JPH10216072A - 磁気共鳴観測装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 病変部の検出を短時間で行い、診断に有用な
高精細のＭＲＩ画像を効率的に得る。 【解決手段】 磁気共鳴観測装置の観察用プローブ１
は、体腔内に挿入可能な細長の細管２内に、励起光出射
導光路６と蛍光入射導光路７とを備えており、細管２の
先端部８には、励起光出射導光路６及び蛍光入射導光路
７の先端に対応して細管２の先端面にそれぞれ励起光出
射導光路端面９と蛍光入射導光路端面１０とが設けられ
ている。この励起光出射導光路６及び蛍光入射導光路７
の外周には、ＭＲＩ用のコイル状の高周波アンテナ１１
が巻回されて配置されており、励起光出射導光路６及び
蛍光入射導光路７の出入射端面方向と高周波アンテナ１
１の指向性が最も高い方向とが略一致するよう配置され
ている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、生体組織からの核
磁気共鳴信号を受信し、組織形状や性状から診断を行う
ための磁気共鳴観測装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、核磁気共鳴（以下、ＮＭＲと略記
する。）現象を利用した非侵襲的な人体の診断方法が発
展してきた。例えば、前記ＮＭＲ現象を利用した核磁気
共鳴映像法（以下、ＭＲＩと略記する。）では、人体を
磁場中に置き、所定の周波数の高周波（磁場）を与え、
人体内のスピンを持つ核を励起し、この励起した核から
の所定の周波数のＮＭＲ信号を検出してコンピュータで
処理することにより人体の断層像を得ている。このＭＲ
Ｉによって得られる断層像は癌等の診断に対して極めて
有用である。すなわち、一般に、癌細胞と正常細胞とか
ら得られるＮＭＲ信号は、互いに緩和時間が異なること
が知られており、この緩和時間を計測することにより癌
か否かの診断が可能になる。

【０００３】従来より、内視鏡観察時において視覚的に
異変箇所を発見した際に、この異変箇所が例えば悪性の
ものであるか否かをある程度判断したいという要望があ
るが、このような要望に対して、前記ＭＲＩを併用した
場合には視覚的に異常と認められた箇所と断層像との対
応づけが困難であった。

【０００４】ＭＲＩによる診断を行う装置として、例え
ば特公平３−５１７４号公報には、体腔内に挿入可能で
先端に高周波コイルを設けた可撓性細管を具備してなる
核磁気共鳴信号診断装置が開示されている。このような
従来の診断装置では、可撓性細管に付設された観察光学
系で病変部の位置を確認してから、ＭＲＩによる断層像
を得るようにしていた。しかしながら、光学像のみによ
り、広範囲にわたって微小な病変部を漏れなく的確に検
出することは容易ではなかった。

【０００５】また、通常照明光による光学像とは別に、
励起光を検査対象部位に照射して生体組織から発する蛍
光による観察像を得る蛍光観察装置も種々提案されてお
り、例えば特開平７−１５５２９１号公報等に開示され
ている。このような蛍光観察装置では、蛍光画像によっ
て病変部を容易かつ的確に検出することが可能である
が、悪性腫瘍等による病変部の生体組織への浸潤度を観
察することはできなかった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前述したように、従来
の磁気共鳴観測装置では、ＭＲＩによる診断を行う際
に、観察光学系で病変部の位置を確認してからＭＲＩ画
像を得るようにしていたが、通常照明光による光学像の
みによって、広範囲にわたって微小な病変部を漏れなく
的確に検出することは困難であった。さらに、前記従来
の装置構成では、高周波コイルの開口面は可撓性細管の
先端面側へ向いているので、先端部端面に水平なＮＭＲ
信号受信範囲は狭くなるため、病変部近傍へ高周波コイ
ルの開口面を配置して診断に有用な断層像を得ることは
容易ではない。また、従来の蛍光観察装置では、蛍光画
像によって病変部を容易かつ的確に検出することが可能
であるが、悪性腫瘍等による病変部の生体組織への浸潤
度を観察することはできないという問題点があった。

