JPH0558731B2 - - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は磁気共鳴像形成（MRI）及びスペク
トル形成装置において用いられて挿入自在なピツ
クアツププローブが用いられ得るような領域近傍
の比較的狭い解剖学的領域の検査の際、装置の像
形成能力及び分光学的感度を向上せしめる受信装
置に関する。特に、本発明は直腸挿入による前立
腺領域の造影、腟内挿入による子宮頸部の造影等
に用いられる腔内ピツクアツププローブに関す
る。
トル形成装置において用いられて挿入自在なピツ
クアツププローブが用いられ得るような領域近傍
の比較的狭い解剖学的領域の検査の際、装置の像
形成能力及び分光学的感度を向上せしめる受信装
置に関する。特に、本発明は直腸挿入による前立
腺領域の造影、腟内挿入による子宮頸部の造影等
に用いられる腔内ピツクアツププローブに関す
る。
MRI装置の分野及びNMR像形成装置として知
られている装置の分野において外部ピツクアツプ
プローブは対象領域からの高周波信号の受信のた
めに用いられる。理想的な性能を得るために、ピ
ツクアツププローブは体の腔内に挿入されるべき
であり、このピツクアツププローブは高周波受信
コイルを含み対象領域に出来るだけ近く配置さる
べきである。更にこの挿入自在ピツクアツププロ
ーブは対象領域の所望視野と等しい大きさの感応
体積を有さねばならない、このことはMRI装置
の為の重点ケース及び結合ケースの理想化をな
し、MR像形成においてＳ／Ｎ比の改善が得られ
るのである。
られている装置の分野において外部ピツクアツプ
プローブは対象領域からの高周波信号の受信のた
めに用いられる。理想的な性能を得るために、ピ
ツクアツププローブは体の腔内に挿入されるべき
であり、このピツクアツププローブは高周波受信
コイルを含み対象領域に出来るだけ近く配置さる
べきである。更にこの挿入自在ピツクアツププロ
ーブは対象領域の所望視野と等しい大きさの感応
体積を有さねばならない、このことはMRI装置
の為の重点ケース及び結合ケースの理想化をな
し、MR像形成においてＳ／Ｎ比の改善が得られ
るのである。
更に、理想的感度を得るために受信コイルは出
来るだけ大なる無負荷コイルＱフアクタを有すべ
きであり、MRI装置のスキヤナのラーモア周波
数に共振するように調整されるべきである。ま
た、挿入自在ピツクアツププローブは使い捨てで
あることが望まれることがあり、従つてプローブ
のコストは出来るだけ低くあるべきである。同時
にプローブのコストを低減することにおいて
MRI装置のスキヤナに対する受信コイルのイン
ピーダンスマツチング及び同調能力を損なうこと
がないようにすることが重要である。従つて、
MRI装置において用いられ低コストにしてMRI
装置のスキヤナに対する受信コイルの自動又は手
動の同調及びインピーダンスマツチングをなし得
る使い捨て型のピツクアツププローブを提供する
ことが望まれる。
来るだけ大なる無負荷コイルＱフアクタを有すべ
きであり、MRI装置のスキヤナのラーモア周波
数に共振するように調整されるべきである。ま
た、挿入自在ピツクアツププローブは使い捨てで
あることが望まれることがあり、従つてプローブ
のコストは出来るだけ低くあるべきである。同時
にプローブのコストを低減することにおいて
MRI装置のスキヤナに対する受信コイルのイン
ピーダンスマツチング及び同調能力を損なうこと
がないようにすることが重要である。従つて、
MRI装置において用いられ低コストにしてMRI
装置のスキヤナに対する受信コイルの自動又は手
動の同調及びインピーダンスマツチングをなし得
る使い捨て型のピツクアツププローブを提供する
ことが望まれる。
発明の概要
本発明の主たる目的は挿入自在なMRIピツク
アツププローブ及び該ピツクアツプのコイルを
MRI装置におけるMRIスキヤナの共振周波数に
マツチングさせる能力を有するインターフエース
回路を提供することである。
アツププローブ及び該ピツクアツプのコイルを
MRI装置におけるMRIスキヤナの共振周波数に
マツチングさせる能力を有するインターフエース
回路を提供することである。
本発明の他の目的は、対象領域の近傍に配置さ
れて磁気共鳴像又はスペクトルの品質を改善する
ことが出来る挿入自在ピツクアツププローブを提
供することである。
れて磁気共鳴像又はスペクトルの品質を改善する
ことが出来る挿入自在ピツクアツププローブを提
供することである。
本発明の他の目的は患者の体内に挿入された後
において共振周波数調整を遠隔調整することが出
来る挿入自在MRIピツクアツププローブ及びイ
ンターフエース装置を提供することである。
において共振周波数調整を遠隔調整することが出
来る挿入自在MRIピツクアツププローブ及びイ
ンターフエース装置を提供することである。
本発明の他の目的は受信コイルを有する挿入自
在MRIピツクアツププローブ及び該受信コイル
の出力インターフエースの該プローブの患者体内
の挿入後においてMRIスキヤナの入力インピー
ダンスに自動的に受信コイルのインピーダンスを
整合せしめる能力を有するインターフエース回路
を提供することである。
在MRIピツクアツププローブ及び該受信コイル
の出力インターフエースの該プローブの患者体内
の挿入後においてMRIスキヤナの入力インピー
ダンスに自動的に受信コイルのインピーダンスを
整合せしめる能力を有するインターフエース回路
を提供することである。
本発明の実施例は特に男性の前立腺及びその近
傍領域の高感度高改造度像形成のための直腸挿入
型ピツクアツププローブ及びこれに関連するイン
ターフエース回路に関する。以下において、ピツ
クアツププローブは男性の前立腺領域の造影及び
スペクトル生成をなすものとして説明するが、本
発明の概念は直腸、膣及び口等の他の対象領域に
対しても同様に用いられることを理解すべきであ
る。更に本発明の原理は動脈及び静脈その他の領
域であつて挿入自在ピツクアツププローブが到達
し得る領域におけるMRI又はNMR装置に適用さ
れることは明らかである。
傍領域の高感度高改造度像形成のための直腸挿入
型ピツクアツププローブ及びこれに関連するイン
ターフエース回路に関する。以下において、ピツ
クアツププローブは男性の前立腺領域の造影及び
スペクトル生成をなすものとして説明するが、本
発明の概念は直腸、膣及び口等の他の対象領域に
対しても同様に用いられることを理解すべきであ
る。更に本発明の原理は動脈及び静脈その他の領
域であつて挿入自在ピツクアツププローブが到達
し得る領域におけるMRI又はNMR装置に適用さ
れることは明らかである。
本発明による挿入自在ピツクアツププローブは
MRI及びNMRスキヤナ装置に用いられる信号ピ
ツクアツプ装置の像又はスペクトル捕捉における
Ｓ／Ｎ比の改善をなす。更に、プローブの狭い視
野の故に体の動き、血流、患者の呼吸、及び像の
歪、多次元フーリエ変換技術を用いて像捕捉をな
す場合の信号変化を減少若しくはなくすことがで
きる。
MRI及びNMRスキヤナ装置に用いられる信号ピ
ツクアツプ装置の像又はスペクトル捕捉における
Ｓ／Ｎ比の改善をなす。更に、プローブの狭い視
野の故に体の動き、血流、患者の呼吸、及び像の
歪、多次元フーリエ変換技術を用いて像捕捉をな
す場合の信号変化を減少若しくはなくすことがで
きる。
本発明による挿入自在ピツクアツププローブは
その末端部において膨縮自在な患者インターフエ
ース袋状体を支持するシヤフト部材を含む。
その末端部において膨縮自在な患者インターフエ
ース袋状体を支持するシヤフト部材を含む。
実施例において、このインターフエース袋状体
は内側袋状体及び外側袋状体並びに内側及び外側
袋状態の間に配置される受信コイルを含んでい
る。空気供給のための導通路が該シヤフト部材内
に設けられて挿入自在ピツクアツププローブを患
者の体内に挿入した後において内側袋状体を外側
袋状体に対して膨脹せしめて該受信コイルを患者
の対象領域の近傍に位置決めするようになつてい
る。
は内側袋状体及び外側袋状体並びに内側及び外側
袋状態の間に配置される受信コイルを含んでい
る。空気供給のための導通路が該シヤフト部材内
に設けられて挿入自在ピツクアツププローブを患
者の体内に挿入した後において内側袋状体を外側
袋状体に対して膨脹せしめて該受信コイルを患者
の対象領域の近傍に位置決めするようになつてい
る。
本発明による実施例においては、ピツクアツプ
プローブが前立腺プローブであり、直腸内挿入形
式になつている。プローブのシヤフト部材に設け
られた移動禁止デイスクは結腸の蠕動運動を越え
てプローブが移動することを禁止する。更に、該
シヤフト部材を囲みかつシヤフト部材の長さ方向
に亘つて摺動自在な導入器が設けられている。こ
