JP2005537842A

JP2005537842A - Ｍｒ撮像用カテーテル

Info

Publication number: JP2005537842A
Application number: JP2004533747A
Authority: JP
Inventors: シュルツ，フォルクマー; グライヒ，ベルンハルト
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 2002-09-05
Filing date: 2003-08-25
Publication date: 2005-12-15
Also published as: DE10240960A1; US20050261569A1; CN1682126A; WO2004023153A1; EP1537430A1; CN100419448C; AU2003255991A1

Abstract

本発明は、特にＭＲ撮像における使用に適したカテーテルに関連する。ＭＲ励起場によるカテーテルの周りの望ましくない加熱を防止するために、本発明によるカテーテルは、カテーテルスリーブと、医用器具を受容するカテーテルスリーブ内の中空の案内導管又はルーメンと、誘電体材料のケーブルシースに囲まれ、カテーテルスリーブ内でのＲＦ信号の伝送に用いられる２つの電気導線とを含み、誘電体材料は、４よりも小さい比誘電率を有し、電気導線の直径は５乃至５０μｍであり、特に１０乃至３０μｍであり、電気導体間の距離は３００μｍよりも小さく、特に２００μｍよりも小さい。

Description

本発明は、特に磁気共鳴撮像（ＭＲ撮像）に適したカテーテル、及び、特に血管内インターベンショナルＭＲ撮像用の、検査されるべき対象のＭＲ画像を形成するＭＲ装置に関連する。

ＭＲ撮像用のカテーテルは、特許文献１から公知である。特許文献１に記載のカテーテルは、アンテナとして用いられる同軸ケーブルによって形成される。従って、カテーテルは、ＭＲ画像中で撮像されうるよう血管内インターベンション中に位置決定されうる。しかしながら、スピンのＲＦ励起に応じて、ケーブルの周囲に生ずる定常波（コモンモード共鳴）により同軸ケーブルの周囲の組織が加熱されるという不利点がある。
米国特許第５，７９２，０５５号明細書

従って、本発明は、上述のようなカテーテルの周囲の組織の望ましくない加熱が回避される特にＭＲ装置用であるカテーテル、並びに、対応するＭＲ装置を提供することを目的とする。

この目的は、請求項１に記載のカテーテルであって、
カテーテルスリーブ（２）と、
医用器具を受容する、カテーテルスリーブ（２）内の中空の案内導管又はルーメン（３）と、
誘電体材料のケーブルシース（５）に囲まれ、カテーテルスリーブ（２）内でのＲＦ信号の伝送に用いられる２つの電気導線（４）とを含み、
誘電体材料は、４よりも小さい比誘電率（ε_r）を有し、電気導線（４）の直径は５乃至５０μｍであり、特に１０乃至３０μｍであり、電気導体間の距離は３００μｍよりも小さく、特に２００μｍよりも小さい、カテーテルによって達成される。

本発明の目的はまた、請求項６に記載のＭＲ装置であって、
均質な安定した主磁場を発生する主磁場磁石系（１６）と、
傾斜磁場を発生する傾斜磁場コイル系（１７，１８，１９）と、
検査ゾーンを励起するＲＦコイル系（１４）と、
検査ゾーンからＭＲ信号を受信する受信コイル系（１４，１２）と、
検査されるべき対象（１０）の中へ医用器具を導入する請求項１記載のカテーテル（１）であって、特にカテーテルの位置決定、検査ゾーンの局所的な励起、及び／又は、ＭＲ信号の局所的な受信用にカテーテル（１）の上に又はカテーテル（１）の中に配置されたアクティブコイル（４，５）を特に有するカテーテルと、ＭＲ装置を制御する制御ユニット（２３）とを有するＭＲ装置によっても達成される。

本発明は、使用されるＭＲ周波数までは共鳴が生じないようにカテーテルを構成するという考えに基づく。このために、本発明によれば、誘電体材料のケーブルシースによって囲まれた２つの電気導線を有するケーブルが設けられ、ケーブルは低い短縮率を有する。この文脈では、短縮率とは、比誘電率（ε_r）と比透磁率（μ_r）の積の平方根として定義され、使用される波長の短縮は、電磁波が真空内では伝搬しないが、比誘電率及び／又は比透磁率が１よりも大きい媒体中では伝搬するために生ずる。短縮率がこのように選ばれると、ケーブルのコモンモード共鳴は、ＭＲ周波数を超えてシフトされる。

