JP3231501B2

JP3231501B2 - Endoscope probe for MRI

Info

Publication number: JP3231501B2
Application number: JP20491893A
Authority: JP
Inventors: 久晃越智; 悦治山本; 景義片倉; 英明小泉
Original assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Medical Corp
Current assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Priority date: 1993-08-19
Filing date: 1993-08-19
Publication date: 2001-11-26
Anticipated expiration: 2016-11-26
Also published as: JPH0751247A

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、被検体中の水素や燐等
からの核磁気共鳴信号を測定し、核の密度分布や緩和時
間分布等を映像化する核磁気共鳴撮影（ＭＲＩ）装置に
用いるＭＲＩ用プローブのうち、生体内に挿入若しくは
侵入可能なＭＲＩ用内視鏡プローブに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a nuclear magnetic resonance (MRI) apparatus for measuring a nuclear magnetic resonance signal from hydrogen, phosphorus, or the like in a subject, and imaging a nuclear density distribution, a relaxation time distribution, and the like. The present invention relates to an MRI endoscope probe which can be inserted or penetrated into a living body, among MRI probes used for the above.

【０００２】[0002]

【従来の技術】血管壁の組織構造や局所的血圧などの血
管の状態に関連した情報を得ることは、動脈硬化や心機
能の診断のために重要である。このうち血管壁の組織構
造は、ＭＲＩ装置で血管壁を撮影することによって、直
接知ることができる。このため、体内挿入用小型内視鏡
プローブが一般に用いられる。2. Description of the Related Art Obtaining information related to the state of a blood vessel such as the tissue structure of a blood vessel wall and local blood pressure is important for diagnosis of arteriosclerosis and cardiac function. Of these, the tissue structure of the blood vessel wall can be directly known by imaging the blood vessel wall with an MRI apparatus. For this reason, a small endoscope probe for insertion into the body is generally used.

【０００３】ＭＲＩ内視鏡プローブの従来例は、小型の
ループアンテナを用いたもの（特開平2−277440 号公
報）や、ダイポールアンテナを用いたもの（特願平4−2
29722号明細書）がある。その従来例を図１，図２を用
いて説明する。Conventional examples of the MRI endoscope probe include one using a small loop antenna (Japanese Patent Laid-Open No. 2-277440) and one using a dipole antenna (Japanese Patent Application No. 4-2).
29722). The conventional example will be described with reference to FIGS.

【０００４】ＭＲＩでは、静磁場方向１２と直交した面
内の高周波磁場を受信する。ループアンテナ１１はルー
プの面と垂直方向の高周波磁場を作るので、ループの面
の法線が静磁場方向と直交するように配置したループア
ンテナ１１を内視鏡プローブとして用いる場合、図１の
ようにプローブはループの面の上下の血管壁部分１３で
感度を有する。また、ダイポールアンテナの場合にはそ
の円周方向に高周波磁場を作るので、静磁場方向と平行
に挿入したダイポールアンテナ２１を内視鏡プローブと
して用いる場合、図２のようにプローブはダイポールア
ンテナ２１の周りの近接する血管壁部分１３で感度を有
する。[0004] In MRI, a high-frequency magnetic field in a plane orthogonal to the static magnetic field direction 12 is received. Since the loop antenna 11 generates a high-frequency magnetic field perpendicular to the plane of the loop, when the loop antenna 11 arranged so that the normal to the plane of the loop is orthogonal to the direction of the static magnetic field is used as an endoscope probe, as shown in FIG. The probe is sensitive at the vessel wall portions 13 above and below the plane of the loop. In the case of a dipole antenna, since a high-frequency magnetic field is generated in the circumferential direction, when the dipole antenna 21 inserted in parallel to the static magnetic field direction is used as an endoscope probe, the probe is the dipole antenna 21 as shown in FIG. The surrounding blood vessel wall portion 13 has sensitivity.

