EP4297653A1 - Système de fixation de magnétomètres à pompage optique (opm), matrice en élastomère intégrant une partie du système destinée à être fixée à un dispositif de magnétoencéphalographie - Google Patents

Système de fixation de magnétomètres à pompage optique (opm), matrice en élastomère intégrant une partie du système destinée à être fixée à un dispositif de magnétoencéphalographie

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EP4297653A1
EP4297653A1 EP22705831.0A EP22705831A EP4297653A1 EP 4297653 A1 EP4297653 A1 EP 4297653A1 EP 22705831 A EP22705831 A EP 22705831A EP 4297653 A1 EP4297653 A1 EP 4297653A1
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EP
European Patent Office
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base
sensor
opm
housing
fastening system
Prior art date
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Pending
Application number
EP22705831.0A
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German (de)
English (en)
Inventor
Etienne Labyt
William Fourcault
Ilea PAQUIN-HONORE
Guilhem LAFFONT
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Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Original Assignee
Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
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Filing date
Publication date
Application filed by Commissariat a lEnergie Atomique CEA, Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA filed Critical Commissariat a lEnergie Atomique CEA
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Pending legal-status Critical Current

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    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/24—Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
    • A61B5/242—Detecting biomagnetic fields, e.g. magnetic fields produced by bioelectric currents
    • A61B5/245—Detecting biomagnetic fields, e.g. magnetic fields produced by bioelectric currents specially adapted for magnetoencephalographic [MEG] signals
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/68—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
    • A61B5/6801—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be attached to or worn on the body surface
    • A61B5/6802—Sensor mounted on worn items
    • A61B5/6803—Head-worn items, e.g. helmets, masks, headphones or goggles
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B2562/00—Details of sensors; Constructional details of sensor housings or probes; Accessories for sensors
    • A61B2562/02—Details of sensors specially adapted for in-vivo measurements
    • A61B2562/0223—Magnetic field sensors
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/24—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance for measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
    • G01R33/26—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance for measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux using optical pumping

Definitions

  • the present invention relates to the general field of magnetoencephalography (MEG).
  • It relates more particularly to the attachment of sensors of the optical pumping magnetometer (OPM) type to an MEG device.
  • OPM optical pumping magnetometer
  • the MEG device can be a thoracic magnetocardiography belt or an abdominal-pelvic magnetoencephalography or fetal magnetocardiography belt.
  • Optical pumping magnetometers are beginning to be used in magnetoencephalography prototypes which are devices for recording the cerebral magnetic field: [1], [2], [3].
  • These sensors are physically independent of each other and can be positioned as close as possible to the patient's scalp.
  • the interest is to optimize the signal to noise ratio since the magnetic field decreases with distance.
  • Patent JP2020151023 describes and claims a head-mounted support, a sensor attachment and an OPM-type sensor placed opposite the region of the cortex defined by Broadman's area.
  • Patent CN105147289 describes and claims an MEG helmet made of elastic material fixed to the head by a chin strap.
  • Patent application WO2020/084194A1 claims a rigid helmet system, adaptable to different head sizes and allowing OPMs to be positioned in right and left temporal regions, above the user's ears, for recording cerebral responses to an auditory stimulus.
  • the general object of the invention is then to meet this need at least in part.
  • the invention firstly relates to a system for fixing an OPM sensor, comprising:
  • a sensor positioning support stud comprising: a housing for housing part of the OPM sensor, a base;
  • a part for locking the sensor in the support stud comprising: a housing for housing part of the OPM sensor, a removable partition adapted to allow the OPM sensor to pass, a through base suitable for housing the base of the stud, the locking part being adapted to cooperate by force fitting with the support stud, so as to block the OPM sensor by wedging in the longitudinal position relative to the stud.
  • the support stud is a one-piece piece with a longitudinal axis consisting of the base and a group of flexible slats defining the housing, which extend longitudinally from the base.
  • the slats of the support pad are hollowed out on a strip in their center.
  • the base of the support stud is of square or rectangular section with a number of four slats.
  • the locking part is a one-piece part with a longitudinal axis consisting of the base and a group of flexible slats defining the housing, which extend longitudinally from the base, the flexible slats each comprising a flexible lateral recess, one of the recesses being arranged to fit into the other of the recesses and move away from each other to form the removable partition.
  • the removable partition makes it possible to spread the slats of the locking part to put the OPM sensor inside. This also allows you to define a hole through which the OPM sensor cable harness passes.
  • the flexible slats of the locking part are hollowed out on a strip in their center.
  • At least part of the edges of the base of the locking part being recessed on a strip in their center.
  • At least part of the slats comprising a gripping portion, preferably curved outwards.
  • At least part of the inner edges of the base comprises an inner chamfer.
  • the base is of square or rectangular section with a number of two slats.
