JPH1052411A - Mri system for medical treatment - Google Patents
Mri system for medical treatmentInfo
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- JPH1052411A JPH1052411A JP8211034A JP21103496A JPH1052411A JP H1052411 A JPH1052411 A JP H1052411A JP 8211034 A JP8211034 A JP 8211034A JP 21103496 A JP21103496 A JP 21103496A JP H1052411 A JPH1052411 A JP H1052411A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は磁気共鳴イメージン
グ（ＭＲＩ）装置と、治療用装置とを含む治療用ＭＲＩ
システムに関する。The present invention relates to a therapeutic MRI including a magnetic resonance imaging (MRI) device and a therapeutic device.
About the system.
【０００２】[0002]
【従来の技術】外科手術、特に脳外科の手術において
は、手術の方法やアプローチの計画のために手術前の精
密な診断が非常に重要である。このため最近では、Ｘ線
ＣＴやＭＲＩ装置等が診断装置として多く使われる様に
なり、この方面における技術の進歩は目ざましい。最近
では、手術中でも診断ができるオープンＭＲＩなどが登
場している。2. Description of the Related Art In surgery, especially in brain surgery, precise diagnosis before surgery is very important for planning a surgical method and approach. For this reason, recently, X-ray CT, MRI apparatus and the like have come to be widely used as diagnostic apparatuses, and the technical progress in this area has been remarkable. Recently, an open MRI that can be diagnosed even during surgery has appeared.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】ところで、外科手術に
おいては電気メス装置がしばしば用いられているが、３
００Ｋ〜５００ＫＨｚの高周波信号を発生するために、
前述のＭＲＩで得られた画像にノイズを与えてしまう欠
点がある。By the way, an electrosurgical device is often used in a surgical operation.
In order to generate a high frequency signal of 00K to 500KHz,
There is a disadvantage that noise is given to the image obtained by the above-mentioned MRI.
【０００４】又、手術によく用いられるものとして超音
波メス装置がある。この装置で用いられるのは２０Ｋ〜
３０ＫＨｚの周波数であり、現時点ではＭＲＩで得られ
た画像に与える影響を無視できるが、超音波メスの技術
の進歩により、用いる周波数が４０Ｋ〜１００ＫＨｚの
ものが出現する可能性があり、この場合はＭＲＩで得ら
れた画像に与えるノイズの影響を無視できなくなる。[0004] An ultrasonic scalpel device is often used for surgery. 20K ~
It is a frequency of 30 KHz, and the effect on the image obtained by MRI can be neglected at present, but with the advancement of ultrasonic scalpel technology, a frequency of 40 K to 100 KHz may appear, and in this case, The effect of noise on images obtained by MRI cannot be ignored.
【０００５】本発明の治療用ＭＲＩシステムはこのよう
な課題に着目してなされたものであり、その目的とする
ところは、治療装置によるノイズの影響を受けずにＭＲ
Ｉ装置による診断を行なうことができる治療用ＭＲＩシ
ステムを提供することにある。[0005] The therapeutic MRI system of the present invention has been made in view of such a problem, and its object is to provide an MR MRI system that is not affected by noise from the therapeutic apparatus.
It is an object of the present invention to provide a therapeutic MRI system capable of performing a diagnosis using an I apparatus.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、磁気共鳴イメージング装置と、治療用
装置とを含む治療用ＭＲＩシステムにおいて、前記磁気
共鳴イメージング装置による磁気共鳴イメージングに用
いられる第１の出力信号を出力する第１の信号出力手段
と、前記治療用装置による治療のために用いられる第２
の出力信号を出力する第２の信号出力手段と、前記第１
の信号出力手段によって第１の出力信号が出力されてい
る出力アクティブ区間を検出する検出手段と、この検出
手段によって検出された前記出力アクティブ区間以外の
区間において、前記第２の信号出力手段によって第２の
出力信号を出力するように制御する出力制御手段とを具
備する。In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides a therapeutic MRI system including a magnetic resonance imaging apparatus and a therapeutic apparatus. First signal output means for outputting a first output signal to be used; and second signal output means used for treatment by the treatment device.
A second signal output means for outputting an output signal of the first
Detection means for detecting an output active section in which the first output signal is output by the signal output means, and in a section other than the output active section detected by the detection means, the second signal output means Output control means for controlling so as to output the second output signal.
【０００７】すなわち、本発明は、磁気共鳴イメージン
グ装置と、治療用装置とを含む治療用ＭＲＩシステムに
おいて、前記磁気共鳴イメージング装置による磁気共鳴
イメージングを行なうために第１の信号出力手段によっ
て第１の出力信号を出力するとともに、前記治療用装置
による治療を行なうために第２の信号出力手段によって
第２の出力信号を出力する。そして、前記第１の信号出
力手段によって第１の出力信号が出力されている出力ア
クティブ区間を検出し、検出された出力アクティブ区間
以外の区間において、前記第２の信号出力手段によって
第２の出力信号を出力するように制御する。That is, according to the present invention, in a therapeutic MRI system including a magnetic resonance imaging apparatus and a therapeutic apparatus, first signal output means is used by a first signal output means to perform magnetic resonance imaging by the magnetic resonance imaging apparatus. An output signal is output, and a second output signal is output by the second signal output means for performing treatment by the treatment device. An output active section in which a first output signal is output by the first signal output means is detected, and in a section other than the detected output active section, a second output signal is output by the second signal output means. Control to output a signal.
【０００８】[0008]
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態を詳細に説明する。まず、図１乃至図３を参照し
て本発明の第１実施形態を説明する。図１は第１実施形
態に係る治療用ＭＲＩシステムの構成を示す図であり、
ＭＲ装置１と、このＭＲ装置１に接続された制御装置２
と、この制御装置２にＩＦ（インタフェース）ケーブル
５ａを介して接続された操作卓３と、前記制御装置２に
ＩＦケーブル５ｂを介して接続された電気メス装置４と
を具備する。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. First, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a therapeutic MRI system according to the first embodiment,
MR device 1 and control device 2 connected to MR device 1
A console 3 connected to the control device 2 via an IF (interface) cable 5a; and an electrosurgical device 4 connected to the control device 2 via an IF cable 5b.
