JP2921695B2

JP2921695B2 - 磁気共鳴観測装置

Info

Publication number: JP2921695B2
Application number: JP2023545A
Authority: JP
Inventors: 正一五反田; 達也山口; 広昭窪川; 浩樹日比野; 康弘植田; 剛明中村; 忠夫萩野
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1990-01-31
Filing date: 1990-01-31
Publication date: 1999-07-19
Anticipated expiration: 2014-07-19
Also published as: JPH03228741A

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NMRアンテナを導入して核磁気共鳴
（NMR）によって検査対象の観察を体腔外から行うこと
のできる磁気共鳴観測装置に関する。

［従来の技術］従来、人体の消化器管内表面、特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
略記する。）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現象を利用した核磁
気共鳴映像法（以下、MRIと略記する。）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信号を検出してコンピュータで処理
することによって人体の断層像を得ている。このMRI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
られる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MRIは断層像を得るために膨大なN
MR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MRIを併用した場合には
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。

上記の問題点に対処するために特開昭63-43650号公報
ではNMR信号を受信する受信コイルおよび伝送線路を内
視鏡に一体に設けた磁気共鳴装置が示されている。

一方、上記のような核磁気共鳴装置では被検体内での
アンテナの位置に対応して磁界を変化させる必要がある
が、従来ではアンテナの位置を知るために予め被検体内
のMRI画像を抽出させてアンテナを位置を確認してい
た。

しかし、この確認方法はMRI画像を抽出するまでに時
間を必要とし、また、操作が煩雑であった。

本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、迅
速に被検体内でのNMRアンテナの位置を検出できる磁気
共鳴観測装置を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］本発明による磁気共鳴観測装置は、高周波磁場発生手
段で発生させた高周波磁場により生体で励起される磁気
共鳴信号を体腔内にて受信可能な磁気共鳴アンテナと、
前記磁気共鳴アンテナが受信した磁気共鳴信号に基づ
き、前記生体の情報を得る生体情報処理部と、前記磁気
共鳴アンテナに接続され、該磁気共鳴アンテナに送信信
号を出力する送信手段と、前記送信手段から出力された
送信信号に基づき、前記磁気共鳴アンテナから発信され
る位置検出信号を受信する受信手段と、前記受信手段で
受信した前記位置検出信号に基づき、前記磁気共鳴アン
テナの位置情報を取得する位置情報処理部とを有するこ
とを特徴とする。

［作用］本発明の磁気共鳴観測装置では、高周波磁場発生手段
で発生させた高周波磁場により生体で励起される磁気共
鳴信号を体腔内にて受信する磁気共鳴アンテナに、位置
検出信号としての送信信号を出力させ、これを受信手段
で受信して磁気共鳴アンテナの位置情報を取得する。

［実施例］以下、図面を参照して本発明の実施例を具体的に説明
する。

第１図は本発明の第１実施例に係り、磁気共鳴観測装
置のブロック図である。

静磁場を発生するための磁石１内にはXYZ方向に磁場
を適宜発生するための傾斜磁場コイル２が設けられてお
り、この傾斜磁場コイル２内には高周波送信コイル３が
設けられている。更に、高周波送信コイル３内にはベッ
ド６上の被検体４が挿入されている。

上記被検体４内には例えば口腔からNMR内視鏡21の挿
入部22が挿入されている。挿入部22の先端部にはNMRア
ンテナ23が設けられており、挿入部22内を挿通された信
号伝送線24に接続されている。信号伝送線24は挿入部22
の後端部に連設された操作部26より外部に延出されてス
イッチ27に接続されている。

上記傾斜磁場コイル２は傾斜磁場発生器７を介してシ
ーケンス制御装置８に接続されている。シーケンス制御
装置８は更に計算機９と高周波送信器11と高周波受信器
12とベッド位置制御器13とNMRアンテナ位置検出器14と
に接続されている。計算機９はシーケンス制御装置８に
データを供給すると共にシーケンス制御装置８を介して
NMR信号を取り込み計算を行うものである。前記計算機
９は操作卓16に接続されており、操作卓16から所望のデ
ータを入力できるようになっている。なお、操作卓16に
は入力データを表示するためのディスプレイ17が接続さ
れている。

