JPH06165769A - Surgical tool fitted to magnetic resonance photographing method - Google Patents

Surgical tool fitted to magnetic resonance photographing method

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Publication number
JPH06165769A
JPH06165769A JP5196569A JP19656993A JPH06165769A JP H06165769 A JPH06165769 A JP H06165769A JP 5196569 A JP5196569 A JP 5196569A JP 19656993 A JP19656993 A JP 19656993A JP H06165769 A JPH06165769 A JP H06165769A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
surgical instrument
surgical
magnetic resonance
imaging
yttria
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP5196569A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
William Rowling Kenneth
ケネス・ウィリアム・ローリング
Steven P Souza
スティーブン・ピーター・ソーザ
John F Schenck
ジョン・フレデリック・スチェンク
Deen Watkins Ronald
ロナルド・ディーン・ワトキンス
Jadson Hardy Christopher
クリフトファー・ジャドソン・ハーディ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
General Electric Co
Original Assignee
General Electric Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by General Electric Co filed Critical General Electric Co
Publication of JPH06165769A publication Critical patent/JPH06165769A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE: To make it possible to carry out a surgical treatment without causing any distortion of MR-image, and to obtain a dialogue-type imaging by making a surgical instrument from a ceramic material having a stable, small magnetizing rate and high intensity, and which is stabilized by yttria or magnesia. CONSTITUTION: A surgical instrument is made from a ceramic material stabilized by yttria and magnesia, and having a smaller magnetizing rate with a high intensity. As the surgical instrument, a bio-testing needle and a small knife are formed, for example. As the bio-testing needle a canuula 2 having a lure lock joint 4, a central opening 5 and a sharp blade tip 11, is inserted into a living body by using a positioning 6 and a sleeve 8. A drug solution is injected from the central opening 5, for example, the part of a body fluid or bionic tissue is extracted. The knife consists of a very thin blade 15 and a stem 17, and used for an incision. These surgical instruments are composed of a material having a small magnetizing rate. By this, a surgical treatment is conducted during the magnetic resonance imaging without any trouble, and a dialogue-type internal imaging is produced and displayed during the surgical operation.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の分野】本発明は外科用器具に関するものであっ
て、更に詳しく言えば、磁気共鳴撮影に際して使用し得
る外科用器具に関する。
FIELD OF THE INVENTION This invention relates to surgical instruments and, more particularly, to surgical instruments that can be used in magnetic resonance imaging.

【0002】[0002]

【関連技術の説明】小刀(又はメス)および生検針のご
とき外科用器具は、通例、容易に滅菌可能であり、高度
の剛性を有し、かつ被検者の体内に挿入した場合に重大
な生理学的副作用を引起こさないような材料(通常はス
テンレス鋼)で作製されている。かかる外科用器具を作
製するために適する材料としては、数種の合金が知られ
ている。
2. Description of Related Art Surgical instruments such as swords (or scalpels) and biopsy needles are usually easily sterilizable, have a high degree of rigidity, and are critical when inserted into the body of a subject. It is made of a material (usually stainless steel) that does not cause physiological side effects. Several alloys are known as suitable materials for making such surgical instruments.

【0003】磁気共鳴(MR)撮影法においては、均一
な磁界を発生するための大形磁石、および時間または空
間内において磁界を一様に変化させて磁界勾配を生み出
すための勾配コイルが使用される。MR撮影法において
はまた、撮影すべき組織に高周波(RF)電磁界を印加
し、それにより該組織を共鳴させてMR応答信号を発生
させるためのRFコイルも使用される。こうして得られ
たMR応答信号を用いて画像が作成される。磁界の均一
度および空間内における磁界勾配の直線性は、ゆがみの
無い鮮明な画像を得るために重要である。RF電磁界に
対する妨害もまた、得られる画像の品質を低下させる。
Magnetic resonance (MR) imaging uses large magnets for producing a uniform magnetic field and gradient coils for uniformly varying the magnetic field in time or space to produce a magnetic field gradient. It MR imaging also uses an RF coil to apply a radio frequency (RF) electromagnetic field to the tissue to be imaged, thereby causing the tissue to resonate and generate an MR response signal. An image is created using the MR response signal thus obtained. The homogeneity of the magnetic field and the linearity of the magnetic field gradient in space are important for obtaining a clear image without distortion. Interference with RF fields also reduces the quality of the images obtained.

