JP6434038B2 - 磁気共鳴レオロジー結像システムに使用される携帯用振動アプリケータ - Google Patents

Description

本願は、磁気共鳴レオロジー結像システムに使用される振動アプリケータおよび振動アプリケータシステムに関する。

磁気共鳴結像法の技術分野において、磁気共鳴レオロジー（rheology）により、人または動物の組織の機械的特性を特徴付けられることが知られている（例えば、Muthipillai R．らの「音響歪波の磁気共鳴結像法」、Proc．Soc．Magn．Reson．Nice，1:189，1995年参照）。磁気共鳴レオロジーでは、磁気共鳴結像処理の間、組織は、機械的に振動するように駆動され、これにより、組織の粘性または弾性の差による結像コントラストが生じる効果が得られる。低周波数の力学的波は、組織に結合され、磁気共鳴シーケンスを介して視覚化される。得られた追加情報は、例えば、悪性組織と健全組織の識別に使用することができる。

磁気共鳴スキャナの内部の主磁場B₀を利用する電磁設計構造のような、組織に機械的振動を印加するための、異なる多くの機械的トランスデューサが提案されている。また、臨床用途のため、圧電駆動トランスデューサまたは空圧設計構造が提案されている。通常、当業者にとって適するように見える、いかなる機械的トランスデューサも、使用可能である。

従来より、機械的トランスデューサによる磁気共鳴レオロジー検査が実施される。機械的トランスデューサは、例えば、関心対象の周囲に紐で固定することにより、または関心対象が機械的トランスデューサに横たわることにより、関心対象に静的に取り付けられる。図5には、磁気共鳴レオロジーに使用される従来の振動アプリケータの一例を示す。従来の振動アプリケータは、機械的トランスデューサを取り囲むハウジング96と、関心対象に機械的振動を伝達するように提供されたピストン98とを有する。従来の振動アプリケータの寸法は、高さが約50mmであり、設置面積が約100×100mm²である。

また、論文「頭部および頚部のMRエラストグラフィ：ドライバ設計と初期の結果」D．K．W．Yeung，in Magn．Res．Imag．31（2013）624-629には、MRエラストグラフィ（組織弾性イメージング法）用のドライバが開示されている。この既知のドライバは、発泡スラブに埋設されたトランスデューサを有する。トランスデューサは、突出ピストンと、ピストンの一つに取り付けられたコイルとを有する。トランスデューサの上部には、ヘッドレストモールドが配置され、ピストンの中心の反対側の開口は、モールドから切断される。

介入装置との組み合わせに最適化された装置により、関心対象の組織に機械的振動を印加できることが望まれている。

従って、本発明の目的は、改善された特性を有する振動アプリケータ、さらに磁気共鳴レオロジー結像システムに使用される、介入装置との組み合わせに関する追加のオプションを提供することである。

本発明のある態様では、前記目的は、磁気共鳴レオロジー結像システムにおいて使用される携帯用振動アプリケータであって、作動の際に、前記磁気共鳴レオロジー結像システムにより画像化される関心対象の少なくとも一部に、機械的振動を印加するように構成される、携帯用振動アプリケータにより達成される。

この携帯用振動アプリケータは、
機械的振動の印加中に、前記関心対象の少なくとも一部に近接して配置されるように構成された少なくとも第1の表面、および機械的振動の印加中に、前記関心対象の少なくとも前記一部から遠い位置に配置されるように構成された少なくとも第2の表面を有するハウジングと、
活性化された際に、機械エネルギーを出力するように構成された、少なくとも一つのトランスデューサユニットと、
前記少なくとも一つのトランスデューサユニットに機械的に接続されたピストンであって、前記少なくとも一つのトランスデューサユニットの前記機械エネルギーの少なくとも一部を、画像化される前記関心対象の少なくとも前記一部に伝達するように構成されたピストンと、
を有し、
前記ピストンは、
機械的振動の印加中、前記関心対象の少なくとも前記一部に近接して配置されるように構成された第1の端部であって、前記ハウジングの前記第1の表面よりも前記関心対象に接近するように構成された、第1の端部、
機械的振動の印加中、前記関心対象の少なくとも前記一部から遠い位置に配置されるように構成された第2の端部、および
前記第1の端部と前記第2の端部の間に延伸する開口
を有する。