上記高周波送信器11はインピーダンス整合器19を経て
前記高周波送信コイル３に接続されている。前記高周波
受信器12は前記スイッチ27に接続されている。スイッチ
27は前記NMRアンテナ位置検出器14に接続された送信器1
8にも接続されており、スイッチ27が高周波受信器12側
を選択した場合は、NMRアンテナ23が受信した局所にお
けるNMR信号を入力されるようになっている。

前記ベッド位置制御器13は前記NMRアンテナ位置検出
器14にも接続されており、シーケンス制御装置８とNMR
アンテナ位置検出器14からの制御信号を入力して前記ベ
ッド６の位置を制御するようになっている。

上記NMRアンテナ位置検出器14は前記送信器18と受信
器28とに接続されており、前記スイッチ27が送信器18側
を選択した場合に送信器18とスイッチ27と信号伝送線24
を介してNMRアンテナ23から電磁波を出力するようにな
っている。また、受信器28は前記ベッド６の下に設けら
れて、被検体４内のどの位置にNMRアンテナ23が位置し
ているのかを検出するためのセンサ29に接続されてい
る。

なお、上記NMR内視鏡21の操作部26は保持具31によっ
て磁石１の発生する磁力によって引かれて動いたり、引
き込まれて被検体（患者）４を傷付けることのないよう
に保持されている。保持具31はその他、索具であっても
良い。

上記NMR内視鏡21は内視鏡電光源装置32に接続されて
おり、この電光源装置32から対象部位を観察するための
照明光を供給される。挿入部22の先端部には図示しない
固体撮像素子が設けられており、照明光で照明された対
象部位が結像して電気信号に変換され、電気信号が電光
源装置32に入力される。電気信号は電光源装置32で信号
処理されてビデオ信号が生成されてディスプレイ33に出
力されて対象部位の像がディスプレイ33上に表示され
る。

上記のように構成されたNMR観測装置の作用を次に説
明する。

ベッド６を介してセンサ29上に置かれた被検体４の例
えば口腔等からNMR内視鏡21のNMRアンテナ23を挿入す
る。

操作卓16よりNMRアンテナ23の位置の検出を計算機９
に指令する。するとスイッチ27はNMRアンテナ位置検出
器14側に切り替わり、計算機９は位置検出のためのデー
タをシーケンス制御装置８に出力し、シーケンス制御装
置８はNMRアンテナ位置検出器14に対して位置検出を指
示する。NMRアンテナ位置検出器14は位置検出を指示さ
れると送信器18を動作させてNMRアンテナ23より電磁波
を出力する。出力された電磁波は被検体４を経てセンサ
29によって受信され、受信された信号は受信器28を経て
NMRアンテナ位置検出器14に入力される。

NMRアンテナ位置検出器14では入力された信号に基づ
いてNMRアンテナ23が被検体４内のどの位置にあるかを
算出して、この位置情報をシーケンス制御装置８とベッ
ド位置制御器13とに出力する。シーケンス制御装置８で
は入力された位置情報によってアンテナ23あるいは被検
体４の動きによって生じるNMR画像のずれを補正した
り、アンテナ23の動きによる解像度の低下をシーケンス
制御のタイミングをコントロールすることで防止するよ
うになっている。また、ベッド位置制御器13ではシーケ
ンス制御装置８からアンテナ23をどの位置に位置させる
かの位置設定信号が入力された場合に、この位置設定信
号と位置検出器14より入力される実際の位置情報とを比
較してベッド６を所望の位置に移動する。

このようにしてNMRアンテナ23の被検体４内での位置
を検知することでき、且つ対象部位にNMRアンテナ23を
位置させることができる。

NMRアンテナ23を所定の位置に移動させた後に、操作
卓16よりNMR画像観察の指令を計算機９に出力する。す
るとスイッチ27は高周波受信器12側に切り替わり、計算
機９はシーケンス制御装置８にNMR画像観察のデータを
出力してシーケンス制御装置８は高周波送信器11を動作
させる。高周波送信器11はインピーダンス整合器19を介
して所定のRFパルスを高周波送信コイル３から出力す
る。また、シーケンス制御装置８は傾斜磁場発生器７を
駆動して所定のRFパルスを傾斜磁場コイル２から出力す
る。

観察対象部位に位置するNMRアンテナ23は観察対象部
位のNMR信号を受信して、NMR信号はスイッチ27と高周波
受信器12とを介してシーケンス制御装置８に送られる。
シーケンス制御装置８は被検体４から放射されたNMR信
号のサンプリングおよび加重平均を行い映像化して観察
対象部位の断層像をディスプレイ17に表示する。

