JP4163604B2 - Magnetic fluid detection device - Google Patents
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Description
本発明は、腫瘍の原発巣からリンパ管に入った腫瘍細胞が最初に到達するリンパ節であるセンチネルリンパ節(Sentinel Lymph Node)を同定する根拠として、腫瘍近傍に注入した磁性を有する磁性流体が所定時間後にどのように分布しているかを測定するための磁性流体検出装置に関する。 In the present invention, as a basis for identifying a sentinel lymph node (Sentinel Lymph Node), which is a lymph node to which tumor cells that have entered the lymphatic vessels from the primary tumor site first arrive, The present invention relates to a magnetic fluid detection device for measuring how it is distributed after a predetermined time.
近年、早期癌の切除手術は、早期癌の発見率が向上したため頻繁に行われている。一般に、早期癌の手術は、根治を目的として行われ、そのため病変部に加えて当該病変部の周囲に存在する癌の転移が疑われる複数個のリンパ節を切除することが多い。また、早期癌の手術は、術後に切除したリンパ節の病理検査を行い、リンパ節への癌の転移の有無を確認して術後の治療方針などを決定している。
手術段階において、リンパ節への癌の転移の有無は、不明である。このため、早期癌の手術は、病変部近傍に存在する複数個のリンパ節を切除するため、患者の負担が大きい。
In recent years, resection surgery for early cancer is frequently performed because the detection rate of early cancer has improved. In general, surgery for early cancer is performed for the purpose of radical cure, and therefore, in addition to a lesioned part, a plurality of lymph nodes that are suspected to metastasize around the lesioned part are often removed. In early cancer surgery, pathological examination of lymph nodes removed after surgery is performed, and the presence or absence of cancer metastasis to the lymph nodes is confirmed to determine the postoperative treatment policy.
Whether or not cancer has spread to lymph nodes at the surgical stage is unknown. For this reason, since surgery for early cancer removes a plurality of lymph nodes in the vicinity of a lesion, the burden on the patient is large.
近年、患者のQOL(Quality of Life)及び癌切除手術における根治性の両立が求められている。そのための手法の一つとして、癌の転移のない無用なリンパ節切除を防ぐ、センチネルノードナビゲーションサージェリ( Sentinel Node Navigation Surgery )が、注目されている。以下、簡単にセンチネルノードナビゲーションサージェリについて説明する。 In recent years, there has been a demand for both patient QOL (Quality of Life) and curability in cancer resection surgery. Sentinel Node Navigation Surgery, which prevents unnecessary lymph node resection without cancer metastasis, has attracted attention as one of the techniques for that purpose. The sentinel node navigation surgery will be briefly described below.
癌は、リンパ節に転移する場合、ランダムに転移するのではなく、一定のパターンにしたがって、病変部からリンパ管を経て、リンパ節に転移することが、最近の研究により解明されている。癌は、リンパ節に転移している場合、必ずセンチネルリンパ節に転移があると考えられる。ここで、センチネルリンパ節( SN; Sentinel Lymph Node )とは、癌の原発巣からリンパ管に入った癌細胞が最初に到達するリンパ節のことである。 When cancer metastasizes to a lymph node, recent studies have revealed that it does not metastasize randomly but metastasizes from a lesion through a lymphatic vessel to a lymph node according to a certain pattern. When cancer has spread to lymph nodes, it is considered that there is always metastasis to sentinel lymph nodes. Here, the Sentinel Lymph Node (SN) is a lymph node to which cancer cells that have entered the lymphatic vessels from the primary cancer focus first arrive.
このため、早期癌の手術は、癌切除術中に、センチネルリンパ節を見つけ、生検し、迅速病理検査を行うことにより、リンパ節への癌の転移の有無を判定することができる。センチネルリンパ節に癌が転移していない場合、早期癌の手術は、残りのリンパ節の切除が不用となる。一方、センチネルリンパ節に癌が転移している場合、早期癌の手術は、転移状況に応じて、病変部近傍の複数個のリンパ節を切除することになる。 For this reason, in early cancer surgery, it is possible to determine the presence or absence of cancer metastasis to lymph nodes by finding sentinel lymph nodes during biopsy and performing biopsy and rapid pathological examination. If cancer has not spread to the sentinel lymph nodes, early cancer surgery does not require removal of the remaining lymph nodes. On the other hand, when cancer has metastasized to the sentinel lymph node, the operation for early cancer involves excision of a plurality of lymph nodes in the vicinity of the lesion according to the metastatic state.
早期癌の手術は、前記センチネルノードナビゲーションサージェリを行なうことで、リンパ節に癌が転移していない患者において、癌の転移のない無用なリンパ節切除が行われることがなく、患者に対して負担が少なくなる。また、センチネルノードナビゲーションサージェリは、例えば乳癌に限らず、消化器などの開腹手術、或いは腹腔鏡を用いた手術などにも適用される。
このセンチネルノードナビゲーションサージェリにおいては、センチネルリンパ節を容易にかつ精度良く検出できる検出装置が強く求められている。
In early cancer surgery, by performing the sentinel node navigation surgery, in patients with no cancer metastasis to lymph nodes, unnecessary lymph node excision without cancer metastasis is not performed. The burden is reduced. The sentinel node navigation surgery is not limited to breast cancer, for example, and is also applied to open surgery such as a digestive organ or surgery using a laparoscope.
In this sentinel node navigation surgery, there is a strong demand for a detection device that can easily and accurately detect sentinel lymph nodes.
上記検出装置としては、例えば、日本国特許公開2001−299676号公報、日本国特許公開平9−189770号公報、日本国特許公開平10−96782号公報、米国特許第6,205,352号公報などで提案されている。 Examples of the detection device include Japanese Patent Publication No. 2001-299676, Japanese Patent Publication No. 9-189770, Japanese Patent Publication No. 10-96782, US Pat. No. 6,205,352. Etc. are proposed.
また、近年、超伝導量子干渉素子( Superconducting QUantum Interference Device :以下、SQUIDと略す)を用いたSQUID磁束計は、様々な分野で応用されている。上記SQUIDは、地磁気の10億分の1程度の磁束を高感度で検出することが可能である。 In recent years, SQUID magnetometers using superconducting quantum interference devices (hereinafter abbreviated as SQUIDs) have been applied in various fields. The SQUID can detect a magnetic flux of about one billionth of the geomagnetism with high sensitivity.
近年、上記SQUIDは、液体窒素温度(77.3K:−196℃)での冷却で利用可能な高温超伝導SQUIDが実用化されている。
これを利用して、検出装置は、例えば、日本生体磁気学界誌 特別号( Vol.15 No.1 2002 第17回、P.31−32)日本生体磁気学界論文集に記載されているように高温超伝導SQUIDを用いた装置が提案されている。
In recent years, as the SQUID, a high-temperature superconducting SQUID that can be used for cooling at a liquid nitrogen temperature (77.3 K: −196 ° C.) has been put into practical use.
Using this, the detection device is, for example, as described in a special issue of the Japanese Journal of Biomagnetic Science (Vol.15 No.1 2002 17th, P.31-32) An apparatus using a high-temperature superconducting SQUID has been proposed.
上記高温超伝導SQUIDを用いた検出方法は、例えば、図17に示すように例えば、穿刺針等の注射手段101により、トレーサーとして磁性を有する磁性流体102を腫瘍周囲に局注する。そして、所定時間後、磁性流体102は、センチネルリンパ節SNに滞留する。尚、図17は、トレーサーとして磁性流体を用いた際の磁性流体の移動を示す説明図である。
In the detection method using the high-temperature superconducting SQUID, for example, as shown in FIG. 17, a
ここで、上記検出装置は、磁力の大きい電磁石で磁性流体を磁化し、電磁石をオフにしたとき、この磁性流体に残る微弱な残留磁界をSQUIDで検出することで、センチネルリンパ節を検出することが可能である。
上記磁性流体は、粒子径が数百nmと小さいので、保磁力が弱く、残留磁界が非常に小さくなる。このため、SQUIDのような高感度の磁気センサを必要とする。
Here, the detection device detects a sentinel lymph node by magnetizing the magnetic fluid with an electromagnet having a large magnetic force and detecting the weak residual magnetic field remaining in the magnetic fluid with the SQUID when the electromagnet is turned off. Is possible.
The magnetic fluid has a particle size as small as several hundred nm, so that the coercive force is weak and the residual magnetic field is very small. For this reason, a highly sensitive magnetic sensor such as SQUID is required.