前記ハウジングは、前記第1の表面と前記第2の表面の間に延在する少なくとも一つの開口を有する。前記ハウジングの前記少なくとも一つの開口と前記ピストンの前記開口は、前記ハウジングの前記第1の表面における前記開口の開口中心と前記ハウジングの前記第2の表面における前記開口の開口中心との間の、垂直接続ラインにより定められるハウジング開口方向において、少なくとも部分的に重なり合う。これにより、前記ハウジングの開口と前記ピストンの開口の重なりは、貫通開口（through-going openings）を形成する。

本願において使用される「携帯用」と言う用語は、特に、重量およびサイズのような、対象の物理的特性の組み合わせを意味し、使用中、身体的に平均的なオペレータにより、手で対象が保持されることを理解する必要がある。

本発明の一つの利点は、関心対象の少なくとも一部に、介入装置に対する全ての側から機械的振動が印加されることである。この介入装置は、ハウジングの開口およびピストンの開口を介して作動され、磁気共鳴レオロジーの組織識別特性は、最も必要な位置において、十分に活用される。

本発明の別の利点は、振動アプリケータを作動させる際の拡張された選択肢である。例えば、振動アプリケータは、中断をせずに、介入者により容易に調整することができる。これは、関心対象に紐で吊される振動アプリケータでは不可能である。

本発明のさらに別の利点は、介入者にとってより自由な移動空間を提供するため、発明中、携帯用振動アプリケータを容易に除去できることである。

少なくとも一つのトランスデューサユニットは、電気エネルギーを用いて活性化されても良い。また、これは、遠隔で生じた機械的エネルギーを用いて、活性化されても良い。このエネルギーは、例えば、カルダン機構を介して、または液体伝導により、少なくとも一つのトランスデューサユニットに伝送されても良い。

前記ピストンの第1の端部は、前記ハウジング開口方向に対して垂直に配置される平坦表面を有することが好ましい。

好適実施例では、前記ハウジング開口方向に垂直な、前記ハウジングの少なくとも一つの開口と、前記ピストンの開口の重なりの寸法は、少なくとも30mmである。より好ましくは、前記重なりの寸法は、少なくとも40mmであり、最も好ましくは、少なくとも50mmである。この場合、ハウジングおよびピストンの開口により提供される障害物の少ない空間を介して、多くの介入装置が作動され、これらの介入装置に対する全ての側から、関心対象の少なくとも一部に機械的振動を印加することができる。

別の好適実施例では、作動状態において、前記ハウジング開口方向に平行な方向における前記ハウジングおよび前記ピストンの全体寸法は、45mm以下である。より好ましくは、ハウジングとピストンの全体寸法は、40mm未満であり、最も好ましくは、35mm未満である。この場合、必要であれば、携帯用振動アプリケータは、前記ハウジング開口方法に対して広い角度領域において、介入装置を作動させることができる。

前記ハウジングの開口および前記ピストンの開口の少なくとも一つは、楕円形の断面を有することが好ましい。本願において使用される「楕円」と言う用語は、特に、円形断面を包含するものとして理解される必要がある。この場合、ハウジングおよびピストンは、容易に製造することができ、介入装置を操作するために提供される障害物のない空間に、適切な断面が得られる。

別の好適実施例では、前記ハウジングの第1の表面における前記開口の中心は、第1の表面の形状中心からずれている。「第1の表面の形状中心」と言う用語は、特に、開口が存在しないと仮定された第1の表面の全ての点の算術平均位置として理解される必要がある。この場合、オペレータにとって、十分な量のハウジング領域が提供され、振動アプリケータが好適に保持されると同時に、前記ハウジング開口方向に対して垂直な方向における振動アプリケータの寸法を、依然として小さく維持することができる。

さらに別の好適実施例では、前記少なくとも一つのトランスデューサユニットは、2つの同軸に配置されたコイル部材を有し、該コイル部材は、電気エネルギーを提供するため、トランスデューサ駆動ユニットに接続可能な巻線を有する。前記コイル部材の一つは、前記ピストンに直接または間接的に機械的に接続され、前記コイル部材の共通軸は、前記ハウジング開口方向と一致する。前記コイル部材のそれぞれの中心にわたる前記コイル部材の各巻線の間の最小距離は、前記ハウジング開口方向に垂直な方向における前記ハウジングの前記少なくとも一つの開口の最小距離と少なくとも等しい長さである。好適実施例では、2つのコイル部材の一方により生じる漂遊磁場は、2つのコイル部材の他方により生じる漂遊磁場により、ある程度補償される結果、磁気共鳴レオロジー結像システムの主磁石の磁場強度は、未変化のまま十分に維持され、磁気共鳴結像に影響を及ぼさない。

