JP4777886B2 - 物質、特に組織を検査してその型を特徴付けるための装置 - Google Patents

Description

本発明は、物質を検査してその型および組成を特徴付ける方法および装置に関する。本発明は、組織を癌性または非癌性であるものとして特徴付けるために検査するのに特に有用であり、したがって本発明を以下ではこの用途に関連して記載する。

今日、多くの外科用途では、特定の型の生物学的組織を切断しながら、他の型の組織の切断を防止する必要がある。例えば、腫瘍除去手術では、外科医は腫瘍を除去するためにその周囲を切断しようとする。この医療処置を実行する多数の方法があるが、全て同一の基本原理を共有している。即ち、決して腫瘍を切り開かないことである。この原理は、優れた慣行の中核であり、腫瘍除去処置の成功率に著しく影響する。この基本的規則を守ることができなければ、外科の失敗率、癌の再発率、および必要な再切除率が増大する。

それにもかかわらず、外科手術中に外科医は、切断している組織の種類の実時間指標を（彼の訓練された目と指以外）持たない。さらに、外科医が健康な組織を切開し、次いで偶発的に悪性組織の小部分を切断した場合、仮にそれに気づくことがあったとしても、それは生検を実施した後の病理学者の報告においてである。したがって、組織保存および再発率低減の観点から、切断している組織の型を示し、腫瘍を切断しようとするときにはいつでも外科医に警告する実時間ツールを使用することが極めて望ましい。

多くの医療処置では、テストの特異度および感度を高めるために、診断ツールおよび外科支援ツールが連続的に患者に適用される。外科手術中にそのような連続検査を実行しようとするときに、座標登録の問題は重大な問題になる。したがって、同一場所の（つまり同一生物質量の）複数の独立した組織特徴付けモダリティの同時測定を可能にするツールは、付加的相乗価値を持つ。

組織を悪性または健康であるものとして鑑別したり特徴付けるために開発されてきた多数のモダリティ、方法、および装置がある。それでもなお、例えば米国特許第６１０９２７０号および米国特許出願第２００３０４５７９８（Ａ１）号に記載されたマルチモダリティ組織センシングおよび特徴付けプローブの使用は、装置の鑑別能力を高める可能性を有する。

組織の電気インピーダンスを使用して癌細胞、特に乳癌を検出する能力は、生物医学文献^{１、２、３、４}で良く確立されている。磁気生体インピーダンス^５に基づく別の技術は、磁気誘起によって生体インピーダンスを測定する。様々な周波数の組織インピーダンスの原因である厳密なメカニズムは完全には理解されていないが、一般的メカニズム^６、７は、実験^{８、９、１０}によって裏付けられた半経験的モデルによって充分に説明される。

ヒトの組織の電気インピーダンスの変動は、例えば米国特許第４２９１７０８号および第４４５８６９４号で、腫瘍、病変、および他の異常の指標を提供するために使用される。ミリ波およびマイクロ波装置は、例えば米国特許第５８０７２５７号、第５７０４３５５号および第６０６１５８９号で、生体インピーダンスを測定し、かつ異常組織を検出するために使用される。米国特許出願第２００３１８７３６６号（本願と同一譲受人による）には、その電気インピーダンス特性によって組織を局所的に特徴付けるための方法および装置が開示されている。

ＭＲＩは、悪性または健康としての組織の特徴付けのための有用なモダリティ／方法として長年認識されてきた。ＭＲＩは「大域的」方法であり、装置内に患者を配置する必要があり、したがって手術処置中に使用するのには適さない。局所的ＭＲＩプローブを提供するＭＲＩモダリティの変形は、例えばＭＲＩの応答は血管内装置で検出されるようにした米国特許第５５７２１３２号、血管内手法の変形が提示されたＷＯ０２３９１３２、および局所的ＭＲＩ表面特徴付け方法を開示する米国特許第６４８９７６７号に開示されている。

動きは、優れた撮像結果のために静止物体を必要とする、磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）のような実時間撮像または検出ツールにおける別の問題である。例えば、胸部の手術中に、呼吸による胸部の動きは、優れた解像度を達成するための主要な問題である。身体と共に動くインサイチュ微細実時間ツールは、動きの問題を回避する。そのような検出ツールがインサイチュ標識能力をも持つときに、座標登録の問題は実質的に解消される。

本発明の広い目的は、物質の型を特徴付けるために物質を検査するための、上記の一つまたはそれ以上の点で利点を有する、方法および装置を提供することである。本発明のより詳しい目的は、組織を癌性または非癌性または部分的癌性であるものとして特徴付けるために、検査するのに特に有用な方法および装置を提供することである。部分的癌性とは、検査された組織体積に、癌性組織と非癌性組織の両方が含まれることを意味する。

本発明の一態様では、物質体積を検査してその型を特徴付ける方法であって、
検査対象の物質体積に偏向磁界を局所的に印加すること、
検査対象の物質体積の電気インピーダンス（ＥＩ）に対応する電気応答信号と、検査対象の物質体積の磁気共鳴（ＭＲ）特性に対応するＭＲ応答信号とを引き起こすように、検査対象の物質体積にＲＦパルスを局所的に印加すること、
ＥＩおよびＭＲ応答信号を局所的に検出すること、および
検査対象の物質体積中の物質の型を特徴付けるために、検出された応答信号を利用すること、
を含む方法を提供する。

記載する好適な実施形態のさらなる特徴によると、検査対象の物質体積から引き起こされるＥＩ応答信号およびＭＲ応答信号を変化させるように、偏向磁界は変化され、応答信号の変化もまた検出され、物質の型を特徴付けるために利用される。

このように、本発明はマルチモダリティセンシング手法、つまり電気インピーダンス（ＥＩ）および磁気共鳴（ＭＲ）特性のマルチモダリティセンシングおよび検出に基づいている。センサは一つのセンサヘッドに統合され、モダリティは、第三モダリティが生成されるように、相乗的に組み合わされることが好ましい。該方法はこのように、検査対象の組織（または他の物質）の特定領域のＥＩ特性の同時測定を、組織の同一領域のＭＲ特性の測定と組み合わせて利用する。第三の相乗的モードは、もし利用する場合、入射電磁放射パルスのＭＲ吸収によるＥＩ特性の誘起変化に依存する。

プローブ検査対象の組織のＭＲ応答は、電子および核の二つの一般的な型／種類の微視的スピンから生じ得る。電子スピンは、それらの電子配置のため、非零スピンを有する常磁性種／分子／原子に由来する。この型の応答は文献では、電子磁気共鳴（ＥＭＲ）、または電子スピン共鳴（ＥＳＲ）、または電子常磁性共鳴（ＥＰＲ）として知られる。核スピンは、非零核磁気モーメントを持つ原子に由来する。この型の応答は文献では、核磁気応答（ＮＭＲ）として知られる。

このように、様々なＭＲ応答として、ＮＭＲ、ＥＰＲまたはＥＳＲとしても知られるＥＭＲ、オーバハウザＭＲとしても知られるプロトン電子二重共鳴（ＰＥＤＲ）、縦検出ＥＳＲ（ＬＯＤＥＳＲ）、フィールドサイクルド（ｆｉｅｌｄ−ｃｙｃｌｅｄ）ＰＥＤＲ（ＦＣ−ＰＥＤＲ）、およびその他当業熟練者が精通しているものがある。これらのＭＲ応答を検出するための様々な方法が知られている。

下述する本発明の好適な形態は、ＮＭＲ特性の検出、さらに詳しくは組織（または他の物質）の特定領域（ボクセル）のＥＩ特性の同時（つまり数秒以内の）測定と組合された、同一領域からのＮＭＲ特性の測定を含む。第三の相乗的モード、すなわちＮＭＲ特性を測定するための磁界の印加によるＥＩ特性の誘起変化の測定は、ＥＩおよびＮＭＲ測定によって達成可能な結果を強化するためにも行われることが好ましい。

ＮＭＲプロセスは好ましく、特に以下の説明ではそれについて言及するが、本発明は、他の型のＭＲ特性、特にＥＭＲ特性を検出することによっても、かつＭＲ応答を検出するための他の手段でも実現することができる。しかし、ＮＭＲとＥＭＲプロセスの間には、以下を含め、幾つかの重要な相違がある。
１．ＥＭＲは、代謝率、ｐＨ、ＮＯ濃度、遊離基、活性酸素種、および酸素化状態を含め、ＮＭＲがプローブするものとは完全に異なる組織パラメータ／状態をプローブする。
２．ＥＭＲは通常、造影剤と合わせて実行される。これらは、常磁性種を安定化させるスピントラップ分子である。
３．ＥＭＲに使用される偏向磁界は、ＮＭＲで使用されるものよりずっと低い。

記載したプローブは、数ＧＨｚ（少なくとも５ＧＨｚ）まで作動することができるので、それはＥＭＲプローブおよびＮＭＲプローブの両方として使用することができる。

本書で使用する場合、用語「検査対象の物質体積」とは、一回の測定プロセス中に、（１）電気インピーダンス（ＥＩ）応答特性、および（２）磁気共鳴（ＭＲ）応答特性について検査される物質の体積／部を指す。この検査対象の物質体積は、約０．２ｍｍ^３ないし８０００ｍｍ^３の範囲内である。全体の検査対象物質は一般的に、多くの検査対象の物質体積から構成される。検査対象の物質体積は、時には（特に磁気共鳴撮像の世界では）、「ｖｏｘｕｌ」とも呼ばれる。