しかしながら、上記高温超伝導SQUIDにより形成した磁気センサ(以下、SQUID磁気センサ)は、−190℃くらいの低温で動作させるため、液体窒素を用いてセンサを冷やさなければならない。このため、上記高温超伝導SQUIDを用いた検出方法は、装置が大型化し、操作性が悪くなる。また、上記高温超伝導SQUIDを用いた検出方法は、液体窒素も数時間毎に交換する必要があり、ランニングコストがかかる。更に、上記高温超伝導SQUIDを用いた検出方法は、液体窒素の交換時に危険が伴う等の問題がある。また、上記高温超伝導SQUIDを用いた検出方法は、磁性流体の残留磁界が非常に小さいため、電機機器からの磁気ノイズの影響が大きく、磁気シールドする必要があり、更に大型化、コストアップになる。 However, since the magnetic sensor formed by the high-temperature superconducting SQUID (hereinafter referred to as SQUID magnetic sensor) is operated at a low temperature of about −190 ° C., the sensor must be cooled using liquid nitrogen. For this reason, the detection method using the high-temperature superconducting SQUID is large in size and has poor operability. In addition, the detection method using the high-temperature superconducting SQUID needs to replace liquid nitrogen every few hours, which requires a running cost. Furthermore, the detection method using the high-temperature superconducting SQUID has problems such as danger associated with replacement of liquid nitrogen. In addition, the detection method using the high-temperature superconducting SQUID has a very small residual magnetic field of the magnetic fluid, so the influence of magnetic noise from the electrical equipment is large, and it is necessary to shield the magnetic field. Become.
一方、これに対して上記検出装置は、例えば、特開2003−128590号公報に記載されているようにホール素子や磁気抵抗素子などの複数の磁気センサを用いて上記磁性流体を検出する装置が提案されている。
上記特開2003−128590号公報に記載の磁性流体検出装置は、上記磁性流体に対して励磁磁石等の励磁手段により励磁磁界を印加し、この励磁磁界と直交する同一磁界方向成分の磁界強度を上記複数の磁気センサにより検出し、これら複数の磁気センサからの出力の差分を取った後、信号処理して上記励磁手段により励磁した上記磁性流体による局所磁界分布の歪み(空間磁気勾配)を検出するようになっている。
The magnetic fluid detection device described in the above Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-128590 applies an exciting magnetic field to the magnetic fluid by exciting means such as an exciting magnet, and the magnetic field strength of the same magnetic field direction component orthogonal to the exciting magnetic field is obtained. After detecting by the plurality of magnetic sensors and taking the difference between the outputs from the plurality of magnetic sensors, signal processing is performed to detect distortion (spatial magnetic gradient) of the local magnetic field distribution due to the magnetic fluid excited by the excitation means. It is supposed to be.
しかしながら、上記特開2003−128590号公報に記載の磁性流体検出装置は、磁界の強度に比例した出力が得られるホール素子や磁気抵抗素子などの磁気センサを用いている。磁性流体による磁界変化は、上記励磁磁界が生成する励磁磁界と比較すると非常に弱い。このため、上記磁気センサからの出力を直流増幅すると、アンプ出力が飽和するため、交流増幅としなければいけない。
しかしながら、上記磁気センサをコンデンサ等で交流結合した場合、磁性流体による磁界変化が、非常に速くないと、磁性流体による信号変化も減衰してしまう。
However, the magnetic fluid detection device described in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-128590 uses a magnetic sensor such as a Hall element or a magnetoresistive element that can obtain an output proportional to the strength of the magnetic field. The magnetic field change due to the magnetic fluid is very weak compared to the excitation magnetic field generated by the excitation magnetic field. For this reason, if the output from the magnetic sensor is DC amplified, the amplifier output will be saturated, and therefore it must be AC amplified.
However, when the magnetic sensor is AC-coupled with a capacitor or the like, the signal change due to the magnetic fluid is attenuated unless the magnetic field change due to the magnetic fluid is very fast.
そのため、上記特開2003−128590号公報に記載の磁性流体検出装置は、複数の磁気センサの差分をとることで、上記励磁磁界が生成する励磁磁界による信号をキャンセルし、磁性流体による信号変化のみを増幅している。
しかしながら、上記特開2003−128590号公報に記載の磁性流体検出装置は、磁性流体の検出感度を高くするために、上記励磁磁界が生成する励磁磁界を大きくすると、磁気センサの出力が飽和してしまい、磁性流体による磁界変化を検出できなくなる。従って、上記特開2003−128590号公報に記載の磁性流体検出装置は、リンパ節などに滞留する微量な磁性流体を検出することは難しい。
For this reason, the magnetic fluid detection device described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-128590 cancels a signal generated by the excitation magnetic field generated by the excitation magnetic field by taking a difference between a plurality of magnetic sensors, and only changes the signal due to the magnetic fluid. Is amplified.
However, in the magnetic fluid detection device described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-128590, when the excitation magnetic field generated by the excitation magnetic field is increased in order to increase the detection sensitivity of the magnetic fluid, the output of the magnetic sensor is saturated. As a result, a change in the magnetic field due to the magnetic fluid cannot be detected. Therefore, it is difficult for the magnetic fluid detection device described in JP-A-2003-128590 to detect a small amount of magnetic fluid that stays in a lymph node or the like.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、微量な磁性流体でも検出できる、感度の高い磁性流体検出装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a highly sensitive magnetic fluid detection device that can detect even a small amount of magnetic fluid.
本発明による第1の磁性流体検出装置は、被検体内部に滞留している磁性流体を検出する磁性流体検出装置であって、前記磁性流体を励磁するための励磁磁界を生成する励磁手段と、前記励磁手段の励磁磁界によって励磁した前記磁性流体による局所磁界分布の歪みを検出する複数のコイルと、を具備し、前記励磁手段及び前記複数のコイルを振動し、前記複数のコイルからの出力の差分を取って地磁気等のノイズを除去することを特徴としている。
また、本発明による第2の磁性流体検出装置は、前記第1の磁性流体検出装置において、前記励磁手段及び前記複数のコイルを振動させる振動手段と、前記振動手段の振動を制御すると共に、この振動手段の動作状態に基づき、前記複数のコイルからの出力の差分を取って地磁気等のノイズを除去した後、振動周波数成分を検出すると共に、この検出結果に応じた信号強度を告知する制御部と、を設けたことを特徴としている。
また、本発明による第3の磁性流体検出装置は、前記第2の磁性流体検出装置において、前記振動手段は、前記励磁手段及び前記複数のコイルを先端部に設けて振動可能な非磁性の振動部材と、この振動部材を振動させる駆動部とを有し、前記制御部は、前記駆動部を制御駆動して前記振動部材を振動させ、前記駆動部の動作状態に基づいて前記複数のコイルの出力から得た差分から振動周波数成分を検出することを特徴としている。
A first ferrofluid detection device according to the present invention is a ferrofluid detection device for detecting a ferrofluid staying in a subject, an excitation means for generating an excitation magnetic field for exciting the magnetic fluid, A plurality of coils for detecting distortion of the local magnetic field distribution caused by the magnetic fluid excited by the excitation magnetic field of the excitation means, oscillating the excitation means and the plurality of coils, and outputting outputs from the plurality of coils The feature is that noise such as geomagnetism is removed by taking the difference.
According to the second magnetic fluid detection device of the present invention, in the first magnetic fluid detection device, the excitation device and the vibration device that vibrates the plurality of coils, and the vibration of the vibration device are controlled. Based on the operating state of the vibration means, after removing noise such as geomagnetism by taking the difference between the outputs from the plurality of coils, the control unit detects the vibration frequency component and notifies the signal intensity according to the detection result And is characterized by providing.
The third magnetic fluid detection device according to the present invention is the second magnetic fluid detection device, wherein the vibration means is a non-magnetic vibration that can vibrate by providing the excitation means and the plurality of coils at a tip portion. A drive unit that vibrates the vibration member, and the control unit controls and drives the drive unit to vibrate the vibration member, and the plurality of coils are controlled based on an operating state of the drive unit. The vibration frequency component is detected from the difference obtained from the output.
本発明の磁性流体検出装置は、磁性流体の検出感度が高い、という効果を有する。 The magnetic fluid detection device of the present invention has an effect that the detection sensitivity of magnetic fluid is high.