【0004】最近、手術中に患者の内部器官の対話型画
像を得ることが要望されている。MR撮影法は軟組織の
極めて詳細な画像を生み出すから、MR撮影法を使用す
ることは有利である。その際には、MR撮影装置から発
生される磁界およびRF電磁界が外科用器具によって妨
害されない場合に最良の撮影結果が得られる。多くの金
属は強磁性を有しており、従って磁石に対して物理的に
引付けられる。MR撮影法において使用される磁界は強
いものであるから、器具には大きい磁気力が加わること
がある。それ故、貫入装置は強磁性材料で作製されてい
てはならない。さもないと、貫入装置に加わる磁気力が
それらの操作を困難にするのである。
Recently, it has been desired to obtain interactive images of the patient's internal organs during surgery. The use of MR imaging is advantageous because it produces very detailed images of soft tissue. The best imaging results are then obtained if the magnetic and RF fields generated by the MR imager are not disturbed by the surgical instrument. Many metals have ferromagnetism and are therefore physically attracted to magnets. Due to the strong magnetic fields used in MR imaging, the instrument may be subjected to large magnetic forces. Therefore, the penetrating device must not be made of ferromagnetic material. Otherwise, the magnetic forces applied to the penetrating device make them difficult to operate.

【0005】可変磁界中に配置された場合に渦電流を生
じるような材料においては、別の問題が認められる。通
例は導体であるそれらの材料中に生じた渦電流は独自の
磁界を生み出し、それによってMR撮影のために使用さ
れるRF電磁界を妨害する。それ故、渦電流を生じる材
料(たとえば、アルミニウムや銅)は可変磁界中におい
て使用すべきでない。
Another problem is observed with materials that produce eddy currents when placed in a variable magnetic field. Eddy currents created in those materials, which are typically conductors, create a unique magnetic field, thereby interfering with the RF fields used for MR imaging. Therefore, materials that produce eddy currents (eg aluminum or copper) should not be used in variable magnetic fields.

【0006】更にまた、導体は磁気共鳴撮影のために必
要なRF電磁界を撹乱してそれのひずみをもたらす。印
加された磁界に対して材料が示す磁化の程度は、「磁化
率」によって規定される。材料の磁化率もまた、該材料
を取巻く区域内における印加磁界の均一性に影響を及ぼ
す。これは材料の近傍におけるMR画像に顕著なゆがみ
を引起こす。
Furthermore, the conductor disturbs the RF field required for magnetic resonance imaging and causes its distortion. The degree of magnetization that a material exhibits with respect to an applied magnetic field is defined by the "susceptibility." The magnetic susceptibility of a material also affects the homogeneity of the applied magnetic field within the area surrounding the material. This causes a noticeable distortion in the MR image near the material.

【0007】このように、MR磁界を発生する磁石に対
して物理的に引付けられないためMR磁界中において使
用することができ、かつ得られるMR画像にゆがみを引
起こさないような外科用器具が現在要望されているので
ある。
As described above, a surgical instrument which can be used in an MR magnetic field because it is not physically attracted to a magnet which generates an MR magnetic field, and which does not cause distortion in the obtained MR image. Is currently desired.