本書で使用する場合、用語「局所的に」とは、偏向磁界および電磁界が検査対象の物質体積およびその直近の周囲（検査対象の物質体積の最大寸法の約５倍以下）にのみ印加されることを指す。したがって、例えば、偏向磁界およびＲＦパルスの両方が撮像される身体全体に印加される従来の磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）とは異なり、検査対象の物質体積の直近の周囲を越えると、無視できるほどわずかな量の偏向磁界および電磁界が存在するだけである。

記載する好適な実施形態のさらに別の特徴では、ＲＦパルスによって引き起こされる検出されたＥＩ応答信号は、検査対象物質の実効電気インピーダンスを算出するために処理され、算出された電気インピーダンスは物質の型を特徴付けるのに利用される。加えて、ＲＦパルスは、平衡に戻るときの検査対象の物質における励起スピンからのエコーに対応するＭＲ自由誘導減衰（ＦＩＤ）信号を引き起こし、該ＦＩＤ信号も検出され、物質の型の特徴付けに利用される。

下述する本発明の一つの好適な実施形態では、ＲＦパルスは検査対象の物質の片側に接触する伝送線を介して局所的に印加され、ＲＦパルスは、検出されかつ物質の型の特徴付けに利用される反射パルスを引き起こす。記載する別の好適な実施形態では、ＲＦパルスは、検査対象物質の一方の側に接触する第一伝送線を介して局所的に印加され、その間、第二伝送線路が検査対象の物質の別の側と接触し、第一伝送線からのＲＦパルスは検査対象の物質中を伝達され、第二伝送線によって検出され、物質の型の特徴付けに利用される。

記載する好適な実施形態のさらに別の特徴では、検出された応答信号は、物質の型を特徴付ける予め定められたパラメータについて検出された応答信号を分析し、かつ予め定められたパラメータを既知の物質の型の対応するパラメータと比較して最良一致を生成することによって、物質の型を特徴付けるために利用される。ＲＦパルスは、一部のパルスがＥＩ測定用に最適化され、その他のパルスがＭＲ測定用に最適化された、一連のパルスとして印加されることが好ましい。

検出されたＭＲ応答信号は、検査対象物質の例えばスピン密度、縦緩和時間（Ｔ１）、および／または横緩和時間（Ｔ２）について解析することができる。

好ましくは、かつ記載する好適な実施形態のさらなる特徴では、ＥＩおよびＭＲ応答信号の検出は、（ａ）ＥＩ応答信号およびＭＲ応答信号を収集し、（ｂ）物質の型を特徴付ける予め定められたパラメータについて、収集された応答信号を解析し、（ｃ）信号パラメータを一組のパラメータにモデル化し、かつ（ｄ）既知の物質の型の既知のパラメータの組に従って、パラメータの組を分類することを含む。

本発明の別の態様では、物質を検査してその型を特徴付けるための装置であって、検査対象の物質体積に偏向磁界を局所的に印加するための磁気手段と、（ａ）物質の電気インピーダンスに対応する電気インピーダンス（ＥＩ）応答信号および検査対象の物質体積のＭＲ特性に対応する磁気共鳴（ＭＲ）応答信号を引き起こすように、検査対象の物質体積にＲＦパルスを局所的に印加し、（ｂ）ＥＩおよびＭＲ応答信号を検出し、かつ（ｃ）検出された応答信号を物質の型の特徴付けに利用するための電気制御および処理システムとを備えた装置を提供する。

前に示した通り、該新規の方法および装置は、組織を検査してそれを癌性もしくは非癌性組織、または部分的癌性組織として特徴付けるために特に有用である。

本発明によって達成可能な利点は、ＥＩセンサにさらなるモダリティを追加することによって、他の非同時励起モダリティを使用することによって、またはＥＩおよびＭＲ（例えばＮＭＲ）を機械的および超音波インパルスと組み合わせることによって、さらに強化することができる。検出は、検査対象の組織の測定された特性を既知の組織の型の特性と比較する統計分析アルゴリズムに基づく。

装置はこのように、外部マザーユニットおよび可撓性伝送線を介してそれに接続されたハンドヘルドプローブで実現することができる。ハンドヘルドプローブは、一体化されたセンサヘッド、ハンドグリップ、ならびに何らかのユーザ制御器およびインジケータを含む。

本発明は、手術台で外科医によって使用することができる。手術中に外科医はプローブのセンサヘッドを疑わしい組織に接触させ、電気ＥＩ特性およびＭＲ特性の両方に基づいて、接触組織が癌性であるか非癌性であるか、即時の指標を受け取る。そのような装置は、表面から組織の深部まで近傍領域（最高５〜１２ｍｍまで）の細胞の悪性クラスタの存在を示すことができる。この指標は、外科医が所望のきれいな辺縁を達成することを可能にする。装置はまた、検査ポイントの組織に検出結果を物理的に標識付ける標識付け能力をも含むことができる。本発明のそのような実施形態の単純さは、外科手術中に特に組織認識のための多種多様なツールにおけるその使用を可能にする。

該装置はまた、外科医が手術台で切除された切片の走査を、切片が患者の身体から切除された直後に、実行するために使用することもできる。

別の可能な実施形態では、プローブは、生検を実行し、かつ組織試料を検査し、かつ／または生検処置中に生検針の移動を誘起するために、患者の体内に挿入される針に装着することもできる。生検針の局在化を支援し、それにより、周知の「生検部位の誤った局在化」を防止するために、誘起指示を使用することができる。

さらに他の実施形態では、プローブは、癌性組織の実時間検出を実行し、その直後に局所的切除を続けるために、切刃またはアブレーション装置と共に使用することができる。

プローブはまた、カテーテル、例えば冠状動脈カテーテルの遠端に装着して、組織を識別し、かつプローブの近傍の組織における変化を識別するために使用することもできる。後者は、プラーク検出、特に不安定プラークの場合に、ステント内再狭窄検査または一般冠状動脈検査に非常に有用であり得る。

提示する方法の別の利点は、外科処置中の場合に往々にしてあるように、疑わしい組織に片側だけから接近することが可能な、片側プローブの形で容易に実現することができることである。

記載する好適な実施形態では、検出アルゴリズムは、測定されたパラメータの統計的分析、および測定パラメータの組とシステムのメモリバンクに格納された既知の組織の型の予め記録されたパラメータの組との間の類似性の識別に基づく。全てのモダリティからの測定パラメータは独立したパラメータの組に数学的に変換される。したがって、ＥＩおよびＭＲの異なる独立モダリティからの情報を組み合わせることによって、比較のための基礎は、一つのモダリティしか使用しない場合より、幅広くなる。その結果、プローブは、プローブ検査対象の組織の型（例えば癌性または非癌性）に関し、優れた信頼性を持つ情報を外科医に提供することができる。

本発明のさらなる特徴および利点は、以下の説明から明らかになるであろう。

図面の簡単な記述
本発明をここで、単なる例として、添付の図面を参照しながら説明する。
図１は記載する本発明の好適な実施形態に関係する動作の基本的原理を示す図であり、特に、検査対象の組織に印加されるＲＦパルス、検査対象の組織を貫通する偏向磁界、ならびに検査対象の組織によって引き起こされるＥＩおよびＭＲ（好ましくはＮＭＲ）応答信号を示す。
図２は本発明に従って構成された装置の一形態を示すブロック図である。
図２ａは図２の線ａ−−−−ａにおける断面図である。
図３は図２の装置のセンサヘッドを示す三次元図である。
図３ａおよび３ｂは図３のセンサヘッドのＺＹ面およびＸＺ面それぞれに沿った断面図である。
図４は図３のセンサヘッドによって生成される電界および磁界の構成を図式的に示す。
図５は図２〜４の装置の主要コンポーネントまたはモジュールを示すブロック図である。
図６は図２〜５の装置の動作の好適なモードを示すフローチャートである。
図７ａ〜７ｄは図２〜６の装置の動作を理解するのに役立つ波形である。
図８ａ〜８ｍは図２〜６の装置の偏向磁界および伝送線終端の多数の可能な変化例を示す。
図９ａ〜９ｆは偏向磁界および伝送線の構成の更なる可能な変化例を示す。
図１０は本発明に係るセンサヘッドの漏洩伝送線構成を図式的に示す。
図１１は患者の身体の内腔内への挿入用のカテーテルに埋め込まれた本発明を示す。
図１２は検査される組織の両側に適用される二つのセンサヘッドを含む、本発明に従って構成された装置を示す。
図１３は生検針に組み込まれた本発明に係るセンサヘッドを図式的に示す。
図１４は外科手術中に実時間で組織の型の指標を得ることができるように切刃に組み込まれた、本発明に従って構成されるセンサヘッドを示す。

上述の図面および以下の説明は、主として本発明の概念的態様、および現在好適な実施形態と考えられるものを含め、様々な考えられるその実施形態の理解を容易にする目的のために提示するものであることを理解されたい。明瞭および簡潔を期すため、当業者が、通常の技量および設計を使用して、記載する発明を理解しかつ実施することを可能にするのに必要である以上の詳細を提示しようとは試みない。さらに、記載する実施形態は単に例示を目的とするものであり、本発明はここに記載する以外の形態および用途に具現することができることを理解されたい。

