KR20190139275A - 멀티-센서 자기 모니터링 이미징 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 어린이와 성인을 포함하는 대상의 뇌 또는 심장 활동을 이미징, 모니터링, 스캐닝, 또는 맵핑하기 위한 자기 모니터링 시스템을 제공하고, 이 시스템은, 뇌 활동 또는 심장 활동을 측정하기 위한 SQUID 센서들을 통합하고, 다양한 크기와 형상을 갖는 복수의 드와 헬멧을 포함하는, 자기뇌파기록 또는 자기심박기록 시스템; 및 복수의 감시 인터페이스를 포함하고, 센서 시스템 헬멧은 수평 드와 회전에 의해 이동가능하다. 센서 시스템은, 상이한 크기의 대상들을 수용하여 동시에 감시하도록 시스템에서의 헬멧의 크기와 형상이 상이할 수 있는 구성을 포함한다.

Description

멀티-센서 자기 모니터링 이미징 시스템
본 발명은, 바이오 이미징 및 바이오 모니터링에 관한 것으로서, 구체적으로는, 치료를 위한 무선 주파수 빔 형성 및 타겟팅에 관한 것이다.
다수의 자기뇌파기록(magnetoencephalography; MEG) 제조업체는 다양한 유형의 MEG 시스템을 생산하였다. 종래 기술의 MEG 제조업체는, MEG 뇌 스캐닝 프로세스 동안 해당 MEG 헬멧 및 액체 질소를 함유하는 연관된 드와(Dewar) 용기가 상이한 대상 위치에 대해 조절될 수 있게 하는 시스템을 제시하였다. 이러한 방식으로, 종래 기술의 MEG 시스템은, 앉은 자세와 (침대에 누운 것 같은) 반듯이 누운 자세를 포함한 MEG 스캐닝 동안의 다양한 대상 위치, 및 다른 대상 위치와 상이한 높이를 수용하도록 조절될 수 있다. 예를 들어, Elekta(스웨덴 MEG 제조업체)는, 대상이 침대 위에 반듯이 누운 위치에 위치결정되어 있는 동안 또는 곧은 위치에 앉아 있는 동안 MEG 뇌 스캐닝을 받을 수 있는 방식으로 MEG 드와 및 헬멧을 기울일 수 있게 하는 MEG 스캐너를 제시하였다. 다른 일례로, 한국 표준 과학 연구원(KRISS)은, 상이한 높이로 앉아 있는 대상을 안전하고 효과적으로 수용하도록 MEG 드와 및 헬멧을 조절하여 승강시킬 수 있는 MEG 스캐너를 제시하였다.
단점들 중 일부 또는 종래 기술은, 현재의 멀티-센서 자기 모니터링 이미징 시스템(Multi-Sensor Magneto-Monitoring-Imaging System)(MMS - MEG, MCG, 및 대상 또는 오브젝트 자기 모니터링 및 이미징 시스템을 포함함)이, 당업계에 알려져 있는 드와의 이동 및 위치결정(positioning) 기능이 공간적으로 제한되기 때문에 MMS/MEG 신호를 정확하게 이미징 및/또는 모니터링하는 기능이 제한되었고, 이에 따라 뇌 활동으로부터 모니터링되는 대상의 형태학적 특성(즉, 실제적 또는 정확한 공간 소스들, 접속성, 및 뇌 신호들의 접속성을 재구성하는 기능)을 제한한다는 점을 포함한다.
본 발명은, 최적의 센서 위치, 또는 센서들과 상이한 형상 또는 크기의 관심 오브젝트 또는 대상의 신호 간의 최소 거리를 가능하게 하는 멀티-센서 시스템(복수의 헬멧 및/또는 기타 드와 대상 이미징 또는 모니터링 인터페이스; 도 1, 도 3, 블록 5, 도 6, 블록 6, 도 7, 블록 1, 도 9, 블록 1 참조)을 통합하는 자기 모니터링 시스템(Magnetic Monitoring System(MMS)), MMS는, 자기뇌파기록(MEG) 및/또는 자기심박기록(magnetocardiographic; MCG) 등의 이미징 및/또는 모니터링 및/또는 스캐닝 및/또는 맵핑 시스템을 가리킴)을 포함한다. MEG 실시예에서, 멀티-헬멧 드와 시스템(즉, 복수의 드와 센서 시스템 인터페이스(즉, 헬멧))은, MEG의 경우, i) (예를 들어) 수평 드와 회전(도 2 내지 도 10 및 해당 설명을 또한 참조)에 의한 적절한 크기의 센서 시스템 헬멧(즉, 소아 또는 성인)의 선택에 기초하여 성인 또는 어린이의 이미징 또는 모니터링을 가능하게 한다.
본 발명은, 어린이와 성인을 포함하는 대상의 뇌 또는 심장 활동을 이미징, 모니터링, 스캐닝, 또는 맵핑하기 위한 자기 모니터링 시스템 또는 MMS를 제공하며, 이 시스템은, 뇌 활동 및 심장 활동에 대한 SQUID 센서들을 통합하는 자기뇌파기록 또는 자기심박기록 시스템, 다양한 크기와 형상의 복수의 드와 헬멧, 및 복수의 모니터링 인터페이스를 포함하고, 센서 시스템 헬멧은 수평 드와 회전에 의해 이동가능하다. MMS는, 다기능 MMS 선택가능 또는 재구성가능 센서(즉, 헬멧) 시스템을 위한 수단을 더 포함할 수 있다. MMS 드와 헬멧은, 크기 및 형상이 상이할 수 있다는 점이 가장 유리할 수 있다. MMS는, 최적의 공간 분해능, 신호 감도, 및/또는 향상된 멀티-모달리티(multi-modal) 화상 공동 등록 정밀도를 위한 3차원 센서 시스템 위치결정 조절 기능을 포함할 수 있다. MMS는, 3차원 센서 시스템이 자동 또는 수동으로 위치되게 할 수 있다. MMS는 단일 재액화 냉각제 시스템을 포함하는 공유형 또는 공통형 냉각제 시스템을 포함할 수 있다. MMS는 동시 뇌파기록 모니터링 기능을 위한 수단을 포함할 수 있다. MMS는 정밀한 공동 등록 기준 옵션을 포함할 수 있다. MMS는, 폐쇄 결합형 SQUID 칩과 코일을 갖는 이중 이완 오실레이터 SQUID(Double Relaxation Oscillator SQUID, DROS) 시스템을 포함할 수 있어서, 높은 자속 대 전압 감도를 가능하게 한다. MMS의 제9항에 있어서, 폐쇄 결합형 SQUID 칩과 코일은 최대 자속 대 전압 감도를 위해 구성되어, SQUID 증폭 칩과 대응하는 픽업 코일 간의 실질적인 직접 결합에 의해 스트레이 픽업 잡음 및 임피던스(저항, 인덕턴스, 커패시턴스)를 최소화한다. MMS는, 무선 주파수 타겟팅 또는 빔 성형에 있어서 피해야 할 신경 소스 또는 암세포 위험을 제거하거나 완화하도록 타겟팅해야 하는 영역에 관하여 국부화(즉, 최적으로 위치결정되도록 무선 주파수 요법 및/또는 드와 및/또는 RF 빔에 맞춰진 드와의 선택과 위치결정)를 포함할 수 있다.
가장 유리하게, 시스템은, 민감한 SQUID 및 다른 센서 구성요소들의 밀봉 및 진공 챔버 분리로 인해, 냉각제 회수 또는 재순환 단계에서도, 연속적인 냉각제 동작을 가능하게 하는, 진동이 매우 작은 진공 냉각 감지 시스템을 통합할 수 있다. 시스템은, 또한, (중력, 기울기, 및 기타 드와 재위치결정에 관계없이) 3D 재위치결정 초전도 냉각제 조작성을 포함하는 자동 레벨 조절 드와 냉각제 시스템을 포함할 수 있다. 시스템은, 또한, 최적의 3D 센서 위치 좌표 및 연관된 최적의 위치결정 제어를 결정하기 위한 3D 대상 스캐닝 및/또는 프리스캐닝(pre-scanning) 수단을 포함할 수 있다. 이 시스템은, MMS 근처에 있는 대상 또는 기타의 충돌을 드와의 조절이나 재위치결정을 포함하는 모든 조건 하에서 항상 회피하도록, 드와 위치결정 안전 센서, 및/또는 드와 및 기타 이동 구성요소들 상에 그리고 둘레에 위치하는 센서 시스템들을 포함할 수 있다.
