JP2575398B2 - Nmr計測用アンテナ装置 - Google Patents

Nmr計測用アンテナ装置

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JP2575398B2 JP62199395A JP19939587A JP2575398B2 JP 2575398 B2 JP2575398 B2 JP 2575398B2 JP 62199395 A JP62199395 A JP 62199395A JP 19939587 A JP19939587 A JP 19939587A JP 2575398 B2 JP2575398 B2 JP 2575398B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、体腔内に経内視鏡的にコイルを導入して、
体内からNMR計測を行うことのできるNMR計測用アンテナ
装置に関する。
[従来の技術と発明が解決しようとする問題点] 従来、人体の消化器管内表面、とくに胃壁上層部等に
発生する表皮癌等の検出診断では、内視鏡あるいはX線
撮影等によって発生部位を検出し、その部位の生体組織
を採取して、悪性か否かを診断する方法が一般的であっ
た。しかしながら、このような従来の方法では、試料採
取部位が比較的広範囲となるので、即時診断を下すこと
ができず、また、生体組織を採取する労力が多大とな
り、更に、人体に損傷を与えてしまうという問題点があ
った。
一方、これに対して、近年、核磁気共鳴(以下、NMR
と記す。)現象を利用した非侵襲的な人体の診断方法が
発展してきた。例えば、前記NMR現象を利用したNMRイメ
ージング装置では、人体を磁場中に置き、所定の周波数
の高周波(磁場)を与え、人体内のスピンを持つ核を励
起し、この励起した核からの所定の周波数のNMR信号を
検知してコンピュータで処理することにより、断層像を
得ている。このNMRイメージング装置によって得られる
断層像は、癌等の診断に対して極めて有用である。すな
わち、一般に、癌細胞と正常細胞とから得れるNMR信号
は、互いに、緩和時間が異なることが知られており、こ
の緩和時間を計測することにより、癌か否かの診断が可
能になる。
しかしながら、前記NMRイメージング装置は、断層像
を得るために、膨大なNMR信号を処理しなければなら
ず、そのため高速大容量のコンピュータを必要とし、装
置全体が大型化し、また、高価になる。
また、従来より、内視鏡観察時において、視覚的に異
変箇所を発見した際に、この異変箇所が例えば悪性のも
のであるか否かをある程度判断したいという要望がある
が、このような要望に対して、前記NMRイメージング装
置を併用した場合に、視覚的に異常と認めた箇所と断層
像との対応づけが難しいという問題点がある。
これに対処するに、例えば、特開昭59−88140号公報
に示されるように、内視鏡挿入部の先端部に、高周波磁
場を形成すると共に、NMR信号を検出する高周波コイル
を設けたNMR内視鏡が提案されている。このNMR内視鏡に
よれば、前記高周波コイルを異常部位に押し当て、異常
部位のNMR信号を検出することによって、この異常部位
の生理的変化、例えば癌か否かの検出診断が可能にな
る。
ところで、上記NMR信号を検出するコイルはコイル自
身が作る高周波磁場の方向と検出方向とを一致させるこ
とが望ましが、従来のNMR内視鏡では、コイルが内視鏡
先端部に固定されているため高周波磁場と検出方向を一
致させることが難しかった。
[発明の目的] 本発明は、これらの事情に鑑みてなされたもので、体
腔内に挿入されるNMR計測用コイルの検出方向を変更す
ることができ、その結果コイルが発生する高周波磁場の
方向と検出方向とを容易に一致させることができ、迅速
な診断を行うことができるようしたNMR計測用アンテナ
装置を提供することを目的としている。
[問題点を解決するための手段] 前記目的を達成するため本発明によるNMR計測用アン
テナ装置は、体腔内に挿入するための挿入具から先端部
が突出すると共に該先端部から所定の長さ手元側の部分
に折曲部を有するNMR計測用のコイルと、該NMR計測用の
コイルの前記折曲部を折曲させてNMR信号の検出方向を
変更せしめるための制御手段とを有している。
[作用] この構成で、体腔内に挿入されるNMR計測用コイルの
検出方向を制御手段により変更可能とされる。
[実施例] 以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
第1図ないし第4図は本発明の第1実施例に係り、第
1図は内視鏡の構成を示す説明図、第2図(a)NMR計
測用のコイルが直角に折曲した場合の説明図、第2図
(b)はNMR計測用のコイルが所定の角度に折曲した場
合の説明図、第3図は内視鏡の使用状態の説明図、第4
図はNMR計測手段の説明図である。
第1図に示すように、本実施例のNMR計測用アンテナ
装置5は、内視鏡1の挿入部2の先端部に設けられたコ