動作の基本原理（図１）
本発明がマルチモダリティを実現する基本的な方法は、ＥＩセンシングおよびＮＭＲセンシングを、同一組織体積（検査対象の組織体積）から両方の現象に対応する信号を実質的に同時に（つまり例えば数秒までの短時間内に）収集する、一つの一体化センサヘッドに結合することによる。結合モダリティセンサを使用して、検査対象の組織体積の誘電特性の計算を、ＮＭＲとして知られる核磁気共鳴特性と共に導出することができる。さらに、核スピン偏向磁界によって誘起される検査対象の組織体積の誘電特性の変化も測定され、第三モダリティを形成する。組織の特徴付けまたは認識は、測定されたパラメータの統計分析に基づくアルゴリズムを使用することにより、かつ測定されたパラメータの組とシステムのメモリバンクに格納された既知の組織の型の予め記録されたパラメータの組との間の類似性を識別することにより、実行される。

動作の原理は簡単に、次の動作、つまり一定またはゆっくり変化する偏向磁界の組織体積への印加、同一組織体積へのＲＦ電磁界（変更磁界を印加しながら）の印加、およびその組織からのＥＩ応答およびＭＲ（好ましくはＮＭＲ）信号の検出によって、説明することができる。

発生する偏向磁界のジオメトリ（方向）は、それが常に、プローブの近傍で発生するＲＦ放射に関連する磁界に対する垂直（直交）成分を有するようにしなければならない。好適な実現では、偏向磁界は常に、プローブの近傍で発生するＲＦ放射に関連する電界の方向の成分を有する。

図１は、提示するジオメトリの略図である。図示する通り、検査対象の組織体積ＥＴに、源によって発生され伝送線（ＴＬ、図２ａ）によって伝送されるＲＦ放射線パルスＲＦ_１が入射され、放射線は反射パルスＲＦ_Ｒとして反射して戻る。入射パルスＲＦ_１のＥ界成分Ｅ_ＲＦがＺ方向であるときに、入射パルスＲＦ_１のＢ界（磁界）成分Ｂ_ＲＦはＸ軸の方向である。したがって、プローブの近傍でＲＦ_１によって発生するＲＦ放射線に関連する磁界は、外部（偏向）磁界Ｂ_ｐによって偏向されるスピンの歳差運動を誘起し、こうして、これらのスピンの方向（磁化ベクトル）が、ＲＦパルスＲＦ_１の後、緩和して偏向界の方向に戻るときに（図１のＺ方向）、ＮＭＲ自由誘導減衰（ＦＩＤ）信号ＦＩＤを発生する。このＮＭＲ信号はさらに、検査対象組織のＲＦ反射応答ＲＦ_Ｒと同時に検出される。ＮＭＲ信号は、ＦＩＤ信号の後、図１のＸ方向のＲＦ信号ＲＦ_Ｒの反射スペクトルで吸収として検出することができる。

ＮＭＲ信号はまた、図１のＹ方向の磁界に感応するように、偏向磁界およびＲＦ励起関連磁界の両方に垂直な追加の過渡磁界検出器によっても検出することができる。

伝送線ＴＬの端部で発生するＲＦ信号ＲＦ_１は、二つの動作モードに従って使用することができる。

第一の動作モードでは、それらは、ＮＭＲ信号に関連する時間尺度（スピン−格子緩和時間Ｔ１およびスピン−スピン緩和時間Ｔ２）よりずっと短く、かつＮＭＲ信号に関連する時間尺度よりずっと高い繰返し率を有するパルス幅信号と共に使用することができる。この場合、ＲＦ放射線は極めて広帯域であり、スピンと共鳴するのは小さい帯域幅だけであるが、ポンピングが事実上連続的であるという意味で、システムは「連続波」ＮＭＲシステムと見なされる。

第二の動作モードでは、入射ＲＦ信号ＲＦ_１は、ＮＭＲの検査で使用されるものに匹敵する長さおよびデューティサイクルのパルスとすることができ、その場合、システムはパルスＮＭＲシステムとみなすことができる。次いで緩和信号が、ＴＬおよび／または追加受信器によって検出される。この第二の使用形態は、図１に示すものである。

上述した全ての動作モードで、発生したＮＭＲ信号は、当業者には周知の多数の分類された型のＮＭＲ信号とすることができる。例えば、プロトン密度加重（ＰＤ）型、Ｔ１加重型、およびＴ２加重型は、例えばＮｉｔｚらの「Ｃｏｎｔｒａｓｔ Ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ ｉｎ ＭＲ Ｉｍａｇｉｎｇ」、Ｅｕｒ Ｒａｄｉｏｌ、９、１０３２−１０４６（１９９９）に記載されているように、ＭＲＩで日常的に使用されている。

偏向磁界は変形し、オンとオフを切り替え、それによって、様々な型のそのＮＭＲ応答（応答無しを含む）と共に組織の誘電応答を測定する手段を提供することができる。これらの応答を比較することにより、モダリティの相乗効果が達成され、追加の第三モダリティが提供される。偏向磁界を制御する能力は、位相同期技術を使用することによって、例えば１２０Ｈｚで偏向磁界に変調を適用することによって、信号対雑音比Ｓ／Ｎを劇的に改善するために使用することもできる。以下でさらに詳しく述べるように、これは、例えば、一組の永久磁石を図１のＹ方向に沿って動かすことによって、または常磁性コアの有無に関わらずコイルの場所または駆動電流を変化させることによって、達成することができる。次いで、ＲＦ反射の測定はこの基準周波数および位相に「連結」される。

ＴＬプローブは、ＲＦ放射線を検査対象組織までいかに深く浸透させる必要があるかによって、様々な形状および種類とすることができる。ＴＬの近傍付近にのみＲＦ磁界を生成するために、開口空洞終端、開端、またはショートエンドＴＬ型の終端を使用することができ、その場合、浸透の範囲はＴＬ（同軸の場合）の直径程度、またはストリップ（扁平線の場合）間の距離程度になる。エネルギを身体内に放射するために、コニカルアンテナのような広帯域アンテナを使用することができる。永久磁石に取り付けられるＴＬ部の材料は、磁気透過性でなければならない。

一般的に言うと、反射は、ＴＬの連続部分とその終端との間のインピーダンス差に依存する。終端は様々な種類および形状とすることができるので、組織の近接する近傍に配置されたときに、組織の誘電特性のため、そのインピーダンスはそれに相応して変化する。したがって、反射パルスは、検査対象組織の誘電特性に関する情報を担持する。これらの特性は、反射パルスの時間領域プロファイルの変化を生じる。基本的測定概念は周知であり、開端伝送線測定方法に関する文献で言及されている。好適な構成は、本願の譲受人に譲渡され２００３年７月２４日に公開された国際公開第ＷＯ０３／０６０４６２Ａ２号に記載されており、その内容を参照によって組み込む。

反射電気パルスの電気特性は、時間領域および周波数領域の両方で、両方の電気パルスを複数の離間した時間間隔で、例えば０．２ナノ秒毎にサンプリングし、二つの電気パルスの電圧の大きさを離間した時間間隔で比較することによって、印加（入射）電気パルスの電気特性と比較される。次いで、検査対象組織の反射率および時間領域フィルタリング特性が算出される。次いで、インピーダンスと反射との間の理論的関係を使用して、組織の周波数依存複素インピーダンスが算出される。次いで、信号はモデル化され、測定された組織を記述しかつ特徴付けるパラメータの組に換算される。

ＥＩ測定は、伝送モードでも行うことができる。この動作モードでは、電気信号は一つのプローブの伝送線を介して検査対象組織中に発射され、組織の反対側に配置された別の同様の開端プローブによって収集される。この動作モードは、伝送信号に対する組織の電気特性の影響が反射信号に対するより強いので、（両側からの接近および二つのプローブを必要とするが）信号処理の観点から有利である。これは、組織特性の測定により優れたＳ／Ｎを提供する。この動作モードについては、図１２に関連してさらに詳しく下述する。

引き起こされる（例えば反射）パルスに対する偏向磁界の作用は、偏向磁界の存在のため生じる核磁化ベクトルによる、入射パルスからのエネルギの追加的吸収を介する。このエネルギは、偏向磁界の方向を中心とする磁化ベクトルの歳差運動を生成するように使用される。この追加的吸収は、電界が組織体積内に形成される方法に影響を及ぼし、したがって、そのＲＦインピーダンスＥＩを変化させる。この吸収は、引き起こされるパルスのスペクトルの変化として現れる。

好適な構成（図２〜７）
図２は、本発明に従って構成された、ＥＴで示される組織を検査してその型を特徴付け、特に癌性組織を非癌性組織から区別するための、一般的に２で指定される装置の一形態を示す。

図２に示す装置は、伝送線ＴＬおよび伝送線の遠端のセンサヘッド２０を介して、検査対象組織にＲＦパルスを印加するために、検査対象の組織ＥＴと接触するように配置されるセンサヘッド２０を有するマルチモダリティプローブ１０を含む。印加されるＲＦパルスは、検査対象組織の電気インピーダンス特性に対応する電気インピーダンス（ＥＩ）応答、および検査対象組織のＮＭＲ特性に対応する核磁気共鳴（ＮＭＲ）応答を引き起こすようにする。プローブ１０は、使用者がセンサヘッド２０を操作するために便利に把持できる筺体内に組み込まれる。それは、ＲＦパルスを検査対象組織ＥＴに印加するとき、および印加されたＲＦパルスに応答して検査対象組織から引き起こされる信号を検出するときにも、センサヘッド２０の性能を最適化するように使用される、一般的に４０で指定された様々な制御器およびインジケータを含む。検出された信号は、伝送線、追加信号ケーブル、および制御線ケーブルを含む可撓性ケーブルセット４２を介してプローブユニット１０と通信する遠隔配置処理ユニット５０に供給される。追加の信号および制御線４５（図２ａ）ならびにユーティリティ線４７もまた、プローブユニット１０内をセンサヘッド２０まで延びる。