【０００９】図２は図１に示す治療用ＭＲＩシステムの
ブロック図である。図２に示すように、制御装置２は第
１の信号出力手段としてのＲＦ波送信器６と、ＲＦ波受
信器７と、磁場制御ユニット８を具備している。電気メ
ス装置４は、治療用電気メス信号を発生する第２の信号
出力手段及び、検出手段、出力制御手段としての発振制
御部１２と、電気メス信号を増幅するアンプ１３とを具
備し、アンプ１３には電気メスが接続されている。電気
メスは、例えばバイポーラ電極９の様なバイポーラ式の
電気メスでも良いし、あるいはメス１０と対極板１１を
用いるモノポーラ式の電気メスであってもよい。さら
に、発振制御部１２には電気メスの出力をＯＮ／ＯＦＦ
するフットスイッチ（Ｆ．ＳＷ）１４が接続されてい
る。FIG. 2 is a block diagram of the therapeutic MRI system shown in FIG. As shown in FIG. 2, the control device 2 includes an RF wave transmitter 6, an RF wave receiver 7, and a magnetic field control unit 8 as first signal output means. The electrosurgical device 4 includes a second signal output unit for generating a therapeutic electrosurgical signal, an oscillation control unit 12 as a detection unit and an output control unit, and an amplifier 13 for amplifying the electrosurgical signal. An electric knife is connected to 13. The electric knife may be a bipolar electric knife such as a bipolar electrode 9 or a monopolar electric knife using a knife 10 and a counter electrode plate 11. Further, the output of the electric knife is turned on / off to the oscillation control unit 12.
A foot switch (F.SW) 14 is connected.
【００１０】以下に上記した構成の作用を説明する。操
作卓３の操作によって、制御装置２の内部にあるＲＦ波
送信器６からＭＲ画像を構成するためのＲＦ波がＭＲ装
置１の方に送られて図示せぬ患者に照射される。ＭＲ装
置１からの信号をＲＦ波受信器７によって受信してＭＲ
画像を構成する。なお磁場制御ユニット８からは傾斜磁
場を発生させるための信号がＭＲ装置１に送られる。The operation of the above configuration will be described below. By operating the console 3, an RF wave for constructing an MR image is transmitted from the RF wave transmitter 6 inside the control device 2 to the MR device 1 and irradiated to a patient (not shown). The signal from the MR device 1 is received by the RF wave
Make up the image. A signal for generating a gradient magnetic field is sent from the magnetic field control unit 8 to the MR device 1.
【００１１】一方、電気メス装置４の発振制御部１２
は、フットスイッチ１４の操作に応じて３００Ｋ〜５０
０ＫＨｚの電気メス用高周波信号を発生する。この高周
波信号はアンプ１３に送られて各処置具に送られ電気メ
スとして作用する。このとき、ＭＲ装置１のＲＦ波送信
タイミングを示す同期信号をＩＦケーブル５ｂを介して
制御装置２のＲＦ波送信器６から電気メス装置４の発振
制御部１２に送信するようにする。On the other hand, the oscillation controller 12 of the electrosurgical device 4
Are 300K to 50 depending on the operation of the foot switch 14.
Generates a high-frequency signal for electric scalpel of 0 KHz. This high-frequency signal is sent to the amplifier 13 and sent to each treatment tool to act as an electric scalpel. At this time, a synchronization signal indicating the RF wave transmission timing of the MR device 1 is transmitted from the RF wave transmitter 6 of the control device 2 to the oscillation control unit 12 of the electric scalpel device 4 via the IF cable 5b.
【００１２】図３はこのときの様子を示すタイミングチ
ャートである。図３に示すように、同期信号はＭＲＩ
ＳＹＮＣ信号として示されているが、逆受信を行ってい
る出力アクティブ区間と休止している区間とが繰り返さ
れている。図３からわかるように、電気メス装置４に接
続されたフットスイッチ１４がＯＦＦの間は電気メス装
置４の出力（ＣＵＴ波形）は出力されない。また、フッ
トスイッチ１４がＯＮになっている場合にもしＣＵＴ波
形が選択されている時は、ＭＲＩ ＳＹＮＣ信号の休止
区間（Ａ−Ａ′及びＢ−Ｂ′の区間）においてだけ出力
（ＣＵＴ波形）が出される。送受信の区間はフットスイ
ッチ１４がＯＮであっても、電気メス装置４の出力は出
力されない。FIG. 3 is a timing chart showing the situation at this time. As shown in FIG. 3, the synchronization signal is MRI
Although shown as a SYNC signal, an output active section in which reverse reception is performed and a pause section are repeated. As can be seen from FIG. 3, while the foot switch 14 connected to the electric scalpel device 4 is OFF, the output (CUT waveform) of the electro scalpel device 4 is not output. Also, if the CUT waveform is selected when the foot switch 14 is ON, the output (CUT waveform) is output only during the pause period (A-A 'and BB' periods) of the MRI SYNC signal. Is issued. In the transmission / reception section, the output of the electric scalpel device 4 is not output even if the foot switch 14 is ON.
【００１３】同様に、ＣＯＡＧ波形が選択されている場
合は、ＭＲＩ ＳＹＮＣ信号の休止区間（Ａ−Ａ′及び
Ｂ−Ｂ′の区間）の間だけＣＯＡＧ波形が出力され、Ｍ
ＲＩ画像を構成するためのＲＦ波の送受信が行われてい
る間は、フットスイッチ１４がＯＮになっていても波形
は出力されない。Similarly, when the COAG waveform is selected, the COAG waveform is output only during the pause periods (AA 'and BB' periods) of the MRI SYNC signal.
While the transmission and reception of the RF wave for constructing the RI image are performed, no waveform is output even if the foot switch 14 is turned on.
【００１４】この様に発振制御部１２は、ＲＦ波送信器
６からのＭＲＩ ＳＹＮＣ信号のパルスタイミングに応
じて、３００Ｋ〜５００ＫＨｚの高周波電流出力の発生
タイミングを制御するので、高周波電流出力がＭＲＩの
画像を構成するためのＲＦ信号にノイズとなって挿入さ
れるのを防止する事ができる。As described above, the oscillation control unit 12 controls the generation timing of the high-frequency current output of 300 K to 500 KHz in accordance with the pulse timing of the MRI SYNC signal from the RF wave transmitter 6. It is possible to prevent noise from being inserted into an RF signal for forming an image as noise.
