JP2022523753A - 磁性粒子作動 - Google Patents

Abstract

磁性粒子作動システムは、フィールド・フリー領域を含む磁場を生成するように構成された磁石系を含んでもよい。対応する制御系は、対象領域に少なくとも部分的に整合するフィールド・フリー領域を作り出すように前記磁石系を制御するように構成され得る。励起系は、作動領域において磁性ナノ粒子の作動を発生させるために励起場を生成するように構成され得る。

Description

関連出願の相互参照
本願は、２０１９年３月１３日に出願された「ＭＡＧＮＥＴＩＣ ＰＡＲＴＩＣＬＥ ＡＣＴＵＡＴＩＯＮ」という名称の米国仮特許出願第６２／８１８，０５２号の優先権を主張するものであり、その内容は全体として参照によってここに組み込まれる。

磁性ナノ粒子（Ｍａｇｎｅｔｉｃ ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅ：ＭＮＰ）は、特定の医療状態の診断および治療において利用可能である。治療例は、組織切除、薬物／ペイロード送達（例えばＭＮＰによって運ばれる）、温熱療法（通常、癌組織を殺滅するための組織の加熱）、化学療法および／または放射線療法などの他の治療のために増強剤または補助剤としてのＭＮＰの使用などを含み得る。これらの治療は、局所加熱、会合体構造の分裂（薬物／ペイロード送達によるなど）などを発生させるＭＮＰの「作動」によって部分的に実行され得る。作動は、治療対象内のＭＮＰに対してＲＦ場を印加することによって実行されてもよい。

対象領域に少なくとも部分的に整合するフィールド・フリー領域を磁場が含む場合に、磁石系を用いた磁場の生成を可能とする場合があるシステム、方法、およびコンピュータ・プログラム製品が開示される。また、作動領域において磁性ナノ粒子の作動を発生させるために、励起系を用いて励起場が印加されてもよい。いくつかの実施形態において、対象領域に対してフィールド・フリー領域を少なくとも部分的に整合することは、フィールド・フリー領域内に対象領域を囲い込む、フィールド・フリー領域を対象領域と一致させる、または回避領域との重複を回避することを含み得る。追加の対象領域は、回避領域の作動を回避しながら、治療中に作動対象の治療領域全体を網羅する処理中に決定されてもよい。

また、対象領域にフィールド・フリー領域を少なくとも部分的に整合することは、フィールド・フリー領域を対象領域へ並進移動、フィールド・フリー領域を拡大／縮小、フィールド・フリー領域の形状を変更、またはフィールド・フリー領域を回転することによって実行され得る。さらに、対象領域にフィールド・フリー領域を少なくとも部分的に整合することは、フィールド・フリー領域を並進移動、拡大／縮小、回転、またはその形状を変更するために、磁石系内で１つまたは複数の磁石または磁性体の機械的移動を発生させることを含み得る。磁石系は、さらに１つまたは複数の電磁石を含むことができ、対象領域にフィールド・フリー領域を少なくとも部分的に整合することは、１つまたは複数の電磁石において電流を制御することに少なくとも基づくことができる。

励起系は、例えば作動領域を変更するように励起場を生成することによって、励起場を印加することができる。励起場の生成は、複数の軸に沿って作動領域を変更可能とするように複数の独立制御可能なＲＦコイルを使用して実行可能である。また、複数の独立制御可能なＲＦコイルは、複数の独立制御可能なＲＦコイルを使用して電流を指定することによって、それに沿って作動領域が変更可能なＲＦベクトルの選択を可能とすることができる。励起場の発生は、少なくとも１つの空間的に不均一なＲＦコイルを使用しても実行され得る。

いくつかの実施形態において、治療対象の画像が取得可能であり、フィールド・フリー領域は、少なくともその画像に基づいて識別された対象領域とほぼ一致するように配置および／または成形されることが可能である。他の実施形態において、対象領域に対する治療計画が受信可能であり、この治療計画は磁性ナノ粒子に実施される作動を指定する。治療対象の１つまたは複数の画像が生成または受信可能であり、作動は、１つまたは複数の画像から決定される治療対象の変化、磁性ナノ粒子の変化、または予測線量の変化に少なくとも基づいて自動的に修正可能である。励起場は、修正された作動を実行するように印加可能である。また、磁性粒子イメージング信号は、励起場の印加と同時に受信可能である。作動線量は、磁性粒子イメージング信号を使用した計算に少なくとも基づいて決定可能であり、励起場は作動線量に少なくとも基づいて修正可能である。

いくつかの実施形態において、磁性粒子イメージング・システムは、フィールド・フリー領域を含む磁場を生成するように構成された磁石系と、作動領域において磁性ナノ粒子の作動を発生させる励起場を生成するように構成された励起系と、対象領域に少なくとも部分的に整合するフィールド・フリー領域を作り出すように磁石系を制御するように構成された制御系とを含み得る。磁性粒子作動システムは、励起場の生成中の励起系の干渉を低減するために、励起系の一部と磁石系の一部との間に配置されたＲＦシールドをさらに含み得る。

本主題の実施態様は、ここで提供される説明と一致した方法とともに、１つまたは複数の機械（例えばコンピュータなど）に上述した特徴の１つまたは複数を実施する動作を結果的に実行させるように動作可能な有形に実施された機械可読媒体を含む項目を含み得るが、それに限定されない。同様に、１つまたは複数のプロセッサと、１つまたは複数のプロセッサに結合された１つまたは複数のメモリとを含む場合があるコンピュータ・システムも企図される。コンピュータ可読格納媒体を含み得るメモリは、１つまたは複数のプロセッサに、本明細書で説明される動作の１つまたは複数を実行させる１つまたは複数のプログラムを含む、符号化する、格納するなどをしてもよい。本主題の１つまたは複数の実施態様と一致するコンピュータ実施方法は、単一のコンピューティング・システムに常駐する、または複数のコンピューティング・システムにわたって常駐する１つまたは複数のデータ・プロセッサによって実施されることが可能である。そのような複数のコンピューティング・システムは、接続可能であり、ネットワーク（例えばインターネット、無線ワイド・エリア・ネットワーク、ローカル・エリア・ネットワーク、ワイド・エリア・ネットワーク、有線ネットワークなど）を介した接続、複数のコンピューティング・システムの１つまたは複数間の直接接続などを含むがそれに限定されない１つまたは複数の接続を介して、データおよび／またはコマンドまたは他の命令などを送受信することができる。

本明細書で説明される主題の１つまたは複数の変形の詳細が、添付図面および以下の説明において述べられる。本明細書で説明される主題の他の特徴および利点は、明細書および図面から、さらには特許請求の範囲から明らかとなるであろう。本開示の主題の特定の特徴は、特定の実施態様に関連して例示目的で説明されるが、そのような特徴は限定することを意図していないことは容易に理解されるべきである。本開示に後続する特許請求の範囲は、保護される主題の範囲を定義することが意図される。

本明細書に組み込まれその一部を構成する添付図面は、ここに開示される主題の特定の態様を示し、記載とともに、開示の実施態様に関連する原理の一部の説明を助ける。以下に図面を説明する。

本開示の特定の態様による例示のコイル系およびＦＦＲの簡略化した斜視図である。

本開示の特定の態様による、ＦＦＲを定義するための閾値を示す例示の磁化曲線を示す図である。

本開示の特定の態様による、治療対象の対象領域に対するＦＦＲの例示の少なくとも部分的な整合を示す図である。

本開示の特定の態様による、ＦＦＲによる対象領域の例示の囲い込みを示す図である。

本開示の特定の態様による、対象領域とのＦＦＲの例示の一致を示す図である。

本開示の特定の態様による、回避領域と重複しないＦＦＲの例を示す図である。

本開示の特定の態様による、ＦＦＲの例示の並進移動を示す図である。

本開示の特定の態様による、ＦＦＲの例示の拡大／縮小を示す図である。

本開示の特定の態様による、ＦＦＲの例示の成形を示す図である。

本開示の特定の態様による、ＦＦＲの例示の回転を示す図である。

本開示の特定の態様による、追加対象領域の例示の作動を示す図である。

本開示の特定の態様による、治療対象の対象領域の例示の継続的活性化を示す図である。

本開示の特定の態様による、回避領域を除く治療対象全体の例示の作動を示す図である。

本開示の特定の態様による、対象領域と整合するＦＦＲおよび磁性ナノ粒子の作動のための例示の処理を示す図である。

本開示の特定の態様による、第１組の磁石を有する例示の磁性粒子作動システムの簡略化した上面図である。

本開示の特定の態様による、図１４の磁性粒子作動システムにおけるＦＦＲの例示の生成を示す図である。

本開示の特定の態様による、図１４の磁性粒子作動システムにおけるＦＦＲのサイズの例示の変更を示す図である。

本開示の特定の態様による、図１４の磁性粒子作動システムにおけるＦＦＲの例示の並進移動およびサイズ変更を示す図である。

本開示の特定の態様による、第２組の磁石を追加する例示の磁性粒子作動システムの簡略化された正面図である。

本開示の特定の態様による、例示のハルバッハ配列の簡略化された正面図である。

本開示の特定の態様による、並進移動されたハルバッハ配列の簡略化された正面図である。

本開示の特定の態様による、永久磁石、非永久的に磁化された磁性体、および電磁石を組み合わせた例示の磁性粒子作動システムの簡略化された正面図である。

本開示の特定の態様による、ＦＦＲの形状を変化させるために並進移動された磁石を有する例示の磁性粒子作動システムの簡略化された正面図である。

本開示の特定の態様による、作動中にベクトル・パスに沿ってＦＦＲを高速で振動させて作動中にＦＦＲの影響を受けた全ボリュームを網羅する作動領域が得られる、Ｘ軸に沿ったベクトルへのＲＦ場の例示の印加を示す図である。

本開示の特定の態様による、作動中にベクトル・パスに沿ってＦＦＲを高速で振動させて作動中にＦＦＲの影響を受けた全ボリュームを網羅する作動領域が得られる、Ｙ軸に沿ったベクトルへのＲＦ場の例示の印加を示す図である。

本開示の特定の態様による、作動中にベクトル・パスに沿ってＦＦＲを高速で振動させて作動中にＦＦＲの影響を受けた全ボリュームを網羅する作動領域が得られる、Ｘ軸およびＹ軸に沿った成分を有するベクトルへのＲＦ場の例示の印加を示す図である。

本開示の特定の態様による、例示のワイヤー・ループの側面図である。

本開示の特定の態様による、交換可能カセットを含む例示の磁性粒子作動システムの側面断面図である。

本開示の特定の態様による、例示の開ループ・ワークフローを示す図である。

本開示の特定の態様による、作動フィードバックのための画像を使用した例示の閉ループ・ワークフローを示す図である。

本開示の特定の態様による、作動フィードバックのためのリアルタイムの線量測定を使用した例示の閉ループ・ワークフローを示す図である。

磁性ナノ粒子（ＭＮＰ）へのＲＦ場の印加は、例えば、治療対象の治療部位を巨視的に加熱する、薬物を治療部位に送達するためにＭＮＰまたはＭＮＰ会合体構築物を分裂／物理的に変化させる、または微視的または巨視的発熱によって差動遺伝子活性化を誘導するなど、被験体において変化を誘発するため、または治療対象の状態を治療するために使用可能である。組織において発熱するためにＭＮＰを使用することは、いくつかの癌に対する効果的な治療となり得る。特に、腫瘍に配置されたＭＮＰは、癌組織を殺滅させる、またはそれを助けるように制御されたやり方で加熱され得る。

ＭＮＰの励起によって発生する熱は、ヒステリシス（ＭＮＰ磁気双極子の向きを変えることによって引き起こされる電磁誘導からの抵抗加熱）、ニール効果（超磁性の結果として発生する誘導電流に起因する加熱）、および摩擦加熱（ＭＮＰの物理的配列を変更、ここで、動くＭＮＰに供給されるエネルギーは、近傍の組織の摩擦加熱を引き起こす）の複合効果によって引き起こされると考えられる。

本開示は、ＭＮＰ作動が行われる場所の局所化を助け得る磁性フィールド・フリー領域概念の部分的な利用によって、一般的な作動技術を詳細に説明する。空間的局所化は、ＭＮＰの非線形の磁気飽和現象によって影響され得る。多くのＭＮＰの磁化曲線またはＭ－Ｈ曲線は、飽和を示すため、図１Ｂに示すように「Ｓ形状」である。印加される磁場強度が高くなるほど、それによってＭＮＰの磁化の上昇が少なくなり、最終的に平坦となり、磁場強度がさらに上昇しても磁化量は検出可能なほどの変化を生じないようにする。したがって、強い空間勾配磁場の印加によって、いずれかの小領域内のＭＮＰは不飽和状態となり得る（本明細書においてこの領域を「フィールド・フリー領域」またはＦＦＲと呼ぶ場合がある）。このＦＦＲ外のＭＮＰは、実質的に所定位置に固定され、したがって交流（ＡＣ）ＲＦ場がＦＦＲ近傍の粒子を選択的に作動させ得る（例えば、発熱につながり得る）。巨視的な発熱を必ずしも伴わない作動（例えば薬物送達または遺伝子活性化）の適用に対しても、物理的な詳細は異なるものの、この空間的局所化概念は依然として有効である。

