JP2018500984A - 改善されたｍｒｉ安全性のためのケーブルループ検知機構 - Google Patents

Abstract

以下は、概して、磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）装置を動作させつつ、患者の安全を確保することに関する。多くのＭＲＩシステムは、信号を搬送する光ファイバケーブルと、他の信号を搬送する導電性ケーブルと、及び電磁場を作り出す高周波（ＲＦ）コイルとを使用して動作する。典型的には、導電性ケーブル及びＲＦコイルは、患者に害を加えるような形態で相互干渉することはない。しかしながら、特定の形状及び／又は長さのケーブルは、ＲＦコイルによって誘起されるＲＦ電流の集中傾向を増加させる「共鳴」現象を呈する。これはケーブル又はＭＲＩシステム内の他のコンポーネントの温度を増加させる場合があり、患者を害することにつながる。本明細書において開示される方法は、光ファイバケーブルの形状を感知し、光ファイバケーブルが共鳴を呈するか否かを判定することによって、このことに関する解決を提供する。もしも共鳴が潜在的に起こり得ると判定されたなら、警報が生成され得、又は高周波増幅器が連動され得る。

Description

以下は、概して、磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）と、ローカルな高周波（ＲＦ）コイル及びＭＲ適合心電計器具などの補助的なコンポーネントとに関する。

磁気共鳴（ＭＲ）システムは、高周波（ＲＦ）パルスを使用してＭＲ信号を作り出す。このＲＦエネルギーは、送達ＲＦコイルから自由空間を通って患者に送達される。導電性材料がＲＦ場に置かれると、過加熱及び組織損傷を引き起こすほどの電流の集中が生じる場合がある。患者は、例えば心電図記録法（ＥＣＧ）の電極が装着されたポイントにおいて、やけどをする場合がある。

エネルギーがオープンスペースを横切り、絶縁体を通って送達され得るのが、高周波電磁場の性質である。従って、注意深く設計された電流路を具備するデバイスだけが、ＭＲ処置の間に安全に使用され得る。いくつかのデバイスに対しては、単に導電性材料（例えば、ワイヤ又はリード線）を絶縁したり、導電性材料を患者から離間させたりするだけでは、過加熱又はやけどの発生を防止するには不十分な場合がある。

可撓性の導電性ケーブルは、ケーブルが偶発的にどのような配置になるかによって、ＲＦ共鳴ループが形成され得るので、固有の問題を提示する。例えば、心電計（ＥＣＧ）電極ワイヤはループを作る場合があり、このループは、ループサイズ（例えば、外周又周辺長）及びＲＦ電場ベクトルに対する向きによっては、ＭＲ共鳴周波数において共鳴する場合がある。共鳴ループがこのように形成された場合、高電流が、ＥＣＧ電極ワイヤに誘起され得、このワイヤは撮像被験体に接しているため、結果的にやけどを引き起こす場合がある。面ＲＦコイルが撮像被験体上に、又は撮像被験体に近接近して置かれた場合にも、同様の問題が起こる場合がある。

導電性ケーブルはＭＲボアの内部に位置するので、ＭＲ技師からは容易には見えず、潜在的な共鳴ループは目視では容易には検知できない。もしも技師がこのような問題を撮像セッションの準備中に探したとしても、患者の動きによって、撮像セッション中に共鳴ループが結果的に形成される場合がある。更には、典型的には、所与のループがＭＲ周波数において共鳴するか否かを技師が視覚的に特定するための手段はない。

一態様によると、磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）システムは、ケーブル束であって、導電性ケーブルと、導電性ケーブルと一緒に束ねられてケーブル束を形成する多芯光ファイバとを含む、ケーブル束と、ケーブル束の導電性ケーブルに接続された電気コンポーネントと、ケーブル束の多芯光ファイバに光学的に結合され、多芯光ファイバ内に注入された光の反射率を測定し、反射率測定に基づいてケーブル束の形状を計算するように構成されたファイバ形状読み取りデバイスと、導電性ケーブルとともに束ねられた多芯光ファイバに対して計算された形状に基づいて、磁気共鳴周波数において潜在的に共鳴する導電性ケーブルの部分を検知するように構成されたプロセッサと、を含む。ファイバ形状読み取りデバイスは、反射率測定に基づいて、多芯光ファイバの芯における光学長の変化を検知することと、検知された光学長の変化に基づいて、多芯光ファイバ上のあるポイントにおける角度又は方向を判定することと、を備える方法を実行することによってケーブル束の形状を計算する。プロセッサは、磁気共鳴周波数において潜在的に共鳴する導電性ケーブルにおけるループを検知するように構成される。ループは、例えば、導電性ケーブルとともに束ねられた多芯光ファイバに対して計算された形状の交差ポイントを検知することによって検知される。ＭＲＩシステムは、磁気共鳴スキャナであって、ケーブル束の少なくとも一部がその検査領域内に配置されている磁気共鳴スキャナを更に備える。電気コンポーネントは、高周波（ＲＦ）コイルを備えるケーブル束の導電性ケーブルに接続される。磁気共鳴周波数において潜在的に共鳴する導電性ケーブルの部分を検知したときにプロセッサによって作動させられるように、警報器が接続される。ＭＲＩシステムは、高周波励起コイルと、高周波励起コイルに高周波パルスを出力させるように動作可能に接続された高周波増幅器とを更に備え、プロセッサは、磁気共鳴周波数において潜在的に共鳴する導電性ケーブルの部分を検知したときに高周波増幅器を連動させるように更に構成される。