の導入器はプローブの挿入動作の間に肛門括約筋
の拡張器として作用する。
プローブが前立腺プローブであり、直腸内挿入形
式になつている。プローブのシヤフト部材に設け
られた移動禁止デイスクは結腸の蠕動運動を越え
てプローブが移動することを禁止する。更に、該
シヤフト部材を囲みかつシヤフト部材の長さ方向
に亘つて摺動自在な導入器が設けられている。こ
の導入器はプローブの挿入動作の間に肛門括約筋
の拡張器として作用する。
本発明による挿入自在ピツクアツププローブ
は、半径方向における回転の際に剛性となるよう
にシヤフトを形成して体内に袋状体の正確な長手
方向及び半径方向の位置決めをなすようになつて
いる。袋状体シヤフト及びハンドルは一体的に結
合されてトルクが加えられたとき単一のユニツト
として回転するようになつている。プローブの先
端は柔軟になつており、組織の損傷を防ぐように
なつている。
は、半径方向における回転の際に剛性となるよう
にシヤフトを形成して体内に袋状体の正確な長手
方向及び半径方向の位置決めをなすようになつて
いる。袋状体シヤフト及びハンドルは一体的に結
合されてトルクが加えられたとき単一のユニツト
として回転するようになつている。プローブの先
端は柔軟になつており、組織の損傷を防ぐように
なつている。
膨縮自在なカフがシヤフトに結合して設けられ
このカフはシヤフト内に設けられた導通路をへて
内側袋状体に空気を供給するための空気ポンプと
して作用する。更に内側袋状体内の空気を維持す
るためのストツプコツクが設けられている。受信
コイルは別の導通路内に伸長し中継ケーブルに接
続され、インターフエース回路に電気的に接続さ
れる。望ましくは袋状体受信コイル膨縮カフ更に
はシヤフト及び移動禁止デイスク並びに導入器を
含むプローブは型であるのが望ましい。
このカフはシヤフト内に設けられた導通路をへて
内側袋状体に空気を供給するための空気ポンプと
して作用する。更に内側袋状体内の空気を維持す
るためのストツプコツクが設けられている。受信
コイルは別の導通路内に伸長し中継ケーブルに接
続され、インターフエース回路に電気的に接続さ
れる。望ましくは袋状体受信コイル膨縮カフ更に
はシヤフト及び移動禁止デイスク並びに導入器を
含むプローブは型であるのが望ましい。
本発明によるインターフエース回路は導入自在
ピツクアツププローブ及びMRI又はNMRスキヤ
ナに間して３つの機能をなす。インターフエース
回路の第１の機能はピツクアツププローブの受信
コイルをスキヤナのラーモア周波数への同調であ
る。インターフエース回路の第２の機能はプロー
ブの出力インターフエースをスキヤナの入力イン
ターフエースにマツチングさせることである。イ
ンターフエース回路の第３の機能はプローブが受
信専用になつているとき走査シーケンス部分を送
信動作中のコイルから切り離すことである。
ピツクアツププローブ及びMRI又はNMRスキヤ
ナに間して３つの機能をなす。インターフエース
回路の第１の機能はピツクアツププローブの受信
コイルをスキヤナのラーモア周波数への同調であ
る。インターフエース回路の第２の機能はプロー
ブの出力インターフエースをスキヤナの入力イン
ターフエースにマツチングさせることである。イ
ンターフエース回路の第３の機能はプローブが受
信専用になつているとき走査シーケンス部分を送
信動作中のコイルから切り離すことである。
受信コイルのMRIスキヤナのラーモア周波数
への同調は手動又は自動的になされる。好ましい
実施例において、インターフエース回路はプロー
ブの出力端から見た共振周波数を自動的に調整す
る電子回路である。更に、変形例においてはイン
ターフエース回路を同調とインピーダンス変換比
の双方の自動調整をなす電子回路を含む。
への同調は手動又は自動的になされる。好ましい
実施例において、インターフエース回路はプロー
ブの出力端から見た共振周波数を自動的に調整す
る電子回路である。更に、変形例においてはイン
ターフエース回路を同調とインピーダンス変換比
の双方の自動調整をなす電子回路を含む。
実施例
第１図において、前立腺挿入型ピツクアツププ
ローブ１０はインターフエース回路１２に接続さ
れる。この前立腺挿入型ピツクアツププローブ１
０は人間の前立腺及びその周囲の組織の像形成を
なすことができるMRI又はNMR受信装置であ
り、更に高周波送信のための送信コイルとしても
用い得る。プローブ１０はインターフエース回路
１２と共に用いられ、このインターフエース回路
１２は同調インピーダンスマツチング及び切り離
し機能を有する。
ローブ１０はインターフエース回路１２に接続さ
れる。この前立腺挿入型ピツクアツププローブ１
０は人間の前立腺及びその周囲の組織の像形成を
なすことができるMRI又はNMR受信装置であ
り、更に高周波送信のための送信コイルとしても
用い得る。プローブ１０はインターフエース回路
１２と共に用いられ、このインターフエース回路
１２は同調インピーダンスマツチング及び切り離
し機能を有する。
プローブ１０はシヤフト１４を含みシヤフト１
４はその先端部においてインターフエース袋状体
１６を支持し、移動禁止デイスク１８及び導入器
２０を支持し更にその基端部においてハンドル２
２を支持している。インターフエース袋状体１６
に空気を供給するための膨張カフ２４が設けられ
てチユーブ２６によつてシヤフトの基端部に接続
している。チユーブ２６にストツプコツク２８が
設けられ、チユーブ２６を経てインターフエース
袋状体１６に供給される空気を制御する。
４はその先端部においてインターフエース袋状体
１６を支持し、移動禁止デイスク１８及び導入器
２０を支持し更にその基端部においてハンドル２
２を支持している。インターフエース袋状体１６
に空気を供給するための膨張カフ２４が設けられ
てチユーブ２６によつてシヤフトの基端部に接続
している。チユーブ２６にストツプコツク２８が
設けられ、チユーブ２６を経てインターフエース
袋状体１６に供給される空気を制御する。
以下に、詳細に説明するように、インターフエ
ース袋状体内に受信コイルが設けられ、この受信
コイルは中継ケーブル３０によつてインターフエ
ース回路１２に電気的に接続される。中継ケーブ
ル３０はインターフエース回路１２の前面に設け
られた接続端子３４に結合さるべきプラグ３２を
その端部に有する。
ース袋状体内に受信コイルが設けられ、この受信
コイルは中継ケーブル３０によつてインターフエ
ース回路１２に電気的に接続される。中継ケーブ
ル３０はインターフエース回路１２の前面に設け
られた接続端子３４に結合さるべきプラグ３２を
その端部に有する。
インターフエース回路１２はMRIスキヤナに
接続されるべき端子３６を有する。更にインター
フエース回路１２は動作位置及び同調位置の２つ
の位置を有するスイツチ３８を含む。操作者に対
して動作モードを示すためにインジケータランプ
４０がインターフエース１２の前面に設けられて
いる。さらに、プローブの故障発生を示すランプ
４２がインターフエース回路１２の前面に設けら
れている。
接続されるべき端子３６を有する。更にインター
フエース回路１２は動作位置及び同調位置の２つ
の位置を有するスイツチ３８を含む。操作者に対
して動作モードを示すためにインジケータランプ
４０がインターフエース１２の前面に設けられて
いる。さらに、プローブの故障発生を示すランプ
４２がインターフエース回路１２の前面に設けら
れている。
第２，４，５及び８図において挿入自在ピツク
アツププローブ１０のインターフエース袋状体１
６が詳細に示されている。インターフエース袋状
体１６は内側袋状体４４及び外側袋状体４６を含
んでいる。内側袋状体４４は好ましくは非常磁性
材であつて低誘電ロスを有する柔軟な医療用ラテ
ツクス又は他のゴム状材料によつて形成され、シ
ヤフト１４内の導通路４８を経て供給されて孔４
９を経て内側袋状体４４に突出される空気によつ
て膨脹せしめられる。内側袋状体は非伸長性平板
５０によつて被覆された前方の平坦部以外の部分
においては略円筒状であつて、当該非伸長性平板
５０は例えば背面接着性布材によつて形成されて
いる。受信コイル５２は内側袋状体４４及び外側
袋状体４６の間に設けられ、柔軟性導電性材によ
つて形成される。受信コイル５２は非伸長平板５
０及び外側袋状体４６の間に配設され、シヤフト
１４内の第２導通路５４を経てインターフエース
袋状体１６に導かれ外側袋状体４６内のシヤフト
１４の孔５６を介してシヤフト１４の外に導かれ
る。
アツププローブ１０のインターフエース袋状体１
６が詳細に示されている。インターフエース袋状
体１６は内側袋状体４４及び外側袋状体４６を含
んでいる。内側袋状体４４は好ましくは非常磁性
材であつて低誘電ロスを有する柔軟な医療用ラテ