更に、本発明によれば、個々の導線が小さい直径を有し、互いに小さい距離をおいて配置される小型化された一対のケーブルを用いるようにされる。インターベンション中にも出来る限り小さい短縮率を達成するために、導線の直径は出来る限り小さいべきである。しかしながら、これらは小さすぎるべきではなく、なぜならばさもなければ大きい信号損失が生ずるからである。従って、本願に示す大きさのオーダは、適切な折衷案である。

本発明によるカテーテルの有利な実施例を、従属項に開示する。望ましい実施例では、誘電体材料は、２．３よりも小さく、望ましくは１．５よりも小さい比誘電率を有する。例えば、約２．３の比誘電率を有するポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）が誘電体材料として使用されうる。

或いは、特に、ケーブルシース用の誘電体材料としての使用には特に空気混入された合成材料が適しており、なぜならばかかる材料の比誘電率は１に近いからである。この点に関する例は、例えば、材料ＦＰ３０１０４０又はＦＰ３０１０２０（ＧｏｏｄＦｅｌｌｏｗ社より市販）である。このように、１．２程度の小さい短縮率が達成されえ、適切な誘電体材料の選択もまた使用されるＭＲ装置の主磁場磁石の磁界強度に依存する。

本発明の更なる実施例によれば、２つの電気導線はまた、カテーテル上又はカテーテル内に配置された医用器具の電圧供給部に直接電圧を伝導するようにされる。これに関する例は、更なる実施例によるアクティブコイルであり、これはカテーテルの先端に配置され、介入中のカテーテルの位置決定に、また、そのすぐ近傍でのＭＲ信号取得に使用されうる。

本発明は、原理的には、血管内インターベンションが行われるべき全てのＭＲ装置において使用されえ、特に、典型的な患者の寸法については、最大で２テスラまでの磁界強度を有するＭＲ装置において使用されうる。小さいカテーテル長のみが必要とされる場合、例えば、幼い子供の場合、検査はより高い磁界強度でも行われうる。１．５テスラのシステムでは、カテーテルは最大で１．６ｍの長さで使用されうる。本発明によるカテーテルは、このように、容易に実施されうる経済的な解決策を構成し、それによりスピンのための励起磁場によるカテーテルの周囲の組織の望ましくない加熱は回避される。

以下、本発明について、図面を参照して詳述する。図１は、本発明によるカテーテル１の断面図である。これは、例えば可撓性の合成材料から構成されるカテーテルスリーブ２から構成される。カテーテルスリーブ２の内部には、案内導管（ルーメン）３が形成され、それを通って、１つ又はそれ以上の医用器具が、例えば患者の体等の検査されるべき対象の中に導入されうる。更に、カテーテルスリーブ２の内部にはケーブルシース５が設けられ、その中に２つの電気導線４が互いに対して略平行に、ケーブルシース５によって完全に囲まれるように延びる。ケーブルシース５は、誘電体数（誘電率）ε_rが４よりも小さく、望ましくは２．３よりも小さい誘電体材料から構成される。電気導線４の直径は、望ましくは１０乃至３０μｍの範囲内にあり、例えば、１５μｍであり、導線４間の距離は、望ましくは２００μｍよりも小さく、例えば５０μｍである。

上述の構成は、小さい短縮率を生じさせ、ケーブルの最も低い共鳴周波数は、このように、使用されるＭＲ周波数に対応せず、且つ、組織の存在によっては変化しない範囲へシフトされる。短縮率は、アンテナの共鳴周波数が原理的には短縮率に対して反比例するように、共鳴周波数に対する影響を有する。電気導線に小さい直径を用いることは、電磁エネルギーが導線の近傍に望ましく蓄積され、従ってより少ないエネルギーが近傍へ分散されえ、それによりカテーテルの近傍の加熱もまた回避されることを保証する。

信号をいわゆる差動モードで伝送するよう２つの導体が設けられる。更に、ＲＦ範囲でＭＲ信号と干渉しない直接電圧もまた伝導されうる。

ケーブルシース５用の適切な誘電体材料は、例えば、約２．２乃至２．３からの比誘電率を有するポリテトラフルオロエチレンである。望ましくは、例えばＦＰ３０１０４０又はＦＰ３０１０２０（ＧｏｏｄＦｅｌｌｏｗ社より市販）等の空気混入された海綿状の合成材料が用いられ、なぜならばかかる材料は１に近い比誘電率を有するからである。