【００１５】電気メスや超音波メスを使用する手術環境
においては、基本的に電気信号を用いるが、上記した第
１実施形態によれば、超音波メスや電気メスを用いる外
科手術において、ＭＲ装置を用いてもノイズによる悪影
響を受けることはない。In a surgical environment using an electric scalpel or an ultrasonic scalpel, an electric signal is basically used. However, according to the first embodiment described above, in a surgical operation using an ultrasonic scalpel or an electric scalpel, an MR device is used. Is not adversely affected by noise.
【００１６】以下に図４、図５を参照して本発明の第２
実施形態を説明する。図４は第２実施形態に係る治療用
ＭＲＩシステムの構成を示す図である。図４において前
記した第１実施形態と同じ構成要素には同じ番号を付
し、その説明は省略する。Referring to FIGS. 4 and 5, a second embodiment of the present invention will be described.
An embodiment will be described. FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a therapeutic MRI system according to the second embodiment. In FIG. 4, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
【００１７】第２実施形態に係る操作卓３は、制御装置
２内部に設けられたＲＦ波送信器６、ＲＦ波受信器７、
磁場制御ユニット８を制御するためのシーケンス制御手
段１６と、このシーケンス制御手段１６を制御するため
のコントローラ１７とを具備している。また、このコン
トローラ１７から電気メス装置４へのフィードバックラ
イン１５が設けられている。The console 3 according to the second embodiment comprises an RF wave transmitter 6, an RF wave receiver 7, and an RF
A sequence control unit 16 for controlling the magnetic field control unit 8 and a controller 17 for controlling the sequence control unit 16 are provided. Further, a feedback line 15 from the controller 17 to the electrosurgical unit 4 is provided.
【００１８】ＲＦ波送信器６から出力される画像構成用
のＲＦ波の送信タイミングあるいはＲＦ波受信器７によ
る前記ＲＦ波の受信タイミングは操作卓３の操作に応じ
て変化し、これらのタイミングはシーケンス制御手段１
６によって制御される。このように送受信時のパルスシ
ーケンスは一定の間隔でないので、第１実施形態のよう
にＲＦ波送信用の信号をそのまま電気メス装置４へ入力
すべき同期信号として用いると、単位時間当たりの高周
波電気メスの出力が変化してしまい安定した治療が行え
ない場合がある。The transmission timing of the image forming RF wave output from the RF wave transmitter 6 or the reception timing of the RF wave by the RF wave receiver 7 changes according to the operation of the console 3, and these timings are changed. Sequence control means 1
6. As described above, since the pulse sequence at the time of transmission and reception is not constant, if a signal for transmitting an RF wave is used as it is as a synchronization signal to be input to the electrosurgical device 4 as in the first embodiment, high-frequency electric power per unit time is used. In some cases, the output of the scalpel changes and stable treatment cannot be performed.
【００１９】そこで第２実施形態ではこれを防ぐために
パルスシーケンスの出力状況をコントローラ１７の内部
で所定の演算、例えばパルスのデューティ比を演算す
る。そして、当該パルスのタイミングとデューティ比に
応じた信号をフィードバックライン１５を介して電気メ
ス装置４へフィードバックし、このフィードバック信号
に従って一定期間は出力が一定になるように電気メス装
置４の出力を制御するようにする。これによって単位時
間当たりのパルスシーケンスが刻々と変化しても電気メ
スの出力を一定に保つことができ、安定した治療が行え
るようになる。Therefore, in the second embodiment, in order to prevent this, the output state of the pulse sequence is subjected to a predetermined calculation inside the controller 17, for example, the duty ratio of the pulse. Then, a signal corresponding to the timing and duty ratio of the pulse is fed back to the electrocautery device 4 via the feedback line 15, and the output of the electrocautery device 4 is controlled according to the feedback signal so that the output is constant for a certain period. To do it. As a result, even if the pulse sequence per unit time changes every moment, the output of the electric scalpel can be kept constant, and stable treatment can be performed.
【００２０】なお、上記した図４の説明ではパルスシー
ケンスの状態を操作卓３側で演算して電気メス装置４へ
送信したが、図５に示すように電気メス装置４の内部に
同期信号からパルスシーケンスの状態を演算する演算部
１８を設け、このときの演算結果に応じて発振部制御部
１２の発振タイミングを決めたり、アンプ１３の方にフ
ィードバック信号として与えて出力の大きさを変化させ
るようにしてもよい。In the above description of FIG. 4, the state of the pulse sequence is calculated on the console 3 side and transmitted to the electrocautery device 4, but as shown in FIG. An operation section 18 for calculating the state of the pulse sequence is provided, and the oscillation timing of the oscillation section control section 12 is determined according to the operation result at this time, or the magnitude of the output is changed by giving it as a feedback signal to the amplifier 13. You may do so.
【００２１】以下に図６、図７を参照して本発明の第３
実施形態を説明する。図６は第３実施形態に係る治療用
ＭＲＩシステムの構成を示す図であり、ＭＲＩ装置２１
と、電気メス装置２２と、電気メス装置２２が動作した
時のノイズを受信する受信アンテナ２３と、受信アンテ
ナ２３からの信号を受信する受信アンプ２４と、受信ア
ンプ２４からの信号を解析する信号解析部２５ａと、解
析された信号を増幅する増幅アンプ２５ｂと、信号解析
部２５ａで解析され、増幅アンプ２５ｂで増幅された信
号を送信する送信アンテナ２６と、ＭＲＩ装置２１を制
御する制御ユニット２７と、ＭＲＩ画像を表示するモニ
ター２８とを具備する。The third embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
An embodiment will be described. FIG. 6 is a diagram showing a configuration of a therapeutic MRI system according to the third embodiment, and the MRI apparatus 21
, An electrosurgical device 22, a receiving antenna 23 for receiving noise when the electrosurgical device 22 operates, a receiving amplifier 24 for receiving a signal from the receiving antenna 23, and a signal for analyzing a signal from the receiving amplifier 24 An analyzing unit 25a, an amplifier 25b for amplifying the analyzed signal, a transmitting antenna 26 for transmitting a signal analyzed by the signal analyzing unit 25a and amplified by the amplifier 25b, and a control unit 27 for controlling the MRI apparatus 21 And a monitor 28 for displaying an MRI image.