【０００７】本発明は、これらの事情に鑑みてなされた
もので、病変部の検出を短時間で行い、診断に有用な画
像を効率的に得ることが可能であり、かつ病変部におけ
るＭＲＩ画像を高精細に得ることが可能な磁気共鳴観測
装置を提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明による磁気共鳴観
測装置は、高周波アンテナを具備した体内に挿入可能な
細管を有し、前記細管を体内へ挿入して前記高周波アン
テナにより磁気共鳴画像診断を行う磁気共鳴観測装置に
おいて、前記細管は蛍光観察用の励起光出射導光路と蛍
光入射導光路とを具備し、前記励起光出射導光路及び蛍
光入射導光路の出入射方向と前記高周波アンテナの指向
性が最も高い方向とが略一致するよう配設したものであ
る。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図１ないし図５は本発明の第１実
施形態に係り、図１は磁気共鳴観測装置の概略構成を示
す説明図、図２は観察用プローブ先端部の構成を示す説
明図、図３は観察用プローブの第１の構成例を示す外観
斜視図、図４は観察用プローブの第２の構成例を示す外
観斜視図、図５は観察用プローブの第３の構成例を示す
外観斜視図である。

【００１０】本実施形態の磁気共鳴観測装置は、図１に
示すように、ＭＲＩによる観察及び蛍光観察を行うため
の観察用プローブ１を有して構成されている。観察用プ
ローブ１は、体腔内に挿入可能な細長の細管２と、細管
２の手元側端部に連設された太径の把持部３と、把持部
３の端部に設けられた接眼部４と、把持部３より延出さ
れ図示しない光源装置及びＭＲＩ装置と接続される接続
ケーブル５と、を有して構成される。

【００１１】細管２の内部には、図１及び図２に示すよ
うに、ファイババンドル等からなる励起光出射導光路６
と蛍光入射導光路７とが配設され、細管２の先端部８に
は、前記励起光出射導光路６及び蛍光入射導光路７の先
端に対応して細管２の先端面にそれぞれレンズ等の光学
部材が配置されてなる励起光出射導光路端面９と蛍光入
射導光路端面１０とが設けられている。また、前記励起
光出射導光路６及び蛍光入射導光路７の外周には、ＭＲ
Ｉ用のコイル状の高周波アンテナ１１が巻回されて配置
されている。

【００１２】前記励起光出射導光路６及び蛍光入射導光
路７の出入射端面方向と高周波アンテナ１１の指向性が
最も高い方向とが略一致するよう配置されている。特に
本実施形態では、高周波アンテナ１１の開口内に励起光
出射導光路６と蛍光入射導光路７を配置している。な
お、前記励起光出射導光路６と蛍光入射導光路７は、そ
れぞれ通常の白色照明光による観察像を得るための照明
光学系と観察光学系を兼ねている。また図示しないが、
それぞれの導光路６，７の他端部側には、励起光と照明
光、及び蛍光と観察光の切り換えを行うための出入射光
切り換え部が設けられている。

【００１３】高周波アンテナ１１は、ＮＭＲ信号送受信
機能を有し、同調／整合回路１２を介して同軸ケーブル
１３に接続され、この同軸ケーブル１３が細管２，把持
部３，接続ケーブル５内を経由して、図示しないＭＲＩ
装置に接続されるようになっている。

【００１４】また、前記光源装置には、公知技術として
知られているような通常観察用の照明光発生部、蛍光観
察用の励起光発生部を図示しない構成要素として有して
いる。励起光としては、例えば、波長３５０〜５００ｎ
ｍのレーザ（クリプトンレーザ、Ｈｅ−Ｃｄレーザ、色
素レーザなど）を用いる。さらに図示しない構成要素と
して、接眼部４に装着するテレビカメラ等の撮像手段
と、この撮像手段で撮像した通常観察画像や蛍光観察画
像を処理する画像処理装置とが設けられ、この画像処理
装置と前記ＭＲＩ装置がモニタに接続されており、モニ
タ上でＭＲＩ画像，蛍光観察画像，通常観察画像を観察
できるようになっている。

