JP2020519329A - マルチセンサ磁気監視−撮像システム - Google Patents
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Abstract
Description
いくつかの脳磁計(magnetoencapholography、MEG)製造業者が、様々な種類のMEGシステムを製造している。従来技術のMEG製造業者は、MEG脳走査工程の間、様々な被験者の位置に対し、MEGヘルメット、及び関連する液体窒素収容デュワー(Dewar)瓶の調節を可能にし得るシステムを提示している。このようにして、従来技術のMEGシステムは、MEG走査の間、座位、横臥位(ベッドに横たわる等)並びに被験者の他の位置及び高さを含む様々な被験者の位置に適応するように調節することができる。例えば、Elekta(スウェーデンのMEG製造業者)は、MEGデュワー及びヘルメットの傾斜を可能にするMEG走査器を提示しており、これにより、被験者は、ベッドに横臥位で位置する間、又は直立位置で座る間にMEG脳走査を受けることができるようにする。別の例では、韓国標準科学研究院(the Korean Research Institute of Standards and Science、KRISS)は、安全に効果的に調節し、異なる高さの座位の被験者に適応させるため、MEGデュワー及びヘルメットを上下させることが可能であるMEG走査器を提示している。
ブロック1。デュワー調節機構キャビネット。
ブロック4。デュワー水平回転システム。
ブロック5。調節歯車及びスロットを使用するデュワー垂直高さ調節伸縮自在棒及びスリーブ。
ブロック6。デュワー垂直枢動/傾斜継手。
ブロック7。断熱空間
ブロック8。クランプ・ブラケット機構を使用する傾斜回転継手を有する垂直デュワー回転伸縮自在棒及びスリーブは、「ヘリウム充填」室調節歯車及びスロットの外側に嵌合させることができる。
ブロック10。真空空間内のコイル、ボビン、SQUID
ブロック11。ヘリウム槽内で必要とされる基盤支持柱のない、単純な流線形の最小限の設計。基盤支持柱は、液体ヘリウムの中で振動により移動することがある。
左側の概略分解組立図は、180度水平回転能力を組み込むデュアルデュワー機能の一例を示し、1つ若しくは複数のデュワー及びヘルメットの頭部形状又はサイズ構成(子供若しくは大人用構成等)の間の選択を可能にする。
ブロック1。垂直MMS(本例ではMEGデュワー)高さ調節能力の例。
ブロック1。磁気信号が、地球の通常の磁界サイズの約10億分の1である場合でさえ、被験者頭部からの磁気信号を撮像、監視することができるように、外部騒音及び干渉を隔離する、典型的なMMS/MEG/MCG被験者磁気遮蔽室(1)。冷却材再液化システム(2)。
デュアルデュワー・システム(5)の概略図は、デュアルデュワーMMS/MEG/MCG/被験者システムが、図示のような水平選択(デュワー反転/回転)機能の使用により、より小型の磁気遮蔽室(1)を組み込むことができることを示す。
概略分解組立図は、子供の撮像及び/又は監視構成を選択した、被験者が座位の間のデュアルデュワーの例を示す。この写真は、検知システムを、子供(2)の調査目的の形状及びサイズに最適化する一方で、座位に適応させるため水平軸(1)から約45度の角度で傾斜させたデュワーを示す。
大人の仰臥位撮像及び/又は監視構成を選択した、デュアルデュワーの例。この写真は、本例では、仰臥位で横たわる大人の被験者(2)に適応させるため、傾斜のない水平位置(1)でのデュワーを示す。本発明のこの例示的実施形態は、(デュアルデュワー;ブロック1のもう一方の側の小児用センサ・システムに対して;エラー!参照元が見つかりません。)大人用デュワー・センサ・システム(3)が展開されているのを示し、これにより、この大人用MMS(MEG)デュワー選択及び使用は、最適な知覚システム並びにヘルメットの形状及びサイズを展開し、したがって、高感度センサと当該被験者の脳信号との間の空間を最小化する。
子供の脳信号と知覚システム(2)との間の空間を最小にするため、子供用撮像及び/又は監視構成を選択した、デュアルデュワー(1)の例であり、被験者の仰臥位(3)の間、最大の信号対騒音(MMS品質)を達成する。プラスチックのヘルメット形状の挿入体(2)は、過冷センサ・システムからのMMS(この例示的実施形態ではMEG)を子供から安全に(電気的、温度的に)分離、隔離する。本発明のこの例示的実施形態は、(デュアルデュワー;ブロック1のもう一方の側の大人用センサ・システムに対する)小児/子供用デュワー・センサ・システム(2)の展開を示し、これにより、この小児/子供用MMS(MEG)デュワー選択及び使用は、最適な知覚システム並びにヘルメットの形状及びサイズを展開し、したがって、高感度センサと当該被験者の脳信号との間の空間を最小化する。
固有のデュアルヘルメット(デュアルデュワー)回転(1)大人/小児用デュワー・システムは、共有の冷却材進入・供給システム(2)及び固有のセンサ・システム(3)を有し(この図では分解組立図により示す)、これらは、真空封止区画によって囲まれ、真空封止区画は、放熱原理を使用して超伝導SQUID要件のために冷却することができ、これにより、かなり高感度のSQUIDチップ、ボビン及び関連するピックアップ・コイルを、前記高感度センサ・システム構成要素内を流れるか又はこれらと直接相互作用する冷却材に関連する過剰な振動騒音及び他の問題から隔離する。