【００２２】以下に上記した構成の作用を説明する。Ｍ
ＲＩ装置２１で画像を取り込んでいる間、電気メス装置
２２によって治療が行われると電気メス装置２２の処置
部のの信号がノイズとしてＭＲＩ装置２１に悪影響を及
ぼす。そこで第３実施形態では、この電気メス装置２２
の処置部で発生した電気的なノイズ信号を受信アンテナ
２３で受信して受信アンプ２４によって増幅するように
する。The operation of the above configuration will be described below. M
If a treatment is performed by the electrosurgical unit 22 while an image is being captured by the RI unit 21, a signal from the treatment unit of the electrosurgical unit 22 adversely affects the MRI unit 21 as noise. Therefore, in the third embodiment, the electric scalpel device 22
The electrical noise signal generated in the treatment section is received by the receiving antenna 23 and amplified by the receiving amplifier 24.
【００２３】次に、信号解析部２５ａでこのノイズ信号
を解析して増幅アンプ２５ｂによって増幅する。例えば
受信したノイズ信号の位相から１８０°位相をずらした
信号を信号解析部２５ａで発生させ、次に増幅アンプ２
５ｂで増幅した後、送信アンテナ２６から処置部近傍に
向けて送出する。これによって、電気メスの処置部で発
生した電気ノイズを送信アンテナ２６から送出される位
相を反転した信号によってキャンセルする事ができ、結
果的にＭＲＩ画像にノイズが表れないことになる。Next, this noise signal is analyzed by the signal analysis unit 25a and amplified by the amplification amplifier 25b. For example, a signal whose phase is shifted by 180 ° from the phase of the received noise signal is generated by the signal analyzer 25a,
After amplification in 5b, the signal is transmitted from the transmitting antenna 26 toward the vicinity of the treatment section. As a result, the electric noise generated in the treatment section of the electric scalpel can be canceled by the inverted signal transmitted from the transmission antenna 26, and as a result, no noise appears in the MRI image.
【００２４】この様にしてＭＲＩ装置２１にノイズによ
る悪影響を与えることなしに、ＭＲ診断と電気メスによ
る処置を同時に行なうことができる。図７は上記した第
３実施形態の変形例を示す図である。図７において、図
６と同一の番号を有するものは同一の要素なのでその説
明を省略する。In this way, the MR diagnosis and the treatment with the electric scalpel can be performed at the same time without adversely affecting the MRI apparatus 21 due to noise. FIG. 7 is a view showing a modification of the third embodiment. 7, the elements having the same numbers as those in FIG. 6 are the same elements, and the description thereof will be omitted.
【００２５】この変形例では、電気メス装置２２の処置
部におけるノイズ信号を受信アンテナ２３で受信して受
信アンプ２４を介して波形処理ユニット２９に送る。波
形処理ユニット２９は波形処理した信号をＭＲＩ装置２
１に接続された制御ユニット２７を介してモニター２８
に送信する。そして、このモニター２８の画像上でノイ
ズ信号をキャンセルようにする。In this modification, a noise signal in the treatment section of the electrosurgical device 22 is received by the receiving antenna 23 and sent to the waveform processing unit 29 via the receiving amplifier 24. The waveform processing unit 29 converts the signal subjected to the waveform processing into the MRI apparatus 2
Monitor 28 via a control unit 27 connected to
Send to Then, the noise signal is canceled on the image on the monitor 28.
【００２６】これによってモニター２８上には電気メス
装置２２のノイズがキャンセルされて本来必要な画像だ
けが映し出される事になり、ノイズ信号の影響を受ける
ことなしにＭＲＩによる診断と電気メスによる処置を同
時に行なうことができる。As a result, the noise of the electrosurgical unit 22 is canceled on the monitor 28, and only the originally required image is displayed. Thus, diagnosis by MRI and treatment by the electrosurgical unit can be performed without being affected by the noise signal. Can be done simultaneously.
【００２７】なお、上記した第３実施形態において、電
気メス装置２２のＯＮ／ＯＦＦの信号あるいは波形の種
類、例えばＣＵＴ波形あるいはＣＯＡＧ波形に関する情
報を受信アンプ２４や信号解析処理部２５ａ、波形処理
ユニット２９に供給して最適な波形処理を行なうように
してもよく、これをノイズ信号をキャンセルするのに最
適な信号として用いてもよい。In the above-described third embodiment, the reception amplifier 24, the signal analysis processing unit 25a, and the waveform processing unit 29 to perform optimal waveform processing, which may be used as an optimal signal for canceling a noise signal.
【００２８】以下に図８、図９を参照して本発明の第４
実施形態を説明する。図８は本発明の第４実施形態に係
る治療用ＭＲＩシステムの構成を示す図であり、その基
本的な部分の構成は図２と同一であるが、図８に示す構
成ではアンプ３１と超音波周波数の信号を発生する発振
制御回路３２とを含む超音波手術装置３０を具備してい
る点が異なる。この超音波手術装置３０には内部に超音
波振動子を含むハンドピース３３が接続されている。３
４はアンプ３１から発振制御回路３２へのフィードバッ
クラインである。The fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
An embodiment will be described. FIG. 8 is a diagram showing a configuration of a therapeutic MRI system according to a fourth embodiment of the present invention. The configuration of the basic part is the same as that of FIG. 2, but the configuration shown in FIG. The difference is that an ultrasonic operation apparatus 30 including an oscillation control circuit 32 for generating a signal of an acoustic frequency is provided. A handpiece 33 including an ultrasonic vibrator is connected to the ultrasonic operation apparatus 30. 3
Reference numeral 4 denotes a feedback line from the amplifier 31 to the oscillation control circuit 32.