ツクス又は他のゴム状材料によつて形成され、シ
ヤフト１４内の導通路４８を経て供給されて孔４
９を経て内側袋状体４４に突出される空気によつ
て膨脹せしめられる。内側袋状体は非伸長性平板
５０によつて被覆された前方の平坦部以外の部分
においては略円筒状であつて、当該非伸長性平板
５０は例えば背面接着性布材によつて形成されて
いる。受信コイル５２は内側袋状体４４及び外側
袋状体４６の間に設けられ、柔軟性導電性材によ
つて形成される。受信コイル５２は非伸長平板５
０及び外側袋状体４６の間に配設され、シヤフト
１４内の第２導通路５４を経てインターフエース
袋状体１６に導かれ外側袋状体４６内のシヤフト
１４の孔５６を介してシヤフト１４の外に導かれ
る。
外側袋状体４６は参照符６２によつて示す如く
表面鞍状部を有し直腸の膨大部内面の直腸前立腺
膨出部に適合するようになつている。更に、外側
袋状体４６は後方起伏折り畳み部６４を有しこの
折り畳み部６４はインターフエース袋状体１６が
内側袋状体４４の膨出時においてまず開くことを
許容する。この開放は鞍状部６２をして直腸部の
前立腺領域への密接をなし挿入自在ピツクアツプ
プローブ１０の像形成視野が所望の対象領域に合
致することを確実にする。
表面鞍状部を有し直腸の膨大部内面の直腸前立腺
膨出部に適合するようになつている。更に、外側
袋状体４６は後方起伏折り畳み部６４を有しこの
折り畳み部６４はインターフエース袋状体１６が
内側袋状体４４の膨出時においてまず開くことを
許容する。この開放は鞍状部６２をして直腸部の
前立腺領域への密接をなし挿入自在ピツクアツプ
プローブ１０の像形成視野が所望の対象領域に合
致することを確実にする。
非伸長平板５０はインターフエース袋状体にお
いて２つの機能をなす。第１に、非伸長平板５０
は内側袋状体４４の膨脹中心を制御する。第２に
非伸長平板５０は受信コイル２の案内手段として
作用する。膨脹の際、内側袋状体４４は受信コイ
ル５２から後方にまず広がる。これによつて外側
袋状体の折り畳み部６４が直腸壁に対して均等な
抗力を作用させるようになる。そして、非伸長平
面５０は持ち上がつて受信コイル５２及び外側袋
状体４６の鞍状部６２を対象領域に押圧する。膨
脹が完了したとき受信コイル５２は対象領域から
の高周波受信の為の最良の位置に位置決めされ
る。
いて２つの機能をなす。第１に、非伸長平板５０
は内側袋状体４４の膨脹中心を制御する。第２に
非伸長平板５０は受信コイル２の案内手段として
作用する。膨脹の際、内側袋状体４４は受信コイ
ル５２から後方にまず広がる。これによつて外側
袋状体の折り畳み部６４が直腸壁に対して均等な
抗力を作用させるようになる。そして、非伸長平
面５０は持ち上がつて受信コイル５２及び外側袋
状体４６の鞍状部６２を対象領域に押圧する。膨
脹が完了したとき受信コイル５２は対象領域から
の高周波受信の為の最良の位置に位置決めされ
る。
更に、第４図から明らかなように、外側袋状体
４６に横方向の凹部７４が形成される。この凹部
７４は外側袋状体４６が非膨脹状態にあるときの
コイルの位置決めをなす作用をなす。受信コイル
５２はプローブの組み立て工程において凹部７４
によつて形成される棚部に位置決めされる。かか
る構成によつて繰り返し膨脹収縮サイクルにおい
て外側袋状体４６内の棚に対して受信コイル５２
が繰り返し位置決めされる。
４６に横方向の凹部７４が形成される。この凹部
７４は外側袋状体４６が非膨脹状態にあるときの
コイルの位置決めをなす作用をなす。受信コイル
５２はプローブの組み立て工程において凹部７４
によつて形成される棚部に位置決めされる。かか
る構成によつて繰り返し膨脹収縮サイクルにおい
て外側袋状体４６内の棚に対して受信コイル５２
が繰り返し位置決めされる。
変形例においてはインターフエース袋状体１６
は単層のゴム状材からなる膨縮自在袋状体によつ
て形成され得る。かかる構成においては受信コイ
ル５２は袋状体の内面に貼り付けることが出来
る。
は単層のゴム状材からなる膨縮自在袋状体によつ
て形成され得る。かかる構成においては受信コイ
ル５２は袋状体の内面に貼り付けることが出来
る。
更に、内側袋状体１６は単一の多層袋状体によ
つて形成することもできる。この多層袋状体はゴ
ム状層の間に受信コイル５２を保持する。この場
合、膨脹の際受信コイル５２は袋状体の動きによ
つて対象領域に押圧される。このコイルの埋設は
受信コイル５２を内側袋状体の表面に配置し、次
いで袋状体の外側表面に別の層を被せることによ
つて受信コイル５２を被うようにして製造工程に
おいてなすことができる。
つて形成することもできる。この多層袋状体はゴ
ム状層の間に受信コイル５２を保持する。この場
合、膨脹の際受信コイル５２は袋状体の動きによ
つて対象領域に押圧される。このコイルの埋設は
受信コイル５２を内側袋状体の表面に配置し、次
いで袋状体の外側表面に別の層を被せることによ
つて受信コイル５２を被うようにして製造工程に
おいてなすことができる。
ピツクアツププローブ１０の挿入をなす際に操
作者を助ける為にシヤフト１４上に色つきストラ
イプ５５を設けている。ストライプ５５は第１図
において明らかなように、又第８図からも明らか
なようにシヤフトが患者の体内に挿入された量を
表示するようになつており、又、前立腺に対して
適正な位置決めがなされるように袋状体１６の半
径方向を示している。更にシヤフト１４の先端部
１５（以下柔軟チツプと称する）は袋状体１６に
適合しシヤフト１４の他の部分に比べてより柔軟
性が高く患者へのより良い適合をなし使用中にお
ける組織の損傷の可能性を低減している。
作者を助ける為にシヤフト１４上に色つきストラ
イプ５５を設けている。ストライプ５５は第１図
において明らかなように、又第８図からも明らか
なようにシヤフトが患者の体内に挿入された量を
表示するようになつており、又、前立腺に対して
適正な位置決めがなされるように袋状体１６の半
径方向を示している。更にシヤフト１４の先端部
１５（以下柔軟チツプと称する）は袋状体１６に
適合しシヤフト１４の他の部分に比べてより柔軟
性が高く患者へのより良い適合をなし使用中にお
ける組織の損傷の可能性を低減している。
第１，２及び８図においてシヤフト１４は剛体
であり、ハンドル２２の位置において半径方向に
ねじられると袋状体、シヤフト及びハンドルはユ
ニツトとして動いて位置合せを確実にする。柔軟
チツプ１５はシヤフト１４よりもより柔軟な材料
からなり、参照符１７の位置でシヤフト１４に結
合せしめられる。外側袋状体６２はクランプ６０
によつてシヤフト１４に固定され、柔軟チツプ１
５に適合している。同様に内側袋状体４４はクラ
ンプ５８によつてシヤフト７４に固定され柔軟チ
ツプ１５に適合している。
であり、ハンドル２２の位置において半径方向に
ねじられると袋状体、シヤフト及びハンドルはユ
ニツトとして動いて位置合せを確実にする。柔軟
チツプ１５はシヤフト１４よりもより柔軟な材料
からなり、参照符１７の位置でシヤフト１４に結
合せしめられる。外側袋状体６２はクランプ６０
によつてシヤフト１４に固定され、柔軟チツプ１
５に適合している。同様に内側袋状体４４はクラ
ンプ５８によつてシヤフト７４に固定され柔軟チ
ツプ１５に適合している。
第３図は移動禁止デイスク１８をシヤフト１４
に適合させた状態で詳細に示している。移動禁止
デイスク１８は半球状であつて半剛性プラスチツ
クからなる。移動禁止デイスク１８の目的はピツ
クアツププローブ１０が結腸部の通常の蠕動運動
によつて移動することを禁止するものである。デ
イスク１８は、第３図に示す如く、装置が患者内
に装着された時肛門の括約筋の近傍でシヤフト状
に結合するスロツト１９を有している。
に適合させた状態で詳細に示している。移動禁止
デイスク１８は半球状であつて半剛性プラスチツ
クからなる。移動禁止デイスク１８の目的はピツ
クアツププローブ１０が結腸部の通常の蠕動運動
によつて移動することを禁止するものである。デ
イスク１８は、第３図に示す如く、装置が患者内
に装着された時肛門の括約筋の近傍でシヤフト状
に結合するスロツト１９を有している。
第６図及び第７図において受信コイル５２の中
継ケーブル３０への接続をより詳細に説明する。
受信コイル５２は高周波（RF）信号を検出し得
る柔軟な一回巻コイルである。好ましい実施例に
おいては既に述べたごとくインターフエース袋状
体１６の内側袋状体４４はプローブの膨脹時にお
いて外側袋状体４６の外側表面の内側に受信コイ
ル５２を変位せしめる。このことは受信コイル５
２と目標体との間の結合を理想的にする。プロー
ブと患者の間の相互作用における誘電損失を低減
せしめるために受信コイル５２はフアラデイ
（Farady）シールド６６によつて囲まれてコイル