ある実施例では、トランスデューサ駆動ユニットは、正弦波出力信号を提供するファンクションジェネレータと、前記コイル部材に接続可能な増幅器とを有する。

コイル部材の一つは、ピストンの第2の端部の近傍の領域において、前記ピストンと直接または間接的に機械的に接続されることが好ましい。

2つのコイル部材の各々の巻線が平坦な態様で配置される場合、前記ハウジング開口方向と平行な方向における、ハウジングとピストンの小さな全体寸法は、容易に達成できる。本願において使用される「平坦コイル」と言う用語は、特に、前記ハウジング開口方向と平行な方向に最大5層の巻線を有するコイルを包含する。好ましくは、前記ハウジング開口方向と平行な方向における巻線の層数は、巻線の最大3層を含み、より好ましくは、2つのコイル部材の各々は、1層のみの巻線を有する。

別の好適実施例では、ピストンの第1の端部は、湾曲表面を有する。この場合、関心対象の湾曲部に、機械的振動を効果的に印加することができる。湾曲表面の曲率半径は、関心対象の湾曲部分の曲率に適合されることが好ましい。

湾曲表面を備えるピストンを有する携帯用振動アプリケータの実施例では、2つのコイル部材の巻線のそれぞれが、湾曲表面に配置されても良い。この場合も、前記ハウジング開口方向と平行な方向における、ハウジングおよびピストンの小さな全体寸法が達成される。

ある実施例では、2つのコイル部材は、同一の構造である。この場合、2つのコイル部材の一つにより生じる漂遊磁場は、2つのコイル部材の他方により生じる漂遊磁場により、有効に補償することができる。

別の実施例では、ハウジングは、少なくとも一つの人間工学的に形成された把持部材を有する。この場合、オペレータは、長時間、小さな労力で、振動アプリケータを保持することができる。また、オペレータは、振動アプリケータをより正確に調整することができる。

さらに別の実施例では、携帯用振動アプリケータは、さらに、磁気共鳴レオロジー結像システムの部材に取り付け可能な、少なくとも一つの機械的固定部材を有する。この場合、オペレータは、携帯用振動アプリケータに対する簡便なアクセスが可能となり、作業の流れが改善される。

機械的固定部材は、関節部、ジョイント、球状ジョイントもしくはヒンジ、または当業者には適して見える、振動アプリケータに必要な移動の自由度が提供される他の機械部材を有しても良い。

機械的固定部材がさらに、少なくとも一つのブロック部材を有する場合、携帯用振動アプリケータを保持する際にオペレータに要求される機械的負荷の一部が、少なくとも一時的に解消される。これは、特に、介入者が介入装置を操作する際に、両手が必要となる状況において有意である。

本発明の別の目的は、示された携帯用振動アプリケータの実施例またはその組み合わせと、少なくとも一つのトランスデューサユニットを活性化するトランスデューサ駆動ユニットと、を有する振動アプリケータユニットを提供することである。

また、振動アプリケータユニットは、検知ユニットを有し、該検知ユニットは、前記関心対象の少なくとも一部に印加される機械的振動の振幅を表す物理量を定めるように構成され、前記定められた物理量を表す出力信号を提供する。

次に、振動アプリケータユニットは、前記トランスデューサユニットの機械的変位振幅を設定されたレベルに維持する、少なくとも一つの電子閉止ループ制御回路を有し、前記閉止ループ制御回路は、前記検知ユニットから受信された出力信号に基づいて、前記トランスデューサ駆動ユニットを制御する出力信号を提供するように構成される。

この場合、特に、携帯用振動アプリケータの動きに際して、関心対象の少なくとも一部に、一定振幅の機械的振動を印加することができる。また、携帯用振動アプリケータと関心対象の間の機械的結合の変化による被印加機械的振動の変動振幅を回避し、あるいは少なくとも一部を補正することができる。

ある実施例では、検知ユニットは、圧力センサを有し、これは、ピストンの第1の端部に取り付けられ、機械的振動の印加中、関心対象と接触するように構成されても良い。あるいは関心対象の皮膚に取り付けられても良い。

ある実施例では、検知ユニットは、加速度計を有し、これは、例えば、微小電気機械システム（MEMS）として構成されても良い。

本発明のこれらのおよび他の態様は、以降に示す実施例から明らかであり、実施例を参照することで明確になる。ただし、そのような実施例は、必ずしも本発明の完全な範囲を表してはいない。従って、本発明の範囲の解釈には、特許請求の範囲が参照される。