別の態様によると、システムは、磁気共鳴スキャナであって、その検査領域に配置された被験体の磁気共鳴画像を取得するために、磁気共鳴周波数において動作するように構成された磁気共鳴スキャナと、少なくとも部分的に磁気共鳴スキャナの検査領域内に配置されたケーブル束であって、導電性ケーブルと、導電性ケーブルと一緒に束ねられてケーブル束を形成する多芯光ファイバとを含む、ケーブル束と、多芯光ファイバ内に注入された光の反射率を測定し、反射率測定に基づいて、磁気共鳴スキャナの検査領域の内側に配置されたケーブル束の形状を判定するように構成されたファイバ形状読み取りデバイスと、ケーブル束の形状に基づいて、導電性ケーブルにおけるループを検知するようにプログラムされたプロセッサと、を含む。

別の態様によると、直前の段落において述べられたシステムにおいて、ファイバ形状読み取りデバイスは、電子データ処理デバイスであって、測定された反射率に基づいて、多芯光ファイバ上のあるポイントまでの多芯光ファイバの芯における光学長の変化を計算し、計算された光学長の変化に基づいて、多芯光ファイバ上のそのポイントにおける場所又は方向を判定するように任意選択的にプログラムされた電子データ処理デバイスを含む。プロセッサは、磁気共鳴周波数における共鳴に関して、導電性ケーブルにおける検知されたループを分析するように更にプログラムされる。システムは、磁気共鳴スキャナの検査領域の内側に配置された導電性ケーブルの端部に接続された高周波コイル又は心電計電極を更に含む。システムは、警報器を更に含んでよい。プロセッサは、導電性ケーブルにおけるループを検知したときに、高周波励起コイル内の電流を遮断するように更に構成される。システムは、警報器又は高周波励起連動装置を更に含み、プロセッサは、導電性ケーブルにおける検知されたループを分析し、検知されたループが磁気共鳴周波数において潜在的に共鳴することを分析が示すならば、警報器又は高周波励起連動装置を作動させるように更に構成される。

別の態様によると、ＲＦコイルによって生成された高周波（ＲＦ）パルスを撮像被験体に印加するステップと、導電性ケーブルとともに束ねられ、印加されたＲＦパルスに晒される多芯光ファイバの形状を、形状センサによって判定するステップと、多芯光ファイバの形状に基づいて、導電性ケーブルの一部分がＲＦパルスの周波数において共鳴するか否かを判定するステップと、を含む方法が提供される。形状センサは、多芯光ファイバ内に注入された光の反射率を計測するステップと、測定された反射率に基づいて、多芯光ファイバに沿った連続的なポイントにおける多芯光ファイバの芯における光学長の変化を検知するステップと、検知された光学長の変化に基づいて、多芯光ファイバに沿った連続的なポイントにおける多芯光ファイバの場所又は方向を判定するステップと、を含む動作によって、多芯光ファイバの形状を計算する。多芯光ファイバは撮像被験体と接触してよく、方法は、多芯光ファイバの形状の経時的変化に基づいて、撮像被験体の運動を判定するステップを更に含む。方法は、形状センサによって集められた情報に基づいて、患者の運動信号を判定するステップと、運動信号に基づいて、鎮静状態の深さ又は患者の苦痛レベルを判定するステップと、を更に含む。

利点の１つは、ＭＲスキャナの検査領域内に配置された可撓性の導電性ケーブルの形状をリアルタイムに監視することにある。

別の利点は、患者のやけどを、発生前に防止することにある。例えば、導電性ケーブルの形状がケーブル内で共鳴を生じさせ得ることが検知されると、そのような患者のやけどの発生前に、ＭＲＩシステムがシャットダウンされ（又はＲＦ放出が停止され）得る。

