JP7364673B2 - 磁気デバイスのための磁気推進システム - Google Patents

Description

（関連出願の相互参照）
本願は、２０１８年７月１２日に出願され、「ＭＡＧＮＥＴＩＣ ＰＲＯＰＵＬＳＩＯＮ ＳＹＳＴＥＭ ＦＯＲ ＭＡＧＮＥＴＩＣ ＤＥＶＩＣＥＳ」と題された米国仮特許出願第６２／６９７，０４４号、および２０１８年５月３日に出願され、「ＨＹＢＲＩＤ ＥＬＥＣＴＲＯＭＡＧＮＥＴＩＣ ＤＥＶＩＣＥ ＦＯＲ ＲＥＭＯＴＥ ＣＯＮＴＲＯＬ ＯＦ ＭＩＣＲＯ－ＮＡＮＯ ＳＣＡＬＥ ＲＯＢＯＴＳ，ＭＥＤＩＣＡＬ ＴＯＯＬＳ ＡＮＤ ＩＭＰＬＡＮＴＡＢＬＥ ＤＥＶＩＣＥＳ」と題された米国仮特許出願第６２／６６６，５３６号に関連するものであり、これらの各々はその全体が参照により本明細書に組み込まれる。

本発明は、生物学的組織内の粘性媒体などの材料のマトリックス内において磁気デバイスを外部から推進するために、磁場を生成するための装置に関する。

多くの医療用途において、生物有機体内で見られるものなどの媒体内において、小型化されたモバイルデバイス（本明細書では「ボット」とする）を移動させることが有用であり得る。例えば、内部デバイスを、組織を通して特定の解剖学的箇所まで移動させて、薬剤を放出するか、診断データを収集するか、または遠隔制御された外科的処置を行うことが望ましい場合がある。このような移動を容易にするために、磁場を利用する推進および誘導が開発されている。

１つの推進モードは、体の内部に位置する内部デバイスに対し、均一な外部回転磁場を印加することを含む。このモードによると、内部デバイスは、非対称性を呈する螺旋形状または関連する形状（ねじ状）を有し、直径方向磁化を有する埋設磁石を含む。外部場を回転させることにより、デバイスに合同の回転トルクがかかり、デバイスを前方に（ねじのように）推進する。外部回転場の方向を反転させることにより、それぞれの反転粒子ダイナミクスを生じることが期待される。この推進方法を、「回転」とする。

別の推進モードは、体の内部に位置する内部デバイスに対し、制御可能な線（「勾配線」）に沿って強度を増大させる不均一な外部磁場（「磁気勾配」）を印加することを含む。デバイスは、埋設磁石または金属部品を含む。デバイスは、外部場勾配に応じて、外部磁石によって生じた勾配線に沿って移動する。この推進方法を、「勾配ベースの運動」とする。

各推進モードがボットに異なって影響を及ぼすが故に、組織を通ってボットを適正に推進するためには、上記２つの推進技法の組み合わせが求められる。

予め規定された時刻に、特定の構成に印加される磁場回転および／または磁気勾配の組み合わせを使用することで、同じ磁気システムを使用して、ボットの推進と並行してまたは別個に、ボットの他のタイプの機能性を遠隔制御することが可能である点は、注目に値する。例えば、一実施形態では、ボットは、磁気システムによって生じた外部磁場の、予め規定された磁気勾配または予め規定された回転に応じて、周囲のマトリックスに特定のペイロードを押し出す、内部磁気機械機構を内蔵してもよい。

本発明の様々な実施形態は、可変の磁場を確立してボットを操作して、例えば、対象となるマトリックスを通ってボットを推進し、または、ボットから対象となるマトリックス内へペイロードを排出もしくは送出する、外部装置を提供する。このような、対象となるマトリックスとしては、磁場の領域内における、媒体、細胞外マトリックス、区画、組織、器官、血液、リンパ液、胆液、または脳脊髄液が挙げられるが、これらに限定されない。

本明細書における「磁石」という用語は、磁場を有している任意の物体を意味する。特に、個々の磁石の「アレイ」を含む、個々の磁石の組み合わせは、本明細書において、それ自体を「磁石」と考える。本明細書におけるいくつかの記述において、「個々の磁石」と「磁石のアレイ」とは区別されるが、「磁石のアレイ」が「磁石」とも考えられることを理解されたい。