도 1은 MMS OrionLifeSpan 멀티-센서 시스템(이러한 MEG 예에서는, 멀티-헬멧)의 바람직한 실시예의 일례를 도시한다.
도 2는 수평 회전(1) 및 수직 각도 기울기 조절 기능을 갖는 이중-헬멧 드와 구성을 나타내는 본 발명의 일 실시예의 개략적 분해도를 도시한다.
도 3은, 수직 높이 조절 기능을 통합하여, 수용 또는 상이한 침대, 좌석, 서있기, 또는 기타 대상 가변 이미징 및/또는 모니터링 요건을 가능하게 하는, 이중-드와 기능의 일례를 나타내는 개략적 분해도를 도시한다.
도 4는 자기 차폐실 및 재액화기 냉각제 시스템의 일례를 도시한다.
도 5는, 외부의 인접한 컴퓨터 처리실이 있는 차폐실 내부에 어린이 또는 성인 어린이를 수용하기 위한 이중-헬멧 선택가능 드와 시스템(5)의 개략적 평면도의 일례를 도시한다.
도 6은, 어린이 헬멧(2) 및 앉아 있는 위치에 있는 연관된 어린이 대상을 수용하도록 45도 기울기 각도의 위치로 조절된 이중-헬멧 드와 시스템의 개략적 분해도를 도시한다.
도 7은, 반듯이 누운 위치에 있는 성인 대상을 이미징 및 모니터링하기 위한 연관된 센서 시스템을 갖는 성인 형상 크기의 헬멧을 수용하도록 수평 또는 기울어지지 않은 위치(1)로 조절된 이중-헬멧 드와 시스템의 일례를 도시한다.
도 8은, 반듯이 누운 위치에 있는 어린이 대상을 이미징 및 모니터링하기 위한 연관된 센서 시스템을 갖는 어린이 형상 크기의 헬멧을 수용하도록 수평 또는 기울어지지 않은 위치(1)로 조절된 이중-헬멧 드와 시스템의 일례를 도시한다.
도 9는 이중-센서/헬멧 드와 시스템을 갖는 MMS의 일 실시예를 도시한다.
도 10은, 인접한 컴퓨터 처리실에서 수행되는 화상 및 모니터링 신경 소스 국부화 및 화상 재구성의 일례를 도시한다.
본 발명은 도면을 참조하여 다음에 따르는 특징을 제공한다. 본 발명은 청구범위에 의해서만 한정된다는 점을 이해할 것이다.
도 1은, x축(4; 수평 회전) 및/또는 y축(5; 수직 높이) 및/또는 z축(6; 각도 기울기) 수동 또는 자동 위치결정 시스템(3D 위치결정 시스템 또는 X/Y/Z 자동 위치결정 시스템) 및 감지 시스템의 초전도 냉각 상태 동안 진동이 매우 작도록 설계된 고유 진공 방사 냉각 센서 시스템(10)을 갖는 MMS 멀티-헬멧 드와 시스템을 나타내는 일 실시예를 도시한다. 그리고/또는,
도 1의 블록들을 참조하여, 다음에 따르는 것을 설명한다.
블록 1. 드와 조절 메커니즘 캐비넷
블록 2 및 9. 자기 차폐실(또는 자기 차폐실의 대상 위치결정을 시뮬레이션하는 외부 영역) 내에 위치하는 다수의 광 빔 및/또는 RF 및/또는 초음파 송수신기 시스템으로서, 대상을 스캐닝할 수 있게 하며, 이상적인 모니터링 위치에서는, 통상적으로 MMS 조사 전에 관심 대상의 정확한 영역(즉, 헤드 스캔)을 정밀한 3차원(3D) 좌표 포맷으로 캡처할 수 있도록 MMS 시스템 조작자의 검증 및 조절이 필요하고, 이어서 대상의 신체, 팔다리, 및 헤드 아웃라인의 상세를 저장하는 옵션이 후속하고, 이에 따라 MMS 시스템은, 대상과 MMS 간의 안전한 공간이 확립되는 것을 보장하면서 최고의 화상 및 모니터링 기능을 제공하도록 드와의 최적의 3D 위치를 연산할 수 있다. 이러한 방식으로, 본 발명의 MMS 자동 수평 회전 선택(즉, 본 발명의 멀티-센서 드와 시스템의 일부로서임)은, 대상의 감시되는 영역(즉, 이 실시예에서는 성인 또는 소아의 헤드)의 형상 및 크기, (서있는 위치, 눕는 위치, 또는 앉아 있는 위치를 수용하기 위한) 이상적인 수직 높이 위치(또는 침대 또는 좌석의 크기)，및 (즉, 앉아 있는 위치 또는 누워 있는 위치 또는 다른 위치를 수용하는) 이상적인 기울기 각도에 가장 잘 매칭되는 드와에 따라 선택될 수 있다.
이어서, 대응하는 최적의 드와 3D 드와 위치결정을 결정하기 위해, 스캐닝된 대상 아웃라인 좌표를 참조할 수 있다.
또한, 이용가능 데이터를 통해 정밀한 전극 위치에 액세스할 수 있고 또는 전극 및/또는 연관된 기준 마커를 갖는 대상을 스캐닝(RF 또는 광 빔)함으로써 그러한 위치를 도출할 수 있다.
MMS 드와 3D 위치결정과 미리 스캐닝된 대상의 3D 데이터의 다양한 조합은, 테스트 몽타주들의 라이브러리의 일부로서 저장 및 리콜될 수 있다. 이 데이터는, 드와 수동 또는 자동 x축 및 y축 및/또는 z축 구성을 위해 직접 전달될 수 있다. 이 드와 조절은, 규제, 안전, 및 다른 중요한 조건 면에서 요구됨에 따라, 대상이 자기 차폐실에 있을 때 또는 그 외에는 다른 시간대에 있을 때 발생할 수 있다.
블록 3. 드와 x축, y축, 및/또는 z축 위치결정 시스템을 위한 원격 위치를 위한 드와 조절 캐비넷 인터페이스. 전기, 전자, 광섬유, 및/또는 유압 인터페이스
블록 4. 드와 수평 회전 시스템
블록 5. 조절 코그와 슬롯을 사용하는 드와 수직 높이 조절 텔레스코픽 막대 및 슬리브
블록 6. 드와 수직 피봇/기울기 조인트
블록 7. 절연 공간
블록 8. 클램프 브래킷 메커니즘을 사용하는 기울기 회전 조인트를 갖는 수직 드와 회전 텔레스코픽 막대 및 슬리브는, "헬륨 충전" 챔버 조절 코그 및 슬롯의 외부에 장착될 수 있다.
블록 10. 진공 공간에 있는 코일, 보빈(Bobbins), SQUIDS
블록 11. 액체 헬륨 내에서 진동하면서 이동할 수 있는 헬륨 저장소 내에서 요구되는 인프라스트럭처 지지 컬럼(infrastructure support columns)이 없는 간단한 스트림 라인의 최소 설계
도 2
좌측의 개략적 분해도는, 좌측 도면에서의 180도 수평 회전 기능을 통합하는 이중 드와 기능의 일례를 도시하며, 하나 이상의 드와 및 헬멧 헤드 형상 또는 크기의 구성(예컨대 어린이 또는 성인 구성)의 선택을 가능하게 한다.
블록 1. 소아 및 성인 드와 사용 기능을 위한 180도 회전의 MMS(MEG 버전) 실시예
블록 2. MMS 조사 동안 대상을 앉게 하고, 눕게 하고, 서게 하고, 또는 다른 임의의 중간 위치에 위치결정할 수 있게 하는 기울기 각도 위치결정 조절의 MMS(MEG 버전)
우측의 개략적 분해도는, 앉기, 눕기, 또는 기울어진 또는 다른 대상 위치의 임의의 범위의 조절을 위한 기울기 기능을 통합하는 이중 드와 기능의 일례를 도시하며, 예를 들어, 휴식, 수면, 깨어 있기, 무의식, 및 기타·심리적 및 물리적 상태 등의 임의의 수의 물리적 위치에 있는 동안 이미징 및/또는 모니터링을 수행할 수 있게 한다.
본 발명의 실시예는, 본원에서 도시된 바와 같이, MEG 조사를 받는 대상을 위한 가장 적절한 드와를 선택하도록 이중 드와 시스템을 뒤집거나 주위로 회전시키는 수단을 제공한다.