【００１５】上記のように構成された観察用プローブ１
を用いて診断を行う際には、まず通常の照明光による光
学的観察を行いながら観察用プローブ１の細管２を体腔
内の目的部位へと導入していく。そして、照明光を励起
光に切り換えて体腔内の生体組織１４へ出射して蛍光観
察を行い、蛍光観察画像より生体組織１４における病変
部を検出する。ここで、蛍光観察画像により病変部を検
出すると、励起光出射導光路端面９及び蛍光入射導光路
端面１０は高周波アンテナ１１の開口の向きと略一致し
ているため、高周波アンテナ１１の指向性は検出された
病変部に向かうようになる。

【００１６】蛍光観察画像の生成は、特開平７−１５５
２９１号公報等に示されたものと同様の手段で行うこと
ができる。すなわち、蛍光を発生するレーザによる励起
光を励起光出射導光路６を介して生体組織に照射し、発
生した生体組織からの蛍光を蛍光入射導光路７を介して
高感度の撮像手段で撮像して、正常部位と病変部とで異
なる蛍光強度の波長分布に基づき、蛍光観察画像を生成
する。蛍光観察画像は、病変部の色を変えるなどして疑
似カラー化することにより、病変部を容易に識別するこ
とができる。

【００１７】この状態で、高周波アンテナ１１より所定
の周波数の高周波磁場を送出して励起した生体の核から
の所定の周波数のＮＭＲ信号を再び高周波アンテナ１１
で受信し、このＮＭＲ信号を同調／整合回路１２，同軸
ケーブル１３を介して外部のＭＲＩ装置へ送って演算処
理することにより、ＭＲＩによる断層像を得る。これに
より、通常観察及び蛍光観察とＭＲＩによる断層像の診
断とを行うことができる。

【００１８】ここで、ＭＲＩによる断層像の生成は、特
開平３−２２８７４２号公報や特開昭６４−４９５４８
号公報に示されたものと同様の手段で行うことができ
る。すなわち、被検体をＭＲＩ装置によって生じる静磁
場内に置き、被検体の体腔内に挿入した細管２の高周波
アンテナ１１にＭＲＩ装置より所定の周波数の高周波信
号を送出し、高周波アンテナ１１から被検体に高周波磁
場を出力する。なお、この高周波磁場の方向は静磁場の
方向と直交していることが望ましい。そして、被検体か
らのＮＭＲ信号を高周波アンテナ１１で受信し、同軸ケ
ーブル１３を介してＭＲＩ装置へ送る。ＭＲＩ装置で
は、前記ＮＭＲ信号を演算処理することによって緩和時
間等の情報（ＮＭＲパラメータ）を検出し、断層像を生
成する。正常組織と癌等の異常組織とでは得られるＮＭ
Ｒ信号の緩和時間が異なるため、断層像を基に粘膜下深
部の異常部位を検出することができる。

【００１９】なお、上記診断を行う場合に、蛍光観察に
より病変部と判断された位置情報をＭＲＩ装置に取り込
み、自動的に病変部のＭＲＩ画像を得るようなシステム
構成としても良い。

【００２０】図３ないし図５に本実施形態の観察用プロ
ーブ１を内視鏡等に適用した外観構成例を示す。

【００２１】図３に示した第１の構成例の観察用プロー
ブは、可撓性細管３１，湾曲自在な湾曲部３２，高周波
アンテナ１１等を内蔵した先端部３３を連結してなる挿
入部３４と、挿入部３４の基端部に連設され、湾曲部３
２を駆動操作する湾曲操作部３５，把持部３６，通常照
明光による光学像や蛍光像が出射される観察／蛍光出射
窓部３７を有してなる操作部３８と、操作部３８より延
設され、ＭＲＩ装置，画像処理装置，光源装置に接続さ
れる可撓性の接続ケーブル３９と、接続ケーブル３９の
端部に設けられ、ＮＭＲ信号出力端子４０や照明光／励
起光入射部４１を有するコネクタ部４２と、を具備して
構成されている。

【００２２】図４に示した第２の構成例の観察用プロー
ブは、硬性細管５１，湾曲自在な湾曲部５２，高周波ア
ンテナ１１等を内蔵した先端部５３を連結してなる挿入
部５４と、挿入部５４の基端部に連設され、湾曲部５２
を駆動操作する湾曲操作部５５，把持部５６，通常照明
光による光学像や蛍光像が出射される観察／蛍光出射窓
部５７を有してなる操作部５８と、操作部５８より延設
され、ＭＲＩ装置，画像処理装置，光源装置に接続され
る可撓性の接続ケーブル５９と、接続ケーブル５９の端
部に設けられ、ＮＭＲ信号出力端子６０や照明光／励起
光入射部６１を有するコネクタ部６２と、を具備して構
成されている。