最も一般的な意味では、ＦＦＲは、より高い磁場強度を有する周辺または隣接領域と区別される低磁場強度の領域である。ＦＦＲは、磁気ヌルの生成によって特定の場所に構築され得る。ＦＦＲ１１０の生成の一例を、等しい大きさを有するがコイル中で逆方向に流れる電流が対立する磁場１３０を生成する２つのコイル１２０を示す図１Ａに示す。ＦＦＲは、磁場がゼロの場強度を通って遷移するコイル間の領域の周辺に形成される。

ＦＦＲの全体的な形状および構造は、関心ボリュームの少なくともいずれかの位置において非ゼロの空間的勾配を有する磁場を生成する磁石および磁性体の向きおよび強度によって決まる。磁石および磁性体の複雑または非対称な向きは、図２２に示す例に示すような複雑または非対称のＦＦＲを生成し得る。例えば作動対象の関心ＭＮＰの磁気特性は、ＦＦＲの特定のサイズおよび輪郭をさらに決定するために使用可能である。例えば、磁性粒子イメージングの分野において、磁場勾配およびＭＮＰのＭ－Ｈ曲線は、どの程度良好にＦＦＲがＭＮＰからの信号を空間的に局所化するかを定義する点広がり関数（ＰＳＦ）を定義可能である。ＦＦＲ形状を識別するために、ボリュームにおける磁場の強度に閾値を適用することによって作り出されるＰＳＦまたは輪郭の半波高全幅値（ＦＷＨＭ）などの様々な測定基準が使用可能である（例えば、ＦＦＲは、磁場強度が何らかの値未満である空間の領域である）。例えば、図１Ｂに示すように、いくつかの実施形態において、ＦＦＲに対する閾値は、磁気飽和に起因するＭＮＰのＭ－Ｈ曲線における屈曲と関連する印加磁場強度またはそれ以下の磁場強度であり得る。ＭＮＰのＭ－Ｈ曲線に依存して、例えば１－１００ｍＴの領域において屈曲点が識別される場合がある。他の実施形態において、ＭＮＰが実質的な磁化飽和（例えば、図１Ｂに示すようにＭＮＰに対する最大磁気飽和（Ｍｓａｔ）の９５％または９９％）に達する印加磁場強度によって、閾値は決定されてもよい。他の実施形態において、閾値は、８０％、７０％、６０％、５０％、４０％、３０％、２０％、または１０％のＭｓａｔが実現される磁場振幅、または実質的に磁場がない状態となる磁場振幅でもよい。他の実施形態において、閾値は、作動物理に関係する何らかの絶対場値として選択されてもよい。

フィールド「フリー」領域という用語は、多少誤った記述であるが（さらに、上記説明からわかるように、ＦＦＲの絶対的な表現は定義しにくい場合があり得るが）、本開示の目的のため、ＦＦＲは、一般に、より高い磁場の領域に隣接または囲まれた低磁場の領域である。さらに、関心輪郭を識別するための磁場閾値をどのように選択するかにかかわらず、ＦＦＲの形状は、磁石および磁性体の配置および強度によって完全に決まる全印加磁場の空間的構造によって決まる。

本明細書で使用されるように、フィールド・フリー領域（ＦＦＲ）の実施形態は、フィール・フリー・ポイント（ＦＦＰ）またはフィールド・フリー・ライン（ＦＦＬ）として任意で説明される場合がある。フィールド・フリー・ポイントまたはＦＦＰは、低磁場のほぼ楕円形の領域を指す。フィールド・フリー・ラインまたはＦＦＬは、一般に、１つの軸に沿って非常に長尺で、長さと厚さを有し、磁場が同様に低いＦＦＲである。本明細書で使用されるように、「フィールド・フリー領域」は、完全な直線でなく、完全な楕円ではなく、または磁場が全くないわけではない場合があるが、それらはＦＦＲの生成時に目標となる場合が多いという現実を包含すると理解される。また、さらに本明細書で説明されるように、ＦＦＲは規則的な幾何学的形状を有す必要はなく、その代わりとして特定の用途で必要とされるように、さらに特定のシステム／磁石構成によって生成されるように不規則な形状または他の形状を有するように成形または形成され得る。以下で説明するように、ＦＦＲの成形における柔軟性は、治療対象内においてＭＮＰを作動させることを目的とする技術的利点を提供し得る。

本明細書で使用されるように、「治療対象」は、磁性ナノ粒子を含有する場合があるいずれかの生物または無生物を意味し得る。治療対象は、例えば、人間または動物被験体でもあり得る。他の場合において、校正または調査目的のために磁性ナノ粒子を含有する場合がある無生物が治療対象と呼ばれる場合がある。

本開示の大部分の適用において、磁性ナノ粒子の蓄積が存在する場合がある対象領域（例えば腫瘍）にエネルギーを付与することが目的となり得る。多くの場合、これは、治療対象に対して治療を施すことが目的である。したがって、ここで使用されるように、「対象領域」は、一般に、治療が意図された領域である。作動させることが意図されない領域において磁性粒子の蓄積が存在する場合がある（例えば、治療対象の健康な肝臓に蓄積されたＭＮＰ）。本明細書で使用されるように、そのような領域は、「回避領域」と呼ばれる。さらに、異なる対象領域は、少なくとも異なる程度または範囲の作動を適用するために、互いに区別される場合がある。

一実施形態において、対象領域は、被験体から取得されたＭＰＩ画像において識別可能であり、もしくは（例えば一般的な基準マーカーの使用によって）磁石粒子アクチュエータ・システムと共位置合わせされ得るイメージング・モダリティを使用して識別可能である。作動のための対象領域は、ユーザによって手動で、またはアルゴリズムを使用して自動で識別されてもよい。その後、コンピュータ化されたプログラムが最適な作動手順を計算および実行し得る。

いくつかの実施形態において、その手順は、対象領域を作動させる不連続な数の作動のステップを含み得る。他の実施形態において、継続的に変化するＦＦＲ軌跡またはその両方の何らかの組み合わせが指定される。

本開示の特定の実施形態において、ＦＦＲを対象領域と整合することが目的となり得る。以下でさらに述べるように、ＦＦＲは、磁石系の態様を使用して、並進移動、拡大／縮小、および再成形されてもよい。例えば、ＦＦＲ形状は、特定の磁石間の距離を増加または減少させることによって全寸法において直線的および等方的に拡大／縮小されてもよい。同様のことが磁石構成の対称的な放射状拡大または縮小によって実現可能である。ある場合において、ＦＦＲの単純な拡大／縮小は、ＦＦＲの対象領域への所望の整合を実現する。他の場合において、ＦＦＲの再成形が必要となる。後述するように、磁性体を独立して並進移動する、および／または磁石系内に含まれる電磁石中の電流を変化させることによって、無数のＦＦＲ形状を作り出すことができる。

以下でさらに詳細に説明するように、本開示は、所望の作動領域により良好に近似するためにＦＦＲの修正を可能とするシステム、方法およびコンピュータ・ソフトウェアを提供する。ＭＮＰの作動を実現するために、本開示の実施形態は、磁石系を用いて磁場を生成することを含むことができ、その磁場は、対象領域に少なくとも部分的に整合するフィールド・フリー領域を含む。その後、ＭＮＰを作動させるために、励起系を用いて励起場が印加されて、作動領域で磁性ナノ粒子の作動を発生させることができる。

対象領域に対するＦＦＲの少なくとも部分的な整合の一例を図２に示す。ここで、治療対象２１０（この場合、ネズミ）は、対象領域２２０、２３０および回避領域２４０を有するとして左側に示される。右上に、対象領域２２０を囲むとしてＦＦＲ２５０が示される。これによって、対象領域２２０におけるＭＮＰの局所作動が可能となる。その後、右下に示すように、ＦＦＲ２５０は他方の対象領域２３０を囲むように移動および修正可能である。このようにして、回避領域を作動させずに、１つまたは複数の対象領域がＦＦＲの配置および成形によって作動および治療のために選択可能である。

ＦＦＲと「対象領域が少なくとも部分的に整合」するとき、意図される整合程度は、１）励起場は、振動によってＦＦＲの位置、さらにおそらく形状を高速で変更し得るという事実を考慮する場合があることが企図される。本明細書で説明されるように、作動領域は励起中に成形されたＦＦＲが影響を及ぼす全ボリュームであることが可能で、２）作動領域が対象領域と整合するという事実は、作動において主として考慮されるものである。したがって、全体として静的に対象領域と整合しないＦＦＲが作成される場合があるが、それでも、励起場の効果と組み合わされた場合、作動領域は対象領域とより正確に整合することになる。

本開示は、ＦＦＲが対象領域に少なくとも部分的に整合する場合がある多くの手法を企図する。いくつかの実施態様において、フィールド・フリー領域を対象領域と少なくとも部分的に整合することは、対象領域をフィールド・フリー領域内に囲い込むことを含み得る。対象領域を囲い込むことの一例を、対象領域全体のＭＮＰが治療のためにおそらく作動させられることが可能であるようにＦＦＲ３１０が対象領域３２０を囲い込むことを示す図３に示す。

いくつかの実施態様において、フィールド・フリー領域を対象領域に少なくとも部分的に整合することは、フィールド・フリー領域を対象領域と一致させることを含み得る。ＦＦＲを対象領域に一致させることの一例を、対象領域４２０と近接して一致するように成形されて、対象領域でのＭＮＰの高効率の作動を可能とするＦＦＲ４１０を示す図４に示す。本明細書で使用されるような「一致」は、対象領域の形状の複製を意味することが可能であるが、より一般的に、何らかの余剰縁部（図４に示すようなもの）を有して対象領域に近似することを意味することが意図される。例えば、様々な実施形態において、ＦＦＲは、５％、１０％、２０％など、もしくは２ｍｍ、３ｍｍ、４ｍｍなどだけ対象領域よりも大きくてもよい。

システムの制限または治療対象の解剖学的および治療上の必要性に起因して、ＦＦＲによる対象領域の完全な網羅を実現することが常に可能でない場合がある。したがって、いくつかの実施態様において、フィールド・フリー領域を対象領域に少なくとも部分的に整合することは、回避領域との重複を回避することを含み得る。対象領域を囲い込むことの一例を、ＦＦＲ５１０が対象領域５２０の一部を囲い込む一方、近傍の回避領域５３０の形状に起因して対象領域の残りの部分５４０がこのＦＦＲによって囲い込まれることができないことを示す図５に示す。本開示は、囲い込む、一致させる、回避領域との重複を回避することは、励起場によって引き起こされるＦＦＲの変化を利用することによって部分的に実現可能であることを企図する。

上述した種類の整合は、ＦＦＲの生成、成形、移動などのための動作のいずれかの組み合わせにしたがって実施可能である。例えば、いくつかの実施態様において、フィールド・フリー領域を対象領域に少なくとも部分的に整合することは、フィールド・フリー領域を対象領域へ並進移動することを含み得る。ＦＦＲを並進移動することの一例を図６に示す。図６の上部は治療対象を示し、ＦＦＲ６１０は対象領域６２０を網羅するための適切な場所にない。図６の下部において、ＦＦＲは対象領域を網羅するように並進移動されている。

いくつかの実施態様において、フィールド・フリー領域を対象領域に少なくとも部分的に整合することは、フィールド・フリー領域を拡大／縮小することを含み得る。ＦＦＲを拡大／縮小することの一例を図７に示す。図７の上部は治療対象を示し、ＦＦＲ７１０は対象領域７２０を網羅するには小さすぎる。図７の下部において、ＦＦＲ７１０は、対象領域７２０を網羅するようにＦＦＲを拡大するために調整されている。

いくつかの実施態様において、フィールド・フリー領域を対象領域に少なくとも部分的に整合することは、フィールド・フリー領域の形状を変更することを含み得る。ＦＦＲの形状を変更することの一例を図８に示す。図８の上部は治療対象を示し、ＦＦＲ８１０は対象領域８２０を網羅するが、結果的に、対象領域の外側にあるＭＮＰの作動を発生させる場合がある。図８の下部において、ＦＦＲ８１０は、対象領域８２０へのＦＦＲの整合を改善するために、ＦＦＲ８１０が形状を変更されている。

