JP2022126838A - 磁気粒子イメージング - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、「磁気粒子イメージング」と題され、2016年7月12日に出願された米
国仮特許出願第62/361,463号及び、「磁気粒子イメージング」と題され201
6年7月12日に出願された米国仮特許出願第62/361,475号に基づく優先権を
主張し、それぞれの内容は全体を通して参照により本明細書に組み込まれる。
、例えば診断向けイメージングの応用に用いられ得る。イメージングはフィールドフリー
領域を生成するよう設計された磁石を通じて容易にされる。フィールドフリー領域の例は
、フィールドフリー点(FFP)及びフィールドフリー線(FFL)を含む。
を有するよう構成された磁石を含んでよい。フィールドフリー線の概ね中央の第1磁束経
路は第1リラクタンスを有し、フィールドフリー線の中心から離れた第2磁束経路は第2
リラクタンスを有し、第2リラクタンスは第1リラクタンスよりも低いように構成された
磁束帰還路が、磁石とともに組み込まれてよい。
。磁束帰還路は複数の層を有してよく、第1磁束経路は第1層を通過し、第2磁束経路は
第2層を通過してよい。第1層及び第2層は段差を形成してよい。
るポールピースを含み得る。ポールピースは、テーパの近くの磁束密度を増加させてフィ
ールドフリー線を近づけることができる。
フリー線から遠く位置する磁束帰還路アームを含んでよい。少なくとも1つの磁束帰還路
アームは、イメージング容積中のフィールドフリー線に向けて角度がつけられていてもよ
い。
近傍における材料のリラクタンスよりも低いリラクタンスの材料を含む磁束帰還路に少な
くとも部分的に起因して、第2リラクタンスは第1リラクタンスよりも低い。
つ当該磁場中に、軸及び中心を有するフィールドフリー線を有するように構成された磁石
を含んでよい。第1シム磁石は、フィールドフリー線の上に位置し、磁場を変更するよう
に構成されてよい。
ム磁石は磁場を変更するように構成されてよい。第1シム磁石は受動的シムであるか、能
動的シムであるか、概ねフィールドフリー線に向かって向けられた角度をつけたシム磁石
であるか、又は細長くてよい。
ように構成されるか、又はフィールドフリー線の忠実度を増加させてよい。
要としない場合に磁石に組み込まれた磁束帰還路を含んでよい。第1シム磁石は、フィー
ルドフリー線を概ね楕円形のフィールドフリー領域に再形成するように構成されるか、又
は平板イメージングのために構成されてよい。
実度の減少に逆作用するよう能動的に制御されるように構成されてよい。第1シム磁石は
、イメージングの間のフィールドフリー線の移動に起因するフィールドフリー線の忠実度
の低下に逆作用するよう能動的に制御されるように構成されてもよい。
興奮させることを避けながらのイメージングのために構成されてよい。コントロールシス
テムは、ハイブリッドイメージング及び磁気駆動のMPIにおいて空間的選択性を増加さ
せるように構成されてよい。
能な磁性流体癌温熱療法への応用のために構成されているとき、局所化された加熱及びエ
ネルギーの3次元的凝縮を提供するように構成されてよい。
明された特徴の1つ以上を実現する動作を引き起こすことが可能な、明白に実施されたマ
シン可読媒体を備える物品に加え、本明細書に提供される説明と一致する方法を含み得る
が、それらに限定されない。同様に、1つ以上のプロセッサと当該プロセッサに結合され
た1つ以上のメモリを含み得るコンピュータシステムも想定されている。コンピュータ可
読記憶媒体を含み得るメモリは、1つ以上のプロセッサに本明細書に説明される動作の1
つ以上を実行させる1つ以上のプログラムを、含むか、エンコードするか、又は格納する
等してよい。現在の要旨の1つ以上の実施例に係るコンピュータ実装の方法は、単一の計
算システム内、又は複数の計算システムにわたって存在する1つ以上のデータプロセッサ
により実装され得る。そういった複数の計算システムは接続されてよく、1つ以上の接続
を通じてデータ及び/又はコマンド若しくは他の命令等を交換可能であり、当該接続はネ
ットワーク経由の接続(例えばインターネット、無線広域ネットワーク、ローカルエリア
ネットワーク、広域ネットワーク、有線ネットワーク等)、当該複数の計算システムのう
ち1つ以上の間の直接接続を通じた接続などを含み得るが、これらに限定されない。
載される。本明細書で説明される要旨の他の特徴及び利点は、説明及び図面、並びに特許
