーケンスのオペレーションをコントロールする。コントロールユニットと対応するコイルとの間の通信は、無線、光、または、有線であってよい。ＲＦ送信器ユニット２２は、送信／受信コイルとして構成されている場合に、ローカルコイル１と協働的に働く。ＲＦ受信器２０は、ローカルコイル１から、患者１４の組織内で励起された磁気共振を示すラジオ周波数またはＭＲデータを受信する。ＭＲデータは、ローカルコイルとＲＦ受信器との間で、無線、光、または有線接続を用いて通信することができる。無線接続では、ＭＲデータを送信するために、誘導電流または分離した電源から電力が使用される。有線通信では、増幅および他の処理のための電力を光学的に供給することができ、かつ、共振信号を伝搬することができる。プロセッサといった、再構成ユニット２６は、ＲＦ受信器２０からＭＲデータを受け取り、受け取ったＭＲデータから一つまたはそれ以上の画像を再構成する。

直腸内のローカルコイル１は、誘起された磁気共鳴ラジオ周波数信号の垂直成分を受信するように調整された一つまたはそれ以上の電気的伝導性エレメントを含んでいる。垂直成分は、Ｂｏフィールドに関して垂直であり、例えば、患者の軸に沿っており、患者を横切っている。ローカルコイルは、ローカルコイルとＲＦ受信器との間で通信するインターフェイス機器を含んでよい。共鳴信号は、磁気共鳴を示す一つまたはそれ以上の電流を誘起的に生成する。一つまたはそれ以上の電気的伝導性エレメントは、患者の前立腺における組織に対してローカル受信コイルとして動作する。ローカルコイル１が受信専用ローカルコイルとして構成されている場合、ＲＦ励起および操作パルスは、体全体ＲＦコイル１２によって送信される。任意的に、電源とコントローラを用いて、一つまたはそれ以上の電気的伝導性エレメントが送信及び受信コイルとして動作するようコントロールするように使用することができる。コイルは、前立腺組織において磁気共鳴を励起及び/又は操作し、共鳴信号を受信する。

システム２は、ワークステーション３０を含んでいる。ワークステーション３０は、電子的プロセッサまたは電子的処理装置３２、画像、メニュー、パネル、とユーザコントロールを表示するディスプレイ３４、および、健康管理開業医の選択を入力する少なくとも一つの入力装置３６を含んでいる。ワークステーション３０は、デスクトップコンピュータ、ラップトップ、タブレット、モバイルコンピューティングデバイス、スマートフォン、等であってよい。入力装置は、キーボード、マウス、マイクロフォン、等であってよい。

種々のユニットまたはコントローラ１８、２４、２６は、電子的データ処理装置によって好適に具現化される。電子的プロセッサまたはワークステーション３０の電子的処理装置３２といったものであり、または、ネットワークによってワークステーション３０と動作可能に接続されたネットワークベースのサーバーコンピュータによるもの、等である。さらに、開示された再構成およびシステムオペレーションは、インストラクション（例えば、ソフトウェア）を保管している固定のストレージ媒体を使用して好適に実施される。インストラクションは、電子的データ処理装置によって読み出し可能であり、開示された再構成およびシステムオペレーションを実行するように電子的処理装置によって実行可能である。

ここにおいて使用されるディスプレイ３４または表示装置は、出力装置もしくは画像又はデータを表示するように適合されたユーザインターフェイスを包含している。ディスプレイは、ビジュアル、オーディオ、及び/又は、触覚データを出力する。ディスプレイの実施例は、これらに限定されるわけではないが、以下のものを含んでいる。コンピュータモニタ、テレビ画面、タッチ画面、触覚電子ディスプレイ、点字スクリーン、ブラウン管（ＣＲＴ）、ストレージ患者関連情報、双安定ディスプレイ、電子ペーパー、ベクトルディスプレイ、フラットパネルディスプレイ、蛍光表示管（ＶＦ）、発光ダイオード（ＬＥＤ）ディスプレイ、エレクトロルミネッセントディスプレイ（ＥＬＤ）、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、有機発光ダイオードディスプレイ（ＯＬＥＤ）、プロジェクタ、および、ヘッドマウントディスプレイ、である。