いくつかの実施態様において、フィールド・フリー領域を対象領域に少なくとも部分的に整合することは、フィールド・フリー領域を回転することを含み得る。ＦＦＲを回転することの一例を図９に示す。図９の上部は、ＦＦＲ９１０が対象領域９２０に合わせて全体的に成形されるが依然として対象領域を効率的に網羅することができない場合の治療対象を示す。図９の下部において、ＦＦＲ９１０は、対象領域９２０の整合が改善されるように回転されている。

作動領域は、ＭＮＰを作動させる領域である。本明細書で使用されるように、「作動領域」は、通常、対象領域と同程度または対象領域よりも大きい。いくつかの実施形態において、作動領域は、成形されたＦＦＲの影響を作動中に受けた領域であり得る。これは、静的に（すなわちＲＦ励起効果を考慮せずに）整合されたＦＦＲ形状および位置による影響を受けることが可能であり、さらに、（不均一なＲＦ場によって発生するような、さらなる成形とともに）作動中にＲＦ励起場がＦＦＲを並進移動する経路による影響を受けることが可能である。

本主題の実施態様は、回避領域の作動を回避しながら、治療中に作動させる治療領域全体を網羅する工程中に追加対象領域を決定することを含み得る。いくつかの治療において、複数の対象領域を決定することを必要とするやり方で治療領域全体を治療することが必要または望ましい場合がある。

図１０に示すような単純な一例において、治療対象は複数の対象領域１０１０、１０２０を有し得る。対象領域は、物理的分離および／または異なる作動範囲またはプロトコルによって区別され得る。その後、追加対象領域は、図１０の右部に示すように連続して作動されることが可能であり、１つの対象領域１０１０はＦＦＲ１０３０の位置に基づいて作動され、その後、ＦＦＲ１０３０が移動されて再成形された後に、他の対象領域１０２０が作動されることが可能である。

いくつかの場合において、ＦＦＲの継続的な移動は、より複雑な所望の作動手順を実現するために、ＦＦＲ成形と組み合わせて使用されてもよい。複雑な対象形状の作動を可能とするためのＦＦＲの継続的な移動の一例を図１１に示す。ＦＦＲ１１１０の継続的な移動は、多数回のＦＦＲ位置および形状のスナップショットによって示される。その後、継続的な動作による作動は、結果として、図示されるようなエンベロープ１１２０を生成し、このエンベロープ１１２０は図示される複雑な形状を有し回避領域１１３０における作動を回避する作動領域に対応する場合がある。したがって、本主題のいくつかの実施態様は、継続的に追加対象領域の作動を実行することによって複雑な形状を有する領域の作動を可能とすることができる。

定義されたボリュームを通ってＦＦＲを移動することによって、より複雑な形状を有し、成形されるが固定の中間ＦＦＲ位置で実現可能なものよりもおそらく大きな合計作動ボリュームを有して作動領域が形成され得る。ＦＦＲ形状はＦＦＲの移動中に修正可能であるため、より正確な治療輪郭を描画すること可能とする（例えば、腫瘍形状に作動領域を一致させるために、または回避領域が近傍にある場合）。

さらに、作動適用の種類および程度に応じて、ＦＦＲ成形と動的移動の組み合わせは、連続的な作動／滞留時間と全体的な作動網羅との間の最適なトレードオフ空間を移動するように強化されることが可能である。例えば、いくつかの場合において、ある期間に対象領域の部分領域を絶え間なく完全に作動させ、その後、別の部分領域に移動することを反復することがより望ましい場合がある。他の場合において、部分領域間を往復して走査し、そのような周期をいずれかの回数だけ実行することによって全部分領域の作動が完了することがより望ましい場合がある。

上述したように、ＦＦＲの継続的な移動は、少なくともより低い時間帯域幅および潜在的により高い電力を有することによって動的なＲＦ励起軌跡（後述）から区別される。そのため、このＦＦＲ動的移動は、対象ボリュームを通ってＲＦ発振のＦＦＲを移動するのみで、直接作動に対してわずかまたは全く寄与しない場合がある。このようにして、ＦＦＲは、動的にＲＦ励起パラメータを変更することによって可能となるよりも大きなボリュームにわたってよりゆっくりと移動されることが可能である。いくつかの実施形態において、動的ＦＦＲ移動は、１ｋＨｚ以下の時間帯域幅を有する磁石系の電磁石によって実現されることが可能である。

他の実施態様は、作動対象の治療領域全体を、回避領域以外の実質的に治療対象全体として有することを含み得る。この簡略化した例を図１２に示す。ここで、治療対象は、治療対象の中心の暗い領域によって示される回避領域１２１０を有する。ここで開示されるシステムは、治療対象全体（ここでは対象領域全体において網掛けによって図示される）を網羅するために、複数または継続的な作動を適用可能である。一実施態様において、大きなＦＦＲ１２２０は、治療対象の大きな部分（または大部分）を網羅する場合がある大きな作動領域のために使用可能である一方、回避領域は、小さなＦＦＲ１２３０（回避領域に近接した破線アウトラインによって図１２に示される）を使用することによって作動されるのを回避できる。

「実質的に治療対象全体」という表現が本明細書で使用される場合、治療対象の有意の部分のみ、例えば（スキャナが治療対象の全体を収容しない場合）スキャナ内に配置された実質的に治療対象全体を指す場合があることが企図される。同様に、治療対象の巨視部分、例えば治療対象（例えば上腹部または下腹部）の一部（例えば、半分または１／４など）の作動を指す場合がある。

なお、さらに、本開示が領域を「回避する」ことを説明する場合、それはそのような領域において絶対ゼロの作動があることを必要とするものではなく、むしろ回避領域における作動をほぼ限定することが図られることに留意されたい。理解されるように、フィールド・フリー領域と作動領域とは明確な境界を必ずしも有しておらず、したがって回避しようとする領域において少量の作動が発生する場合がある。

対象領域に少なくとも部分的に整合するためにＦＦＲを成形し、作動領域においてＭＮＰを作動させる開示の方法のいずれかの組み合わせは、本明細書で説明するようなコンピュータ・ソフトウェアおよび対応する磁石系、励起系および制御系によって実施され得る。例えば、図１３に示すように、１３１０において、コンピュータ動作は磁石系を用いて磁場を生成することを含むことができ、その磁場は対象領域に少なくとも部分的に整合するフィールド・フリー領域を含む。

１３２０において、作動領域において磁性ナノ粒子の作動を発生させるために、励起系を用いて励起場が印加され得る。

他の実施形態は追加の動作を含むことが可能であり、例えば、１３３０において、動作は、さらに、回避領域の作動を回避しながら、治療中に作動させる治療領域全体を網羅する工程中に追加対象領域を決定することを含むことが可能である。

また、動作は、任意として、１３４０において追加対象領域を連続して作動させること、１３５０において継続的に追加対象領域を作動させること、または１３６０において作動対象の治療領域全体が回避領域以外の実質的に治療対象全体となるようにすることを含むことが可能である。

治療対象において高空間分解能でナノ粒子のＲＦ作動を局所化するために、本明細書で開示されるような磁石系を用いて１つまたは複数のＦＦＲが生成可能である。磁石系の実施態様は、上述したように、１つまたは複数のＦＦＲのサイズ、形状、回転および／または位置を変更するように構成可能である。

図１４は、そのような磁性粒子作動システムの一例を示す。磁性粒子作動システムは、ＦＦＲを含む磁場を生成するように構成された磁石系を含み得る。この磁石系は、磁性体および／または電磁石を含むことが可能であり、第１組の磁石１４１０を図１４に示す。本明細書で使用されるように、「磁性体」は、永久磁化物質（永久磁石）、非永久磁化物質（例えば、鉄、鋼、ニッケルなどの強磁性体）、またはフェリ磁性体（例えば、イットリウム鉄ガーネット、アルミニウム、コバルト、ニッケルなど）を含む。本明細書で使用されるように、「磁石」という用語は、永久磁石または電磁石を指すことが可能である。

磁石系は、さらに、関連する機械的支持構造と、磁石系または励起系の構成要素のいずれかの並進移動、回転、移動、または動作のためのいずれかの機械的／電気的機構を包含し得る１つまたは複数の制御系とを含み得る。図１４は、磁石系の１つまたは複数の構成要素を移動するためのステージ系の簡略化表現を示す図である。例えば、さらに後述するように、ステージ系は、Ｘ軸ステージ１４２０および／またはＹ軸ステージ１４３０、ならびに磁石系の構成要素のさらなる並進移動または回転のための他のステージを含み得る。

制御系１４４０は、対象領域に少なくとも部分的に整合するフィールド・フリー領域を作り出すように磁石系を制御するように構成され得る。フィールド・フリー領域を対象領域に少なくとも部分的に整合することは、フィールド・フリー領域を並進移動、拡大／縮小、回転、または形状を変更するために磁石系における１つまたは複数の磁石または磁性体の機械的移動を発生させることを含み得る。制御系は、さらに、フィールド・フリー領域に、対象領域を囲い込ませる、対象領域と一致させる、または回避領域との重複を回避させるように磁石系を制御するように構成され得る。

さらに、制御系は、回避領域の作動を回避しながら、治療中に作動させる治療領域全体を網羅する工程のために追加対象領域を決定する、追加対象領域を連続して作動させる、継続的に追加対象領域を作動させる、または回避領域以外の実質的に治療対象全体を作動させるように構成されることが可能である。

磁性作動システムにおける治療対象に対する支持および配置を実現するために、治療台１４５０が設けられることが可能である。この治療台は、ＦＦＲが生成される磁性作動システムのボアへの治療対象の移動を可能とすることができる。さらに後述するように、治療台は、治療対象（およびその対象領域）とＦＦＲとの間の相対位置を制御するために制御系に接続可能である。

図１４に図示され本明細書で説明される他の要素は、ＲＦ励起系の構成要素１４６０と、ＲＦ励起系と磁石系との間のシールド１４７０とを含む。任意で、温度プローブ・センサなどのセンサ１４８０またはＭＮＰ作動の効果を監視するように構成された他の装置が磁性作動システムに含まれ得る。

図１５－図１７に示すように、磁石系は、フィールド・フリー領域のいずれかの側に第１組の磁石１４１０を含み得る。この第１組の磁石は、例えばＦＦＲを並進移動またはその形状を変更するように制御可能である。図１５は、磁性作動システムのほぼ中央に配置され等しい磁気強度を有する磁石対１４１０によって作り出される簡略化されたＦＦＲ１５１０を示す。

図１６は、第１組の磁石の両方の磁石を外向きに並進移動した効果の簡略化された表現を示す図である。ここで、ＦＦＲ１５１０は、磁性作動システムによって生成される勾配磁場強度の低減に起因してサイズが大きくなっている。図１７に示すように左の磁石が外側に移動されることにより１つの磁石のみが並進移動された場合、これはＦＦＲにおいて２つの効果を発生させる。第１に、ＦＦＲ１５１０は、図１６に示すサイズの増加と同様に、磁石間の離隔距離が増加したことから、サイズが大きくなる。第２に、２つの磁石間の磁気ヌルの位置の変化に起因してＦＦＲ１５１０は左に並進移動する。この簡略化された例は、磁石の移動がＦＦＲのサイズおよび位置における複数の効果をどのように発生させ得るかを示す。

したがって、フィールド・フリー領域を対象領域に少なくとも部分的に整合することは、第１の軸（図１５－図１７においてＸ軸として示す）に沿って並進移動するように第１組の磁石の少なくとも１つを独立制御することを含み得る。この並進移動は、第１の軸に沿って第１組の磁石の少なくとも１つを独立して並進移動するように構成された第１の磁石ステージ系によって実施されることが可能である。このようにして、制御系は、その後、フィールド・フリー領域を対象領域に少なくとも部分的に整合することの一部として第１の軸に沿って並進移動するように第１組の磁石の少なくとも１つを制御するようにさらに構成され得る。

さらに、第１の磁石ステージ系は、第２の軸に沿って（例えば、Ｙ軸に沿って上下に）独立並進移動するように構成され得る。したがって、制御系は、さらに、フィールド・フリー領域を対象領域に少なくとも部分的に整合することの一部として第２の軸に沿って第１組の磁石の機械的並進移動を発生させるように構成され得る。

上述したように、システムは、治療台をさらに含み得る。制御系は、さらに、フィールド・フリー領域を対象領域に少なくとも部分的に整合することの一部として、治療台の向きかえを制御するように構成され得る。図１４－図１７に示すように、治療台は、線形ステージなどの並進移動機構によって磁石がない領域（例えばボア）に導入されてもよい。さらに、磁石系および／または並進移動機構は、例えばＭＮＰの作動のためにＦＦＲの整合を改善するように、治療対象と１つまたは複数のＦＦＲとの間の相対的位置決めを調整し得る。