請求の範囲から明らかとなる。例示を目的として、現在開示される要旨の特定の特徴は特
定の実施例に触れながら説明されているが、そういった特徴が限定を意図するものではな
いことは即座に理解されるべきである。本開示に続く特許請求の範囲は、保護される要旨
の保護範囲を定めることを意図するものである。
の特定の態様を示し、明細書とともに、開示された実施形態に関係づけられた原理のうち
のいくつかを説明するのを助ける。
粒子をイメージングするために用いられ得る。MPIシステムは、トレーサ粒子に局所的
に変化する磁場に応答する電磁放射を放出させることで、トレーサ粒子をイメージングす
ることができる。磁場の変化は外部から加えられる磁場の変化、トレーサ粒子の移動、又
はそれら2つの組み合わせの結果として得られる。
場を発生する。物体内に存在するトレーサ粒子は、そういった領域を通過するか、又はそ
ういった領域がトレーサ粒子を通過する際に、その磁気モーメントの方向を変化させるこ
とができ、トレーサ粒子が受ける磁場はある方向に向けられている状態から別の方向に向
けられた状態へと変化する。
化に応答するか若しくは磁場を通過して動くトレーサ粒子につながる磁束を検出する、デ
ィテクタを含む。この電磁信号はイメージング容積中のトレーサ粒子の画像を生成するの
に用いることができる。
、フィールドフリー領域を移動させるステップか、又は2つの組み合わせを含み得る。
物理的構造(例えば、空洞又は血管に蓄積された粒子)に、又はトレーサ粒子が結合され
た物体(例えば、トレーサ粒子と積極的に結合する性質を有する種類の特定の分子、細胞
若しくは組織、又はトレーサ粒子と結合されるか若しくはトレーサ粒子内に含まれる分子
)中の要素の分布に関連づけられ得る。こうすることで、決定されたトレーサ粒子の位置
は、物体内の特徴をイメージングするために用いられ得る。
図である。MPIシステムは磁気ナル、ゼロ点又はフィールドフリー領域120を含む四
極磁場(図1の上部)を発生することができる。図1の単純化された例では、逆方向に流
れる電流を伴う2つのコイルが四極磁場を生成している。四極磁場の4つの「極」110
は、短い矢印により示される。極110は、図1に示される2つの向かい合うコイルに等
価な磁気構成の例として提供される。2つのコイルに流れる電流が同じ大きさかつ逆方向
の場合には、極110は2つのコイルの対称点に位置する。
式図により示されるように)FFP130であり得る。他の実施例において、フィールド
フリー領域は、(図1の右下の半分の模式図に示されるように)フィールドフリー線14
0の形をとることができる。図1のプロットのY軸は、後の図と一貫して典型的にはフィ
ールドフリー線140の垂直方向を示すように、垂直とラベル付けされる。MPIシステ
ムがフィールドフリー線140を生成するように構成されているならば、MPI信号は点
のかわりに線から受信される。FFL構成は従って投影ベースのイメージング及び再構成
技術を利用し得る。
PIシステムにより生成された磁場において磁場が他の位置よりも大幅に弱い。本明細書
で用いられるに際し、「フィールドフリー線」は、線は完璧に直線ではあり得ず、磁場が
完全にないわけでもないという事実から構成されると理解されるが、一般にはそのような
ものがFFLのゴールである。
PIシステムのイメージング容積の中のみ「線形」であり得る。FFLにとって、イメー
ジング容積外において線形性を保つことは重要性が低く、従ってフィールドフリー線14
0は中央、即ちイメージング容積の中心の近傍、から離れた場所では別の形に乖離してい
てもよい。同様に、本明細書で用いられる際、「フィールドフリー点」は概ね球形の低磁
場の領域を指す。
上端においては、磁束帰還路250及び2つの磁束経路230,240を伴うMPIシス
テムを示す。図2の下部は、本開示の特定の態様に係る磁束帰還路250の内包に起因す
る磁場勾配の増加の例を詳説するグラフを含む。
生成するように構成される磁石を含み得る。図2に示される設計の例では、磁石は第1磁
石210及び第2磁石220を含む。しかしながら本開示は、必要な磁場及びフィールド
フリー線は任意の数及び任意の種類の磁石により生成されてよいと想定している。例えば
、磁石は複数の磁石(2つ、3つ、4つ等)を組み込んでよく、当該磁石は例えば、永久
磁石、電流を流すコイル(電磁石)、磁束帰還路を伴う電磁石、又はそういった磁石の任
意の組み合わせであり得る。実際、フィールドフリー線を生成することが可能である(例