本明細書における「推進する」という用語は、回転、並進、振動、発振、およびそれらの組み合わせを含むがこれらに限定されない、任意の種類の物理運動を生じることを意味する。

本明細書における「磁場を生成および操作する」という用語は、領域内の磁場に任意の変更を行うことを意味し、領域内へ磁場を導入すること、１つの場所から別の場所へ磁場を移動させること、領域内の磁場の強度、磁束、方向、および／または極性を変動させること、を含むが、これらに限定されない。

特定の実施形態によると、外部装置は以下のような特徴、すなわち、
永久場磁石と、
複数個の永久場磁石と、
距離の関数としての固有の場強度、場の勾配／方向性、および、アレイから離れる軌跡などの要件を満たすために特定の位相様式で配列された、永久場磁石のアレイと、を含む。

磁石のアレイは、銅、アルミニウム、または、ＮｂＴｉによって代表されるがこれに限定されない超電導材料で構成されてもまたはされなくてもよい、電磁石も含んでよい。

関連する一実施形態によるアレイは、プラットフォーム、支持体、ブラケット、配向装置、ディスク、または他の画定された表面を含むがこれらに限定されない構造部材に、直接的にまたは間接的に付設される。

別の関連する実施形態において、磁石または磁石のアレイは、磁石またはアレイの運動を提供するためにモータを有するモビリティデバイスに取り付けられ、このような運動の非限定的な例には、回転、周期運動（規則的なまたは不規則な角「揺動」、並進発振、および他のこのような運動）、振動、軌跡運動（領域の軌道周回など）、ならびにこれらの組み合わせが挙げられる。

以前に注記したように、本発明の様々な実施形態によるデバイスは、トルク、線形力、および／またはそれらの組み合わせを介してボットを移動させ、トルクおよび線形力は、本明細書に開示されるように調製および配列された永久磁石およびアレイならびに／または電磁石により確立された磁場を介して印加される。

特定の実施形態によると、ボットに印加されるトルクの機能は、周囲の媒体（種々のマトリックス、生物学的組織および区画など）または他の推進抵抗力に対するボットの摩擦を克服することであり、一方、線形力は、媒体自体を通ってボットを推進する。ボット運動の方向に直角をなす回転磁場は、ボットにトルクを提供し、一方、所望されるボット運動の方向に沿った、同じ場振幅を有する、制御された勾配は、ボットに線形引力を提供する。

本発明の一実施形態によると、試料内において磁気デバイスを推進するために、磁場を生成および操作するためのシステムが提供され、システムは、（ａ）円筒形に配設されており、ロッド形状または関連する形状の複数の磁石であって、対象となる被検物質、マトリックス、被験物、または試料を含むために中空の空間を取り囲んでおり、それらの各ロッド磁石が横方向磁化を有する、複数の磁石を含み、（ｂ）ロッド形状または関連する形状の複数の磁石が、ハルバッハアレイを含むがこれに限定されないアレイを形成しており、ハルバッハアレイが、（ｃ）ロッド磁石の第１のアレイと、（ｄ）ロッド磁石の第２のアレイと、を含み、（ｅ）ロッド磁石の第１のアレイおよびロッド磁石の第２のアレイが、交互の様式で交互配置されており、それにより、第１のアレイからの磁石が、第２のアレイからの磁石を、それ自体に最も近い近接物として常に有しており、（ｆ）以下のように操作され得、すなわち、（ｇ）第１のアレイの磁石の全ての位置決めを変更し、（ｈ）第２のアレイの磁石の全ての位置決めを変更する、ように操作され得、（ｉ）第１のアレイの磁石のダイナミクスが、第２のアレイの磁石のダイナミクスから独立している。