本発明の携帯用振動アプリケータの実施例を有する、磁気共鳴レオロジー用に構成された磁気共鳴レオロジー結像システムの概略的な一部分を示した図である。 図1に基づく携帯用振動アプリケータの概略的な上面図である。 図2aに基づく携帯用振動アプリケータの断面図である。 本発明による携帯用振動アプリケータの代替実施例を示した図である。 本発明による振動アプリケータシステムの概略図である。 従来の振動アプリケータを概略的に示した斜視図である。

図1には、通常は患者である関心対象20の少なくとも一部から、磁気共鳴信号を取得するように構成された、磁気共鳴レオロジー結像システム10の実施例の一部を概略的に示す。磁気共鳴レオロジー結像システム10は、主磁石14を有する走査ユニット12を有する。主磁石14は、中央ボア孔を有し、このボア孔は、内部に配置された関心対象20の中心軸18の周囲に、検査スペース16を提供する。ボア孔は、さらに、少なくとも検査スペース16に、静止磁場B₀が生じるように構成される。明確化のため、関心対象20を支持する慣習的なテーブルは、図1のみに示されている。静止磁場B₀は、検査スペース16の軸方向を定め、これは、中心軸18に平行に配列される。また、本発明が、静止磁場内に検査領域を提供する、他のいかなる種類の磁気共鳴レオロジー結像システムに適用できることは明らかである。

また、磁気共鳴レオロジー結像システム10は、磁気勾配コイルシステム22を有し、これは、静止磁場B₀に重畳される勾配磁場を生じるように構成される。従来から知られているように、磁気勾配コイルシステム22は、主磁石14のボア孔内に、同心状に配置される。

磁気共鳴レオロジー結像システム10は、走査ユニット12の機能、磁気勾配コイルシステム22、および磁気共鳴レオロジー結像システム10の他の機能を制御するように提供された制御ユニット26を有する。制御ユニット26は、タッチ感応スクリーン28を有するモニタユニットとして構成された、ヒューマンインターフェース装置を有する。

また、磁気共鳴レオロジー結像システム10は、全体コイルとして構成された無線周波数アンテナ装置32を有し、これは、無線周波数伝送時間の間、関心対象20の細胞核または内部に、磁気共鳴励起用の無線周波数場B1を印加するために提供され、これにより磁気共鳴結像のため、関心対象20の細胞核またはその内部が励起される。このため、制御器26により、無線周波数送信ユニット24から全体コイルに無線周波数パワーが供給、制御される。全体コイルは中心軸を有し、この中心軸は、作動状態において、全体コイルの中心軸と磁気共鳴レオロジー結像システム10の中心軸18とが一致するように、主磁石14のボア孔内に同軸で配置される。従来と同様、磁気勾配コイルシステム22と全体コイルの間には、同軸で円筒状金属無線周波数シールド30が配置される。

また、全体コイルは、送信された無線周波数場B₁により既に励起されている関心対象20の細胞核または内部からの無線周波数の受信段階の間、磁気共鳴信号を受信するために提供される。磁気共鳴レオロジー結像システム10の作動状態では、無線周波数送信段階および無線周波数受信段階は、連続した態様で生じる。

無線周波数送信ユニット24は、無線周波数伝送段階中、無線周波数切り換えユニット34を介して、全体コイルに磁気共鳴無線周波数の無線周波数パワーを供給するように提供される。無線周波数受信段階の間、無線周波数切り換えユニット34は、制御ユニット26により制御され、全体コイルからの磁気共鳴信号を、制御ユニット26に配置された画像処理ユニット36に誘導する。画像処理ユニット36は、取得された磁気共鳴信号を処理するように構成され、取得された磁気共鳴信号から、関心対象20の少なくとも一部の磁気共鳴画像が定められる。当業者には、この技術における多くの異なる変更が把握され、従って、ここではさらなる詳細を説明する必要はない。

また、磁気共鳴レオロジー結像システム10は、振動アプリケータシステム38（図4）を有し、これは、トランスデューサユニット48を有する携帯用振動アプリケータ40と、トランスデューサユニット48を活性化させるトランスデューサ駆動ユニット42と、検知ユニット50と、後に説明するような、機械的振動の振幅を制御する閉止ループ制御回路を有する、トランスデューサ制御ユニット52とを有する。

