JPH10234694A - 脳腫瘍位置検出方法及びその装置 - Google Patents
脳腫瘍位置検出方法及びその装置Info
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- JPH10234694A JPH10234694A JP9043142A JP4314297A JPH10234694A JP H10234694 A JPH10234694 A JP H10234694A JP 9043142 A JP9043142 A JP 9043142A JP 4314297 A JP4314297 A JP 4314297A JP H10234694 A JPH10234694 A JP H10234694A
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Landscapes
- Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 簡単な構成で、脳腫瘍位置を的確に検出する
ことができる脳腫瘍位置検出方法及びその装置を提供す
る。 【解決手段】 脳腫瘍位置にマグネタイト微粒子分散ゲ
ルサンプル１１を固定し、１マイクロガウスの分解能を
持つ高感度の磁界差センサ１０を用いてマグネタイト微
粒子から発生する磁気を検出する。
ことができる脳腫瘍位置検出方法及びその装置を提供す
る。 【解決手段】 脳腫瘍位置にマグネタイト微粒子分散ゲ
ルサンプル１１を固定し、１マイクロガウスの分解能を
持つ高感度の磁界差センサ１０を用いてマグネタイト微
粒子から発生する磁気を検出する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、脳の癌である脳腫
瘍の除去手術において、従来困難であった脳腫瘍組織の
みを的確に除去することができる、手術支援のための脳
腫瘍位置検出方法及びその装置に関するものである。
瘍の除去手術において、従来困難であった脳腫瘍組織の
みを的確に除去することができる、手術支援のための脳
腫瘍位置検出方法及びその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】１９９６年における、日本での病死原因
のトップは依然として癌であるが、２位には心臓病を押
さえて脳卒中が上がってきた（平成８年厚生省白書）。
脳卒中の原因として、脳腫瘍が強く関与していることが
指摘されているので、癌と脳卒中の両者からみて、脳の
癌である脳腫瘍の検出・除去は、現在と将来に互って極
めて重要、かつ、緊急な医療課題である。
のトップは依然として癌であるが、２位には心臓病を押
さえて脳卒中が上がってきた（平成８年厚生省白書）。
脳卒中の原因として、脳腫瘍が強く関与していることが
指摘されているので、癌と脳卒中の両者からみて、脳の
癌である脳腫瘍の検出・除去は、現在と将来に互って極
めて重要、かつ、緊急な医療課題である。
【０００３】しかるに、現在の脳腫瘍の除去手術の信頼
性は不十分な状況にある。すなわち、脳腫瘍の位置検出
そのものは、磁気共鳴イメージング装置（ＭＲＩ）など
によって、高い確度で行われるようになったが、手術時
の開頭による脳内圧の変化で腫瘍位置が脳内でずれてし
まい、しかも正常組織と癌組織とを視覚的に区別するこ
とができないため、執刀医が癌組織と思われる箇所を多
めに除去しているのが現状である。
性は不十分な状況にある。すなわち、脳腫瘍の位置検出
そのものは、磁気共鳴イメージング装置（ＭＲＩ）など
によって、高い確度で行われるようになったが、手術時
の開頭による脳内圧の変化で腫瘍位置が脳内でずれてし
まい、しかも正常組織と癌組織とを視覚的に区別するこ
とができないため、執刀医が癌組織と思われる箇所を多
めに除去しているのが現状である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】脳は極めて繊細、か
つ、最も重要な生態部位であるので、正常組織までの除
去は、深刻な後遺症を引き起こすことに繋がる。したが
って、直径４〜５ｍｍの脳腫瘍のみを除去し、正常脳組
織の除去を行わない高信頼性の新しい手術の方法を確立
することが、医学的にも医療福祉面でも極めて重要な課
題となっている。
つ、最も重要な生態部位であるので、正常組織までの除
去は、深刻な後遺症を引き起こすことに繋がる。したが
って、直径４〜５ｍｍの脳腫瘍のみを除去し、正常脳組
織の除去を行わない高信頼性の新しい手術の方法を確立
することが、医学的にも医療福祉面でも極めて重要な課
題となっている。
【０００５】本発明は、以下の２段階から成る。 （１）ＭＲＩなどで検出された脳腫瘍位置に、磁性微粒
子を選択的に固定する。 （２）手術時の開頭後、高感度磁気センサで磁性微粒子
の磁力線を検出して、脳腫瘍位置を高精度で特定する。
子を選択的に固定する。 （２）手術時の開頭後、高感度磁気センサで磁性微粒子
の磁力線を検出して、脳腫瘍位置を高精度で特定する。
【０００６】まず、（１）では、ＭＲＩなどで検出され