【００２３】図５に示した第３の構成例の観察用プロー
ブは、先端部７１に高周波アンテナ１１等を内蔵した硬
性細管７２と、硬性細管７２の基端部に連設された把持
部７３と、把持部７３の一端に設けられ通常照明光によ
る光学像や蛍光像が出射される観察／蛍光出射窓部７４
と、把持部７３より延設され、ＭＲＩ装置，画像処理装
置，光源装置に接続される可撓性の接続ケーブル７５
と、接続ケーブル７５の端部に設けられ、ＮＭＲ信号出
力端子７６や照明光／励起光入射部７７を有するコネク
タ部７８と、を具備して構成されている。

【００２４】これら第１ないし第３の構成例のように、
本実施形態の観察用プローブ１を軟性内視鏡や硬性内視
鏡等に適用して診断に用いることにより、体内への観察
用プローブの挿入を容易にでき、体内における通常の光
学的観察、蛍光観察、及びＭＲＩによる断層像の診断を
容易に行うことができる。図５に示した第３の構成例で
は、特に脳室、鼻腔、口腔、耳腔、鼻腔関節、尿道、
膣、及び腹腔内への細管の挿入を容易にすることができ
る。

【００２５】上述したように、本実施形態では、蛍光観
察により体腔内生体組織の病変部を抽出し、高周波アン
テナによってその微小病変部近傍深部のＮＭＲ信号を得
てＭＲＩによる断層像を生成するようになっている。こ
の構成により、蛍光観察によって広範囲にわたった病変
部の抽出が短時間で可能となり、その病変部と疑わしい
部分のみに限定して診断に有用な高精細のＭＲＩ画像を
効率的に生成することができ、このＭＲＩ画像に基づい
て例えば腫瘍の深達度等の病変部の詳細な情報を得られ
るため、検査時間を短縮化でき、患者への負担を軽減で
きる。

【００２６】また、観察用プローブを湾曲部を有する軟
性内視鏡や硬性内視鏡等に適用することにより、細管を
生体内において任意の位置で湾曲可能とし、また目的部
位の形状に適合した細管形状を形成／選択することがで
きるため、体内への観察用プローブの挿入を容易にで
き、検査時間の短縮化及び患者への負担軽減を図ること
が可能である。また、蛍光観察用の励起光出射導光路及
び蛍光入射導光路と通常観察用の照明光学系及び観察光
学系とを兼用することにより、細管内の光路数を半減で
き、細管の細径化が可能となる。

【００２７】図６及び図７は本発明の第２実施形態に係
り、図６は磁気共鳴観測装置の概略構成を示す説明図、
図７は観察用プローブ先端部の高周波アンテナの構成を
示す斜視図である。

【００２８】第２実施形態は、第１実施形態における観
察用プローブの先端部の構成を変更した例である。図６
に示すように、第２実施形態の観察用プローブ２１は、
体腔内に挿入可能な細管として側視型の細管２２を有し
て構成されている。細管２２の先端部２３には、側方に
向かって励起光出射導光路端面９と蛍光入射導光路端面
１０とが配設され、これらの励起光出射導光路端面９及
び蛍光入射導光路端面１０に対応してそれぞれ励起光出
射導光路６及び蛍光入射導光路７の先端が側方に曲げら
れて配置されている。また、前記励起光出射導光路端面
９及び蛍光入射導光路端面１０と同方向に開口が向くよ
うにＭＲＩ用のループ状の高周波アンテナ２４が配設さ
れている。

【００２９】前記励起光出射導光路端面９及び蛍光入射
導光路端面１０と高周波アンテナ２４の開口面とは、径
方向に略一致しており、励起光出射導光路６及び蛍光入
射導光路７の出入射端面方向と高周波アンテナ２４の指
向性が最も高い方向とが略一致するよう配置されてい
る。特に本実施形態では、高周波アンテナ２４の開口内
に励起光出射導光路６と蛍光入射導光路７を配置してい
る。なお、前記励起光出射導光路６と蛍光入射導光路７
は、それぞれ通常の白色照明光による観察像を得るため
の照明光学系と観察光学系を兼ねている。