【００２９】以下に上記した構成の作用を説明する。ハ
ンドピース３３は圧電式の超音波振動子を含んでおり、
２０Ｋ〜３０ＫＨｚの周波数の電圧を与える事によって
その周波数の機械的振動を発生する。これをハンドピー
ス３３の先端まで伝えてその振動を処置部に当てると処
置部が乳化・破砕されて処置が可能になる。この振動子
は共振点で駆動するために信号をフィードバックしなが
ら周波数を制御させることが必要であり、そのためにハ
ンドピース３３へ入力されるアンプ３１の出力信号を発
振制御回路３２に戻すためのフィードバックライン３４
を設けている。The operation of the above configuration will be described below. The handpiece 33 includes a piezoelectric ultrasonic vibrator,
By applying a voltage having a frequency of 20K to 30KHz, a mechanical vibration of that frequency is generated. When this is transmitted to the tip of the handpiece 33 and the vibration is applied to the treatment section, the treatment section is emulsified and crushed, so that treatment can be performed. In order to drive this oscillator at the resonance point, it is necessary to control the frequency while feeding back a signal. Therefore, the feedback signal for returning the output signal of the amplifier 31 input to the handpiece 33 to the oscillation control circuit 32 is required. Line 34
Is provided.
【００３０】ハンドピース３３内部の超音波振動子は機
械振動しているので慣性をもち、発振をＯＮからＯＦＦ
あるいはＯＦＦからＯＮさせるには多少の時間を要す
る。そのため、超音波振動をＯＮ／ＯＦＦさせる動作は
電気メスを用いた場合と比較してあまり高速にはできな
い。そこで超音波をＯＮ、ＯＦＦするにあたって、低い
出力で振動する状態をＯＦＦ状態とし、ある設定した高
振幅の状態をＯＮ状態として位置づけて高振幅と低振幅
との間で繰り返して振動するように制御を行なうことが
必要である。Since the ultrasonic vibrator in the handpiece 33 is mechanically vibrated, it has an inertia and the oscillation is turned from ON to OFF.
Alternatively, it takes some time to switch from OFF to ON. Therefore, the operation of turning on / off the ultrasonic vibration cannot be performed at a very high speed as compared with the case where the electric scalpel is used. Therefore, when the ultrasonic wave is turned on and off, the state of vibrating at a low output is set to the OFF state, and a set high amplitude state is positioned as the ON state, and control is performed so as to repeatedly vibrate between the high amplitude and the low amplitude. It is necessary to perform
【００３１】ＭＲＩ装置と超音波メスを用いた超音波手
術装置を組み合わせる場合、２０Ｋ〜３０ＫＨｚで振動
する超音波振動子から発せられるノイズはＭＲＩ装置に
対してノイズとしての影響が余りなく、ＭＲＩ画像には
あまりノイズが現れないが、超音波振動子が高振幅で振
動しているときは無視できないノイズが現れてしまう。When an MRI apparatus and an ultrasonic surgical apparatus using an ultrasonic scalpel are combined, noise generated from an ultrasonic vibrator vibrating at 20 K to 30 KHz has little effect on the MRI apparatus as noise. Does not show much noise, but when the ultrasonic vibrator is vibrating at a high amplitude, noise that cannot be ignored appears.
【００３２】そこで上記した第１実施形態の様に、ＭＲ
Ｉ画像を構成するためのＲＦ波の送受信タイミングを表
す振幅信号をＭＲ装置１から取り出して超音波手術装置
３０に入力する。そして、図９のタイミングチャートに
示す様に、ＭＲＩ ＳＹＮＣ信号の休止区間（Ａ−Ａ′
及びＢ−Ｂ′区間）では超音波出力（図９のＵＳ出力）
を設定値の大きな振幅とし、このＭＲＩ ＳＹＮＣ信号
の送受信区間では、振動を維持するためのフィードバッ
ク信号が返ってくる程度の低い振幅で超音波出力を動作
させておく。こうすることによって、ＭＲＩの画像に対
するノイズの影響が非常に少なくなり、画像診断と超音
波手術装置による処置とを同時に行なうことができる。Therefore, as in the first embodiment described above, the MR
An amplitude signal indicating an RF wave transmission / reception timing for forming an I image is extracted from the MR device 1 and input to the ultrasonic operation device 30. Then, as shown in the timing chart of FIG. 9, the pause period (AA ′) of the MRI SYNC signal
And BB 'section), ultrasonic output (US output in FIG. 9)
Is set to a large amplitude, and in the transmission / reception section of the MRI SYNC signal, the ultrasonic output is operated at such a low amplitude that a feedback signal for maintaining the vibration is returned. By doing so, the influence of noise on the MRI image is greatly reduced, and the image diagnosis and the treatment by the ultrasonic surgical apparatus can be performed simultaneously.
【００３３】以下に図１０を参照して本発明の第５実施
形態を説明する。図１０は、第５実施形態に係る超音波
手術装置の構成を示す図であり、ハンドピース４０はシ
ールドケーブル４６を介して超音波信号を発生する制御
装置４７に接続されている。ハンドピース４０は圧電式
の振動子４１と、この振動子４１にエネルギーを与える
ための能動側の電極４２及びアース側の電極４３と、振
動子４１による振動を増幅するホーン４４と、振動を処
置部に伝えるためのプローブ４５と、上記の各部を収納
するハンドピースケース５０とを具備している。ハンド
ピースケース５０は導電性非磁性体、例えばアルミニウ
ム合金、あるいはチタニウム合金で形成されている。Hereinafter, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a diagram illustrating a configuration of an ultrasonic surgical apparatus according to the fifth embodiment. The handpiece 40 is connected to a control device 47 that generates an ultrasonic signal via a shielded cable 46. The handpiece 40 includes a piezoelectric vibrator 41, an active-side electrode 42 and an earth-side electrode 43 for applying energy to the vibrator 41, a horn 44 for amplifying the vibration by the vibrator 41, and a treatment for the vibration. It has a probe 45 for transmitting to each part and a handpiece case 50 for accommodating each of the above parts. The handpiece case 50 is formed of a conductive non-magnetic material, for example, an aluminum alloy or a titanium alloy.