えばハルバッハ円筒)限り、磁石は単一の磁石であってよい。本明細書における磁石の設
計の例は、限定を意図するものではない。
般にイメージング容積の中心の近傍と理解される軸の中心とを有すると理解される。
)とともに組み込まれた磁束帰還路250を示す。本開示で用いられるに際し「磁束帰還
路」は、磁束を形成する材料成分の任意の配置を指す。磁束帰還路250は、磁束を伝え
、誘導し、形成し、又は集中させるために、例えば鉄(又は他の物質と比較して、又は空
気と比較して低いリラクタンスを有する他の材料)等の強磁性の材料を含んでよい。磁束
帰還路250は、例えば、2つの個別の半分又は、積み重ねが可能か、そうでなくても組
み立てて磁束帰還路250を形成可能な複数の薄板の層で製造され得る。
束分布を形成可能である。例えば、空気と比較して多量の鉄を含む経路は、鉄がより少な
く空気がより多い、同じ長さの経路よりも低いリラクタンスを有する。本明細書で用いら
れるに際し、磁気抵抗、磁気リラクタンス、又は「リラクタンス」は、磁気回路の解析に
おいて用いられる概念であり、電子回路における抵抗と類似のものである。電場が電気抵
抗の最も低い経路に電流を流すのと同様に、磁場は磁気リラクタンスの最も低い経路に磁
束を流す。これは電気抵抗に似てスカラ、すなわち示容量である。磁気リラクタンスの単
位はヘンリーの逆数、すなわちH-1である。
を作るのに活用される。磁場勾配において、磁束帰還路を伴わない磁気システムとは対極
に、磁束帰還路250を用いるとより強い磁場が得られる。図2の下部のグラフは、磁場
中の、磁束帰還路が利用されているときに増加する勾配を示す。
なFFL140など)により、いかによく磁場が実現されるかにより記述され得る。本明
細書で用いられるに際し「磁場忠実度」は、それが例えばFFL140の形及び質に関係
することから、磁場パターンの質を指す。例えば、FFL140の軸に沿って低い勾配を
伴うが、FFL140を取り囲む軸に直交する方向には高い勾配を伴う、高い線形性を持
つ対称なFFL140を有することは有益であり得る。
ち、1つの次元に関して別の次元よりも長く、円形でない)、高出力で水冷の電磁石を4
つ含む。図3は、本開示の特定の態様に係る磁束帰還路250の例も示す。
に沿ってシフトさせるための同種の磁場を生成するように構成されてよい;これらの磁石
は「シフト磁石」と呼ばれ、Z1及びZ2の符号がふられている(図5参照)。本明細書
においてX1及びX2(図5参照)の符号をふられたメイン磁石は、FFL140の位置
をシフトさせるやり方で磁場を変更するように構成されてもよい。他の実施例において、
FFL140の位置を急速にシフトさせるよう振る舞う高速駆動磁場を生成するのに、追
加の磁石が用いられ得る。
FL140は穴310に鉛直に伸び得る。いくつかの実施例では、MPIシステムは穴3
10の軸に関して回転するように構成され得る。そのような実施例において、磁場の方向
及びFFL140は対応するように変化する。
央から見た、図3のXY平面に対応する)である。図4は、この特定の実施形態において
、4つの磁石を囲む磁束帰還路250を示す。また、本開示の特定の態様に係るFFL1
40及び2つの磁束経路230,240も示される。
図3のXZ平面に対応する)である。図5は、本開示の特定の態様に係る磁束帰還路25
0も示し、それに含まれるポールピースも示す。ポールピース510(図示のため十字ハ
ッチングで示す)は、例えばメイン磁石210,220の、図5にX1,X2で示される
中心を通過可能である。
第1磁束経路230が第1リラクタンスを有し、フィールドフリー線140の中心から離
れた第2磁束経路240は第2リラクタンスを有し、第2リラクタンスは第1リラクタン
スよりも低いように構成される(図3及び図4に点線で示された磁束経路230,240
の模式図を参照)。この実施形態では、「フィールドフリー線140の中心から離れた」
第2磁束経路240は、単に磁束経路240がより短い距離を移動するというだけの理由
ではなく、(同じくFFL140の中心から離れた点にある)磁束帰還路250の設計に
よって低いリラクタンスを有することが想定される。本実施形態の説明において、磁束経
路230,240は各々フィールドフリー線140に隣接する点を通るように広がる経路
であることが想定される。
す。図7は、図6の磁束帰還路を作り上げる33の薄板のうちの2つを示す。
0を含み得て、当該端点は段差を含み得る。段差を形成するために、磁束帰還路250は