携帯用振動アプリケータ40（図2aおよび2b）は、作動の際に、磁気共鳴レオロジー結像システム10により画像化される関心対象20の少なくとも一部に、機械的振動を印加するように構成される。

このため、携帯用振動アプリケータ40は、トランスデューサユニット48（図2b）を有し、これは、活性化された際に、機械的エネルギーを出力するように構成される。トランスデューサユニット48については、後述する。

携帯用振動アプリケータ40は、さらに、ハウジング54を有し、このハウジングは、機械的振動の印加中、関心対象20の少なくとも一部に近接して配置されるように構成された第1の表面56と、機械的振動の印加中、関心対象20の少なくとも一部から遠い位置に配置されるように構成された少なくとも第2の表面58と、を有する（図2b）。ハウジング54は、開口60を有し、この開口は、第1の表面56と第2の表面58の間に延在する。ハウジング開口方向66は、ハウジング24の第1の表面56での開口60の開口中心62とハウジング54の第2の表面58での開口60の開口中心64の間の、垂直接続線により定められる。

また、携帯用振動アプリケータ40は、ピストン68を有し、このピストンは、トランスデューサユニット48に機械的に接続され、トランスデューサユニット48の機械エネルギーの少なくとも一部を、被画像化関心対象20の少なくとも一部に伝達するように構成される。ピストン68は、第1の端部70を有し、これは、機械的振動の印加中、関心対象20の少なくとも一部に近接して配置されるように構成される。ピストン68の第1の端部70は、ハウジング54の第1の表面56よりも、関心対象20に接近するように構成される。また、ピストン68は、第2の端部72を有し、これは、機械的振動の印加中、関心対象20の少なくとも一部から遠い位置に配置されるように構成される。

次に、ピストン68は、第1の端部70と第2の端部72の間に延伸する開口74を有する。ハウジング54の開口60およびピストン68の開口74は、ハウジング開口方向66において、少なくとも部分的に重なり合い、例えば完全に重なる。

ハウジング54の開口60およびピストン68の開口74の両方は、楕円状の断面を有し、例えば約35mmの直径の円形断面を有する。

従って、ハウジング開口方向66に垂直な、ハウジング54の開口60とピストン68の開口74の重なりの寸法は、作動状態では、35mmである。

作動状態において、ハウジング開口方向66に平行な方向におけるハウジング54およびピストン68の全体の寸法は、35mm未満である。

原理上、ハウジング54の開口60およびピストン68の開口74用の他の断面形状が可能であることは、当業者には明らかである。例えば、多角形の断面形状、特に、正多角形の形状が想定され得る。

トランスデューサユニット48は、巻線80、86を有する、2つの同軸配置されたコイル部材78、87を有し、これらは、電気エネルギーの供給のため、トランスデューサ駆動ユニット42（図示されていない）に接続される。このため、トランスデューサ駆動ユニット42は、正弦波出力信号を提供するファンクションジェンエレータ44と、コイル部材78、84が接続可能な増幅器46とを有する（図4）。図2bに戻ると、2つの円形コイル部材78、84は同様に構成され、それぞれ、平坦キャリア82、88の表面に配置された平坦らせんとして構成された、200回の巻線層80、86を有する。平坦キャリア82、88は、約37mmの内径および約97mmの外径を有する。2つの円形コイル部材78、84の平坦キャリア82、88は、約3mmのギャップで、相互に平行に配置され、ハウジング開口方向66に対して垂直に配置される。

ピストン68に接近して配置されたコイル部材78は、プラスチック円形リングにより、ピストン68に直接機械的に接続され、このリングは、ピストン68の第2の端部72にしっかりと取り付けられる。コイル部材78、84の共通軸は、ハウジング開口方向66と一致しており、コイル部材78、84のそれぞれの中心にわたる、各コイル部材78、84の巻線80、86の間の最小距離は、少なくとも、ハウジング開口方向66に垂直な方向におけるハウジング54の少なくとも一つの開口60の最小距離と等しい。

電気的に直列に接続された2つのコイル部材78、84を介して、トランスデューサ駆動ユニット42に、相互に反対の方向に電流が流れる。この構成では、2つのコイル部材78、84の各々により生じた漂遊磁場がある程度相互に打ち消される一方、2つのコイル部材78、84の各々により生じた磁場の成分の一部が残留し、共通軸の方向に平行に配置される。