この例のプローブセンシングヘッド２０は、ＥＩ反射信号ＲＦ_ＲおよびＮＭＲ信号ＦＩＤの両方を組織ＥＴから検出するように設計される。センシングヘッド２０は両方のモダリティを統合し、かつ第三の相乗モードの使用をも可能にする。両型の信号は、正常および癌性組織のような（それらに限らず）様々な組織の型の識別に有用である。測定は、プローブで組織切片を走査しながら、実時間でかつ連続的に実行することが好ましいが、使用者の必要に応じて実行することもできる。プローブセンシングヘッド２０と伝送線ＴＬとの間の接続は、プローブセンシングヘッド２０が伝送線ＴＬの遠端を構成するようにできるだけ連続して行われる。

図３は、プローブセンシングヘッド２０の構成を示し、以下でさらに詳述するようにプローブの動作中に関係する様々な軸を識別する。センシングヘッド２０の近端は、伝送線の遠端を構成するようにそれを伝送線ＴＬに接続するためのコネクタ２１を含む。センシングヘッド２０の遠端２２は、検査対象の組織と接触するように適応される。図３には、伝送線ＴＬの遠端でセンシングヘッド２０によって画定される伝送線の開端のインピーダンスを変化させるための同調回路２３も示されている。

上述の通り、センシングヘッド２０は伝送線ＴＬの開端を構成する。それは、検査対象組織ＥＴに接触したときにそれに印加されるＲＦパルスの送信器としてのみならず、検査対象組織からの応答信号（この場合反射パルス）の受信器としても働く。センシングヘッド２０の開端の構成については、図３ａ（ＺＹ面）および図３ｂ（ＸＺ面）の断面図でさらに詳しく示す。

図３ａに示すように、センシングヘッド２０は、絶縁２６によって相互に分離された三本の導電性ストリップ２５ａ、２５ｂ、２５ｃを含むストリップ線型の伝送線部を収容する外側筺体２４を含む。二本の外側の導電性ストリップ２５ａ、２５ｂは、ストリップ線の二つの接地板を構成する一方、内側の導電性ストリップ２５ｃはストリップ線の内側導体を構成する。接地板２５ａ、２５ｂは磁気透過性導電材、例えばアルミニウムから作られる。

センシングヘッド２０によって画定される伝送線は、開端のままであり、送信器および受信器の両方として働く。開端はワイヤ２３ａによって同調回路２３に接続される。こうして、開端伝送線のインピーダンスは、同調回路２３によって零から約開端インピーダンスまで変動することができる。この同調は、開端反射率を増減するため、かつＢ−ＲＦ磁界、つまり伝送線の遠端のセンシングヘッド２０へのＲＦパルスの送信によって発生する磁界の強度を増減するために、使用することができる。

例えば上述した国際公開第ＷＯ０３／０６０４６２号に記載される通り、外側導体２５ａ、２５ｂおよび内側導体２５ｃは、パルスが伝送線を介して送信されたときに、パルスが反射して伝送線に戻るように、検査対象の組織ＥＴによって閉鎖される開口空洞を画定する。反射は、プローブの開口空洞の領域のインピーダンスに依存し、該インピーダンスは、空洞の開口を閉鎖する検査対象組織の誘電特性に依存する。したがって、反射パルスは、検査対象組織の誘電特性に関する情報を担持する。これらの特性は、反射パルスの時間領域プロファイルの変化を生じる。

センシングヘッド２０の導体２５ａ〜２５ｃによって画定される伝送線は、送信されたＲＦパルスに応答して引き起こされるＮＭＲ信号をも検出する。図３ａに示す構成では、追加のＮＭＲ信号が、導体２５ａ〜２５ｃによって画定される伝送線の開端で一対のＲＦコイル２７、２８によって検出され、センシングヘッド２０からセンシングヘッドを貫通して延びる導体２７ａ、２８ａそれぞれを介して出力される。センシングヘッドはさらに、ＲＦコイル２７、２８によって検出される信号を改善しかつ増幅するために、同調回路２３と一緒に働く小型前置増幅器２９を含む。

プローブの遠端には、ＮＭＲ信号が発生する検査対象組織内の核のスピンを整列させるために、偏向磁界Ｂｐを発生させるための一対の永久磁石３１、３２が配置される。磁石３１、３２は、磁界Ｂｐを領域３０で発生し、その主要成分が開口空洞内およびその付近で発生するＢ−ＲＦ磁界に対し垂直な方向Ｚとなるように設計される。図４で分かるように、Ｂ−ＲＦ磁界は、内側導体２５ｃより上のセンサヘッドの上部では、内側導体２５ｃより下のセンサヘッドの下部とは異なる方向を有する。希土類ネオジム型磁性体から構成することができる（しかしこれに限らない）これらの磁石は、外側導体２５ａ、２５ｂに取り付けて、チャンバ３３、３４内でそれらに沿ってＹ方向に摺動することができる。

磁石３１、３２の位置は、管３５、３６を介してチャンバに接続された外部空気ポンプによって、チャンバ３３、３４内部の空気圧によって制御することができる。磁石３１、３２の移動は、領域３０の磁界Ｂｐの方向を有意に変更することなく、その強度／振幅を変化するための手段を提供する。磁石の極（Ｎ−Ｓ）方向は、プローブの主軸（Ｙ軸）に対し垂直である。つまり、極はＺ軸と整列する。

センシングヘッド２０の伝送線部は、磁石によって磁界Ｂｐが発生する領域で磁気透過性を維持する限り、異なる型、寸法、インピーダンス、材料等とすることができる。伝送線部の終端は、ＲＦ放射線を検査対象組織ＥＴまでいかに深く浸透させるかによって、様々な形状および種類とすることができる。例えば、センシングヘッドは広帯域アンテナとして終端することができ、それは例えば同軸線の場合にはコニカルアンテナ、線が扁平である場合にはダイポールアンテナまたはＶ字形アンテナまたはストリップ線アンテナ（二つの接地ストリップが両側に徐々に開口する）の型とすることができる。伝送線は開口端のままにしておくこともでき、あるいは表面コイルまたは側面放射漏洩端によって終端することができる。好適な方法は、伝送線の端に開口空洞を形成し、組織の小部分をＴＬの開口空洞内に侵入させるものである。この方法により、ＲＦ磁界は、センシングヘッド内部およびその端部付近の公知の幾何学的形状構成（ＴＬモード）の場合と同様にみなすことができ、ＲＦ磁界は組織の小さい近接体積内にのみ透過し、放射線は身体の残部にはほとんど透過しない。

追加の受信コイル２７、２８は、それらがＢｐおよびＢ−ＲＦ磁界の両方に垂直な方向の磁界を検出するように配置される。したがって、それらはＸＺ面、すなわち、導電性ストリップ２５ａ〜２５ｃによって画定される伝送線ＴＬがＮＭＲ信号を検出することのできない方向のＮＭＲ信号を検出することができるようになる。それらの設計は、表面コイル、シングルコイル、マルチターンコイル、サドルコイル等のような、文献で周知の型とすることができる。

図４は、導電性ストリップ２５ａ〜２５ｃによって画定される伝送線の遠端の領域３０に存在する様々な電磁界を図式的に示す。こうして、永久磁石３１、３２によって発生する実質的に均質な偏向磁界は磁界Ｂｐとして示され、伝送線の遠端からのＲＦパルスの送信によって発生する磁界は、前に示したように導電性ストリップ２５ｃおよび２５ａの間で一方向に延在しかつ導電性ストリップ２５ｃおよび２５ｂの間で反対方向に延在する、磁界Ｂ−ＲＦによって示され、かつ伝送線の遠端からのＲＦパルスの送信によって発生する電界はＥ−ＲＦによって示される。上に示した通り、追加受信コイル２７、２８が含まれる場合、それらは、Ｂｐ（永久磁石３１、３２による偏向磁界）およびＢ−ＲＦ（伝送線の遠端からのＲＦパルスの送信によって発生する磁界）の両方に直交する軸に沿ったＮＭＲ信号成分を検出するための追加受信器として働く。コイル２７、２８は伝送線の主軸（Ｙ軸）に直交するので、ＲＦコイル２７、２８はＹ方向のＮＭＲ信号を検出する。

導電性ストリップ２５ａ〜２５ｃによって画定される伝送線を介してプローブセンシングヘッド２０に供給される信号は、一列の繰返しパルスの形を取る。ＲＦシーケンスと呼ばれる繰返しパルス列は、一部がＥＩ測定に対し最適化され、かつ一部がＮＭＲ測定に対し最適化された繰返しパルスの組合せから構成される。ＮＭＲパルスは例えば、公知の（文献で）ＮＭＲシーケンスの一つから取ることができる。例えば、組合せシーケンスは概略的に次のように、つまり最初にＥＩ最適化パルスの組、例えば短いナノ秒パルス列があり、その後に、反射が非常に高いサンプリングレートで収集されるタイムブレークが続くようにすることができる。この後に、ＮＭＲ最適化パルスの組が続く。例えばＮＭＲパルスは公知の反転回復、シンプルスピンエコー、Ｃａｒｒ−Ｐｕｒｃｅｌｌ−Ｍｅｉｂｏｏｍ−Ｇｉｌｌエコー列、誘導エコー等とすることができる。

図５は、上述の通り本発明に従って構成され、かつ動作する装置の一形態を示すブロック図であり、図６は、癌性組織を非癌性組織から区別するために組織を検査するのに使用されるときのそのような装置の動作を示すフローチャートである。理解を容易にするために、図５に示すブロック図は、図２に示した装置の主要構成部品を対応する参照番号で識別する。