  • the housing of the locking piece is adapted to hold the cable to which the sensor is connected. This avoids any disturbance of the signals during a measurement.
  • the support stud and the locking part are made of plastic material, preferably of polyamide.
  • Another subject of the invention is a block comprising a plurality of support studs according to the fixing system described previously.
  • the invention also relates to a matrix made of flexible material, intended to be shaped and attached to a magnetoencephalography helmet.
  • the matrix is preferably made of elastomer, in particular of silicone.
  • the subject of the invention is an assembly comprising a magnetoencephalography device and a matrix described above fixed to the helmet, preferably by sewing.
  • the device can be a helmet made of textile material.
  • the helmet preferably includes a chin strap and a tightening system at the back of the head.
  • the device can also be a chest belt for magnetocardiography or an abdominal-pelvic belt for magnetoencephalography or fetal magnetocardiography.
  • the invention essentially consists of a fixing system for each OPM sensor on MEG helmets which performs positioning with a stop then locking in this position.
  • the system comprises two parts, namely a support stud and a locking part.
  • the stud supports the OPM sensor and the locking piece comes above to fix the sensor in position in its support stud and hold the cable coming out of the sensor.
  • the -support studs can be grouped together in a block, typically made of rigid plastic material.
  • These studs are positioned on a silicone matrix covering the entire head.
  • This silicone matrix is preferably sewn onto a helmet frame, preferably made of textile, which has two tightening systems, a chin strap and a tightening system at the back of the head.
  • a set of tightening laces according to a precise pattern, fixed to the elastomer matrix, preferably silicone and to the helmet frame, allows the helmet to be adjusted as close as possible to the patient's scalp and ensures that the helmet and therefore the OPM sensors do not move relative to the patient's head.
  • the set constitutes a completely flexible helmet, adaptable to the morphology and head size thanks to the different tightening systems.
  • the configuration of the silicone matrix can vary and can be sewn on a device other than the textile helmet frame. It can be for example a thoracic belt for magnetocardiography or an abdomino-pelvic belt for magnetoencephalography or fetal magnetocardiography.
  • the textile helmet frame preferably a micro-ventilated textile, can be replaced by an elastic cap, for example.
  • silicone and polyamide 12 can also be used as long as they are non-magnetic.
  • Figure 1 is a perspective view of a one-piece part integrating a number of support studs of an assembly for fixing an OPM sensor according to the invention.
  • Figure 2 is a perspective view of a one-piece piece with support studs according to a variant of the invention.
  • FIG 3 is a perspective view of an OPM sensor to be fixed according to the invention.
  • Figure 4A is a perspective view of a locking part of an assembly for fixing an OPM sensor according to the invention.
  • Figure 4B is another perspective view of the part according to Figure 4A.
  • Figure 4C is a longitudinal sectional view of the part according to Figure 4A.
  • Figure 4D is another longitudinal sectional view of the part according to Figure 4A.
  • Figure 5 is a perspective view showing an OPM measurement sensor fixed by means of a fixing assembly according to the invention as it is placed on an MEG helmet.
  • Figure 5A is a longitudinal sectional view of Figure 5, at the level of the sensor in its position fixed longitudinally by the locking piece on the support stud of the fixing assembly.
  • Figure 6A is a perspective view of an elastomer membrane intended to be fixed to an MEG helmet, the membrane comprising through openings intended to accommodate support studs of the fixing assembly according to the invention .
  • Figure 6B is another perspective view of Figure 6A.
  • Figure 7 is a top view showing an arrangement of blocks incorporating pads -supports as they are in the configuration installed according to different zones on an MEG helmet.
  • FIG 8 is a side view showing an MEG helmet placed on an individual's skull, which incorporates support studs according to the invention as well as the layout of the tightening laces allowing the MEG helmet to be adjusted closest to the individual's scalp.
  • Figure 9 is a rear view of the MEG helmet according to Figure 8 offering another view of the circuit of the tightening laces allowing the MEG helmet to be adjusted as close as possible to the scalp of the individual.
  • Figure 1 shows a block 100 grouping together a number of six support studs 1 of a fixing system according to the invention.
  • the block 101 shown in FIG. 2 comprises five stud-supports 1. As explained below, these studs can be grouped together in blocks of 3, 4, 5 or 6. Each block 100, 101 of studs has a radius of curvature which is adapted to the area of the scalp that it will cover. The number of support studs per block varies according to the zone and its curvature constraints.
  • Each of the studs 1 is made of rigid plastic material, preferably of polyamide 12 and is intended to support an OPM sensor.
  • a support stud 1 is a one-piece piece with a longitudinal axis (XI), of square section complementary to that of an OPM sensor.
  • the stud 1 consists of a base 10 and a group 11 of flexible strips 12 defining a housing 12 of the OPM sensor. These slats 12 extend longitudinally from the base 10.