複数の薄板又は層を含んでよく、第1薄板610及び第2薄板620は段差を形成する。
この例では、第1磁束経路230は第1薄板610を通過し、第2磁束経路240は第2
薄板620を通過する。図示の通り、ポールピース510の段差は、底の薄板620がポ
ールピース510の中心の薄板610よりもイメージング空間に突出するように構成され
、従ってポールピースの底部における磁束帰還路材料(例えば鉄)の量を増加させ、FF
L140の中心から離れた点におけるリラクタンスを低下させる。このリラクタンスが変
化する設計は、異なる形の薄板を用いることで段差を形成するよう示されるが、これは類
似の仕様に機械作製された単一のポールピースか、又は(単一又は複数の)薄板と機械作
製された(単一又は複数の)ポールピースの組み合わせにより形成されてもよい。段差の
実装はポールピース510に関連づけて示されたが、磁束帰還路250の外側部分(たと
えば、610,620の符号の近傍)に同様のステップが実装されてもよいことが想定さ
れている。
段差」によって生成されてよいが、これらの性質はポールピースを機械作製して、よりな
めらかに変化する磁束帰還路のポール外形を生成することによっても達成され得る。例え
ば、ポールピース510は同様にイメージング容積に向かって突出するFFL140の中
心から離れた点に結びつく、連続又は部分的な曲面に機械作製され得る。なめらかに変化
するポールピースは、例えば円弧、弦、放物線、双曲線、又は双曲線正接形の形をとり得
る。さらに他の実施例では、セミスムーズの、又は細かく段差がついたポールピースを形
成するために、長さが変化するいくつの薄板又は何層のポールピースがあってもよい。
束経路230の近傍における材料のリラクタンスよりも低いリラクタンスの材料を少なく
とも部分的に含むことにより、第2リラクタンスは第1リラクタンスよりも低くてよい。
状により、第2リラクタンスは第1リラクタンスよりも低くあり得る。
中させる役割を担うこともできる、「磁束帰還路アーム」(例えば図6の630)を含み
得る。
帰還路250の例の模式図である。図8に示す通り、磁束帰還路アームは、イメージング
容積におけるフィールドフリー線に向けて角度がついている。この角度付けは、図6及び
図7に示すような、一般に穴310の軸と鉛直に向けられた磁束帰還路710と異なる。
このように角度付けされた磁束帰還路アームは、イメージング容積の位置のFFL140
の領域において、磁束をさらに収束又は形成することができる。図8はこのような角度を
つけた磁束帰還路アームによる磁力線も示す。
示され、ポールピース510はテーパを含むやり方で製造され得る。このようなポールピ
ース510中のテーパは、テーパの近く及びフィールドフリー線140の近傍における磁
束密度を増加させる。
すなわちポール510の外形は、FFl140に向けて徐々に細る。テーパは図示される
ように線形であってよいし、又は十字部の全部若しくは一部にわたってなめらかに変化し
てもよい(又はなめらかな変化と線形な部分の組み合わせでもあり得る)。テーパはポー
ルピース510の端点まで来てもよいし、(図の例で示すように)ポールピース510の
平坦な端点で途切れる部分的なテーパであってもよい。テーパは機械作製又はポールピー
ス510若しくは磁束帰還路250を作り上げる材料の異なるサイズの層の任意の組み合
わせにより製造され得る。
ングは、磁場を形成してフィールドフリー線140の忠実度を改善するか又はフィールド
フリー線140の形を変えるために実行されてよい。
の磁性材料(例えば鉄、鋼鉄、ミュー金属等)の機械的な付属品を指す。いくつかの実施
例は、特定の所定の動作点又はメイン勾配磁石の強度にある磁場を最適化するための受動
的シムセットの追加を含む。そのような受動的シムセットは、一定の範囲(たとえば4-
7T/m)にわたる磁場の分布を十分に最適化する。しかしながら、最適化された範囲の
外側の勾配動作点が求められるとき、受動的シムの別のセットを利用せねばならないこと
があり得る。
を供給することを指し、しばしばシム磁石を駆動する電源が磁気粒子イメージングシステ
ムの動作中に能動的に変えられる方法で行われる。
利用して実行され得る。
る。図10は当該MPIシステムの上面図、図11は当該MPIシステムの側面図を示す
。
磁束帰還路205の中心に位置合わせされ、及び複数のポールピース510同士の間に位
置付けされてもよい。図11に示す通り、この位置において、シム磁石910は、穴31
0内のイメージング空間に位置するフィールドフリー線140の一部分の上(本明細書で