イル22と光源装置8内に設けられたNMR計測装置と加熱
回路33とから構成されている。
第1図において、前記内視鏡1は、細長で例えば可撓
性の挿入部2を備え、この挿入部2の後端には、太径の
操作部3が連設されている。前記操作部3の後端には、
接眼部4が連接され、また、操作部3の側部からは可撓
性のユニバーサルコード6が延設され、このユニバーサ
ルコード6の先端にコネクタ7が設けられている。そし
て、内視鏡1は前記コネクタ7を介して、例えばNMR計
測装置が内蔵された光源装置8に接続されるようになっ
ている。
前記挿入部2は、操作部3側に設けられた軟性部9の
先端に連設された湾曲可能な湾曲部11と、この湾曲部11
の先端に連設された先端部12とで構成されている。
前記湾曲部11は、前記操作部3に設けられた湾曲操作
ノブ13を回動することによって、上下/左右方向に湾曲
できるようになっている。
前記内視鏡1は、NMR計測の際には、第3図に示すよ
うに、寝台14上に載せられた被検者16を囲むように配設
されたNMR装置17と組合せて用いられるようになってい
る。このNMR装置17は、永久磁石、常伝導磁石、あるい
は超伝導磁石等の静磁場を発生させる手段を備えてい
る。
第1図において、内視鏡1の先端部12は、金属等の硬
性の材料からなる略円柱状の先端部本体18を備えてい
る。
前記先端部本体18の前端面には、接眼部4に観察像を
伝達する図示しないイメージガイドファイバの入射端面
に観察像を結像できる対物レンズ系19と、前記光源装置
8からの照明光を図示しないライトガイドファイバを介
して観察部位に供給することができる配光レンズ系21と
が設けられている。
更に、先端部本体18の先端面には、熱変形部材である
ところのTi−Ni系あるいはCu−Zn−Al系合金等の形状記
憶合金によってU字型に形成されたNMR計測用のコイル
(アンテナ)22が設けられており、このコイル22の両端
に接続された信号線23,23は挿入部2内を挿通されて操
作部3に導かれるようになっている。なお、コイル22は
断熱部材によって被覆されている。
前記形状記憶合金は、マルテンサイト相(低温側)が
オーステナイト相(高温側)に逆変する際に、マルテン
サイト相において変形されたものが、オーステナイト相
で記憶された元の形状に戻るものである。本実施例で使
用される形状記憶合金は、オーステナイト相での形状の
他に、更にマルテンサイト相においても他の形状を記憶
させた二方向性のもので、温度変化に応じて形状が可逆
的に変化するものである。
本実施の場合、NMR計測用のコイル22は、マルテンサ
イト相(低温側)で第2図(a)の一点鎖線で表すよう
な挿入部2の長手方向に形成されたU字型を記憶してお
り、オーステナイト相(高温側)で第2図(a)の実線
で表すような挿入部2の長手方向に対して直角になる形
状を記憶している。
前記操作部3に導かれた信号線23,23は操作部3を延
出され、前記ユニバーサルコード6内を挿通されて光源
装置8内に設けられたハイパスフィルタ24と形状変換手
段としての加熱回路33とに接続されている。ハイパスフ
ィルタ24は、同調回路28とNMR信号検出回路29とに接続
され、更に、同調回路28は高周波発生器31の出力端に接
続されている。また、加熱回路33は、スイッチ34と可変
抵抗器36と電源37とが接続されており、NMR計測用のコ
イル22を加熱することができるようになっている。
前記コイル22を含むNMR計測手段は、例えば、第4図
に示すように構成されている。
すなわち、前記コイル22には、例えば先端部本体18内
に設けられたコンデンサボックス38が接続されている。
そして、例えば前記光源装置8に設けられた高周波発生
器31から発生され、同調回路28で計測対象核種に対応し
た共鳴周波数に同調された高周波が、前記コンデンサボ
ックス38を介して、前記コイル22に送出され、このコイ
ル22から高周波磁場が生体に出力されるようになってい
る。前記コンデンサボックス38内には、前記コイル22に
並列のコンデンサC1と、前記コイル22に直列のバリアブ
ルコンデンサC2とが内蔵され、これらのコンデンサC1,C
2によって、前記コイル22側と高周波発生器31側のイン
ピーダンス整合を行う整合回路が形成されている。
本実施例において、前記コイル22は、送信と受信とを
兼ねており、生体からのNMR信号は、前記コイル22で受
信され、このNMR信号は、前記コンデンサボックス38を
介して、NMR信号検出回路29に入力されるようになって
いる。そして、このNMR信号検出回路29で、緩和時間(T
1,T2)等の情報(NMRパラメータ)が得られるようにな
っている。
次に、以上のように構成された本実施例の操作につい
て説明する。
第3図のように、被検者16を寝台14上に載せ、NMR装
置17によって被検者16に静磁場を与える。この状態で、
被検者16の口腔等からNMR計測用のコイル22を備えた内
視鏡1の挿入部2を挿入すると共に、内視鏡1の図示し
ないライトガイドファイバに照明光を供給し、対物レン