【0008】[0008]

【発明の概要】イットリア(Y2 3 )で安定化された
ジルコニアのような小さい磁化率を有する材料で作製さ
れた(小刀や生検針のごとき)外科用器具は、磁石に対
してほとんどもしくは全く引付けられることがなく、高
周波電磁界に対して僅かな影響しか及ぼさず、渦電流を
生じることがなく、しかも印加された均一磁界の均一性
に影響を及ぼさない。また、かかる外科用器具は高度の
耐久性を有すると共に鋭利な切刃を保有する。このよう
な性質を有するため、かかる外科用器具は磁気共鳴(M
R)撮影のために使用される磁界中において使用するこ
とができる。その結果、手術時に対話型の内部画像を作
成して外科医に表示することが可能となる。
SUMMARY OF THE INVENTION Surgical instruments (such as swords and biopsy needles) made of materials with a low magnetic susceptibility, such as yttria (Y 2 O 3 ) stabilized zirconia, have little or no magnet. It is not attracted at all, has only a slight effect on the high-frequency electromagnetic field, does not generate eddy currents and does not affect the homogeneity of the applied uniform magnetic field. Also, such surgical instruments have a high degree of durability and possess a sharp cutting edge. Due to these properties, such surgical instruments have magnetic resonance (M
R) It can be used in the magnetic field used for imaging. As a result, interactive internal images can be created and displayed to the surgeon during surgery.

【0009】[0009]

【発明の目的】本発明の目的の1つは、MR撮影用の磁
界を発生する磁石に対して引付けられることなしに該磁
界中において使用し得るような外科用器具を提供するこ
とにある。本発明のもう1つの目的は、小さい磁化率を
有することによってMR画像にゆがみを引起こさず、従
って磁気共鳴撮影装置の磁界中において使用し得るよう
な外科用器具を提供することにある。
OBJECTS OF THE INVENTION One of the objects of the present invention is to provide a surgical instrument which can be used in a magnetic field for MR imaging without being attracted to the magnet which generates the magnetic field. . Another object of the present invention is to provide a surgical instrument which has a low magnetic susceptibility and thus does not distort the MR image and therefore can be used in the magnetic field of a magnetic resonance imaging apparatus.

【0010】本発明の更にもう1つの目的は、得られる
MR画像中にアーティファクトを導入することなしに磁
気共鳴撮影装置の磁界中において使用し得るような外科
用器具を提供することにある。新規なものと信じられる
本発明の特徴は、前記特許請求の範囲中に詳細に記載さ
れている。とは言え、本発明の構成および実施方法並び
にそれの追加の目的および利点は、添付の図面を参照し
ながら以下の説明を読むことによって最も良く理解され
よう。
Yet another object of the present invention is to provide a surgical instrument which can be used in the magnetic field of a magnetic resonance imaging apparatus without introducing artifacts in the acquired MR image. The features of the invention believed to be novel are set forth with particularity in the appended claims. Nevertheless, the structure and method of implementation of the present invention as well as its additional objects and advantages will be best understood by reading the following description in conjunction with the accompanying drawings.

【0011】[0011]

【詳しい説明】先ず図1を見ると、全長にわたって伸び
る中心開口5を有するカニューレ2から成る生検針が示
されている。カニューレ2は、イットリア(Y2 3
で安定化されたジルコニアまたはマグネシア(MgO)
で安定化されたジルコニアのごとき高強度セラミック材
料で作製することができる。カニューレ2はルアーロッ
ク継手4に取付けられていると共に、ポジショナー6に
よって支持されている。ポジショナー6は、被検者の体
内に挿入し得るようにカニューレ2を適正な位置に保持
するために役立つ。なお、カニューレ2はポジショナー
6のスリーブ8に対して滑動可能に嵌合している。ま
た、カニューレ2は鋭利な先端11を有している。かか
る生検針は鋭利な先端11によって被検者の組織内に挿
入され、そして開口5内に少量の試料が採取される。次
いで、生検針が被検者から引抜かれ、そして開口5内に
保持された試料が試験のために取出される。かかる処置
の侵襲性を低減させるため、生検針はできるだけ細くさ
れる。そのためには、高度の強度および剛性を有する材
料で生検針を作製することが必要である。
DETAILED DESCRIPTION Turning first to FIG. 1, there is shown a biopsy needle consisting of a cannula 2 having a central opening 5 extending the entire length. Cannula 2 is yttria (Y 2 O 3 ).
Stabilized zirconia or magnesia (MgO)
It can be made of a high strength ceramic material such as zirconia stabilized with. The cannula 2 is attached to the luer lock joint 4 and is supported by the positioner 6. The positioner 6 serves to hold the cannula 2 in place so that it can be inserted into the body of a subject. The cannula 2 is slidably fitted to the sleeve 8 of the positioner 6. The cannula 2 also has a sharp tip 11. Such a biopsy needle is inserted into the tissue of the subject by the sharp tip 11 and a small sample is taken in the opening 5. The biopsy needle is then withdrawn from the subject, and the sample retained in the opening 5 is removed for testing. To reduce the invasiveness of such procedures, the biopsy needle is made as thin as possible. This requires that biopsy needles be made of materials that have a high degree of strength and rigidity.