は「フィールドフリー線の上」という)で、概ね中心に置かれる。図11に示されるよう
に、シム磁石1110は同様に、穴310内のイメージング空間に位置するフィールドフ
リー線140の一部分の下(本明細書では「フィールドフリー線の下」という)で、概ね
中心の位置に置かれる。ある特定の実施例においては、シム磁石910及び1110は、
FFLがイメージング空間の中央に位置するとき(この場合、穴310の中心であり、磁
石210及び220の間で中央に置かれる)、FFL140の軸上で中心に置かれ、従っ
て下でさらに説明されるようなFFL140の形成を可能にする。イメージングの間、F
FL140はイメージング空間内の異なる位置にシフトしてもよく、従ってシム磁石91
0及び1110はそのような時にのみ、FFL140の上で概ね中心に置かれる。
が、本開示は、穴310に沿った任意の場所に、穴310の周囲の任意の角度(例えば図
のY軸のかわりにX軸に沿って向けられる)で位置し、穴310の周囲の任意の数(1個
,2個,4個,6個など)のシム磁石があってもよいことを想定している。加えて、能動
的シム磁石は別の能動的シム磁石と直列又は並列に電気的に接続されてよいし、又は別の
能動的シム磁石とは完全に独立していてもよい。
,1220を示す。この角度をつけたシム磁石は、FFL140をさらに形成又は制御す
るのに用いることができ、FFL140の軸から離れた(すなわちFFL140上でない
)場所に位置していてもよいが、選択的に概ねFFL140に向けられる。角度をつけた
シム磁石1210,1220は、Z軸方向に生成された磁場の成分がFFL140の軸に
おいて大きく打ち消し合され得るように、対称に配置され得る。角度を付けたシム磁石1
210,1220はFFL140に対して、例えば、図に示されるように約45度、0度
(つまりFFL140と平行)、30度、60度等の、どのような角度を有してもよい。
図11に示す通り、穴310の下に、角度をつけたシム磁石1210,1220と反対の
、同様の配置の角度をつけたシム磁石1310,1320があってもよい。
上面図であり、図15は当該細長いシム磁石1410を示す側面図である。細長いシム磁
石1410は、シム磁石910に類似だが、穴310の長さ方向に沿って引き延ばされて
いる。図15に示す通り、特定の実施形態は穴310の下に向かい合う細長いシム磁石1
510も含む。
形態では、(単一又は複数の)シム磁石は、磁石の周囲の磁束分布の形成(例えば、ポー
ルピース510と磁束帰還路アーム630の間の所望の磁束を準備する)を補助するよう
に構成されてよい。このやり方で構成された(単一又は複数の)シム磁石は、フィールド
フリー線の忠実度を改善し、フィールドフリー線の軸に沿った勾配の減少を招き得る。あ
る実施例では、シム磁石は、メイン磁石が磁束帰還路を必要としないような所望の磁束分
布を促すのに十分な強度のものであり得る。別の実施例において、シム磁石の磁束を促す
性質は、比較的高い忠実度のFFLを促し、それゆえシム磁石に必要な電源をシム磁石が
水冷を必要としない点まで減少させる、磁石及び磁束帰還路の設計とともに利用される。
磁束分布を補助する構成とは対照的に、メイン磁石の周囲の通常の磁束分布に逆に作用す
るために用いられ得る。この逆作用の構成のシム磁石によりFFLは、例えばフィールド
フリー点、又は楕円形のフィールドフリー領域等の異なる形へと再形成され得る。そうい
った構成において、FFLタイプの磁石は、よりフィールドフリー点磁石に近い振る舞い
をするように構成され、従って、対象の一部からの信号を回避したい場合(例えば、肝臓
の近くの小さなソースを検出しようとする時に、肝臓からの大きな信号を最小化したい時
など)に、改善されたイメージングを可能にする。磁気粒子イメージングに関係づけられ
たコントロールシステムは従って、イメージング対象の特定の一部分を興奮させることを
避けるように構成され得る。加えて、そういった構成は、ハイブリッドイメージング及び
磁気駆動のMPIシステムにおける空間的選択性の増加を可能にし得る。
いて、楕円形のフィールドフリー空間が作られ得て、従って有益な平板イメージングを可
能にする。
構成は、高い電力増幅、独立したドライブ機構及びシム磁石を冷却するためのシステムを
必要とし得る。
,550)を能動的にシミングするシステム及び方法を想定する。
勾配強度が変化するのと同様に変化し得る。たとえば、FFL140はある特定の勾配強
度において高レベルの忠実度を有し得るが、イメージングシーケンスが勾配強度の変化を