た脳腫瘍の位置に、モノクローナル抗体で被覆した直径
１００Å程度のマグネタイト（Ｆｅ3 Ｏ4 ）などの磁性
微粒子を半流動のゲル状にして注入する。モノクローナ
ル抗体の特性により、磁性微粒子は癌組織のみに選択的
に吸着され、ゲルの固化により癌組織に安定に固定化さ
れる。
た脳腫瘍の位置に、モノクローナル抗体で被覆した直径
１００Å程度のマグネタイト（Ｆｅ3 Ｏ4 ）などの磁性
微粒子を半流動のゲル状にして注入する。モノクローナ
ル抗体の特性により、磁性微粒子は癌組織のみに選択的
に吸着され、ゲルの固化により癌組織に安定に固定化さ
れる。
【０００７】このとき、磁性微粒子の磁気モーメントが
一方向に揃うように、磁性ゲルの注入は、比較的強い磁
界の中で行う。ＭＲＩ装置の中では、約１．３キロガウ
スの磁界が発生しているので、ＭＲＩ装置で癌組織を検
出した後、その状態で磁性ゲルを注入すればよい。磁性
ゲル注入の方法は、頭蓋にピンホールを開けて長い注入
針を利用して送り込む方法が一般的であるが、脳動脈に
モノクロナール抗体被覆磁性微粒子を注入し、搬送する
ことができれば、頭蓋にピンホールを開ける必要はな
い。
一方向に揃うように、磁性ゲルの注入は、比較的強い磁
界の中で行う。ＭＲＩ装置の中では、約１．３キロガウ
スの磁界が発生しているので、ＭＲＩ装置で癌組織を検
出した後、その状態で磁性ゲルを注入すればよい。磁性
ゲル注入の方法は、頭蓋にピンホールを開けて長い注入
針を利用して送り込む方法が一般的であるが、脳動脈に
モノクロナール抗体被覆磁性微粒子を注入し、搬送する
ことができれば、頭蓋にピンホールを開ける必要はな
い。
【０００８】（２）では、脳腫瘍除去手術時に開頭後、
脳内圧の変化で脳形状が変化しても、高感度磁気センサ
で磁性微粒子から発生する微弱な磁力線を検知すること
によって、癌組織の部位を正確に特定することができ
る。従来の手術では、癌組織と正常組織の色が同色であ
ったため、執刀医は肉眼では識別できず、癌組織と思わ
れる箇所を大目に除去していた。
脳内圧の変化で脳形状が変化しても、高感度磁気センサ
で磁性微粒子から発生する微弱な磁力線を検知すること
によって、癌組織の部位を正確に特定することができ
る。従来の手術では、癌組織と正常組織の色が同色であ
ったため、執刀医は肉眼では識別できず、癌組織と思わ
れる箇所を大目に除去していた。
【０００９】この結果、脳腫瘍は除去できても、脳機能
が低下するケースが発生するため、より正確な手術の方
法が望まれていた。脳腫瘍に固定できる磁性微粒子は、
脳にとっては異物であるので、手術時に癌組織とともに
除去できるとは言っても、少ない方が望ましい。例えば
ゲル１リットル（ｌ）当たり１ｇ程度以下が望ましい。
が低下するケースが発生するため、より正確な手術の方
法が望まれていた。脳腫瘍に固定できる磁性微粒子は、
脳にとっては異物であるので、手術時に癌組織とともに
除去できるとは言っても、少ない方が望ましい。例えば
ゲル１リットル（ｌ）当たり１ｇ程度以下が望ましい。
【００１０】しかし、このような希釈磁性ゲルでは、磁
性微粒子同士の磁気結合が弱いため、磁界中で注入・固
化した状態でも、磁性ゲルから外部へ発生する磁界（磁
力線の空間密度）は、数ｍｍの位置では非常に微弱（例
えば数ミリガウス程度以下）であるので、特別に高感度
の磁気センサが必要である。本発明者は、磁気インピー
ダンス（ＭＩ）効果による新しい高感度マイクロ磁気セ
ンサを提案しており（特開平７−１８１２３９号公報参
照）、このＭＩマイクロ磁気センサを用いることによ
り、磁性ゲルからの微弱磁界を検出することができる。
性微粒子同士の磁気結合が弱いため、磁界中で注入・固
化した状態でも、磁性ゲルから外部へ発生する磁界（磁
力線の空間密度）は、数ｍｍの位置では非常に微弱（例
えば数ミリガウス程度以下）であるので、特別に高感度
の磁気センサが必要である。本発明者は、磁気インピー
ダンス（ＭＩ）効果による新しい高感度マイクロ磁気セ
ンサを提案しており（特開平７−１８１２３９号公報参
照）、このＭＩマイクロ磁気センサを用いることによ
り、磁性ゲルからの微弱磁界を検出することができる。
【００１１】磁性ゲルからの微弱磁界は空間的に局在し
ており、従来の高感度磁気センサであるフラックスゲー
トセンサでは、センサヘッドの長さが２０ｍｍ以上であ
るため、磁性ゲルの検出はほとんど不可能である。ま
た、マイクロ磁界センサであるホール素子や磁気抵抗効
果素子は低感度であるため、やはり磁性ゲルの検出はほ
とんど不可能である。
ており、従来の高感度磁気センサであるフラックスゲー
トセンサでは、センサヘッドの長さが２０ｍｍ以上であ
るため、磁性ゲルの検出はほとんど不可能である。ま
た、マイクロ磁界センサであるホール素子や磁気抵抗効
果素子は低感度であるため、やはり磁性ゲルの検出はほ
とんど不可能である。
【００１２】ＭＩマイクロ磁気センサの特徴の一つは、
アモルファスワイヤをセンサヘッドとした場合、センサ
ヘッドの長さを１ｍｍ以下に短くしても、磁界検出の分
解能が１マイクロガウス程度の高感度性能を保持できる
とともに、磁界検出の空間分解能を１ｍｍ程度に高くで