の静電界の大部分をコイル−シールドギヤツプ６
８内に閉じこめる。NMR陽子スピン系を受信コ
イル５２に結合する信号が磁気的手段によつての
み形成される故フアラデイシールド６６の存在は
NMR信号を減ずるものではない。なんとなれ
ば、フアラデイシールド６６は磁界相互作用に対
しては殆ど透明であるからである。
継ケーブル３０への接続をより詳細に説明する。
受信コイル５２は高周波（RF）信号を検出し得
る柔軟な一回巻コイルである。好ましい実施例に
おいては既に述べたごとくインターフエース袋状
体１６の内側袋状体４４はプローブの膨脹時にお
いて外側袋状体４６の外側表面の内側に受信コイ
ル５２を変位せしめる。このことは受信コイル５
２と目標体との間の結合を理想的にする。プロー
ブと患者の間の相互作用における誘電損失を低減
せしめるために受信コイル５２はフアラデイ
（Farady）シールド６６によつて囲まれてコイル
の静電界の大部分をコイル−シールドギヤツプ６
８内に閉じこめる。NMR陽子スピン系を受信コ
イル５２に結合する信号が磁気的手段によつての
み形成される故フアラデイシールド６６の存在は
NMR信号を減ずるものではない。なんとなれ
ば、フアラデイシールド６６は磁界相互作用に対
しては殆ど透明であるからである。
患者とプローブの間の静電界相互作用の低減は
２つの利益をもたらす。第１は、静電損失の低減
であり、コイルのＱフアクタを大とする。第２
は、特定の患者の特質のコイル同調に対する効果
が静電界の特定領域への封じ込めによつて低減す
ることである。フアラデイシールドコイルを用い
ることはまたコイルのＱを上昇せしめてコイル５
２のＳ／Ｎ比性能を改良する。一般に、コイル導
体を含む共振路を流れる電流から見かけ上のＱが
生ずる限り２つの幾何学的に等価なコイルのＳ／
Ｎ比は負荷コイルＱの平方値に比例する。
２つの利益をもたらす。第１は、静電損失の低減
であり、コイルのＱフアクタを大とする。第２
は、特定の患者の特質のコイル同調に対する効果
が静電界の特定領域への封じ込めによつて低減す
ることである。フアラデイシールドコイルを用い
ることはまたコイルのＱを上昇せしめてコイル５
２のＳ／Ｎ比性能を改良する。一般に、コイル導
体を含む共振路を流れる電流から見かけ上のＱが
生ずる限り２つの幾何学的に等価なコイルのＳ／
Ｎ比は負荷コイルＱの平方値に比例する。
本発明の受信コイル５２は直列共振モードにお
いて動作し、中継ケーブル３０は共振変換器とし
て用いられ、直列共振形のプローブインピーダン
スを中継ケーブル３０のプラグ３２において見た
並列共振形に変換する。望ましくは中継ケーブル
３０は同心ケーブルである。第７図において示し
たように、受信コイル５２は直列キヤパシタ７０
によつて共振せしめられる。中継ケーブル３０の
長さは1/4波長であり、これによつてインターフ
エース回路１２へコイルを接続する1/2波長のケ
ーブルを用いる並列共振構成に比してケーブル３
０内の損失1/2にして受信コイルの遠隔同調をな
すのである。この1/4波長ケーブルを用いること
は後述する如く、受信コイル５２の切り離しをよ
り単純化する。
いて動作し、中継ケーブル３０は共振変換器とし
て用いられ、直列共振形のプローブインピーダン
スを中継ケーブル３０のプラグ３２において見た
並列共振形に変換する。望ましくは中継ケーブル
３０は同心ケーブルである。第７図において示し
たように、受信コイル５２は直列キヤパシタ７０
によつて共振せしめられる。中継ケーブル３０の
長さは1/4波長であり、これによつてインターフ
エース回路１２へコイルを接続する1/2波長のケ
ーブルを用いる並列共振構成に比してケーブル３
０内の損失1/2にして受信コイルの遠隔同調をな
すのである。この1/4波長ケーブルを用いること
は後述する如く、受信コイル５２の切り離しをよ
り単純化する。
上記した如く、ピツクアツププローブ１０のイ
ンターフエース回路１２への接続は1/4波長ケー
ブル３０によつてなされる。好ましい実施例にお
いては、第７図において示す如く、受信コイル５
２及びケーブル３０の導体部分は同軸RFケーブ
ルの単一片から形成される。中継ケーブル３０は
２つの機能を提供する。第１は信号検出モード
（受信モード）においてこのケーブルが直列共振
コイルから並列共振装置となるように変換をす
る。これは周知の関係式ZOUTPUT＝（ZCABLE）×
（ZCABLE）／ZINPUTによるものである。ここで、
ZOUTPUTはインターフエース回路において見たプ
ローブインピーダンスであり、ZCABLEはコイル５
２を形成するのにも用いられるケーブル３０の特
性インピーダンスであり、ZINPUTは受信コイル５
２自身の直列共振インピーダンスである。
ンターフエース回路１２への接続は1/4波長ケー
ブル３０によつてなされる。好ましい実施例にお
いては、第７図において示す如く、受信コイル５
２及びケーブル３０の導体部分は同軸RFケーブ
ルの単一片から形成される。中継ケーブル３０は
２つの機能を提供する。第１は信号検出モード
（受信モード）においてこのケーブルが直列共振
コイルから並列共振装置となるように変換をす
る。これは周知の関係式ZOUTPUT＝（ZCABLE）×
（ZCABLE）／ZINPUTによるものである。ここで、
ZOUTPUTはインターフエース回路において見たプ
ローブインピーダンスであり、ZCABLEはコイル５
２を形成するのにも用いられるケーブル３０の特
性インピーダンスであり、ZINPUTは受信コイル５
２自身の直列共振インピーダンスである。
以下において詳述する如く送信モードにおいて
は、コイル５２が切り離された時ZOUTPUTは受信
コイル５２自身の共振路に直列に設けられて抵抗
である。ZCABLEは受信コイル５２及びケーブル３
０を形成するために用いられる同軸ケーブルの特
性インピーダンスであり、ZINPUTはPINダイオー
ド又は交叉ダイオード（第９図参照）が順方向バ
イアスされた時のRF抵抗である。
は、コイル５２が切り離された時ZOUTPUTは受信
コイル５２自身の共振路に直列に設けられて抵抗
である。ZCABLEは受信コイル５２及びケーブル３
０を形成するために用いられる同軸ケーブルの特
性インピーダンスであり、ZINPUTはPINダイオー
ド又は交叉ダイオード（第９図参照）が順方向バ
イアスされた時のRF抵抗である。
動作において、プローブ１０はインターフエー
ス袋状体１６が収縮弛緩状態にある状態の下で直
腸内に挿入される。このとき標識５５が対象領域
の近傍又は対象領域内におけるプローブ１０の半
径方向及び長手方向の位置決めのために用いられ
る。インターフエース袋状体１６は膨脹カフ２４
によつて膨脹せしめられ、組織とプローブとのイ
ンターフエースを理想的に行なう。次いで、移動
禁止デイスク１８が用いられて使用中におけるピ
ツクアツプ１０の適当な位置決めを維持する。挿
入過程において導入器２０は肛門括約筋の拡大器
として作用する。漏斗状の導入器２０はシヤフト
１４の長手方向に亘つて容易に摺動する。導入器
２０を用いないと肛門の括約筋はシヤフトの周り
に収縮してピツクアツププローブ１０の半径方向
及び長手方向の位置決めを阻害する。よつて、導
入器２０はインターフエース袋状体１６の直後に
あつて肛門の括約筋がシヤフト１４の周りに収縮
するのを防止する。こうして操作者は直腸内にお
いてプローブ１０を自由に移動させることができ
る。プローブ１０が正しく位置決めされた時、導
入器２０はシヤフト１４に沿つて下方に引き下げ
られ括約筋をしてシヤフト１４の周りに収縮せし
める。この収縮はプローブ１０の位置を保持する
のに有効である。
ス袋状体１６が収縮弛緩状態にある状態の下で直
腸内に挿入される。このとき標識５５が対象領域
の近傍又は対象領域内におけるプローブ１０の半
径方向及び長手方向の位置決めのために用いられ
る。インターフエース袋状体１６は膨脹カフ２４
によつて膨脹せしめられ、組織とプローブとのイ
ンターフエースを理想的に行なう。次いで、移動
禁止デイスク１８が用いられて使用中におけるピ
ツクアツプ１０の適当な位置決めを維持する。挿
入過程において導入器２０は肛門括約筋の拡大器
として作用する。漏斗状の導入器２０はシヤフト
１４の長手方向に亘つて容易に摺動する。導入器
２０を用いないと肛門の括約筋はシヤフトの周り
に収縮してピツクアツププローブ１０の半径方向
及び長手方向の位置決めを阻害する。よつて、導
入器２０はインターフエース袋状体１６の直後に
あつて肛門の括約筋がシヤフト１４の周りに収縮
するのを防止する。こうして操作者は直腸内にお
いてプローブ１０を自由に移動させることができ
る。プローブ１０が正しく位置決めされた時、導
入器２０はシヤフト１４に沿つて下方に引き下げ