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1ないし図11は本発明の第1実施例に係わり、図1は本発明の第1実施例の磁性流体検出装置を示す説明図、図2は図1のプローブ外装部材を取り外した際のプローブ本体を示す外観図、図3は図2のプローブ本体の概略図、図4は図1の磁性流体検出装置の概略説明図であり、図4(A)は図1の磁性流体検出装置の概略説明図、図4(B)は図4(A)の変形例を示す概略説明図、図5は図1の制御部の回路ブロック図、図6は図5の第1変形例を示す回路ブロック図、図7は図5の第2変形例を示す回路ブロック図、図8はモータ磁石の生成する磁界による影響を示す説明図であり、図8(A)はモータ部に対する2つのコイルの位置を示す概略説明図、図8(B)はモータ部の位置からコイルまでの位置に対するモータ磁石による磁界強度を示すグラフ、図9は複数のコイルと励磁磁石とプリアンプ部とを樹脂で硬めて構成した検出部本体を示す模式図、図10はコイルに対して垂直に横切る地磁気の磁力線を示す模式図、図11は図10の地磁気に対して2つのコイルの相対的な向きを示す説明図であり、図11(A)は図10の地磁気に対して2つのコイルが相対的に向きを変えない際の説明図、図11(B)は図10の地磁気に対して2つのコイルが相対的に向きを変えた際の説明図である。 1 to 11 relate to a first embodiment of the present invention, FIG. 1 is an explanatory view showing a magnetic fluid detection device of the first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a view when the probe exterior member of FIG. 1 is removed. FIG. 3 is a schematic view of the probe main body of FIG. 2, FIG. 4 is a schematic explanatory view of the magnetic fluid detection device of FIG. 1, and FIG. 4 (A) is a schematic view of the magnetic fluid detection device of FIG. 4 is a schematic explanatory diagram, FIG. 4B is a schematic explanatory diagram showing a modification of FIG. 4A, FIG. 5 is a circuit block diagram of the control unit of FIG. 1, and FIG. 6 is a circuit showing a first modification of FIG. FIG. 7 is a circuit block diagram showing a second modification of FIG. 5, FIG. 8 is an explanatory diagram showing the influence of the magnetic field generated by the motor magnet, and FIG. 8A shows the two coils for the motor unit. FIG. 8B is a schematic explanatory diagram showing the position, and FIG. FIG. 9 is a schematic diagram showing a detection unit main body formed by hardening a plurality of coils, exciting magnets, and preamplifier units with resin, and FIG. 10 is a schematic diagram showing magnetic field lines of geomagnetism perpendicular to the coils. 11 and 11 are explanatory views showing the relative orientation of the two coils with respect to the geomagnetism of FIG. 10, and FIG. 11A shows the relative orientation of the two coils with respect to the geomagnetism of FIG. FIG. 11B is an explanatory diagram when two coils change their orientation relative to the geomagnetism of FIG.
図1に示すように第1実施例の磁性流体検出装置1は、体外から、体表面に接触して用いるか、又はトラカールを介して外科的に体腔内に挿入して用いるか又は、外科的に体表面を切開して体内に接触させて用いるプローブ2と、このプローブ2に接続ケーブル3を介して接続され、該プローブ2を制御する制御部4とを有して構成されている。
As shown in FIG. 1, the
前記プローブ2は、把持し易いように基端側に把持部を有して操作し易いピストル型形状に形成されており、被検体内部のセンチネルリンパ節5に滞留している磁性流体6を検出するための後述の励磁手段及び磁気センサを設けた検出部7を先端部に内蔵している。
The
前記制御部4は、前記検出部7が検出した結果を表示するためのLED( Light Emitting Diode )やLCD( Liquid Crystal Display)等で形成された表示部8と、前記検出部7が検出した結果を音で告知するためのスピーカ9とをフロントパネルに設けており、術者に磁性流体6の検出結果を告知するようになっている。
The
前記プローブ2は、非磁性材料で形成されているプローブ外装部材10により覆われており、このプローブ外装部材10を取り外すと、図2に示すようにプローブ本体11が露出するようになっている。尚、前記プローブ2は、体腔内に挿入する場合等に用いる際において、前記プローブ外装部材10が水密に構成されている。
The
図2及び図3に示すようにプローブ本体11は、プローブ先端側に設けたスライド部12と、プローブ基端側に設けた駆動部13とを有している。
前記スライド部12は、非磁性材料で形成され、長手軸方向に振動可能な振動部材14と、この振動部材14に先端側が連結すると共に、基端側が前記駆動部13に接続して前記駆動部13から伝達される振動を前記振動部材14に伝達するためのクランク機構等を設けた連結部15とを有している。即ち、前記駆動部13と前記振動部材14と前記連結部15とは、振動手段を構成している。尚、前記振動部材14は、プローブ本体11の金属部分から前記検出部7を離間させるために前記連結部15よりも長く形成されている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the probe
The
また、前記スライド部12には、前記振動部材14を長手軸方向にスライドさせて案内するためのガイド部材16が先端側と基端側との2箇所に設けられている。
先端側ガイド部材16aは、前記振動部材14の先端側に固定配置されている。一方、基端側ガイド部材16bは、前記振動部材14の基端側に固定配置されている。
Further, the
The distal end
前記駆動部13は、モータ部17を有し、このモータ部17の回転運動を進退動に変換して前記連結部15に振動を伝達するようになっている。そして、前記振動部材14は、前記先端側ガイド部材16a及び基端側ガイド部材16bにスライドされて案内され、前記連結部15を介して前記駆動部13から伝達される振動により、長手軸方向に振動するようになっている。
The
ここで、前記振動部材14と前記ガイド部材16との間にボールベアリングを用いると、振動距離が短いので、熱の発生によりボールベアリングと前記振動部材14又は前記駆動部13とが固着してしまう虞れが生じる。
本実施例では、上述したように前記振動部材14が前記ガイド部材16とスライドして振動されることにより、上記熱の発生による固着がない。
Here, if a ball bearing is used between the
In the present embodiment, as described above, the
尚、前記駆動部13は、モータ部17の代わりに図示しないバイブレータや超音波モータ又は静電アクチュエータを用いて長手軸方向に前記振動部材14を振動させるように構成しても良い。
The
前記振動部材14の先端部には、前記検出部7が設けられている。
図4(A)に示すように前記検出部7は、被検体内部に滞留している磁性流体6を励磁する励磁手段として、ネオジム磁石やサマリウム・コバルト磁石等の永久磁石により形成される励磁磁石21と、この励磁磁石21で励磁した前記磁性流体6による局所磁界分布の歪み(空間磁気勾配)を検出する磁気センサとしてコイル22とを検出部本体23に設けている。尚、図4(B)に示すように前記検出部7は、前記駆動部13の前記モータ部17に前記振動部材14を直接接続するように構成しても良い。
The
As shown in FIG. 4A, the
本実施例では、複数の磁気センサとして2つのコイル22A及びコイル22Bを用いている。前記コイル22Aは、前記検出部本体23の先端側に設けられ、前記振動部材14の先端部に露出して配置されている。また、前記コイル22Aの後方には、前記励磁磁石21が配置されている。更に、前記励磁磁石21の後方には、前記コイル22Bが配置されている。即ち、前記励磁磁石21は、前記コイル22Aと前記コイル22Bとの間に配置されている。
In this embodiment, two
そして、前記検出部7は、前記励磁磁石21を前記振動部材14の長手軸方向の振動に伴って長手軸方向に振動することによりこの振動周波数に依存する励磁磁界として交流磁界を生成し、被検体内部に滞留している磁性流体6を検出するようになっている。
ここで、一般に、励磁磁界(交流磁界)の強度に比例して、磁性流体6による局所磁界分布の歪み(空間磁気勾配)が大きくなり、磁性流体は検出し易くなる。
The
Here, in general, the distortion (spatial magnetic gradient) of the local magnetic field distribution by the magnetic fluid 6 increases in proportion to the intensity of the exciting magnetic field (alternating magnetic field), and the magnetic fluid is easily detected.
しかしながら、ホール素子や磁気抵抗素子などの磁気センサは、表面磁束密度が0.1T(テスラ)以上の励磁磁石を配置すると、センサ出力が飽和し、磁性流体による磁界変化を検出できない。外装の厚みを考えると、磁性流体と磁気センサとの間隔は少なくても1mm近くになると考えられる。表面磁束密度が0.1T(テスラ)の励磁磁石とホール素子や磁気抵抗素子などの磁気センサでは、磁性流体と磁気センサの間隔は、1mm以下でないと、磁性流体を検出できず、1mm近くになると、ほとんど検出できなくなる。従って、励磁磁石の表面磁束密度は0.1T(テスラ)以上としたいが、ホール素子や磁気抵抗素子は使用できない。 However, in a magnetic sensor such as a Hall element or a magnetoresistive element, if an exciting magnet having a surface magnetic flux density of 0.1 T (Tesla) or more is arranged, the sensor output is saturated and a magnetic field change due to the magnetic fluid cannot be detected. Considering the thickness of the exterior, it is considered that the distance between the magnetic fluid and the magnetic sensor is at least 1 mm. In a magnetic sensor such as an excitation magnet having a surface magnetic flux density of 0.1 T (Tesla) and a Hall element or a magnetoresistive element, the magnetic fluid cannot be detected unless the distance between the magnetic fluid and the magnetic sensor is 1 mm or less. Then, it becomes almost impossible to detect. Therefore, although the surface magnetic flux density of the exciting magnet is desired to be 0.1 T (Tesla) or more, a Hall element or a magnetoresistive element cannot be used.