加えて、本発明の別の実施形態によると、血液、リンパ液、胆汁、脳脊髄液、組織、器官、または区画によって代表されるような生体外マトリックスおよび生体試料を含むがこれらに限定されない試料内において磁気デバイスを推進するために、磁場を生成および操作するためのデバイスがさらに提供され、デバイスが、（ａ）磁場を生成するための磁石と、（ｂ）試料を保持するためのステージと、（ｃ）磁石が取り付けられる、磁石のための支持および配向装置と、（ｄ）ステージが取り付けられる、ステージのための支持および配向装置と、（ｅ）モータを内蔵する少なくとも１つの位置決めドライブ装置と、（ｆ）制御機構と、を含み、（ｇ）磁石のための支持および配向装置が、少なくとも第１の回転可能なオフセットブラケットを含み、（ｈ）ステージのための支持および配向装置が、少なくとも第２の回転可能なオフセットブラケットを含み、（ｉ）第２の回転可能なオフセットブラケットが、第１の回転可能なオフセットブラケットの位置に従って回転されて、第２の回転可能なオフセットブラケットにより磁石が妨げられることなく、第１の回転可能なオフセットブラケットが任意の角度位置まで回転することを可能にし、（ｊ）それにより、システムが、ステージを基準として４πステラジアンの立体角にわたり、磁石を配向するように動作する。

加えて、先のデバイスの実施形態に関し、ここでは、試料を保持するステージが磁石の内部に配置されてもよく、したがって、磁石が、ステージを基準として４πステラジアン回転されてもよい。

本発明の目下の実施形態は、目下の利点、すなわち、（ａ）かなりの距離をとって、信頼性を有しかつ再現可能な運動を媒介する勾配と、（ｂ）機械的部品との組み合わせにおける多様性、すなわち、２Ｄ／３Ｄのオプションと、（ｃ）実現可能なサイズ、安全性、モジュール性、動物を含む種々のマトリックスの研究に対する適用可能性と、（ｃ）以下のものを収容する能力であって、（ｉ）種々の粒子、（ｉｉ）撮像デバイス、（ｉｉｉ）送出および後退デバイス、（ｉｖ）マイクロ手術を含めた（マイクロ）操作で使用される他の（マイクロ）デバイス、を収容する能力と、（ｄ）他のモジュールと共に、プラットフォームへの統合を容易にすることと、を有する。

本発明とみなされる主題は、本明細書において詳細に指摘され、明確に特許請求される。しかしながら、本発明の実施形態は、編成および動作の方法の両方に関して、その目的、特徴、および利点と共に、添付の図面と共に読まれると、以下の詳細な説明を参照することにより、最もよく理解され得る。

本発明の一実施形態による、ヨーク上の磁石を例示する図である。 図１Ａのヨーク上の磁石の等角図である。 本発明の一実施形態による、所定の角変位を有している一対の同様の磁石を例示する図である。 本発明の一実施形態による、デュアル独立同期機構を有するハルバッハアレイの円筒形の配列を例示する図である。 本発明の一実施形態による、円錐形の磁石の等角図である。 本発明の一実施形態による、図４の円錐形の磁石のための支持装着および配向装置を例示する図である。 図５Ａの円錐形の磁石ならびに支持装着および配向装置と共に使用するための、本発明の一実施形態による、調査対象試料（ＳＵＩ）のためのステージと、付随する支持および位置決め装置と、を例示する図である。 本発明の一実施形態による、図５Ａの円錐形の磁石支持装着および配向装置を、図５ＢのＳＵＩステージならびに支持および位置決め装置に関連付けて例示しており、円錐形の磁石がＳＵＩの後ろに配向されている、図である。 本発明の一実施形態による、円錐形の磁石がＳＵＩの下方に配向される状態で配列されるような、図６Ａの構成を例示する図である。 本発明の一実施形態による、円錐形の磁石がＳＵＩの前に配向される状態で配列されるような、図６Ａの構成を例示する図である。 本発明の一実施形態による、円錐形の磁石がＳＵＩの上方に配向される状態で配列されるような、図６Ａの構成を例示する図である。 本発明の一実施形態による、円錐形の磁石がＳＵＩの左に配向される状態で配列されるような、図６Ａの構成を例示する図である。 本発明の一実施形態による、円錐形の磁石がＳＵＩの前に配向される状態で配列されるような、図６Ａの構成を例示する図である。 本発明の一実施形態による、円錐形の磁石がＳＵＩの右に配向される状態で配列されるような、図６Ａの構成を例示する図である。