【００３０】高周波アンテナ２４は、ＮＭＲ信号送受信
機能を有し、図７に示すように、例えばフレキシブル基
板に形成された薄膜状導電体（銅箔など）からなる導電
ループ部２５を備えて構成され、細管２２の先端部２３
内に円弧状に湾曲して配設されており、同軸ケーブル１
３に接続されている。

【００３１】その他の部分の構成は前述の第１実施形態
と同様であり、同一構成要素には同一符号を付して説明
を省略する。

【００３２】第２実施形態の観察用プローブ２１につい
ても、第１実施形態と同様に図３ないし図５に示した軟
性内視鏡や硬性内視鏡等に適用して構成することがで
き、体内への観察用プローブの挿入を容易にできる。

【００３３】第２実施形態では、第１実施形態と同様の
作用効果が得られると共に、第２実施形態の高周波アン
テナは第１実施形態に比べて開口面積を大きくすること
が可能であるため、より広範囲にわたってＭＲＩ画像を
得ることができる。

【００３４】［付記］ （１） 高周波アンテナを具備した体内に挿入可能な細
管を有し、前記細管を体内へ挿入して前記高周波アンテ
ナにより磁気共鳴画像診断を行う磁気共鳴観測装置にお
いて、前記細管は蛍光観察用の励起光出射導光路と蛍光
入射導光路とを具備し、前記励起光出射導光路及び蛍光
入射導光路の出入射方向と前記高周波アンテナの指向性
が最も高い方向とが略一致するよう配設したことを特徴
とする磁気共鳴観測装置。

【００３５】（２） 前記細管は、照明光学系と観察光
学系とを有することを特徴とする付記１に記載の磁気共
鳴観測装置。

【００３６】（３） 前記励起光出射導光路と蛍光入射
導光路は、それぞれ前記照明光学系と観察光学系を兼ね
ることを特徴とする付記２に記載の磁気共鳴観測装置。

【００３７】（４） 前記細管は、可撓性管部を有する
ことを特徴とする付記１に記載の磁気共鳴観測装置。

【００３８】（５） 前記細管は、硬性管部を有するこ
とを特徴とする付記１に記載の磁気共鳴観測装置。

【００３９】（６） 前記細管は、随意に湾曲可能な湾
曲管部を有することを特徴とする付記４または５に記載
の磁気共鳴観測装置。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、病
変部の検出を短時間で行い、診断に有用な画像を効率的
に得ることが可能であり、かつ病変部におけるＭＲＩ画
像を高精細に得ることが可能な磁気共鳴観測装置を提供
できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係る磁気共鳴観測装置
の概略構成を示す説明図

【図２】第１実施形態に係る観察用プローブ先端部の構
成を示す説明図

【図３】観察用プローブの第１の構成例を示す外観斜視
図

【図４】観察用プローブの第２の構成例を示す外観斜視
図

【図５】観察用プローブの第３の構成例を示す外観斜視
図

【図６】本発明の第２実施形態に係る磁気共鳴観測装置
の概略構成を示す説明図

【図７】第２実施形態に係る観察用プローブ先端部の高
周波アンテナの構成を示す斜視図

【符号の説明】

１…観察用プローブ ２…細管 ６…励起光出射導光路 ７…蛍光入射導光路 ８…先端部 ９…励起光出射導光路端面 １０…蛍光入射導光路端面 １１…高周波アンテナ １３…同軸ケーブル

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高周波アンテナを具備した体内に挿入可
   能な細管を有し、前記細管を体内へ挿入して前記高周波
   アンテナにより磁気共鳴画像診断を行う磁気共鳴観測装
   置において、 前記細管は蛍光観察用の励起光出射導光路と蛍光入射導
   光路とを具備し、前記励起光出射導光路及び蛍光入射導
   光路の出入射方向と前記高周波アンテナの指向性が最も
   高い方向とが略一致するよう配設したことを特徴とする
   磁気共鳴観測装置。