図２は、生検針といった展開された手術器具３８を用いた直腸内コイル１に係る一つの実施例を模式的に示している。コイルは、患者の直腸の中に挿入されたガイドチューブ４０を含んでいる。スプレッダ４４は、チューブ４０の一方の端に位置している。スプレッダ４４は、開かれ又は広げられるとき、楕円形状を形成する。別の実施例において、スプレッダは円筒形状であり、ツイスト（ｔｗｉｓｔｉｎｇ）動作を用いてとぐろを解く。他の形状および選択的な拡張技術も、また、考慮される。スプレッダ４４は、チューブ４０の末端に置かれた複数のリブまたは柔軟なサポート４６を含んでいる。リブ４６は、ラバー、ポリマー、非鉄金属、等といった材料を含み得る。リブは、生検を採取するための針の挿入といったように、手術器具のために、リブ間でオープンアクセスを提供するように間隔があいている。コイル１は、一つまたはそれ以上のケーブル４８を含んでいる。コイルに対する電源ケーブル、受信した磁気共鳴信号を送信するための電気的伝導性ケーブル、スプレッダをコントロール／拡張するためのケーブル、及び/又は、手術器具をガイド／コントロールするためのケーブルを含んでよい。ケーブルは、チューブの他方端から延長される。

ガイドチューブ４０、スプレッダ４４、手術器具３８、及び/又は、ケーブル４８は、不活性またはＭＲ信号に対して視認できない材料でできている。代替的に、チューブ、スプレッダ、手術器具、または、他のアイテムのうちあらゆる一つまたはその部分は、ＭＲ信号に対して視認できる材料でできていてよい。例えば、高品質のステンレス鋼が、ＭＲに対して視認できないチューブ、ケーブル、および、手術器具を作成するために使用され得る。ＭＲで視認できるコーティングをチューブおよびスプレッダのサポートの表面に適用することができる。チューブ、針、及び/又は、スプレッダの場所に関してＭＲ画像における参照を提供するための細線といったものである。コーティングは、矢印を伴う線といった一連の幾何学形状であってよく、健康管理開業医が生検サンプルを採取するために針を整列させることをアシストする。チューブ、針、及び/又は、スプレッダの周りのバンドといった幾何学形状は、距離測定をアシストすることができる。別の実施例においては、コーティングの代わりに、ＭＲで視認できる材料が、チューブ、器具、及び/又は、スプレッダの製造に取り込まれ得る。

図３は、チューブ４０を通じたスプレッダ４０の展開に係る一つの実施例を模式的に示している。スプレッダは、つぶれた状態でチューブを通じてロードされ得る。代替的に、スプレッダは、つぶれた状態での挿入の前にチューブにはり付けられてよい。チューブを通じてスプレッダをロードすることは、複数の間隔があいたリブに対して、より大きな材料の柔軟性を与えている。

チューブを直腸の中に挿入した後、チューブの末端の好適な位置の中にスプレッダをロードするために、ボーデンケーブル（Ｂｏｗｄｅｎ ｃａｂｌｅ）５０といった、ケーブルが使用され得る。ボーデンケーブル５０は、アウターケーブル５２とインナーケーブル５４を含んでおり、ケーブルの断面図において示されている。一つの構成においては、アウターケーブル５２がスプレッダ４４の近位端に接続され、インナーケーブル５４がスプレッダ４４の遠位端５８に接続されている。ケーブルは、チューブを通じてつぶれた状態のスプレッダを直腸の中に押し込む。