例示を簡潔かつ明瞭にするために、図で示される要素が必ずしも縮尺通りに描かれていないことが認識されるであろう。例えば、いくつかの要素の寸法は、明瞭にするために他の要素に対して誇張され得る。さらに、適切であると考えられる場合、対応する要素または類似する要素を示すために、参照番号が図の間で繰り返され得る。

以下の詳細な説明において、本発明の完全な理解を提供するために、数々の具体的な詳細が明記される。しかしながら、本発明がこれらの具体的な詳細を伴わずに実行されてもよいということが、当業者によって理解されるであろう。他の事例では、本発明を不明瞭にしないために、周知の方法、手順、および構成要素は、詳細には説明されない。

図１Ａは、本発明の一実施形態による、ディスク形状の強磁性ヨーク（ヨーク１０２）上に装着された永久棒磁石（棒磁石１０１）を例示する。関連する実施形態において、ヨーク１０２は他の形状をとる。本発明のさらなる実施形態によると、ヨーク材料は、鋼である。さらに他の実施形態において、棒磁石１０１は、個々の磁石のスタックである。図１Ｂは、ヨーク１０２上の棒磁石１０１の等角図を示す。

図２は、同様の磁石２０２の近傍にある磁石２０１を例示し、２つの磁石は、所定の角変位θ２０３を有する。関連する一実施形態において、角変位θは６０°であり、これは、いくつかのケースにおいて、所与の重量および組成の磁石について、場強度を最大化する。

図３は、試料内において磁気デバイスを推進するために、磁場を生成および操作するためのシステムを作成および使用するために、本発明の一実施形態による、デュアル独立同期機構を有するハルバッハアレイの円筒形の配列３００を例示する。この実施形態において、配列３００は、本明細書においてそれぞれアレイＡおよびアレイＢとする、２つの独立したハルバッハアレイを有する。ハルバッハアレイの各要素は、横方向磁化を有している、ロッド形状のまたは代替的な形状の磁石の形をとり、そのため、磁石を回転させると、その磁場の方向が変化する。本明細書における「横方向磁化を有しているロッド磁石」という用語は、ロッド形状のまたは関連する形状の磁石であって、その長さがその直径よりも大きく、かつ、その磁場線が、当該円筒の軸に直交する面内に実質的に存在しており、それにより、磁石の極が、円筒の湾曲した外面上に存在する、円筒形の物体を意味する。磁石は、円筒形に配設され、中空の空間３２０を取り囲んでおり、空間３２０は、磁気的特性を特徴とするナノデバイスまたはマイクロデバイスを用いて処理される試料を収容することができる。２つのアレイの磁石は、図３における典型的な２つのサンプリングについて示されるように、交互配置される。ロッドまたはロッド状の磁石３０１、３０２、３０３、３０４、３０５、および３０６は、アレイＡに属しており、これに対し、ロッドまたはロッド状の磁石３１１、３１２、および３１３は、アレイＢに属しており、２つのアレイは交互配置されており、それにより、アレイＡの各磁石は、アレイＢの２つの磁石間に存在しており、かつ、アレイＢの各磁石は、アレイＡの２つの磁石間に存在する。図３において、アレイＡの磁石は、淡色で彩色されるものとして示され、これに対し、アレイＢの磁石は、暗色で彩色されるものとして示される。例示のために、モータドライブ３１０は、アレイＡの磁石の全てを同時に回転させ、かつ、アレイＢの磁石の全てを関連する様式で、例えば同時に、独立して回転させる、ギアを動かす。アレイＢのためのギアドライブは、ハルバッハアレイ（配列３００）の裏面に存在しており、構築の点で、図３に視覚化されるアレイＡのギアドライブに関連する。図３のハルバッハアレイは、内部空間（空間３２０）内において、相対的に均一な場を確立する。

図４は、本発明の一実施形態による、中空の内部空間４０２を有している円錐形の磁石４０１を例示する。関連する一実施形態において、円錐形の磁石４０１は、個々のセグメントから成っており、そのうちの１つがセグメント４０３として示される。これらの実施形態によると、磁石４０１は、三次元の勾配によって特徴付けられており、結果的に得られる中空の内部空間４０２の内部に、試料を配置することができる。