作動状態では、携帯用振動アプリケータ40は、2つのコイル部材78、84の平坦キャリア82、88の表面が主磁石14により生じる磁場B₀と平行となるように、介入者により直接保持される。

ピストン68は、関心対象20の一部と接触するように配置され、これにより、関心対象20に機械的に結合される。ピストン68と関心対象20の間の改善された機械的結合のため、ピストン68の第1の端部70は、円形リングフランジ76として構成され、このフランジは、ハウジング開口方向66から半径方向に延伸し、ハウジング開口方向66に対して垂直に配置された平面内にある平坦表面を有する。

トランスデューサユニット48は、80Hzから100Hzの間の周波数で、トランスデューサ駆動ユニット42により駆動される。関心対象20の一部に機械的振動を印加することにより、携帯用振動アプリケータ40は、剪断波を生じ、これが関心対象20の組織内に伝播する。印加される機械的振動の周波数は、示された80Hzから100Hzの範囲とは異なっても良く、磁気共鳴レオロジー結像法の分野で知られている、10Hzから1100Hzの間の範囲から選定されても良い。

携帯用振動アプリケータ40は、機械的固定部材94により、患者テーブルに取り付けられ、これらの部材は、それぞれ、ヒンジおよび球状ジョイントにより取り付けられたロッドとして構成される。固定部材94により、携帯用振動アプリケータ40は、介入者にとって容易に利用できるようになり、その配置が支援される。必要な場合、機械的結合部材94は、ブロック部材を有し、機械的固定部材94同士の間の任意の相対的な動きが抑制されても良い。そのようなブロック手段は、当業者には知られており、ここでさらに詳しく説明する必要はない。

特に、画像処理ユニット36（図1）は、磁気共鳴結像技術を適用して、位相コントラストに基づいて、関心対象20の少なくとも一部の取得された磁気共鳴結像データを処理することにより、関心対象20の一部における機械的振動を画像化するように構成される。これにより、磁気共鳴画像は、伝播する剪断波を表し、専断波が組織内を伝播する際の異なる態様により、異なる種類の組織が明確に識別できるようになる。

ハウジング開口方向66に対して垂直な方向における、ハウジング54の開口60とピストン68の開口74の大きな重なり合い（図2aおよび図2b）は、開口60、74を介して、介入装置（図示されていない）を導入する空間を提供する。一方、機械的振動は、導入された介入装置に対する全ての側から、関心対象20の少なくとも一部に印加される。介入装置は、針または既知のカテーテルタイプの装置の一つとして設計されても良い。

このように、携帯用振動アプリケータ40では、介入者は、ハウジング開口方向66に関する広い角度領域において、介入装置を作動することができる。

ピストン68と関心対象20の湾曲した部分との間の改善された機械的結合のため、ピストン68の第1の端部70は、ハウジング開口方向66から半径方向に延伸する円形リングフランジ（図示されていない）として、またはこれを装備するように構成され、球の球状セグメントとして形成された表面を有し、この半径は、関心対象20の湾曲部の曲率半径に適合される。円形リングフランジの表面は、凸状でも凹状でも良い。

好適実施例では、ピストン68の第1の端部70は、相互互換可能なアダプタの一つを利用するように構成され、このアダプタは、被画像化関心対象20の一部に最も良く適合するように、介入者の思慮により選定される。

関心対象20の湾曲部に特に有意な別の好適実施例（示されていない）では、2つのコイル部材の巻線は、それぞれ、湾曲キャリアの表面に配置され、このキャリアは、例えば、球の球形セグメントとして構成される。球の曲率半径は、ピストンの第1の端部の球形セグメント表面の曲率半径と等しい。

図3には、携帯用振動アプリケータ40’の別の実施例が示されている。この携帯用振動アプリケータ40’は、図2aおよび2bに基づく携帯用振動アプリケータ40とは異なり、ハウジング54’の第1の表面56’における開口60’の開口中心62’は、第1の表面56の形状中心90’からずれている。図3に示すように、ハウジング54’の第2の表面58’の大きな部分は、介入者が振動アプリケータ40’を保持するように利用可能である。介入者が小さな労力で振動アプリケータ40’を保持することを容易にするため、および介入者がより正確に、振動アプリケータ40’を調整することを支援するため、ハウジング54’は、2つの人間工学的に形成された把持部材92’を有し、これらの把持部材は、ハウジング54’の第2の表面58’の大きな部分に配置される。第1の人間工学的に形成された把持部材92’は、ハウジング54’の上端部に配置された3つの埋め込まれた把持部材として構成され、ここに、介入者の3本の指が置かれる。第2の人間工学的に形成された把持部材92’は、円錐状突起として構成され、このプロファイルは、親指と人差し指の間の領域における手の形状と整合する。