本実施例では、上述したように磁気センサとして前記コイル22を用いている。このコイル22による起電圧vは、ファラデーの電磁誘導の法則
In the present embodiment, as described above, the
n:コイル巻き線本数
H(t):磁界
に基づき発生するようになっている。
n: number of coil windings H (t): generated based on magnetic field.
ここで、前記励磁磁石21と前記コイル22との相対的位置関係は変化しないので、前記コイル22には、静磁界しかかからず、(式1)より起電圧vは0である。
しかしながら、磁性流体6が検出部7の近傍にあると、磁性流体6により励磁磁石21が生成する励磁磁界の磁界分布が局所的に歪み(空間磁気勾配)、振動しているコイル22にかかる磁界が変化し、(式1)より、その磁界変化の微分値に比例した値が起電圧vとしてコイルから出力される。
Here, since the relative positional relationship between the
However, if the magnetic fluid 6 is in the vicinity of the
磁性流体6からみると、励起磁石21の生成する励磁磁界は交流磁界となる。励磁磁石21を大きくすればするほど、起電圧vは大きくなり、検出感度を高くできる。前述した、ネオジム磁石や、サマリウム・コバルト磁石等の永久磁石は、小型で、大きな磁力を持ち、本装置に適した永久磁石である。長さ5mm、直径φ10mm程度のネオジウム磁石で表面磁束密度が約0.5T(テスラ)程度である。
When viewed from the magnetic fluid 6, the exciting magnetic field generated by the
また、本実施例では、複数のコイル22(コイル22A及びコイル22B)を用いているので、後述するようにこれら複数のコイル22(コイル22A及びコイル22B)の差分を取ることで、地磁気や前記モータ部17のモータ磁石が生成する磁界の影響等の磁気ノイズを除去するようにしている。
Further, in this embodiment, since a plurality of coils 22 (
尚、本実施例では、前記コイル22(コイル22A及びコイル22B)の開口をリンパ節より小さくなるように1cm以下に形成している。このことにより、本実施例では、前記コイル22(コイル22A及びコイル22B)が電気機器等からの磁気ノイズを検出してしまう範囲を極力低減でき、前記磁性流体6による磁力線のみを検出できるようになっている。
In this embodiment, the opening of the coil 22 (
更に、本実施例では、後述するように前記複数のコイル22(コイル22A及びコイル22B)からの出力の差分を取って地磁気等の磁気ノイズを除去した後、振動周波数成分を検出することで、地磁気や電気機器等からの磁気ノイズを除去するようにしている。
Furthermore, in the present embodiment, as described later, after removing the magnetic noise such as geomagnetism by taking the difference between the outputs from the plurality of coils 22 (
また、前記検出部7には、前記複数のコイル22(コイル22A及びコイル22B)からの出力を増幅するためのプリアンプ24A及びプリアンプ24Bを備えたプリアンプ部24が設けられている。即ち、検出部7は、前記励磁磁石21及び前記複数のコイル22と共に、前記プリアンプ部24を前記振動部材14の長手軸方向の振動に伴って長手軸方向に一体的に振動させるようになっている。
The
このことにより、本実施例では、コイル22とプリアンプ部24との間のリード線が、振動することがないので、接触抵抗変化等の影響がない。プリアンプ24とラインドライバ26との間のリード線は、振動するが、プリアンプ24により、コイル22の微弱出力を増幅しているため、接触抵抗変化等で、信号が変化しても、増幅後の信号強度に比べるとわずかなので影響がない。
As a result, in this embodiment, the lead wire between the
また、前記スライド部12には、前記検出部7からの出力を前記制御部4へ伝達するラインドライバ26が前記振動部材14の近傍に別体として取り付けられ、固定配置されるようになっている。即ち、ラインドライバ26は、振動しないようになっている。このことにより、比較的重いラインドライバ26を前記振動部材14に設けることによる振動部材14が重くなるのを防止している。
尚、前記ラインドライバ26には、前記複数のコイル22(コイル22A及びコイル22B)からの差分を取る減算器27及び、この減算器27からの出力を増幅するアンプ28が設けられている。
Further, a
The
前記ラインドライバ26からの出力は、前記制御部4に送信され、この制御部4により信号処理されるようになっている。
図5に示すように前記制御部4は、前記ラインドライバ26からの出力を受信するラインレシーバ31と、このラインレシーバ31により受信した出力の高調波成分を除去し、振幅成分を取り出すローパスフィルタ(LPF)32と、このLPF32からの信号を増幅するアンプ33と、このアンプ33からの信号をA/D変換するA/Dコンバータ34と、このA/Dコンバータ34により変換されたディジタル信号をディジタル信号処理して前記表示部や前記スピーカを駆動する例えば、DSP( Digital Signal Processor )などで形成されるディジタル信号処理回路35と、を有して構成されている。
An output from the
As shown in FIG. 5, the
また、前記制御部4は、前記駆動部13の前記モータ部17を制御駆動するモータ制御回路36を有している。このモータ制御回路36は、モータドライブ信号を出力して前記モータ部17を駆動すると共に、このモータ部17からのサーボ信号を受信してフィードバック制御を行い、モータの回転数を安定化させるようになっている。また、前記モータ制御回路36は、前記モータ部17の回転信号に同期したパルス信号を前記ディジタル信号処理回路35へ出力するようになっている。
The
そして、前記ディジタル信号処理回路35は、前記モータ制御回路36からのモータ回転に同期したパルス信号に基づき、前記コイル22からの出力信号(A/Dコンバータ34からのディジタル信号)の復調を行い、振動周波数成分の振幅を検出し、この検出した信号強度に応じて前記表示部8や前記スピーカ9を駆動するようになっている。
The digital
復調方法としては、モータ回転に同期したパルス信号と前記コイル22からの出力信号(A/Dコンバータ34からのディジタル信号)をディジタル的に乗算する、又は、前記コイル22からの出力信号(A/Dコンバータ34からのディジタル信号)を高速フーリエ変換(FFT;Fast Fourier Transform)し、モータ回転に同期したパルス信号から求める振動周波数の周波数成分を求める等の方法がある。モータの回転数が安定していて、更に位相成分を必要としないときは、モータ回転に同期したパルス信号は必要とせず、振動周波数を一定として、前記コイル22からの出力信号(A/Dコンバータ34からのディジタル信号)のみから、復調することができる。
As a demodulation method, the pulse signal synchronized with the motor rotation and the output signal from the coil 22 (digital signal from the A / D converter 34) are digitally multiplied, or the output signal from the coil 22 (A / D) There is a method of performing a fast Fourier transform (FFT) on a digital signal from the
尚、この場合、前記ディジタル信号処理回路35は、検出した信号強度に応じて前記表示部8のLEDの輝度や点滅速度又はLED等で形成されたインジケータの表示状態又は、LCDの数値表示やインジケータ表示等を変化させるようになっている。
また、前記ディジタル信号処理回路35は、検出した信号強度に応じて前記スピーカ9の音量や周波数又はパルス列周期を変化させるようになっている。
In this case, the digital
The digital
尚、図5に示した制御部4の構成は、ディジタル信号処理を行うように構成しているが、図6に示すようにアナログ信号処理を行うように構成しても良い。
図6に示すように制御部4Bは、前記ラインレシーバ31と、このラインレシーバ31からの出力に前記モータ制御回路36からのパルス信号を乗算する乗算器37と、この乗算器37からの出力の高調波成分を除去し、振幅成分を取り出すLPF32bと、このLPF32bからのアナログ信号を増幅するDCアンプ33bと、このDCアンプ33bからのアナログ信号(電圧)強度に応じて前記ディジタル信号処理回路35と同様に前記表示部8や前記スピーカ9を駆動する電圧制御発振器(VCO;Voltage Cotrolled Oscillator )38とを有して構成されている。
The configuration of the
As shown in FIG. 6, the
また、磁性流体検出装置1は、内視鏡装置と組み合わせて構成する場合、制御部は、図7に示すように内視鏡画像が表示されるモニタに磁性流体6の検出結果を表示するように構成しても良い。
When the magnetic
図7に示すように制御部4Cは、内視鏡装置40から出力される内視鏡画像信号に前記検出結果を合成する合成回路41を有し、この合成回路41からの合成画像信号をモニタ42に出力して、このモニタの表示画面に内視鏡画像と共に、磁性流体6の検出結果を表示するように構成されている。
As shown in FIG. 7, the control unit 4C has a synthesis circuit 41 that synthesizes the detection result with the endoscope image signal output from the
また、本実施例では、上述したように複数のコイル22としてコイル22A及びコイル22Bを用いている。
ここで、図8(A),図8(B)に示すようにモータ部17に用いられている図示しないモータ磁石の生成する磁界が、コイル22にもかかる。磁界強度は、モータ磁石から距離によって変化する。コイル22を振動すると、このコイル22にかかっているモータ磁石の磁界強度が変動するので、ファラデーの電磁誘導の法則により、コイル22から電圧が出力されてしまう。この電圧は、磁性流体の有無とは関係ないので、磁性流体の検出にとっては、ノイズとなる。
In this embodiment, as described above, the