したがって、図５は、プローブ１０を処理ユニット５０（図２）に接続する可撓性ケーブルセット４２（プローブ１０によって担持され、かつ検査対象組織と接触するように適応されたセンサヘッド２０によって占有される遠端を有する、伝送線ＴＬを含む）を示す。図５はまた、検査対象組織の電気インピーダンスに対応する電気インピーダンス（ＥＩ）応答信号および検査対象組織のＮＭＲ特性に対応する核磁気共鳴（ＮＭＲ）応答信号を引き起こすことのできるＲＦパルスを、伝送線ＴＬおよびセンサヘッド２０を介して検査対象組織ＥＴに印加し、かつ受信するために、処理ユニット５０内に配置された制御器をも示す。上述の通り、処理ユニット５０内の制御回路機構は、ＥＩおよびＮＭＲ応答信号を検出し、かつ検出された応答信号を解析すると共にそこから検査対象組織の型、例えば癌性または非癌性組織を決定するために、可撓性ケーブルセット４２内の伝送線を介してそれらを処理ユニット５０に供給する、センサヘッド２０をも制御する。この決定は、プローブ１０内のインジケータによって使用者に示される。決定は、組織の型の決定に従って組織を標識付けるためにマーカを作動させるためにも使用することができる。

したがって、図５に示す通り、処理ユニット５０内の制御器は、５ＧＨｚまでのプログラム可能な電気パルスを発生することのできる信号発生モジュール５１と、検査対象組織によって占有される領域３０内の偏向磁界（Ｂｐ）を制御するための偏向磁界制御モジュール５２と、ユーザインタフェース５３とを含む。

ユーザインタフェース５３は、表示ユニット、音声ユニット、任意選択的に標識付けユニット制御器、および制御パネルを制御する。動作制御器およびインジケータの一部はプローブハンドグリップユニットに取り付けることができる。ユーザインタフェースの主な機能は、システムの動作を制御し、かつ処理ユニット５０の出力を使用者の参考になるように（ビジュアルおよび／またはオーディオ形式で）表示することである。

偏向磁界の制御は、センサヘッド２０の永久磁石３１、３２（図３ａ）の位置を変えることによって達成することができる。これを実行する一つの方法は、磁石に機械的に接続され、かつ制御モジュール５２によって機械的に制御される機械的押し引き軸によるものである。磁石を動かす別の方法は、真空補助軸を使用するものである。磁石は、それらの遠隔（プローブヘッドの遠端に対する）端を短軸に機械的に接続される。短軸は、その反対側を空気ピストンに接続される。空気ピストンは、外部ユニット側を脈動真空ポンプに接続された空気管内に挿入される。管内の空気圧が低下するたびに磁石は引き戻され、上昇するたびに押し込まれる。

本発明の別の実施形態では、偏向磁界は電磁石によって生成され制御され、その場合、偏向磁界の変化は、この偏向磁界を発生するコイルの位置またはそこを流れる電流の変化によって達成される。別の代替例は常磁性コアを包囲するコイルを有し、その場合、偏向磁界の変化は、周囲コイルの電流の変化によるコア内の誘導磁界の変化によって達成される。

処理ユニット５０内の制御器およびインジケータ回路機構はさらに、励起ＲＦパルス、反射ＲＦパルス、およびＮＭＲパルスを検出するための信号収集およびデジタル化モジュール５４を含む。好適な検出の方法は、アナログデジタル変換器モジュールを使用して、伝送線に沿って電圧をデジタル化することによる。デジタイザのサンプリングレートは、信号発生器の最大周波数の最高二倍に達することができるように制御される。

信号収集およびデジタル化モジュール５４は、信号解析モジュール５５と通信する。信号解析モジュールは、一組のソフトウェアルーチンで構成されるコンピュータプログラムである。それは、一組のベクトルの形の測定信号を入力として受け取り、信号からノイズおよび人為的効果を除去する。その出力は「きれいな」処理済み信号の組である。

図５にさらに示す通り、処理ユニットは、信号モデル化モジュール５６、分類モジュール５７、およびデータベースモジュール５９をさらに含む。

信号モデル化モジュール５６は、測定対象組織を特徴付ける一組のパラメータを算出する、一組のソフトウェアルーチンで構成されるコンピュータプログラムである。データベースモジュール５９は、様々な種類の組織およびそれらの統計的分散特性をはじめとするそれらの特徴付けパラメータの組のデータベースである。

分類モジュール５７は、モデル化モジュール５６から出力された測定パラメータの組と、データベースモジュール５９で見つかる予め記録された組との間の類似性を探す、一組のソフトウェアルーチンで構成されるコンピュータプログラムである。一つの単純な類似性推定量は、多次元パラメータデータ空間における、特定の組織の型を定義する予め記録された群の各々の位置からの測定点の距離である。最も類似した群（最良一致）は、検査対象組織ＥＴの型を定義する。

分類モジュール５７の決定は、可撓性ケーブルセット４２を介して、決定された組織の型を使用者に表示する、ハンドヘルドプローブ１０内の組織特徴付けインジケータ４０に出力される。

処理ユニット５０は、プローブ配置モジュール５８、および処理ユニット５０内の分類モジュール５７によって制御される物理的標識付けモジュール５８ａをも含むことができる。

標識付けモジュール５８ａは、処理ユニット５０によって指示されたときに、組織の測定スポットに適切な物理的標識を付ける動作を制御する。それは検出可能な物質を使用して、測定の位置に物理的に標識を付ける。標識付けの検出は即時に行うか、または使用者によって遅らせることができる。標識付けを実行する最も簡単な方法は、プローブの先端に装着されたジェットノズルから放出される視覚的に検出可能な物質、例えば三原色生物学的標識付けインクの使用による。組織認識が実行された後、プリント命令がジェットノズルに送られ、適切な色ドットがプリントされる。

他の形の検出可能な標識付け物質は、例えば、抗体に結合された物理的マーカ、金属球、ＩＲ塗料等とすることができる。マーカは、小金属ピン、または特徴的な色で塗装した固体球の組合せのような固体マーカとすることもできる。固体球は触診可能であり、色は可視的である。マーカはまた、Ｘ線または超音波のような他の公知のモダリティによって検出することもできる。

図５にさらに示すように、処理ユニット５０はさらに、患者監視および履歴モジュール５９ａ、および一般的に５９ｂで示すオペレーティングシステム、つまり装置のハードウェアおよびソフトウェア構成要素の全ての動作を制御しかつ調整するコンピュータソフトウェアを含む。

今、装置の動作全体を記載する図６のフローチャートについて言及する。

こうして、使用者はプローブ１０を把持し、伝送線ＴＬの遠端にあるセンシングヘッド２０を、検査対象の組織ＥＴに接触させる。この接触が確立されると、プローブ１０は、導電性ストリップ２５ａ〜２５ｃによって画定される伝送線を通してＲＦシーケンスと呼ばれる繰返しＲＦパルス列を印加し、該パルスは、検査対象組織の電気インピーダンス特性に対応する電気インピーダンス（ＥＩ）応答信号、および検査対象組織のＮＭＲ特性に対応する核磁気共鳴（ＮＭＲ）応答信号を引き起こす。上述の通り、ＲＦパルスシーケンスは、ＥＩ測定に対して最適化された一部のパルス、およびＮＭＲ測定に対して最適化された他のパルスから構成される。印加されたＲＦパルスシーケンスによって引き起こされる応答信号は、センサヘッド２０によって検出され、処理ユニット５０によって処理されて、検査対象組織の型が決定される。

上述した動作は、図６のフローチャートに簡潔に示されている。したがって、図６に示すように、システムは最初に偏向磁界を設定する（ブロック６０）。次いでシステムは、検査対象組織にＥＩ最適化パルスの組を印加し（ブロック６１）、引き起こされたパルス応答を収集する（ブロック６２）。それは、この場合は、伝送線ＴＬの開端から反射した反射パルスである。システムはまた、組織にＮＭＲ最適化パルスの組をも印加し（ブロック６３）、そこからＮＭＲ応答を収集する（ブロック６４）。したがって、検出された応答信号は検査対象組織の二つのモダリティ、つまりそのＥＩ特性およびそのＮＭＲ特性に関する情報を提供する。

任意選択的に、検査対象組織の第三モダリティに関するより優れた情報を提供するために、永久磁石３１、３２によって発生する偏向磁界（Ｂｐ）が上述の通り変更され（ブロック６５）、検査対象組織が変更された偏向磁界にさらされたときの対応する情報を得るために、ブロック６０〜６４の動作が繰り返される。

上述した動作で収集された信号は、予め定められたパラメータについて解析され（ブロック６６）、検査対象組織のパラメータ組が作成される（ブロック６７）。繰返し検査された組織に対して作成されたパラメータ組は次いで、上述の通り既知の組織型の格納されたパラメータ組と比較され、検査対象組織の型を識別するために最良一致の決定が行われる（ブロック６８）。

したがって、検出プロセスは、次の四つの動作、つまり（１）信号収集／取得、（２）信号解析、（３）信号パラメータのモデル化、および（４）予め記録されシステムのメモリバンクに保存された既知の組織型のパラメータ組への測定パラメータ組の分類から構成される。

信号の収集は、複数の取得チャネルを使用して、高速デジタル化によって行われる。解析は、信号からノイズおよび人為的影響を除去する信号処理ルーチンの適用によって行われる。

モデル化は、パラメータの比較的短い配列によって信号を特徴付けかつパラメータを直交パラメータ組に数学的に変換する、圧縮プロセスによって行われる。例えば、１００００点の取得信号は、パラメータの配列１０によって特徴付けることができる。モデル化は、周波数領域および時間領域の両方で行われる。