図4には、振動アプリケータシステム38の概略図を示す。検知ユニット50は、関心対象20の肌に取り付けられる加速度計として構成される。これは、振動アプリケータ40が関心対象20に振動を印加した際に、剪断波が生じる領域に近い関心対象20の部分の加速度を定めるように構成される。定められた加速度は、振動アプリケータ40により関心対象20の少なくとも一部に印加される機械的振動の振幅を表す物理量である。検知ユニット50は、トランスデューサ制御ユニット52の閉止ループ制御回路のフィードバック制御ユニット用の入力信号として、機械的振動の振幅を表す出力信号を提供する。

フィードバック制御ユニット用の入力信号の代替オプションまたは追加オプションは、コイル部材78、84を通る電流強度、ピストン68の第1の端部70に取り付けられた圧力センサからの信号、および結像処理ユニット36により磁気共鳴結像法からまたは磁気共鳴ナビゲータから抽出されたデータである。

検知ユニット50から受信された出力信号に基づいて、フィードバック制御ユニットは、トランスデューサ駆動ユニット42をリアルタイムで制御するための出力信号を提供し、トランスデューサユニット48の機械的変位振幅が、介入者により選択または入力されたレベル94に維持される。このように、携帯用振動アプリケータ40または関心対象20が移動する場合の、携帯用振動アプリケータ40と関心対象20の間の機械的結合の変化による、印加される機械的振動の振幅の変化が補正される。

図面および前述の記載により、本発明について詳しく説明したが、そのような図および記載は、一例または例示的なものであって、限定的なものと介してはならない。本発明は、示された実施例に限定されるものではない。当業者には、図面、説明、および特許請求の範囲の精査から、請求項に記載された発明の実施の際に、開示された実施例に対する他の変形例が理解され実行される。請求項において、「有する」と言う用語は、他の要素またはステップを排斥するものではなく、「一つの」という用語は、複数の存在を否定するものではない。単にある手段が相互に異なる従属請求項に記載されていることから、これらの手段の組み合わせが有意に使用できないと解してはならない。請求項におけるいかなる参照符号も、範囲を限定するものと解してはならない。

10 磁気共鳴レオロジー結像システム
12 走査ユニット
14 主磁石
16 検査スペース
18 中心軸
20 関心対象
22 磁気勾配コイルシステム
24 無線周波数送信ユニット
26 制御ユニット
28 タッチ感応スクリーン
30 無線周波数シールド
32 無線周波数アンテナ装置
34 無線周波数切り換えユニット
36 画像処理ユニット
38 振動アプリケータシステム
40 携帯用振動アプリケータ
42 トランスデューサ駆動ユニット
44 ファンクションジェネレータ
46 増幅器
48 トランスデューサユニット
50 検知ユニット
52 トランスデューサ制御ユニット
54 ハウジング
56 第1の表面
58 第2の表面
60 開口
62 開口の中心
64 開口の中心
66 ハウジング開口方向
68 ピストン
70 第1の端部
72 第2の端部
74 開口
76 フランジ
78 コイル部材
80 巻線
82 平坦キャリア
84 コイル部材
86 巻線
88 平坦キャリア
90 形状中心
92 把持部材
94 固定部材
96 ハウジング
98 ピストン

Claims (14)