他の利点は、本開示を読み、理解することによって当業者には明らかになるであろう。

本発明は、様々なコンポーネント及びコンポーネントの配置、並びに様々なステップ及びステップの配置の形態を取ることができる。図面は、単に好ましい実施形態を例示することを目的とするものであり、本発明を限定するものと解釈されるべきではない。

実施形態におけるＭＲＩシステムを図式的に示す図である。 実施形態に従ったフローチャートである。

図１を参照すると、図式的に示されたＭＲＩシステム１０は、スキャナボア２（又は、より一般的には、スキャナ検査領域２であり、オープンボアＭＲスキャナでは完全に閉塞されたボアでなくてよい）を画定するスキャナ筐体１（例示的な実施形態においては円柱状であり、選択された内部コンポーネントを明らかにするために側部断面図で図示されている）を含むＭＲＩスキャナ１２を含む。スキャナ筐体１は、典型的にはＢ_０として表される静磁場を生成するメイン磁石３を収容し、例えば３テスラＭＲスキャナの場合はＢ_０＝３Ｔである。磁場勾配コイル４は、磁気共鳴を空間的にエンコードするため、磁気共鳴を損なうため、又は他の機能を実行するために、磁場勾配を検査領域２内の静的場に重畳する。１つ又は複数の高周波（ＲＦ）コイル５、６は、磁気共鳴励起を提供し、励起された磁気共鳴を検知する。例示的な実施形態において、スキャナ筐体１内に取り付けられた全身ＲＦコイル５がＲＦ励起コイルとして機能し、ローカルコイル６（又は、いくつかの場合においては、ローカルコイルのアレイ）は、磁気共鳴励起を受信する。励起コイル５はＲＦ増幅器７によって駆動され、ＲＦ受信機８は受信コイル６に接続されて、ＭＲ信号を受信し、受信したＭＲ信号の復調及び更なる処理を行う。メイン磁石３は、典型的には、超電導磁石であり（しかしながら、常電導メイン磁石を用いるＭＲスキャナもある）、起動時の過渡状態を最小化するために、スキャナのシャットダウン／メンテナンスの間を除いて、典型的にはオンのままである。人間の医学的患者、獣医学的被験体、無生物の被験体（例えば、考古学的なミイラ）などの撮像被験体は、好適な被験体支持寝台９などを介して検査領域２に搬入される。撮像スキャン中に、ＲＦ増幅器７は、磁気共鳴周波数においてＲＦパルス（又はパルスパケット）を励起コイル５に印加して磁気共鳴を励起する。励起された磁気共鳴を空間的に限定するために並びに／又は周波数エンコード及び／若しくは位相エンコードするために、ＲＦパルスの印加よりも既定の時間だけ前に、ＲＦパルスの印加中に、又はＲＦパルスの印加後に勾配コイル４によって磁場勾配がｘ、ｙ、ｚ又は他の方向に印加され、ＲＦ受信コイル６及びＲＦ受信機８は、ＭＲ信号の受信、復調、及び更なる処理を行う。図式的な図１においては、磁場勾配増幅器、ＭＲ制御器、極低温装置（磁石３が超電導である場合）、心電計（ＥＣＧ）器具及びボア２内に延在して患者に接触する関連する電極リード線などの任意選択的な患者の生理学的監視コンポーネントなど、従来のＭＲシステムの数多くのコンポーネントが省略されていることは理解されよう。ＭＲスキャナ１２は単なる例示であり、より一般的には、ＭＲスキャナは、（図示されている）水平クローズドボアＭＲスキャナ、又は（水平又は垂直）オープンボアスキャナなどであってよいことを、更に理解されたい。更なる例示として、ＭＲスキャナは、例えば、（Ｋｏｎｉｎｋｌｉｊｋｅ Ｐｈｉｌｉｐｓ Ｎ．Ｖ．、Ｅｉｎｄｈｏｖｅｎ、ｔｈｅ Ｎｅｔｈｅｒｌａｎｄｓから入手可能な）Ｐｈｉｌｉｐｓ Ｉｎｇｅｎｉａ（商標）、Ａｃｈｉｅｖａ（商標）、Ｍｕｌｔｉｖａ（商標）、Ｓｏｎａｌｌｅｖｅ（商標）、又は他のＭＲスキャナであってよい。