きることである。本発明は、上記状況に鑑みて、簡単な
構成で、脳腫瘍位置を的確に検出することができる脳腫
瘍位置検出方法及びその装置を提供することを目的とす
る。
アモルファスワイヤをセンサヘッドとした場合、センサ
ヘッドの長さを１ｍｍ以下に短くしても、磁界検出の分
解能が１マイクロガウス程度の高感度性能を保持できる
とともに、磁界検出の空間分解能を１ｍｍ程度に高くで
きることである。本発明は、上記状況に鑑みて、簡単な
構成で、脳腫瘍位置を的確に検出することができる脳腫
瘍位置検出方法及びその装置を提供することを目的とす
る。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、 〔１〕脳腫瘍位置検出方法において、脳腫瘍位置に磁性
微粒子を固定し、高感度磁気センサを用いて前記磁性微
粒子から発生する磁気を検出するようにしたものであ
る。
成するために、 〔１〕脳腫瘍位置検出方法において、脳腫瘍位置に磁性
微粒子を固定し、高感度磁気センサを用いて前記磁性微
粒子から発生する磁気を検出するようにしたものであ
る。
【００１４】〔２〕上記〔１〕記載の脳腫瘍位置検出方
法において、前記磁性微粒子として、モノクローナル抗
体で被覆された磁性微粒子を用いるようにしたものであ
る。 〔３〕上記〔１〕記載の脳腫瘍位置検出方法において、
前記高感度磁気センサとして、磁気インピーダンス（Ｍ
Ｉ）効果磁気センサを用いるようにしたものである。
法において、前記磁性微粒子として、モノクローナル抗
体で被覆された磁性微粒子を用いるようにしたものであ
る。 〔３〕上記〔１〕記載の脳腫瘍位置検出方法において、
前記高感度磁気センサとして、磁気インピーダンス（Ｍ
Ｉ）効果磁気センサを用いるようにしたものである。
【００１５】〔４〕上記〔３〕記載の脳腫瘍位置検出方
法において、前記磁気インピーダンス（ＭＩ）効果磁気
センサとして、地磁気などの一様な外乱磁界を相殺でき
る差動型磁気ヘッドを持つ磁界差検出センサを用いるよ
うにしたものである。 〔５〕上記〔３〕又は〔４〕記載の脳腫瘍位置検出方法
において、前記磁気インピーダンス（ＭＩ）効果磁気セ
ンサは、アモルファスワイヤを用いた磁気センサを用い
るようにしたものである。
法において、前記磁気インピーダンス（ＭＩ）効果磁気
センサとして、地磁気などの一様な外乱磁界を相殺でき
る差動型磁気ヘッドを持つ磁界差検出センサを用いるよ
うにしたものである。 〔５〕上記〔３〕又は〔４〕記載の脳腫瘍位置検出方法
において、前記磁気インピーダンス（ＭＩ）効果磁気セ
ンサは、アモルファスワイヤを用いた磁気センサを用い
るようにしたものである。
【００１６】〔６〕上記〔１〕記載の脳腫瘍位置検出方
法において、前記高感度磁気センサのヘッドを脳腫瘍位
置近辺で往復的に複数回移動させ、磁気センシングの平
均化処理を行うようにしたものである。 〔７〕脳腫瘍位置検出装置において、脳腫瘍位置に磁性
微粒子を固定する手段と、前記磁性微粒子から発生する
磁気を検出する高感度磁気センサとを設けるようにした
ものである。
法において、前記高感度磁気センサのヘッドを脳腫瘍位
置近辺で往復的に複数回移動させ、磁気センシングの平
均化処理を行うようにしたものである。 〔７〕脳腫瘍位置検出装置において、脳腫瘍位置に磁性
微粒子を固定する手段と、前記磁性微粒子から発生する
磁気を検出する高感度磁気センサとを設けるようにした
ものである。
【００１７】〔８〕上記〔７〕記載の脳腫瘍位置検出装
置において、前記磁性微粒子は、モノクローナル抗体で
被覆された磁性微粒子である。
置において、前記磁性微粒子は、モノクローナル抗体で
被覆された磁性微粒子である。
〔９〕上記〔７〕記載の脳腫瘍位置検出装置において、
前記高感度磁気センサは、磁気インピーダンス（ＭＩ）
効果磁気センサである。 〔１０〕上記
前記高感度磁気センサは、磁気インピーダンス（ＭＩ）
効果磁気センサである。 〔１０〕上記
〔９〕記載の脳腫瘍位置検出装置におい
て、前記磁気インピーダンス（ＭＩ）効果磁気センサ
は、差動型磁気ヘッドを持つ磁界差検出センサである。
て、前記磁気インピーダンス（ＭＩ）効果磁気センサ
は、差動型磁気ヘッドを持つ磁界差検出センサである。
【００１８】〔１１〕上記
〔９〕又は〔１０〕記載の脳
腫瘍位置検出装置において、前記磁気インピーダンス
（ＭＩ）効果磁気センサは、アモルファスワイヤを用い
た磁気センサである。 例えば、長さが２、３ｍｍのアモルファスワイヤによる
磁界検出ヘッドを２個直列に配置して、ヘッド間の磁界
差を検出するＭＩマイクロセンサを使用する。
腫瘍位置検出装置において、前記磁気インピーダンス
（ＭＩ）効果磁気センサは、アモルファスワイヤを用い
た磁気センサである。 例えば、長さが２、３ｍｍのアモルファスワイヤによる
磁界検出ヘッドを２個直列に配置して、ヘッド間の磁界
差を検出するＭＩマイクロセンサを使用する。
【００１９】この磁界差センサにより、地磁気などの一
様性外乱磁界を相殺して、ゲルの中の磁性微粒子群が発
生する空間的に局在した微弱磁界のみを検出することが