られ括約筋をしてシヤフト１４の周りに収縮せし
める。この収縮はプローブ１０の位置を保持する
のに有効である。
インターフエース袋状体１６が一旦膨脹した後
はストツプコツク２８が閉鎖位置に移動せしめら
れ、インターフエース袋状体１６を膨脹させたま
まで操作者が膨脹カフ２４を取り外すことができ
る。次いで、プローブ１０はケーブル３０のプラ
グ３２を介してインターフエース回路に接続され
る。
はストツプコツク２８が閉鎖位置に移動せしめら
れ、インターフエース袋状体１６を膨脹させたま
まで操作者が膨脹カフ２４を取り外すことができ
る。次いで、プローブ１０はケーブル３０のプラ
グ３２を介してインターフエース回路に接続され
る。
第９図乃至１１図を参照してインターフエース
回路１２を挿入自在ピツクアツププローブ１０及
びMRI又はNMRスキヤナ７３と共に用いた場合
について詳細に説明する。インターフエース回路
１２は３つの目的のために用いられる。すなわ
ち、プローブ１０の受信コイル５２をMRI又は
NMRスキヤナ７３のラーモア周波数へ同調せし
めること、プローブ１０の出力インピーダンスを
スキヤナ入力インピーダンス（通常50Ω）にマツ
チングさせること及び走査シーケンスの伝送部に
おいてプローブ１０を切り離すことである。この
同調は手動又は自動によつてなされる。好ましい
実施例において、電子的調整回路が設けられてプ
ローブ１０の共振を自動的に調整する。プローブ
１０の受信コイル５２は直列共振器であり、1/4
波長ケーブル３０の形の直列共振を並列共振に変
換する変換器を含む。共振周波数はプローブ１０
から離れた位置のスキヤナ７３と中継ケーブル３
０との間に適当なリアクタンスを設けることによ
つて変更できる。従つて、プローブ１０は患者の
体内に挿入された後にスキヤナ７３に同調せしめ
られ得る。
回路１２を挿入自在ピツクアツププローブ１０及
びMRI又はNMRスキヤナ７３と共に用いた場合
について詳細に説明する。インターフエース回路
１２は３つの目的のために用いられる。すなわ
ち、プローブ１０の受信コイル５２をMRI又は
NMRスキヤナ７３のラーモア周波数へ同調せし
めること、プローブ１０の出力インピーダンスを
スキヤナ入力インピーダンス（通常50Ω）にマツ
チングさせること及び走査シーケンスの伝送部に
おいてプローブ１０を切り離すことである。この
同調は手動又は自動によつてなされる。好ましい
実施例において、電子的調整回路が設けられてプ
ローブ１０の共振を自動的に調整する。プローブ
１０の受信コイル５２は直列共振器であり、1/4
波長ケーブル３０の形の直列共振を並列共振に変
換する変換器を含む。共振周波数はプローブ１０
から離れた位置のスキヤナ７３と中継ケーブル３
０との間に適当なリアクタンスを設けることによ
つて変更できる。従つて、プローブ１０は患者の
体内に挿入された後にスキヤナ７３に同調せしめ
られ得る。
第９図に示した如くインターフエース回路１２
は単一の直列インダクタＬとシヤントキヤパシタ
CTUNE及びCMATCHからなるパイ回路７２を含む。
プローブ１０の同調をなすためにパイ回路７２の
入力キヤパシタCTUNEは図示した如く可変となつ
ている。よつて、手動によるか又はキヤパシタ
CTUNEに置換されるバラクタダイオードの両端電
圧を電気的に自動的に変化せしめることによつて
このキヤパシタの容量を変化させることによりケ
ーブル３０の出力端及びプローブ１０の間に生ず
るリアクタンスを調整することができる。キヤパ
シタCTUNEのリアクタンスはパイ回路７２に吸収
せしめることができ、プローブ出力端に表れる見
かけ上のリアクタンスは抵抗性、容量性、リアク
タンス性又は誘導的リアクタンス性である。この
ことは中継ケーブル３０を流れる共振電流のレベ
ルを出来るだけ小さくする一方でプローブ１０を
自然共振周波数の上下に亘つて同調せしめること
を可能とする。この場合プローブの自然共振周波
数がMRI又はNMRスキヤナのラーモア周波数に
整合する場合共振電流は理想的には０である。
は単一の直列インダクタＬとシヤントキヤパシタ
CTUNE及びCMATCHからなるパイ回路７２を含む。
プローブ１０の同調をなすためにパイ回路７２の
入力キヤパシタCTUNEは図示した如く可変となつ
ている。よつて、手動によるか又はキヤパシタ
CTUNEに置換されるバラクタダイオードの両端電
圧を電気的に自動的に変化せしめることによつて
このキヤパシタの容量を変化させることによりケ
ーブル３０の出力端及びプローブ１０の間に生ず
るリアクタンスを調整することができる。キヤパ
シタCTUNEのリアクタンスはパイ回路７２に吸収
せしめることができ、プローブ出力端に表れる見
かけ上のリアクタンスは抵抗性、容量性、リアク
タンス性又は誘導的リアクタンス性である。この
ことは中継ケーブル３０を流れる共振電流のレベ
ルを出来るだけ小さくする一方でプローブ１０を
自然共振周波数の上下に亘つて同調せしめること
を可能とする。この場合プローブの自然共振周波
数がMRI又はNMRスキヤナのラーモア周波数に
整合する場合共振電流は理想的には０である。
プローブ１０の自動同調のためにパイ回路７２
のキヤパシタCTUNEに置換されたバラクタダイオ
ードの制御電圧は後述する電子同調回路から得ら
れる。手動同調においては、操作者は可変キヤパ
シタCTUNEを単純に調整してインターフエース回
路１２の出力ポート３６から見た受信コイル５２
のS11パラメータを最小値に低減せしめる。周知
の如く、S11パラメータは標準RF測定における
分散パラメータであり、これは回路の入力ポート
における入力電力に対する反射電力の比を示す。
反射電力が０で電圧定在波比（VSWR）が1.0：
１を示す時はS11パラメータは０である。もし
VSWRが無限大であつて入力ポートにおいて全
ての入力電力が反射されることを示す場合は、
S11パラメータは１である。プローブ１０のイン
ピーダンスをスキヤナ７３にマツチングさせるた
めにプローブ１０の出力インピーダンスの実数部
（64MHzにおいて1000乃至1500Ωの範囲にある）
の変換は第９図のパイ回路７２によつてなされ
る。第９図のパイ回路７２の代りに種々のインデ
ツクステーブルマツチング回路を用い得る。パイ
回路７２を含む種々の素子の値はプローブ１０及
びスキヤナ７３のインピーダンスが整合するよう
に選択される。送信動作時はプローブ１０は
MRIスキヤナ７３から切り離されて伝送される
磁界の歪を防止しなければならない。これはイン
ターフエース回路１２のプローブ入力端子３４に
RFスイツチを設けることによつて達成される。
PINダイオード７４又は交叉RFスイツチングダ
イオードが第９図に示したようにこの位置に設け
られ伝送動作期間中においてプローブ１０の共振
周波数におけるインピーダンスを非常に小さくで
きる。1/4波長ケーブル３２によつて得られるイ
ンピーダンス変換能力の故に、PINダイオード７
４は非常に低いRF抵抗と共に順方向バイアスさ
れて受信コイル５２に直列に接続されたオープン
回路となる。このようにして受信コイル５２内に
流れるRF電流の大きさを非常に小さく制限し患
者に伝送される入射RF磁気励振界から受信コイ
ル５２を有効に切り離すことができる。かかる構
成により切り離しダイオードスイツチ７４はプロ
ーブ１０から離れたところに配置され得る。従つ
て、プローブ１０が使い捨てされた後もインター
フエース回路１２の一部として再使用され得る。
のキヤパシタCTUNEに置換されたバラクタダイオ
ードの制御電圧は後述する電子同調回路から得ら
れる。手動同調においては、操作者は可変キヤパ
シタCTUNEを単純に調整してインターフエース回
路１２の出力ポート３６から見た受信コイル５２
のS11パラメータを最小値に低減せしめる。周知
の如く、S11パラメータは標準RF測定における
分散パラメータであり、これは回路の入力ポート
における入力電力に対する反射電力の比を示す。
反射電力が０で電圧定在波比（VSWR）が1.0：
１を示す時はS11パラメータは０である。もし
VSWRが無限大であつて入力ポートにおいて全
ての入力電力が反射されることを示す場合は、
S11パラメータは１である。プローブ１０のイン
ピーダンスをスキヤナ７３にマツチングさせるた
めにプローブ１０の出力インピーダンスの実数部
（64MHzにおいて1000乃至1500Ωの範囲にある）
の変換は第９図のパイ回路７２によつてなされ
る。第９図のパイ回路７２の代りに種々のインデ
ツクステーブルマツチング回路を用い得る。パイ
回路７２を含む種々の素子の値はプローブ１０及
びスキヤナ７３のインピーダンスが整合するよう
に選択される。送信動作時はプローブ１０は
MRIスキヤナ７３から切り離されて伝送される