Here, as shown in FIGS. 8A and 8B, a magnetic field generated by a motor magnet (not shown) used in the
モータ磁石からの磁界は、このモータ磁石付近では、指数関数的に減衰していくが、ある程度距離が離れた複数のコイル22の位置では、数cmの範囲に亘って磁界強度減衰の傾きは等しいと考えても良い。
The magnetic field from the motor magnet attenuates exponentially in the vicinity of the motor magnet, but the gradient of the magnetic field intensity attenuation is equal over a range of several centimeters at the positions of the plurality of
従って、コイル22が振動しているときの、コイル22Aとコイル22Bとにかかっているモータ磁石からの磁界強度変化は、等しく、出力される電圧も等しいと考えられる。
以上のことから、コイル22Aとコイル22Bとの出力の差分をとれば、モータ磁石からの影響を除去することができる。
Therefore, when the
From the above, if the difference between the outputs of the
また、図9に示すように前記検出部7は、検出部本体23において前記複数のコイル22(コイル22A及びコイル22B)と前記励磁磁石21と前記プリアンプ部24とを樹脂50で硬めて構成されている。即ち、前記コイル22A及び前記コイル22Bは、平行に配置された状態において樹脂50で硬められているので、前記振動部材14の振動により前記検出部7が振動しても、互いの向き及び位置が変化しないようになっている。
Further, as shown in FIG. 9, the
ここで、本実施例では、前記振動部材14を長手軸方向に振動することで、前記検出部7を長手軸方向に例えば、1〜2mm程度振動するようになっている。このため、前記検出部7と前記プローブ外装部材10との間には、前記検出部7が振動するための1〜2mm程度の空間がある。
Here, in this embodiment, by vibrating the vibrating
一般に、磁界の強さは、距離の二乗に反比例して弱くなる。このため、前記コイル22Aの位置は、できるだけ、先端側に近い方が良い。
そこで、本実施例では、前記コイル22Aが前記検出部本体23の先端面から1mm以下の範囲内に配置されている。
In general, the strength of the magnetic field becomes weaker in inverse proportion to the square of the distance. For this reason, the position of the
Therefore, in this embodiment, the
ここで、図10に示すように地磁気の磁力線は、コイル22に対して垂直に横切ると仮定する。
前記検出部7の振動により、図11(B)に示すように前記コイル22A及び前記コイル22Bは、それぞれ互いに動き、相対的な向きや位置が変化してしまうと、これらコイル22A及びコイル22Bに対して横切る地磁気の磁力線の変化が生じてしまう。すると、これらコイル22A及びコイル22Bの差分を取っても、上述したような上記モータ磁石の生成する磁界に地磁気が合成した合成磁界による磁気ノイズを除去することができなくなってしまう。
Here, as shown in FIG. 10, it is assumed that the magnetic field lines of geomagnetism traverse perpendicular to the
If the
しかしながら、本実施例では、上述したように前記振動部材14の振動により前記検出部7が振動しても、前記コイル22A及び前記コイル22Bは、互いの向き及び位置が変化しない。このため、図11(A)に示すように、これらコイル22A及びコイル22Bは、横切る地磁気の磁力線の変化が等しい。
However, in this embodiment, as described above, even if the
従って、本実施例では、これらコイル22A及びコイル22Bの差分を取ると、上述したような上記モータ磁石の生成する磁界に地磁気が合成した合成磁界による磁気ノイズを除去することができる。
Therefore, in this embodiment, when the difference between the
このように構成される磁性流体検出装置1は、被検体内のセンチネルリンパ節5に滞留している磁性流体6を検出して、センチネルリンパ節5を同定するのに用いられる。
先ず、術者は、被検体の病変部の下層に図示しない穿刺針を差し込み、病変部近傍に磁性流体6を局部的に注入する。すると、病変部に注入された磁性流体6は、注入部位からリンパ管に移行し、5分から15分後にセンチネルリンパ節5に達してこのセンチネルリンパ節5に滞留する。
The magnetic
First, the operator inserts a puncture needle (not shown) into the lower layer of the lesioned part of the subject and locally injects the magnetic fluid 6 near the lesioned part. Then, the magnetic fluid 6 injected into the lesioned part moves from the injection site to the lymphatic vessel, reaches the
そして、術者は、磁性流体検出装置1のプローブ2を、例えば図示しないトラカールを介して外科的に体腔内に挿入して用いるか又は、体外から体表面に用いる。術者は、プローブ2の先端を患者の病変部近傍に対して、動かしながらセンチネルリンパ節5に滞留している磁性流体6を検出する。
Then, the surgeon uses the
このとき、前記プローブ2は、前記制御部4のモータ制御回路36の制御により、前記駆動部13の前記モータ部17が制御駆動され、このモータ部17の回転運動が進退動に変換されて前記連結部15に振動が伝達される。
At this time, in the
そして、前記プローブ2は、前記連結部15を介して前記駆動部13から伝達される振動により前記振動部材14がガイド部材16a,16bにスライドガイドされて長手軸方向に振動されることにより、前記検出部7が長手軸方向に振動される。すると、前記プローブ2は、前記検出部7の前記励磁磁石21が長手軸方向に振動されることによりこの振動周波数に依存する交流磁界を生成する。
The
ここで、患者の病変部近傍に磁性流体6が存在していると、前記励磁磁石21による交流磁界は、プローブ近傍の空間を介して前記磁性流体6を励磁する。すると、交流磁界は、磁性流体6付近で吸い込まれるか又は弾かれて磁界分布に局所的な歪みが生じ、これにより、磁界分布の空間勾配(磁束密度)に変化が生じる。そして、この磁性流体6による局所磁界分布の歪み(磁束密度の変化)は、前記複数のコイル22(コイル22A及びコイル22B)により検出される。
Here, when the magnetic fluid 6 exists in the vicinity of the lesioned part of the patient, the alternating magnetic field generated by the
ここで、前記コイル22A及び前記コイル22Bは、上述したように励磁磁界(交流磁界)に影響されず、磁性流体6による局所磁界分布の歪み(空間磁気勾配)を検出できる。そして、これらコイル22A及びコイル22Bからの出力は、それぞれプリアンプ24A及びプリアンプ24Bにより増幅されラインドライバ26へ出力される。
前記ラインドライバ26では、前記減算器27が前記コイル22A及び前記コイル22Bからの出力の差分を取り、この差分をアンプ28により増幅されて制御部4へ伝達される。
Here, the
In the
ここで、前記検出部7は、前記励磁磁石21及び前記複数のコイル22(コイル22A及びコイル22B)と共に、前記プリアンプ部24が前記振動部材14の長手軸方向の振動に伴って長手軸方向に振動されることにより、上述したように複数のコイル22(コイル22A及びコイル22B)とプリアンプ部24との間のリード線が、振動することがないので、接触抵抗変化等の影響がない。
Here, the
プリアンプ部24とラインドライバ26との間のリード線は、振動するが、プリアンプ部24により、コイル22の微弱出力を増幅しているため、接触抵抗変化等で、信号が変化しても、増幅後の信号強度に比べるとわずかなので影響がない。従って、コイル22(コイル22A及びコイル22B)及び励磁磁石21の振動によるノイズを防止できる。
Although the lead wire between the
そして、制御部4は、ラインレシーバ31により受信した出力を前記LPF32により高調波成分を除去し振幅成分を取り出し、この取り出した振幅成分をアンプ33により増幅してA/Dコンバータ34によりA/D変換する。
そして、制御部4は、前記ディジタル信号処理回路35が前記モータ制御回路36からのパルス信号に基づき、前記複数のコイル22(コイル22A及びコイル22B)からの出力(A/Dコンバータ34からのディジタル信号)に対して高速フーリエ変換等のディジタル信号処理を行って振動周波数成分の振幅を検出し、この検出した信号強度に応じて前記表示部8や前記スピーカ9を駆動する。
Then, the
Then, the
表示部8は、局所磁界分布の歪み(空間磁気勾配)をインジケータや数字で表示する。この場合、表示部8は、プローブ先端が磁性流体6に近づくとき、だんだんインジケータの振れ又は数字が大きくなり、プローブ先端が磁性流体6から遠ざかるとき、だんだんインジケータの振れ又は数字が小さくなるように表示している。
The
また、スピーカ9は、局所磁界分布の歪み(空間磁気勾配)に応じた音を発生する。この場合、スピーカ9は、プローブ先端が磁性流体6に近づくとき、だんだん音が大きくなり、プローブ先端が磁性流体6から遠ざかるとき、だんだん音が小さくなるように音を発生する。又は、スピーカ9は、プローブ2と磁性流体6との距離に比例して音の周波数が変化するように音を発生する。
The
これより、第1実施例の磁性流体検出装置1は、地磁気等の磁気ノイズを拾うことなく、センチネルリンパ節5に滞留している磁性流体6の位置を正確に検出でき、センチネルリンパ節5の位置を同定することができる。
Thus, the magnetic