【０００５】ループアンテナはループを構成するため小
型化が難しく、径の小さい血管内に挿入することが困難
である。また、ダイポールアンテナは一本の線状アンテ
ナであるため、径の小さい血管内に挿入することが容易
である。しかし、いずれの場合についても、血管内部に
プローブを挿入するため患者の苦痛を伴うことは避けら
れない。Since the loop antenna forms a loop, it is difficult to reduce the size of the loop antenna, and it is difficult to insert the loop antenna into a blood vessel having a small diameter. Further, since the dipole antenna is a single linear antenna, it can be easily inserted into a blood vessel having a small diameter. However, in any case, the insertion of the probe into the blood vessel inevitably causes patient pain.

【０００６】一方、局所的な血圧の計測法は、従来、カ
テーテルを腕または足の動脈に挿入し、その先端を測定
部位まで押し込み、カテーテルの別の側の先端に取り付
けた電気式圧力計で先端の血圧波形を測定する方法が知
られている（桜井靖久編：“医用工学ＭＥの基礎と応
用”，共立出版，応用編１章）。しかし、血管内部にカ
テーテルという異物を挿入するため、患者の苦痛を伴う
ことは避けられない。[0006] On the other hand, a local blood pressure measuring method is conventionally performed by inserting a catheter into an artery of an arm or a leg, pushing the tip of the catheter into a measurement site, and using an electric manometer attached to the other end of the catheter. A method of measuring the blood pressure waveform at the tip is known (Yasuhisa Sakurai, “Basics and Application of Medical Engineering ME”, Kyoritsu Shuppan, Application Chapter 1). However, since a foreign object called a catheter is inserted into a blood vessel, it is inevitable that the patient suffers.

【０００７】[0007]

【発明が解決しようとする課題】動脈硬化や心機能の診
断のため、血管壁の組織構造と局所的血圧の両方を知り
たい場合、まず、カテーテルを血管に挿入して血圧波形
を測定し、次にＭＲＩ内視鏡プローブを血管に挿入して
ＭＲＩ装置で血管壁を撮影するというように、血管内部
に異物を２度挿入する方法がとられてきた。これは、患
者に苦痛を二度与えることになる。本発明はこの問題を
解消し、一度に血圧波形と血管壁の組織構造の両方を知
る手段を提供する。When it is desired to know both the tissue structure of the blood vessel wall and the local blood pressure for diagnosis of arteriosclerosis and cardiac function, first, a catheter is inserted into a blood vessel to measure a blood pressure waveform. Next, a method has been adopted in which a foreign substance is inserted twice into a blood vessel, such as inserting an MRI endoscope probe into a blood vessel and photographing the blood vessel wall with an MRI apparatus. This will cause pain to the patient twice. The present invention solves this problem and provides a means to know both the blood pressure waveform and the tissue structure of the blood vessel wall at one time.

【０００８】[0008]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する基本
的な特徴は、ＭＲＩ用内視鏡と圧測定用センサを一体型
化することにある。A basic feature to achieve the above object is to integrate an MRI endoscope and a pressure measurement sensor.

【０００９】[0009]

【作用】ＭＲＩ用内視鏡と圧測定用センサを一体型化
し、それを測定部位に挿入し、血管壁の撮影と血圧の測
定を並行して行うことができる。The endoscope for MRI and the sensor for pressure measurement can be integrated, inserted into the measurement site, and the imaging of the blood vessel wall and the measurement of blood pressure can be performed in parallel.

【００１０】[0010]

【実施例】以下、本発明の最初の実施例を図３に示した
ループアンテナを用いたＭＲＩ内視鏡で説明する。図３
のように、ループアンテナ３１の給電用ケーブル３２を
カテーテル３０に沿うように配置することにより、ＭＲ
Ｉ用内視鏡と血圧測定用カテーテルを一体化する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment of the present invention will be described below with reference to an MRI endoscope using a loop antenna shown in FIG. FIG.
By arranging the feeding cable 32 of the loop antenna 31 along the catheter 30 as shown in FIG.
The I endoscope and the blood pressure measurement catheter are integrated.