できる。このため、執刀医が開頭後の脳にセンサを向け
て左右に往復移動させながら腫瘍位置を検索する場合
に、磁性微粒子群の発生磁界の数百倍の外乱磁界と混同
することとなく、腫瘍位置を正確に発見することができ
る。
様性外乱磁界を相殺して、ゲルの中の磁性微粒子群が発
生する空間的に局在した微弱磁界のみを検出することが
できる。このため、執刀医が開頭後の脳にセンサを向け
て左右に往復移動させながら腫瘍位置を検索する場合
に、磁性微粒子群の発生磁界の数百倍の外乱磁界と混同
することとなく、腫瘍位置を正確に発見することができ
る。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しながら詳細に説明する。図１は本発明の第１実
施例を示す脳腫瘍位置検出を行う微弱局在磁界を検出す
るためのアモルファスワイヤＭＩ磁界差センサの構成
図、図２はその脳腫瘍位置検出ヘッド部の構成図であ
る。
を参照しながら詳細に説明する。図１は本発明の第１実
施例を示す脳腫瘍位置検出を行う微弱局在磁界を検出す
るためのアモルファスワイヤＭＩ磁界差センサの構成
図、図２はその脳腫瘍位置検出ヘッド部の構成図であ
る。
【００２１】この実施例では、センサヘッド１，２に
は、零磁歪系のＦｅＣｏＳｉＢアモルファスワイヤ（３
０μｍ径、３ｍｍ長さ）を２本使用し、抵抗Ｒ1 （５０
Ω）を介して高周波発振電源３に接続して１０ＭＨｚの
正弦波電流を通電した。この高周波通電による表皮効果
に基づく磁気インピーダンス効果によって、１マイクロ
ガウスの分解能を持つ高感度の磁界差センサ１０を構成
している。
は、零磁歪系のＦｅＣｏＳｉＢアモルファスワイヤ（３
０μｍ径、３ｍｍ長さ）を２本使用し、抵抗Ｒ1 （５０
Ω）を介して高周波発振電源３に接続して１０ＭＨｚの
正弦波電流を通電した。この高周波通電による表皮効果
に基づく磁気インピーダンス効果によって、１マイクロ
ガウスの分解能を持つ高感度の磁界差センサ１０を構成
している。
【００２２】また、２本のセンサヘッド１，２の誘起高
周波電圧は、各々ショットキバリアダイオード４，５と
ＲＣ低減フィルタ回路（Ｒ2 は１ｋΩ、Ｃは０．２μ
Ｆ）６，７で検波され、差動アンプ（例えば、１０００
倍）８に接続されている。２本のセンサヘッド１，２に
は、図２に示すように、コイルを用い、すなわち、２つ
のセンサヘッドに巻線を施し、それぞれ同一の直流電流
Ｉb を印加して同一の動作点を設定している。なお、図
２において、センサヘッド部分２Ａ，２Ｂの長さＬは３
ｍｍ、センサヘッド部分２Ａと２Ｂの間隔Ｄは２０ｍｍ
としている。
周波電圧は、各々ショットキバリアダイオード４，５と
ＲＣ低減フィルタ回路（Ｒ2 は１ｋΩ、Ｃは０．２μ
Ｆ）６，７で検波され、差動アンプ（例えば、１０００
倍）８に接続されている。２本のセンサヘッド１，２に
は、図２に示すように、コイルを用い、すなわち、２つ
のセンサヘッドに巻線を施し、それぞれ同一の直流電流
Ｉb を印加して同一の動作点を設定している。なお、図
２において、センサヘッド部分２Ａ，２Ｂの長さＬは３
ｍｍ、センサヘッド部分２Ａと２Ｂの間隔Ｄは２０ｍｍ
としている。
【００２３】したがって、印加磁界Ｈexが一様な磁界で
ある場合は、高感度の磁界差センサ１０の出力電圧Ｅ
out は零であり、印加磁界Ｈexが勾配磁界である場合
は、２個のセンサヘッドに印加される磁界の差ΔＨexに
比例したＥout が得られる。この差動形磁界差センサ１
０により、地磁気（約０．３ガウス）などの一様に近い
外乱磁界は相殺され、ミリガウス程度の微弱な勾配磁界
のみが検出される。
ある場合は、高感度の磁界差センサ１０の出力電圧Ｅ
out は零であり、印加磁界Ｈexが勾配磁界である場合
は、２個のセンサヘッドに印加される磁界の差ΔＨexに
比例したＥout が得られる。この差動形磁界差センサ１
０により、地磁気（約０．３ガウス）などの一様に近い
外乱磁界は相殺され、ミリガウス程度の微弱な勾配磁界
のみが検出される。
【００２４】図３は、脳腫瘍部に注入する場合を想定し
たマグネタイト微粒子分散ゲルサンプル（直径φは５ｍ
ｍ、長さＬ1 は３０ｍｍ）の残留磁化による発生磁界を
図１で示した高感度の磁界差センサで検出した結果を示
す図であり、図３（ａ）はその検出のための装置の構成
図、図３（ｂ）はその結果を示す図である。なお、図３
（ｂ）において、縦軸は出力電圧（ｍＶ）、横軸は距離
ｘ（ｍｍ）を示している。
たマグネタイト微粒子分散ゲルサンプル（直径φは５ｍ
ｍ、長さＬ1 は３０ｍｍ）の残留磁化による発生磁界を
図１で示した高感度の磁界差センサで検出した結果を示
す図であり、図３（ａ）はその検出のための装置の構成
図、図３（ｂ）はその結果を示す図である。なお、図３
（ｂ）において、縦軸は出力電圧（ｍＶ）、横軸は距離
ｘ（ｍｍ）を示している。
【００２５】マグネタイト微粒子分散ゲルサンプル１１
は、１．５テスラの直流磁界中で固化させて磁化方向を
一方向に揃えた後、直流磁界を零にして残留磁化による
発生磁界を強めている。図３（ａ）に示すように、マグ
ネタイト微粒子分散ゲルサンプル１１と第１のセンサヘ