上記のように本実施例によれば、NMRアンテナ位置検
出器14を設けてNMRアンテナ23から位置検出のための電
磁波を出力するようにしているためシーケンス制御装置
８を動作させてNMR画像でのNMRアンテナ23の位置検出を
行う場合に比べて短時間で位置検出を行うことができ
る。

第２図は本発明の第２実施例に係り、NMRアンテナの
斜視図である。

第２図で示すNMRアンテナ36はインピーダンス整合器1
9と位置検出のための超音波を発振するための圧電素子3
7が実装された基板38を備えている。このNMRアンテナ36
は第１実施例で述べたNMR内視鏡21の挿入部22内に設け
られている。

なお、第２図中の矢印はアンテナ36による観察方向を
示す。

その他の構成は第１実施例と同様である。

本実施例ではNMRアンテナ36とインピーダンス整合器1
9を上下に立体的に配置することによりNMRアンテナ36を
内蔵する内視鏡硬質部の長さを短縮することができる。

また、インピーダンス整合器19が実装された基板38上
に圧電素子37を設けているためにアンテナ36の位置を正
確に検知することができる。

なお、本実施例では圧電素子37によって超音波を出力
するようになっているが、第１実施例のようにNMRアン
テナ36から位置検出のための電磁波を出力するようにし
ても良い。

その他の作用および効果は第１実施例と同様である。

第３図は本発明の第３実施例に係り、NMR内視鏡挿入
部の斜視図である。

NMR内視鏡21の挿入部22の先端部外周壁には観察用窓4
1と照明用窓42とが設けられている。観察用窓41と照明
用窓42を包囲するようしてNMRアンテナ43が設けられて
いる。NMRアンテナ43は第１実施例と異なりスイッチ27
には接続されておらず直接高周波受信器12に接続されて
いる。

また、ベッド６の下に設けられたセンサ29は複数のフ
ォトセンサから構成されており、照明用窓42から出力さ
れて、被検体４内から外部に透過した照明光を検出でき
るようになっている。

アンテナ43の位置検出は照明用窓42から出射されて被
検体４の外部に透過する光をフォトセンサで受光するこ
とによって行われる。

その他の構成および作用は第１実施例と同様である。

本実施例の効果は第１実施例と同様である。

なお、上記の各実施例ではNMR内視鏡について述べた
がこれに限定されることなく、NMRアンテナを備えたプ
ローブに本発明を適用しても良い。

［発明の効果］以上説明したように本発明によれば、生体からの磁気
共鳴信号を体腔内で受信するための磁気共鳴アンテナ
と、該磁気共鳴アンテナの位置を検知するための位置検
出信号を発信するアンテナとを共用しているので、迅速
に被検体内での磁気共鳴アンテナの位置を検出すること
ができる。また、それぞれのアンテナを別途用意する必
要がないので、装置先端部を小型に構成することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例に係り、NMR観測装置のブ
ロック図、第２図は本発明の第２実施例に係り、NMRア
ンテナの斜視図、第３図は本発明の第３実施例に係り、
NMR内視鏡挿入部の斜視図である。 13……ベッド位置制御器 14……NMRアンテナ位置検出器 18……送信器、21……NMR内視鏡 23……NMRアンテナ、27……スイッチ 28……受信器、29……センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者日比野浩樹東京都渋谷区幡ケ谷２丁目43番２号オリンパス光学工業株式会社内 (72)発明者植田康弘東京都渋谷区幡ケ谷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ケ谷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ケ谷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64−83239（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) A61B 1/00 - 1/32 A61B 5/055

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】高周波磁場発生手段で発生させた高周波磁
場により生体で励起される磁気共鳴信号を体腔内にて受
信可能な磁気共鳴アンテナと、前記磁気共鳴アンテナが受信した磁気共鳴信号に基づ
き、前記生体の情報を得る生体情報処理部と、前記磁気共鳴アンテナに接続され、該磁気共鳴アンテナ
に送信信号を出力する送信手段と、前記送信手段から出力された送信信号に基づき、前記磁
気共鳴アンテナから発信される位置検出信号を受信する
受信手段と、前記受信手段で受信した前記位置検出信号に基づき、前
記磁気共鳴アンテナの位置情報を取得する位置情報処理
部と、を有することを特徴とする磁気共鳴観測装置。