【0012】次の図2を見ると、柄17によって支持さ
れた刃15から成る小刀が示されている。かかる刃15
は、非常に薄くすることができかつ鋭利な切刃を保有し
得るような材料で作製されていなければならない。柄1
7の材料はそれほど重要でないが、小さい磁化率を有す
ることが必要である。柄17もまた、上記のごとき高強
度セラミック材料(すなわち、イットリアで安定化され
たジルコニアまたはマグネシアで安定化されたジルコニ
ア)で作製することができる。
Turning next to FIG. 2, there is shown a sword consisting of a blade 15 supported by a handle 17. Such blade 15
Must be made of a material that can be very thin and possess sharp cutting edges. Handle 1
The material of No. 7 is less important, but needs to have a low magnetic susceptibility. The handle 17 can also be made of a high strength ceramic material as described above (ie, yttria-stabilized zirconia or magnesia-stabilized zirconia).

【0013】これらの外科用器具を作製するために使用
される材料は、滅菌可能でありかつ生体適合性を有する
ものでなければならない。生体適合性を有する材料と
は、毒性を示さずかつ重大な生理学的副作用を引起こさ
ないような材料である。本発明に従えば、生検針および
小刀に関連して上記に記載された要求条件に基づき、手
術に際して必要とされることのある任意の器具(たとえ
ば、小刀、生検針、光ファイバーガイド、牽引子、鉗
子、注射器、カテーテルおよび鋏)を製造することがで
きる。
The materials used to make these surgical instruments must be sterilizable and biocompatible. Biocompatible materials are materials that are non-toxic and do not cause significant physiological side effects. In accordance with the present invention, any instrument that may be needed during surgery based on the requirements described above in connection with biopsy needles and knives (e.g., knives, biopsy needles, fiber optic guides, retractors, Forceps, syringes, catheters and scissors) can be manufactured.

【0014】下記表1には、上記のごときセラミック材
料の機械的性質が示されている。
Table 1 below shows the mechanical properties of the above ceramic materials.

【0015】[0015]

【表1】 [Table 1]

【0016】上記表中において、GPaはギガパスカル
を表わし、またMPaはメガパスカルを表わす。以上、
好適な実施の態様に関連して本発明を詳しく説明した
が、それ以外にも数多くの変更態様が可能であることは
当業者にとって自明であろう。それ故、本発明はもっぱ
ら前記特許請求の範囲によって制限されるべきであっ
て、本明細書中に例示目的のために記載された特定の条
件や手段によって限定されるものと解すべきでない。
In the above table, GPa represents gigapascal and MPa represents megapascal. that's all,
Although the present invention has been described in detail with reference to the preferred embodiments, it will be apparent to those skilled in the art that many other modifications are possible. Therefore, the present invention should be limited solely by the appended claims and should not be construed as limited by the specific conditions or means described for the purpose of illustration herein.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に従って小さい磁化率を有する材料で作
製された生検針の平面図である。
FIG. 1 is a plan view of a biopsy needle made of a material having a low magnetic susceptibility according to the present invention.