図４は、展開されたスプレッダ４４の一つの実施例を示している。第１の図において、スプレッダは、折りたたまれ、または、つぶれた状態である。第２の図において、スプレッダは、開かれ、または、拡張されている。拡張はケーブルコントロールによって制御することができる。ボーデンケーブル、スイベルヘッドスクリュー（ｓｗｉｖｅｌ ｈｅａｄ ｓｃｒｅｗ）、ターンバックル（ｔｕｒｎｂｕｃｋｌｅ）、等といったものである。スプレッダのサイズは、スプレッダが開かれ、または、拡張されるときの直腸領域の大きさによって制限される。一つの実施例において、スプレッダは、拡張して、直腸を引き延ばし、前立腺を平らにするようなサイズである。例えば、インナーケーブル５４とアウター中空ケーブル又はシース（ｓｈｅａｔｈ）５２が使用され、スプレッダ４４の近位端５４と遠位端５６を共に近づけて、さらに、スプレッダのリブを曲げ、または、アーチを形成させる。スプレッダは、より短く、または、幅広くなり、つまり、より球形に近くなる。別の実施例において、リブ４６は、弾力的であり、図４の拡張された構成にまでプリバイアス（ｐｒｅ−ｂｉａｓ）されている。つまり、リブは、緩んだ状態における拡張された構成に適合するように形成されている。スプレッダはチューブ４０の中に挿入することによってつぶされる。近位端と遠位端が離れるように押すこと、リブを半径方向の内側に引くこと、等によるものである。例えば、ボーデンケーブルのインナーケーブル５４が遠位端に取り付けられ、かつ、中空アウターケーブル５２が近位端に取り付けられてる場合、インナーケーブルを中空アウターケーブルの中に進めることは、近位端と遠位端がさらに離れるように押すことになる。別の実施例として、リブ４６が緩んだ状態でつぶれた構成である場合は、遠位端５８に取り付けられたインナーケーブル５４を近位端５６に取り付けられたアウターケーブル５２から引き出すことは、近位端と遠位端が近づくように引いて、スプレッダ５４を拡張する。他のスプレッダの構成およびメカニズム、または、スプレッダを拡張又は緊縮させるための他の手段も、また、考慮される。

拡張または広げられた状態において、スプレッダは柔軟なサポート間にスペースを提供する。柔軟なサポート間のスペースは、手術器具に対してオープンなアクセスを提供し、手術器具が、柔軟なサポート間を通って直腸および前立腺の壁を貫通する。拡張されたスプレッダ形状の中に形成されたスペースは、手術器具を位置決めするための操作スペースを提供する。

一つの実施例において、スプレッダは、ラバーまたは薄膜、等といったカバー６０で傘のようにカバーされている。カバー材料は、手術器具によって貫通され又は突き通されるように選択される。カバーを突き通すことで、スプレッダはつぶれない。膨らまされた風船または空気でサポートされた構造体について生じる、といったものではない。カバーは、プロテクションとして動作し、組織を押し返すことができる。

図５は、生検針といった、展開された手術器具３８を用いたガイドチューブ４０に係る一つの実施例を模式的に示している。チューブは、コイル１の一部を運搬する。一つまたはそれ以上のケーブルは、インターベンショナルデバイスまたは手術器具３８、および、ＲＦケーブルまたは電源ケーブルを含んでよい。実施例において、ＲＦケーブル及び/又は電源ケーブルといった、ケーブル４８は、チューブ４０の壁６２の中に統合され得る。

図６を参照すると、ガイドチューブ上に配置されたコイルエレメント６４を伴うローカル前立腺コイル１に係る一つの実施例が模式的に示されている。ローカルコイルは、２つの電気的伝導性ループ６６を含んでおり、一般的にＢｏフィールドに対して平行なｘ軸と供に位置決めされた場合には、直交して動作し得る。電気的伝導性ループは、ガイドチューブ４０の周りを包むことができる。電気的伝導性ループは、傾斜したパターンでチューブの周りを取り囲むことができる。電気的伝導性ループは、お互いに垂直に交差するように取り囲むことができる。代替的に、電気的伝導性ループは、チューブを通じて進むケーブルの周りを取り囲むことができる。電気的伝導性ループは、一般的に水平にｘ軸と供に位置決めされた場合には、垂直主要フィールドにおいて一般的に垂直に直交して動作する。