ＦＦＲの形状および配置に対するさらなる制御は、例えば、磁性粒子作動システムの簡略化された正面図を示す図１８に示された実施態様のように、追加の磁石を含むことによって実現可能である。本実施態様において、磁石系は、さらに、フィールド・フリー領域１８２０のいずれかの側（例えば、磁性粒子作動システムの中心の上方および下方）に第２組の磁石１８１０を含む。図１８に示すように、第１組の磁石１４１０および第２組の磁石１８１０は、ボア１８３０の外部に配置され得る。さらに第２の軸に沿って（例えば図１８に示すようなＹ軸に沿って上下に）第２組の磁石の少なくとも１つを独立して並進移動するように構成された第２の磁石ステージ系が存在し得る。制御系は、さらに、フィールド・フリー領域を対象領域に少なくとも部分的に整合することの一部として、第２の軸に沿って並進移動するために第２組の磁石の少なくとも１つを制御するように構成され得る。第２組の磁石によって、図１４－図１７に示して上述したものと同様に、ＦＦＲの形状または位置を操作するための追加の自由度が可能となる。

ＦＦＲのさらなる操作は、例えば、放射状に配向した磁性体のアレイを含むことによって実現可能である。特に、図１９は、磁性体１９２０（例えば全体的に環状に配向された磁石のアレイなど）を有するハルバッハ配列１９１０の一例を示す。いくつかの実施態様において、ハルバッハ配列は、永久磁石、電磁石、および／または所望のＦＦＲを形成するのを助ける鉄などの強磁性体を含み得る。さらに、図２０に示すように、ハルバッハ配列は、上述した磁石組と同様に並進移動されることが可能である。また、上述した磁石組と同様に、そのような並進移動は、ＦＦＲの並進移動を引き起こすことが可能である。

さらに他の実施態様において、制御系は、フィールド・フリー領域を対象領域に少なくとも部分的に整合することの一部として、磁性体の１つまたは複数を特定の半径方向距離だけ移動するようにさらに構成され得る。例えば、ハルバッハ配列の磁石のいずれかは、この独立移動を実現するために半径方向駆動装置に結合され得る。このようにして、ＦＦＲは、非対称に成形されてもよく、および／または複数の別個／分離したＦＦＲが作成可能である。

独立した半径方向の移動が可能であることに加えて、ハルバッハ配列の要素は、例えば（上述した線形ステージ磁石と比較して）ＦＦＲのサイズおよび形状のより対称的な変化を可能とするためにともに移動するように構成され得る。いくつかの実施態様において、ハルバッハ配列の磁性体は、直径を有する円形構成で配置され得る。したがって、制御系は、フィールド・フリー領域を対象領域に少なくとも部分的に整合することの一部として、ハルバッハ配列の直径を変更するために半径方向に移動するように複数の磁性体を制御するようにさらに構成され得る。

いくつかの実施態様において、磁石系は１つまたは複数の電磁石を含むことができ、フィールド・フリー領域を対象領域に少なくとも部分的に整合することは、その１つまたは複数の電磁石における電流の制御に少なくとも基づくことができる。１つまたは複数の電磁石を含む系において、電磁石は、磁石の機械的移動の代わりに、またはそれと組み合わせてＦＦＲの位置／形状を電子的にシフトするために使用されてもよい。

上記の磁石系は、ＦＦＲに対して高分解能で多次元の制御を実現するために様々な形状および位置において組み合わされることが可能である。例えば、図２１に図示する実施形態によって示されるように、磁石系は、１つまたは複数の永久磁石２１１０と、１つまたは複数の磁性体２１２０と、１つまたは複数の電磁石２１３０とを含み得る。ここで、異なる磁石タイプがボアの中心から異なる半径方向距離に配置される。ただし、これは一例に過ぎないことが意図されており、したがって、磁石のいずれかの位置、数、半径方向の順序は異なることが可能である。

制御系は、フィールド・フリー領域を並進移動、拡大／縮小、回転または形状を変更するために、１つまたは複数の永久磁石の機械的移動を発生させるように、さらに永久的に磁化されていない１つまたは複数の磁性体の機械的移動を発生させて、１つまたは複数の電磁石において電流を制御するようにさらに構成され得る。図２２は、そのような磁石系の単なる単純な並進移動によってどのように結果として複雑なＦＦＲを得るかの一例を示す。図２２の左上の図は、ボア１８３０の周りに対称的に配置された６個の磁石２２１０の簡略化された構成を示す。その下に、そのような磁石によって生成される磁場ローブ２２２０の簡略された図を示す。左下図の中心部には、（磁石構成の対称性に起因して）Ｘ－Ｙ面において円形を有する結果的なＦＦＲ２２３０を示す。右上図は、半径方向内側に並進移動された上部磁石２２５０を示す。その図の下には、顕著により複雑な形状を有する結果的な磁場ローブ２２２０および新ＦＦＲ２２５０を示す。

無線周波数（ＲＦ）場を介して、磁性ナノ粒子のアクティブ励起、エネルギー付与、または作動が実現可能である。ＲＦコイルは、コイル感度および相反定理の観点から特定された形状を有する所望の場を生成するように設計され得る。いくつかの実施形態において、ＲＦコイルは、いずれかの観測視野（ＦＯＶ）に対してほぼ空間的に均一な場を提供するように設計され得る。

磁石系（上述したような磁石系）によって作り出されたＦＦＲは、強力な作動局所化機構を提供することが可能であるが、ＲＦコイル感度プロファイルは、エネルギー付与を形成するために使用されることも可能である。それによって、特化したＲＦコイル感度局所化とＦＦＲ局所化との組み合わせは、ＲＦ作動において今までにない程の空間的ターゲティングを提供できる。

励起場は、１つまたは複数のＲＦコイルを含み得る励起系によって印加可能である。一実施態様において、磁性粒子作動システムは、単一のＲＦコイルを含み得る。したがって、制御系は、さらに、その単一のＲＦコイルを用いて励起場を生成するように構成され得る。他の実施態様において、励起系は、少なくとも１つの空間的に不均一なＲＦコイルを含むことが可能であり、制御系は、さらに、その少なくとも１つの空間的に不均一なＲＦコイルを使用して励起場を生成するように構成され得る。

他の実施形態において、励起系は、独立制御可能であり得る複数のＲＦコイルを含み得る。例えば、磁石のない領域に外接するソレノイドＲＦコイルは、そのコイルの円形断面に垂直に配向された場のベクトルを有する励起を実現する場合があり、ＲＦサドルコイルは、残りの垂直な空間方向に沿って配向された場のベクトルを有する励起を実現する場合がある。それによって、制御系は、さらに、ソレノイドＲＦコイルおよび複数のサドルＲＦコイルを使用することを含む複数の独立制御可能なＲＦコイルを使用して、複数の軸に沿って励起場が生成されるように構成可能である。

本明細書で説明するように、励起場は、作動領域を変更するように生成されることが可能である。ＦＦＲが存在する場合、空間的に均一な交流ＲＦ場は、ある距離にわたってＦＦＲを高速で移動し得る。ＭＮＰの作動は、ＦＦＲ経路の長さに沿って発生し、換言すれば、ＲＦ発振の間にＦＦＲが通過するボリューム全体で発生し得る。したがって、ＲＦ振幅およびベクトル軌跡は、さらに、（静的に、または低周波ダイナミクスによって）ＦＦＲを生成および成形する手段および上述した空間的に不均一なコイルの使用に加えて、ＲＦ作動の空間的局所化に影響を及ぼし得る。さらに、空間的に均一なＡＣ場がＦＦＲをシフトする一方、不均一なＡＣ場はＦＦＲを空間的に歪めることとシフトすることとの両方を実現し得る。

ＲＦベクトルの効果の簡略化された例を図２３－図２５に示す。各図の左部分は、ＦＦＲ２３１０、２４１０、２５１０を示す。図２３において、矢印は、Ｘ軸に沿って配向されたＲＦベクトル２３２０を示す。右図は、作動領域に対する励起場の効果を示す。ここで、ＲＦベクトルがＸ方向だったため、ＦＦＲはＸ軸に沿って振動され、その時間においてＦＦＲは作動領域２３３０の形状を形成するボリュームを通過するようにする。図２４は、ＦＦＲ２４１０に対する同様の効果であるが、Ｙ方向のＲＦベクトル２４２０における効果を示す。同様に、作動領域２４３０は、Ｙ軸に沿って、ある距離だけ拡大される。図２５は、ＲＦベクトル２５２０がＸ方向とＹ方向の両方に成分を有するさらに別の例を示す。したがって、ＦＦＲ２５１０は、作動領域２５３０を形成するために、それらのベクトル成分に基づいてＲＦベクトル２５２０の方向において振動させられる。

本明細書で開示された特定の励起系の能力に基づいて、制御系は、それによって、複数の独立制御可能なＲＦコイルを使用して電流を指定することによって、それに沿って作動領域が変更されるＲＦベクトルの選択を可能とするために、複数の独立制御可能なＲＦコイルを制御するようにさらに構成可能である。いくつかの実施態様において、複数の独立制御可能なＲＦコイルは、複数の独立制御可能なＲＦコイルによって電流を指定することによってＲＦベクトルの大きさを変更するように（例えば制御系によって）制御可能に構成される。図２３－図２５は、説明目的を意味した例示の場合に過ぎない。一般に、作動領域とＦＦＲとの形状の違いは、励起振幅、ベクトル方向（図に示す）、トレーサー磁化曲線、および作動物理などの多くの要素に依存し得る。

身体部分専用ＲＦコイルは被験体と接触するように設計されてもよく、コイルまたはコイル組織界面を冷却する手段が設けられてもよい。例えば、薄い水潅流界面は、専用ＲＦコイルと、頭部または胸部などの身体部分とを分離する場合がある。

本主題の他の実施態様は、ＲＦコイルから出射されたＲＦの少なくとも一部を減衰またはブロックすることによって治療対象に到達する励起場の調整を可能とする。例えば、磁性粒子作動システムは、受動構成要素を含み得る。図２６は、対象に対する供給励起場を減衰するように作用するワイヤー・ループである受動構成要素の一例を示す図である。実質的に、治療対象に沿った特定の場所に示されたワイヤー・ループは、ＲＦコイル２６２０によって生成されたＲＦ励起場に、そのエネルギーの一部をワイヤー・ループに付与させて、その周りの電流を駆動させる。このコイルまたはワイヤー・ループにおいて誘発された電流は、その後、磁場を局所的に低減し、それによってその位置の治療対象に対してより少ないエネルギーが伝えられる。いくつかの実施態様において、ワイヤー・ループは、接地される、もしくはワイヤー・ループ中の誘発電流を電気的に放電可能な短絡ワイヤー・ループでもよい。図の下部は、治療対象に到達するＲＦの振幅２６４０の表現例を示す。ここで、プロットは、回避領域２６３０の周辺に配置されたワイヤー・ループの位置における励起場振幅の局所的な減少を示す。制御系は、受動構成要素の配置によって、例えば回避領域の作動を回避するために励起場を成形させるようにさらに構成され得ることが企図される。このようにして、制御系は、受動構成要素を特定の位置に移動する、および／または受動構成要素の位置に治療台を移動することを磁性粒子アクチュエータ・システムに命令するように構成され得る。

本明細書における磁性粒子作動システムの実施態様は、励起場の生成中の励起系の干渉を低減するために、励起系の一部と磁石系の一部（さらには、おそらく外部環境）との間に配置されたＲＦシールドをさらに含んでもよい。その一例を図１４－図１７に示す。ＲＦシールドは、例えば、銅、鋼、アルミニウム、または同様に適した導電材料で形成された管であることが可能である。図１４において、連続した管／密封された構造体の代わりに、別個の板が使用される。いくつかの実施態様において、ＲＦシールド内部にある励起系の部分は、１つまたは複数のＲＦコイルを含み得る。ＲＦシールドの外部にある磁石系の部分は、磁石系の１つまたは複数の磁石を含み得る。他の実施態様において、磁性粒子作動システムは、１つまたは複数のＲＦ受信器コイルを含むことが可能であり、このＲＦシールドは、１つまたは複数のＲＦ受信器コイルと磁石系の部分との間に配置されることが可能である。ＲＦシールドは、例えば、干渉している周波数における電磁場を遮断するために十分な厚さを有することによって、外因（例えば、磁石系、振幅変調ラジオ、他の近傍のＲＦ生成装置などの態様）への干渉、またはそこからの干渉を低減するように構成され得る。他の実施態様において、ＲＦシールドは、磁石が機械的に移動された際の送信コイルの離調を防ぐことができる。一般に、ＲＦシールドは、例えば動作中にＦＦＲを並進移動／成形する磁石系の電磁場などの低周波磁場を通す一方で、高感度の領域（例えば基本励起周波数と、おそらく基本励起周波数のいくつかの高調波を包含する）において干渉要素をブロックするためにそのような厚さを有して設計され得る。そのような低周波磁場は、例えば、約１、５、１０、２５、５０、７５、または１００Ｈｚであることが可能である。