要求して磁束分布に変化をもたらす場合に、FFL140の忠実度に悪影響を及ぼし得る
。本開示は、本明細書で議論された通り、シム磁石の磁場の追加により忠実度の低下に逆
作用するための能動的シムの利用を想定する。
し得る一方、イメージングの間にFFLが中央から離れてシフトされるに際し、FFLは
忠実度の低下を喫し得る。本開示は、本明細書で議論された通り、忠実殿低下に逆作用す
るための能動的シムの利用を想定する。
勾配忠実度は、特定の設計フィールドに関して設計され得て、その後設計フィールドから
の強度及び位置の偏差が、シム磁石の使用により補われ得る。シム磁石(及び他の磁石)
を流れる電流は、先験的モデルを用いて、実験的に計測されてルックアップテーブルを用
いて設定されてよく、及び/又は、例えばホール効果探査及びフィードバックを用いてリ
アルタイムで計測、調整され得る。若しくは電流は、それらの任意の組み合わせによって
設定されてもよい。
ジングシステムが空間的に選択可能な磁性流体癌温熱療法/刺激への応用のために構成さ
れている時、加熱のさらなる局所化及びエネルギーの3次元的凝縮を提供するように構成
されてもよい。例えば、フィールドフリー線を点様又は楕円形のフィールドフリー領域に
再形成することは、フィールドフリー線の線全体よりも小さい領域を加熱又は駆動するこ
とを含む。
概念を適用する複数のやり方で実行されてよく、かつそういった演算は開示された実施形
態と等価であることを想定する。
回路、空間的に設計された特定用途向け組み込み回路(ASIC)、フィールドプログラ
マブルゲートアレイ(FPGA)コンピュータハードウェア、ファームウェア、ソフトウ
ェア及び/又はそれらの組み合わせにより実現され得る。これらの様々な態様又は特徴は
、データ及び命令を受信しデータ及び命令を送信するためのストレージシステム、少なく
とも1つの入力デバイス及び少なくとも1つの出力デバイスと接続された少なくとも1つ
の、空間的又は汎用の、プログラマブルプロセッサを含むプログラマブルシステム状で実
行可能又は解釈可能な1つ以上のコンピュータプログラムによる実装を含み得る。プログ
ラマブルシステム又は計算システムは、クライアント及びサーバを含み得る。クライアン
ト及びサーバは一般に互いから遠隔であり、典型的には遠隔通信ネットワークを通じて相
互作用する。クライアント及びサーバの関係は、それぞれの対応するコンピュータ上で実
行されたコンピュータプログラム及び互いに対するクライアント-サーバ関係を有するこ
とにより発生する。
ケーション、アプリケーション、コンポーネント又はコードとも呼ばれ、プログラマブル
プロセッサに対するマシン命令を含み、高レベル手続型言語、オブジェクト指向プログラ
ミング言語、関数型プログラミング言語、論理プログラミング言語及び/又はアセンブリ
/マシン言語により実装され得る。本明細書で用いるに際し、「マシン可読媒体」(又は
「コンピュータ可読媒体」)の用語は、例えば磁気ディスク、光ディスク得、メモリ及び
プログラマブル論理デバイス(PLD)等の、マシン命令及び/又はデータをプログラマ
ブルプロセッサに提供するのに用いられるコンピュータプログラム製品、装置及び/又は
デバイスを指し、マシン可読信号としてマシン命令を受信するマシン可読媒体を含む。「
マシン可読信号」(又は「コンピュータ可読信号」)の用語は、プログラマブルプロセッ
サにマシン命令及び/又はデータを提供するのに用いられる任意の信号を指す。マシン可
読媒体は、例えば非一時的ソリッドステートメモリ又は磁気ハードドライブ若しくは等価
な任意の記憶媒体がそうであるように、そのようなマシン命令を非一時的に格納すること
ができる。マシン可読媒体は代替又は追加で、例えばプロセッサキャッシュ又は1つ以上
の物理プロセッサコアと関係づけられた他のランダムアクセスメモリがそうであるように
、一時的なやり方でそういったマシン命令を格納することができる。
の態様又は特徴は、例えばカソードレイチューブ(CRT)又は液晶ディスプレイ(LC
D)又は発光ダイオード(LED)モニタ等の、情報をユーザに表示するための表示デバ
イスと、ユーザがコンピュータに入力を提供するための、キーボードと、例えばマウス又
はトラックボール等といったポインティングデバイスとを有するコンピュータ上で実装さ
れ得る。ユーザとのインタラクションを提供するために、他の種類のデバイスも用いられ
得る。例えば、ユーザに提供されるフィードバックは、例えば視覚フィードバックといっ