図７は、ガイドチューブ４０上に配置されたコイルエレメント６４を伴うローカル直腸内コイル１に係る別の実施例を模式的に示している。コイルエレメント６４は、サドルコイル（ｓａｄｄｌｅ ｃｏｉｌ）デザイン６８でチューブの表面上に形成された一つまたはそれ以上の電気的伝導性ループ６６を含んでいる。サドルコイルデザインは、一般的にＢｏに揃えられたガイドチューブの軸と供に一般的に水平に位置決めされた場合には、水平主要フィールドにおいて直交して動作し得る。図６および７において説明された両方の実施例は、マルチチャンネルデザインと同様に、シングルエレメントデザインとしても実現され得る。インターベンションの要求に応じたものである。

図８を参照すると、スプレッダ４４上に配置されたコイルエレメント６４を伴うローカル直腸内コイル１に係る一つの実施例が模式的に示されている。コイルエレメントは、２つの電気的伝導性ループ７０を含んでおり、開いた又は拡張された状態におけるスプレッダ４４と供に示されている。２つの電気的伝導性ループ７０は、スプレッダの側面上に取り付けられており、一般的にお互いに対して垂直であり、直交して動作する。２つの電気的伝導性ループは、スプレッダの任意的なカバー６０の表面上に配置され、または、分離して支持されてスプレッダの中に統合され得る。チューニングキャパシタと供に示されている個々の電気的伝導性ループは、スプレッダに対する機械的なアッタチメントを含んでいる。スプレッダが拡張されると、伝導性ループも、また、より垂直に近い位置関係へと広がる。電気的伝導性ループ７０は、プリアンプ７２、および、ＰＩＮダイオードといった同調および離調回路７４を含んでいる。

２つ以上の上記のそうしたコイルエレメントは、また、お互いに並んで方向付られてよく、おそらくオーバーラップによって分離される（図８に示されるように）。そうしたデザインにおいては、直交した検出は可能でない、しかし、例えば、ＳＥＮＳＥまたはＧＲＡＰＰＡのようなアルゴリズムを使用して画像化プロセスを加速することによって、コイルの配列特性を利用することができる。配列レイアウトは、また、説明されたデザインが組み合わされてもよい。例えば、２つの分離されたコイルエレメントをスプレッダの中心軸に沿って配置すること、および、９０°回転された別の２つの分離されたエレメント、によるものである。組み合わせは、本質的に分離された２×２配列コイルを結果として生じる。

図９を参照すると、スプレッダ４４に統合されたコイルエレメント６４を伴うローカル直腸内コイル１に係る別の実施例が模式的に示されている。リブ７６は、鳥かごデザインを形成するように構成されている電気的エレメントを含んでいる。一つの実施例においては、ハイパス（ｈｉｇｈ−ｐａｓｓ）鳥かごコイルを形成するように、電気的伝導性エレメントの中にキャパシタが配置される。ローパス（ｌｏｗ−ｐａｓｓ）またはバンドパス（ｂａｎｄ ｐａｓｓ）鳥かごコイルを形成するようにリング端にキャパシタを配置することも、また、考慮される。キャパシタを導電性ループにわたり分布させることは、局所的に高い電界を低減する。別のデザインは、反対側のリブ又は隣接するリブに統合された電気的伝導性材料を使用して形成されたループコイルの中に配置されたキャパシタを考慮する。別の実施例においては、伝導性エレメント６４がカバー材料６０の上に配置される。ローカルコイル１は、受信専用コイルまたは送信及び受信（Ｔ／Ｒ）コイルとしてデザインすることができる。

ローカルコイルは、調整および同調回路７４を含み得る。送信の最中にローカルコイル１を離調するためにＰＩＮダイオードを使用することができる。調整および同調回路７４は、コイルインピーダンスをプリアンプのノイズインピーダンスに同調させる。調整および同調回路７４は、共鳴構造をプリアンプまたは送信器に同調させ、かつ、スプレッダ４４の拡張に伴うコイルインピーダンスの変化および対応するコイル形状、特に直径の、変化を補償するように、調整および同調を調節する。同調範囲を超える場合は、画像の劣化を結果として生じ得る。一つの実施例においては、ローカルな反射率計およびプロセッサといった、センサが、調整および同調回路７４、及び/又は、ワークステーション３０といったシステム２に対して信号を送信する。