磁界の歪を防止しなければならない。これはイン
ターフエース回路１２のプローブ入力端子３４に
RFスイツチを設けることによつて達成される。
PINダイオード７４又は交叉RFスイツチングダ
イオードが第９図に示したようにこの位置に設け
られ伝送動作期間中においてプローブ１０の共振
周波数におけるインピーダンスを非常に小さくで
きる。1/4波長ケーブル３２によつて得られるイ
ンピーダンス変換能力の故に、PINダイオード７
４は非常に低いRF抵抗と共に順方向バイアスさ
れて受信コイル５２に直列に接続されたオープン
回路となる。このようにして受信コイル５２内に
流れるRF電流の大きさを非常に小さく制限し患
者に伝送される入射RF磁気励振界から受信コイ
ル５２を有効に切り離すことができる。かかる構
成により切り離しダイオードスイツチ７４はプロ
ーブ１０から離れたところに配置され得る。従つ
て、プローブ１０が使い捨てされた後もインター
フエース回路１２の一部として再使用され得る。
第１０図においてプローブ１０の受信コイル５
２の自動同調をなす回路が７６によつて示されて
いる。この回路はインターフエース１２内に設け
られプローブ１０及びパイ回路７２のS11パラメ
ータをサンプリングして、CTUNEに置換されたパ
ラクタダイオードにプローブ１０に同調のための
制御電圧をインターフエース回路２１のプローブ
入力端子３４に発生させ、S11パラメータの値を
理想的にする電圧に制御電圧をロツクする。S11
パラメータの値はローカル信号源７８を用いて測
定され、インターフエース回路１２のスイツチ３
８によつてなされる如く同調過程においてインタ
ーフエース回路１２のスキヤナ出力端子３６を置
換する。方向性カプラ８０はローカル信号源７８
に接続されてプローブ１０及びインターフエース
回路を負荷として用いたとき信号源から反射され
る電力のサンプル値を得る。このサンプル値は増
幅器８２に供給されて直流レベルに変換される。
得られた直流信号はアナログ又はデジタル的スロ
ープ検出器８６に供給される。
２の自動同調をなす回路が７６によつて示されて
いる。この回路はインターフエース１２内に設け
られプローブ１０及びパイ回路７２のS11パラメ
ータをサンプリングして、CTUNEに置換されたパ
ラクタダイオードにプローブ１０に同調のための
制御電圧をインターフエース回路２１のプローブ
入力端子３４に発生させ、S11パラメータの値を
理想的にする電圧に制御電圧をロツクする。S11
パラメータの値はローカル信号源７８を用いて測
定され、インターフエース回路１２のスイツチ３
８によつてなされる如く同調過程においてインタ
ーフエース回路１２のスキヤナ出力端子３６を置
換する。方向性カプラ８０はローカル信号源７８
に接続されてプローブ１０及びインターフエース
回路を負荷として用いたとき信号源から反射され
る電力のサンプル値を得る。このサンプル値は増
幅器８２に供給されて直流レベルに変換される。
得られた直流信号はアナログ又はデジタル的スロ
ープ検出器８６に供給される。
スロープ検出器８６は例えばRF検出器８４及
びラツチ回路９０及びデジタル比較器９２に接続
されたＡ−Ｄ変換器８８を含んでいる。Ａ−Ｄ変
換器８８はラツチ回路９０及びデジタル比較器９
２と共にシーケンス９４に接続されている。デジ
タル比較器９２は出力ストツプ指令信号をクロツ
ク回路９６に供給し、このクロツク回路９６はカ
ウンタ９８の内容を制御する。カウンタ９８のカ
ウント値はバラクタダイオードに供給さるべき制
御電圧の値を定めるものであり、Ｄ−Ａ変換器１
００によつてデジタル信号からアナログ信号に変
換される。
びラツチ回路９０及びデジタル比較器９２に接続
されたＡ−Ｄ変換器８８を含んでいる。Ａ−Ｄ変
換器８８はラツチ回路９０及びデジタル比較器９
２と共にシーケンス９４に接続されている。デジ
タル比較器９２は出力ストツプ指令信号をクロツ
ク回路９６に供給し、このクロツク回路９６はカ
ウンタ９８の内容を制御する。カウンタ９８のカ
ウント値はバラクタダイオードに供給さるべき制
御電圧の値を定めるものであり、Ｄ−Ａ変換器１
００によつてデジタル信号からアナログ信号に変
換される。
一般に、スロープ検知器８６はある関数の最小
点を決定し、この場合、関数は入力電力に対する
反射電力の比（S11パラメータ）である。この関
数は最小点から双方向において単調増加する。同
調の掃引がなされた時、関数は最小点に達するま
で減少しそれから再び増加し始める。
点を決定し、この場合、関数は入力電力に対する
反射電力の比（S11パラメータ）である。この関
数は最小点から双方向において単調増加する。同
調の掃引がなされた時、関数は最小点に達するま
で減少しそれから再び増加し始める。
デジタルスロープ検知器８６は関数の現在デー
タ点のデジタル化電圧レベルと前回データ点のそ
れとを比較する。もし現在データ点が前回点に等
しいか大なることが分つた時ロジツク０からロジ
ツク１へのレベル変化が出力される。Ｄ−Ａ変換
器１００の出力において生成される制御電圧は最
小値から最大値に向つて傾斜する。もしS11パラ
メータを示す直流レベルが開始電圧値から下がつ
て０スロープに達したときパラクタ制御電圧はそ
の点にロツクされる。
タ点のデジタル化電圧レベルと前回データ点のそ
れとを比較する。もし現在データ点が前回点に等
しいか大なることが分つた時ロジツク０からロジ
ツク１へのレベル変化が出力される。Ｄ−Ａ変換
器１００の出力において生成される制御電圧は最
小値から最大値に向つて傾斜する。もしS11パラ
メータを示す直流レベルが開始電圧値から下がつ
て０スロープに達したときパラクタ制御電圧はそ
の点にロツクされる。
変形例においては、スロープ検知器はアナログ
回路であつても良くその場合演算増幅器−微分回
路を含む。この回路は電圧レベルの第１道関数を
得る。第１道関数すなわち変化量がその符号を反
転させたとき、演算増幅器は負側電圧から正側電
圧に向う急峻な変化を出力する。この変化は最小
値を示すストツプパルスとして用いられる。
回路であつても良くその場合演算増幅器−微分回
路を含む。この回路は電圧レベルの第１道関数を
得る。第１道関数すなわち変化量がその符号を反
転させたとき、演算増幅器は負側電圧から正側電
圧に向う急峻な変化を出力する。この変化は最小
値を示すストツプパルスとして用いられる。
スロープ検知回路８６はプローブの故障を示す
ものとしても又用いられる。これは２つの方法に
よつて達成される。第１の方法において、S11関
数の同調は最小値をよぎらない。又第２の場合
S11関数の同調の絶対値が最小の場合にも所定の
最大許容値よりも大となる。この第１の状態は素
子のバラツキ、故障又は不適当な構成によつて共
振しないプローブであることを示している。第２
の状態はプローブのＱフアクタが高すぎたり又は
低すぎたりして不適切な構成又は欠陥材料である
ことを示す。手動同調は第１１図に示す回路１０
２によつてなされる。回路１０２の全ての素子は
スロープ検知回路８６がデジタル電圧計１０４に
置換されたこと以外は回路７６と同様である。同
調操作中において反射された電力はデジタル電圧
計１０４上に測定値として示されてプローブ同調
の状態に関連する情報を操作者に提供する。キヤ
パシタCTUNEの容量は手動によつて変化せしめら
れて反射電力を最小とする。
ものとしても又用いられる。これは２つの方法に
よつて達成される。第１の方法において、S11関
数の同調は最小値をよぎらない。又第２の場合
S11関数の同調の絶対値が最小の場合にも所定の
最大許容値よりも大となる。この第１の状態は素
子のバラツキ、故障又は不適当な構成によつて共
振しないプローブであることを示している。第２
の状態はプローブのＱフアクタが高すぎたり又は
低すぎたりして不適切な構成又は欠陥材料である
ことを示す。手動同調は第１１図に示す回路１０
２によつてなされる。回路１０２の全ての素子は
スロープ検知回路８６がデジタル電圧計１０４に
置換されたこと以外は回路７６と同様である。同
調操作中において反射された電力はデジタル電圧
計１０４上に測定値として示されてプローブ同調
の状態に関連する情報を操作者に提供する。キヤ
パシタCTUNEの容量は手動によつて変化せしめら
れて反射電力を最小とする。
変形例においてプローブ系が同調と同じように
自動的なインピーダンスマツチング制御の能力を
要求する場合第１１図においてCMATCH′として示
された第２バラクタがパイ回路７２の出力キヤパ
シタとして用いられる。同調キヤパシタCTUNEの
調整と共に繰り返して行なわれるこのリアクタン
スの調整は第１０図に示した自動同調回路によつ
て２つのキヤパシタの理想的関数を切り換えるこ
とによつて行われる。