分類は、メモリに格納された既知の組織パラメータに対する測定パラメータの最良一致比較と共にそれらの統計的分散パラメータによって、かつ測定されたばかりのパラメータ組と特定の組織型群のパラメータとの間の類似性の識別によって、実行される。

この比較に従って、検査したばかりの組織の型が特徴付けられ、その情報は例えばシステムデータベースに格納され（ブロック６９ａ）、オペレータに表示され（ブロック６９ｂ）、マーカを作動させて組織に標識を付けるために使用され（ブロック６９ｃ）、あるいは実行される特定の処置に応じて必要ないずれかの他の方法で使用される。

図７ａ〜７ｄは、主ユニットの信号発生器によって発生した信号パルスによって照射された後の検査対象組織の相乗的なＥＩ応答およびＮＭＲ応答の略図を提供する。

図７ａは、発生する励起パルスの形を示す。この例では、それは数十マイクロ秒の長さのパルスであり、それはＥＩ応答およびＮＭＲ応答の両方を引き起こす。それは、ＮＭＲの文献で公知のいわゆる９０度パルス型のパルスである。

図７ｂは、ＴＬのセンサヘッド２０によって検出された、図７ａに示す励起パルスに対する組織の反応を示す。該応答は、ＴＬの長さのため時間区間ｔ_１だけ遅延し、二種類の信号から構成される。時間区間ｔ_２の第一（時間的）の部分は組織のＥＩ応答であり、それは図７ａの励起パルスの形に「従う」が、組織の周波数依存誘電特性および核磁化ベクトルによる吸収のために歪む。時間区間ｔ_３の第二の部分は、図７ａの「９０度」パルスによる「励起」の後にＢｐ磁界（図４参照）の方向に戻る、検査対象組織（領域３０、図３ａ）の核スピン磁化ベクトルの緩和によって発生する、ＮＭＲ信号の自由誘導減衰（ＦＩＤ）である。図７ｃは、時間区間ｔ_１およびｔ_２の信号の拡大図を示す。この時間セグメントで、反射ＥＩパルスは入射パルスに類似しているが、組織のインピーダンスおよびＮＭＲ吸収のため歪んでいる。

図７ｄには、ＲＦコイル２７、２８によって検出された、図７ａに示す励起パルスに対する組織の応答が示される。このチャネルでは、応答は、図７ａの励起パルスによる励起の後にＢｐ磁界（図４参照）の方向に戻る、領域３０の検査対象組織の核スピン磁化ベクトルの緩和のため発生する、ＮＭＲ信号のＦＩＤのみから構成される。コイルの（ＮＭＲ信号に対する）検出の方向は伝送線ＴＬのそれに直交するので、ＦＩＤ応答は、伝送線ＴＬによって検出されるＦＩＤ信号（図７ｂ参照）に対して９０度位相がずれる。

伝送される放射線のスペクトルは、パルスの形およびセンサの設計によって決定される。放射線の空間的形態（ローブ構造等）は、伝送線ＴＬの遠端のセンサヘッド２０のジオメトリによって決定される。検査対象組織は伝送線の遠端に密接に近接するので、組織と伝送線の遠端との間のインピーダンス差のために反射して伝送線に戻るパルスは、組織の誘電特性／応答に関する直接情報を提供する。これらは図７ｂ〜７ｄにおける時間区間ｔ_２の信号である。パルスの形、幅、繰返し数、およびシーケンス構造は、それらが異なる型の組織間を差別化するための最大限の（Ｓ／Ｎ）解像度をもたらすように、設計されかつ実時間で制御される。

前に示したように、組織の測定は入射パルスと反射パルスの比較、およびＦＩＤの解析に基づいており、結果的に組織を特徴付ける一連のパラメータを得るが、癌性組織切片の検出は、測定したばかりの組織パラメータと、メモリバンクに格納された様々な組織の型を定義するパラメータとの比較に基づく。

磁石３１、３２によって発生する外部偏向磁界（Ｂｐ）はスピン、および特に核（好ましくはプロトン／水素）の核スピンを整列磁界線に平行に整列させる。これは、組織体積３０内に「核磁化ベクトル」を発生させる。伝送線伝送ＲＦパルスの幾何学的向きは、これらのＲＦパルスが、多数のＮＭＲ手順およびセットアップで行われるように、「核磁化ベクトル」のためのＲＦ「偏向」磁界として働くように構成される（図４も参照）。

ＲＦパルスが送信された後に続く磁化ベクトルの緩和の後のＮＭＲ ＦＩＤは、センサヘッド２０によって検出され、組織のＮＭＲ応答の検出をもたらす。ＲＦパルス幅の期間中に回転するので、磁化ベクトルによって吸収されるＲＦエネルギもまた、検査対象組織の誘電応答のスペクトルの変化として検出される。

加えて、必ずしもそうとは限らないが、ＲＦ受信コイル２７、２８（図３ａ）は、伝送線ＴＬの受信方向に直角な方向のＮＭＲ ＦＩＤ信号成分を検出する。この測定は追加情報およびより優れた信号対雑音比をもたらし、かつ伝送線によって検出されるＮＭＲ信号と相関される。これは、プローブのＮＭＲ信号検出能力および感度を改善する。

組織のＮＭＲ応答は、システムによって三つの異なる方法で、つまり１）実効算出インピーダンスに貢献する反射ＲＦパルスの吸収度として、２）ＲＦ反射パルス後のＦＩＤとして、かつ３）ＲＦコイル２７、２８によって検出されるＦＩＤとして、検出される。重要なＮＭＲ測定組織パラメータとして、プロトン密度（ＰＤ）、縦緩和時間（Ｔ１）および／または横緩和時間（Ｔ２）があるが、それらに限定されない。

磁石３１、３２によって発生する磁界は、Ｙ方向（プローブ軸に沿った方向）に勾配を持つことができる。これは、ＮＭＲ応答の持続時間を短縮し、ＮＭＲ線の広幅化のため信号を弱める。パルスシーケンスは、これらの問題を配慮するように設計される。代替的に（図示せず）、磁石は、磁石によって発生する磁界のＹ方向（プローブ軸に沿った方向）の勾配を最小化する形に構成することができる。したがって、パルスシーケンスは、ＮＭＲ信号にとって最良のＳＮＲを得るために、磁界にかなりの勾配がある場合とは異なるように設計される。

上述の通り、Ｂｐを発生する磁石３１、３２は、測定プロセス中に移動させることもできる。移動はＹ方向（プローブ軸に平行な方向）である。この移動は振幅の変化を発生させ、Ｂｐの方向／向きのわずかな変化をも発生させることがある。代替的に、前に示した通り、かつ下述する通り、Ｂｐの振幅は、コイルおよび／またはコイルによって駆動される常磁性コアを使用することによって、制御することができる。効果は、永久磁石を物理的に移動させるときと同じである。

この移動は多数の目的に役立つ。第一に、それは、ロックイン技術の使用による検出感度を高める。第二に、外部磁界は不均質であるので、磁石の移動は、プローブ先端から所定の距離におけるＮＭＲ共鳴周波数（所定のスピンに対する）の変化を意味する。共鳴周波数ならびに別個にＲＦパルスの形、幅、および繰返し数を制御することにより、プローブ先端から所定の距離の組織のＮＭＲ応答に関して追加情報が得られる。これは、組織のＮＭＲ応答のより優れた特徴付けをもたらす。

磁石の移動はまた、組織の型の変化が発生する深さに関する情報を提供するためにも使用することができる。磁石は、プローブ先端から所定の距離における磁界Ｂｐの強度が選択された値に設定されるように移動される。ＲＦパルスは、プローブ先端からの選択距離より大きい距離からのＮＭＲ応答を増強するように発生される。したがって、プローブ先端からのその選択距離における様々な型の組織の応答の相違を使用して、組織の型の変化を突き止めることができる。

考えられる多数の変形例
図８〜１４は、上述した装置に行うことのできる、考えられる多数の変形例を示す。

図８ａは、内側導電性トレースを画定する内側導電性ストリップ２５ｃがプローブヘッドの遠端まで延長され、接地板を画定する外側導電性ストリップ２５ａ、２５ｂと面一になるようにした変形例を示す。磁石３１、３２の端は、内側導電性トレース２５ｃおよび接地板２５ａ、２５ｂと面一とするか、またはそれに対して突出することができる。次いでＲＦコイル２７、２８もプローブ遠端まで移動される。サンプリングされる物質体積は、プローブ端と直接接触する状態に置かれる。

図８ｂは、磁石が常磁性コア７６を包囲するコイル７５に置き換えられ、コイルに電流を通したときに偏向磁界を発生するようにした変形例を示す。この変形では、偏向磁界の振幅の変化は、コイルの電流の強度を変化させることによって実行される。この電流の変化は、常磁性コアの磁界の変化を誘発する。

別の変形例（図示せず）では、磁石をコイルに置き換えることができ、コイルに電流を通したときに偏向磁界が発生する。この変形例では、偏向磁界の振幅の変化は、コイルに送られる電流の強度を変化させることによって実行される。

図８ｃは、磁石３１、３２の極が、プローブヘッドの主軸に平行な方向（好適な実施形態に対して定義されたＹ方向）に配位される変形例を示す。

図８ｄは、偏向磁界が、周囲コイル７８によって駆動される「馬蹄」形の常磁性コア７７によって発生する変形例を示す。

図８ｅは、例えばピックアップコイル７９の形の電流センサがプローブヘッドの遠端付近に配置されて、検査対象の物質を通過する電流を測定するようにしたさらなる変形例を示す。この構成では、インピーダンスの直接測定を行うことができる。