ズ系19と図示しないイメージガイドファイバと接眼部4
とよりなる観察光学系によって、胃壁上層部等を観察す
る。そして、例えば、挿入方向正面に異常部位39を発見
した場合は、光源装置8に設けられた加熱回路33のスイ
ッチ34を閉としてNMR計測用のコイル22に通電する。こ
の際に可変抵抗器36を加減することによりコイル22の温
度上昇を緩かにできるようになっている。
第2図(a)において、一点鎖線で表すコイル22は加
熱前を示しており通電によってコイル22の温度が上昇
し、オーステナイト相に逆変態を開始する温度(As点と
呼ぶ。)となったときに形状が変形を始め、逆変態を完
了する温度(Af点と呼ぶ。)となったときに挿入部2の
長手方向に対して直角に折曲するような形状になる。こ
のようにすることによってコイル22の発生する高周波磁
場の方向と検出方向とを一致することができる。この状
態で、高周波発生器31と同調回路28とコンデンサボック
ス38とを介して、前記コイル22に高周波を送出し、この
コイル22から異常部位39に高周波磁場を出力するように
なっている。なお、この高周波磁場の方向は、静磁場の
方向と直交していることが望ましい。そして、異常部位
39からNMR信号を前記コイル22で受信し、NMR信号検出回
路29で計測することによって、異常部位39の生理的変
化、例えば、癌か否かの検出が可能になる。
また、第2図(b)のように異常部位39が挿入方向に
対して傾きを持っている場合は、可変抵抗器36によって
加熱量を加減し、コイル22の温度をAf点以下に保つよう
にして折曲する角度を制御できるようになっている。
検出を終了後、スイッチ34を開として通電を停止す
る。コイル22は、自然冷却されて温度が低下し、マルテ
ンサイト相に変態する。そして第2図(a)の一点鎖線
で示すマルテンサイト相で記憶した挿入部2の長手方向
に形成されたU字型の形状に戻るようになっている。
なお、本実施例では、コイル22に直接通電を行ってい
るが、コイル22の近傍にツェナーダイオード等の発熱素
子を用いてコイル22の温度を制御するようにしてもよ
い。
また、加熱回路33を設けないで、高周波によって生じ
るジュール熱により、コイル22を折曲するようにしても
よい。
更に、本実施例では、コイル22を形状記憶合金で形成
しているが、膨脹係数の異なる2種の金属を貼り合せた
バイメタル等で形成してもよい。
また、本実施例では、NMR計測用のコイル22と信号線2
3とは、挿入部2内に固定されているが、コイル22と信
号線23とを処置具チャンネル等を挿通することとし、挿
脱自在としてもよい。
第5図は第1実施例の変形例を示し、第5図(a)は
変形前のNMR計測用のコイル状態図、第5図(b)は変
形後のNMR計測用のコイルの状態図である。
挿入部2の先端部12に備えられた先端部本体18には、
観察光学系としての対物レンズ系19と照明光学系として
の配光レンズ系21とが設けられている。先端部本体18の
前方には、第5図(a)のように形状記憶合金で複数巻
きのループ状に形成されたNMR計測用のコイル41が設け
られている。このコイル41は、図示しない加熱回路によ
って加熱されるようになっている。加熱され、加熱温度
がAs点を経てAf点を通過すると逆変態は完了し、第5図
(b)のようにオーステナイト相で記憶した形状にコイ
ル41が折曲するようになっており、このようにすること
によって高周波磁場の方向を変え、検出方向と一致する
ことができるようになっている。
第6図は本発明の第2実施例に係り、第6図(a)は
挿入部の長手方向に対して直角方向を検出する場合の説
明図、第6図(b)は挿入部の長手方向を検出する場合
の説明図である。
本実施例のNMR計測用アンテナ装置5は、挿入部2内
に設けられた鉗子チャンネル48内を挿通されている。
前記挿入部2の先端部12に備えられた先端部本体18の
前端面には、図示しない接眼部に観察像を伝達するイメ
ージガイドファイバ43の入射端面に観察像を結像できる
ような対物レンズ系19と図示しない光源装置からの照明
光をライトガイドファイバ44を介して観察部位に供給す
ることができる配光レンズ系21とが設けられている。
更に、先端部本体18の中央部には、挿入部2の長手方
向対して平行な鉗子チャンネル用透孔46が設けられてお
り、この鉗子チャンネル用透孔46の後部には、鉗子チャ
ンネル48を形成し、図示しない操作部に設けられた図示
しな鉗子口に挿通する鉗子チャンネル用チューブ49が接
続パイプ47によって接続されている。
前記鉗子チャンネル48内には、NMR計測用のコイル51
を内挿した形状変換手段としての検出チューブ52が前記
鉗子口から挿入され、前端部が先端部本体18の先端面近
傍に位置するようになっている。この検出チューブ52
は、可撓性の外チューブ53内に可撓性の内のチューブ54
が摺動自在に挿通されている。更に、内チューブ54内に
は、挿入部2の長手方向に対して直角方向に塑性変形に
より折曲された、充分に弾性を有する弾性部材でU字型