本明細書で開示される磁性粒子アクチュエータ・システムは、広い応用範囲にわたって使用可能である。したがって、所望の共鳴周波数、所望の磁場強度、空間的局所化の程度を含む所望の性能特性は広く異なることが可能である。したがって、励起系は、励起系の少なくとも一部を含む交換可能カセット２７１０を含み得る。その交換可能カセットを含むシステムの簡略化した例を図２７に示す。交換可能カセットは、磁性粒子作動システム２７２０において、ＲＦ生成構成要素の異なる構成を有する他の交換可能カセットと容易に交換されることが可能である。交換可能カセットの励起系の部分は、所望の性能特性を可能とする共振子を含むことが可能である。異なるカセットの共振子は、幾何学的および形状因子、共鳴周波数、コイル直径、コイルのインダクタンス、インピーダンス、使用された冷却法、被験体との相互作用レベル（例えば、接触および非接触）などの様々な重要測定基準において異なってもよい。

ＲＦコイルと、整合コンデンサなどの高出力共振回路の素子は、能動的に冷却されてもよい。いくつかの実施形態において、水または油などの熱流体は、中空コイル配線を潅流してもよい。他の実施形態において、熱流体が密閉熱回路に配置されるコイルおよび他の構成要素を覆ってもよい。他の実施形態において、個体ヒート・シンクは、整合コンデンサなどの構成要素に対して高導電率材料を用いて取り付けられてもよい。これらのヒート・シンクは、能動的または受動的に冷却されてもよい。いくつかの実施形態において、様々な熱移動機構が同時に使用される。いくつかの実施形態において、ＲＦシールドも能動的または受動的に冷却されてもよい。

いくつかの実施形態において、ＭＰＩ受信器システムは、磁性粒子アクチュエータ・システムに含まれる。このシステムは、予想されるＭＰＩ信号の帯域幅と一致するように構成されたグラジオメトリック受信器コイルおよび低出力受信器電子機器を含んでもよい。例えば、いくつかの実施形態において、ＭＰＩ受信器システムは、ＲＦアクチュエータ・システムの基本ＲＦ励起周波数のいずれかの数の高調波に反応してもよい。他の実施形態において、基本周波数の第３の高調波周辺の小帯域幅などの大幅に低減された帯域幅がサポートされてもよい。

いくつかの実施形態において、制御および再構成システムと協働するＭＰＩ受信器システムは、ＭＰＩ画像を生成してリアルタイムのＭＰＩ信号を報告可能である。いくつかの実施形態において、ＭＰＩ画像は、ＭＰＩ画像取得および再構成と一致した時間スケールで作動を制御するためにフィードバックとして使用されてもよい。他の実施形態において、リアルタイムの時間領域のＭＰＩ信号がサポートされる。いくつかの実施形態において、ＭＰＩ受信器システムからのリアルタイムのＭＰＩ信号は、ユーザへのリアルタイムのフィードバックとしての提示のために制御部に供給され、および／または作動の閉ループのフィードバック制御において使用される。いくつかの実施形態において、ＭＰＩ信号は、ＲＦ作動線量のリアルタイムのフィードバックおよび推定のために、単独で、または温度センサおよび他の監視信号と組み合わせて使用されてもよい。ＲＦ作動線量の推定は用途に依存し、ＳＡＲ付与、推定温度上昇、放出された薬物の量、生体分子の作動などを含んでもよい。

第１の動作モードにおいて、ユーザは、最初に、ＭＰＩシステム、イメージング・モードの磁性粒子アクチュエータ・システム、または磁性粒子アクチュエータ・システムと共位置合わせされ得る任意の他のモダリティ（例えば、ＭＲＩ、ＣＴ、Ｘ線、光学、写真、解剖学的データベースなど）を使用して被験体の画像を取得する。（画像またはモダリティ自体の）共位置合わせは、例えば両方のモダリティまたは解剖学アトラスにおいて異なる基準マーカーによって実現されてもよい。対象領域およびいずれかの回避領域は、ユーザによって手動で注釈がつけられることが可能であり、または共位置合わせされたモダリティから自動的に算出されることが可能である。治療計画情報は、ユーザによって対象領域毎に入力されてもよく（例えば、使用されるＴｘカセット、作動時間、ＲＦ場強度、対象エネルギー付与、対象温度など、治療計画システムは、ＲＯＩ情報とともにそれらの入力を対象領域毎の特定の治療計画に変換する。

治療計画作成を支援するため、エネルギー付与推定ツールが使用されてもよく、（例えば、直接注入から知られる）各対象領域におけるトレーサーの既知または予想濃度／線量および既知のＭＮＰ挙動などの情報を利用する。さらに、共位置合わせされたモダリティがＭＰＩシステムである場合、ＭＰＩ画像輝度は局所的ＭＮＰ濃度に線形比例するため、ＭＰＩシステムからの画像は、必要とされる線量／投与効果を予測するために、連携して、または自動的に使用されることが可能である。ユーザが入力を終了し最終的な治療計画が作成されると、図２８に示すように開ループの手法で作動が開始可能である。

したがって、いくつかの実施態様において、動作は、２８１０において治療対象の画像を取得することをさらに含むことができ、フィールド・フリー領域は少なくとも画像に基づいて識別された対象領域とほぼ一致するように配置および／または成形される。この画像は、磁性粒子イメージング・システム、磁気共鳴イメージング・システム、Ｘ線コンピュータ断層撮影システム、超音波システム、または光学蛍光システムを含む様々なモダリティから取得されることが可能である。その後、２８２０において、それらの画像は、予測線量測定および／または治療事前計画作成のために使用されることが可能である。２８３０において、対象領域に対するＦＦＲの整合および／または作動が開始可能である。

第２の動作モードにおいて、第１の動作モードの手順のうちのいずれかまたはすべてが実行され得るが、図２９に示すように、作動中にフィードバック・ループが挿入される。この実施態様において、磁性粒子アクチュエータ・システムは、ＲＦ作動とＭＰＩイメージングとの間でモードを切り替えることが可能である。例えば、１秒から６０分を必要とするＭＰＩ画像取得は、定期的にＲＦ作動工程が実行されて、作動プロトコルを更新するために使用されてもよい。更新は、ＭＮＰ分散／集中の変化と、ＭＰＩ信号から検出可能な作動のいずれかの結果とを考慮に入れることを含み得る。例えば、顕著な加熱（磁気緩和）後、または加熱／作動がＭＮＰ担体／供給構造物（凝集体、薬物担体など）を破壊した場合に、ＭＮＰは、そのＭＰＩ信号を大幅に変更する場合がある。

したがって、いくつかの実施態様において、コンピュータ動作は、対象領域に対する治療計画を生成または受信することをさらに含むことが可能であり、その治療計画は磁性ナノ粒子に実施される作動を指定する。

この第２の動作モードの閉ループ部分を図２９に示す。２９１０において、治療対象の１つまたは複数の画像が受信可能である。２９２０において、それらの画像は、画像、治療計画、および／または治療計画および画像に基づく予測線量の出力における情報に基づいて作動への修正を決定するために使用されることが可能である。例えば、２９３０において、作動は、少なくとも治療対象の変化（例えば治療対象の動き、温度変化、心拍動または呼吸などの生理学的特性の変化）に基づいて、または１つまたは複数の画像から決定される磁性ナノ粒子の変化（例えば磁性ナノ粒子分散、担持された薬物の放出など）に基づいて、または（例えば画像を使用した線量予測プログラムから受信したような）予測線量の変化に基づいて、自動的に修正されることが可能である。励起場は、その後、修正された作動を実施するために印加され得る。作動の修正の例は、例えば、治療対象、磁性ナノ粒子、または予測線量の変化に少なくとも基づいて、励起場の大きさを修正すること、または励起場を印加する時間を修正することを含み得る。

本明細書で説明する磁性ナノ粒子作動方法と磁性粒子イメージングとの間に類似の物理がある場合、いくつかの実施態様において、磁石系を含みフィールド・フリー領域を使用する磁性粒子イメージング・システムによって、上記の１つまたは複数の画像が生成される。他の実施態様において、画像は、磁気共鳴イメージング・システムまたはＸ線コンピュータ断層撮影システムによって生成されることが可能であり、磁石系と共位置合わせされることが可能である。

第３の動作モードにおいて、最初の２つの動作モードの手順のいずれかまたはすべてが実行され得る（必ずしも修正がないわけではない）が、図３０に示すように、高速な線量測定を組み込んだ第２のフィードバック・ループが作動中に挿入されることも可能である。このようにして、完全に同時／並列およびリアルタイムのＭＰＩ（または他のイメージング・モダリティ）信号情報が組み込まれることが可能である。ＭＰＩ信号生成およびＲＦ作動の根底には共通の物理があるため、ＭＰＩ信号は作動中に存在し、密接な作動フィードバック・ループにおいて使用されてもよい。例えば、生のＭＰＩ信号の１つまたは複数の態様は、リアルタイムのＲＦエネルギー／ＳＡＲ／ＲＦ作動推定を提供するために校正されてもよい。このリアルタイムのフィードバックに基づいて、コントローラによって修正または安定化動作が実行されてもよい。

さらに、図３０に示すように、閉ループ作動をさらに増強するために、温度プローブからの温度などＭＰＩ以外のものに基づくリアルタイムの他の信号も、リアルタイムで制御系に供給されてもよい。いくつかの実施形態において、生のＭＰＩ信号は、ＲＦ作動線量の継続的な推定値に変換されることが可能である。本明細書で使用されるように、「リアルタイム」および「同時」という用語の使用は、システムにおけるレイテンシまたは処理オーバヘッドに起因する若干の遅延が存在する場合があることを企図する。

図２９の工程に対するリアルタイムの作動フィードバックの追加を図３０に示す。いくつかの実施態様において、３０１０において、磁性粒子イメージング信号は、励起場の印加と同時に受信されることが可能である。これは図２９を参照して説明した実施態様と同様であるが、信号は一般に速い速度で取得および処理され（例えば１０Ｈｚ、１００Ｈｚ、１ｋＨｚ、１０ｋＨｚ、１００ｋＨｚ、または１ＭＨｚを上回る速度）、必ずしも実画像に変換されない。３０２０において、これらの信号は、画像、治療計画、および／または治療計画および画像に基づく予測線量の出力における情報に基づいて作動への修正を決定するために使用されることが可能である。次いで、３０３０において、磁性粒子イメージング信号を使用した計算に少なくとも基づいて、作動線量が決定され得る。３０４０において、作動線量に少なくとも基づいて励起場が修正可能である。

以下において、本開示のさらなる特徴、特性および例示の技術的解決策が、あらゆる組み合わせにおいて任意で主張される場合がある項目に関して説明される。

項目１：
少なくとも１つのプログラミング可能なプロセッサによって実行されたときに、
磁石系を用いて磁場を生成することであって、前記磁場は、対象領域に少なくとも部分的に整合するフィールド・フリー領域を含む、生成することと、
作動領域において磁性ナノ粒子の作動を発生させるために励起系を用いて励起場を印加することと、
を含む動作を発生させる命令を格納する非一時的機械可読媒体を含むコンピュータ・プログラム製品。

項目２：
フィールド・フリー領域を含む磁場を生成するように構成された磁石系と、
作動領域において磁性ナノ粒子の作動を発生させるために励起場を生成するように構成された励起系と、
対象領域に少なくとも部分的に整合するフィールド・フリー領域を作り出すように前記磁石系を制御するように構成された制御系と、
を含む磁性粒子作動システム。

項目３：
前記対象領域に前記フィールド・フリー領域を少なくとも部分的に整合することは、前記フィールド・フリー領域内に前記対象領域を囲い込むことを含む、
項目１または２に記載の磁性粒子作動システムまたはコンピュータ・プログラム製品。

項目４：
前記対象領域に前記フィールド・フリー領域を少なくとも部分的に整合することは、前記対象領域に対して前記フィールド・フリー領域を一致させることを含む、
請求項１から３のいずれか一項に記載の磁性粒子作動システムまたはコンピュータ・プログラム製品。

項目５：
前記対象領域に前記フィールド・フリー領域を少なくとも部分的に整合することは、回避領域との重複を回避することを含む、
項目１から４のいずれか一項に記載の磁性粒子作動システムまたはコンピュータ・プログラム製品。

項目６：
前記動作は、回避領域の作動を回避しながら、治療中に作動される治療領域全体を網羅する工程中に追加対象領域を決定することをさらに含む、項目１から５のいずれか一項に記載の磁性粒子作動システムまたはコンピュータ・プログラム製品。

項目７：
前記追加対象領域は連続して作動される、項目１から６のいずれか一項に記載の磁性粒子作動システムまたはコンピュータ・プログラム製品。

項目８：
前記追加対象領域は継続的に作動される、項目１から７のいずれか一項に記載の磁性粒子作動システムまたはコンピュータ・プログラム製品。

項目９：
作動される前記治療領域全体は、前記回避領域以外の実質的に治療対象全体である、項目１から８のいずれか一項に記載の磁性粒子作動システムまたはコンピュータ・プログラム製品。