통상적으로, 이중 드와 포맷은, 2명의 성인, 2명의 소아, 또는 1명의 성인과 1명의 소아를 수용하도록 구성될 수 있다.
시스템 사용 기능을 최대화하면서 공간 또는 전체 MEG 시설 풋프린트(MEG 조작을 위해 요구되는 영역) 및 비용 요건을 최소화하도록, 단일의 작은 자기 차폐실에 구성된 이중 드와 시스템을 배치할 수 있고, 이에 따라 어느 한 순간에라도 한 명의 MEG 조사 대상을 위한 공간만을 수용할 수 있다.
대안으로, 다른 구성에서는, 더욱 포괄적인 시스템 구성을 갖는 큰 자기 차폐실을 배치할 수 있다(양측 드와가 동시에 조작될 수 있어서, 전자 장치들의 두 개의 완전한 세트를 배치하여 양측 드와로부터의 모든 SQUID 신호를 동시에 처리한다). 이러한 구성에서, 자기 차폐실은, 필요에 따라 한 순간에 또는 개별적인 순간들에 두 개의 드와 각각으로부터 대상을 조사할 수 있도록 적절한 크기를 갖는다. 가시적 장벽 및 필요한 경우 추가 차폐 장벽을 구성하여, 두 개의 드와 및 MEG 대상 이미징 및 모니터링 영역을 분리할 수 있다.
이중 드와 시스템의 핵심 이점은 최적의 크기로 된 두 개의 개별적인 MEG 헬멧을 제공할 수 있다는 점이다. 이는, 이미징 및 모니터링되는 대상의 헤드(또는 다른 영역)와 SQUID 센서 코일 간의 공간을 최소화함으로써 MMS/MEG/MCG 시스템의 감도 및 후속하는 신호대 잡음이 크게 향상됨에 따라 특히 중요하다. 따라서, 넓은 헤드 크기(즉, 성인 크기)의 헬멧 및 SQUID 시스템을 한 드와의 일부로서 포함하고 작은 (즉, 소아 크기) 모니터링 구성을 제2 드와의 일부로서 구비함으로써, 큰 헤드 크기와 작은 헤드 크기를 위한 하나의 일반적인 크기의 드와를 이용하는 것에 비해, 대상/오브젝트 인구통계에 기초하여 최적의 감도와 함께 개선된 데이터 품질을 제공한다. 종래 기술의 시스템에서는, MEG 조사 동안, (즉, 어린이를 드와 헬멧의 일측으로 기대게 함으로써) 어린이의 뇌의 하나의 반구를 이미징 및 모니터하고 이어서 (즉, 어린이를 드와 헬멧의 타측으로 기대게 함으로써) 어린이의 뇌의 나머지 반구를 별도로 이미징 및 모니터할 필요가 종종 있었다. 이어서, 두 개의 개별적인 MEG 스캔을 결합해야 하며, 이는 당연히 MEG 프로세스에 추가 에러 및 복잡성을 부가하였다.
도 3
블록 1. 수직 MMS(이 예에서는 MEG 드와) 높이 조절 기능의 예
도 4
블록 1: 대상 헤드로부터의 자기 신호가 지구 정상 자계의 약 10억분의 1 크기이더라도, 이러한 신호가 이미징 및 모니터링될 수 있도록 외부 잡음과 간섭을 격리하는 MMS/MEG/MCG/대상 특징적인 자기 차폐실(1). 냉각제 재액화기 시스템(2).
블록 2. 본 발명의 MMS(본 실시예에서는 MEG 포맷)에 집적된 사실상 진동이 없는 연속 동작 헬륨 재액화 시스템을 가능하게 하고, 이에 따라 운영 및 유지보수 비용을 또한 크게 감소시키는, 집적된 제로 손실 헬륨 재순화 재액화기 시스템.
도 5
본원에서 도시된 바와 같이 수평 선택(드와 뒤집기/회전) 기능을 사용하여 작은 차폐실(1)을 통합하는 이중 드와 MMS/MEG/MCG/대상 시스템의 기능을 예시하는 이중 드와 시스템(5)의 개략도.
이 개략도에서의 대상은, 이중 180도 회전 드와 선택 기능을 사용하는, 소아(3) 또는 성인(4)에 의한 시스템의 이중 사용을 나타낸다. 대상은 반듯이 누운 위치에 있는 것으로 도시되어 있다.
좌측의 정사각형 방은 자기 차폐실인 한편, 우측 도면은 컴퓨터, 인지 테스트 제어 및 화상 관찰실(2)을 나타낸다.
도 6
대상이 앉아 있는 위치에 있는 동안 이미징 및/또는 모니터링 구성을 갖는 이중 드와의 예를 도시하는 개략적 분해도. 이 도면은, 앉는 위치를 수용하도록 수평 축(1)으로부터 약 45도의 각도로 기울어진 드와를 도시하는 한편, 감지 시스템은 어린이(2)를 조사하기 위한 형상 및 크기에 최적화되어 있다.
도 7
성인이 반듯이 눕는 위치의 이미징 및/또는 모니터링 구성을 선택하는 이중 드와의 예. 이 도면은, 이 예에서 성인 대상(2)이 반듯이 누워 있는 위치를 수용하도록 기울임(1) 없이 수평 위치에 있는 드와를 도시한다. 본 발명의 본 실시예는, (이중 드와의 타측 상에 있는 소아 센서 시스템(블록 1 참조) 대)에 대해 배치된 성인 드와 센서 시스템(3)을 도시하며, 이러한 성인 MMS(MEG) 드와 선택 및 사용은, 최적의 감지 시스템 및 헬멧 형상 및 크기를 배치하며, 따라서 감지 센서들과 해당 대상의 뇌 신호 간의 공간을 최소화한다.
도 8
대상이 반듯이 누워 있는 위치(3)에 있는 동안 최대 신호대 잡음 MMS 품질을 달성하도록 어린이의 뇌 신호와 감지 시스템(2) 간의 최소 공간을 위해 어린이 이미징 및/또는 모니터링 구성의 선택을 이용하는 이중 드와(1)의 예. 플라스틱 헬멧 형상의 인서트(2)는, 초냉각 센서 시스템으로부터의 MMS(이 실시예에서는 MEG)를 어린이로부터 안전하게 분리하고 (전기적으로 및 온도에 따라) 절연한다. 본 발명의 본 실시예는, (이중 드와의 타측 상에 있는 성인 센서 시스템(블록 1 참조)에 대해) 배치된 소아/어린이 드와 센서 시스템(2)을 도시하며, 이러한 소아/어린이 MMS(MEG) 드와 선택 및 사용은, 최적의 감지 시스템 및 헬멧 형상 및 크기를 배치하여, 감지 센서들과 해당 대상의 뇌 신호 간의 공간을 최소화한다.
도 9
진공 밀봉 구획부에 의해 둘러싸인 (이 도면에서 분해도로 도시된) 쉬레드(shred) 냉각제 유입 및 공급 시스템(2)과 고유한 센서 시스템(3)을 갖는 고유한 이중-헬멧(이중 드와) 회전(1) 성인/소아 드와 시스템은, 방사 원리를 이용하여 초전도 SQUID 요건에 대하여 냉각될 수 있어서, 매우 민감한 SQUID 칩들, 보빈, 및 연관된 픽업 코일을, 상기한 이러한 민감한 센서 시스템 구성요소들에 직접 흐르거나 이러한 구성요소들과 직접 상호작용하는 냉각제에 연관된 과도한 진동 잡음 및 기타 문제로부터 격리할 수 있다.
도 10
멀티-모달리티 이미징 및/또는 모니터링 기능이 있는 집적된 참조 기준 마커는, 정밀 수렵 기능, 교정 및 검증을 가능하게 하고, 이에 따라, 실제 또는 시뮬레이션된 외과 또는 암 치료 동기화된 뷰의 옵션과 수술전 및 수술후 동안 외과 또는 암 치료 지침을 위한 외과 출력 가시화 및 좌표와의 결합된 또는 신중한 조합의 결정을 개선할 수 있다. 우측 상단 컴퓨터 모니터 뷰는, EEG 전극이 가시화(1)될 수 있고 (접촉 또는 RF 또는 광 빔 또는 대상 헤드의 위치 정보를 제공하는 초음속 터치 센서 및/또는 EEG 센서 및/또는 추가 대상 위치 기준 수렴 정렬 센서 또는 로케이터에 의해) MEG 스캐너가 비디오 무선 주파수 또는 광 빔, 이미징 동안의 각 EEG 전극의 실제의 정밀한 위치, 및 MEG 기준 코일의 정밀한 위치 측정 중심의 임의의 조합을 통해 자동 스캐닝할 수 있는 기능이 있는 3D(3D 관찰 기능이 가능함) 헤드의 2D 표현이다. CAT, CT, PET, MRI(3), 근거리 적외선 이미징 등의 다른 모달리티는, 교차 호환가능한 물리적 또는 화상 연산된 화상을 사용하여 및/또는 수렴 기준 정렬 센서 또는 마커 또는 로케이터를 모니터링하여 오버레이될 수 있다.