様々な可撓性の導電性ケーブルが、様々な目的で、ＭＲスキャナ１２の検査領域２内に延在する。本明細書において開示されるように、共鳴ループの形成によって誘起された電流をケーブルがピックアップした場合に被験体に対して（又は場合によっては設備に対して）脅威を与え得る各ケーブルのために、共鳴ループ検知器が設けられる。示された例において、例示的な共鳴ループ検知器は、例示的な受信コイル６に接続する導電性ケーブル２２とともに束ねられた光ファイバケーブル１４（又は、多芯光ファイバケーブル１４）を備える。多芯光ファイバ１４及び可撓性の導電性ケーブル２２は、例えばケーブルタイ（不図示）によって、一緒に束ねられ、多芯光ファイバ１４及び可撓性の導電性ケーブル２２は、ケーブル束が動いたときに（実用的な目的で）同一の形状を維持する。例えば、例示的なケーブルループ２３は、光ファイバ１４及び導電性ケーブル２２のどちらにも存在する。というのは、この２つは一緒に束ねられているからである。例示のために、光ファイバケーブル１４は破線で示され、導電性ケーブル２２は実線で示されている。光ファイバケーブル１４及び導電性ケーブル２２は、ＭＲスキャナ１２の検査領域２の内部に位置する導電性ケーブル２２の部分においてのみ一緒に束ねられる必要があり、というのは、導電性ケーブル２２のその部分だけがＲＦ誘起電流形成がされやすいからである。従って、検査領域２の外側に延在し、ＲＦ受信機８まで延びる導電性ケーブル２２の部分は、光ファイバ１４とともに束ねられない。

特定の形状及び／又は長さのケーブルは、そのＲＦ電流の集中傾向を増加させる「共鳴」現象を呈する。典型的なＭＲＩシステムの動作周波数において、数十センチメートルのサイズの導電性ループが問題となる場合があり、従って、ＲＦ電流を制限するために高インピーダンス技術が使用されている場合でも回避されるべきである。絶縁材によって離間された小さなギャップを含むループでさえも、やはり電流を導通し、やけどにつながる場合がある。従って、ケーブルと送達ＲＦコイルとが一緒に近くに置かれると（接触や交差がなくとも）容量結合されて共鳴ループを形成する場合があるので、導電性材料の互いに対する近接近さえも回避されるべきである。本明細書において説明される手法は、このような接触又は近接近の検知及び防止を可能とし、従って、やけどを誘起するケーブルループのリスクをなくすことによって、ＭＲ環境における監視をより安全なものとする。

引き続き図１を参照すると、患者を保護するこのような手法の１つは、光ファイバケーブルの形状を判定し、判定された形状に基づいて、導電性ケーブルにおいて共鳴が潜在的に起こり得るか否かを判定し、もしも共鳴が潜在的に起こり得るなら警報を発することである。ＭＲＩシステムにおいて、共鳴が起こると判定されたなら、ＲＦコイルのパルスを停止すること、又は導電性ケーブル内に流れる電流を停止することも有益である。

任意選択的に、このケーブル監視システムは、患者の動きを監視するために、追加的に使用され得る。これは、導電性ケーブル２２とともに束ねられた光ファイバ１４が、呼吸、息こらえ又は他の運動が、追加的な生理学的センサなしに追跡可能な光ファイバ１４の対応する動きを生じさせるように患者に配置された場合に可能となる。鎮静状態の深さは、これらの運動信号から潜在的に導出され得、患者の苦痛も同様である。加えて、呼吸速度及び息こらえは、これらの信号から判定できる。これらの機能を画像の運動補正に使用することも可能である。