た感覚フィードバック、聴覚フィードバック、又は触覚フィードバックの任意の形であっ
てよい;ユーザからの入力は、音、声、又は接触の入力を含む任意の形で受信されてよい
が、これらに限定されない。他の可能な入力デバイスは、タッチスクリーン、又は、シン
グルポイント又はマルチポイントの抵抗式又は静電容量式トラックパッドといった他の接
触感知デバイス、音声認識ハードウェア及びソフトウェア、光学スキャナ、光学ポインタ
、デジタルイメージキャプチャデバイス、及び関係づけられた翻訳ソフトウェアなどを含
むが、これらに限定されない。
類する表現は、要素又は特徴の接続的なリストにより追随されて現れ得る。「及び/又は
」の用語も、2つ以上の要素又は特徴のリストにおいても現れ得る。これらの表現は、前
後の文脈で暗に又は明に言及されているのでない限り、記載された要素又は特徴のいずれ
かを個別に意味するか、又は、列挙された要素又は特徴のいずれか1つを、他の列挙され
た要素又は特徴のいずれか1つと組み合わせたものを意味することを意図するものである
。例えば、「A及びBの少なくとも1つ」、「A及びBのうち1つ以上」及び「A及び/
又はB」の表現はいずれも、「Aのみ、Bのみ、又はA及びBの両方」を意味する。同様
の解釈は、3つ以上のものを含むリストにおいても同様に意図されている。例えば、「A
、B及びCの少なくとも1つ」、「A、B及びCのうち1つ以上」及び「A、B及び/又
はC」の表現はいずれも、「Aのみ、Bのみ、Cのみ、A及びBの両方、A及びCの両方
、B及びCの両方、並びに、A~Cのすべて」を意味することが意図されている。上述及
び特許請求の範囲における「~に基づいて」の表現は、「少なくとも部分的に~に基づい
て」を意味し、列挙されていない特徴又は要素も許容するものである。
ュータプログラム及び/又は物品の上で実施され得る。添付の図面で示され、及び/又は
本明細書で説明された方法又はロジックフローは、所望の結果を達成するために、必ずし
も示された順序、又は手続順序を必要としない。先述の説明で記載された実施例は、本明
細書で説明された要旨と一致する全ての実施例を表現するものではなく、それらは説明さ
れた要旨に関連する態様と一致するいくつかの例に過ぎない。いくつかの変形は上記で詳
細に説明されたが、他の変更又は追加も可能である。特に、本明細書に記載されたものに
加え、さらなる特徴及び/又は変形が提供され得る。上述された実施例は、開示された要
素の様々な組み合わせ及び部分的組み合わせ、及び/又は上で示された、いくつかのさら
なる特徴の組み合わせ及び部分的組み合わせが対象となり得る。さらに、上で説明された
利点は、発行されるいかなる特許請求の範囲の応用をも、いずれか又は全ての利点を達成
するプロセス又は構造に限定することを意図しない。
一又は複数の発明をも、限定又は特徴付け得ない。特に、かつ例として、見出しが「技術
分野」を参照しても、そういった特許請求の範囲は、いわゆる技術分野を説明するために
本見出しの元で選択された言語により限定されるべきではない。さらに、「技術的背景」
における技術の説明は、当該技術が本開示のいずれかの単一又は複数の発明に対する先行
技術であることの自認として構成されるものではない。「発明の概要」も、主張する特許
請求の範囲に記載された単一又は複数の発明の特徴として認識されるものではない。さら
に、本開示への一般の参照又は単数形の「発明」という語の使用は、下で記載される特許
請求の範囲におけるいかなる限定をも示唆するものではない。複数の発明が、本開示によ
り主張される複数の特許請求の範囲の限定により記載され得る。またそれに応じて、そう
いった複数の特許請求の範囲が、それにより保護される単一若しくは複数の発明及びそれ
らの均等を定める。
Claims (25)
- 磁気粒子イメージング(MPI)システムであって、
磁場を生成するように構成された磁石であって、軸及び中心を有する前記磁場内のフィ
ールドフリー線を有する磁石と、
前記磁石に組み込まれた磁束帰還路であって、前記フィールドフリー線の概ね中心の第
1磁束経路は第1リラクタンスを有し、前記フィールドフリー線の中心から離れた第2磁
束経路は第2リラクタンスを有し、前記第2リラクタンスは前記第1リラクタンスよりも
低い磁束帰還路とを備える、
磁気粒子イメージングシステム。 - 前記磁束帰還路は、端点を有するポールピースを備え、前記端点は段差を含む、
請求項1に記載の磁気粒子イメージングシステム。 - 前記磁束帰還路は複数の層をさらに備え、前記第1磁束経路は第1層を通過し、前記第