컴퓨터 디스플레이의 좌측 상단은, 우측 컴퓨터 스크린 화상(2)과 시간 동기화될 수 있고 공간적으로 정렬될 수 있는 EEG 데이터의 시간 세그먼트를 나타낸다.
우측 하단 컴퓨터 스크린 화상은, 신경 소스 국부화의 정밀도를 향상시키도록 실제 경계 요소 모델링 결정의 일부로서 사용되는 스캐닝된 화상(2)을 나타내며, 이러한 신경 소스 국부화는 좌측 하단 컴퓨터 스크린 뷰와 우측 하단 컴퓨터 스크린 뷰에서 오버레이 및/또는 시간 동기화 및/또는 중첩될 수 있다.
본 발명은, MEG 시스템을 포함하는 MMS를 위한 개선된 드와 구성요소, 기능, 및 방법을 포함하며, 이에 따라, 대상들의 넓은 범위의 신체에 대한 가까운 근접 이미징 및 모니터링의 위치결정을 수용하기 위한 더욱 큰 범위 가능성을 가능하게 하며, 본 발명은, 이하의 것들 중 임의의 것을 더 포함한다.
ii) 다기능 MMS 선택가능 또는 재구성가능 센서(즉, 헬멧) 시스템, 및/또는
본 발명은, (MEG 이미징의 경우 헬멧을 포함하는) 임의의 수의 센서 인터페이스 또는 다른 대상/오브젝트 측정 인터페이스를 갖는 임의의 수의 드와를 제공하는 것을 포함한다.
본 발명은, 다중-로터 선택가능 MMS 드와를 제공하는 것을 포함하며, 이에 의해 임의의 수의 대상/오브젝트 인터페이스를 배치하여 이미징 또는 모니터링을 위한 상이한 대상/오브젝트 크기와 위치의 범위를 수용할 수 있다.
iii) 연관된 설명과 함께 최적의 공간 분해능, 신호 감도, 및/또는 향상된 멀티-모달리티 화상 공동 등록 정밀도를 위한 3차원(3D) 센서 시스템 위치결정 조절 기능
iv) 3D 수동 또는 자동 드와 및/또는 센서 시스템 위치결정 또는 재구성 시스템, 및/또는
v) 단일 재액화 냉각제 시스템을 포함하는 공유형 또는 공통형 냉각제 시스템. 블록(11)은 (즉, 냉각제 저장소 블록(11)으로부터) 인접하지만 별도의 진공 밀봉된 방사 초전도 동작 냉각 센서 챔버(들)로의 열 방사를 가능하게 하고, 블록(11)은 복수의 센서 시스템(블록(10) 및 연관된 설명)， 및/또는
vi) 3D 이동 위치결정 가요성을 포함하는 공유형 또는 공통형 냉각제 공급 및/또는 리턴 시스템(연관된 설명과 함께 블록 4, 5, 6), 및/또는
vii) 블록(10)당 연속 냉각제 동작을 가능하게 하는, 진동이 매우 작은 진공 냉각 감지 시스템. 냉각제 저장소 및 블록(10)당 진공 밀봉된 센서 챔버들의 분리를 연관된 설명과 함께 나타내고(블록(1)의 재액화기 냉각제 시스템 및 연관된 설명 참조), 및/또는
viii) (연관된 설명과 함께 중력, 기울기, 및 기타 드와 블록(4, 6, 6)과 관계없이) 3D 재위치결정 초전도 냉각제 조작성을 포함하는 자동 레벨 조절 드와 냉각제 시스템, 및/또는
ix) 최적의 3D 센서 위치 좌표 및 연관된 최적의 위치결정 제어(연관된 설명과 함께 블록 2와 2))를 결정하기 위한 3D 대상 스캐닝 및/또는 프리스캐닝 시스템, 및/또는
x) 정밀 공동 등록 기준 옵션을 포함하는 동시 EEG 또는 기타 이미징 또는 모니터링 모달리티 기능, 및/또는
xi) 높은 자속 대 전압 감도를 가능하게 하는, 폐쇄 결합형 SQUID 칩과 코일을 갖는 이중 이완 오실레이터 SQUID(DROS) 시스템, 및/또는
xii) 최대 자속 대 전압 감도를 위한 폐쇄 결합된 SQUID 칩 및 코일, 및/또는
xiii) MMS 요법 기능은, 무선 주파수 타겟팅 또는 빔 성형에 있어서 피해야 할 신경 소스(즉, 건강한 세포) 또는 암세포 위험을 제거하거나 완화하도록 타겟팅해야 하는 영역에 관하여 국부화(즉, 최적으로 위치결정되도록 무선 주파수(RF) 요법 및/또는 드와 및/또는 RF 빔에 맞춰진 드와의 선택과 위치결정)을 포함하고, 및/또는
ix) 드와 위치결정 안전 센서 및/또는 제어 시스템을 더 포함한다.
본 발명은, 소아(유아 - 최대 12개월까지의 어린이; 1살 내지 12살의 어린이; 13살 내지 16살의 청소년, 및/또는 성인 등의 상이한 연령의 그룹들에 적용가능한(즉, 이에 한정되지 않는) 대상들 또는 오브젝트들(즉, 헤드, 신체, 팔다리) 크기 또는 형상의 상이한 그룹들에 대한 국부화 근접도를 최소화함으로써 최적의 (SQUIDS를 포함한) MMS 감지를 수용하도록 다수의 MMS 드와-인터페이스(헬멧, 또는 기타 헤드, 신체, 또는 팔다리 드와 인터페이스 등의 드와-대상/오브젝트 인터페이스) 형상 또는 크기를 통합하는 자기 감지(MMS는, 자기뇌파기록(MEG) 및/또는 자기심박기록(MCG) 중 임의의 것을 포함하는, 이미징 및/또는 모니터링 및/또는 스캐닝 및/또는 맵핑 시스템을 가리킴) 시스템을 포함하고, 본 발명은, 이하의 i) 내지 xiii) 중 임의의 것을 더 포함한다.
i) 두 개 이상의 센서 시스템 및 연관된 헬멧이 단일 드와 내에 배열되고, 이에 의해 관심 대상을 이미징 또는 모니터링하기 위한 원하는 센서 시스템(즉, 바람직한 형상 또는 크기)이, 선택된 감지 시스템이 필요한 대상 조사 위치에 위치할 때까지 드와 시스템의 수평 회전을 통해 선택될 수 있고, 및/또는
복수의 헬멧 센서 시스템 인터페이스, 이에 의해 상기 MMS 시스템이 (다음 예로 한정되지 않는 MCG 신체-인터페이스 및/또는 MEG 헬멧 등의) 복수의 MMS 드와-인터페이스를 통합하고, 이는, 대응하는 자기 센서 구성(즉, 블록(10)당 SQUID 어레이)과 함께 다수의 헬멧 및 연관된 드와의 일 살시예를 제시하고, 및/또는
그리고 "헬멧" 제안을 참조할 때, 이는 MEG 헤드 감지를 위한 드와-인터페이스에 관한 것이지만, 헬멧이라는 용어는, 조사받는 다른 생물학적 또는 오브젝트를 커버하는 드와-인터페이스로 대체될 수 있으며, 및/또는
ii) 선택된 센서 시스템에 따라 드와를 회전시키는 기능을 포함하는, 다기능 MMS 선택가능 또는 재구성가능 센서(즉, 헬멧) 시스템으로서, 이에 의해 이중 드와 시스템은 성인 또는 소아 센서 시스템의 선택 간에 (예를 들어, 단지) 180도 수평 회전을 가능하게 한다. 3개의 센서 드와 시스템의 경우, 드와는 3개의 센서 형상 및 크기 유형 중 임의의 것의 요구되는 선택에 대하여 120도 간격으로 회전할 수 있다. 유사하게, 각각의 연속적 센서 시스템을 선택하도록 회전 활성화를 결정하는 데 적용되는 공식은, 다음에 따르는 바와 같이 감지 시스템의 수를 360도로 나눈 것으로서 나타낼 수 있다.