例示的なケーブル形状測定デバイスは、２０１１年５月１２日に公開されたＦｒｏｇｇａｔｔらによる米国特許出願公開第２０１１／０１０９８９８Ａ１号に説明されているように動作し、これは本明細書にその全体が参照によって組み込まれる。例示的なケーブル形状測定デバイスは、多芯光ファイバ１４と、ファイバ形状読み取りデバイス３０とを含む。この手法において、多芯光ファイバ１４のコアのコア間の間隔は、多芯ファイバ１４のどの断面においても一定であると仮定され、これは（例として）コアがガラス又は高分子マトリクス内に埋め込まれた多芯ファイバにおいても当てはまる。結果として、ファイバ１４のいかなる捩れ又は湾曲も、長さに沿ったコアの伸長又は圧縮によって吸収される。例えば、ファイバ１４の屈曲において、屈曲に順応するために、屈曲の「内側」の１つ又は複数のコアは圧縮され、屈曲の「外側」の１つ又は複数のコアは引き伸ばされる。米国特許出願公開第２０１１／０１０９８９８Ａ１号に説明されているように、光周波数領域反射測定（ＯＦＤＲ）などの技術が、多芯光ファイバ内に注入された光の反射率を測定し、反射率測定に基づいて、光ファイバ１４の各コアの全長に沿った連続的な小さな（すなわち、擬似微分（ｑｕａｓｉ−ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ））セグメントのコア長の変化を判定するために使用され得る。ファイバ１４に沿った任意の位置におけるファイバの角度又は方向は、コアの長さの変化をその位置まで加算することに基づいて取得される。この形状測定を実施するために、ファイバ形状読み取りデバイス３０は、例えば、多芯光ファイバ１４に入力する波長可変レーザ又は他の調整可能な光源と、ＯＦＤＲ測定を実行する光学干渉計と、ファイバコア長の変化及び関連するファイバの角度又は方向の変化を計算及び合算してファイバ形状を生成するようにプログラムされた電子データ処理デバイスと、を好適に含む。読み取りデバイス３０から出力されたファイバ形状は、例えば、各項目がフィールド（ｄ_ｉ、ｘ_ｉ、ｙ_ｉ、ｚ_ｉ）を含む項目のテーブルとして形式化されてよく、ここで、ｄ_ｉは、基準ポイント（ファイバ１４が読み取りデバイス３０に接続するポイントなど）からの距離ｄ_ｉとして測定された光ファイバ１４に沿った場所を指し、座標（ｘ_ｉ、ｙ_ｉ、ｚ_ｉ）は、ファイバ１４に沿ったその位置の空間的座標である。

引き続き図１を参照すると、形状センサ１４、３０から取得される情報から、ケーブルループ検知器４０は、光ファイバ１４に沿って（故に、束ねられた導電性ケーブル２２にも沿って）存在する任意のループを特定する。例えば、ケーブルループ検知器４０は、例示的なループ２３を検知する。任意選択的に、共鳴分析器４２は、任意の検知されたループを分析して、ループの外周若しくは長さ及び／又は直径を判定し、導電性ケーブル２２におけるループが磁気共鳴周波数において共鳴するか否かを推定する。光ファイバと導電性ケーブルとは一緒に束ねられているので、光ファイバケーブル１４の形状は、束ねられた導電性ケーブルの形状の計算に使用される。もしも潜在的な共鳴ループが検知されたなら、安全警報器及び／又は連動装置４４が始動されて、ＭＲ技師に潜在的な問題を報知し、及び／又は、例えばＲＦ増幅器７を連動させることによってＲＦ励起を自動的に停止する。図１に示されるように、ケーブルループ検知器４０及び任意選択的な共鳴分析器４２は、形状測定デバイス１４、３０の読み取りデバイス３０から出力されたファイバ形状を処理してループを検知するようにプログラムされたコンピュータ４６によって好適に実現される。いくつかの実施形態において、コンピュータ４６は、ＭＲスキャナ１２を制御するＭＲ制御器を実現するようにプログラムされる。いくつかの実施形態において、ファイバ形状読み取りデバイス３０の任意のデータ処理コンポーネントも同様に、任意選択的にコンピュータ４６によって実現される。警報器４４は、もしも設けられるなら、例えば、コンピュータ４６の表示コンポーネント４８に表示される警報テキストとして（場合によっては強調されたやり方によって、例えば、点滅表示、太字の赤いフォントによる表示などによって）、音声警報として（好ましくは警報テキストの表示とともに）、など様々に具現化される。ケーブル形状は形状検知器１４、３０から入手されるので、いくつかの実施形態においては、表示コンポーネント４８にケーブル形状の３次元的描画を表示することが想定される。連動装置４４は、もしも設けられるなら、コンピュータ４６からＲＦ増幅器７に（例えば、デジタルケーブル、専用アナログ線などを介して）送達されるデジタル又はアナログ制御信号として実現される。

ケーブルループ検知器４０がケーブルループを検知し得る様々なやり方がある。例えば、そのようなやり方の１つは、ｄ_１からｄ_ｎの範囲のケーブル上のポイントのセットを集めることであろう。隣接する２つの各ポイントｄ_ｉ、ｄ_ｉ＋１は距離ｄ_ｉ＋１−ｄ_ｉだけ離間しており、各ポイントは、関連する座標セット、すなわちポイントｄ_ｉは（ｘ_ｉ、ｙ_ｉ、ｚ_ｉ）を、ポイントｄ_ｉ＋１は（ｘ_ｉ＋１、ｙ_ｉ＋１、ｚ_ｉ＋１）を有する。ケーブルがループを形成している場合、ケーブルは必然的に自身と「交差」する。この交差ポイントは、２つのポイントｄ_ａ及びｄ_ｂとして認識され得、距離ｄ_ｂ−ｄ_ａは共鳴する可能性のあるループを規定するのに十分な程度に大きく、それぞれの座標は十分に近接しており、例えば、離間距離