自動的なインピーダンスマツチング制御の能力を
要求する場合第１１図においてCMATCH′として示
された第２バラクタがパイ回路７２の出力キヤパ
シタとして用いられる。同調キヤパシタCTUNEの
調整と共に繰り返して行なわれるこのリアクタン
スの調整は第１０図に示した自動同調回路によつ
て２つのキヤパシタの理想的関数を切り換えるこ
とによつて行われる。
インターフエース回路１２は切り離し、同調、
及びインピーダンスマツチングハードウエアをプ
ローブから離れたところに配置できるという利点
を有しプローブ１０ではなくインターフエース回
路１２を変更することによつて異なるデザインの
MRI及びNMRスキヤナにプローブ１０を両立せ
しめることができる。よつて、例えば種々の1.5
テスラ装置の如くいかなる周波数によつて作用す
る装置に対しても単一プローブタイプによつて行
うことができ、切り離し方法、結合タイプ、入力
インピーダンス等のインターフエース条件の種々
の変化に対しても適切なインターフエースデザイ
ンによつて達成することができる。更にインター
フエース回路１２は同様なデザインのプローブ群
に適用するように設計することができる。上記説
明は単なる例示として示したものであり、本発明
の範囲を制限せんとするものではない。
及びインピーダンスマツチングハードウエアをプ
ローブから離れたところに配置できるという利点
を有しプローブ１０ではなくインターフエース回
路１２を変更することによつて異なるデザインの
MRI及びNMRスキヤナにプローブ１０を両立せ
しめることができる。よつて、例えば種々の1.5
テスラ装置の如くいかなる周波数によつて作用す
る装置に対しても単一プローブタイプによつて行
うことができ、切り離し方法、結合タイプ、入力
インピーダンス等のインターフエース条件の種々
の変化に対しても適切なインターフエースデザイ
ンによつて達成することができる。更にインター
フエース回路１２は同様なデザインのプローブ群
に適用するように設計することができる。上記説
明は単なる例示として示したものであり、本発明
の範囲を制限せんとするものではない。
第１図は本発明による挿入自在ピツクアツププ
ローブ及びインターフエース回路を示す斜視図、
第２図は第１図に示した挿入自在ピツクアツププ
ローブの膨縮自在袋状体部の線２−２に沿つた断
面図、第３図は第１図の挿入自在ピツクアツププ
ローブの線３−３に沿つて見た側面図、第４図は
第２図の線４−４に沿つた断面図、第５図は第２
図の線５−５に沿つた断面図、第６図は本発明の
挿入自在ピツクアツププローブの受信コイル及び
中継ケーブルを示す概略図、第７図は本発明によ
る単一の同軸RFケーブルによつて形成される中
継ケーブル及び受信ケーブルを示す概略図、第８
図は第１図に示した挿入ピツクアツププローブの
シヤフトを示す断面図、第９図は第１図において
示されたプローブの遠隔MRIスキヤナとのイン
ターフエースマツチングをなす回路を示す概略回
路図、第１０図は遠隔MRIスキヤナの為の受信
コイルの特定周波数への同調を自動的になすイン
ターフエース回路の回路図、第１１図は受信コイ
ルの遠隔MRIスキヤナへの同調及びインピーダ
ンスマツチングを手動又は自動に見て行うインタ
ーフエース回路の回路図。 主要部分の符号の説明、１０……プローブ、１
２……インターフエース回路、１４……シヤフ
ト、１６……インターフエース袋状体、１８……
移動禁止デイスク、２０……導入器、２２……ハ
ンドル、２４……膨脹カフ。
ローブ及びインターフエース回路を示す斜視図、
第２図は第１図に示した挿入自在ピツクアツププ
ローブの膨縮自在袋状体部の線２−２に沿つた断
面図、第３図は第１図の挿入自在ピツクアツププ
ローブの線３−３に沿つて見た側面図、第４図は
第２図の線４−４に沿つた断面図、第５図は第２
図の線５−５に沿つた断面図、第６図は本発明の
挿入自在ピツクアツププローブの受信コイル及び
中継ケーブルを示す概略図、第７図は本発明によ
る単一の同軸RFケーブルによつて形成される中
継ケーブル及び受信ケーブルを示す概略図、第８
図は第１図に示した挿入ピツクアツププローブの
シヤフトを示す断面図、第９図は第１図において
示されたプローブの遠隔MRIスキヤナとのイン
ターフエースマツチングをなす回路を示す概略回
路図、第１０図は遠隔MRIスキヤナの為の受信
コイルの特定周波数への同調を自動的になすイン
ターフエース回路の回路図、第１１図は受信コイ
ルの遠隔MRIスキヤナへの同調及びインピーダ
ンスマツチングを手動又は自動に見て行うインタ
ーフエース回路の回路図。 主要部分の符号の説明、１０……プローブ、１
２……インターフエース回路、１４……シヤフ
ト、１６……インターフエース袋状体、１８……
移動禁止デイスク、２０……導入器、２２……ハ
ンドル、２４……膨脹カフ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 患者の腔内の対象領域の像又はスペクトルを
得るための磁気共鳴装置に用いられる挿入自在プ
ローブであつて、 基端部及び末端部を有しかつ第１及び第２導通
路を有する長手状のシヤフト部材と、 膨縮自在な内側袋状体及び前記内側袋状体を囲
んで内部空間を形成する柔軟な外側袋状体からな
る膨縮自在なインターフエース袋状手段と、 前記インターフエース袋状手段内であつて前記
内側及び外側袋状体の間に配設された可撓性を有
するコイルと、 前記シヤフト部材の前記第１導通路を介して前
記内側袋状体に結合した膨脹手段と、 前記シヤフト部材の前記第２導通路を介して前
記コイルに電気的接続をなす中継ケーブルと、 前記コイルの近傍において前記内側袋状体の表
面の１部に付着して前記コイルを担持する非伸長
平板と、 からなることを特徴とする挿入自在プローブ。 ２ 前記外側袋状体は一面に前方鞍状形状を有す
るとともに両側面にそれぞれ凹部を有し、 前記コイルは、前記外側袋状体の前記凹部によ
つて前記インターフエース袋状手段に対する位置
が保持されることを特徴とする請求項１記載の挿
入自在プローブ。 ３ 前記膨脹手段は、圧縮可能な膨縮カフ
（cuff）と、前記シヤフト部材に結合して前記カ
フが圧縮せしめられたとき前記第１導通路を介し
て前記内側袋状体に空気を供給するチユーブと、
前記チユーブに設けられて閉成状態にあるときは
内側袋状体を膨脹状態に維持するストツプコツク
と、からなることを特徴とする請求項１記載の挿
入自在プローブ。 ４ 前記コイルは直列共振コイルであり、 前記中継ケーブルは、前記直列共振コイルを前
記中継ケーブルの基端部から見た並列共振コイル
に変換する1/4波長ケーブルであることを特徴と
する請求項１記載の挿入自在プローブ。 ５ 前記コイル及び前記中継ケーブルは単一の
RF同軸ケーブルから成ることを特徴とする請求
項１記載の挿入自在プローブ。 ６ 前記シヤフト部材はその外側表面に印刷され
た位置決め標識を有することを特徴とする請求項
１記載の挿入自在プローブ。 ７ 前記挿入自在プローブは、半球状を有すると
ともに前記シヤフト部材に係合して前記プローブ
の患者の腔に対する移動を禁止するスロツトを含
む移動禁止デイスクを有することを特徴とする請
求項１記載の挿入自在プローブ。 ８ 前記挿入自在プローブは、前記シヤフト部材
に摺動自在に載置されて前記腔の入口を拡大して
前記腔内にプローブの位置決めを容易にする拡大
素子を有することを特徴とする請求項１記載の挿
入自在プローブ。 ９ 患者の腔内の対象領域の像又はスペクトルを
得るための磁気共鳴装置に用いられる挿入自在プ
ローブであつて、 基端部及び末端部を有する長手状のシヤフト部
材と、 前記シヤフト部材の基端部の近傍に設けられ少
なくとも１つの層間に空間を形成する多層膨脹自
在袋状体からなる膨縮自在なインターフエース袋
状手段と、 前記多層膨縮自在袋状体の層間に閉じ込められ
た可撓性を有するアンテナコイルと、 前記コイルの近傍において前記多層膨脹自在袋
状体の一部に付着して前記多層膨脹自在袋状体の
膨脹を制御し前記コイルを案内する非伸長平板
と、 前記インターフエース袋状手段に結合して、前
記インターフエース袋状手段を選択的に膨脹せし
めて前記アンテナコイルを前記対象領域の近傍に
配置する膨脹手段と、 前記アンテナコイルに接続して前記アンテナコ
イルをリモート操作装置に接続する中継ケーブル
と、 からなることを特徴とする挿入自在プローブ。 １０ 磁気共鳴像形成装置において用いられて患
者の腔内の対象領域の像を得る挿入自在なプロー
ブであつて、 基端部と末端部とを有するとともに少なくとも
１つの導通路を有する長手状のシヤフト部材と、 膨縮自在な内側袋状体と前記内側袋状体とを囲
んで内部空間を形成する可撓性を有する外側袋状