상기 MMS는 다기능 선택가능 멀티-센서 시스템을 통합하며, 이에 의해 MEG 헬멧 또는 기타 자기 감지 포맷을 재구성하여, 진단 또는 치료 조사(즉, 암 또는 무선 주파수 빔 성형 및/또는 타겟팅 기능)를 받는 대상에 맞출 수 있고, 및/또는
상기 MMS 시스템은 하나 이상의 MMS 드와에 대응하는 다른 유형의 MMS 드와-인터페이스 또는 복수의 MEG 헬멧을 통합하고,
일부 구성에서, 다수의 헬멧 또는 기타 드와 인터페이스가 하나 이상의 드와 중 임의의 조합과 함께 가능해질 수 있다. 유사하게, 각각의 연속적 센서 시스템을 선택하도록 회전 활성화를 결정하는 데 적용되는 공식은, 다음에 따르는 바와 같이 센서 시스템의 수를 360도로 나눈 것으로서 표현될 수 있고, 및/또는
상기 MMS는 MEG 헬멧 또는 (하나 이상의 드와를 포함하는) 기타 자기 감지 인터페이스 등의 복수의 센서 인터페이스를 통합하고, 이에 따라 드와 센서-인터페이스(즉, 헬멧)가, 조사받는 대상/오브젝트의 뇌 신호와 센서 시스템 간의 최소 거리로 대상/오브젝트의 상이한 헤드 형상 및 크기의 범위를 이미징 및/또는 모니터링하는 것을 수용할 수 있고, 및/또는
상기 MMS 시스템은, 복수의 MEG 헬멧 또는 (MEG 또는 자기심박기록(MCG) 드와 인터페이스를 포함하지만 이에 한정되지 않는) 기타 유형의 MSS 드와 인터페이스를 통합하며, 따라서, 관심 대상(들) 또는 오브젝트(들)에 대한 상이한 자기 센서 구성(즉, 모니터링되거나 이미징되는 채널의 유형 또는 포맷 또는 크기 또는 기술 또는 수 등)에 따라 오브젝트 또는 대상 크기 및/또는 형상의 범위에 적용가능한 조사 및/또는 요법에 대응하는 최적의 MSS 이미징/모니터링 근접 국부화의 선택 또는 재구성이 가능하고, 및/또는
MMS 요법 기능은, 무선 주파수 타겟팅 또는 빔 성형에 있어서 피해야 할 신경 소스(즉, 건강한 세포) 또는 암세포 위험의 완화 또는 제거를 위한 타겟팅의 국부화를 포함하고, 및/또는
MMS 구성은, 하나 이상의 오브젝트 또는 대상이 어느 때라도 이미징 또는 모니터링될 수 있게 하는 방식으로 배치될 수 있고, 및/또는
MMS 구성은, 단일 오브젝트 또는 대상이 어느 때라도 이미징 또는 모니터링될 수 있는 방식으로 배치될 수 있고, 이에 따라 자기 차폐실 크기 또는 다른 요건을 감소시킬 수 있고, 및/또는
iii) 3차원 센서 위치결정 시스템: 일 실시예에서, 본 발명은, 기울기, 수평 회전(즉, 멀티-센서 드와 기능)， 및/또는 수직 높이 조절의 임의의 조합을 통합하고, 및/또는
상기 MMS는, (MMS의 MEG 배치 예의 경우에 다수의 헬멧 등의) 다수의 센서 시스템을 통합하여, 복수의 상이한 헤드 크기와 형상을 수용할 수 있는 한편, 관심 뇌 신호 활동과 대응 센서 시스템 간의 거리를 최소화할 수 있고,
상기 MMS 시스템(MEG 센서 헬멧의 옵션을 포함)을 위한 기능은, 수평 회전(즉, 2개의 MEG 센서 헬멧(또는 기타 MMS 드와 인터페이스)이 사용되는 경우에는 180도가 사용되고, 또는 3개의 MEG 센서 헬멧(또는 다른 MMS 드와 인터페이스)이 사용되는 경우에는 120도가 사용되고, 또는 4개의 MEG 센서 헬멧(또는 다른 MMS 드와 인터페이스)이 경우에는 90도가 사용되는 방식이며, 즉, 배치된 상이한 드와 인터페이스의 수에 의해 나누어진 360도는, 각각의 상이한 드와 인터페이스의 선택에 연관된 회전 증분과 동일함), 및/또는
MMS 시스템은, 또한, 앉아 있거나 반듯이 누운 대상의 이미징 및/또는 모니터링 위치 등의 대상 위치들의 범위를 수용하도록 헬멧(또는 다른 센서 인터페이스)의 수직 각도 기울기 조절의 기능을 통합하고, 및/또는
본 발명은, 또한, 이미징 또는 모니터링할 대상/오브젝트 형상 및 크기의 범위를 수용하도록 드와 및/또는 드와 인터페이스의 조절가능한 수직 기울기를 가능하게 하며, 및/또는
반듯이 누운 또는 똑바로 앉아 있는 위치 또는 임의의 중간 위치를 포함하는 대상 위치들의 범위를 수용하도록 상기 MEG 센서 헬멧을 수직으로 재위치결정(즉, 90도 위치 조절 등을 통해 피봇)할 수 있는 기능이 있으며, 및/또는
MMS 구성은, 자기 차폐실 요건을 최소화하거나 회피하도록 잡음 감소 기술이 통합될 수 있는 방식으로 사용될 수 있고, 및/또는
드와 및/또는 드와-인터페이스의 선택 또는 회전은, 수동 또는 자동 방식으로 사용될 수 있고, 및/또는
MMS는, 기울기, 수평 회전, 및 수직 높이 조절의 임의의 조합을 가능하게 하는 3D 드와 공간 파라미터 조절 위치결정 기능을 통합하고, 및/또는
iv) 본 발명은, 가장 적절한 헬멧 형상과 크기(즉, 헤드 형상과 크기 및 대상이 성인인지 또는 소아인지)의 선택에 따른 각각의 높이와 자세(즉, 다른 임의의 위치와 함께, 연령, 앉기, 서있기, 눕기)에 따라 그리고 대상이 조사받는지에 기초하는 최적의 각도 기울기에 따라, 필요한 수직 높이(x축 조절)， 선택된 헬멧 센서 시스템(드와(블록 1)의 수평 회전) 또는 드와 헬멧(블록 2)의 각도 기울기를 위해 MMS 드와 시스템을 구성하도록 (MEG 또는 MCG 또는 기타 대상 또는 오브젝트 이미징 및 모니터링 포맷을 포함하는 MMS 시스템을 위한) 자동 또는 수동 멀티-센서 드와 위치결정 옵션들의 임의의 조합을 가능하게 하고, 및/또는
본 발명은 수동 또는 자동 수평 회전 조절 기능에 관한 것이므로, 일 실시예에서, "수직 드와 회전 텔레스코픽 막대 및 슬리브(vertical Dewar rotation telescopic rod and sleeve)"는, 클램프 브래킷 메커니즘을 이용하여, 수동 휠 조절 또는 자동 컴퓨터 제어형 모터 서보 조절이 드와를 회전 위치의 360도 범위에 걸쳐 원하는 위치로 수평 회전시킬 수 있는 방식으로 "수직 드와 회전 텔레스코픽 막대 및 슬리브"와 상호작용하는 코그 및 연결 막대 또는 체인의 구성을 이용하는 방식으로 "헬륨 충전" 챔버의 외측에 장착될 수 있다(도 3 참조). 즉, "수직 드와 회전 막대 및 슬리브 메커니즘"의 외경 둘레에 위치하는 코드는, (원하는 드와 회전 선택에 따라 회전하는 "수직 드와 회전 텔레스코픽 막대 및 슬리브 메커니즘"과는 대조적으로) "드와 실링 마운트 브래킷" 지지 시스템의 고정 부분의 고정 플랫폼에 부착된 수동 구동 또는 자동 서비스 구동 코그가 "수직 드와 회전 텔레스코픽 막대 및 슬리브 메커니즘"을 시스템 운영자에 의해 선택되는 바와 같이 회전시킬 수 있는 방식으로 "드와 실링 마운트 브래킷" 지지 시스템에 고정된 다른 코드와 상호작용할 수 있고, 및/또는