  • Each flexible strip 12 is hollowed out on a band 13 in its center. This recess 13 makes it possible to minimize contact with certain parts of the OPM sensors 2. These recesses 13 distributed symmetrically on each of the faces of the base 10 make it possible to orient an OPM sensor according to the four possible orientations, that is to say at 90° to each other.
  • the edges of the flexible slats 12 have fillets 120 to facilitate the positioning of the sensor in its support.
  • Each edge of the base 10 incorporates a contour 14 which has the function of allowing an element protruding from the OPM sensor to pass, such as a tail 23.
  • This tail 23 is created when the temperature measurement probe is hot closed.
  • sensor which contains helium, as the sensing element of the sensor.
  • FIG 3 shows an example of an OPM sensor to be fixed according to the invention.
  • Such an OPM 2 sensor essentially comprises a box 20 with a square base housing the measurement probe connected to a cable 22.
  • a tail 23 protrudes outwards from one of the edges of the box 20.
  • the free end of the OPM 2 sensor is intended to come as close as possible, even in direct contact, with the skull of a person on whom a magnetoencephalography is going to be performed.
  • the skull more precisely the scalp, constitutes the mechanical stop of the OPM 2 sensor.
  • the other part of the fixing system is a locking part 3 made of rigid plastic material, preferably also made of polyamide 12, which makes it possible to block the position of the OPM sensor by jamming in its support stud 1.
  • This part 3 consists of a base 30 extended by two flexible lateral strips 31 over most of the height of the part internally delimiting a housing 32. Each strip 31 ends in a curved gripping part 33 to facilitate grip . The four edges of the base 30 and the two lateral strips 31 are grooved in their center 34, in order to minimize any contact with the sensitive parts of an OPM sensor.
  • a tab 35, 36 is arranged perpendicular to each of the curved parts 33.
  • Each of the tabs 35, 36 facing each other is provided to fit one inside the other.
  • the edges of the base 30 have internally at least one chamfer 37 to facilitate the positioning of the locking part 3 on the support stud 1 with the OPM sensor.
  • Each edge of the base 30 is provided with a contour 38, which serves to let the tail 23 pass and/or to minimize any contact with the sensitive parts of the OPM sensor 2.
  • the base 10 allows the stud 1 to be held on a silicone matrix 4.
  • the lower edge of the base 10 serves as a stop for the silicone matrix 4.
  • the matrix 4 is preferably made of translucent powder-coated, biocompatible 50 shore silicone. Each pad of the block is placed in an orifice 40 provided for this purpose on the silicone matrix as shown in FIGS. 6A and 6B.
  • Each of the orifices 40 is square in shape with the same dimensions as those of the base 10.
  • Matrix 4 is intended to cover the entire surface of the head facing the cerebral regions (forehead, temples, scalp and base of the head) as presented in figure 7.
  • the matrix 4 thus makes it possible to have up to 97 OPM sensors.
  • the organization of this matrix 4 is based on blocks of 3 to 6 studs such as, corresponding to the different regions of the scalp.
  • the blocks 100.1, 100.2, 100.3, 100.4, 100.5 and 100.6 correspond respectively to the median zone, the upper and lower median lateral zones, the temporal zones, the lateral occipital zones and the quadran zones.
  • the locking piece 3 is lowered onto the support stud 1 by being force-fitted, so as to block the position of the OPM sensor by wedging and comes into mechanical abutment around the flexible strips 12 of the base 10.
  • the OPM sensor 2 is inserted into the housing 12 of the support stud without a mechanical stop as such, and the locking part 3 by the wedging that it produces freezes the position of the sensor 2 relative to the support stud 10.
  • the removable partition created by the tabs 35, 36 that can be moved aside allows the cable 22 to which the sensor 2 is connected to pass and the housing 32 made in the locking part 3 advantageously allows the maintenance of the cable 22, which makes it possible to avoid any disturbance of the signals during a measurement.
  • the silicone matrix 4 is sewn onto a helmet frame 5, made of micro-ventilated textile.
  • the matrix 4, the armature 5 and the blocks of support studs 100.1, 100.2, 100.3, 100.4, 100.5 and 100.6 form a magnetoencephalography helmet 6, as illustrated in FIGS. 8 and 9.
  • This frame 5 has a chin strap 50 and a rear tightening system 51, of the Velcro type in order to adjust the helmet to the morphology of the patient's head.
  • Laces 7 fixed by small slides 70 to the matrix 4 and to the textile helmet frame 8 make it possible to press the OPM sensors positioned in their studs 1 as close as possible to the scalp.
  • Each of the drawstrings 7 preferably has an S-shaped cord clamp system without a metallic element, so as not to generate magnetic interference liable to interfere with the operation of the OPM sensors.