図12ないし図16は本発明の第2実施例に係わり、図12は第2実施例の磁性流体検出装置を示す説明図、図13は図12の駆動部の説明図であり、図13(A)は図12の駆動部の概略説明図、図13(B)は図13(A)の偏芯カムを示す外観図、図14は先端部を左右方向に揺動する(振る)ことで左右方向に振動するように構成したプローブ先端側を示す概略説明図、図15は励磁磁石の代わりに励磁電磁石を用いた際の回路構成を示す説明図、図16は図15の回路構成による周波数に対する信号強度を示すグラフであり、図16(A)は図15の回路構成による周波数に対する一方のコイルからの出力の信号強度を示すグラフ、図16(B)は図15の回路構成による周波数に対する他方のコイルからの出力の信号強度を示すグラフ、図16(C)は図16(A)のコイルからの出力と図16(B)のコイルからの出力との差分を取った差分信号の信号強度を示すグラフである。 FIGS. 12 to 16 relate to a second embodiment of the present invention, FIG. 12 is an explanatory view showing a magnetic fluid detecting device of the second embodiment, FIG. 13 is an explanatory view of the drive unit of FIG. 12A is a schematic explanatory view of the drive unit of FIG. 12, FIG. 13B is an external view showing the eccentric cam of FIG. 13A, and FIG. FIG. 15 is an explanatory diagram showing a circuit configuration when an exciting electromagnet is used instead of the exciting magnet, and FIG. 16 is a frequency according to the circuit configuration of FIG. 16A is a graph showing the signal strength of the output from one coil with respect to the frequency according to the circuit configuration of FIG. 15, and FIG. 16B is a graph showing the signal strength with respect to the frequency according to the circuit configuration of FIG. Indicates the signal strength of the output from the other coil Rough, 16 (C) is a graph showing the signal intensity of the difference signal corresponding to a difference between the output from the coil of the output and 16 from the coil of FIG. 16 (A) (B).
上記第1実施例は、プローブ2と制御部4とを別体に構成しているが、第2実施例はプローブに制御部を内蔵して構成する。それ以外の構成は上記第1実施例と同様であるので説明を省略し、同一構成には同じ符号を付して説明する。
In the first embodiment, the
即ち、図12に示すように第2実施例の磁性流体検出装置1Bは、制御部4を内蔵したプローブ2Bを設けて構成されている。
前記プローブ2Bは、駆動部13Bの後方に制御部として制御回路を搭載した制御基板71を設け、この制御基板71の後方に電源電力を供給するためのバッテリ72を設けて構成されている。前記制御基板71には、表示部としてのLED73が前記制御基板71に接続して設けられている。尚、前記バッテリ72は、充電用コイル72Aからの起電力により充電するように構成しても良い。
That is, as shown in FIG. 12, the magnetic
The probe 2B is configured by providing a control board 71 on which a control circuit is mounted as a control unit behind the
また、前記プローブ2Bは、このプローブ外装部材10Bが透明に形成されており、このプローブ外装部材10Bを介して前記LED73の発光状態が見えるようになっている。前記駆動部13Bは、モータ部17を設けて構成されている。
具体的に説明すると、図21(A),図21(B)に示すように前記駆動部13Bは、モータ部17と、このモータ部17の出力軸17aに設けた偏芯カム74とを有して構成されている。
Further, the probe 2B is formed such that the
More specifically, as shown in FIGS. 21A and 21B, the
前記偏芯カム74には連結部15が連設されており、この連結部15の先端側にはばね75に付勢されて前記振動部材14が接続されている。尚、ばね75は、前記連結部15の先端側に押圧されると、ばね止め部材75aにより付勢力を受けるようになっている。
The
そして、前記プローブ2Bは、前記制御基板71の制御回路により制御されて前記駆動部13の前記モータ部17が前記ばね75の付勢力に抗して回転運動してこの回転運動を前記偏芯カム74により進退動に変換して前記連結部15に伝達し、前記振動部材14を長手軸方向に振動させるようになっている。
従って、第2実施例の磁性流体検出装置1Bは、上記第1実施例と同様な効果を得ることに加え、プローブ2Bのみで構成されているので、小型化でき操作性が良い。
The probe 2B is controlled by the control circuit of the control board 71 so that the
Therefore, in addition to obtaining the same effect as the first embodiment, the magnetic fluid detection device 1B according to the second embodiment is composed of only the probe 2B, so that it can be downsized and has good operability.
尚、プローブは、図14に示すように先端部を左右方向に揺動する(振る)ことで左右方向に振動するように構成しても良い。
図14に示すようにプローブ2Dは、先端部81が支点81aを中心に左右方向に揺動可能に構成されている。このため、前記プローブ2Dは、検出部7の左右方向への移動量が大きくなるので、移動速度を速くすることができる。
The probe may be configured to vibrate in the left-right direction by swinging (shaking) the tip portion in the left-right direction as shown in FIG.
As shown in FIG. 14, the
ここで、前記コイル22(コイル22A及びコイル22B)は、開口を横切る磁束の変化(磁束密度の変化)を検出しているので、上述したファラデーの電磁誘導の法則により、時間変化が速いほど出力(起電圧)信号が大きくなる。
これにより、前記プローブ2Dは、検出部7の移動速度が速いので、前記コイル22A及び前記コイル22Bの移動速度も速くなり、非常に大きい出力(起電圧)信号を得られる。
Here, since the coil 22 (
As a result, the
尚、上記第1,第2実施例は、励磁手段として永久磁石を用いた励磁磁石21を用い、振動することで、この励磁磁石21が生成する励磁磁界を交流磁界として構成しているが、励磁手段として図15に示すように励磁電磁石90を用いて構成しても良い。
図15に示すように励磁電磁石90は、鉄芯91にコイル92を巻回して構成され、このコイル92に電磁石ドライバ93を介して交流電源94から交流電流を供給するようになっている。
In the first and second embodiments, the
As shown in FIG. 15, the
そして、この励磁電磁石90により生成された交流磁界により、被検体内部に滞留している磁性流体6を励磁する。すると、前記磁性流体6による局所磁界分布の歪み(空間磁気勾配)は、コイル22(コイル22A及びコイル22B)により検出される。
ここで、コイル22A及びコイル22Bからの出力は、例えば、それぞれ図16(A),図16(B)に示すようになる。そして、減算器27により出力の差分を取ると、差分信号は、例えば、図16(C)に示すようになる。
Then, the magnetic fluid 6 staying inside the subject is excited by the alternating magnetic field generated by the
Here, the outputs from the
このとき、磁性流体6が存在しない場合、コイル22A及びコイル22Bからの出力は、同じ強度の信号出力となり、これらの差分を取ると図16(C)に示す信号強度は0となるが、磁性流体6が存在する場合、磁性流体6に近い方のコイル22Aからの出力は、コイル22Bに比べより強い信号出力となり、これらの差分を取ると図16(C)に示す信号強度は交流磁界の周波数に依存して現れる。
At this time, if the magnetic fluid 6 does not exist, the outputs from the
従って、励磁磁石21の代わりに励磁電磁石90を用いた磁性流体検出装置は、磁性流体6を検出できる。
これにより、磁性流体検出装置は、振動機構が必要ないので、構造が簡易になり、小型化できて操作性が良い。
Therefore, the magnetic fluid detection device using the
As a result, the magnetic fluid detection device does not require a vibration mechanism, so the structure is simplified, the size can be reduced, and the operability is good.
また、本発明は、以上述べた実施例のみに限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能である。 The present invention is not limited to the embodiments described above, and various modifications can be made without departing from the spirit of the invention.