本発明の実施形態により提供される、鍵となる特徴のうちの１つが、試料の周囲の任意の所望される箇所に、磁石４０１を位置決めし、かつ、その箇所から任意の他の箇所へ、任意の軌跡において磁石４０１を連続的に移動させる、能力である。数理的に、このことは、４πステラジアンの完全な立体角にわたり、磁石４０１を連続的に移動させる能力を求める。説明されるダイナミクスは、図５Ａおよび図５Ｂに示されており、かつ、図６Ａから図６Ｇにおける、４πステラジアンのカバレージを提供する異なる配列において例示される、装置により達成される。本発明の関連する実施形態において、４πステラジアンの範囲にわたる運動には、周期運動、揺動、振動、発振、および他の反復的な動きが含まれる。

以下の説明においては、試料内において磁気デバイスを推進するために磁石を位置決めおよび配向するためのシステムについて、明瞭にするために、円錐形の磁石という具体的なケースにおいて説明および例示を行う。これは非限定的な例であって、関連する実施形態においては、同じ装置を使用して、他の形状であって他の場分布を有している磁石および磁石のアレイを含むがこれらに限定されない他の磁気デバイスを、位置決めおよび配向することを理解されたい。

本発明の実施形態によるシステムにおいて使用するための、磁性部品を有するデバイスが、２０１８年５月３日に出願され、「ＭＥＴＨＯＤＳ ＡＮＤ ＳＹＳＴＥＭＳ ＴＯ ＣＯＮＴＲＯＬ ＰＡＲＴＩＣＬＥＳ ＡＮＤ ＩＭＰＬＡＮＴＡＢＬＥ ＤＥＶＩＣＥＳ」と題されて、その全体が参照により本明細書に組み込まれる、国際特許出願第ＰＣＴ／ＵＳ２０１８／０３０９６０号に記載されたデバイスを含むことも企図される。簡潔に述べると、磁性部品を有するこのようなデバイスは、マイクロ電気機械（ＭＥＭ）デバイスであり、このデバイスは、（ｉ）アクチュエータと、（ｉｉ）応答要素と、（ｉｉｉ）センサと、（ｉｖ）電子回路と、を含み、当該アクチュエータが、当該応答要素を制御して動作させており、当該電子回路が、当該アクチュエータを制御しており、当該センサが遠隔ユニットにより送信された信号を受信する。本発明の実施形態によるシステムが、国際特許出願第ＰＣＴ／ＵＳ２０１８／０３０９６０号に記載されたプラットフォームに含まれることも企図される。簡潔に述べると、このようなプラットフォームは、以下のモジュール、すなわち、（ａ）磁性部品を有しており、かつ、論理および様々な埋設ＭＥＭ構成要素を含む、１つ以上のデバイスと、（ｂ）デバイスを送出および／または後退させるように構成された送出および／または後退モジュールと、（ｃ）外部信号発生器と、（ｄ）当該粒子をモニタするように構成された撮像モジュールと、（ｅ）他のモジュールから入力を受信し、かつ、他のモジュールに出力制御コマンドを提供する、ように構成された統合モジュールと、を含み、当該モジュールが、互いに対話／通信するように構成されており、当該モジュールが、内部から、外部から、またはその両方から、制御されており、当該プラットフォームが、アクティブであって、所定であって、完全制御されており、正確な、当該デバイスの送出を、インビトロで、インビボで、および／または患者において提供する。

図５Ａは、本発明の一実施形態による、円錐形の磁石５０１のための支持装着および配向装置を例示する。上側構造部材５０２は、装置の全重量を支持しており、それ自体から吊り下げられる要素に安定性を提供する。回転可能なオフセットブラケット５０３が、垂直軸５０５の周囲を旋回する。オフセットブラケット５０３の旋回は、モータ（図示せず）を内蔵する位置決めドライブ装置により提供されており、モータは、オフセットブラケット５０３を、垂直軸５０５の周囲において任意の所望される角度位置まで回転させることが可能である。オフセットブラケット５０３には、別の回転可能なオフセットブラケット５０４が取り付けられており、オフセットブラケット５０４は、磁石５０１を支持しており、かつ、水平軸５１５の周囲において任意の所望される角度位置まで旋回する。回転可能なオフセットブラケット５０４の旋回は、モータ（図示せず）を内蔵する別の位置決めドライブ装置により提供されており、モータは、オフセットブラケット５０４を、水平軸５１５の周囲において任意の所望される角度位置まで回転させることが可能である。