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Abstract

L'invention concerne un système de fixation d'un capteur OPM, comprenant : - un plot support (1) de positionnement du capteur, comprenant : une embase (10), un logement (12) pour loger une partie du capteur OPM, - une pièce de verrouillage (3) du capteur dans le plot support comprenant : une embase débouchante (30) adaptée pour loger l'embase du plot, un logement (32) pour loger une partie du capteur OPM, une cloison amovible (35, 36) adaptée pour laisser passer le capteur OPM, la pièce de verrouillage étant adaptée pour coopérer par emmanchement à force avec le plot-support, de sorte à bloquer par coincement en position longitudinale le capteur OPM relativement au plot.

Description

Description
Titre : Système de fixation de magnétomètres à pompage optique (OPM), Matrice en élastomère intégrant une partie du système destinée à être fixée à un dispositif de magnétoencéphalographie.
Domaine technique
La présente invention concerne le domaine général de la magnétoencéphalographie (MEG).
Elle a trait plus particulièrement à la fixation de capteurs de type magnétomètres à pompage optique (OPM) sur un dispositif MEG.
Bien que décrite en référence à une application où le dispositif MEG est un casque, le dispositif MEG peut être une ceinture thoracique de magnétocardiographie ou une ceinture abdomino-pelvienne de magnétoencéphalographie ou de magnétocardiographie fœtale.
Technique antérieure
Les magnétomètres à pompage optique (OPM) commencent à être utilisés dans des prototypes de magnétoencéphalographie qui sont des dispositifs d’enregistrement du champ magnétique cérébral : [1], [2], [3].
Ces capteurs sont physiquement indépendants les uns des autres et peuvent être positionnés au plus près du cuir chevelu du patient. L’intérêt est d’optimiser le ratio signal à bruit puisque le champ magnétique décroît avec la distance.
Il a été montré par simulation et par des enregistrements réels l’importance de limiter les mouvements des capteurs : [3] et [4].
Deux sources principales de mouvements ont été identifiées:
- les mouvements des capteurs dans leur support ;
- les mouvements des capteurs par rapport à la tête du sujet.
Ces deux sources de mouvement génèrent des parasites sur les signaux et introduisent des biais dans les méthodes permettant de localiser les régions cérébrales enregistrées, altérant la précision de la mesure.
Cela nécessite donc que les capteurs soient correctement maintenus dans leurs supports et que les capteurs soient correctement maintenus sur la tête du sujet. Le brevet JP2020151023 décrit et revendique un support monté sur la tête, une fixation du capteur et un capteur de type OPM placé en regard de la région du cortex définie par l’aire de Broadman.
Le brevet CN105147289 décrit et revendique lui un casque MEG en matière élastique fixé à la tête par une mentonnière.
La demande de brevet W02020/084194A1 revendique un système de casque rigide, adaptable à différentes tailles de tête et permettant de positionner des OPM en régions temporales droite et gauche, au-dessus des oreilles de l’utilisateur, pour l’enregistrement de réponses cérébrales à un stimulus auditif.
Il existe un besoin pour améliorer les systèmes de fixation des capteurs OPM sur les casques MEG, notamment ceux des systèmes existants, tels que mentionnés ci-avant.
Le but général de l'invention est alors de répondre au moins en partie à ce besoin.
Exposé de l’invention
Pour ce faire, l’invention a tout d’abord pour objet, un système de fixation d’un capteur OPM, comprenant :
- un plot support de positionnement du capteur, comprenant : un logement pour loger une partie du capteur OPM, une embase;
- une pièce de verrouillage du capteur dans le plot support comprenant : un logement pour loger une partie du capteur OPM, une cloison amovible adaptée pour laisser passer le capteur OPM, une embase débouchante adaptée pour loger l’embase du plot, la pièce de verrouillage étant adaptée pour coopérer par emmanchement à force avec le plot-support, de sorte à bloquer par coincement en position longitudinale le capteur OPM relativement au plot.
Selon un mode de réalisation avantageux, le plot support est une pièce monobloc d’axe longitudinal constituée de l’embase et d’un groupe de lamelles souples définissant le logement, qui s’étendent longitudinalement depuis l’embase.
De préférence, les lamelles du plot support sont évidées sur une bande en leur centre. Selon une caractéristique avantageuse, l’embase du plot support est de section carrée ou rectangulaire avec un nombre de quatre lamelles.
Selon un autre mode de réalisation avantageux, la pièce de verrouillage est une pièce monobloc d’axe longitudinal constituée de l’embase et d’un groupe de lamelles souples définissant le logement, qui s’étendent longitudinalement depuis l’embase, les lamelles souples comprenant chacune un décrochement latéral souple, l’un des décrochements étant agencé pour s’imbriquer dans l’autre des décrochements et s’écarter l’un de l’autre pour constituer la cloison amovible.
La cloison amovible permet d’écarter les lamelles de la pièce de verrouillage pour enfiler le capteur OPM dedans. Cela permet aussi de définir un orifice par lequel passe le harnais des câbles du capteur OPM.