2磁束経路は第2層を通過し、前記第1層及び前記第2層は前記段差を形成する、
請求項2に記載の磁気粒子イメージングシステム。 - 端点を有するポールピースを含む前記磁束帰還路は、前記端点が湾曲しているか又はな
めらかに変化する、請求項1に記載の磁気粒子イメージングシステム。 - テーパであって、前記テーパの近くの磁束密度を増加させて前記フィールドフリー線を
近づけるテーパを伴うポールピースを備える、
請求項1に記載の磁気粒子イメージングシステム。 - ポールピースと、
前記ポールピースよりも前記フィールドフリー線から離れて位置する少なくとも1つの
磁束帰還路とを備える、
請求項1に記載の磁気粒子イメージングシステム。 - 前記少なくとも1つの磁束帰還路アームは、イメージング容積中の前記フィールドフリ
ー線に向けて角度がつけられている、
請求項6に記載の磁気粒子イメージングシステム。 - 前記第2リラクタンスは、前記第2磁束経路の近傍において、前記第1磁束経路の近傍
における材料のリラクタンスよりも低いリラクタンスの材料を含む前記磁束帰還路に少な
くとも部分的に起因して、前記第2リラクタンスは前記第1リラクタンスよりも低い、
請求項1に記載の磁気粒子イメージングシステム。 - 磁気粒子イメージングシステムであって、
磁場を生成するように構成された磁石であって、軸と中心を有する前記磁場内のフィー
ルドフリー線を有する磁石と、
前記フィールドフリー線の上に位置する第1シム磁石とを備え、
前記第1シム磁石は、磁場を変更するように構成される、
磁気粒子イメージング(MPI)システム。 - 前記フィールドフリー線の下に位置する第2シム磁石をさらに備え、
前記第2シム磁石は、磁場を変更するように構成される、
請求項9に記載の磁気粒子イメージングシステム。 - 前記第1シム磁石は受動的シムである、請求項9に記載の磁気粒子イメージングシステ
ム。 - 前記第1シム磁石は能動的シムである、請求項9に記載の磁気粒子イメージングシステ
ム。 - 概ね前記フィールドフリー線に向かって向けられた角度をつけたシム磁石をさらに備え
る、請求項9に記載の磁気粒子イメージングシステム。 - 前記第1シム磁石は細長い、請求項9に記載の磁気粒子イメージングシステム。
- 前記第1シム磁石は、前記フィールドフリー線の軸に沿った勾配を減少させるように構
成される、
請求項9に記載の磁気粒子イメージングシステム。 - 前記第1シム磁石は、前記フィールドフリー線の忠実度を増加させる、
請求項9に記載の磁気粒子イメージングシステム。 - 前記磁石は磁束帰還路を含まない、請求項15に記載の磁気粒子イメージングシステム
。 - 前記磁石に組み込まれる磁束帰還路をさらに備え、
前記第1シム磁石は水冷を必要としない、
請求項15に記載の磁気粒子イメージングシステム。 - 少なくとも1つの前記第1シム磁石は、前記フィールドフリー線を概ね楕円形のフィー
ルドフリー領域に再形成する、
請求項9に記載の磁気粒子イメージングシステム。 - イメージング対象の特定の一部分を興奮させることを避けながらのイメージングのため
に構成されたコントロールシステムをさらに備える、
請求項19に記載の磁気粒子イメージングシステム。 - ハイブリッドイメージング及び磁気駆動のMPIにおいて空間的選択性を増加させるよ
うに構成されたコントロールシステムをさらに備える、
請求項19に記載の磁気粒子イメージングシステム。 - 少なくとも前記第1シム磁石が、平板イメージングを可能にするように構成された、
請求項9に記載の磁気粒子イメージングシステム。 - 少なくとも前記第1シム磁石が、勾配強度の変化に起因する前記フィールドフリー線の
忠実度の減少に逆作用するよう能動的に制御されるように構成された、
請求項9に記載の磁気粒子イメージングシステム。 - 少なくとも前記第1シム磁石が、イメージングの間の前記フィールドフリー線の移動に
起因するフィールドフリー線の忠実度の低下に逆作用するよう能動的に制御されるように
構成された、
請求項9に記載の磁気粒子イメージングシステム。 - 前記磁気粒子イメージングシステムが空間的に選択可能な磁性流体癌温熱療法への応用
のために構成されているとき、局所化された加熱及びエネルギーの3次元的凝縮を提供す
るように構成されたシム磁石をさらに備える、
請求項9に記載の磁気粒子イメージングシステム。
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