【００１１】ＭＲＩ装置で血管壁を撮影するとき、ルー
プアンテナ３１と給電用ケーブル３２上に電流が流れる
ため、それらを絶縁皮膜３３で覆うことにより患者の感
電を防ぐ。従来技術と同様に、給電部のコンデンサ３４
を可変にすることにより、周波数帯域を撮影する原子核
に固有の共鳴周波数に合わせることができる。給電用ケ
ーブル３２を、メッシュ状金属や導電性プラスチック、
ベローなどの変形の容易な導体を用いて形成すれば、折
り曲げることが可能となり、血管への挿入が容易にな
る。[0011] When an image of a blood vessel wall is taken by the MRI apparatus, an electric current flows on the loop antenna 31 and the feeding cable 32. As in the prior art, the power supply capacitor 34
Is variable, the frequency band can be adjusted to the resonance frequency specific to the nucleus to be imaged. The power supply cable 32 is made of a mesh-like metal or conductive plastic,
If it is formed using an easily deformable conductor such as a bellows, it can be bent and insertion into a blood vessel becomes easy.

【００１２】図４は装置の全体構成を示す。全身撮影用
プローブ４２を用いて撮影し、その撮影画像をモニタ４
３で観察しながら、このような血圧測定用カテーテルを
一体化したＭＲＩ用内視鏡４１を測定したい部位に挿入
する。ループアンテナ，給電用ケーブル，及びカテーテ
ルを、撮影対象としている水素原子を含まない材質で作
成した場合、それらは磁気共鳴現象を起こさず、全身撮
影用プローブ４２を用いて撮影した撮影画像において、
その位置が黒く表示されるので、その位置を認識するこ
とができる。または、逆に、ループアンテナ，給電用ケ
ーブル、及びカテーテルに水素原子を含むマーカを付け
ることにより、全身撮影用プローブ４２を用いて撮影し
た撮影画像において、その位置を認識することができ
る。あるいは、超音波断層撮影装置を用いても同様にそ
の位置を認識することができる。FIG. 4 shows the overall configuration of the apparatus. An image is taken using the whole body imaging probe 42 and the taken image is displayed on the monitor 4.
While observing in step 3, the MRI endoscope 41 integrated with such a blood pressure measurement catheter is inserted into a site to be measured. When the loop antenna, the feeding cable, and the catheter are made of a material that does not contain hydrogen atoms to be imaged, they do not cause a magnetic resonance phenomenon, and in a photographed image photographed using the whole body photographing probe 42,
Since the position is displayed in black, the position can be recognized. Alternatively, conversely, by attaching a marker containing a hydrogen atom to the loop antenna, the feeding cable, and the catheter, the position can be recognized in an image captured using the whole-body imaging probe 42. Alternatively, the position can be similarly recognized by using an ultrasonic tomography apparatus.

【００１３】測定したい部位に挿入した後、内視鏡プロ
ーブ４１を用いて、ＭＲＩ分野で公知の技術により血管
壁の微細構造や心臓の弁などを撮像する。この際、人体
内における、内視鏡プローブの位置を確認しながら、内
視鏡プローブによって撮影した血管壁の微細構造などの
撮影画像を観察する必要が生じる。After insertion into the site to be measured, the endoscope probe 41 is used to image the microstructure of the blood vessel wall, the heart valve, and the like by a technique known in the MRI field. At this time, it is necessary to observe a photographed image such as a fine structure of a blood vessel wall photographed by the endoscope probe while confirming a position of the endoscope probe in a human body.

【００１４】この場合には図５に示すように、内視鏡プ
ローブの位置確認用の撮影画像５１と、内視鏡プローブ
によって撮影した血管壁の微細構造などの撮影画像５２
を二つの画面に別々に映すことにより、内視鏡プローブ
の位置確認と内視鏡プローブによって撮影した撮影画像
による診断を同時に行うことができる。In this case, as shown in FIG. 5, a photographed image 51 for confirming the position of the endoscope probe and a photographed image 52 such as a fine structure of a blood vessel wall photographed by the endoscope probe.
Are separately displayed on the two screens, it is possible to simultaneously perform the position confirmation of the endoscope probe and the diagnosis based on the image captured by the endoscope probe.