ッド部分１２Ａ先端との間の距離をｄｍｍ（ここでは２
ｍｍ）に設定し、センサヘッド部分１２Ａをマグネタイ
ト微粒子分散ゲルサンプル１１の長さ方向（ｙ方向）と
直角の方向（ｘ方向）の左右に移動させた場合のセンサ
出力電圧のｘ方向分布より、図３（ｂ）に示すように、
マグネタイト微粒子分散ゲルサンプル１１の位置が検出
されている。なお、×はゲル中のマグネタイト濃度が
２．０ｇ／リットル（ｌ）、▲は１．０ｇ／リットル
（ｌ）、○は０．５ｇ／リットル（ｌ）をそれぞれ示し
ている。１２Ｂは第２のセンサヘッド部分である。
は、１．５テスラの直流磁界中で固化させて磁化方向を
一方向に揃えた後、直流磁界を零にして残留磁化による
発生磁界を強めている。図３（ａ）に示すように、マグ
ネタイト微粒子分散ゲルサンプル１１と第１のセンサヘ
ッド部分１２Ａ先端との間の距離をｄｍｍ（ここでは２
ｍｍ）に設定し、センサヘッド部分１２Ａをマグネタイ
ト微粒子分散ゲルサンプル１１の長さ方向（ｙ方向）と
直角の方向（ｘ方向）の左右に移動させた場合のセンサ
出力電圧のｘ方向分布より、図３（ｂ）に示すように、
マグネタイト微粒子分散ゲルサンプル１１の位置が検出
されている。なお、×はゲル中のマグネタイト濃度が
２．０ｇ／リットル（ｌ）、▲は１．０ｇ／リットル
（ｌ）、○は０．５ｇ／リットル（ｌ）をそれぞれ示し
ている。１２Ｂは第２のセンサヘッド部分である。
【００２６】この場合、ゲル中のマグネタイト濃度が１
リットル（ｌ）当たり１ｇ以上であれば、マグネタイト
微粒子分散ゲルサンプルの位置はリアルタイムで容易に
検出できたが、１リットル（ｌ）中０．１ｇの非常に希
薄なゲルでも、センサヘッドを左右に数回往復させて平
均化処理を行うことによって、１０マイクロガウスの分
解能でマグネタイト微粒子分散ゲルサンプル１１の位置
が明確に検出された。
リットル（ｌ）当たり１ｇ以上であれば、マグネタイト
微粒子分散ゲルサンプルの位置はリアルタイムで容易に
検出できたが、１リットル（ｌ）中０．１ｇの非常に希
薄なゲルでも、センサヘッドを左右に数回往復させて平
均化処理を行うことによって、１０マイクロガウスの分
解能でマグネタイト微粒子分散ゲルサンプル１１の位置
が明確に検出された。
【００２７】次に、本発明の第２実施例について説明す
る。この実施例では、人の脳腫瘍位置磁気センシングの
臨床実験に先立ち、ラットで実験を行った。まず、ラッ
トの腹部に腫瘍を形成させ、モノクローナル抗体と共有
結合さた平均粒径１０ｎｍのマグネタイトを約１ｇ／リ
ットル（ｌ）含むゲルを腫瘍部に注射して選択的に吸着
させ、１．５テスラ直流磁界中で固化させた。
る。この実施例では、人の脳腫瘍位置磁気センシングの
臨床実験に先立ち、ラットで実験を行った。まず、ラッ
トの腹部に腫瘍を形成させ、モノクローナル抗体と共有
結合さた平均粒径１０ｎｍのマグネタイトを約１ｇ／リ
ットル（ｌ）含むゲルを腫瘍部に注射して選択的に吸着
させ、１．５テスラ直流磁界中で固化させた。
【００２８】ゲル固化後、約１時間後と３日後の２回、
図１のアモルファスワイヤ磁界差センサのヘッドをラッ
トの腹部の表面部を滑らせて検出実験を行った。このと
き、ラット及びセンサは地磁気を１／９０に減衰させる
磁気シールドボックスの内部に設置した。図４はそのラ
ットでの測定結果を示す図であり、図４（ａ）はそのラ
ット腹部の腫瘍部の断面図、図４（ｂ）はその結果を示
す図である。図４（ａ）において、○は最初（１時間
後）の測定結果、×は３日後の測定結果を示している。
図１のアモルファスワイヤ磁界差センサのヘッドをラッ
トの腹部の表面部を滑らせて検出実験を行った。このと
き、ラット及びセンサは地磁気を１／９０に減衰させる
磁気シールドボックスの内部に設置した。図４はそのラ
ットでの測定結果を示す図であり、図４（ａ）はそのラ
ット腹部の腫瘍部の断面図、図４（ｂ）はその結果を示
す図である。図４（ａ）において、○は最初（１時間
後）の測定結果、×は３日後の測定結果を示している。
【００２９】図４（ｂ）に示すように、ゲル注入固化直
後のセンシングでは腫瘍２１は、約１ｃｍ径であり、３
日後は、腫瘍の増殖のため約２ｃｍ径の腫瘍２２として
検出された。また、磁界の強さは、図４（ｂ）に示すよ
うに、腫瘍の増殖とともにマグネタイトの分散のため３
日後は約１／２に減少した。
後のセンシングでは腫瘍２１は、約１ｃｍ径であり、３
日後は、腫瘍の増殖のため約２ｃｍ径の腫瘍２２として
検出された。また、磁界の強さは、図４（ｂ）に示すよ
うに、腫瘍の増殖とともにマグネタイトの分散のため３
日後は約１／２に減少した。
【００３０】更に、本発明の第３実施例について説明す
る。図５はＣ−ＭＯＳＩＣチップと計装用アンプで構成
された携帯型のＭＩ磁界差センサの回路構成図、図６は
一様磁界検出モードと勾配磁界検出モードで一様磁界を
検出した結果を示す図である。図５において、Ｑ1 ，Ｑ
2 ，Ｑ3 ，Ｑ4 （７４ＡＣ０４）は、Ｃ−ＭＯＳインバ
ータを構成している。Ｃ，ＣD は１００ｐＦ、Ｒは２０
ｋΩ、ＲD は２００Ω，ＶＲ1 は２００Ω、ＳＢＤは１