体とを含む膨縮自在なインターフエース袋状手段
と、 前記インターフエース袋状体の内部で前記内側
袋状体及び前記外側袋状体の間に配置された可撓
性を有するコイルと、 前記シヤフト部材に接続して前記シヤフト部材
の前記導通路を介して前記内側袋状体に接続した
膨張手段と、 前記シヤフト部材の前記導通路を介して前記コ
イルと電気接続をなす中継ケーブルと、 前記コイルの近傍において前記内側袋状体の表
面の１部に付着して前記内側袋状体の膨脹中心を
制御し前記コイルを案内する非伸長平板と、 からなることを特徴とする挿入自在プローブ。 １１ 前記長手状のシヤフト部材は剛性の長手部
及び柔軟な先端部を有することを特徴とする請求
項１０記載の挿入自在プローブ。 １２ 前記シヤフト部材の基端部においてハンド
ルを有し、 前記シヤフト部材、インターフエース袋状体、
及び前記ハンドルは一体に結合せしめられて前記
ハンドルにトルクが加わつたとき１つのユニツト
として回転することを特徴とする請求項１１記載
の挿入自在プローブ。 １３ 前記シヤフト部材上に位置決め標識を更に
有し、患者に挿入されたとき前記シヤフト部材の
長手及び半径方向の相対位置を示すことを特徴と
する請求項１０記載の挿入自在プローブ。 １４ 前記内側袋状体が単一の多層膨縮自在袋状
体によつて形成され、前記袋状体の層間に前記コ
イルが配設されることを特徴とする請求項１０記
載の挿入自在プローブ。 １５ 受信コイルを有する磁気共鳴像形成ピツク
アツププローブが中継ケーブルを介して電気的に
接続されて前記ピツクアツププローブを磁気共鳴
像形成スキヤナに結合するインターフエース回路
であつて、 前記ピツクアツププローブの前記中継ケーブル
に接続する入力端子と、 前記磁気共鳴像形成スキヤナに接続する出力端
子と、 前記ピツクアツププローブを経た反射電力を検
出しつつ前記ピツクアツププローブを前記磁気共
鳴像形成スキヤナの所定走査周波数に自動的に同
調せしめる同調手段と、 前記ピツクアツププローブの出力インピーダン
スを前記磁気共鳴像形成スキヤナの入力インピー
ダンスにマツチングさせるインピーダンスマツチ
ング手段と、 送信動作時は前記ピツクアツププロープを前記
磁気共鳴像形成スキヤナから切り離す切り離し手
段と、 からなることを特徴とするインターフエース回
路。 １６ 前記同調手段は、直列インダクタ、制御電
圧によつて調整自在な入力シヤントバラクタダイ
オード、及び出力シヤントキヤパシタからなると
ともに前記ピツクアツププローブ及び前記磁気共
鳴像形成スキヤナと直列に接続されるパイ回路
と、自動同調回路とを含み、 前記自動同調回路は、前記パイ回路及び前記ピ
ツクアツププローブと選択的に結合して電気信号
を供給するローカルRF信号発生手段と、前記ピ
ツクアツププローブ及びパイ回路から反射される
電力をサンプリングするサンプリング手段と、該
反射電力のサンプル値を直流信号レベルに変換す
る変換手段と、前記直流信号レベルが初期値から
降下してその変化量が０に達した時を検知し前記
直流レベル信号の変化量に従つて前記バラクタダ
イオードの制御電圧を調整するスロープ検知手段
と、からなり、前記パラクタダイオードの制御電
圧を自動的に調整して前記ピツクアツププローブ
の共振周波数を前記磁気共鳴像形成スキヤナの所
定走査周波数に自動的に同調せしめることを特徴
とする請求項１５記載のインターフエース回路。 １７ 前記自動同調回路は、前記直流信号レベル
の変化量が０に達したときに前記バラクタダイオ
ードの制御電圧をロツクするロツク手段を有する
ことを特徴とする請求項１６記載のインターフエ
ース回路。 １８ 直列インダクタと第１及び第２シヤントキ
ヤパシタとからなるとともに前記ピツクアツププ
ローブ及び前記磁気共鳴像形成スキヤナに直列に
接続されたパイ回路を有し、 前記切り離し手段は、前記ピツクアツププロー
ブの受信コイルから1/4波長ケーブルに並列に接
続されたダイオードと、前記磁気共鳴像形成スキ
ヤナに接続したパイ回路と、からなり、送信動作
中は前記ダイオードに順方向バイアスを与えて前
記ピツクアツププローブの受信コイルに直列なオ
ープン回路を生ずることを特徴とする請求項１５
記載のインターフエース回路。 １９ 前記第２キヤパシタは可変であつて、前記
第２キヤパシタの値が前記電気回路にて調整され
て前記ピツクアツププローブの出力インピーダン
スが前記磁気共鳴像形成スキヤナの入力インピー
ダンスにマツチングすることを特徴とする請求項
１８記載のインターフエース回路。 ２０ 前記同調手段及び前記インピーダンスマツ
チング手段は、前記ピツクアツププローブ及び前
記磁気共鳴像形成スキヤナに直列に接続し且つ直
列インダクタと第１及び第２シヤントパラクタダ
イオードとを有するパイ回路からなり、前記ピツ
クアツププローブの同調のために前記第１パラク
タダイオードの制御電圧を調整し前記第２バラク
タダイオードの制御電圧を調整して前記ピツクア
ツププローブを前記磁気共鳴像形成スキヤナにイ
ンピーダンスマツチングせしめる電気回路を更に
有することを特徴とする請求項１５記載のインタ
ーフエース回路。 ２１ 受信コイルを有する磁気共鳴像形成ピツク
アツププローブが1/4波長ケーブルからなる中継
ケーブルを介して電気的に接続されて前記ピツク
アツププローブを磁気共鳴像形成スキヤナに接続
するインターフエース回路であつて、 前記ピツクアツププローブの前記中継ケーブル
が接続される入力端子と、 前記磁気共鳴像形成スキヤナが接続される出力
端子と、 前記ピツクアツププローブと前記磁気共鳴像形
成スキヤナとに直列に接続しかつ直列インダクタ
と第１及び第２シヤントキヤパシタとを含むパイ
回路と、 前記ピツクアツププローブの受信コイルからの
１／４波長ケーブルと前記磁気共鳴形成スキヤナへ
の前記パイ回路とに並列に接続されたダイオード
を含み、送信動作中は前記ダイオードに順方向バ
イアスを印加することにより前記ピツクアツププ
ローブの受信コイルに直列なオープン回路を形成
して前記ピツクアツププローブを前記磁気共鳴像
形成スキヤナから切り離す切り離し手段と、 からなることを特徴とするインターフエース回
路。 ２２ 受信コイルを有する磁気共鳴像形成ピツク
アツププローブが中継ケーブルを介して電気的に
接続されて前記ピツクアツププローブが磁気共鳴
像形成スキヤナに接続されるインターフエース回
路であつて、 前記ピツクアツププローブの前記中継ケーブル
が接続される入力端子と、 前記磁気共鳴像形成スキヤナが接続される出力
端子と、 直列インダクタ、制御電圧によつて調整自在な
入力シヤントバラクタダイオード、及び出力シヤ
ントキヤパシタを含むとともに前記ピツクアツプ
プローブ及び前記磁気共鳴像形成スキヤナに直列
に接続されたパイ回路からなり、前記磁気共鳴像
形成スキヤナの所定走査周波数に前記ピツクアツ
ププローブを同調させる同調手段と、 前記バラクタダイオードの制御電圧を自動的に
調整して前記ピツクアツププローブの共鳴周波数
を磁気共鳴像形成スキヤナの所定走査周波数に同
調せしめる自動調整回路と、 からなることを特徴とするインターフエース回
路。 ２３ 受光コイルを有する磁気共鳴像形成ピツク
アツププローブが中継ケーブルを介して電気的に
接続されて前記ピツクアツププローブが磁気共鳴
像形成スキヤナに接続されるインターフエース回
路であつて、 前記ピツクアツププローブの中継ケーブルが接
続される入力端子と、 前記磁気共鳴像形成スキヤナが接続される出力
端子と、 直列インダクタ、制御電圧によつて調整自在な
入力シヤントバラクタダイオード、及び出力シヤ
ントキヤパシタからなるとともに前記ピツクアツ
ププローブ及び前記磁気共鳴像形成スキヤナに直
列に接続されたパイ回路からなり、前記ピツクア
ツププローブを前記磁気共鳴像形成スキヤナの所
定走査周波数に同調せしめる同調手段と、 前記バラクタダイオードの制御電圧を自動的に
調整して前記ピツクアツププローブの共振周波数
を前記磁気共鳴像形成スキヤナの所定走査周波数
に同調せしめる回路と、 からなり、 前記回路は、前記パイ回路及び前記ピツクアツ
ププローブに選択的に結合して電気信号を伝達す
るローカルRF信号発生手段と、前記ピツクアツ
ププローブ及び前記パイ回路から反射されて来た
信号をサンプリングするサンプリング手段と、前
記反射電力のサンプル値を直流信号レベルに変換
する変換手段と、前記直流信号レベルが初期値か
ら低下してその変化量が０に達したことを検知し
前記直流レベル信号の変化量に応じて前記バラク
タダイオードの制御電圧を調整するスロープ検知
手段と、からなることを特徴とするインターフエ
ース回路。
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