図１０を参照すると、表面コイル７８を伴うスプレッダに係る一つの実施例が模式的に示されている。スプレッダ４４は、一つまたはそれ以上の電気的伝導性エレメント６４を含んでおり、パッシブ（ｐａｓｓｉｖｅ）離調のためにダイオード（図示なし）を伴う無線共鳴コイルを形成する。スプレッダ４４のコイルエレメント６４は、本体表面上に配置された外部表面コイル７８に対して誘導的に結合されている。誘導的に結合された表面コイル７８、および、スプレッダ４４の電気的伝導性エレメント６４によって形成された無線共振コイルを用いて、より高い信号対雑音比（ＳＮＲ）を得ることができる。

図１１は、スプレッダ４４が円筒形状であるローカル直腸内コイル１に係る一つの実施例を示している。一つの実施例において、スプレッダは、巻き付けられたストリップ材８２を含んでいる。材料は、巻きバネを形成するように弾力があってよい。スプレッダ４４は、ストリップの中心端を周辺端に関して回転することによって直径を変化させることができる。中心端に取り付けられたスタブ８４を回転することによって、直径を増加、及び/又は、減少させることができる。スプレッダ４４は、切り欠き８６を含んでおり、手術器具のためのオープンアクセスを提供している。一つの実施例において、切り欠きは、幅の大部分に拡がってよく、間には薄く構成されたディバイダ（ｄｉｖｉｄｅｒ）を有するだけである。端部と構成ディバイダは、鳥かごコイル、ループコイル、ＴＥＭコイル、等をなし得る。スプレッダ４４は、スプレッダの表面上、つまりストリップ材８２の上に、配置された一つまたはそれ以上の電気的伝導性エレメント６４を含み、または、なし得る。別の実施例において、一つまたはそれ以上の電気的伝導性エレメント６４は、スタブ８４の上に配置される、図６および７のコイル形状といったものである。

図１２Ａおよび１２Ｂは、スプレッダとコイルエレメントの相対的な配置に係る実施例を示している。一つまたはそれ以上の伝導性ループといったスプレッダ及び/又はコイルエレメントは、好適に配置可能である。図１２Ａを参照すると、一つまたはそれ以上の伝導性材料６４がスプレッダ４４の表面上に配置されている。金属コーティングといったものである。図１２Ｂを参照すると、一つまたはそれ以上の伝導性材料６４がスプレッダ４４の中に統合されている。ワイヤまたはフォイル（ｆｏｉｌ）といった電気的伝導性材料をリブの中に埋め込む、といったものである。

図１３は、スプレッダを用いたローカル前立腺コイルに係る一つの実施例を使用する一つの方法のフローチャートである。ステップ９０において、チューブ４０が患者の直腸の中に挿入される。チューブは、ＭＲで視認できる材料、または、視認できない材料を含んでよい。一旦チューブが直腸の中で位置決めされると、ステップ９２において、チューブ４０を通じてスプレッダ４０がロードされ、直腸の中でチューブの末端に位置決めされる。ステップ９４において、スプレッダが開かれ、または、拡張される。スプレッダは、ボーデンケーブル、スタブ、スイベルスクリュー、または類似のもの、といいたコントロールケーブルを使用して拡張され得る。