ＳＳ９７、ＣH は２０００ｐＦ、ＲH は５１ｋΩであ
る。
る。図５はＣ−ＭＯＳＩＣチップと計装用アンプで構成
された携帯型のＭＩ磁界差センサの回路構成図、図６は
一様磁界検出モードと勾配磁界検出モードで一様磁界を
検出した結果を示す図である。図５において、Ｑ1 ，Ｑ
2 ，Ｑ3 ，Ｑ4 （７４ＡＣ０４）は、Ｃ−ＭＯＳインバ
ータを構成している。Ｃ，ＣD は１００ｐＦ、Ｒは２０
ｋΩ、ＲD は２００Ω，ＶＲ1 は２００Ω、ＳＢＤは１
ＳＳ９７、ＣH は２０００ｐＦ、ＲH は５１ｋΩであ
る。
【００３１】図５に示すように、各々２ｍｍ長の３０μ
ｍ径零磁歪アモルファスワイヤ３１を１０ｍｍ間隔で直
列に配置して、Ｃ−ＭＯＳ−ＩＣ内の２個のインバータ
Ｑ1，Ｑ2 とＲ，Ｃによるマルチバイブレータの出力電
圧の微分波形を、インバータＱ3 ，Ｑ4 で増幅・整形し
て得られた磁界を用いるようにしている。なお、３２は
バイアスコイルである。
ｍ径零磁歪アモルファスワイヤ３１を１０ｍｍ間隔で直
列に配置して、Ｃ−ＭＯＳ−ＩＣ内の２個のインバータ
Ｑ1，Ｑ2 とＲ，Ｃによるマルチバイブレータの出力電
圧の微分波形を、インバータＱ3 ，Ｑ4 で増幅・整形し
て得られた磁界を用いるようにしている。なお、３２は
バイアスコイルである。
【００３２】また、図６は図５において、各々２ｍｍ長
の３０μｍ径零磁歪アモルファスワイヤを１０ｍｍ間隔
で直列に配置して、Ｃ−ＭＯＳ−ＩＣ内の２個のインバ
ータＱ1 ，Ｑ2 とＲ，Ｃによるマルチバイブレータの出
力電圧の微分波形をインバータＱ3 ，Ｑ4 で増幅・整形
して通電する方法で得た一様磁界検出特性（ａ）、およ
び一様磁界の相殺特性（ｂ）である。
の３０μｍ径零磁歪アモルファスワイヤを１０ｍｍ間隔
で直列に配置して、Ｃ−ＭＯＳ−ＩＣ内の２個のインバ
ータＱ1 ，Ｑ2 とＲ，Ｃによるマルチバイブレータの出
力電圧の微分波形をインバータＱ3 ，Ｑ4 で増幅・整形
して通電する方法で得た一様磁界検出特性（ａ）、およ
び一様磁界の相殺特性（ｂ）である。
【００３３】磁界差センサは図６（ｂ）の状態で、局所
磁界（勾配磁界）のみを１０-5Ｏｅの分解能で検出する
ことができ、能腫瘍位置磁気センサとして使用すること
ができる。なお、本発明は上記実施例に限定されるもの
ではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能で
あり、これらを本発明の範囲から排除するものではな
い。
磁界（勾配磁界）のみを１０-5Ｏｅの分解能で検出する
ことができ、能腫瘍位置磁気センサとして使用すること
ができる。なお、本発明は上記実施例に限定されるもの
ではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能で
あり、これらを本発明の範囲から排除するものではな
い。
【００３４】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、以下のような効果を奏することができる。 （１）簡単な構成で、脳腫瘍位置を的確に検出すること
ができる。 （２）開頭後でも脳腫瘍位置のみを明確に検出できるの
で、執刀医は癌組織を除去し残すことなく、必要にして
十分な癌組織の除去手術を施すことができるようにな
り、脳腫瘍患者の医療を安全に、かつ後遺症を最小限に
抑制できる形態で実施できるようになる。
よれば、以下のような効果を奏することができる。 （１）簡単な構成で、脳腫瘍位置を的確に検出すること
ができる。 （２）開頭後でも脳腫瘍位置のみを明確に検出できるの
で、執刀医は癌組織を除去し残すことなく、必要にして
十分な癌組織の除去手術を施すことができるようにな
り、脳腫瘍患者の医療を安全に、かつ後遺症を最小限に
抑制できる形態で実施できるようになる。
【００３５】このように、脳腫瘍に関する医療を画期的
に発展させ、医療福祉の進歩に寄与するものである。
に発展させ、医療福祉の進歩に寄与するものである。
【図１】本発明の第１実施例を示す脳腫瘍位置検出を行
う微弱局在磁界を検出するためのアモルファスワイヤＭ
Ｉ磁界差センサの構成図である。
う微弱局在磁界を検出するためのアモルファスワイヤＭ
Ｉ磁界差センサの構成図である。
【図２】本発明の第１実施例を示す脳腫瘍位置検出ヘッ
ド部の構成図である。
ド部の構成図である。
【図３】マグネタイト微粒子分散ゲルサンプルの残留磁
化による発生磁界を脳腫瘍位置検出装置で検出した結果
を示す図である。
化による発生磁界を脳腫瘍位置検出装置で検出した結果
を示す図である。
【図４】本発明にかかるラットを用いた脳腫瘍位置検出
装置による測定結果を示す図である。
装置による測定結果を示す図である。
【図５】本発明の第２実施例を示すＣ−ＭＯＳＩＣチッ
プと計装用アンプで構成された携帯型のＭＩ磁界差セン
サの回路構成図である。
プと計装用アンプで構成された携帯型のＭＩ磁界差セン
サの回路構成図である。
【図６】本発明の第２実施例の一様磁界検出モードと勾
配磁界検出モードで一様磁界を検出した結果を示す図で
ある。
配磁界検出モードで一様磁界を検出した結果を示す図で