[付記]
(付記項1)
被検体内部に滞留している磁性流体を検出する磁性流体検出装置であって、
前記磁性流体を励磁するための励磁磁界を生成する励磁手段と、
前記励磁手段の励磁磁界によって励磁した前記磁性流体による局所磁界分布の歪みを検出する複数のコイルと、
を具備し、前記励磁手段及び前記複数のコイルを振動し、前記複数のコイルからの出力の差分を取って地磁気等のノイズを除去することを特徴とする磁性流体検出装置。
[Appendix]
(Additional item 1)
A magnetic fluid detection device for detecting magnetic fluid staying inside a subject,
Exciting means for generating an exciting magnetic field for exciting the magnetic fluid;
A plurality of coils for detecting distortion of a local magnetic field distribution due to the magnetic fluid excited by an excitation magnetic field of the excitation means;
The magnetic fluid detection apparatus is characterized in that the excitation means and the plurality of coils are vibrated, and noise such as geomagnetism is removed by taking a difference between outputs from the plurality of coils.
(付記項2)
前記励磁手段及び前記複数のコイルを振動させる振動手段と、前記振動手段の振動を制御すると共に、この振動手段の動作状態に基づき、前記複数のコイルからの出力の差分を取って地磁気等のノイズを除去した後、振動周波数成分を検出すると共に、この検出結果に応じた信号強度を告知する制御部と、を設けたことを特徴とする付記項1に記載の磁性流体検出装置。
(Appendix 2)
The excitation means and the vibration means for vibrating the plurality of coils, and the vibration of the vibration means are controlled, and based on the operating state of the vibration means, the difference between outputs from the plurality of coils is taken to obtain noise such as geomagnetism. The magnetic fluid detection device according to
(付記項3)
前記複数のコイルの開口を前記被検体のリンパ節より小さく形成したことを特徴とする付記項1に記載の磁性流体検出装置。
(Appendix 3)
The magnetic fluid detection device according to
(付記項4)
前記振動手段は、前記励磁手段及び前記複数のコイルを先端部に設けて振動可能な非磁性の振動部材と、この振動部材を振動させる駆動部とを有し、
前記制御部は、前記駆動部を制御駆動して前記振動部材を振動させ、前記駆動部の動作状態に基づいて前記複数のコイルの出力から得た差分から振動周波数成分を検出する
ことを特徴とする付記項2に記載の磁性流体検出装置。
(Appendix 4)
The vibration means includes a non-magnetic vibration member that can vibrate by providing the excitation means and the plurality of coils at a tip portion, and a drive unit that vibrates the vibration member,
The control unit controls and drives the drive unit to vibrate the vibration member, and detects a vibration frequency component from a difference obtained from outputs of the plurality of coils based on an operation state of the drive unit. The magnetic fluid detection device according to
(付記項5)
前記励磁手段が、表面磁束密度が0.1T(テスラ)以上の永久磁石であることを特徴とする付記項2又は3に記載の磁性流体検出装置。
(Appendix 5)
The magnetic fluid detection device according to
(付記項6)
前記励磁手段が、ネオジム磁石又はサマリウム・コバルト磁石であることを特徴とする付記項2又は3に記載の磁石流体検出装置。
(Appendix 6)
4. The magnetic fluid detection device according to
(付記項7)
前記駆動部は、モータ部を備え、このモータ部の回転運動を進退動に変換して前記振動部材を振動させることを特徴とする付記項4に記載の磁性流体検出装置。
(Appendix 7)
The magnetic fluid detection device according to
(付記項8)
前記駆動部は、超音波モータ又は静電アクチュエータであることを特徴とする付記項4に記載の磁性流体検出装置。
(Appendix 8)
5. The magnetic fluid detection device according to
(付記項9)
前記振動部材は、ばねにより付勢され、
前記駆動部は、前記ばねの付勢力に抗して前記振動部材を押圧するカムを有する
ことを特徴とする付記項4に記載の磁性流体検出装置。
(Appendix 9)
The vibrating member is biased by a spring;
The magnetic fluid detection device according to
(付記項10)
前記振動部材の振動により前記複数のコイルの互いの向きと位置とが変化しないように樹脂で固めたことを特徴とする付記項4に記載の磁性流体検出装置。
(Appendix 10)
The magnetic fluid detection device according to
(付記項11)
被検体内部に滞留している磁性流体を検出する磁性流体検出装置であって、
前記磁性流体を励磁するための励磁磁界を生成する励磁手段と、この励磁手段の励磁磁界によって励磁した前記磁性流体による局所磁界分布の歪みを検出する複数のコイルと、前記励磁手段及び前記複数のコイルを一体的に振動させる振動手段と、を有するプローブと、
前記プローブの前記振動手段の振動を制御すると共に、この振動手段の動作状態に基づき、前記複数のコイルからの出力の差分を取って地磁気等のノイズを除去した後、振動周波数成分を検出すると共に、この検出結果に応じた信号強度を告知する制御部と、
を具備したことを特徴とする磁性流体検出装置。
(Appendix 11)
A magnetic fluid detection device for detecting magnetic fluid staying inside a subject,
Excitation means for generating an excitation magnetic field for exciting the magnetic fluid; a plurality of coils for detecting distortion of a local magnetic field distribution caused by the magnetic fluid excited by the excitation magnetic field of the excitation means; the excitation means and the plurality of A probe having vibration means for vibrating the coil integrally;
While controlling the vibration of the vibration means of the probe, and based on the operating state of the vibration means, taking the difference of outputs from the plurality of coils and removing noise such as geomagnetism, and then detecting the vibration frequency component A control unit for notifying the signal strength according to the detection result;
A magnetic fluid detection device comprising:
(付記項12)
前記プローブは、把持部を設けてピストル型形状に形成したことを特徴とする付記項11に記載の磁性流体検出装置。
(Appendix 12)
The magnetic fluid detection device according to
(付記項13)
被検体内部に滞留している磁性流体を検出する磁性流体検出装置であって、
前記磁性流体を励磁するための励磁磁界を生成する励磁手段と、
前記励磁手段の励磁磁界によって励磁した前記磁性流体による局所磁界分布の歪みを検出する複数のコイルと、
前記励磁手段及び前記複数のコイルを一体的に振動させる振動手段と、
前記振動手段の振動を制御すると共に、この振動手段の動作状態に基づき、前記複数のコイルからの出力の差分を取って地磁気等のノイズを除去した後、振動周波数成分を検出すると共に、この検出結果に応じた信号強度を告知する制御部と、
を具備したプローブであることを特徴とする磁性流体検出装置。
(Appendix 13)
A magnetic fluid detection device for detecting magnetic fluid staying inside a subject,
Exciting means for generating an exciting magnetic field for exciting the magnetic fluid;
A plurality of coils for detecting distortion of a local magnetic field distribution due to the magnetic fluid excited by an excitation magnetic field of the excitation means;
Vibration means for integrally vibrating the excitation means and the plurality of coils;
The vibration of the vibration means is controlled and, based on the operating state of the vibration means, the difference between outputs from the plurality of coils is taken to remove noise such as geomagnetism, and then the vibration frequency component is detected and detected. A control unit for notifying the signal strength according to the result;
A magnetic fluid detection device comprising: a probe comprising:
(付記項14)
前記プローブは、先端部を支点を中心に左右方向に揺動可能に構成し、前記励磁手段及び前記複数のコイルの左右方向への移動量を大きくして移動速度を速くしたことを特徴とする付記項13に記載の磁性流体検出装置。
(Appendix 14)
The probe is configured such that a tip portion thereof is swingable in a left-right direction around a fulcrum, and a moving speed is increased by increasing a moving amount in the left-right direction of the excitation means and the plurality of coils.
(付記項15)
被検体内部に滞留している磁性流体を検出する磁性流体検出装置であって、
前記磁性流体を励磁するための励磁磁界を生成する励磁手段と、
前記励磁手段の励磁磁界によって励磁した前記磁性流体による局所磁界分布の歪みを検出する複数のコイルと、
前記複数のコイルからの出力を増幅するプリアンプと、
を具備し、前記励磁手段、前記複数のコイル及び前記プリアンプを振動し、前記複数のコイルからの出力の差分を取って地磁気等のノイズを除去することを特徴とする磁性流体検出装置。
(Appendix 15)
A magnetic fluid detection device for detecting magnetic fluid staying inside a subject,
Exciting means for generating an exciting magnetic field for exciting the magnetic fluid;
A plurality of coils for detecting distortion of a local magnetic field distribution due to the magnetic fluid excited by an excitation magnetic field of the excitation means;
A preamplifier for amplifying outputs from the plurality of coils;
The magnetic fluid detection apparatus is characterized in that the excitation means, the plurality of coils, and the preamplifier are vibrated, and a difference in output from the plurality of coils is taken to remove noise such as geomagnetism.