ステップ９６においては、ＭＲデータが取得され、一つまたはそれ以上の画像がＭＲシステムによって再構成される。一つの実施例において、ＭＲデータは、スプレッダ４４またはカバー６０の上に配置された電気的伝導性エレメント６４を用いて取得される。別の実施例において、ＭＲデータは、ガイドチューブ４０に関して配置された電気的伝導性エレメント６４を用いて取得される。別の実施例においては、一つまたはそれ以上の電気的伝導性エレメント６４がケーブルの末端またはスタブ８４の上に配置され、ガイドチューブ４０を通じて挿入される。ＭＲデータは、スプレッダ４４において配置されたパッシブコイルエレメント６４と誘導的に結合された表面コイル７８を使用して取得される。さらに別の実施例においては、画像を取得するために、表面コイルまたは表面コイルアレイが、上記のデバイス上のコイルと組み合わされて利用され得る。もしくは、内部コイルを使用しない。表面コイルに係る画像は、粗い方向付けのための調査タイプの画像一式として働いてよい。一方、一旦デバイスが正しく位置決めされると、デバイスのコイルは、むしろ興味のある小さな視野を画像化するために適当に使用される。

ステップ９８においては、一つまたはそれ以上の再構成された画像に基づいて、健康管理開業医によって、チューブが位置決めされる。繰り返し取得される画像によるガイドの下で、生検針といった、手術器具が、チューブを通じて、前立腺におけるターゲットの中に挿入され、生検サンプルが採取される。例えば、健康管理開業医は、生検針をリブ４６の間に向けるように、または、スプレッダの切り欠き８６を通じて、直腸を通して前立腺の中に向けるようにチューブを位置決めする。カバー６０を伴うスプレッダに係る実施例においては、生検サンプルを採取するために、針はカバーを貫通する。

判断ステップ１００において、健康管理開業医は、画像撮影および追加の生検サンプルを採取するためにガイド及び/又は手術器具の位置決めを繰り返すことができる。健康管理開業医が、チューブ、及び/又は、インターベンションデバイス、及び/又は、手術器具を位置決めしている間に、システムは、ＭＲデータを取得して動画を再構成しているので、位置決めと画像撮影の順序は同時であってよい。健康管理開業医は、ＭＲデータ取得と画像再構成から分離して、生体組織検査を行う。

ステップ１０２において、スプレッダは、折りたたまれ、緊縮され、または、つぶされる。スプレッダのつぶしは、コントロールケーブル、スタブ、等を使用して、健康管理開業医によって実行される。ステップ１０４においてチューブが取り除かれると、スプレッダは、チューブを通じて取り出すことができ、または、チューブに取り付けられて留まってもよい。

図１４は、直腸内コイル１に係る一つの実施例を使用する別の方法のフローチャートである。ステップ９０においては、健康管理開業医によって、チューブが直腸の中に挿入される。ステップ９６においては、チューブまたは一つまたはそれ以上の電気的伝導性ループに備えられた分離したケーブルが、磁気共鳴信号を取得する。磁気共鳴信号は、一つまたはそれ以上の画像へと再構成される。ステップ９８においては、チューブが位置決めされ、手術器具及び/又はインターベンションデバイスを使用して、生体組織検査といった、インターベンションが実行される。判断ステップ１００に基づいて、追加画像の取得、および、生検の実行に係るステップが繰り返され得る。生検またはインターベンションが終了した後で、ステップ１０４において、チューブを含むローカル前立腺コイルが取り除かれる。

ここにおいて提示された説明的な実施例に関して、所定の構成及び/又は機能の特徴が、定められたエレメント及び/又はコンポーネントの中に組み入れられているものとして記述されていることが正しく理解されるべきである。しかしながら、これらの特徴は、また、同一または類似の利点に対して、好適な他のエレメント及び/又はコンポーネントの中に同様に組み込まれているものと考えられる。所望のアプリケーションに対して適切な他の代替的な実施例を達成するために、典型的な実施例に係る異なる態様が、好適であるとして選択的に使用され得ることも正しく理解されるべきである。態様に係るそれぞれの利点をそれによって実現する他の代替的な実施例は、その中に組み込まれている。