が、絶縁材又は小さな空隙を横切る誘導結合によるループ形成を考慮するように選ばれた指定閾値Ｔよりも小さくなる程度に近接している。

図２を参照すると、ケーブルループ検知器４０及び任意選択的な共鳴分析器４２によって実行される好適なプロセスが説明される。プロセスは、形状検知器１４、３０によって出力された検知されたケーブル形状５０に対して行われる。動作Ｓ１において、ケーブルに沿った場所ｄ_ａから開始して、ｄ_ｂ−ｄ_ａがいくつかの最小閾値よりも大きくなる各ポイントｄ_ｂが、交差

を求めて探索される。最小閾値は、少なくとも、ｄ_ｂ−ｄ_ａ＞Ｔとなるように選択される（さもないと、ケーブルのまっすぐな部分が誤って「ループ」として検知されよう）。いくつかの実施形態において、小さすぎて磁気共鳴周波数において共鳴しない小さなケーブルループを検知することを回避するために、最小閾値はより大きくなるように選択される。動作Ｓ１は、図１のケーブルループ検知器４０によって好適に実行される。

もしもケーブルループが検知されたなら、図２の動作Ｓ２において、共鳴分析器４２は、ループの周辺長をｄ_ｂ−ｄ_ａとして判定し、決定Ｓ３において、共鳴分析器４２はケーブルループが共鳴するか否かを判定する。概して、もしもループの周辺長が磁気共鳴周波数５２において定常波を維持し得るようなものであるなら、共鳴条件が満たされている。もしも共鳴ループが判定されたなら、動作Ｓ４において、警報器又は連動装置４４が作動させられる。もしもループが共鳴しないと判定されたなら、プロセスはＳ５に進み、次のループが特定される。

既に述べたように、共鳴分析器４２及び対応する動作Ｓ２、Ｓ３は、任意選択的に省略される。概して、所与のケーブルループが磁気共鳴周波数において共鳴する見込みが高いかどうかの判定は困難なものであり得る。もしも交差が正確でないなら（つまり、絶縁材又は空隙によりいくらかの有限の隙間があるために、

が閾値Ｔよりも小さいが厳密にゼロではないなら）、隙間によってループに電気容量要素が導入され、共鳴条件は、ループの周辺長とこの電気容量の値との両者に依存する。しかしながら、電気容量は、隙間材料（これは様々な割合の空気及び／又は絶縁材であり得る）の誘導率にも依存する。更に又、正確な共鳴周波数は、印加された磁場勾配に依存し得る。それ故、いくつかの実施形態において、共鳴分析器４２は省略され、代わりにケーブルループ検知器４０が、間隔Ｌ_ｍｉｎ＜（ｄ_ｂ−ｄ_ａ）＜Ｌ_ｍａｘで動作する。ここで、限界点Ｌ_ｍｉｎ及びＬ_ｍａｘは、共鳴する可能性のある任意の周辺長のループを検知するように選択される（例えば、およそ数十センチメートルのループに対する共鳴条件が期待されるなら、Ｌ_ｍｉｎは約１０ｃｍ、Ｌ_ｍａｘは約１００ｃｍが適切であり得る）。このような手法は、おそらく過度に包括的である（ｏｖｅｒｉｎｃｌｕｓｉｖｅ）が（つまり、共鳴条件を比較的大きく逸脱したケーブルループを検知する場合がある）、ループはいったん形成されると、そのサイズが被験体の運動によって急速に変化し得るため、このような過度の包括性は、更なる安全性を提供するために有益であり得る。

検査領域２の十分に外側に、つまり励起コイル５がＲＦパルスを印加する空間の外側に位置する任意のケーブルループは、誘起される電流の源にはなり得ない。それ故、変形実施形態において、ケーブル形状検知器１４、３０によって出力されたケーブル形状の座標は、ＭＲスキャナ１２の座標系によって登録され、ケーブルループ検知器４０は、ＲＦ励起領域の内側に位置するケーブルの部分のみを処理する。更に有利なことには、被験体のＭＲ画像は、共通の座標系においてケーブル形状とともに空間的に登録され得、これは、ケーブル２２と撮像被験体との間に形成された潜在的な共鳴ループを特定するために使用され得る。