項目１０：
前記対象領域に前記フィールド・フリー領域を少なくとも部分的に整合することは、前記フィールド・フリー領域を前記対象領域へ並進移動することを含む、項目１から９のいずれか一項に記載の磁性粒子作動システムまたはコンピュータ・プログラム製品。

項目１１：
前記対象領域に前記フィールド・フリー領域を少なくとも部分的に整合することは、前記フィールド・フリー領域を拡大／縮小することを含む、項目１から１０のいずれか一項に記載の磁性粒子作動システムまたはコンピュータ・プログラム製品。

項目１２：
前記対象領域に前記フィールド・フリー領域を少なくとも部分的に整合することは、前記フィールド・フリー領域の形状を変更することを含む、項目１から１１のいずれか一項に記載の磁性粒子作動システムまたはコンピュータ・プログラム製品。

項目１３：
前記対象領域に前記フィールド・フリー領域を少なくとも部分的に整合することは、前記フィールド・フリー領域を回転することを含む、項目１から１２のいずれか一項に記載の磁性粒子作動システムまたはコンピュータ・プログラム製品。

項目１４：
前記対象領域に前記フィールド・フリー領域を少なくとも部分的に整合することは、前記フィールド・フリー領域を並進移動、拡大／縮小、回転、または形状を変更するために、前記磁石系の１つまたは複数の磁石または磁性体の機械的移動を発生させることを含む、項目１から１３のいずれか一項に記載の磁性粒子作動システムまたはコンピュータ・プログラム製品。

項目１５：
前記磁石系は前記フィールド・フリー領域のいずれかの側に第１組の磁石を含み、前記対象領域に前記フィールド・フリー領域を少なくとも部分的に整合することは、第１の軸に沿って並進移動するように前記第１組の磁石の少なくとも１つを独立制御することを含む、項目１から１４のいずれか一項に記載の磁性粒子作動システムまたはコンピュータ・プログラム製品。

項目１６：
前記対象領域に前記フィールド・フリー領域を少なくとも部分的に整合することは、第２の軸に沿って前記第１組の磁石の機械的並進移動を発生させることを含む、項目１から１５のいずれか一項に記載の磁性粒子作動システムまたはコンピュータ・プログラム製品。

項目１７：
前記磁石系は前記フィールド・フリー領域のいずれかの側に前記第１の軸とは異なる第２の軸に沿って配向された第２組の磁石を含み、前記少なくとも部分的に整合することは、前記第２の軸に沿って並進移動するように前記第２組の磁石の少なくとも１つを独立制御することをさらに含む、項目１から１６のいずれか一項に記載の磁性粒子作動システムまたはコンピュータ・プログラム製品。

項目１８：
前記磁石系は複数の磁性体を含むハルバッハ配列を含み、前記対象領域に前記フィールド・フリー領域を少なくとも部分的に整合することは、前記ハルバッハ配列の中心から指定された半径方向距離だけ移動するように前記磁性体の１つまたは複数を制御することを含む、項目１から１７のいずれか一項に記載の磁性粒子作動システムまたはコンピュータ・プログラム製品。

項目１９：
前記ハルバッハ配列の前記複数の磁性体は直径を有する円形構成で配置され、前記対象領域に前記フィールド・フリー領域を少なくとも部分的に整合することは、前記ハルバッハ配列の直径を変更するために、半径方向に移動するように前記ハルバッハ配列の前記複数の磁性体を制御することを含む、項目１から１８のいずれか一項に記載の磁性粒子作動システムまたはコンピュータ・プログラム製品。

項目２０：
前記磁石系は１つまたは複数の電磁石を含み、前記対象領域に前記フィールド・フリー領域を少なくとも部分的に整合することは、前記１つまたは複数の電磁石において電流を制御することに少なくとも基づく、項目１から１９のいずれか一項に記載の磁性粒子作動システムまたはコンピュータ・プログラム製品。

項目２１：
前記対象領域に前記フィールド・フリー領域を少なくとも部分的に整合することは、前記フィールド・フリー領域を並進移動、拡大／縮小、回転または形状を変更するために、１つまたは複数の永久磁石の機械的移動を発生させて永久的に磁化されていない１つまたは複数の磁性体の機械的移動を発生させ、１つまたは複数の電磁石において電流を制御することを含む、項目１から２０のいずれか一項に記載の磁性粒子作動システムまたはコンピュータ・プログラム製品。

項目２２：
前記対象領域に前記フィールド・フリー領域を少なくとも部分的に整合することは、治療台の向きかえを制御することを含む、項目１から２１のいずれか一項に記載の磁性粒子作動システムまたはコンピュータ・プログラム製品。

項目２３：
前記動作は、励起系を用いて前記励起場を印加することをさらに含む、項目１から２２のいずれか一項に記載の磁性粒子作動システムまたはコンピュータ・プログラム製品。

項目２４：
前記動作は、前記作動領域を変更するようにして前記励起場を生成することをさらに含む、項目１から２３のいずれか一項に記載の磁性粒子作動システムまたはコンピュータ・プログラム製品。

項目２５：
前記励起場の前記生成は、単一のＲＦコイルを用いて実行される、項目１から２４のいずれか一項に記載の磁性粒子作動システムまたはコンピュータ・プログラム製品。

項目２６：
前記励起場の前記生成は、複数の軸に沿って前記作動領域を変更可能とするように、複数の独立制御可能なＲＦコイルを用いて実行される、項目１から２５のいずれか一項に記載の磁性粒子作動システムまたはコンピュータ・プログラム製品。

項目２７：
前記励起場の前記生成は、ソレノイドＲＦコイルおよび複数のサドルＲＦコイルを用いて実行される、項目１から２６のいずれか一項に記載の磁性粒子作動システムまたはコンピュータ・プログラム製品。

項目２８：
前記複数の独立制御可能なＲＦコイルは、前記複数の独立制御可能なＲＦコイルを用いて電流を指定することによって、それに沿って前記作動領域が変更されるＲＦベクトルの選択を可能とする、項目１から２７のいずれか一項に記載の磁性粒子作動システムまたはコンピュータ・プログラム製品。

項目２９：
前記励起場の前記生成は、少なくとも１つの空間的に不均一なＲＦコイルを用いて実行される、項目１から２８のいずれか一項に記載の磁性粒子作動システムまたはコンピュータ・プログラム製品。

項目３０：
前記回避領域の作動を回避することは、前記励起場を成形する受動構成要素の配置を発生させることを含む、項目１から２９のいずれか一項に記載の磁性粒子作動システムまたはコンピュータ・プログラム製品。

項目３１：
前記受動構成要素は、１つまたは複数のワイヤー・ループを含む、項目１から３０のいずれか一項に記載の磁性粒子作動システムまたはコンピュータ・プログラム製品。

項目３２：
前記励起系は、前記励起系の一部が含まれ異なる性能または異なる治療のために前記磁石系から交換可能な交換可能カセットを含む、項目１から３１のいずれか一項に記載の磁性粒子作動システムまたはコンピュータ・プログラム製品。

項目３３：
前記動作は、治療対象の画像を取得することをさらに含み、前記フィールド・フリー領域は、前記画像に少なくとも基づいて識別された前記対象領域とほぼ一致するように配置および／または成形される、項目１から３２のいずれか一項に記載の磁性粒子作動システムまたはコンピュータ・プログラム製品。

項目３４：
前記画像は磁性粒子イメージング・システムから取得される、項目１から３３のいずれか一項に記載の磁性粒子作動システムまたはコンピュータ・プログラム製品。

項目３５：
前記画像は、磁気共鳴イメージング・システム、Ｘ線コンピュータ断層撮影システム、超音波システム、または光学蛍光システムから取得される、項目１から３４のいずれか一項に記載の磁性粒子作動システムまたはコンピュータ・プログラム製品。

項目３６：
前記動作は、
前記対象領域に対する治療計画を受信することであって、前記治療計画は前記磁性ナノ粒子に実施される作動を指定する、受信することと、
前記治療対象の１つまたは複数の画像を生成または受信することと、
前記１つまたは複数の画像から決定される前記治療対象の変化、前記磁性ナノ粒子の変化、または予測線量の変化に少なくとも基づいて前記作動を自動的に修正することと、
前記修正された作動を実行するために前記励起場を印加することと、
をさらに含む、項目１から３５のいずれか一項に記載の磁性粒子作動システムまたはコンピュータ・プログラム製品。

項目３７：
前記作動を修正することは、前記治療対象、前記磁性ナノ粒子、または前記予測線量の変化に少なくとも基づいて、前記励起場の大きさを修正すること、または前記励起場を印加する時間を修正することを含む、項目１から３６のいずれか一項に記載の磁性粒子作動システムまたはコンピュータ・プログラム製品。

項目３８：
前記１つまたは複数の画像は、前記磁石系を含み前記フィールド・フリー領域を利用する磁性粒子イメージング・システムによって生成される、項目１から３７のいずれか一項に記載の磁性粒子作動システムまたはコンピュータ・プログラム製品。

項目３９：
前記１つまたは複数の画像は磁気共鳴イメージング・システムまたはＸ線コンピュータ断層撮影システムによって生成され、前記動作は、前記１つまたは複数の画像を前記磁石系と共位置合わせすることをさらに含む、項目１から３８のいずれか一項に記載の磁性粒子作動システムまたはコンピュータ・プログラム製品。

項目４０：
前記動作は、
前記励起場の印加と同時に磁性粒子イメージング信号を受信することと、
前記磁性粒子イメージング信号を使用した計算に少なくとも基づいて作動線量を決定することと、
前記作動線量に少なくとも基づいて前記励起場を修正することと、
をさらに含む、項目１から３９のいずれか一項に記載の磁性粒子作動システムまたはコンピュータ・プログラム製品。

項目４１：
前記制御系は、前記フィールド・フリー領域に、前記対象領域を囲い込ませるように前記磁石系を制御するようにさらに構成される、項目１から４０のいずれか一項に記載の磁性粒子作動システムまたはコンピュータ・プログラム製品。

項目４２：
前記制御系は、前記フィールド・フリー領域に、前記対象領域と一致させるように前記磁石系を制御するようにさらに構成される、項目１から４１のいずれか一項に記載の磁性粒子作動システムまたはコンピュータ・プログラム製品。

項目４３：
前記制御系は、前記フィールド・フリー領域に、回避領域との重複を回避させるように前記磁石系を制御するようにさらに構成される、項目１から４２のいずれか一項に記載の磁性粒子作動システムまたはコンピュータ・プログラム製品。

項目４４：
前記制御系は、回避領域の作動を回避しながら、治療中に作動させる治療領域全体を網羅する工程のために追加対象領域を決定するようにさらに構成される、項目１から４３のいずれか一項に記載の磁性粒子作動システムまたはコンピュータ・プログラム製品。

項目４５：
前記制御系は、前記追加対象領域を連続して作動させるようにさらに構成される、項目１から４４のいずれか一項に記載の磁性粒子作動システムまたはコンピュータ・プログラム製品。

項目４６：
前記制御系は、前記追加対象領域を継続的に作動させるようにさらに構成される、項目１から４５のいずれか一項に記載の磁性粒子作動システムまたはコンピュータ・プログラム製品。

項目４７：
前記制御系は、前記回避領域以外の実質的に治療対象全体を作動させるようにさらに構成される、項目１から４６のいずれか一項に記載の磁性粒子作動システムまたはコンピュータ・プログラム製品。

項目４８：
前記制御系は、前記フィールド・フリー領域を前記対象領域に少なくとも部分的に整合することの一部として、前記フィールド・フリー領域を前記対象領域へ並進移動するように前記磁石系を制御するようにさらに構成される、項目１から４７のいずれか一項に記載の磁性粒子作動システムまたはコンピュータ・プログラム製品。

項目４９：
前記制御系は、前記フィールド・フリー領域を前記対象領域に少なくとも部分的に整合することの一部として、前記フィールド・フリー領域を前記対象領域へ拡大／縮小するように前記磁石系を制御するようにさらに構成される、項目１から４８のいずれか一項に記載の磁性粒子作動システムまたはコンピュータ・プログラム製品。

項目５０：
前記制御系は、前記フィールド・フリー領域を前記対象領域に少なくとも部分的に整合することの一部として、前記対象領域へ前記フィールド・フリー領域の形状を変更するように前記磁石系を制御するようにさらに構成される、項目１から４９のいずれか一項に記載の磁性粒子作動システムまたはコンピュータ・プログラム製品。