図５Ｂは、上に調査対象試料（ＳＵＩ）５０７が配置されるステージ５０６のための支持および位置決め装置を例示する。回転可能なオフセットブラケット５０８が、ステージ５０６を支持する。オフセットブラケット５０８は、台座５１２に取り付けられており、かつ、台座５１２により支持されており、台座５１２は、モータを内蔵している位置決めドライブ装置５１０により回転されており、モータは、オフセットブラケット５０８を、垂直軸５０５の周囲において任意の所望される角度まで回転させることが可能である。これは、その周囲でオフセットブラケット５０３が回転されるのと同じ垂直軸５０５である。すなわち、動作中に、図５Ａの装置は図５Ｂの装置と正確にアラインメントされており、それにより、オフセットブラケット５０３および５０８の両方が、垂直軸５０５の周囲を同時に回転する。自在回転コネクタ５０９は、オフセットブラケット５０８が回転するとき、ステージ５０６の静止角配向を維持する。図５Ｂの装置は、下側構造部材５１１により支持および安定化される。

本発明の様々な実施形態によると、オフセットブラケット５０３および５０８は、垂直軸５０５からオフセットされた支持を提供し、オフセットブラケット５０４は、水平軸５１５からオフセットされた支持を提供する。これにより、磁石５０１は、磁石５０１が所望される通りに位置決めされることを妨げる恐れのある、あらゆる支持部材からの干渉を伴わずに、垂直軸５０５および水平軸５１５の両方に沿ってまさに一直線上に位置決めされることが可能となる。この方式において、磁石５０１は、試料の周囲において、全４πステラジアンの立体角をカバーする。これらの実施形態によると、４πステラジアンの立体角のカバレージは、オフセットブラケット５０８が、オフセットブラケット５０３の回転角度位置に対して常に１８０°反対に配向されるように、オフセットブラケット５０８を回転させることにより、容易に達成される。この配向の制約を満たすことにより、オフセットブラケット５０８により磁石５０１が妨げられることなく、オフセットブラケット５０４（ここに磁石５０１が直接的に付設されている）を、水平軸５１５の周囲において任意の角度まで回転させることが可能であることが保証される。本発明の特定の実施形態では、オフセットブラケット５０８を、オフセットブラケット５０３を基準として同期式に連続的に回転させており、そのため、上記の配向の制約が常に満たされるが、他の実施形態では、オフセットブラケット５０８が磁石５０１を妨げることを回避するのに必要なときにのみ、オフセットブラケット５０８を回転させる。

上記の装置と磁石５０１との組み合わせは、試料内において磁気デバイスを推進するために、磁場を生成および操作するためのシステムを構成する。以下の考察および図面は、このような組み合わせをいかに構築および使用することができるのかを例示する。

図６Ａ～図６Ｇは、磁石５０１が６つの極位置に、すなわち、３つの座標軸（すなわち、±ｘ、±ｙ、±ｚ）の各々の上の２つずつに、いかに位置決め可能であるのかを例示する。磁石５０１を同じ箇所に位置決めする構成が複数個あることに注意されたい。例えば、図６Ｃおよび図６Ｆは両方とも、試料に対して同じ箇所に磁石５０１を位置決めするが、異なるものの同等の構成を有する。これらの極位置は特別なケースであるが、この装置が、４πステラジアンの完全な立体角にわたり、磁石５０１をステージ５０６に対して任意の位置に移動させることが可能である旨が容易に見られ得る。すなわち、球座標ｒ、θ、およびφにおいて、本発明のこれらの実施形態による装置は、θおよびφの任意の角度値に対して磁石５０１を位置決めすることができる。特定の実施形態によると、ｒは一定であり、この条件は、図６Ａから図６Ｇに例示される。しかしながら、さらなる実施形態において、ｒは、ステージ５０６のｘ、ｙ、ｚ座標のうちの１つ以上を変更することによっていくらか変動させることができ、関連する実施形態において、これは、ｘｙｚ制御を装置に含めることによって達成され、その非限定的な例には、ステージ５０６の位置決めおよび／または台座５１２の位置決めにｘｙｚ制御を導入することが含まれる。