参照基準マーカを、マルチモダリティ撮像及び/又は監視能力と一体化することにより、高精度の収束能力、較正及び検証を可能にし、これにより、手術中、手術前及び手術後、実際の若しくはシミュレートした外科手術又はがん治療を同期化するビューというオプションを伴って、外科手術又はがん治療案内に対する外科手術出力の視覚化と座標とを組み合せた組合せ又は個別の組合せの決定を改善する。右上のコンピュータ・モニタのビューは、頭部の3Dの2D表現であり(3D表示能力が可能である)、EEG電極を視覚化し(1)、更には、MEG走査器に、ビデオ高周波又は光ビームのあらゆる組合せを介して、撮像の間の各EEG電極の実際の正確な位置、及びMEG参照コイルの正確な位置特定の測定中心を自動的に走査させることができる(このことは、被験者の頭部及び/又はEEGセンサ位置情報をもたらす、触覚センサ若しくはRFセンサ若しくは光ビーム・センサ若しくは超音波触覚センサによる、並びに/又は更に、被験者を位置特定する基準収束位置合わせセンサ若しくは位置特定器による)。CAT、CT、PET、MRI等の他のモダリティ(3)の近視野赤外撮像は、互換性がある物理画像若しくは計算画像を使用して、及び/又は収束基準位置合わせセンサ若しくはマーカ若しくは位置特定器を監視することにより、上に重ねることができる。
Claims (16)
- 子供及び大人を含む被験者の脳、心臓若しくは他の身体部分の生理学的活動又は機能を撮像、監視、走査又はマッピングする磁気監視システムであって、前記システムは、
脳若しくは他の身体の活動又は機能のための超伝導量子干渉デバイス(super−conducting quantum interference device、SQUID)センサを組み込む脳磁計又は心磁図又は全身調査システム;
可変サイズ及び形状の複数のデュワー・ヘルメット;並びに
複数の監視インターフェース
を備え、前記センサ・システム・ヘルメットは、水平デュワー回転、垂直調節又は角度傾斜によって移動可能である、システム。 - ヘルメット・システム等、多機能マルチセンサ(MMS)選択可能又は再構成可能センサのための手段を更に備える、請求項1に記載のシステム。
- 前記デュワー・ヘルメットは、異なるサイズ及び形状である、請求項1又は2に記載のシステム。
- 最適な空間分解能、信号感度及び/又は多モード画像相互位置合わせ精度の強化のため、センサ・システム又はヘルメット(複数可)又はデュワー(複数可)のための3次元センサ・システム位置決め調節能力を組み込むMMSを更に備える、請求項1から3のいずれか一項に記載のシステム。
- 前記3次元センサ・システムは、自動的に位置決めされる、請求項4に記載のシステム。
- 単一冷却材再液化システムを含む共有又は共通冷却材システムを更に備える、請求項1から5のいずれか一項に記載のシステム。
- 同時脳波監視能力を更に備える、請求項1から6のいずれか一項に記載のシステム。
- 高精度相互位置合わせ基準オプションを更に備える、請求項7に記載のシステム。
- 高い磁束対電圧感度を可能にする、密結合SQUIDチップ及びコイルを有する二重弛張振動SQUID(DROS)システムを更に備える、請求項1から8のいずれか一項に記載のシステム。
- 前記密結合SQUIDチップ及びコイルは、磁束対電圧感度を最大にするように構成し、これにより、SQUID増幅チップと対応するピックアップ・コイルとの間の実質的な直接結合により、迷走ピックアップ・ノイズ及びインピーダンス(抵抗;インダクタンス;静電容量)を最小化する、請求項9に記載のシステム。
- 前記システムの機能が、高周波標的化若しくはビーム形成において回避すべき神経源、又はがん細胞の危険性を除く若しくは軽減するために標的化すべき領域の観点で位置特定すること(即ち、高周波治療に適合するデュワー、並びに/又は最適に位置決めすべきデュワー及び/若しくはRFビームの選択及び位置決め)を含む、請求項1から10のいずれか一項に記載のシステム。
- 前記システムの機能が、1つ又は複数の真空冷却知覚システムを含み、前記1つ又は複数の真空冷却知覚システムは、冷却材槽に隣接して区分され、放熱を介して冷温を可能にし、高感度センサ・システム構成要素上に冷却材を流す必要性をなくすことによって振動及び他のノイズを最小化する、請求項1から11のいずれか一項に記載のシステム。
- 前記システムの機能が、振動がかなり低い真空冷却知覚システムを含み、これにより、高感度SQUIDと他のセンサ構成要素とが封止真空室で分離されるため、冷却材の回収又は再利用段階の間でさえ連続冷却材動作を可能にする、請求項1から12のいずれか一項に記載のシステム。
- 前記システムの機能が、(重力、傾斜及び他のデュワー再位置決めとは無関係に)3D再位置決め超伝導冷却材の動作を可能にすることを含む自動レベル調節デュワー冷却材システムを含む、請求項1から13のいずれか一項に記載のシステム。
- 前記システムの機能が、最適な3Dセンサ位置座標及び関連する最適な位置決め制御を決定する3D被験者走査及び/又は事前走査システムを含む、請求項1から14のいずれか一項に記載のシステム。
- 前記システムの機能が、デュワー及び他の移動構成要素の上及び周囲に位置するデュワー位置決め安全センサ及び/又はセンサ・システムを含み、デュワーの調節若しくは再位置決め又は調査中の被験者の再位置決めを含む全ての条件下、常時、MMS近傍の被験者等との衝突を回避するようにする、請求項1から15のいずれか一項に記載のシステム。
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