項目５１：
前記制御系は、前記フィールド・フリー領域を前記対象領域に少なくとも部分的に整合することの一部として、前記フィールド・フリー領域を前記対象領域へ回転するように前記磁石系を制御するようにさらに構成される、項目１から５０のいずれか一項に記載の磁性粒子作動システムまたはコンピュータ・プログラム製品。

項目５２：
前記磁石系は、
１つまたは複数の磁性体をさらに含み、
前記制御系は、前記フィールド・フリー領域を並進移動、拡大／縮小、回転または形状を変更するために、前記１つまたは複数の磁性体の機械的移動を発生させるようにさらに構成される、
項目１から５１のいずれか一項に記載の磁性粒子作動システムまたはコンピュータ・プログラム製品。

項目５３：
前記磁石系は、
前記フィールド・フリー領域のいずれかの側に第１組の磁石と、
第１の軸に沿って前記第１組の磁石の少なくとも１つを独立して並進移動するように構成された第１の磁石ステージ系と、をさらに含み、
前記制御系は、前記フィールド・フリー領域を前記対象領域に少なくとも部分的に整合することの一部として、前記第１の軸に沿って並進移動するように前記第１組の磁石の少なくとも１つを制御するようにさらに構成される、
項目１から５２のいずれか一項に記載の磁性粒子作動システムまたはコンピュータ・プログラム製品。

項目５４：
前記第１の磁石ステージ系は、第２の軸に沿って前記第１組の磁石の前記少なくとも１つを独立して並進移動するようにさらに構成され、
前記制御系は、前記フィールド・フリー領域を前記対象領域に少なくとも部分的に整合することの一部として、第２の軸に沿った前記第１組の磁石の機械的並進移動を発生させるようにさらに構成される、
項目１から５３のいずれか一項に記載の磁性粒子作動システムまたはコンピュータ・プログラム製品。

項目５５：
前記磁石系は、
前記フィールド・フリー領域のいずれかの側に第２組の磁石と、
第２の軸に沿って前記第２組の磁石の少なくとも１つを独立して並進移動するように構成される第２の磁石ステージ系と、をさらに含み、
前記制御系は、前記フィールド・フリー領域を前記対象領域に少なくとも部分的に整合することの一部として、前記第２の軸に沿って並進移動するように前記第２組の磁石の少なくとも１つを制御するようにさらに構成される、
項目１から５４のいずれか一項に記載の磁性粒子作動システムまたはコンピュータ・プログラム製品。

項目５６：
前記磁石系は、
複数の磁性体を含むハルバッハ配列をさらに含み、
前記制御系は、前記フィールド・フリー領域を前記対象領域に少なくとも部分的に整合することの一部として、前記複数の磁性体の１つまたは複数を、指定された半径方向の距離だけ移動するようにさらに構成される、
項目１から５５のいずれか一項に記載の磁性粒子作動システムまたはコンピュータ・プログラム製品。

項目５７：
前記ハルバッハ配列の前記複数の磁性体は、直径を有する円形構成で配置され、
前記制御系は、前記フィールド・フリー領域を前記対象領域に少なくとも部分的に整合することの一部として、前記ハルバッハ配列の前記直径を変更するために半径方向に移動するように前記複数の磁性体を制御するようにさらに構成される、
項目１から５６のいずれか一項に記載の磁性粒子作動システムまたはコンピュータ・プログラム製品。

項目５８：
前記磁石系は、１つまたは複数の電磁石をさらに含み、
前記制御系は、前記フィールド・フリー領域を前記対象領域に少なくとも部分的に整合することの一部として、前記１つまたは複数の電磁石において電流を制御するようにさらに構成される、
項目１から５７のいずれか一項に記載の磁性粒子作動システムまたはコンピュータ・プログラム製品。

項目５９：
前記磁石系は、１つまたは複数の永久磁石と、永久的に磁化されていない１つまたは複数の磁性体と、１つまたは複数の電磁石とをさらに含み、
前記制御系は、前記フィールド・フリー領域を並進移動、拡大／縮小、回転または形状を変更するために、前記１つまたは複数の永久磁石の機械的移動を発生させるように、さらに永久的に磁化されていない前記１つまたは複数の磁性体の機械的移動を発生させて前記１つまたは複数の電磁石において電流を制御するようにさらに構成される、
項目１から５８のいずれか一項に記載の磁性粒子作動システムまたはコンピュータ・プログラム製品。

項目６０：
治療台をさらに含み、
前記制御系は、前記フィールド・フリー領域を前記対象領域に少なくとも部分的に整合することの一部として、前記治療台の向きかえを制御するようにさらに構成される、
項目１から５９のいずれか一項に記載の磁性粒子作動システムまたはコンピュータ・プログラム製品。

項目６１：
前記制御系は、前記励起系に、前記作動領域を変更するようにして前記励起場を生成させるようにさらに構成される、項目１から６０のいずれか一項に記載の磁性粒子作動システムまたはコンピュータ・プログラム製品。

項目６２：
前記励起系は単一のＲＦコイルを含み、
前記制御系は、前記励起系に、前記単一のＲＦコイルを用いて前記励起場を生成させるようにさらに構成される、
項目１から６１のいずれか一項に記載の磁性粒子作動システムまたはコンピュータ・プログラム製品。

項目６３：
前記励起系は複数の独立制御可能なＲＦコイルを含み、
前記制御系は、前記励起系に、前記複数の独立制御可能なＲＦコイルを使用して複数の軸に沿って前記励起場を生成させるようにさらに構成される、
項目１から６２のいずれか一項に記載の磁性粒子作動システムまたはコンピュータ・プログラム製品。

項目６４：
前記励起系はソレノイドＲＦコイルと、複数のサドルＲＦコイルとを含み、
前記制御系は、前記励起系に、前記ソレノイドＲＦコイルおよび前記複数のサドルＲＦコイルを使用して前記励起場を生成させるようにさらに構成される、
項目１から６３のいずれか一項に記載の磁性粒子作動システムまたはコンピュータ・プログラム製品。

項目６５：
前記制御系は、前記複数の独立制御可能なＲＦコイルを用いて電流を指定することによって、それに沿って前記作動領域が変更されるＲＦベクトルの選択を可能とするために、前記複数の独立制御可能なＲＦコイルを制御するようにさらに構成される、項目１から６４のいずれか一項に記載の磁性粒子作動システムまたはコンピュータ・プログラム製品。

項目６６：
前記励起系は少なくとも１つの空間的に不均一なＲＦコイルを含み、
前記制御系は、前記励起系に、前記少なくとも１つの空間的に不均一なＲＦコイルを使用して前記励起場を生成させるようにさらに構成される、
項目１から６５のいずれか一項に記載の磁性粒子作動システムまたはコンピュータ・プログラム製品。

項目６７：
受動構成要素をさらに含み、
前記制御系は、前記受動構成要素の配置に、前記励起場を成形し前記回避領域の作動を回避させるようにさらに構成される、
項目１から６６のいずれか一項に記載の磁性粒子作動システムまたはコンピュータ・プログラム製品。

項目６８：
前記受動構成要素は１つまたは複数のワイヤー・ループを含む、項目１から６７のいずれか一項に記載の磁性粒子作動システムまたはコンピュータ・プログラム製品。

項目６９：
前記励起系は、前記励起系の少なくとも一部を含む交換可能カセットを含む、項目１から６８のいずれか一項に記載の磁性粒子作動システムまたはコンピュータ・プログラム製品。

項目７０：
前記励起場の生成中の前記励起系の干渉を低減するために、前記励起系の一部と前記磁石系の一部との間に配置されたＲＦシールドをさらに含む、
項目１から６９のいずれか一項に記載の磁性粒子作動システムまたはコンピュータ・プログラム製品。

項目７１：
前記ＲＦシールドは、銅、鋼、またはアルミニウムで形成された管である、項目１から７０のいずれか一項に記載の磁性粒子作動システムまたはコンピュータ・プログラム製品。

項目７２：
前記励起系の一部は前記ＲＦシールドの内部であり１つまたは複数のＲＦコイルを含み、前記磁石系の一部は前記ＲＦシールドの外部であり前記磁石系の１つまたは複数の磁石を含む、項目１から７１のいずれか一項に記載の磁性粒子作動システムまたはコンピュータ・プログラム製品。

項目７３：
１つまたは複数のＲＦ受信器コイルをさらに含み、前記ＲＦシールドは前記１つまたは複数のＲＦ受信器コイルと前記磁石系の前記一部との間に配置される、項目１から７２のいずれか一項に記載の磁性粒子作動システムまたはコンピュータ・プログラム製品。

項目７４：
前記制御系は、
前記対象領域に対する治療計画を受信することであって、前記治療計画は前記磁性ナノ粒子に供給される作動を指定する、受信することと、
前記治療対象の１つまたは複数の画像を生成または受信することと、
前記１つまたは複数の画像から決定される前記治療対象の変化、前記磁性ナノ粒子の変化、または予測線量の変化に少なくとも基づいて前記作動を自動的に修正することと、
前記修正された作動を実行するために前記励起場を印加することと、
を行うようにさらに構成される、項目１から７３のいずれか一項に記載の磁性粒子作動システムまたはコンピュータ・プログラム製品。

項目７５：
前記作動の修正は、前記治療対象、前記磁性ナノ粒子、または前記予測線量の変化に少なくとも基づいて、前記励起場の大きさを修正する、または前記励起場を印加する時間を修正するようにさらに構成された前記制御系によって実行される、項目１から７４のいずれか一項に記載の磁性粒子作動システムまたはコンピュータ・プログラム製品。

項目７６：
前記磁石系を含み前記フィールド・フリー領域を利用する前記磁性粒子イメージング・システムは前記１つまたは複数の画像を生成するように構成される、項目１から７５のいずれか一項に記載の磁性粒子作動システムまたはコンピュータ・プログラム製品。

項目７７：
前記１つまたは複数の画像は磁気共鳴イメージング・システムまたはＸ線コンピュータ断層撮影システムから受信され、前記制御系は前記１つまたは複数の画像を前記磁石系と共位置合わせするようにさらに構成される、項目１から７６のいずれか一項に記載の磁性粒子作動システムまたはコンピュータ・プログラム製品。

項目７８：
前記制御系は、
前記励起場の印加と同時に磁性粒子イメージング信号を受信することと、
前記磁性粒子イメージング信号を使用した計算に少なくとも基づいて作動線量を決定することと、
前記作動線量に少なくとも基づいて前記励起場を修正することと、
を行うようにさらに構成される、項目１から７７のいずれか一項に記載の磁性粒子作動システムまたはコンピュータ・プログラム製品。

本開示は、本明細書の実施形態に開示された計算が、本明細書で教示された同様の概念を適用して多くの方法で実行されてもよく、そのような計算が開示された実施形態と同等であることを企図する。

本明細書で説明される主題の１つまたは複数の態様または特徴は、デジタル電子回路、集積回路、特別に設計された特定用途向け集積回路（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、および／またはその組み合わせにおいて実現可能である。それらの様々な態様または特徴は、格納システム、少なくとも１つの入力装置、および少なくとも１つの出力装置からデータおよび命令を受信するため、さらにそれらに対してデータおよび命令を送信するために結合された専用または汎用であり得る少なくとも１つのプログラミング可能プロセッサを含むプログラミング可能システム上で実行可能および／または解釈可能な１つまたは複数のコンピュータ・プログラムにおける実施を含み得る。プログラミング可能システムまたはコンピューティング・システムは、クライアントおよびサーバを含んでもよい。クライアントおよびサーバは、一般に相互にリモートであり、通常、通信ネットワークを介して相互作用する。クライアントとサーバとの関係は、それぞれのコンピュータ上で動作して互いにクライアント－サーバ関係を有するコンピュータ・プログラムによって生じる。

プログラム、ソフトウェア、ソフトウェア・アプリケーション、アプリケーション、コンポーネント、またはコードとも呼ばれ得るそれらのコンピュータ・プログラムは、プログラミング可能プロセッサのための機械語命令を含み、高水準手続き型言語、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、論理型プログラミング言語、および／またはアセンブリ言語／機械語において実施可能である。本明細書で使用されるように、「機械可読媒体」（または「コンピュータ可読媒体」）という用語は、例えば、機械可読信号として機械命令を受信する機械可読媒体を含むプログラミング可能プロセッサに対して機械命令および／またはデータを供給するために使用される磁気ディスク、光学ディスク、メモリ、およびプログラマグル・ロジック・デバイス（ＰＬＤ）など、あらゆるコンピュータ・プログラム製品、装置および／またはデバイスを指す。「機械可読信号」（または「コンピュータ可読信号」）という用語は、プログラミング可能プロセッサに対して機械命令および／またはデータを供給するために使用される、あらゆる信号を指す。機械可読媒体は、例えば非一時的ソリッド・ステート・メモリまたは磁気ハード・ドライブ、または同等の格納媒体などのように、そのような機械命令を非一時的に格納可能である。代替的または追加的に、機械可読媒体は、例えば１つまたは複数の物理的プロセッサ・コアと関連付けられたプロセッサ・キャッシュまたは他のランダム・アクセス・メモリなどのように、そのような機械命令を一時的に格納可能である。