De préférence, les lamelles souples de la pièce de verrouillage sont évidées sur une bande en leur centre.
Selon une variante avantageuse, au moins une partie des bords de l’embase de la pièce de verrouillage étant évidée sur une bande en leur centre.
Avantageusement, au moins une partie des lamelles comprenant une portion de préhension, de préférence incurvée vers l’extérieur.
Avantageusement encore, au moins une partie des bords intérieurs de l’embase comprend un chanfrein intérieur.
Selon une caractéristique avantageuse, l’embase est de section carrée ou rectangulaire avec un nombre de deux lamelles.
Avantageusement, le logement de la pièce de verrouillage est adapté pour maintenir le câble auquel est relié le capteur. Cela permet d’éviter toute perturbation des signaux lors d’une mesure.
De préférence, le plot support et la pièce de verrouillage sont en matière plastique, de préférence en polyamide.
L’invention a encore pour objet un bloc comprenant une pluralité de plots-supports selon le système de fixation décrit précédemment.
L’invention a encore pour objet une matrice en matériau souple, destinée à être conformée et fixée à un casque de magnétoencéphalographie.
La matrice est de préférence en élastomère, notamment en silicone.
L’invention a enfin pour objet un ensemble comprenant un dispositif de magnétoencéphalographie et une matrice décrite ci-avant fixée au casque, de préférence par couture.
Le dispositif peut être un casque en matière textile.
Le casque comprend de préférence une mentonnière et un système de serrage à l’arrière de la tête.
On peut prévoir avantageusement des lacets fixés à la matrice et au casque pour fixer le casque sur la tête d’un individu.
Le dispositif peut être aussi une ceinture thoracique de magnétocardiographie ou une ceinture abdomino-pelvienne de magnétoencéphalographie ou de magnétocardiographie fœtale.
Ainsi, l’invention consiste essentiellement en un système de fixation pour chaque capteur OPM sur les casques MEG qui réalise un positionnement avec butée puis verrouillage dans cette position.
Le système comprend deux pièces, à savoir un plot-support et une pièce de verrouillage. Le plot supporte le capteur OPM et la pièce de verrouillage vient au-dessus pour fixer en position le capteur dans son plot de support et maintenir le câble sortant du capteur.
Les plots -supports peuvent être regroupés dans un bloc, typiquement en matière plastique rigide.
Ces plots viennent se positionner sur une matrice en silicone couvrant l’ensemble de la tête. Cette matrice silicone est fixée de préférence cousue sur une armature de casque de préférence en textile qui dispose de deux systèmes de serrage, une mentonnière et un système de serrage à l’arrière de la tête.
En complément, un ensemble de lacets de serrage selon un schéma précis, fixés à la matrice en élastomère, de préférence en silicone et à l’armature de casque, permet d’ajuster le casque au plus proche du scalp du patient et assure que le casque et donc les capteurs OPM ne bougent pas par rapport à la tête du patient. L’ensemble constitue un casque entièrement souple, adaptable à la morphologie et taille de tête grâce aux différents systèmes de serrage.
Les avantages de l’invention sont nombreux parmi lesquels on peut citer un positionnement et verrouillage individualisé fiable pour chaque capteur OPM mais avec un regroupement de plots -supports par groupe en fonction de leur localisation sur la tête.
La possibilité d’avoir différentes tailles, adulte, enfant, bébé, d’armature de casque textile et de la matrice silicone afin de pouvoir s’adapter à toutes les catégories de taille de têtes.
La configuration de la matrice silicone (forme et nombre de capteurs pouvant être positionnés) peut varier et être cousue sur un dispositif autre que l’armature de casque textile. Il peut s’agir par exemple une ceinture thoracique pour de la magnétocardiographie ou une ceinture abdomino-pelvienne pour de la magnétoencéphalographie ou de la magnétocardiographie fœtale.
L’armature de casque en textile, de préférence un textile micro aéré peut être remplacé par un bonnet élastique par exemple.
D’autres matériaux que les matériaux préférés, silicone et polyamide 12, peuvent également être utilisés du moment qu’ils sont amagnétiques.
D'autres avantages et caractéristiques ressortiront mieux à la lecture de la description détaillée, faite à titre illustratif et non limitatif, en référence aux figures suivantes.
Brève description des dessins
[Fig 1] la figure 1 est une vue en perspective d’une pièce monobloc intégrant un nombre de plots supports d’un ensemble de fixation d’un capteur OPM selon l’invention.
[Fig 2] la figure 2 est une vue en perspective d’une pièce monobloc à plots supports selon une variante de l’invention.
[Fig 3] la figure 3 est une vue en perspective d’un capteur OPM à fixer selon l’invention.
[Fig 4A] la figure 4A est une vue en perspective d’une pièce de verrouillage d’un ensemble de fixation d’un capteur OPM selon l’invention.