본 발명은 수동 또는 자동 수직 회전 또는 기울기 조절 기능에 관한 것이므로, 일 실시예에서, 상기 "수직 드와 회전 텔레스코픽 막대 및 슬리브"는 가요성 조인트를 통합할 수 있고, 상기 "막대 및 슬리브" 장치는 상기 조인트의 상측 암에 상주하여, 하측 조인트 암이 일련의 수동 또는 자동 구동 코드 및/또는 구동 체인 또는 벨트를 통해 0도(기울임이 없는 수평 위치의 드와) 내지 약 ±90도의 범위에 걸쳐 상측 조인트 암에 대하여 즉 스크류 스레드 조절 암 구성을 필요로 하는 회전 위치로 회전할 수 있으며, (스위블 조인트 블록(3) 위의) 상측 암 내측 코어 또는 조절가능한 외측 슬리브가 매칭 스크류를 통해 스크류 스레드 바를 통해 (스위블 조인트 블록(3) 밑의) 하측 암에 상호연결될 수 있어서, 상측 스레드 스크류가 시계방향 또는 반시계방향으로 나사 결합되어, 드와 시스템의 각도 기울기를 변경하도록 하측 암을 상측 암에 대하여 상승 또는 하강시킬 수 있고, 및/또는
본 발명은 수동 또는 자동 수평 드와 높이 조절 기능에 관한 것이므로, 일 실시예에서, 상기 "수직 드와 회전 텔레스코픽 막대"(수직 기울기 조인트의 상측 암)는 슬리브 막대 구성의 텔레스코픽 조절 장치를 통합할 수 있고, 내측 막대는 상측 수직 기울기 암에 위치하는 정밀 래칫 임프레션(precision ratchet impression)을 갖고, 외측 슬리브는, 외측 슬리브의 슬롯 윈도우를 통해, 내측 막대 및 외측 슬리브가 시스템 사용자의 원하는 드와 높이 조절에 따라 확장 및 수축될 수 있게 하는 수동 또는 자동 구동 코드 장치를 포함하며, 및/또는
드와 수평 회전, 수직 높이 및 피봇 또는 기울기 조절은, "드와 조절 메커니즘" 내에 포함될 수 있다(여기서는, "헬륨 충전" 챔버의 상측 섹션에 도시되어 있다). 기계적 결합 막대 및 결합 메커니즘은, 브래킷 및 수동 조절 키트를 통해 "드와 조절 메커니즘" 캐비넷에 부착될 수 있어서, 시스템 운영자 또는 기술자가 수동 조절로 편리하게 액세스할 수 있다. 드와 이동 및 조절 메커니즘은, 시스템 산업 디자인 미학성 및 시스템 운영 능변, 미학성을 향상시키고 또한 시스템 운영 안전성을 개선하도록 외부 시스템 커버에 의해 커버될 수 있다. 이러한 방식으로, 시스템은, 구성될 수 있고 또는 필요에 따라 자동(즉, 미리 프로그래밍될 수 있고 또는 스크린 디스플레이 옵션일 수 있고) 또는 수동 조절될 수 있고, 및/또는
또한, 본 발명은, 꼬리 방향타, 날개 플랩, 및 기타 기계적 조절 시스템의 이동에 대한 항공학 디자인에서 흔히 사용되는 바와 같이, 기계적 스크류 조절 시스템 및/또는 유압 위치결정 시스템의 조합을 이용하여 사용될 수 있다. 기본적인 항공학 디자인 원리와 유사하게, 본 발명은 (즉, 대부분의 현대 비행기가 와이어에 의해 이동하듯이) 와이어에 의해 제어될 수 있고, 컴퓨터 서보 위치결정 및 원격 와이어 및/또는 무선 상호연결은, 3차원(x 및/또는 y 및/또는 z축 이동)의 기계적 드와 수평 회전, 수직 높이 조절, 또는 기울기 각도 조절을 행하는 데 필요한 제어 및/또는 구동 신호를 제공한다.
오리온 라이프스팬 멀티-드와(Orion LifeSpan Multi-Dewar)(예로는 이중-헬멧 MEG SQUID 센서 시스템이 있음), 및/또는
v) 단일 공유형 또는 공통형 헬륨 재액화 시스템(블록 1 참조)은, 복수의 드와(이 실시예에서는 이중-헬멧 센서 시스템, 블록 11 참조)에 의해 공통 헬륨 냉각제 저장소를 공유함으로써 활성화된다. 단일 냉각제 저장소는, 중심(별도의 진공 공간에 위치하는 2개의 감지 시스템 사이의) 헬륨 저장소 섹션(블록 11)으로 공급되는 (즉, 최상부 중심 라운드 파이프를 갖는 액세스를 통해(블록 12)) MSR의 외부에 위치하는 냉각 헤드 마운트로의 가요성 파이프를 통해 진동에 대하여 격리된 연관된 충전 및 리턴 공급 냉각제 가스를 포함하고, 및/또는
MMS는, 복수의 MMS 센서 시스템에 걸쳐 초전도 센서 시스템 동작에 사용될 수 있는 공유형 또는 결합형 멀티-헬멧 드와 재액화기 냉각제 저장소를 통합하고, 및/또는
vi) (도 3에 도시된 바와 같은) "헬륨 충전" 챔버의 최상부와 (도시된 바와 같이 자기 차폐실의 외부에 위치하는) 재액화기 냉각제 유닛 간에 상호 연결된 (복수의 센서 시스템 간의) 공통형 또는 공유형 액체 냉각제(즉, 헬륨) 공급 및 기체 냉각제 리턴 호스(또는 파이프 또는 덕트)는, 추가 자유 호스 가요성이 드와 유닛(이 예에서는 이중이지만, 임의의 멀티-드와 포맷을 사용할 수 있음)이 (조사받는 대상의 상이한 수직 높이 위치를 수용하도록) 상승되거나 하강될 수 있게 하는 방식으로 배치될 수 있고, 및/또는
상이한 드와 수평 각도를 가능하게 하도록 수직 피봇되거나 기울어지고, 이에 따라 조사받는 대상이 다양한 위치에 있는 동안 이상적으로 근접해지고 이상적으로 국부화된 센서 MMS/MEG/MCG/대상 시스템 사용을 위해 최적으로 조절되도록 (즉, 조사받는 대상의 관심 신호와 감지 시스템 간의 거리를 최소화하도록) MMS/MEG/MCG 감지 시스템을 수용하고, 즉, 드와는 반듯이 누워있는 위치에 있거나 (0도 수평 축으로부터) (앉아 있는 대상당) 45도만큼 하측으로 기울어진 대상에 대하여 수평 위치에 대하여 조절되고 및/또는 조사받는 관심 대상을 위한 적절한 드와를 선택하도록 수평으로 회전되고, 즉, 이러한 도 3의 예에 대하여 성인 또는 소아 드와 및 센서 시스템 간에 선택을 행하기 위한 180도 회전 기능이 있고, 및/또는
vii) 하나 이상의 진공 냉각 감지 시스템은, (잡음이 더 있고 진동이 발생하기 위한 직접적인 열 전도 또는 열 대류 냉각에 의존하는 경우에 비해) 방사를 통해 온도를 냉각할 수 있도록 헬륨 저장소에 인접하게 구획되고, 물리적으로 분리된 열 방사 냉각 센서 시스템(즉, 민감한 센서 시스템 구성요소들 위로 흐르는 냉각제로 인해 생성되는 진공 및 기타 잡음을 최소화하도록 냉각제 및 센서 시스템과의 직접적 접촉을 피함)을 구비하고, 및/또는
MMS는 센서 시스템 둘레의 진공 공간을 통합하고, 이에 따라, 방사 냉각을 가능하게 하며, 이때, 냉각제 저장소는, 냉각제 직접 접촉 및/또는 냉각제 전도 방법 및/또는 종래의 냉각제 방법에 비해 냉각제 망사를 이용함으로써, 잡음 및 진동 및 기타 간섭을 최소화하도록 센서 시스템(들)(블록 10)으로부터 분리되도록 냉각제 유체 또는 가스를 함유하고(블록 11), 및/또는
냉각제 시스템의 기체 또는 액체는, 민감한 센서 시스템 구성요소들 둘레에 직접 흐를 필요가 없다. 이 예에서, 블록(10)당 MEG 센서 시스템 반도체 SQUID 칩, SQUID 픽업 코일, 픽업 코일 보빈이 있다. 이러한 방안은, MCG, 및 다른 오브젝트, 신체, 팔다리, 대상 부분의 이미징 또는 모니터링에도 적용될 수 있다. 또한, (냉각제와 센서 시스템 간의) 이러한 진공 분리 및 방사 냉각 기술은, MRI, PET, CT, CAT, X-레이, 초음파 이미징 또는 모니터링 시스템의 민감한 (진동 및 기타 잡음에 민감한) 센서 구성요소들에 적용될 수 있고, 및/또는