【００１５】あるいは、図６のように一つの画面に、内
視鏡プローブの位置確認用の撮影画像５１と、内視鏡プ
ローブによって撮影した血管壁の微細構造などの撮影画
像５２を別々に映すことにより、内視鏡プローブの位置
確認と内視鏡プローブによって撮影した撮影画像による
診断を同時に行うことができる。あるいは、一つの画面
で、内視鏡プローブの位置確認用の撮影画像５１と、内
視鏡プローブによって撮影した血管壁の微細構造などの
撮影画像５２をスイッチにより切り替えて映すことによ
り、内視鏡プローブの位置確認と内視鏡プローブによっ
て撮影した撮影画像による診断を同時に行うことができ
る。また、場合によっては同一画面に重ねて表示するこ
とも可能である。ＭＲＩ画像撮影と同時に、カテーテル
の血管挿入端とは逆の端子に取り付けた電気式圧力計で
血圧波形を測定する。これにより、血管内部に異物を挿
入することに伴う患者の苦痛を半減することができる。Alternatively, as shown in FIG. 6, a photographed image 51 for confirming the position of the endoscope probe and a photographed image 52 such as a fine structure of a blood vessel wall photographed by the endoscope probe are separately displayed on one screen. This makes it possible to simultaneously confirm the position of the endoscope probe and make a diagnosis based on the image captured by the endoscope probe. Alternatively, a single screen is used to switch between a photographed image 51 for confirming the position of the endoscope probe and a photographed image 52 such as a microstructure of a blood vessel wall photographed by the endoscope probe by using a switch. It is possible to simultaneously check the position of the probe and make a diagnosis based on the image captured by the endoscope probe. Further, in some cases, it is possible to superimpose and display the same screen. Simultaneously with the MRI imaging, the blood pressure waveform is measured with an electric manometer attached to the terminal of the catheter opposite to the blood vessel insertion end. Thereby, the pain of the patient caused by inserting a foreign object into the blood vessel can be reduced by half.

【００１６】図７は、本発明の第二の実施例であり、血
圧測定用カテーテルを一体化したダイポールアンテナを
用いたＭＲＩ用内視鏡である。ダイポールアンテナとは
モノポール７１と７２を並べ、その間に給電する方式の
アンテナである。血管に挿入されるモノポール７１とし
て空心の導体を用いて、その先端を測定部位まで押し込
むとモノポール７１内の圧力は先端の圧力と等しくな
る。つまり、モノポールをメッシュ状金属や導電性プラ
スチック，ベローなどの変形の容易な導体を用いて形成
し、折り曲げ可能とすることにより、カテーテルとして
も利用することができる。この場合、モノポール上に電
流が流れるため、それらを絶縁皮膜７６で覆うことによ
り患者の感電を防ぐ必要がある。絶縁皮膜７６を延長
し、電気式圧力計７３の入力端につなぐことにより血圧
を測定する。このようなＭＲＩ用内視鏡を測定部位に挿
入し、ＭＲＩ分野で公知の技術を用いて血管壁の微細構
造や心臓の弁などを撮像すると同時に、増幅器７４を経
た電気式圧力計７３の出力を、波形記録装置７５に記録
することにより血圧波形を測定する。これにより、血管
内部に異物を挿入することに伴う患者の苦痛を半減する
ことができる。FIG. 7 shows a second embodiment of the present invention, which is an MRI endoscope using a dipole antenna integrated with a blood pressure measurement catheter. The dipole antenna is an antenna of a type in which monopoles 71 and 72 are arranged and power is supplied therebetween. When an air-core conductor is used as the monopole 71 to be inserted into a blood vessel and its tip is pushed into the measurement site, the pressure inside the monopole 71 becomes equal to the pressure at the tip. That is, the monopole is formed using a conductor that is easily deformed, such as a mesh-like metal, conductive plastic, or bellows, and can be bent so that it can be used as a catheter. In this case, since current flows on the monopole, it is necessary to cover them with the insulating film 76 to prevent electric shock of the patient. The blood pressure is measured by extending the insulating film 76 and connecting it to the input terminal of the electric manometer 73. By inserting such an MRI endoscope into a measurement site and imaging the microstructure of a blood vessel wall, a valve of a heart, and the like by using a technique known in the MRI field, the output of an electric manometer 73 via an amplifier 74 is simultaneously obtained. Is recorded in the waveform recording device 75 to measure the blood pressure waveform. Thereby, the pain of the patient caused by inserting a foreign object into the blood vessel can be reduced by half.