に形成されたNMR計測用のコイル51が付勢されて収納さ
れており、コイル51の両端が内チューブ54内の挿通され
た信号線23に接続されている。
前記NMR計測用のコイル51は、外チューブ53の内周の
先端縁部と内チューブ54の内周面とによって付勢されて
おり、第6図(a)のように外チューブ53を摺動して先
端側に突出するようにするとコイル51を付勢し、挿入部
2の長手方向とのなす角度は徐々に小さくなるようにな
っており、逆に外チューブ53を先端部本体18の先端面ま
で後退させて付勢力を解除すると挿入部2の長手方向と
のなす角度は大きくなり折曲するようになっている。
したがって、外チューブ53を突出あるいは後退させる
ことによりコイルの発生する高周波磁場の方向を変える
ことができ検出方向を選択できるようになっている。
なお、本実施例では、鉗子チャンネル48内に検出チュ
ーブ52を挿通するようになっているが、検出チューブ52
を挿入部2内に固定するようにしてもよい。
本実施例によれば、NMR計測用のコイル51の検出方向
を特別な装置を必要とせず、変えることができる。
その他の構成,作用および効果は第1実施例と同様で
ある。
[発明の効果] 以上説明したように本発明によれば、体腔内に挿入さ
れるNMR計測用コイルの検出方向を変更することがで
き、その結果コイルが発生する高周波磁場の方向と検出
方向とを容易に一致させることができ、迅速な診断を行
うことができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図ないし第4図は本発明の第1実施例に係り、第1
図は内視鏡の構成を示す説明図、第2図(a)NMR計測
用のコイルが直角に折曲した場合の説明図、第2図
(b)はNMR計測用のコイルが所定の角度に折曲した場
合の説明図、第3図は内視鏡の使用状態の説明図、第4
図はNMR計測手段の説明図、第5図は第1実施例の変形
例を示し、第5図(a)は変形前のNMR計測用のコイル
の状態図、第5図(b)は変形後のNMR計測用のコイル
状態図、第6図は本発明の第2実施例に係り、第6図
(a)は挿入部の長手方向に対して直角方向を検出する
場合の説明図、第6図(b)は挿入部の長手方向を検出
する場合の説明図である。 1……内視鏡 2……挿入部 3……操作部 5……NMR計測用アンテナ装置 18……先端部本体 19……対物レンズ系 21……配光レンズ系 22……コイル 33……加熱回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大島 豊 東京都渋谷区幡ヶ谷2丁目43番2号 オ リンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 日比野 浩樹 東京都渋谷区幡ヶ谷2丁目43番2号 オ リンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 高山 修一 東京都渋谷区幡ヶ谷2丁目43番2号 オ リンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 中村 剛明 東京都渋谷区幡ヶ谷2丁目43番2号 オ リンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 萩野 忠夫 東京都渋谷区幡ヶ谷2丁目43番2号 オ リンパス光学工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−43650(JP,A)

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】体腔内に挿入するための挿入具から先端部
    が突出すると共に、該先端部から所定の長さ手元側の部
    分に折曲部を有するNMR計測用のコイルと、 該NMR計測用のコイルの前記折曲部を折曲させて、NMR信
    号の検出方向を変更せしめるための制御手段と、 を有することを特徴とするNMR計測用アンテナ装置。
  2. 【請求項2】前記NMR計測用のコイルは、加熱すること
    によって折曲する熱変形部材で形成されたことを特徴と
    する特許請求の範囲第1項記載のNMR計測用アンテナ装
    置。
  3. 【請求項3】前記NMR計測用のコイルは、付勢を解除さ
    れることによって折曲する弾性部材で形成されたことを
    特徴とする特許請求の範囲第1項記載のNMR計測用アン
    テナ装置。
  4. 【請求項4】前記制御手段は、熱変形部材で形成された
    コイルを加熱することを特徴とする特許請求の範囲第2
    項記載のNMR計測用アンテナ装置。
  5. 【請求項5】前記制御手段は、弾性部材で形成されたコ
    イルを付勢することを特徴とする特許請求の範囲第3項
    記載のNMR計測用アンテナ装置。
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