냉각제 기체/액체는, MMS의 저 잡음이지만 초 냉각 진공 센서 시스템 영역으로부터 격리되고, 센서 시스템은 냉각 온도 대류 또는 전도 방안의 직접적 결함에 비해 방사를 통해 냉각되며, 이에 따라 다른 경우에는 민감한 센서 구성요소들 위로 직접 흐르는 냉각제를 통해 유도되는 잡음 및 진공을 최소화하며, 및/또는
진공 방사 냉각 센서 시스템을 이용할 수 있다. 진공 냉각 시스템, 및 센서 시스템 초전도 상태를 유지하는 데 필요한 화씨 약 4K 온도 또는 섭씨 -269도(SQUID 증폭기 및 코일에 대한 저 임피던스 전기 회로 초전도 상태를 활성화하는 데 필요한 온도임)를 전달하는 단일의 공유형 헬륨(또는 기타 냉각제 조성물) 재액화기 냉각제 시스템(블록 1) 및 냉각제 저장소(블록 11)와 결합된 멀티-센서 드와(즉, 이 예에서는 멀티-헬멧 드와 시스템)의 고유한 조합은, 매우 작은 잡음 및 낮은 진공 구성을 가능하게 하며, 이에 따라 헬륨 재순환이 연속될 수 있어서, 상기 MMS의 24/7(연속적 또는 방해받지 않는) 동작을 가능하게 한다(즉, MMS 이미징 또는 모니터링 동안 냉각제 시스템을 턴오프할 필요가 없다)． 대조적으로, 통상적인 기존의 시스템에서는, 냉각제가 (이들 민감한 센서 시스템 부품들 둘레에 형성된 진공 공간에 위치할 수 있는, 코일, 보빈, SQUID를 포함한(블록 10))) 가장 민감한 이미징 및 모니터링 부품들 위로 직접 흐를 때 발생하는 과도한 진동 및/또는 기타(즉, 민감한 회로와 픽업 코일에 걸친 임피던스 변동(블록 12)) 잡음으로 인해 중요 스캐닝 동안 냉각제 용액/기체를 스위칭 오프해야 한다. 또한, 공유형 냉각 시스템 및 별도의 진공 냉각 센서 시스템 구획부(블록(10)과 블록(11) 간의 분리)는 (별도의 형상과 크기를 갖는 두 개 이상의 센서 시스템을 통한) 측정 기능의 더욱 넓은 범위를 가능하게 하는 한편, (다수의 냉각 시스템에 비해) 더욱 간단한 시스템 때문에 또는 민감한 센서 시스템 부품들(SQUID, 코일 등)과 직접 접촉하거나 이러한 부품들 둘레로 흐르는 냉각제에 연관된, 부식이나 마모 또는 관련된 임피던스 변동을 회피함으로써, 연관된 유지보수 비용도 감소시킨다. 본 발명에서는, 진공 냉각제 시스템을 이용함으로써 진동과 잡음을 감소시키고, 이는 다른 경우에 SQUID 코일 및/또는 SQUID 증폭기의 직접적 결합이 진동 잡음 등의 추가 잡음을 발생시키는 통상적인 MEG 냉각제 시스템에서 더욱 명백하다. 중요한 것은, 진공 냉각제 시스템은, 헬륨 리턴을 위한 다운타임을 필요로 하지 않는다는 점이고(즉, 헬륨 재순환이 이미징 또는 모니터링 시스템 신호 잡음을 분명하게 증가시키지 않으며), 및/또는
viii) 멀티-센서 드와 시스템은, 헬륨 레벨을 제어하고 및/또는 헬륨 흐름 또는 슬러싱 효과를 회피하는 센서 및 제어 시스템을 구비하며, 이에 따라 헬륨 또는 기타 냉각제가 (흐름 레벨에 대한 기울기 및 중력의 영향에 관계없이) 민감한 센서 구획 벽(구획 벽은, 진공 냉각 감지 시스템과 냉각제 간의 장벽을 나타냄) 또는 센서 시스템(냉각제가 센서 시스템 구성요소들 위로 직접 흐름)을 항상 적절히 커버한다. 이러한 식으로, 각도 기울임 또는 다른 드와 이동 또는 위치결정은, 초전도 동작 상태를 가능하게 하는 방식으로 냉각제가 센서 시스템을 냉각하는 것을 방지하지 못한다(즉, SQUID 코일 및 칩은 초전도 기능을 달성하도록 섭씨 -269도에서 동작할 필요가 있다)．자동 냉각제 레벨 조절은, 냉각제 유체 레벨이 드와의 조절 또는 기울기에 관계없이 초전도 센서 시스템의 동작 요건을 위한 정확한 냉각제 동작을 항상 가능하게 하는 것을 보장하도록 드와 내의 감지 시스템 및/또는 센서 시스템에 의해 가능해지며,
ix) 대상 스캐닝 및/또는 프리스캐닝 시스템은, MMS 센서 시스템 및/또는 관심 대상 조사 영역/공간 영역 간의 정밀한 공동 등록 및/또는 멀티-모달리티 공동 등록 정밀도를 가능하게 하며, 및/또는
자기 차폐실 내부의 또는 자기 차폐실 외부의 환자를 (연관된 마커 포인트/측정 기준을 이용하거나 이용하지 않는 광 및/또는 무선 주파수에 의한) 프리스캔하는 기능(즉, 앉아 있는 또는 환자 갠트리의 교정된 공동 등록)은, 자기 차폐실 외부의 정밀한 스캐닝을 가능하게 할 수 있지만, 대상의 관찰 타겟(즉, 손, 신체, 팔다리, 오브젝트) 형상과 크기 특성의 3차원 측정 및 연관된 출력 좌표는 스캐닝 시스템을 통해 연산된다. 이러한 식으로, 발생하는 좌표는, 조사받는 대상을 위한 가장 최적의 x축(최적 크기의 드와 회전 선택), y축(높이), 및 z축(기울기) 구성 면에서 드와 및 연관된 감지 시스템의 자동 또는 수동 위치결정이 가능하도록 본 발명에 의해 이용될 수 있고, 및/또는
상기 MMS는 대상 스캐닝 기능을 통합하며, 이에 따라, 최적의 헤드 형상 및 크기 드와 인터페이스(즉, MEG 헬멧) 선택을 결정할 수 있고, 또한, 센서 인터페이스를 갖는 드와의 최적의 x-y-z 위치결정을 행할 수 있어서, 가장 정밀하고 민감한(즉, MEG 센서와 관심 뇌 신호 간의 최소 거리) 이미징 상태를 달성할 수 있고, 및/또는
드와 헬멧 위치결정 및 최적의 헬멧 형상 및 크기 선택을 결정하기 위한 대상 아웃라인의 스캐닝은, 미리 행해질 수 있고, MMS 이미징 및 모니터링 활성화 전에 또는 동안 행해질 수 있고 및/또는
x) 유사하게, 동시에 또는 개별적으로 기록되는(뇌파전위기록) EEG 신호를 위해 대상을 스캐닝하는 측면에서, 대상의 EEG 전극 배치는, EEG와 MMS 화상 또는 모니터링 데이터의 정밀하고 교정되고 특정된 공동 등록이 달성되는 것을 보장하도록 MMS 시스템 데이터에 수동으로 입력될 수 있고 및/또는 스캐닝 및 전달될 수 있다. 양전자 방출 토모그래피(PET), 컴퓨터 보조 토모그래피(CAT), X-레이, 초음파, RF 치료 모달리티, 및/또는 양성자 치료 모달리티 등의 다른 모달리티의 스캐닝도 이러한 방식으로 공동 등록될 수 있고, 및/또는
최적의 감지 시스템 조절 또는 위치결정은, 감지 시스템의 최대 대상 안전 및/또는 편안함 및/또는 감도 이미징 또는 모니터링을 위해 다수의 드와 또는 단일 드와 시스템을 최적화할 수 있도록 x축, y축, 및 z축 3차원 공간 위치결정 및 드와 선택(및/또는 센서 시스템 및/또는 연관된 또는 후속하는 데이터 또는 신호 처리 또는 제어 시스템)을 가리킨다. 본 발명의 MMS의 MEG 일 실시예에서, MEG 헤드 헬멧은, (MEG 예의 경우에 헤드를 포함한) 조사받는 대상/오브젝트의 정확한 형상, 크기, 및 위치를 결정하여 다수의 드와 수평 선택 기능이 어떠한 드와가 조사받는 특정 대상에 대하여 가장 적절한지를 결정하도록(이는 대상 헤드보다 크지만 대상의 주요 관심 대상인 뇌 신호와 드와 "헬멧" 간의 공간을 최소화하도록 가장 밀접하게 착용되는 드와에 의해 결정됨)，광 빔, 무선 주파수(RF), 및/또는 초음파 또는 기타 대상/오브젝트 스캐닝 기술로 대상의 헤드를 스캐닝함으로써 선택된다.