【００１７】図８は、本発明の第三の実施例であり、血
圧を測定するために光ファイバを内蔵したダイポールア
ンテナを用いたＭＲＩ用内視鏡である。血管に挿入され
るモノポール７１として空心の導体を用いて、その内側
に光ファイバ８１を内蔵する。光ファイバの先端には圧
力によって歪の変化する膜８２を付ける。その先端を測
定部位まで押し込むと、膜は測定部位の圧力により歪が
変わる。挿入端とは逆の端子で、反射光を観測し、膜の
歪具合を計算し、さらに、その歪具合から血圧を計算す
る。このようなＭＲＩ用内視鏡を測定部位に挿入し、Ｍ
ＲＩ分野で公知の技術を用いて血管壁の微細構造や心臓
の弁などを撮像すると同時に、計算した血圧を、波形記
録装置に記録することにより血圧波形を測定する。これ
により、血管内部に異物を挿入することに伴う患者の苦
痛を半減することができる。また、光ファイバに限ら
ず、任意の圧測定用センサをＭＲＩ用内視鏡の先端に取
り付けることにより血圧を測定することができる。FIG. 8 shows a third embodiment of the present invention, which is an MRI endoscope using a dipole antenna having a built-in optical fiber for measuring blood pressure. An air-core conductor is used as the monopole 71 to be inserted into a blood vessel, and an optical fiber 81 is built inside the conductor. At the tip of the optical fiber, a film 82 whose strain changes by pressure is attached. When the tip is pushed into the measurement site, the film changes its strain due to the pressure at the measurement site. At the terminal opposite to the insertion end, reflected light is observed, the degree of membrane distortion is calculated, and the blood pressure is calculated from the degree of distortion. By inserting such an MRI endoscope into a measurement site,
The microstructure of the blood vessel wall, the valve of the heart, and the like are imaged using a technique known in the RI field, and at the same time, the calculated blood pressure is recorded in a waveform recording device to measure the blood pressure waveform. Thereby, the pain of the patient caused by inserting a foreign object into the blood vessel can be reduced by half. Further, the blood pressure can be measured by attaching an arbitrary pressure measurement sensor to the distal end of the MRI endoscope, not limited to the optical fiber.

【００１８】以上、本発明を特定の実施例及び例につい
て説明したが、本発明はここに示した例に限らず、すべ
てのＭＲＩ用内視鏡にも適用可能であり、同様に血管壁
の撮影と血圧の測定を並行して行うことができる。Although the present invention has been described with reference to specific embodiments and examples, the present invention is not limited to the examples shown here, but can be applied to all MRI endoscopes. Imaging and measurement of blood pressure can be performed in parallel.

【００１９】[0019]

【発明の効果】本発明によれば、圧測定用センサをＭＲ
Ｉ用内視鏡と一体化し、血管壁の撮影と血圧の測定を並
行して行うことができ、従来２回必要であった血管内部
への異物挿入に伴う患者の苦痛を１回ですませることが
可能となる。According to the present invention, the pressure measuring sensor is provided with the MR sensor.
It can be integrated with the I endoscope, so that imaging of the blood vessel wall and measurement of blood pressure can be performed in parallel, and the patient's pain associated with the insertion of a foreign object into the blood vessel, which was required twice in the past, is reduced to once. Becomes possible.