図８ｆ〜８ｋは、伝送線の端部構造の更なる変形例を示す側面図および平面図である。図８ｆ、８ｇは、ダイポールアンテナ８１によって終端するものを示す。図８ｈ、８ｉは、Ｖ字形アンテナ８２によって終端するものを示す。図８ｊ、８ｋは、表面コイル８３によって終端するものを含む。

図８ｌ、８ｍはそれぞれ、全て同一の偏向磁界３１の発生源を共有するが各々異なるＲＦ放射線源を使用する小型センサの配列を含む、さらに別の実施形態を示す側面図および拡大図である。

図９ａ〜９ｄは、伝送線ＴＬが筒型同軸線型であり、絶縁体２６によって包囲された内側導電性コア２５ｃを有し、該絶縁体が今度は導電性クラッド２５ｂによって包囲された、本発明のさらなる実施形態を示す。偏向磁界は、伝送線ＴＬを包囲する（図９ａ）か、または伝送線ＴＬによって包囲される（図９ｂ）可動同心磁石３１によって発生する。別の変形例では、磁石は、コイル７５（図９ｃ）に、または常磁性コア７７を包囲するコイル７８（図９ｄ）に置き換えられる。同軸ジオメトリでは、一つだけの追加ＲＦ受信コイルが必要になる。このコイルを図９ａ〜９ｄに２７で示す。

図９ｅ（端面図）および図９ｆ（平面図）は、伝送線部が、内側のトレース無しに、二つの導電性ストリップのみで構成される、さらなる変形例を示す。一方のストリップ２５ｂは接地板として働き、他方のストリップ２５ｃは信号板として働く。この構成により、組織からＮＭＲ信号を追加的に収集するために、一つだけのＲＦコイル２７が必要になる。

図１０は、伝送線ＴＬの側面が開口し漏洩する型である別の実施形態を示す。したがって、伝送線ＴＬの外側の導体１００の一部分が切り取られ、窓１０５を形成する。内側導体１０１は伝送線ＴＬの端まで連続している。内側導体は、インピーダンス同調回路１０３に電気接続される。永久磁石１０２は伝送線の下に配置される。この構成では、永久磁石の偏向磁力線１０４は窓ゾーン内に、図１０ではページ面から外側に延びる、Ｂ−ＲＦ磁界１０６に対して垂直な成分を有する。測定は、サンプリングされる組織が窓１０５内に配置されるように、プローブを前進させることによって実行される。

図１１は、プローブのセンサヘッドがカテーテルの遠端に配置され、体腔壁の検査のために身体の内腔へ挿入される、さらに別の実施形態を示す。図１０の場合と同様に、外側導体２５０の切取り部は、領域２５０付近の組織の分析を可能にする。プローブはカテーテルクラッド２４０によって外装される。

図１２は、二つのプローブが送信器／受信器構成で使用される、別の実施形態を示す。この構成では、一方のプローブ２０４は該プローブの番が来たときに送信器として働き、検査対象組織ＥＴに信号を送信し、他方のプローブ２０５はこれらの信号を受信し、次いで該プローブの番が来たときに送信器として働き、その間最初のプローブは受信器として働く。この動作モードでは、反射信号および送信信号が両方とも検出される。送信信号は一つの伝送線２０７を通して供給され、検出された信号は別の伝送線２０８を解して伝送される。両方の伝送線が主ユニット２００に接続される。磁石２１０は、それらが必要な偏向磁界を発生するように配置される。

図１３は、プローブ３１１のセンサヘッドが生検コア針３１０の内部に配置される、別の実施形態を示す。プローブは、針を外皮表面から生検部位まで通しながら、針の先端で組織の型を連続的に検査する。疑わしい組織は、例えば組織採取キャビティ３１２を使用して切除される。

図１４は、組織認識が各々の切除前に行われるように、プローブ４１１のセンサヘッドが、ハンドル４１０およびカッティングヘッド４１２から構成されるカッティングツールに結合される、さらに別の実施形態を示す。

上述した実施形態では、様々な組織パラメータの特徴付けのためのＮＭＲ信号を増強するために造影剤（例えばガドジアミドまたはマンガホジピル）を、検査対象組織に局所的にまたは経静脈的に適用することもできる。

伝送線を介してセンサに供給されるＲＦシーケンスは、一部がＥＩ測定用に最適化され、一部がＥＰＲ（電子常磁性共鳴）測定用に最適化された、繰返しパルスの組合せから構成することができる。偏向磁界もＥＰＲ信号の検出用に最適化することができる。様々な組織パラメータのより優れた特徴付けのために、ＥＰＲ信号を増強する造影剤（例えば活性炭、またはカバモイル−プロキシル、またはトリチル−メチル系ＯＸ０３１、ＯＸ０３６）を、検査対象組織に局所的にまたは経静脈的に適用することもできる。

伝送線を介してセンサに供給されるＲＦシーケンスは、一部がＥＩ測定用に最適化され、一部がオーバハウザＭＲとしても知られるプロトン電子二重共鳴（ＰＥＤＲ）の測定用に最適化された、繰返しパルスの組合せから構成することもできる。偏向磁界もＰＥＤＲ信号の検出用に最適化することができる。様々な組織パラメータのより優れた特徴付けのために、オーバハウザ信号を増強する造影剤を、検査対象組織に局所的にまたは経静脈的に適用することもできる。

本発明は、他の型の物質を識別するために、例えばボアホールの壁のインサイチュ特徴付け、ならびにポリマおよびエラストマ製品およびコーティングのインサイチュ特徴付けにも、使用することができることもまた理解されるであろう。

追加の変形および用途を含め、本発明の多くの他の実現が、当業熟練者には明らかであろう。

記載する本発明の好適な実施形態に関係する動作の基本的原理を示す図である。 本発明に従って構成された装置の一形態を示すブロック図である。図２ａは図２の線ａ−−−−ａにおける断面図である。 図２の装置のセンサヘッドを示す三次元図である。 図３のセンサヘッドのＺＹ面に沿った断面図である。 図３のセンサヘッドのＸＺ面に沿った断面図である。 図３のセンサヘッドによって生成される電界および磁界の構成を図式的に示す。 図２〜４の装置の主要コンポーネントまたはモジュールを示すブロック図である。 図２〜５の装置の動作の好適なモードを示すフローチャートである。 図２〜６の装置の動作を理解するのに役立つ波形である。 図２〜６の装置の偏向磁界および伝送線終端の可能な変化例を示す。 図２〜６の装置の偏向磁界および伝送線終端の可能な変化例を示す。 図２〜６の装置の偏向磁界および伝送線終端の可能な変化例を示す。 図２〜６の装置の偏向磁界および伝送線終端の可能な変化例を示す。 図２〜６の装置の偏向磁界および伝送線終端の可能な変化例を示す。 偏向磁界および伝送線の構成の更なる可能な変化例を示す。 偏向磁界および伝送線の構成の更なる可能な変化例を示す。 本発明に係るセンサヘッドの漏洩伝送線構成を図式的に示す。 患者の身体の内腔内への挿入用のカテーテルに埋め込まれた本発明を示す。 検査される組織の両側に適用される二つのセンサヘッドを含む、本発明に従って構成された装置を示す。 生検針に組み込まれた本発明に係るセンサヘッドを図式的に示す。 外科手術中に実時間で組織の型の指標を得ることができるように切刃に組み込まれた、本発明に従って構成されるセンサヘッドを示す。

Claims (39)