[Fig 4B] la figure 4B est une autre vue en perspective de la pièce selon la figure4A.
[Fig 4C] la figure 4C est une vue en coupe longitudinale de la pièce selon la figure 4A.
[Fig 4D] la figure 4D est une autre vue en coupe longitudinale de la pièce selon la figure 4A. [Fig 5] la figure 5 est une vue en perspective montrant un capteur OPM de mesure fixé au moyen d’un ensemble de fixation selon l’invention tel qu’il est mis en place sur un casque MEG.
[Fig 5A] la figure 5A est une vue en coupe longitudinale de la figure 5, au niveau du capteur dans sa position fixée longitudinalement par la pièce de verrouillage sur le plot-support de l’ensemble de fixation.
[Fig 6A] la figure 6A est une vue en perspective d’une membrane en élastomère destinée à être fixée à un casque MEG, la membrane comprenant des ouvertures débouchantes destinées à loger des plots-supports de l’ensemble de fixation selon l’invention.
[Fig 6B] la figure 6B est une autre vue en perspective de la figure 6A.
[Fig 7] la figure 7 est une vue de dessus montrant un agencement de blocs intégrant des plots -supports tels qu’ils sont en configuration installée selon différentes zones sur un casque MEG.
[Fig 8] la figure 8 est une vue de côté montrant un casque MEG posé sur un crâne d’un individu, qui intègre des plots-support selon l’invention ainsi que le tracé des lacets de serrage permettant d’ajuster le casque MEG au plus près du cuir chevelu de l’individu.
[Fig 9] la figure 9 est une vue de derrière du casque MEG selon la figure 8 offrant une autre vue du circuit des lacets de serrage permettant d’ajuster le casque MEG au plus près du cuir chevelu de l’individu.
Description détaillée
La figure 1 montre un bloc 100 regroupant un nombre de six plot-supports 1 d’un système de fixation selon l’invention.
Le bloc 101 montré en figure 2 comprend cinq plot-supports 1. Comme expliqué par la suite, ces plots peuvent être regroupés par blocs de 3, 4, 5 ou 6. Chaque bloc 100, 101 de plots a un rayon de courbure qui est adapté à la zone du scalp qu’il va couvrir. Le nombre de plots support par bloc varie en fonction de la zone et de ses contraintes de courbure.
Chacun des plots 1 est réalisé en matière plastique rigide, de préférence en polyamide 12 et est destiné à supporter un capteur OPM. Dans l’exemple illustré, un plot-support 1 est une pièce monobloc d’axe longitudinal (XI), de section carrée complémentaire à celle d’un capteur OPM.
Le plot 1 est constitué d’une embase 10 et d’un groupe 11 de lamelles souples 12 définissant un logement 12 du capteur OPM. Ces lamelles 12 s’étendent longitudinalement depuis l’embase 10.
Chaque lamelle souple 12 est évidée sur une bande 13 en son centre. Cet évidement 13 permet de minimiser les contacts avec certaines parties des capteurs OPM 2. Ces évidements 13 répartis symétriquement sur chacune des faces de l’embase 10 permettent d’orienter un capteur OPM selon les quatre orientations possibles, c’est-à-dire à 90° l’une de l’autre.
Les bords des lamelles souples 12 présentent des congés 120 pour faciliter le positionnement du capteur dans son support.
Chaque bord de l’embase 10 intègre un contour 14 qui a pour fonction de laisser passer un élément faisant saillie du capteur OPM, tel qu’un queusot 23. Ce queusot 23 est créée lors de la fermeture à chaud de la sonde de mesure du capteur, qui contient de l’hélium, en tant qu’élément sensible du capteur.
La figure 3 montre un exemple de capteur OPM à fixer selon l’invention. Un tel capteur OPM 2 comprend essentiellement un boîtier 20 de base carrée logeant la sonde de mesure reliée à un câble 22. Un queusot 23 fait saillie vers l’extérieur depuis l’un des bords du boîtier 20.
L’extrémité libre du capteur OPM 2 est destinée à venir au plus près, voire en contact direct, avec le crâne d’une personne sur laquelle une magnétoencéphalographie va être réalisée. Ainsi, le crâne, plus précisément le cuir chevelu constitue la butée mécanique du capteur OPM 2.
L’autre pièce du système de fixation est une pièce de verrouillage 3 en matière plastique rigide, de préférence également en polyamidel2, qui permet de bloquer par coincement la position du capteur OPM dans son plot support 1.
Cette pièce 3 est constituée d’une embase 30 prolongée par deux lamelles souples latérales 31 sur la plupart de la hauteur de la pièce délimitant intérieurement un logement 32. Chaque lamelle 31 se termine par une partie de préhension incurvée 33 pour faciliter la prise en main. Les quatre bords l’embase 30 et les deux lamelles latérales 31 sont rainurées en leur centre 34, afin de minimiser les éventuels contacts avec les parties sensibles d’un capteur OPM.