【００３４】また、制御装置４７は、信号を発生する発
振装置４８と、発生された信号を増幅昇圧し、かつ分離
する出力トランス４９とを具備している。ＭＲＩ装置は
強力な磁場を発生し、強力な磁場の中で画像を構成する
ので磁性体で処置具を作ると、その磁気に引かれたりあ
るいは画像を歪ませたりする原因になる。そのため非磁
性体で作らなければならない。The control device 47 includes an oscillation device 48 for generating a signal and an output transformer 49 for amplifying and boosting the generated signal and separating the signal. An MRI apparatus generates a strong magnetic field and forms an image in the strong magnetic field. Therefore, if a treatment tool is made of a magnetic material, it may be attracted to the magnetism or distorted. Therefore, it must be made of a non-magnetic material.
【００３５】上記した構成において、超音波手術装置は
発振装置４８で発生した２０Ｋ〜３０ＫＨｚの超音波周
波数の信号を出力トランス４９によって絶縁昇圧して、
シールドケーブル４６を介してハンドピース４０内部の
振動子４１に送信する。振動子４１は電極４２および４
３を介してその電気信号を受けて微少な振動を発生す
る。この微少な機械的振動はホーン４４によって増幅さ
れる。In the above-described configuration, the ultrasonic operating apparatus insulates and boosts the signal of the ultrasonic frequency of 20 K to 30 KHz generated by the oscillator 48 by the output transformer 49,
The signal is transmitted to the vibrator 41 inside the handpiece 40 via the shield cable 46. The vibrator 41 has electrodes 42 and 4
The electric signal is received via the signal generator 3 and a minute vibration is generated. This small mechanical vibration is amplified by the horn 44.
【００３６】増幅された信号はプローブ４５によって遠
端部の方に伝えられ、処置具に超音波振動、機械的振動
を与える。これによって、処置部の乳化・破砕処置を行
なうことができる。The amplified signal is transmitted to the far end by the probe 45, and applies ultrasonic vibration and mechanical vibration to the treatment tool. Thereby, the emulsification / crushing treatment of the treatment section can be performed.
【００３７】この時、電極４２の方は能動側の電位であ
り、電極４３の方は非能動側のアース電位となってい
る。シールドケーブル４６のシールドはこの非能動側の
電位ラインと接続されているが、ハンドピースケース５
０は金属で構成されているので、このハンドピースケー
ス５０と非能動側の電位とを接触させる事によって、振
動子４１全体も非能動電位側によってシールドされる事
になる。この様にする事で、能動電位側、電極４２側の
電位は完全に非能動電位側に囲まれて外部には漏れ出さ
れない構造とする事ができる。At this time, the electrode 42 is at the active potential and the electrode 43 is at the non-active earth potential. The shield of the shield cable 46 is connected to the potential line on the non-active side.
Since 0 is made of metal, by bringing the handpiece case 50 into contact with the inactive potential, the entire vibrator 41 is also shielded by the inactive potential side. In this manner, a structure in which the potential on the active potential side and the potential on the electrode 42 side are completely surrounded by the non-active potential side and are not leaked to the outside can be obtained.
【００３８】上記した第５実施形態によれば、ＭＲＩ装
置の近傍で超音波手術装置を用いても、ＭＲＩ画像に超
音波の信号がノイズとして表れる可能性は非常に小さく
なる。よってＭＲＩによる診断と超音波手術装置による
処置とを同時に行なうことが可能となる。According to the fifth embodiment, even if an ultrasonic surgical apparatus is used in the vicinity of the MRI apparatus, the possibility that ultrasonic signals appear as noise in the MRI image is extremely small. Therefore, it is possible to simultaneously perform the diagnosis by the MRI and the treatment by the ultrasonic operation apparatus.
【００３９】なおＭＲＩの受信信号の基準となるグラン
ド電位とこのハンドピースケースとを導電的に接触させ
る事によって、より一層シールド効果が向上し、ＭＲＩ
の画像にノイズが出にくくなる。By making the ground potential, which is a reference of the MRI reception signal, conductively contact with this handpiece case, the shielding effect is further improved, and the MRI is improved.
Noise is less likely to appear in the image.
【００４０】なお、上記した具体的実施形態には以下の
構成を有する発明が含まれている。 （１）磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）装置と治療用装
置とを含む治療用ＭＲＩシステムにおいて、前記磁気共
鳴イメージング装置による磁気共鳴イメージングのため
のＲＦ波の照射パルスタイミングを検知する検知手段
と、この検知手段によって検知されたパルスタイミング
を解析し、そのパルスタイミングの間隙に前記治療用装
置の出力をパルス的に出力する治療用出力制御手段と、
を含むことを特徴とする治療用ＭＲＩシステム。The specific embodiments described above include inventions having the following configurations. (1) In a treatment MRI system including a magnetic resonance imaging (MRI) device and a treatment device, a detection means for detecting an irradiation pulse timing of an RF wave for magnetic resonance imaging by the magnetic resonance imaging device, and the detection means Analyzing the pulse timing detected by the means, a therapeutic output control means for outputting the output of the therapeutic device in a pulse in the gap of the pulse timing,
A therapeutic MRI system comprising:
【００４１】この構成によれば、ＭＲＩ装置によるイメ
ージングのためのＲＦ波が照射されていない時に治療用
装置の出力が出力されるので、治療用装置の出力による
ＭＲＩへのノイズの影響がなくなる。According to this configuration, since the output of the therapeutic device is output when the RF wave for imaging by the MRI device is not irradiated, the influence of noise on the MRI due to the output of the therapeutic device is eliminated.