1. 磁気共鳴レオロジー結像システムにおいて使用される携帯用振動アプリケータであって、
   作動の際に、前記磁気共鳴レオロジー結像システムにより画像化される関心対象の少なくとも一部に、機械的振動を印加するように構成され、
   機械的振動の印加中に、前記関心対象の少なくとも一部に近接して配置されるように構成された少なくとも第1の表面、および機械的振動の印加中に、前記関心対象の少なくとも前記一部から遠い位置に配置されるように構成された少なくとも第2の表面を有するハウジングと、
   活性化された際に、機械エネルギーを出力するように構成された、少なくとも一つのトランスデューサユニットと、
   前記少なくとも一つのトランスデューサユニットに機械的に接続されたピストンであって、前記少なくとも一つのトランスデューサユニットの前記機械エネルギーの少なくとも一部を、画像化される前記関心対象の少なくとも前記一部に伝達するように構成されたピストンと、
   を有し、
   前記ピストンは、
   機械的振動の印加中、前記関心対象の少なくとも前記一部に近接して配置されるように構成された第1の端部であって、前記ハウジングの前記第1の表面よりも前記関心対象に接近するように構成された、第1の端部、
   機械的振動の印加中、前記関心対象の少なくとも前記一部から遠い位置に配置されるように構成された第2の端部、および
   前記第1の端部と前記第2の端部の間に延伸する開口
   を有し、
   前記ハウジングは、前記第1の表面と前記第2の表面の間に延在する少なくとも一つの開口を有し、
   前記ハウジングの前記少なくとも一つの開口と前記ピストンの前記開口は、前記ハウジングの前記第1の表面における前記開口の開口中心と前記ハウジングの前記第2の表面における前記開口の開口中心との間の、垂直接続ラインにより定められるハウジング開口方向において、少なくとも部分的に重なり合い、
   前記ハウジングの前記開口と前記ピストンの前記開口は、貫通開口（through-going openings）を形成する、携帯用振動アプリケータ。
2. 前記ハウジング開口方向に垂直な、前記ハウジングの前記少なくとも一つの開口と、前記ピストンの前記開口の重なり合う寸法は、少なくとも30mmである、請求項1に記載の携帯用振動アプリケータ。
3. 作動状態において、前記ハウジング開口方向に平行な方向における前記ハウジングおよび前記ピストンの全体寸法は、45mm以下である、請求項1または2に記載の携帯用振動アプリケータ。
4. 前記ハウジングの前記開口および前記ピストンの前記開口の少なくとも一つは、楕円形の断面を有する、請求項1乃至3のいずれか一つに記載の携帯用振動アプリケータ。
5. 前記ハウジングの前記第1の表面における前記開口の中心は、前記第1の表面の形状中心からずれている、請求項1乃至4のいずれか一つに記載の携帯用振動アプリケータ。
6. 前記少なくとも一つのトランスデューサユニットは、2つの同軸に配置されたコイル部材を有し、
   該コイル部材は、電気エネルギーを提供するため、トランスデューサ駆動ユニットに接続可能な巻線を有し、
   前記コイル部材の一つは、前記ピストンに直接または間接的に機械的に接続され、
   前記コイル部材の共通軸は、前記ハウジング開口方向と一致し、
   前記コイル部材のそれぞれの中心にわたる前記コイル部材の各巻線の間の最小距離は、前記ハウジング開口方向に垂直な方向における前記ハウジングの前記少なくとも一つの開口の最小距離と少なくとも等しい、請求項1乃至5のいずれか一つに記載の携帯用振動アプリケータ。
7. 前記ピストンの前記第1の端部は、湾曲表面を備える、請求項6に記載の携帯用振動アプリケータ。
8. 前記2つのコイル部材の前記巻線は、それぞれ、湾曲表面に配置される、請求項7に記載の携帯用振動アプリケータ。
9. 前記2つのコイル部材の各前記巻線は、平坦な態様で配置される、請求項6に記載の携帯用振動アプリケータ。
10. 前記2つのコイル部材は、同一の構造である、請求項6に記載の携帯用振動アプリケータ。
11. 前記ハウジングは、少なくとも一つの人間工学的に形成された把持部材を有する、請求項1乃至10のいずれか一つに記載の携帯用振動アプリケータ。
12. さらに、少なくとも一つの機械的固定部材を有する、請求項1乃至11のいずれか一つに記載の携帯用振動アプリケータ。
13. いくつかの機械的固定部材を有し、前記機械的固定部材同士の間のいかなる相対的な動きも抑制する、少なくとも一つのブロック部材を有する、請求項12に記載の携帯用振動アプリケータ。
14. 振動アプリケータシステムであって、
    請求項1乃至13のいずれか一つに記載の携帯用振動アプリケータと、
    前記少なくとも一つのトランスデューサユニットを活性化するトランスデューサ駆動ユニットと、
    前記関心対象の少なくとも一部に印加される機械的振動の振幅を表す物理量を定めるように構成され、前記定められた物理量を表す出力信号を提供する検知ユニットと、
    前記トランスデューサユニットの機械的変位振幅を設定されたレベルに維持する、少なくとも一つの電子閉止ループ制御回路と、
    を有し、
    前記閉止ループ制御回路は、前記検知ユニットから受信された前記出力信号に基づいて、前記トランスデューサ駆動ユニットを制御する出力信号を提供するように構成される、振動アプリケータシステム。
    

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