概して、光ファイバ位置監視束（例えば、多芯光ファイバ１４）は、ＭＲ環境での使用のための任意の可撓性の導電性ケーブルに装着され得る。このケーブル束は、好ましくは、ＭＲ適合性及び生体適合性を有する材料から作られる。例えば、多芯光ファイバは、ローカルなＲＦコイルケーブルに（図示されるように）接続され得、又はＥＣＧ電極ワイヤなどに接続され得る。ケーブルタイなどによって光ファイバ／導電性ケーブル束を形成する代わりに、例えば光ファイバ及び導電性ケーブルの両方を収容するケーブル導管を設けることによって又は光ファイバ及び導電性ケーブルのための共通の外装を設けることによって、束をより一体的に形成することも、想定される。

単一の位置検知システムを使用して患者ケーブルをアンビリカル（ｕｍｂｉｌｉｃａｌ）に束ねることが可能である。もしも２つ（又はそれ以上の）導電性ケーブルの形状がそれぞれの束ねられた多芯光ファイバを使用して監視されるならば、異なるケーブルの間に形成される潜在的な共鳴ループも、やはり交差ポイントを検知し、周辺長を判定することによって検知され得る。

本明細書において開示される患者保護技術は、開示された技術を実行するために（コンピュータ４６などの）電子データ処理デバイスによって読み取り及び実行可能な命令を記憶する非一時的な記憶媒体によって具現化されてよいことが更に理解されよう。このような非一時的な記憶媒体は、ハードドライブ又は他の磁気記憶媒体、光ディスク又は他の光学的記憶媒体、ＲＡＩＤディスアレイなどのクラウドベースの記憶媒体、フラッシュメモリ又は他の不揮発性電子記憶媒体などを含んでよい。

当然のことであるが、前記の説明を読み、理解することで、当業者には修正及び変更が思いつくであろう。このような修正及び変更が添付の特許請求の範囲又はその均等物の範囲内にある限り、本発明は全てのこのような修正及び変更を含むものとして解釈されることが意図される。

Claims (22)