ある。
１，２ センサヘッド ２Ａ，２Ｂ，１２Ａ，１２Ｂ センサヘッド部分 １０ １マイクロガウスの分解能をもつ高感度の磁界
差センサ ４，５ ショットキバリアダイオード ６，７ ＲＣ低減フィルタ回路 ８ 差動アンプ １１ マグネタイト微粒子分散ゲルサンプル ２１ ゲル注入固化直後の腫瘍 ２２ ゲル注入３日後の腫瘍 ３１ アモルファスワイヤ ３２ バイアスコイル
差センサ ４，５ ショットキバリアダイオード ６，７ ＲＣ低減フィルタ回路 ８ 差動アンプ １１ マグネタイト微粒子分散ゲルサンプル ２１ ゲル注入固化直後の腫瘍 ２２ ゲル注入３日後の腫瘍 ３１ アモルファスワイヤ ３２ バイアスコイル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 本多 裕之 愛知県名古屋市緑区篠の風３−252 滝ノ 水住宅４−102 (72)発明者 新海 政重 愛知県東海市高横須賀町前畑６ (72)発明者 吉田 純 愛知県名古屋市東区筒井１−４−10 (72)発明者 若林 俊彦 愛知県名古屋市天白区海老山町2410
Claims (11)
- 【請求項１】（ａ）脳腫瘍位置に磁性微粒子を固定し、
（ｂ）高感度磁気センサを用いて前記磁性微粒子から発
生する磁気を検出することを特徴とする脳腫瘍位置検出
方法。 - 【請求項２】 請求項１記載の脳腫瘍位置検出方法にお
いて、前記磁性微粒子として、モノクローナル抗体で被
覆された磁性微粒子を用いることを特徴とする脳腫瘍位
置検出方法。 - 【請求項３】 請求項１記載の脳腫瘍位置検出方法にお
いて、前記高感度磁気センサとして、磁気インピーダン
ス（ＭＩ）効果磁気センサを用いることを特徴とする脳
腫瘍位置検出方法。 - 【請求項４】 請求項３記載の脳腫瘍位置検出方法にお
いて、前記磁気インピーダンス（ＭＩ）効果磁気センサ
として、差動型磁気ヘッドを持つ磁界差検出センサを用
いることを特徴とする脳腫瘍位置検出方法。 - 【請求項５】 請求項３又は４記載の脳腫瘍位置検出方
法において、前記磁気インピーダンス（ＭＩ）効果磁気
センサは、アモルファスワイヤを用いた磁気センサを用
いることを特徴とする脳腫瘍位置検出方法。 - 【請求項６】 請求項１記載の脳腫瘍位置検出方法にお
いて、前記高感度磁気センサのヘッドを脳腫瘍位置近辺
で往復的に複数回移動させ、磁気センシングの平均化処
理を行うことを特徴とする脳腫瘍位置検出方法。 - 【請求項７】（ａ）脳腫瘍位置に磁性微粒子を固定する
手段と、（ｂ）前記磁性微粒子から発生する磁気を検出
する高感度磁気センサとを具備することを特徴とする脳
腫瘍位置検出装置。 - 【請求項８】 請求項７記載の脳腫瘍位置検出装置にお
いて、前記磁性微粒子は、モノクローナル抗体で被覆さ
れた磁性微粒子であることを特徴とする脳腫瘍位置検出
装置。 - 【請求項９】 請求項７記載の脳腫瘍位置検出装置にお
いて、前記高感度磁気センサは、磁気インピーダンス
（ＭＩ）効果磁気センサであることを特徴とする脳腫瘍
位置検出装置。 - 【請求項１０】 請求項９記載の脳腫瘍位置検出装置に
おいて、前記磁気インピーダンス（ＭＩ）効果磁気セン
サは、差動型磁気ヘッドを持つ磁界差検出センサである
ことを特徴とする脳腫瘍位置検出装置。 - 【請求項１１】 請求項９又は１０記載の脳腫瘍位置検
出装置において、前記磁気インピーダンス（ＭＩ）効果
磁気センサは、アモルファスワイヤを用いた磁気センサ
であることを特徴とする脳腫瘍位置検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9043142A JPH10234694A (ja) | 1997-02-27 | 1997-02-27 | 脳腫瘍位置検出方法及びその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9043142A JPH10234694A (ja) | 1997-02-27 | 1997-02-27 | 脳腫瘍位置検出方法及びその装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10234694A true JPH10234694A (ja) | 1998-09-08 |
Family
ID=12655596
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9043142A Pending JPH10234694A (ja) | 1997-02-27 | 1997-02-27 | 脳腫瘍位置検出方法及びその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10234694A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006030043A1 (es) * | 2004-08-06 | 2006-03-23 | Daniel Serrano Gil | Disposición para detectar la presencia de acumulaciones celulares hiperactívas en un organismo animal y procedimiento empleado en la detección |