【００４２】なお、治療用装置としては例えば高周波処
理装置（電気メス装置）が用いられるが、電気メスはバ
イポーラ方式の電気メスであってもよい。また、電気メ
ス装置の出力をＯＮ／ＯＦＦするフットスイッチを設
け、オペレータがこのフットスイッチを踏んでいる間だ
け構成（１）の機能が作用するようにしてもよい。 （２）磁気共鳴イメージング装置と高周波処置装置とを
含む治療用ＭＲＩシステムにおいて、前記磁気共鳴イメ
ージング装置による磁気共鳴イメージングのためのパル
スシーケンスプログラムと、このパルスシーケンスプロ
グラムを解析するパルスシーケンス解析手段と、前記磁
気共鳴イメージングのＲＦ波パルスタイミングの間隙に
高周波電流をパルス的に出力するための高周波電流出力
制御手段と、前記パルスシーケンス解析手段によって解
析されたパルスシーケンスに応じて、前記高周波処置装
置からの出力エネルギーを一定とするよう演算する演算
手段と、この演算手段による演算結果を前記高周波電流
出力制御手段へフィードバックするフィードバック手段
と、を含むことを特徴とする治療用ＭＲＩシステム。As the treatment device, for example, a high-frequency treatment device (electric scalpel device) is used, but the electric scalpel may be a bipolar type scalpel. Further, a foot switch for turning on / off the output of the electrocautery device may be provided so that the function of the configuration (1) operates only while the operator steps on the foot switch. (2) In a therapeutic MRI system including a magnetic resonance imaging apparatus and a high-frequency treatment apparatus, a pulse sequence program for magnetic resonance imaging by the magnetic resonance imaging apparatus, and a pulse sequence analysis means for analyzing the pulse sequence program; A high-frequency current output control unit for outputting a high-frequency current in a pulsed manner in a gap between RF wave pulse timings of the magnetic resonance imaging, and a pulse sequence analyzed by the pulse sequence analysis unit. A therapeutic MRI system, comprising: arithmetic means for calculating an output energy to be constant; and feedback means for feeding a calculation result of the arithmetic means back to the high-frequency current output control means.
【００４３】この構成によれば、パルスシーケンスが状
況によって変化しても、電気メス装置の出力エネルギー
が一定になるように出力が制御されるので、安定した治
療が行える事になる。According to this configuration, even if the pulse sequence changes depending on the situation, the output is controlled so that the output energy of the electrocautery device becomes constant, so that stable treatment can be performed.
【００４４】なお、演算手段はここではパルスのデュー
ティ比を求めるものであり、フィードバック手段によっ
てこのデューティ比に応じた信号を送出するようにして
いる。 （３）磁気共鳴イメージング装置と高周波処置装置とを
含む治療用ＭＲＩシステムにおいて、前記磁気共鳴イメ
ージング装置の近傍に設置され、前記高周波処置装置に
よって発生される高周波ノイズの周波数帯域と、その信
号強度を検知する検知手段と、この検知手段によって検
知された高周波ノイズを解析し、この高周波ノイズを打
ち消す位相をもつ信号を発生させるキャンセル信号発生
手段と、を含むことを特徴とする治療用ＭＲＩシステ
ム。Here, the calculating means is for obtaining the duty ratio of the pulse, and a signal corresponding to the duty ratio is transmitted by the feedback means. (3) In a therapeutic MRI system including a magnetic resonance imaging apparatus and a high-frequency treatment apparatus, a frequency band of high-frequency noise, which is installed near the magnetic resonance imaging apparatus and is generated by the high-frequency treatment apparatus, and a signal intensity thereof, A therapeutic MRI system comprising: detecting means for detecting; and canceling signal generating means for analyzing high-frequency noise detected by the detecting means and generating a signal having a phase for canceling the high-frequency noise.
【００４５】具体的構成としては、キャンセル信号発生
手段の出力を高周波アンプ手段によって増幅し、前記処
置部で電波として発生させる。この構成によれば、高周
波処置装置から出力されたノイズが検知手段で検知さ
れ、検知されたノイズを打ち消すような信号が生成され
るので、アクティブノイズキャンセラーの原理によって
処置部近傍でのノイズの発生はなくなる。As a specific configuration, the output of the cancel signal generating means is amplified by the high frequency amplifier means and is generated as a radio wave by the treatment section. According to this configuration, the noise output from the high-frequency treatment device is detected by the detection unit, and a signal that cancels the detected noise is generated. Is gone.
【００４６】また、他の構成として、キャンセル信号発
生手段の出力をＭＲＩ装置に入力して画像上でノイズを
キャンセルするようにしてもよい。この場合は、キャン
セル信号がＭＲＩ装置に送信されるのでこれがＭＲＩ画
像上のノイズ信号と打ち消し合って画像中のノイズが消
滅する効果がある。 （４）磁気共鳴イメージング装置と超音波手術装置とを
含む治療用ＭＲＩシステムにおいて、前記磁気共鳴イメ
ージング装置による磁気共鳴イメージングのためのＲＦ
波の照射タイミングを検知する検知手段と、検知された
照射タイミングの間隙に超音波信号を振動子に与え、Ｒ
Ｆ波の照射時は、低レベルの超音波信号を与えるように
制御する超音波出力制御手段と、を含むことを特徴とす
る治療用ＭＲＩシステム。As another configuration, the output of the cancel signal generating means may be input to an MRI apparatus to cancel noise on an image. In this case, since the cancel signal is transmitted to the MRI apparatus, the cancel signal cancels the noise signal on the MRI image, so that the noise in the image disappears. (4) In a therapeutic MRI system including a magnetic resonance imaging apparatus and an ultrasonic operation apparatus, an RF for magnetic resonance imaging by the magnetic resonance imaging apparatus is used.
Detecting means for detecting the wave irradiation timing; and applying an ultrasonic signal to the vibrator in a gap between the detected irradiation timings.
An ultrasonic MRI system comprising: an ultrasonic output control unit that controls so as to give a low-level ultrasonic signal when irradiating the F-wave.
【００４７】この構成によれば、ＭＲＩ装置の画像のた
めのＲＦ波の照射を行っている間は、超音波振動が低い
レベルで行われ、ＭＲＩ画像を構成するためのＲＦ波が
照射されていない間は超音波手術ができるレベルの振幅
を出すように超音波振動子が制御される。According to this configuration, during the irradiation of the RF wave for the image of the MRI apparatus, the ultrasonic vibration is performed at a low level, and the RF wave for forming the MRI image is irradiated. During the absence, the ultrasonic vibrator is controlled so as to output an amplitude that allows ultrasonic surgery.
【００４８】これは、超音波振動子はまったく止めてし
まうと次に振動を開始するまでに慣性があるので時間が
かかってしまうため、発振をＯＮしたりＯＦＦしたりす
ることを繰り返すよりも低レベルの振動から高レベルの
高振幅に移すという方が制御し易いためである。超音波
周波数の信号は、ＭＲＩにノイズとしてあまり影響を与
えないが、振幅が高い場合はノイズとして無視できなく
なるのでこれを避けるという目的もある。This is because, if the ultrasonic vibrator is completely stopped, it takes a long time to start the next vibration due to inertia, so that the oscillation is repeatedly turned on and off. This is because it is easier to control to shift from level vibration to high level high amplitude. Ultrasonic frequency signals do not significantly affect MRI as noise. However, if the amplitude is high, the signal cannot be ignored as noise.