1. ケーブル束であって、導電性ケーブルと、前記導電性ケーブルと一緒に束ねられて当該ケーブル束を形成する多芯光ファイバとを含む、ケーブル束と、
   前記ケーブル束の前記導電性ケーブルに接続された電気コンポーネントと、
   前記ケーブル束の前記多芯光ファイバに光学的に結合され、前記多芯光ファイバ内に注入された光の反射率を測定し、前記反射率の測定に基づいて前記ケーブル束の形状を計算するファイバ形状読み取りデバイスと、
   前記導電性ケーブルとともに束ねられた前記多芯光ファイバに対して計算された前記形状に基づいて、磁気共鳴周波数において潜在的に共鳴する前記導電性ケーブルの部分を検知するプロセッサと、を含む、磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）システム。
2. 前記ファイバ形状読み取りデバイスは、
   前記反射率の測定に基づいて、前記多芯光ファイバの芯における光学長の変化を検知することと、
   検知された前記光学長の変化に基づいて、前記多芯光ファイバ上のあるポイントにおける角度又は方向を判定することとによってケーブル束の形状を計算する、請求項１に記載のＭＲＩシステム。
3. 前記プロセッサは、前記磁気共鳴周波数において潜在的に共鳴する前記導電性ケーブルにおけるループを検知する、請求項１又は２に記載のＭＲＩシステム。
4. 前記プロセッサは、前記導電性ケーブルにおける前記ループを、前記導電性ケーブルとともに束ねられた前記多芯光ファイバに対して計算された前記形状の交差ポイントを検知することによって検知する、請求項３に記載のＭＲＩシステム。
5. 前記ケーブル束の少なくとも一部が磁気共鳴スキャナの検査領域内に配置されている、当該磁気共鳴スキャナを更に備える、請求項１乃至４の何れか一項に記載のＭＲＩシステム。
6. 前記ケーブル束の前記導電性ケーブルに接続される前記電気コンポーネントは、高周波（ＲＦ）コイルを備える、請求項１乃至４の何れか一項に記載のＭＲＩシステム。
7. 前記磁気共鳴周波数において潜在的に共鳴する前記導電性ケーブルの部分を検知したときに前記プロセッサによって作動させられるように接続される警報器を更に備える、請求項１乃至６の何れか一項に記載のＭＲＩシステム。
8. 高周波励起コイルと、
   前記高周波励起コイルに高周波（ＲＦ）パルスを出力させるように動作可能に接続された高周波増幅器と、を更に備え、
   前記プロセッサは更に、前記磁気共鳴周波数において潜在的に共鳴する前記導電性ケーブルの部分を検知したときに前記高周波増幅器を連動させる、請求項１乃至６の何れか一項に記載のＭＲＩシステム。
9. 磁気共鳴スキャナの検査領域に配置された被験体の磁気共鳴画像を取得するために、磁気共鳴周波数において動作する当該磁気共鳴スキャナと、
   少なくとも部分的に前記磁気共鳴スキャナの前記検査領域内に配置されたケーブル束であって、導電性ケーブルと、前記導電性ケーブルと一緒に束ねられて当該ケーブル束を形成する多芯光ファイバとを含む、ケーブル束と、
   前記多芯光ファイバ内に注入された光の反射率を測定し、前記反射率の測定に基づいて、前記磁気共鳴スキャナの前記検査領域の内側に配置された前記ケーブル束の形状を判定するファイバ形状読み取りデバイスと、
   前記ケーブル束の前記形状に基づいて、前記導電性ケーブルにおけるループを検知するようにプログラムされたプロセッサと、を含む、システム。
10. 前記ファイバ形状読み取りデバイスは、電子データ処理デバイスであって、
    測定された前記反射率に基づいて、前記多芯光ファイバ上のあるポイントまでの多芯光ファイバの芯における光学長の変化を計算し、
    計算された前記光学長の変化に基づいて、前記多芯光ファイバ上のあるポイントにおける場所又は方向を判定するようにプログラムされた電子データ処理デバイス、を含む、請求項９に記載のシステム。
11. 前記プロセッサは、前記磁気共鳴周波数における共鳴に関して、前記導電性ケーブルにおける検知された前記ループを分析するように更にプログラムされる、請求項９又は１０に記載のシステム。
12. 前記磁気共鳴スキャナの前記検査領域の内側に配置された導電性ケーブルの端部に接続された高周波コイル又は心電計電極を更に含む、請求項９乃至１１の何れか一項に記載のシステム。
13. 前記プロセッサが前記導電性ケーブルにおいて前記ループを検知した場合にアラームが生成される警報器を更に含む、請求項９乃至１２の何れか一項に記載のシステム。
14. 前記プロセッサは更に、前記導電性ケーブルにおける前記ループを検知したときに、高周波励起コイル内の電流を遮断する、請求項９乃至１３の何れか一項に記載のシステム。
15. 警報器又は高周波励起連動装置を更に含むシステムであって、前記プロセッサは更に、前記導電性ケーブルにおける検知された前記ループを分析し、検知された前記ループが前記磁気共鳴周波数において潜在的に共鳴することを前記分析が示す場合、前記警報器又は前記高周波励起連動装置を作動させる、請求項９乃至１４の何れか一項に記載のシステム。
16. 高周波（ＲＦ）コイルによって生成されたＲＦパルスを撮像被験体に印加するステップと、
    導電性ケーブルとともに束ねられ、印加された前記ＲＦパルスに晒される多芯光ファイバの形状を、形状センサによって判定するステップと、
    前記多芯光ファイバの前記形状に基づいて、前記導電性ケーブルの一部分が前記ＲＦパルスの周波数において共鳴するか否かを判定するステップと、を含む、方法。
17. 前記形状センサは、
    前記多芯光ファイバ内に注入された光の反射率を測定するステップと、
    測定された前記反射率に基づいて、前記多芯光ファイバに沿った連続的なポイントにおける前記多芯光ファイバの芯における光学長の変化を検知するステップと、
    検知された前記光学長の変化に基づいて、前記多芯光ファイバに沿った前記連続的なポイントにおける前記多芯光ファイバの場所又は方向を判定するステップと、を含む動作によって、前記多芯光ファイバの形状を計算する、請求項１６に記載の方法。
18. 前記多芯光ファイバは、前記撮像被験体と接触し、前記方法は、前記多芯光ファイバの形状の経時的変化に基づいて、前記撮像被験体の運動を判定するステップを更に含む、請求項１６又は１７に記載の方法。
19. 前記形状センサによって集められた情報に基づいて、患者の運動信号を判定するステップと、
    前記運動信号に基づいて、鎮静状態の深さを判定するステップと、を更に含む、請求項１６乃至１８の何れか一項に記載の方法。
20. 前記形状センサによって集められた情報に基づいて、患者の運動信号を判定するステップと、
    前記運動信号に基づいて、患者の苦痛レベルを判定するステップと、を更に含む、請求項１６乃至１８の何れか一項に記載の方法。
21. 前記形状センサによって集められた情報に基づいて、患者の運動信号を判定するステップと、
    前記運動信号に基づいて、呼吸速度を判定するステップと、を更に含む、請求項１６乃至１８の何れか一項に記載の方法。
22. 前記形状センサによって集められた情報に基づいて、患者の運動信号を判定するステップと、
    前記運動信号に基づいて、息こらえを判定するステップと、を更に含む、請求項１６乃至１８の何れか一項に記載の方法。

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