Une patte 35, 36 est agencée perpendiculairement à chacune des parties incurvées 33. Chacune des pattes 35, 36 face à face est prévue pour s’imbriquer l’une dans l’autre.
En écartant ces deux pattes 35, 36 l’une de l’autre, il est possible d’enfiler le capteur OPM dans le logement 12, et également le câble 22 ou un harnais de câbles relié au capteur OPM.
Les bords de l’embase 30 présentent intérieurement au moins un chanfrein 37 pour faciliter la mise en place de la pièce de verrouillage 3 sur le plot support 1 avec le capteur OPM.
Chaque bord de l’embase 30 est muni d’un contour 38, qui sert à laisser passer le queusot 23 et/ou à minimiser les éventuels contacts avec les parties sensibles du capteur OPM 2.
On décrit maintenant le montage du système de fixation sur un casque OPM et le positionnement et verrouillage d’un capteur OPM.
L’embase 10 permet le maintien du plot 1 sur une matrice en silicone 4. Le bord inférieur de l’embase 10 sert de butée pour la matrice silicone 4.
La matrice 4 est de préférence en silicone 50 shore translucide talqué, biocompatible. Chaque plot du bloc vient se placer dans un orifice 40 prévu à cet effet sur la matrice silicone comme montré en figures 6A et 6B .
Chacun des orifices 40 est de forme carré de mêmes dimensions que celles de l’embase 10.
La matrice 4 est destinée à couvrir l’ensemble de la surface de la tête en regard des régions cérébrales (front, tempes, cuir chevelu et base de la tête) comme présenté en figure 7.
On peut voir sur cette figure 7, une répartition des orifices 40 accueillant les plots qui a été optimisée de façon à placer le maximum de capteurs OPM sur l’ensemble de la surface de la tête en regard des régions cérébrales.
La matrice 4 permet ainsi de disposer jusqu’à 97 capteurs OPM. L’organisation de cette matrice 4 se base sur les blocs de 3 à 6 plots tels que, correspondant aux différentes régions du scalp. Ainsi, sur la figure 7, les blocs 100. 1, 100.2, 100.3, 100.4, 100.5 et 100.6 correspondent respectivement à la zone médiane, les zones latérales médianes haute et basse, les zones temporales, les zones occipitales latérales et les zones quadrans. Une fois, un capteur OPM 2 inséré à travers la pièce de verrouillage 3, celui-ci est positionné sur son plot support 1, au plus près du scalp de la tête, voire jusqu’au contact direct avec celui-ci.
La pièce de verrouillage 3 est abaissée sur le plot support 1 en étant emmanchée à force, de façon à bloquer par coincement la position du capteur OPM et vient en butée mécanique autour des lamelles souples 12 de l’embase 10.
Autrement dit, le capteur OPM 2 est inséré dans le logement 12 du plot-support sans butée mécanique en tant que telle, et la pièce de verrouillage 3 par le coincement qu’elle réalise vient figer la position du capteur 2 relativement au plot-support 10.
Comme montré en figures 6 et 6A, la cloison amovible créé par les pattes 35, 36 que l’on peut écarter permet de laisser passer le câble 22 auquel est relié le capteur 2 et le logement 32 ménagé dans la pièce de verrouillage 3 permet avantageusement le maintien du câble 22, ce qui permet d’éviter toute perturbation des signaux lors d’une mesure.
La matrice en silicone 4 est cousue sur une armature de casque 5, en textile micro aéré.
La matrice 4, l’armature 5 et les blocs de plots-supports 100.1, 100.2, 100.3, 100.4, 100.5 et 100.6 forment un casque de magnétoencéphalographie 6, comme illustré en figures 8 et 9.
Cette armature 5 dispose d’une mentonnière 50 et d’un système de serrage arrière 51, de type à scratch afin d’ajuster le casque à la morphologie de la tête du patient.
Des lacets 7 fixés par des petites coulisses 70 à la matrice 4 et à l’armature de casque en textile 8 permettent de plaquer au plus proche du scalp les capteurs OPM positionnés dans leurs plots 1.
Chacun des lacets de serrage 7 dispose de préférence d’un système de serre cordon en S sans élément métallique, afin de ne pas générer d’interférence magnétique susceptible de gêner le fonctionnement des capteurs OPM.
L’invention n’est pas limitée aux exemples qui viennent d’être décrits; on peut notamment combiner entre elles des caractéristiques des exemples illustrés au sein de variantes non illustrées.
D’autres variantes et améliorations peuvent être envisagées sans pour autant sortir du cadre de l’invention. Liste des références citées:
[1]: Boto et al., « Moving magnetoencephalography towards real-world applications with a wearable System ». Nature. 2018 Mar 29;555(7698):657-661 DOI: 10.1038/nature26147.