【００４９】具体的な構成として、超音波手術装置の出
力をＯＮ／ＯＦＦするフットスイッチを設け、このフッ
トスイッチを踏んでいる間だけ構成（４）の機能が作用
するようにしてもよい。 （５）ＭＲＩ装置と共に使用できる超音波手術装置であ
って、圧電式超音波振動子を含むハンドピースケースが
導電性非磁性体で作られており、このハンドピースケー
スと、前記圧電式超音波振動子のアース側電極とが導電
接触されていることを特徴とする超音波手術装置。As a specific configuration, a foot switch for turning on / off the output of the ultrasonic surgical apparatus may be provided, and the function of the configuration (4) may be operated only while the foot switch is depressed. (5) An ultrasonic surgical apparatus that can be used together with an MRI apparatus, wherein a handpiece case including a piezoelectric ultrasonic vibrator is made of a conductive non-magnetic material, and the handpiece case and the piezoelectric ultrasonic wave are used. An ultrasonic operation apparatus, wherein an earth electrode of a vibrator is in conductive contact.
【００５０】超音波振動子には能動側とアース側の二つ
の電極があり、アース側電極の電位は大地アースに対し
安定している。ここでは、金属の様な導電性であるが、
ＭＲＩ画像を影響を与えずかつＭＲＩの強力な磁気に引
っ張られないような非磁性体でハンドピースケースを形
成し、この導電性のハンドピースケースを振動子のアー
ス側電極と接触させるようにする。この構成によれば、
能動側の電極から出力される超音波信号がシールドされ
るので、超音波信号がＭＲＩ画像にノイズとして影響を
与えることがなくなる。The ultrasonic vibrator has two electrodes, an active side and an earth side, and the potential of the earth side electrode is stable with respect to the earth ground. Here, it is conductive like metal,
The handpiece case is formed of a non-magnetic material that does not affect the MRI image and is not pulled by the strong magnetism of the MRI, and the conductive handpiece case is brought into contact with the earth electrode of the vibrator. . According to this configuration,
Since the ultrasonic signal output from the active electrode is shielded, the ultrasonic signal does not affect the MRI image as noise.
【００５１】[0051]
【発明の効果】本発明によれば、ノイズの影響を受ける
ことなしにＭＲＩ装置による診断と、処置装置による治
療を同時に行なうことができるので、処置の成果が向上
して高度な手術が可能となる。According to the present invention, the diagnosis by the MRI apparatus and the treatment by the treatment apparatus can be performed simultaneously without being affected by noise, so that the result of the treatment can be improved and advanced surgery can be performed. Become.
【図１】本発明の第１実施形態に係る治療用ＭＲＩシス
テムの構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a therapeutic MRI system according to a first embodiment of the present invention.
【図２】図１に示す治療用ＭＲＩシステムのブロック図
である。FIG. 2 is a block diagram of the therapeutic MRI system shown in FIG.
【図３】第１実施形態の作用を説明するためのタイミン
グチャートである。FIG. 3 is a timing chart for explaining the operation of the first embodiment.
【図４】本発明の第２実施形態に係る治療用ＭＲＩシス
テムの構成を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a therapeutic MRI system according to a second embodiment of the present invention.
【図５】第２実施形態の変形例を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a modification of the second embodiment.
【図６】本発明の第３実施形態に係る治療用ＭＲＩシス
テムの構成を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a configuration of a therapeutic MRI system according to a third embodiment of the present invention.
【図７】第３実施形態の変形例を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a modification of the third embodiment.
【図８】本発明の第４実施形態に係る治療用ＭＲＩシス
テムの構成を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a configuration of a therapeutic MRI system according to a fourth embodiment of the present invention.
【図９】第４実施形態の作用を説明するためのタイミン
グチャートである。FIG. 9 is a timing chart for explaining the operation of the fourth embodiment.
【図１０】本発明の第５実施形態に係る超音波手術装置
の構成を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a configuration of an ultrasonic surgical apparatus according to a fifth embodiment of the present invention.
１…ＭＲ装置、２…制御装置、３…操作卓、４…電気メ
ス装置、５ａ、５ｂ…ＩＦケーブル、６…ＲＦ波送信
器、７…ＲＦ波受信器、８…磁場制御ユニット、１２…
発振制御部、１３…アンプ。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... MR apparatus, 2 ... Control apparatus, 3 ... Operation console, 4 ... Electric knife apparatus, 5a, 5b ... IF cable, 6 ... RF wave transmitter, 7 ... RF wave receiver, 8 ... Magnetic field control unit, 12 ...
Oscillation control unit, 13 ... Amplifier.
Claims (1)
置とを含む治療用ＭＲＩシステムにおいて、 前記磁気共鳴イメージング装置による磁気共鳴イメージ
ングに用いられる第１の出力信号を出力する第１の信号
出力手段と、 前記治療用装置による治療のために用いられる第２の出
力信号を出力する第２の信号出力手段と、 前記第１の信号出力手段によって第１の出力信号が出力
されている出力アクティブ区間を検出する検出手段と、 この検出手段によって検出された前記出力アクティブ区
間以外の区間において、前記第２の信号出力手段によっ
て第２の出力信号を出力するように制御する出力制御手
段と、 を具備することを特徴とする治療用ＭＲＩシステム。1. A therapeutic MRI system including a magnetic resonance imaging apparatus and a therapeutic apparatus, wherein first signal output means for outputting a first output signal used for magnetic resonance imaging by the magnetic resonance imaging apparatus. A second signal output unit that outputs a second output signal used for treatment by the treatment device; and an output active section in which the first output signal is output by the first signal output unit. Detection means for detecting, and output control means for controlling the second signal output means to output a second output signal in a section other than the output active section detected by the detection means. A therapeutic MRI system, characterized in that:
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1996
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| US11723683B2 (en) | 2015-07-15 | 2023-08-15 | Stryker Corporation | System and method for controlling an ultrasonic tool |
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