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

【図１】ループアンテナを利用したＭＲＩ用内視鏡プロ
ーブの説明図。FIG. 1 is an explanatory diagram of an MRI endoscope probe using a loop antenna.

【図２】ダイポールアンテナを利用したＭＲＩ用内視鏡
プローブの説明図。FIG. 2 is an explanatory view of an endoscope probe for MRI using a dipole antenna.

【図３】本発明の一実施例の原理説明図。FIG. 3 is a diagram illustrating the principle of an embodiment of the present invention.

【図４】図３の補足をする第一ブロック図。FIG. 4 is a first block diagram supplementing FIG. 3;

【図５】図３の補足をする第二ブロック図。FIG. 5 is a second block diagram supplementing FIG. 3;

【図６】図３の補足をする第三ブロック図。FIG. 6 is a third block diagram supplementing FIG. 3;

【図７】本発明の第二の実施例を示す説明図。FIG. 7 is an explanatory view showing a second embodiment of the present invention.

【図８】本発明の第三の実施例を示す説明図。FIG. 8 is an explanatory view showing a third embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

７１…空心モノポール、７２…モノポール、７３…電気
血圧計。71: air-core monopole, 72: monopole, 73: electric sphygmomanometer.

フロントページの続き (72)発明者片倉景義東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者小泉英明東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地株式会社日立製作所中央研究所内 (56)参考文献特開昭63−43650（ＪＰ，Ａ) 特開平３−212262（ＪＰ，Ａ) 特開平５−103763（ＪＰ，Ａ) 特表平５−508328（ＪＰ，Ａ) 特表平３−502060（ＪＰ，Ａ) 国際公開91／12765（ＷＯ，Ａ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) A61B 5/055 A61B 5/0215 Continuing from the front page (72) Inventor Keiyoshi Katakura 1-280 Higashi Koikekubo, Kokubunji-shi, Tokyo Inside the Central Research Laboratory, Hitachi, Ltd. (56) References JP-A-63-43650 (JP, A) JP-A-3-212262 (JP, A) JP-A-5-103763 (JP, A) JP-A-5-508328 (JP, A) Table Hei 3-502060 (JP, A) WO 91/12765 (WO, A1) (58) Fields investigated (Int. Cl. ⁷ , DB name) A61B 5/055 A61B 5/0215

Claims

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims]

【請求項１】ＭＲＩ用内視鏡プローブとしてダイポール
アンテナを用い，前記ダイポールアンテナを構成する二
本のモノポールのうち血管に挿入される前記モノポール
として空心の導体を用い，前記空心の導体の先端を測定
部位まで挿入した時に前記モノポールの内部の圧力が前
記空心の導体の先端の圧力と同じとなることを利用して
血圧を測定し，前記空心の導体を血圧測定用カテーテル
とすることを特徴とするＭＲＩ用内視鏡プローブ。 1. A dipole as an endoscope probe for MRI
An antenna is used to construct the dipole antenna.
The monopole of the monopole inserted into the blood vessel
Measure the tip of the air-core conductor
When the pressure inside the monopole is
Utilizing the fact that the pressure at the tip of the conductor of the air core is the same
A blood pressure measurement catheter for measuring blood pressure
An endoscope probe for MRI, characterized in that:

【請求項２】ＭＲＩ用内視鏡プローブとしてダイポール
アンテナを用い，前記ダイポールアンテナを構成する二
本のモノポールのうち血管に挿入される前記モノポール
として空心の導体を用い，前記空心の導体の内部に光フ
ァイバーを配置し，前記光ファイバーの先端に圧力によ
り歪みが変化する膜を配置し，前記膜の歪みを測定して
血圧を測定することを特徴とするＭＲＩ用内視鏡プロー
ブ。 2. A dipole as an endoscope probe for MRI.
An antenna is used to construct the dipole antenna.
The monopole of the monopole inserted into the blood vessel
An air-core conductor is used as the
A fiber is placed, and pressure is applied to the tip of the optical fiber.
A film whose strain changes, and measure the strain of the film.
MRI endoscope probe characterized by measuring blood pressure
Bu.