| JP2009089944A (ja) * | 2007-10-10 | 2009-04-30 | Univ Nagoya | 生体信号検出装置 |
| WO2009130814A1 (ja) * | 2008-04-21 | 2009-10-29 | 国立大学法人名古屋大学 | 細胞組織磁気信号検出装置 |
| JP2011089894A (ja) * | 2009-10-22 | 2011-05-06 | Nagoya Univ | 細胞組織評価装置 |
| JP2012152515A (ja) * | 2011-01-28 | 2012-08-16 | Konica Minolta Holdings Inc | 磁気センサおよびそれを用いる生体磁気計測装置 |
| EP3787603A4 (en) * | 2018-05-03 | 2022-04-20 | Bionaut Labs Ltd. | METHODS AND APPARATUS FOR DEPLOYMENT AND REMOVAL OF SMALL FUNCTIONAL PARTICLES IN LIVING TISSUE |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01300942A (ja) * | 1988-05-30 | 1989-12-05 | Mitsubishi Electric Corp | 診断装置 |
| JPH07181239A (ja) * | 1993-12-22 | 1995-07-21 | Res Dev Corp Of Japan | 磁気インピーダンス効果素子 |
-
1997
- 1997-02-27 JP JP9043142A patent/JPH10234694A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01300942A (ja) * | 1988-05-30 | 1989-12-05 | Mitsubishi Electric Corp | 診断装置 |
| JPH07181239A (ja) * | 1993-12-22 | 1995-07-21 | Res Dev Corp Of Japan | 磁気インピーダンス効果素子 |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006030043A1 (es) * | 2004-08-06 | 2006-03-23 | Daniel Serrano Gil | Disposición para detectar la presencia de acumulaciones celulares hiperactívas en un organismo animal y procedimiento empleado en la detección |
| ES2255830A1 (es) * | 2004-08-06 | 2006-07-01 | Daniel Serrano Gil | Disposicion para detectar la presencia de acumulaciones celulares hiperactivas en un organismo animal y procedimiento empleado en la deteccion. |
| JP2009089944A (ja) * | 2007-10-10 | 2009-04-30 | Univ Nagoya | 生体信号検出装置 |
| WO2009130814A1 (ja) * | 2008-04-21 | 2009-10-29 | 国立大学法人名古屋大学 | 細胞組織磁気信号検出装置 |
| JP4665105B2 (ja) * | 2008-04-21 | 2011-04-06 | 国立大学法人名古屋大学 | 細胞組織磁気信号検出装置 |
| JP2011089894A (ja) * | 2009-10-22 | 2011-05-06 | Nagoya Univ | 細胞組織評価装置 |
| JP2012152515A (ja) * | 2011-01-28 | 2012-08-16 | Konica Minolta Holdings Inc | 磁気センサおよびそれを用いる生体磁気計測装置 |
| EP3787603A4 (en) * | 2018-05-03 | 2022-04-20 | Bionaut Labs Ltd. | METHODS AND APPARATUS FOR DEPLOYMENT AND REMOVAL OF SMALL FUNCTIONAL PARTICLES IN LIVING TISSUE |
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