1. 所定体積の物質を検査して検査対象の物質を特徴付けて前記検査対象の物質の型を決定するための装置であって、
   検査対象の所定体積の物質に偏向磁界を局所的に印加し、偏向軸を画定するための手段、
   長手方向軸および物質に近接する一方の側の遠位端を画定する、組み合わされたＥＩおよびＭＲセンシングヘッドである第一センシングヘッドであって、第一センシングヘッドに電気制御および処理システムとの通信を与える第一伝送線に接続される、第一センシングヘッド、および
   （ａ）検査対象の所定体積の物質の電気インピーダンスに対応する電気インピーダンス（ＥＩ）応答信号および検査対象の所定体積の物質のＭＲ特性に対応する磁気共鳴（ＭＲ）応答信号の両方を、同じＲＦパルスから引き起こすように、検査対象の所定体積の物質に第一センシングヘッドを介して偏向軸に直交するＢ成分を有するＲＦパルスを局所的に印加し、それにより、同じＲＦパルスからＥＩおよびＭＲ応答信号の両方を与え、
   （ｂ）第一センシングヘッドを介して、前記同じＲＦパルスから共に生成されたＥＩおよびＭＲ応答信号を局所的に検出し、かつ
   （ｃ）前記各々のＲＦパルスへの応答において共に生成されて検出された応答信号を、検査対象の所定体積の物質の電気インピーダンスおよび磁気共鳴特性に基づいて、検査対象の物質の型の特徴付けに利用し、それにより前記電気インピーダンスおよび前記磁気共鳴特性に基づいて同時に前記所定体積の特徴付けを行う
   ための電気制御及び処理システム、
   を備えた装置。
2. 電気制御および処理システムはまた、検査対象の所定体積の物質から引き起こされるＥＩ応答信号およびＭＲ応答信号を変化するように偏向磁界を変化するために手段を制御し、応答信号における変化を検出し、かつ応答信号において検出された変化を検査対象の物質の型を特徴付けるのに利用する請求項１に記載の装置。
3. 電気制御および処理システムは、検査対象の所定体積の物質の実効電気インピーダンスを算出するためにＲＦパルスによって引き起こされる検出されたＥＩ応答信号を処理し、算出された電気インピーダンスを検査対象の物質の型を特徴付けるのに利用する請求項１に記載の装置。
4. 電気制御および処理システムは、平衡に戻るときの検査対象の所定体積の物質における励起スピンからのエコーに対応するＭＲ自由誘導減衰（ＦＩＤ）信号を引き起こすことができるＲＦパルスを印加し、ＦＩＤ信号を検出し、検出されたＦＩＤ信号を検査対象の物質の型を特徴付けるのに利用する請求項１に記載の装置。
5. 第一センシングヘッドの遠位端は、開口端、ダイポール、Ｖ字形アンテナ、コニカルアンテナ、表面コイルまたは片側漏洩供給端からなる群から選択される構造を有する請求項１に記載の装置。
6. 第一センシングヘッドの遠位端は、開口空洞の構造を有する請求項１に記載の装置。
7. 第一センシングヘッドの遠位端は、第一センシングヘッドのインピーダンスの変化を可能にし、それによって所定体積の物質上の印加されたＲＦパルスの反射率を変化する同調回路に電気接続される請求項１に記載の装置。
8. 同調回路はまた、ＲＦパルスによって発生する磁界の強度を変化させることができる請求項３に記載の装置。
9. 第一センシングヘッドは、ＲＦパルスのＢ成分の方向の成分を有する方向のＭＲ応答信号を局所的に検出するために構成される請求項１に記載の装置。
10. 第一センシングヘッドは、ＲＦパルスのＢ成分に直交しかつ偏向軸に直交する成分を有する方向のＭＲ応答信号を局所的に検出するためにさらに構成される請求項９に記載の装置。
11. 第一センシングヘッドは、遠位端に少なくとも一つのコイルをさらに含み、コイルはＲＦパルスのＢ成分に直交しかつ偏向軸に直交する成分を有する方向のＭＲ信号を検出するために構成される、請求項１に記載の装置。
12. 第一センシングヘッドは、
    長手方向軸に平行に延びる内側導電性ストリップ、および内側導電性ストリップに平行にかつ内側導電性ストリップの対向する側上に延び、かつ絶縁体によってそれから分離される、互いに電気接続された一対の外側導電性ストリップ；
    内側導電性ストリップと外側導電性ストリップの一方との間に位置され、かつ長手方向軸に垂直に延びる第１ＲＦコイル；および
    内側導電性ストリップと外側導電性ストリップの他方との間に位置され、かつ長手方向軸に垂直に延びる第２ＲＦコイル
    を含む請求項１に記載の装置。
13. 第一センシングヘッドは、
    長手方向軸に平行に延びる第１導電性ストリップ；
    第１導電性ストリップに平行に延びかつ絶縁体によってそれから分離される第２導電性ストリップ；および
    第１と第２導電性ストリップの間に位置されかつ伝送線の長手方向軸に垂直に延びるＲＦコイル
    を含む請求項１に記載の装置。
14. 偏向磁界を局所的に印加するための手段は、検査対象の所定体積の物質を通る偏向磁界を振幅および深さのうちの少なくとも一つに関して変化するために電気制御および処理システムによって制御可能である請求項１に記載の装置。
15. 偏向磁界を局所的に印加するための手段は、検査対象の所定体積の物質を通る偏向磁界を振幅および深さのうちの少なくとも一つに関して変化するために第一センシングヘッド上に可動に装着された永久磁石を含む請求項１に記載の装置。
16. 永久磁石は、エアシリンダーによって可動に装着される請求項１５に記載の装置。
17. 偏向磁界を局所的に印加するための手段は、検査対象の所定体積の物質を通る偏向磁界を振幅および深さのうちの少なくとも一つに関して変化するために第一センシングヘッドに関して可動に装着された一つ以上の電磁コイルを含む請求項１に記載の装置。
18. 偏向磁界を局所的に印加するための手段は、検査対象の所定体積の物質を通る偏向磁界を振幅および深さのうちの少なくとも一つに関して変化するために電気制御および処理システムによって制御可動でありかつ第一センシングヘッドによって支持される一つ以上の電磁コイルを含む請求項１に記載の装置。
19. 偏向磁界を局所的に印加するための手段は、検査対象の所定体積の物質を通る偏向磁界を振幅および深さのうちの少なくとも一つに関して変化するために電気制御および処理システムによって制御可動でありかつ前記伝送線によって支持される常磁性コアを包囲する一つ以上の電磁コイルを含む請求項１に記載の装置。
20. 第一および第二センシングヘッドのいずれか一つから送信されたＲＦパルスが、検査対象の所定体積の物質を通って送信され、第一および第二センシングヘッドの他方によって検出されるように、検査対象の所定体積の物質のもう一方の側に配置される第二センシングヘッドであって、第二センシングヘッドに電気制御および処理システムとの通信を与える第二伝送線に接続される、第二センシングヘッド、
    検査対象の物質の型の特徴付けにおいて検出された送信されたＲＦパルスを利用するための電気制御及び処理システム、
    をさらに含む請求項１に記載の装置。
21. 第二センシングヘッドは、ＲＦパルスのＢ成分の方向の成分を有する方向のＭＲ応答信号を局所的に検出するために構成される請求項２０に記載の装置。
22. 第二センシングヘッドは、ＲＦパルスのＢ成分に直交しかつ偏向軸に直交する成分を有する方向のＭＲ応答信号を局所的に検出するためにさらに構成される請求項２１に記載の装置。
23. 検査対象の所定体積の物質は二つの対向する半球を画定し、第一および第二センシングヘッドは二つの対向する半球上に配置され、検査対象の所定体積の物質を通って送信されるＲＦパルスを検出することを容易にする、請求項２０に記載の装置。
24. 第一および第二センシングヘッドは、以下：
    ある場合には、第一センシングヘッドは、ＲＦパルスを送信しかつ検査対象の所定体積の物質から反射されたＥＩおよびＭＲ応答信号を受信するための送信器として作用し、第二センシングヘッは、検査対象の所定体積の物質を通って送信されるＥＩおよびＭＲ応答信号を受信するための受信器として作用し、
    他の場合には、第二センシングヘッドは送信器として作用し、第一センシングヘッドは受信器として作用する
    のように、役割を交代することができる請求項２０に記載の装置。
25. 検査対象の所定体積の物質の周りの様々な場所に配置される複数のセンシングヘッドをさらに含み、ある場合において、センシングヘッドのうちの一つが送信器として作用し、残りのセンシングヘッドは受信器として作用する、請求項２４に記載の装置。
26. 検査対象の所定体積の物質の周りの様々な場所に配置される複数のセンシングヘッドをさらに含み、全てのセンシングヘッドが同時に作用する、請求項１に記載の装置。
27. 電気制御および処理システムは、検査対象の物質の型を特徴付ける予め定められたパラメータについて検出された応答信号を解析し、かつ予め定められたパラメータを既知の検査対象の物質の型の対応するパラメータと比較して最良一致を生成することによって、検査対象の物質の型を特徴付けるために検出された応答信号を利用する請求項１に記載の装置。
28. 電気制御および処理システムは、一部のパルスがＥＩ測定用に最適化され、その他のパルスがＭＲ測定用に最適化された、一連のパルスとしてＲＦパルスを印加する請求項１に記載の装置。
29. 電気制御および処理システムは、検査対象の所定体積の物質のスピン密度、縦緩和時間（Ｔ１）および横緩和時間（Ｔ２）のうちの少なくとも一つについて、検出されたＭＲ応答信号を解析する請求項１に記載の装置。
30. 電気制御および処理システムは、
    （１）ＥＩ応答信号およびＭＲ応答信号を収集し、
    （２）検査対象の物質の型を特徴付ける予め定められたパラメータについて、収集された応答信号を解析すること、
    によってＥＩおよびＭＲ応答信号を検出し処理し、前記解析することは、
    （３）収集された応答信号から一組のパラメータを計算し、
    （４）既知の検査対象の物質の型に対応する既知のパラメータの組に対する類似性によって、計算されたパラメータの組を分類し、それにより前記検査対象の所定体積の物質が前記既知の検査対象の物質の型のどれに最も類似しているのかを決定すること
    を含む請求項１に記載の装置。
31. 電気制御および処理システムは、検出されたＥＩおよびＭＲ応答信号を利用して検査対象の組織体積を病理学的評価について特徴付ける請求項１に記載の装置。
32. 電気制御および処理システムは、電気制御および処理システムによって決定されるような検査対象の所定体積の物質の型を表示するためのインジケータをさらに含む請求項１に記載の装置。
33. 装置は、検査対象の所定体積の物質を電気制御および処理システムによって決定されるようなその型に従って標識付けるためのマーキング装置をさらに含む請求項１に記載の装置。
34. 第一センシングヘッドは、検査対象の所定体積の物質を通る電流を感知するための電流センサをさらに含む請求項１に記載の装置。
35. 第一センシングヘッドは、カテーテルと組み合わされる請求項１に記載の装置。
36. 第一センシングヘッドは、生検芯針と組み合わされる請求項１に記載の装置。
37. 第一センシングヘッドは、切断ツールと組み合わされる請求項１に記載の装置。
38. ＭＲ応答信号は、核磁気共鳴（ＮＭＲ）応答信号である請求項１に記載の装置。
39. ＭＲ応答信号は、電磁共鳴（ＥＭＲ）応答信号である請求項１に記載の装置。

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