【図2】本発明に従って小さい磁化率を有する材料で作
製された小刀の平面図である。
FIG. 2 is a plan view of a sword made of a material having a low magnetic susceptibility according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 カニューレ 4 ルアーロック継手 5 中心開口 6 ポジショナー 8 スリーブ 11 鋭利な先端 15 刃 17 柄 2 Cannula 4 Luer lock joint 5 Center opening 6 Positioner 8 Sleeve 11 Sharp tip 15 Blade 17 Handle

フロントページの続き (72)発明者 スティーブン・ピーター・ソーザ アメリカ合衆国、マサチューセッツ州、ウ ィリアムスタウン、リンドリー・テラス、 136番 (72)発明者 ジョン・フレデリック・スチェンク アメリカ合衆国、ニューヨーク州、スケネ クタディ、キャリー・コート、17番 (72)発明者 ロナルド・ディーン・ワトキンス アメリカ合衆国、ニューヨーク州、ナイシ ャユナ、クリフトン・パーク・ロード、 1584番 (72)発明者 クリフトファー・ジャドソン・ハーディ アメリカ合衆国、ニューヨーク州、スケネ クタディ、キーズ・アベニュー、1403番Front Page Continuation (72) Inventor Steven Peter Sosa, Lindley Terrace, Williamstown, Massachusetts, USA No. 136 (72) Inventor John Frederick Schenck Schenectady, Carrey, New York, USA Court, 17th (72) Inventor Ronald Dean Watkins Clifton Park Road, Naysayahna, New York, United States, 1584 (72) Inventor Cliftfer Judson Hardy United States, New York, Schenectady, Keys Avenue, number 1403

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 磁界中において僅かな磁化しか示さない
材料で作製され、従って磁気共鳴撮影装置の磁石に対し
てほとんど引付けられないことを特徴とする外科用器
具。
1. A surgical instrument, characterized in that it is made of a material that exhibits only a slight magnetization in a magnetic field and is therefore almost not attracted to the magnet of a magnetic resonance imaging apparatus.
【請求項2】 前記器具が小刀、生検針、光ファイバー
ガイド、牽引子、鉗子、注射器、カテーテルおよび鋏か
ら成る群より選ばれたものである請求項1記載の外科用
器具。
2. The surgical instrument of claim 1, wherein the instrument is selected from the group consisting of a knife, biopsy needle, fiber optic guide, retractor, forceps, syringe, catheter and scissors.
【請求項3】 前記材料が滅菌可能なものである請求項
1記載の外科用器具。
3. The surgical instrument of claim 1, wherein the material is sterilizable.
【請求項4】 前記材料が高強度セラミック材料である
請求項1記載の外科用器具。
4. The surgical instrument of claim 1, wherein the material is a high strength ceramic material.
【請求項5】 前記材料がイットリア(Y2 3 )で安
定化されたジルコニアである請求項1記載の外科用器
具。
5. The surgical instrument of claim 1, wherein the material is yttria (Y 2 O 3 ) stabilized zirconia.
【請求項6】 前記材料がマグネシア(MgO)で安定
化されたジルコニアである請求項1記載の外科用器具。
6. The surgical instrument of claim 1, wherein the material is magnesia (MgO) stabilized zirconia.
【請求項7】 前記材料が生体適合性を有する請求項1
記載の外科用器具。
7. The material of claim 1, wherein the material is biocompatible.
The surgical instrument described.
JP5196569A 1992-08-17 1993-08-09 Surgical tool fitted to magnetic resonance photographing method Pending JPH06165769A (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US93095492A 1992-08-17 1992-08-17
US930954 1992-08-17

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH06165769A true JPH06165769A (en) 1994-06-14

Family

ID=25460014

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5196569A Pending JPH06165769A (en) 1992-08-17 1993-08-09 Surgical tool fitted to magnetic resonance photographing method

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JP (1) JPH06165769A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5738632A (en) * 1994-03-18 1998-04-14 Olympus Optical Co., Ltd. Device for use in combination with a magnetic resonance imaging apparatus
CN112277011A (en) * 2020-09-30 2021-01-29 郑晓峰 Mobile combined kitchen knife with bionic handle

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5738632A (en) * 1994-03-18 1998-04-14 Olympus Optical Co., Ltd. Device for use in combination with a magnetic resonance imaging apparatus
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Legal Events

Date Code Title Description
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Effective date: 20030812