ユーザとの相互作用を可能にするため、本明細書で説明された主題の１つまたは複数の態様または特徴は、例えば、ユーザに対して情報を表示するための陰極線管（ＣＲＴ）または液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）または発光ダイオード（ＬＥＤ）モニタなどの表示装置と、ユーザがコンピュータに対して入力を供給してもよい、キーボードおよび例えばマウスまたはトラックボールなどのポインティング・デバイスとを有するコンピュータ上で実施可能である。ユーザとの相互作用を可能にするために、他の種類のデバイスも同様に使用可能である。例えば、ユーザに対して提供されたフィードバックは、例えば視覚フィードバック、聴覚フィードバック、または触覚フィードバックなどの感覚フィードバックのあらゆる形態が可能であり、ユーザからの入力は、音響、音声、または触覚入力を含むがこれに限定されないあらゆる形態で受信されてもよい。他の考えられる入力デバイスは、タッチ・スクリーン、またはシングル・ポイントまたはマルチ・ポイントの抵抗式または容量式トラックパッド、音声認識ハードウェアおよびソフトウェア、光学式スキャナ、光学式ポインタ、デジタル画像撮像装置および関連の解釈ソフトウェアなどの他のタッチ感応デバイスを含むが、これらに限定されない。

上記の説明および請求項において、「～の少なくとも１つ」または「～の１つまたは複数」などのフレーズは、要素または特徴の連言的列挙の後に現れる場合がある。また、「および／または」という表現も、２つ以上の要素または特徴の列挙において現れる。それが使用される文脈と暗黙的または明示的に矛盾しない限り、そのようなフレーズは、列挙された要素または特徴のいずれかを個別に、または記載された要素または特徴を他の記載された要素または特徴のいずれかと組み合わせて意味することが意図される。例えば、「ＡおよびＢの少なくとも１つ」、「ＡおよびＢの１つまたは複数」、および「Ａおよび／またはＢ」というフレーズは、それぞれ、「Ａのみ、Ｂのみ、またはＡおよびＢともに」を意味することが意図される。３つ以上の項目を含む列挙に対しても、同様の解釈が意図される。例えば、「Ａ、ＢおよびＣの少なくとも１つ」、「Ａ、ＢおよびＣの１つまたは複数」、および「Ａ、Ｂおよび／またはＣ」というフレーズは、それぞれ、「Ａのみ、Ｂのみ、Ｃのみ、ＡおよびＢともに、ＡおよびＣともに、ＢおよびＣともに、またはＡおよびＢおよびＣともに」を意味することが意図される。上記記載および請求項における「～に基づく」という用語の使用は、記載されていない特徴または要素も許容可能であるように、「～に少なくとも部分的に基づく」を意味することが意図される。

本明細書に記載の主題は、所望の構成に応じて、システム、装置、方法、コンピュータ・プログラム、および／または物品において実施されることが可能である。添付図面に図示される、および／または本明細書に記載されるあらゆる方法または論理フローは、所望の結果を達成するために、示された特定の順序または連続的な順序を必ずしも必要としない。上記の説明において述べられた実施態様は、本明細書で説明された主題と一致するすべての実施態様を表すものではない。むしろ、それらは説明された主題に関係する態様と一致したいくつかの例に過ぎない。少数の変形例を上記で詳細に説明したが、他の修正または追加が可能である。特に、本明細書で述べた特徴および／または変形に加えて、さらなる特徴および／または変形が提供されることが可能である。上記で述べた実施態様は、開示された特徴の様々な組み合わせおよび部分的組み合わせ、および／または上記で言及されたさらなる特徴の組み合わせおよび部分的組み合わせに関することが可能である。さらに、上述の利点は、あらゆる生じた請求項の応用範囲を、利点のいずれかまたはすべてを達成する処理および構造に限定することは意図されない。

さらに、各項の見出しは、本開示から生じる可能性のあるいずれかの請求項に述べられる発明を限定または特徴づけるものではない。さらに、「背景技術」における技術の説明は、その技術が本開示のいずれかの発明の先行技術であると認めたものと解釈されるべきではない。同様に、「発明の概要」も、生じた請求項に記載の発明を特徴づけるものとして考慮されるべきではない。さらに、全体としての本開示への言及または単数形での「発明」という用語の使用は、以下に記載の特許請求の範囲に対する何らかの限定を暗示することが意図されない。本開示から生じる複数の請求項の限定にしたがって複数の発明が述べられる場合があり、そのような請求項は、したがって、発明、さらにそれによって保護される均等物を定義する。

Claims (26)

1. 少なくとも１つのプログラミング可能なプロセッサによって実行されたときに、
   磁石系を用いて磁場を生成することであって、前記磁場は、対象領域に少なくとも部分的に整合するフィールド・フリー領域を含む、生成することと、
   作動領域において磁性ナノ粒子の作動を発生させるために励起系を用いて励起場を印加することと、
   を含む動作を発生させる命令を格納する非一時的機械可読媒体を含むコンピュータ・プログラム製品。
2. 前記対象領域に前記フィールド・フリー領域を少なくとも部分的に整合することは、前記フィールド・フリー領域内に前記対象領域を囲い込むことを含む、請求項１に記載のコンピュータ・プログラム製品。
3. 前記対象領域に前記フィールド・フリー領域を少なくとも部分的に整合することは、前記対象領域に対して前記フィールド・フリー領域を一致させることを含む、請求項１に記載のコンピュータ・プログラム製品。
4. 前記対象領域に前記フィールド・フリー領域を少なくとも部分的に整合することは、回避領域との重複を回避することを含む、請求項１に記載のコンピュータ・プログラム製品。
5. 前記動作は、回避領域の作動を回避しながら、治療中に作動される治療領域全体を網羅する工程中に追加対象領域を決定することをさらに含む、請求項１に記載のコンピュータ・プログラム製品。
6. 前記磁石系は前記フィールド・フリー領域のいずれかの側に第１組の磁石を含み、前記対象領域に前記フィールド・フリー領域を少なくとも部分的に整合することは、第１の軸に沿って並進移動するように前記第１組の磁石の少なくとも１つを独立制御することを含む、請求項１に記載のコンピュータ・プログラム製品。
7. 前記磁石系は１つまたは複数の電磁石を含み、前記対象領域に前記フィールド・フリー領域を少なくとも部分的に整合することは、前記１つまたは複数の電磁石において電流を制御することに少なくとも基づく、請求項１に記載のコンピュータ・プログラム製品。
8. 前記動作は、励起系を用いて前記励起場を印加することをさらに含み、前記励起系は、前記励起系の一部が含まれ異なる性能または異なる治療のために前記磁石系から交換可能な交換可能カセットを含む、請求項１に記載のコンピュータ・プログラム製品。
9. 前記動作は、治療対象の画像を取得することをさらに含み、前記フィールド・フリー領域は、前記画像に少なくとも基づいて識別された前記対象領域とほぼ一致するように配置および／または成形される、請求項１に記載のコンピュータ・プログラム製品。
10. 前記動作は、
    前記対象領域に対する治療計画を受信することであって、前記治療計画は前記磁性ナノ粒子に実施される前記作動を指定する、受信することと、
    前記治療対象の１つまたは複数の画像を生成または受信することと、
    前記１つまたは複数の画像から決定される前記治療対象の変化、前記磁性ナノ粒子の変化、または予測線量の変化に少なくとも基づいて前記作動を自動的に修正することと、
    前記修正された作動を実行するために前記励起場を印加することと、
    をさらに含む、請求項１に記載のコンピュータ・プログラム製品。
11. 前記作動を修正することは、前記治療対象、前記磁性ナノ粒子、もしくは前記予測線量の前記変化に少なくとも基づいて、前記励起場の大きさを修正すること、または前記励起場を印加する時間を修正することを含む、請求項１０に記載のコンピュータ・プログラム製品。
12. 前記動作は、
    前記励起場の印加と同時に磁性粒子イメージング信号を受信することと、
    前記磁性粒子イメージング信号を使用した計算に少なくとも基づいて作動線量を決定することと、
    前記作動線量に少なくとも基づいて前記励起場を修正することと、
    をさらに含む、請求項１０に記載のコンピュータ・プログラム製品。
13. フィールド・フリー領域を含む磁場を生成するように構成された磁石系と、
    作動領域において磁性ナノ粒子の作動を発生させるために励起場を生成するように構成された励起系と、
    対象領域に少なくとも部分的に整合するフィールド・フリー領域を作り出すように前記磁石系を制御するように構成された制御系と、
    を含む磁性粒子作動システム。
14. 前記制御系は、回避領域の作動を回避しながら、治療中に作動させる治療領域全体を網羅する工程のために追加対象領域を決定するようにさらに構成される、請求項１３に記載の磁性粒子作動システム。
15. 前記制御系は、前記フィールド・フリー領域を前記対象領域に少なくとも部分的に整合することの一部として、前記フィールド・フリー領域を前記対象領域へ並進移動するように前記磁石系を制御するようにさらに構成される、請求項１３に記載の磁性粒子作動システム。
16. 前記制御系は、前記フィールド・フリー領域を前記対象領域に少なくとも部分的に整合することの一部として、前記フィールド・フリー領域を前記対象領域へ拡大／縮小するように前記磁石系を制御するようにさらに構成される、請求項１３に記載の磁性粒子作動システム。
17. 前記制御系は、前記フィールド・フリー領域を前記対象領域に少なくとも部分的に整合することの一部として、前記対象領域へ前記フィールド・フリー領域の形状を変更するように前記磁石系を制御するようにさらに構成される、請求項１３に記載の磁性粒子作動システム。
18. 前記制御系は、前記フィールド・フリー領域を前記対象領域に少なくとも部分的に整合することの一部として、前記フィールド・フリー領域を前記対象領域へ回転するように前記磁石系を制御するようにさらに構成される、請求項１３に記載の磁性粒子作動システム。
19. 前記磁石系は、
    １つまたは複数の磁性体をさらに含み、
    前記制御系は、前記フィールド・フリー領域を並進移動、拡大／縮小、回転または形状を変更するために、前記１つまたは複数の磁性体の機械的移動を発生させるようにさらに構成される、
    請求項１３に記載の磁性粒子作動システム。
20. 前記磁石系は、
    前記フィールド・フリー領域のいずれかの側に第１組の磁石と、
    第１の軸に沿って前記第１組の磁石の少なくとも１つを独立して並進移動するように構成された第１の磁石ステージ系と、をさらに含み、
    前記制御系は、前記フィールド・フリー領域を前記対象領域に少なくとも部分的に整合することの一部として、前記第１の軸に沿って並進移動するように前記第１組の磁石の少なくとも１つを制御するようにさらに構成される、
    請求項１３に記載の磁性粒子作動システム。
21. 前記第１の磁石ステージ系は、第２の軸に沿って前記第１組の磁石の前記少なくとも１つを独立して並進移動するようにさらに構成され、
    前記制御系は、前記フィールド・フリー領域を前記対象領域に少なくとも部分的に整合することの一部として、第２の軸に沿った前記第１組の磁石の機械的並進移動を発生させるようにさらに構成される、
    請求項２０に記載の磁性粒子作動システム。
22. 前記磁石系は、
    前記フィールド・フリー領域のいずれかの側に第２組の磁石と、
    第２の軸に沿って前記第２組の磁石の少なくとも１つを独立して並進移動するように構成される第２の磁石ステージ系と、をさらに含み、
    前記制御系は、前記フィールド・フリー領域を前記対象領域に少なくとも部分的に整合することの一部として、前記第２の軸に沿って並進移動するように前記第２組の磁石の少なくとも１つを制御するようにさらに構成される、
    請求項２０に記載の磁性粒子作動システム。
23. 前記磁石系は、１つまたは複数の電磁石をさらに含み、
    前記制御系は、前記フィールド・フリー領域を前記対象領域に少なくとも部分的に整合することの一部として、前記１つまたは複数の電磁石において電流を制御するようにさらに構成される、
    請求項１３に記載の磁性粒子作動システム。
24. 前記制御系は、前記励起系に、前記作動領域を変更するようにして前記励起場を生成させるようにさらに構成される、請求項１３に記載の磁性粒子作動システム。
25. 前記励起系は複数の独立制御可能なＲＦコイルを含み、
    前記制御系は、前記励起系に、前記複数の独立制御可能なＲＦコイルを使用して複数の軸に沿って前記励起場を生成させるようにさらに構成される、
    請求項２４に記載の磁性粒子作動システム。
26. 前記励起系は、前記励起系の少なくとも一部を含む交換可能カセットを含む、請求項２４に記載の磁性粒子作動システム。

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