(付記項16)
前記励磁手段、前記複数のコイル及び前記プリアンプを振動させる振動手段と、前記振動手段の振動を制御すると共に、前記プリアンプにより増幅された前記複数のコイルの差分を取って地磁気等のノイズを除去した後、前記振動手段の動作状態に基づき、振動周波数成分を検出すると共に、この検出結果に応じた信号強度を告知する制御部と、を設けたことを特徴とする付記項15に記載の磁性流体検出装置。
(Appendix 16)
The excitation means, the vibration means for vibrating the plurality of coils and the preamplifier, and the vibration of the vibration means are controlled and the difference between the plurality of coils amplified by the preamplifier is taken to remove noise such as geomagnetism. The magnetic fluid according to
(付記項17)
前記複数のコイルの開口を前記被検体のリンパ節より小さく形成したことを特徴とする付記項15に記載の磁性流体検出装置。
(Appendix 17)
(付記項18)
前記振動手段は、前記励磁手段、前記複数のコイル及び前記プリアンプを先端部に設けて振動可能な非磁性の振動部材と、この振動部材を振動させる駆動部とを有し、
前記制御部は、前記駆動部を制御駆動して前記振動部材を振動させ、前記駆動部の動作状態に基づいて前記複数のコイルの出力から得た差分から振動周波数成分を検出する
ことを特徴とする付記項16に記載の磁性流体検出装置。
(Appendix 18)
The vibration means includes a non-magnetic vibration member that can vibrate by providing the excitation means, the plurality of coils, and the preamplifier at a tip portion, and a drive unit that vibrates the vibration member,
The control unit controls and drives the drive unit to vibrate the vibration member, and detects a vibration frequency component from a difference obtained from outputs of the plurality of coils based on an operation state of the drive unit.
(付記項19)
前記駆動部は、モータ部を備え、このモータ部の回転運動を進退動に変換して前記振動部材を振動させることを特徴とする付記項18に記載の磁性流体検出装置。
(Appendix 19)
The magnetic fluid detection device according to
(付記項20)
前記駆動部は、超音波モータ又は静電アクチュエータであることを特徴とする付記項18に記載の磁性流体検出装置。
(Appendix 20)
Item 20. The magnetic fluid detection device according to
(付記項21)
前記振動部材は、ばねにより付勢され、
前記駆動部は、前記ばねの付勢力に抗して前記振動部材を押圧するカムを有する
ことを特徴とする付記項18に記載の磁性流体検出装置。
(Appendix 21)
The vibrating member is biased by a spring;
The magnetic fluid detection device according to
(付記項22)
前記振動部材の振動により前記複数のコイルの互いの向きと位置とが変化しないように樹脂で固めたことを特徴とする付記項18に記載の磁性流体検出装置。
(Appendix 22)
Item 19. The magnetic fluid detection device according to
(付記項23)
被検体内部に滞留している磁性流体を検出する磁性流体検出装置であって、
前記磁性流体を励磁するための励磁磁界を生成する励磁手段と、この励磁手段の励磁磁界によって励磁した前記磁性流体による局所磁界分布の歪みを検出する複数のコイルと、これら複数のコイルからの出力を増幅するプリアンプと、前記励磁手段、前記複数のコイル及び前記プリアンプを一体的に振動させる振動手段と、を有するプローブと、
前記プローブの前記振動手段の振動を制御すると共に、前記プリアンプにより増幅された前記複数のコイルの差分を取って地磁気等のノイズを除去した後、前記振動手段の動作状態に基づき、振動周波数成分を検出すると共に、この検出結果に応じた信号強度を告知する制御部と、
を具備したことを特徴とする磁性流体検出装置。
(Appendix 23)
A magnetic fluid detection device for detecting magnetic fluid staying inside a subject,
Excitation means for generating an excitation magnetic field for exciting the magnetic fluid, a plurality of coils for detecting distortion of the local magnetic field distribution due to the magnetic fluid excited by the excitation magnetic field of the excitation means, and outputs from the plurality of coils A probe having a preamplifier, and a vibrating means for integrally vibrating the excitation means, the plurality of coils and the preamplifier,
After controlling the vibration of the vibration means of the probe and removing noises such as geomagnetism by taking the difference between the plurality of coils amplified by the preamplifier, the vibration frequency component is calculated based on the operating state of the vibration means. A control unit for detecting and notifying the signal intensity according to the detection result;
A magnetic fluid detection device comprising:
(付記項24)
前記プローブは、把持部を設けてピストル型形状に形成したことを特徴とする付記項23に記載の磁性流体検出装置。
(Appendix 24)
24. The magnetic fluid detection device according to
(付記項25)
被検体内部に滞留している磁性流体を検出する磁性流体検出装置であって、
前記磁性流体を励磁するための励磁磁界を生成する励磁手段と、
前記励磁手段の励磁磁界によって励磁した前記磁性流体による局所磁界分布の歪みを検出する複数のコイルと、
前記励磁手段、前記複数のコイル及び前記プリアンプを一体的に振動させる振動手段と、
前記振動手段の振動を制御すると共に、前記プリアンプにより増幅された前記複数のコイルの差分を取って地磁気等のノイズを除去した後、前記振動手段の動作状態に基づき、振動周波数成分を検出すると共に、この検出結果に応じた信号強度を告知する制御部と、
を具備したプローブであることを特徴とする磁性流体検出装置。
(Appendix 25)
A magnetic fluid detection device for detecting magnetic fluid staying inside a subject,
Exciting means for generating an exciting magnetic field for exciting the magnetic fluid;
A plurality of coils for detecting distortion of a local magnetic field distribution due to the magnetic fluid excited by an excitation magnetic field of the excitation means;
Vibration means for integrally vibrating the excitation means, the plurality of coils and the preamplifier;
While controlling the vibration of the vibration means and taking the difference between the plurality of coils amplified by the preamplifier to remove noise such as geomagnetism, the vibration frequency component is detected based on the operating state of the vibration means A control unit for notifying the signal strength according to the detection result;
A magnetic fluid detection device comprising: a probe comprising:
(付記項26)
前記プローブは、先端部を支点を中心に左右方向に揺動可能に構成し、前記励磁手段及び前記複数のコイルの左右方向への移動量を大きくして移動速度を速くしたことを特徴とする付記項25に記載の磁性流体検出装置。
(Appendix 26)
The probe is configured such that a tip portion thereof is swingable in a left-right direction around a fulcrum, and a moving speed is increased by increasing a moving amount in the left-right direction of the excitation means and the plurality of coils. The magnetic fluid detection device according to appendix 25.
1 磁性流体検出装置
2 プローブ
4 制御部
5 センチネルリンパ節
6 磁性流体
7 検出部
8 表示部
9 スピーカ
10 プローブ外装部材
11 プローブ本体
14 振動部材
15 連結部
17 モータ部
21 励磁磁石
22A,22B コイル
23 検出部本体
24 プリアンプ部
24A,24B プリアンプ
26 ラインドライバ
27 減算器
50 樹脂
代理人 弁理士 伊藤 進
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記磁性流体を励磁するための励磁磁界を生成する励磁手段と、
前記励磁手段の励磁磁界によって励磁した前記磁性流体による局所磁界分布の歪みを検出する複数のコイルと、
を具備し、前記励磁手段及び前記複数のコイルを振動し、前記複数のコイルからの出力の差分を取って地磁気等のノイズを除去することを特徴とする磁性流体検出装置。 A magnetic fluid detection device for detecting magnetic fluid staying inside a subject,
Exciting means for generating an exciting magnetic field for exciting the magnetic fluid;
A plurality of coils for detecting distortion of a local magnetic field distribution due to the magnetic fluid excited by an excitation magnetic field of the excitation means;
The magnetic fluid detection apparatus is characterized in that the excitation means and the plurality of coils are vibrated, and noise such as geomagnetism is removed by taking a difference between outputs from the plurality of coils.
前記制御部は、前記駆動部を制御駆動して前記振動部材を振動させ、前記駆動部の動作状態に基づいて前記複数のコイルの出力から得た差分から振動周波数成分を検出する
ことを特徴とする請求項2に記載の磁性流体検出装置。
The vibration means includes a non-magnetic vibration member that can vibrate by providing the excitation means and the plurality of coils at a tip portion, and a drive unit that vibrates the vibration member,
The control unit controls and drives the drive unit to vibrate the vibration member, and detects a vibration frequency component from a difference obtained from outputs of the plurality of coils based on an operation state of the drive unit. The magnetic fluid detection device according to claim 2.
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| JP6204673B2 (en) * | 2012-03-29 | 2017-09-27 | 株式会社 ケーエンジニアリング | Magnetic fluid detector |
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2003
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