ここにおいて説明された所定のエレメントまたはコンポーネントは、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、または、それらの組み合わせを介して、その機能性を好適に実施させ得ることも、正しく理解されるべきである。加えて、一緒に組み込まれているものとしてここにおいて説明された所定のエレメントは、好適な環境下において、スタンドアロンなエレメントであるか、そうでなければ、分割されることが正しく理解されるべきである。同様に、一つの所定のエレメントによって実行されるものとして説明された複数の所定の機能性は、個々の機能性を個別に実行するように動作する複数の別個のエレメントによって実行されてよい。または、所定の個々の機能性は、分割され、協調している複数の別個のエレメントによって実行されてよい。代替的に、そうでなければ、ここにおいて、お互いに別個のものとして説明及び/又は示される、いくつかのエレメントまたはコンポーネントは、物理的または機能的に好適に組み合わされてよい。

つまり、本発明の仕様は、好ましい実施例に関して明らかにされてきた。本発明の明細書を読んで理解すれば、他人に対して変形および代替が生じるのが明らかである。全てのこうした変形および代替は、それが添付の特許請求の範囲内にあるか、それらの均等物である限り、本発明に含まれるものとして理解されるべきである。つまり、上記に開示された種々のもの、他の特徴と機能性、または、それらの代替は、多くの他の異なるシステムまたはアプリケーションの中に望ましくは結合されてよいことが正しく理解されるべきである。そして、また、種々の現在では予見できない、もしくは、予期しない代替、変形、変化、または、改善が、当業者によって後に行われ、同様に、以降の特許請求の範囲によって包含されるように意図されていることも、正しく理解されるべきである。

Claims (20)