図２は、本発明によるカテーテルが使用されうる本発明によるＭＲ装置の図式的な表現を示す図である。血管内インターベンションを行うため、患者１０は患者台１１上に載せられる。環状動脈に対する処置を行うために、本発明によるカテーテル１は、患者１０の大動脈に導入され、医師によって冠状動脈まで進められる。患者１０に導入されたカテーテルの端では、カテーテルは画像取得装置１２及び位置決定装置１３を具備する。画像取得装置１２は、例えば、外部励起コイル１４により励起後にその近傍からＭＲ信号を受信することが可能なマイクロコイルでありえ、当該ＭＲ信号はマイクロコイル４の近傍の画像情報を与える。例として、位置決定装置１３は、患者１０の下側に配置されたコイルシステム１５と協働する磁場センサとして構築されうる。コイルアレイ１５の個々のコイルによって発せられる信号を用いて、磁場センサの位置、従ってカテーテル１の端部領域の位置は、磁場センサによって受信する信号に基づいて決定されうる。上述のマイクロコイル１２による位置取得及び磁場センサ１３による位置決定は、それ自体として知られており、従って、本願では詳細に説明しない。

ＭＲ装置はまた、患者１０の長手方向に安定した均一な磁場を発生する複数の主磁場磁石を有する主磁場磁石系１６を含む。傾斜磁場を発生するために、複数の傾斜コイル１７、１８、１９を有する傾斜コイル系が設けられる。更に、ＲＦ励起パルスを発生し、励起された検査ゾーンからＭＲ信号をピックアップするようＲＦコイル系１４が設けられる。

マイクロコイル１２により受信される信号の処理のため、又は、マイクロコイル１２及び励起コイル１４の制御のため、測定された信号を、データ処理装置２１へ印加される測定された信号へ変換する画像処理・制御信号２０が設けられる。位置処理・制御ユニット２２は、磁場センサ１３によってピックアップされる信号の処理、及び、傾斜磁場センサ及びコイルアレイ１５を制御するために設けられ、ユニット２２は、測定された信号をエータ処理装置２１に印加される位置データへ変換する。コイル及びユニットの制御は、制御ユニット２３によって行われる。信号の評価及び再生、並びに、かかるＭＲ装置の動作は、それ自体として知られており、従って、ここでは詳述しない。

簡単且つ経済的に製造されうる本発明のカテーテルは、カテーテルの周りの患者１０の組織の部分の加熱を効果的に防止する。カテーテルは、ＭＲ撮像における様々な用途に使用されうる。

本発明によるカテーテルの断面図である。この種類のカテーテルが設けられた本発明によるＭＲ装置を簡単に示す図である。

Claims

特にＭＲ撮像用のカテーテルであって、
カテーテルスリーブと、
医用器具を受容する、前記カテーテルスリーブ内の中空の案内導管又はルーメンと、
誘電体材料のケーブルシースに囲まれ、前記カテーテルスリーブ内でのＲＦ信号の伝送に用いられる２つの電気導線とを含み、
前記誘電体材料は、４よりも小さい比誘電率を有し、前記電気導線の直径は５乃至５０μｍであり、特に１０乃至３０μｍであり、前記電気導体間の距離は３００μｍよりも小さく、特に２００μｍよりも小さい、カテーテル。
前記誘電体材料は、２．３よりも小さい、望ましくは１．５よりも小さい比誘電率を有することを特徴とする、請求項１記載のカテーテル。
前記誘電体材料は、特にＧｏｏｄＦｅｌｌｏｗ社から市販のＦＰ３０１０４０又はＦＰ３０１０２０である空気混入された合成材料であることを特徴とする、請求項１記載のカテーテル。
前記２つの電気導線はまた、前記カテーテル上又は前記カテーテル内に配置された医用器具の電圧供給部に直接電圧を伝導するようにされることを特徴とする、請求項１記載のカテーテル。
インターベンション中のカテーテルの位置決定の手段、特に、前記カテーテル上又は前記カテーテル内に配置される特に少なくとも１つのアクティブコイルを含むことを特徴とする、請求項１記載のカテーテル。
特に血管内インターベンショナルＭＲ撮像法用の、検査されるべき対象のＭＲ画像を形成するＭＲ装置であって、
均質な安定した主磁場を発生する主磁場磁石系と、
傾斜磁場を発生する傾斜磁場コイル系と、
検査ゾーンを励起するＲＦコイル系と、
前記検査ゾーンからＭＲ信号を受信する受信コイル系と、
検査されるべき対象の中へ医用器具を導入する請求項１記載のカテーテルであって、特にカテーテルの位置決定、検査ゾーンの局所的な励起、及び／又は、ＭＲ信号の局所的な受信用に前記カテーテルの上に又は前記カテーテルの中に配置されたアクティブコイルを特に有する、カテーテルと、
前記ＭＲ装置を制御する制御ユニットとを有する、ＭＲ装置。