図６Ａは、本発明の一実施形態による、図５Ａの支持装着および配向装置と磁石５０１とを、図５ＢのＳＵＩステージ（ステージ５０６）ならびに支持および位置決め装置に関連付けて例示しており、円錐形の磁石５０１がＳＵＩの後ろに配向される。

図６Ｂは、本発明の一実施形態による、図５Ａの支持装着および配向装置と磁石５０１とを、図５ＢのＳＵＩステージならびに支持および位置決め装置に関連付けて例示しており、円錐形の磁石５０１がＳＵＩの下方に配向される。

図６Ｃは、本発明の一実施形態による、図５Ａの支持装着および配向装置と磁石５０１とを、図５ＢのＳＵＩステージならびに支持および位置決め装置に関連付けて例示しており、円錐形の磁石５０１がＳＵＩの前に配向される。磁石５０１の同じ配向を達成するための複数個の構成に関する上記の言及に鑑みて、以下に説明する図６Ｆと比較されたい。

図６Ｄは、本発明の一実施形態による、図５Ａの支持装着および配向装置と磁石５０１とを、図５ＢのＳＵＩステージならびに支持および位置決め装置に関連付けて例示しており、円錐形の磁石５０１がＳＵＩの上方に配向される。

図６Ｅは、本発明の一実施形態による、図５Ａの支持装着および配向装置と磁石５０１とを、図５ＢのＳＵＩステージならびに支持および位置決め装置に関連付けて例示しており、円錐形の磁石５０１がＳＵＩの左に配向される。

図６Ｆは、本発明の一実施形態による、図５Ａの支持装着および配向装置と磁石５０１とを、図５ＢのＳＵＩステージならびに支持および位置決め装置に関連付けて例示しており、円錐形の磁石５０１がＳＵＩの前に配向される。磁石５０１の同じ配向を達成するための複数個の構成に関する上記の言及に鑑みて、上に説明する図６Ｃと比較されたい。

図６Ｇは、本発明の一実施形態による、図５Ａの支持装着および配向装置と磁石５０１とを、図５ＢのＳＵＩステージならびに支持および位置決め装置に関連付けて例示しており、円錐形の磁石５０１がＳＵＩの右に配向される。

Claims (3)

1. 試料内において磁性部品を有するデバイスを操作するために、磁場を生成および制御するためのシステムであって、
   前記試料のための中空の空間を取り囲む、円筒形のまたは同様の編成のロッド磁石またはロッド状磁石であって、
   複数の磁石の各々が、軸線方向に沿って延び、直径方向磁化を有し、
   前記複数の磁石が、
   第１のハルバッハアレイを形成している、磁石の第１のアレイ、および
   第２のハルバッハアレイを形成している、磁石の第２のアレイ、を含み、前記第１のハルバッハアレイの磁石と、前記第２のハルバッハアレイの磁石とが、交互の様式で交互配置されており、それにより、前記第１のアレイからの前記磁石が、前記第２のアレイからの前記磁石を、前記第１のアレイからの前記磁石自体に最も近い近接物として常に有している、該ロッド磁石またはロッド状磁石と、
   モータドライブであって、
   前記第１のアレイの前記磁石の全てを、各々の軸線を中心に同時に回転させることと、
   前記第２のアレイの前記磁石の全てを、各々の軸線を中心に同時に回転させることと、を行うように動作する、該モータドライブと、を含み、
   前記第１のアレイの前記磁石の前記回転が、前記第２のアレイの前記磁石の前記回転から独立している、システム。
2. 前記磁性部品を有する前記デバイスの前記操作が、前記試料内における前記デバイスの推進である、請求項１に記載のシステム。
3. 前記磁性部品を有する前記デバイスの前記操作が、前記デバイスから前記試料内へのペイロードの放出である、請求項１に記載のシステム。