1. 直腸の中に挿入するように構成されているチューブと、
   前記チューブの遠位端に位置し、かつ、前記チューブが挿入された後で周辺組織を圧迫するために機械的に拡張する、ように構成されているスプレッダと、
   前記チューブ、前記スプレッダ、および、隣接するチューブとスプレッダ、のうち少なくとも一つの上に配置されて、磁気共鳴データを取得するように調整された一つまたはそれ以上の電気的伝導性エレメントと、
   を含む、直腸内コイル。
2. 前記スプレッダは、さらに、
   つぶれた状態で前記チューブの一方の端にはり付けられるか、
   つぶれた状態でチューブを通じて挿入されるように構成されているか、
   のうち少なくとも一つである、
   請求項１に記載の直腸内コイル。
3. 前記スプレッダは、
   ボーデンケーブル、
   スタッブ、のうち少なくとも一つを使用して、
   機械的に拡張及び/又は緊縮される、
   請求項１または２に記載の直腸内コイル。
4. 前記スプレッダは、
   前記スプレッダの近位端および遠位端において接続された複数のリブを含む、
   請求項１乃至３いずれか一項に記載の直腸内コイル。
5. 前記直腸内コイルは、さらに、
   前記スプレッダをカバーし、かつ、前記スプレッダと供に拡張して、つぶれることなく手術器具によって機械的に貫通することができる表面を提供する、カバーと、
   を含む、請求項１乃至４いずれか一項に記載の直腸内コイル。
6. 前記一つまたはそれ以上の電気的伝導性エレメントは、
   前記スプレッダに統合されたもの、
   前記スプレッダに取り付けられたもの、および、
   前記スプレッダの前記カバーに取り付けられたもの、
   のうち少なくとも一である、
   請求項１乃至５いずれか一項に記載の直腸内コイル。
7. 前記スプレッダは、
   前記周辺組織を圧迫するためにほどかれるように構成されている、巻き付けられたストリップ材と、
   を含む、請求項１乃至６いずれか一項に記載の直腸内コイル。
8. 前記一つまたはそれ以上の電気的伝導性エレメントは、
   少なくとも一つの鳥かご型コイルとして構成されている、
   請求項１乃至７いずれか一項に記載の直腸内コイル。
9. 前記一つまたはそれ以上の電気的伝導性エレメントは、
   直交およびアレイのうち少なくとも一つにおいて動作するように構成されている複数の電気的伝導性ループを含んでいる、
   請求項１乃至８いずれか一項に記載の直腸内コイル。
10. 前記一つまたはそれ以上の伝導性エレメントは、
    傾斜した十文字パターンで前記チューブの周りを取り囲む２つの伝導性ループを含み、前記チューブが、垂直主要フィールドにおいて一般的に水平に配置された場合に、前記伝導性エレメントは直交して受信する、
    請求項１乃至９いずれか一項に記載の直腸内コイル。
11. 請求項１乃至１０いずれか一項に記載の直腸内コイルと、
    前記チューブの中に挿入されるように構成されている生検針とアブレーションプローブのうち少なくとも一つと、
    生検またはアブレーションのために組織の中に挿入される前記スプレッダと、
    を含む、直腸内手術装置。
12. 直腸内コイルを用いた画像撮影方法であって、
    直腸を通じてチューブを挿入するステップと、
    前記チューブの末端に配置された機械的に拡張されているスプレッダを含んでいる前記チューブを取り囲んでいる組織を圧迫するステップと、
    前記チューブ、前記スプレッダ、および、隣接するチューブまたはスプレッダ、のうち少なくとも一つの上に配置された一つまたはそれ以上の電気的伝導性エレメントを用いて、磁気共鳴データを取得するステップと、
    前記磁気共鳴データを画像へと再構成するステップと、
    を含む、方法。
13. 前記方法は、さらに、
    前記スプレッダを拡張した後で、前記チューブおよび前記スプレッダを通して手術器具を挿入するステップと、
    前記再構成された画像によってガイドされて、前記手術器具を用いて、前立腺組織の生検サンプルを採取するステップおよび前立腺組織をアブレーションするステップのうち一つのステップと、
    を含む、請求項１２に記載の方法。
14. 前記スプレッダは、カバーを含み、
    前記方法は、さらに、
    前記スプレッダの複数のリブの間に手術器具を挿入して、機械的に前記カバーを貫通するステップと、
    を含む、請求項１２または１３に記載の方法。
15. 前記方法は、さらに、
    前記直腸の中に前記チューブが挿入された後で、つぶれた状態の前記スプレッダを前記チューブを通じて挿入することによって前記スプレッダをロードするステップと、
    を含む、請求項１２乃至１４いずれか一項に記載の方法。
16. 前記方法は、さらに、
    前記スプレッダをつぶすステップと、
    を含む、請求項１２乃至１５いずれか一項に記載の方法。
17. 前記スプレッダは、前記スプレッダの近位端および遠位端において接続された複数のリブを含み、かつ、
    前記スプレッダを拡張するステップは、
    前記スプレッダの前記近位端および前記遠位端を一緒に近くに移動して、前記複数のリブを外側に曲げる段階、を含む、
    請求項１２乃至１６いずれか一項に記載の方法。
18. 前記スプレッダは、巻き付けられたストリップ材と、を含み、かつ、
    前記スプレッダを拡張するステップは、
    前記巻き付けられたストリップ材をほどく段階、を含む、
    請求項１２乃至１７いずれか一項に記載の方法。
19. 前記一つまたはそれ以上の電気的伝導性エレメントは、傾斜した十文字パターンで前記チューブの周りを取り囲む電気的伝導性ループを含み、
    前記方法は、さらに、
    前記チューブを垂直主要フィールドにおいて一般的に水平に配置するステップを含み、かつ、
    前記取得するステップは、前記伝導性エレメントと直交して前記共鳴データを取得する段階、を含む、
    請求項１２乃至１８いずれか一項に記載の方法。
20. 直腸を通じて挿入することができるチューブと、
    前記チューブ状に配置され、かつ、磁気共鳴データを取得するように調整された一つまたはそれ以上の電気的伝導性エレメントと、を含み、
    電気的伝導性エレメントは、
    水平主要フィールドにおいてＭＲデータを直交に受信するように構成されているサドルコイル、および、
    傾斜した十文字パターンで前記チューブの周りを取り囲む伝導性ループであり、垂直主要フィールドにおいてＭＲデータを直交に受信する伝導性ループ、
    のうち一つの形状である、
    直腸内前立腺コイル。

Images