[2] : Hill et al., « Multi-Channel Whole-Head OPM-MEG »: Helmet design and a comparison with a conventional System Neuroimage Vol 219, 1 Oct 2020,
116995https://doi.org/10.1016/j .neuroimage.2020.116995.
[3]: Borna et al, «Non-Invasive Functional-Brain-Imaging with an OPM-based
Magnetoencephalography System» PLoS ONE 15(1). 2020 http s ://doi .org/ 10.137 l/j ournal .pone.0227684. [4]: Leonardo Duque-Munoz et al. « Data-driven model optimization for optically pumped magnetometer sensor arrays ». 1 July 2019. https://doi.org/10.1002/hbm.24707.

Claims

Revendications
1. Système de fixation d’un capteur OPM, comprenant :
- un plot support (1) de positionnement du capteur, comprenant : une embase (10), un logement (12) pour loger une partie du capteur OPM,
- une pièce de verrouillage (3) du capteur dans le plot support comprenant : une embase débouchante (30) adaptée pour loger l’embase du plot, un logement (32) pour loger une partie du capteur OPM, une cloison amovible (35, 36) adaptée pour laisser passer le capteur OPM, la pièce de verrouillage étant adaptée pour coopérer par emmanchement à force avec le plot- support, de sorte à bloquer par coincement en position longitudinale le capteur OPM relativement au plot.
2. Système de fixation (1) selon la revendication 1, le plot support étant une pièce monobloc d’axe longitudinal (XI) constituée de l’embase (10) et d’un groupe de lamelles souples (11) définissant le logement, qui s’étendent longitudinalement depuis l’embase.
3. Système de fixation (1) selon la revendication 2, les lamelles du plot support étant évidées sur une bande en leur centre.
4. Système de fixation (1) selon la revendication 2 ou 3, l’embase du plot support étant de section carrée ou rectangulaire avec un nombre de quatre lamelles.
5. Système de fixation (1) selon l’une des revendications précédentes, la pièce de verrouillage étant une pièce monobloc d’axe longitudinal (X2) constituée de l’embase et d’un groupe de lamelles souples (31) définissant le logement, qui s’étendent longitudinalement depuis l’embase, les lamelles souples comprenant chacune un décrochement latéral souple (35, 36), l’un des décrochements étant agencé pour s’imbriquer dans l’autre des décrochements et s’écarter l’un de l’autre pour constituer la cloison amovible.
6. Système de fixation (1) selon la revendication 5, les lamelles souples de la pièce de verrouillage étant évidées sur une bande en leur centre.
7. Système de fixation (1) selon la revendication 6, au moins une partie des bords de l’embase de la pièce de verrouillage étant évidée sur une bande en leur centre.
8. Système de fixation (1) selon l’une des revendications 5 à 7, au moins une partie des lamelles comprenant une portion de préhension, de préférence incurvée vers l’extérieur.
9. Système de fixation (1) selon l’une des revendications 5 à 8, au moins une partie des bords intérieurs de l’embase comprenant un chanfrein intérieur.
10. Système de fixation (1) selon l’une des revendications 5 à 9, l’embase étant de section carrée ou rectangulaire avec un nombre de deux lamelles.
11. Système de fixation (1) selon l’une des revendications précédentes, le logement (32) de la pièce de verrouillage (3) étant adapté pour maintenir un câble (22) auquel est relié le capteur (2).
12. Système de fixation (1) selon l’une des revendications précédentes, le plot support et la pièce de verrouillage étant en matière plastique, de préférence en polyamide.
13. Ensemble (6) comprenant un dispositif de magnétoencéphalographie et une matrice en matériau souple conformée et fixée au dispositif, de préférence par couture, le dispositif étant une armature de casque en matière textile, la matrice comprenant des orifices (40) dans chacun desquels un plot-support (1) d’un bloc comprenant une pluralité de plots -supports (1) selon le système de fixation selon l’une des revendications 1 à 12 est destiné à venir se placer, la matrice étant de préférence réalisée en élastomère, notamment en silicone.
14. Ensemble selon la revendication 13, le casque comprenant une mentonnière (50).
15. Ensemble selon l’une des revendications 13 ou 14, des lacets (7) étant fixés à la matrice et à l’armature pour fixer le casque sur la tête d’un individu.
16. Ensemble (6) comprenant un dispositif de magnétoencéphalographie et une matrice en matériau souple conformée et fixée au dispositif, de préférence par couture, le dispositif étant une ceinture thoracique de magnétocardiographie ou une ceinture abdomino-pelvienne de magnétoencéphalographie ou de magnétocardiographie fœtale, la matrice comprenant des orifices (40) dans chacun desquels un plot-support (1) d’un bloc comprenant une pluralité de plots-supports (1) selon le système de fixation selon l’une des revendications 1 à 12 est destiné à venir se placer, la matrice étant de préférence réalisée en élastomère, notamment en silicone.
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