"헬멧"은, 오목한 측에서 대상 헤드의 둘레에 가깝게 위치하는 한편 그 헬멧의 볼록한 측이 초냉 센서 시스템(SQUID 코일, 보빈, 및 칩)이 대상의 헤드와 접촉하지 않게 하는, 오목한 헬멧-형상 또는 다시 말하면 플라스틱 헤드 형상의 플라스틱 리셉터클을 가리키며, 및/또는
상기 헬멧의 볼록한 측에는, 헬멧이 조사받는 대상이 초냉(super cool) 온도에 노출되는 것을 방지하는 방식으로 SQUID 감지 시스템 및 매우 차가운 구성요소들이 위치한다. 또한, 이러한 상기 헬멧이 조사받는 대상의 헤드에 가압되는 것을 회피할 정도로 크지만 감지 시스템과 모니터링 및 측정되는 뇌 신호 간의 공간을 최소화하도록 대상의 헤드에 가까울 정도로 작은 형상인 것이 중요하며, 및/또는
xi) 이중 이완 오실레이터 SQUID(DROS) 시스템은 폐쇄 결합형 SQUID 칩 및 코일을 갖고, 높은 자속 대 전압 감도를 가능하게 하며, 및/또는
xii) 드와 위치결정 안전 센서 및/또는 제어 시스템, 및/또는
상기 MMS는, 또한, 재위치결정 및 기타 조절 또는 이동 상황 동안 드와 이동이 대상 또는 시스템 사용자에게 해를 가하는 것을 회피하도록 드와 및/또는 드와-센서 인터페이스(즉, 헬멧) 안전 시스템을 통합하고, 및/또는
사람에 대한 임의의 해를 회피하도록 경고하거나 비활성화할 수 있는, 사람의 임의의 약간의 접촉이라도 검출하는(즉, 약간의 압력을 검출하거나 센서를 갖는)(즉, 광 또는 압력 접촉을 검출하는) 안전 감지 시스템을 통합하고, 및/또는
안전 감지 시스템을 통합함으로써, 적절한 드와 및/또는 드와-대상 인터페이스에 연관된 선택 또는 재구성 동안 임의의 개개인에 대한 임의의 피해 위험을 방지하도록 적절한 안전 격리 영역에 사람들이 있는 상황 동안 방지 및/또는 경고 및/또는 경보를 가능하게 하며, 및/또는
xiii) MMS 요법 기능은, 무선 주파수 타겟팅 또는 빔 성형에 있어서 피해야 할 신경 소스(즉, 건강한 세포) 또는 암세포 위험을 제거하거나 완화하도록 타겟팅해야 하는 영역에 관하여 국부화(즉, 최적으로 위치결정되도록 무선 주파수 요법 및/또는 드와 및/또는 RF 빔에 맞춰진 드와의 선택과 위치결정)를 포함하고, 및/또는
MMS 요법 기능은 국부화(즉, 무선 주파수(RF) 요법을 이용하여 장착되는 드와의 선택 및 위치결정)를 포함한다.
xiv) 최대 자속 대 전압 감도를 위한 폐쇄 결합형 SQUID 칩 및 코일;
고유한 축방향 반경방향, 이중-이완 축방향 구배 측정기 감지 시스템(블록 10, 블록 2, 블록 3)은, 이중 이완 결합 SQUID(DROS)를 포함하고, 향상된 높은 자속 대 전압 전달 기능을 위한 감소된 SQUID 스트레이 코일 및 연관된 와이어링 잡음, 및 오프셋 드리프트 상태에 대한 큰 변조 진폭 및 높은 안전성을 통합한다.

Claims (16)

  1. 어린이와 성인을 포함한 대상의 뇌, 심장, 또는 다른 신체 부위의 생리적 활동이나 기능을 이미징, 모니터링, 스캐닝, 또는 맵핑하기 위한 자기 모니터링 시스템으로서,
    뇌 또는 다른 신체의 활동이나 기능에 대한 초전도 양자 간섭 장치(SQUID) 센서들을 통합하는 자기뇌파기록(magnetoencephalographic) 또는 자기심박기록(magnetocardiographic) 또는 전신(general body) 조사 시스템;
    다양한 크기와 형상을 갖는 복수의 드와(Dewar) 헬멧; 및
    복수의 모니터링 인터페이스를 포함하고,
    상기 센서 시스템 헬멧은 수평 드와 회전, 수직 조절, 또는 각도 기울임에 의해 이동가능한, 자기 모니터링 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 헬멧 시스템과 같은, 다기능 멀티-센서(MMS) 선택가능 또는 재구성가능 센서를 위한 수단을 더 포함하는, 자기 모니터링 시스템.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 드와 헬멧들은 크기와 형상이 상이한, 자기 모니터링 시스템.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 최적의 공간 분해능, 신호 감도, 및/또는 향상된 멀티-모달(multi-modal) 이미지 공동 등록 정밀도를 위한 센서 시스템 또는 헬멧(들) 또는 드와(들)를 위한 3차원 센서 시스템 위치결정 조절 기능을 통합하는 MMS를 더 포함하는, 자기 모니터링 시스템.
  5. 제4항에 있어서, 상기 3차원 센서 시스템은 자동으로 위치결정되는, 자기 모니터링 시스템.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 단일 재액화 냉각제 시스템을 포함하는 공유형 또는 공통형 냉각제 시스템을 더 포함하는, 자기 모니터링 시스템.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 동시 뇌파기록(simultaneous electroencephalographic) 모니터링 기능부를 더 포함하는, 자기 모니터링 시스템.
  8. 제7항에 있어서, 정밀 공동 등록 기준 옵션을 더 포함하는, 자기 모니터링 시스템.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 고 자속 대 전압 감도를 가능하게 하는, 폐쇄 결합된 SQUID 칩과 코일을 갖는 이중 이완 오실레이터 SQUID(DROS) 시스템을 더 포함하는, 자기 모니터링 시스템.
  10. 제9항에 있어서, 상기 폐쇄 결합된 SQUID 칩과 코일은, 최대 자속 대 전압 감도를 위해 구성되고, 이에 따라 SQUID 증폭 칩과 대응하는 픽업 코일 간의 사실상의 직접 결합을 통해 스트레이 픽업 잡음 및 임피던스(저항, 인덕턴스, 커패시턴스)를 최소화하는, 자기 모니터링 시스템.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 시스템 기능은, 무선 주파수 타겟팅 또는 빔 성형에 있어서 피해야 할 신경 소스 또는 암세포 위험을 제거하거나 완화하도록 타겟팅해야 하는 영역에 관하여 국부화(즉, 최적으로 위치결정되도록 무선 주파수 요법 및/또는 드와 및/또는 RF 빔에 맞춰진 드와의 선택과 위치결정)를 포함하는, 자기 모니터링 시스템.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 시스템 기능은, 냉각제가 민감한 센서 시스템 구성요소들 위로 흐를 필요가 없게 함으로써 방사(radiation)를 통한 냉온(cool temperature)이 진공과 기타 잡음을 최소화할 수 있도록 냉각제 저장소에 인접하게 구획된 하나 이상의 진공 냉각 감지 시스템을 포함하는, 자기 모니터링 시스템.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 시스템 기능은, 민감한 SQUID 및 기타 센서 구성요소들의 밀봉된 진공 챔버 분리 때문에 냉각제 회수 또는 재순환 단계 동안에도 연속적인 냉각제 동작을 가능하게 하는, 진동이 매우 작은 진공 냉각 감지 시스템을 포함하는, 자기 모니터링 시스템.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 시스템 기능은, (중력, 기울기, 및 기타 드와 재위치결정에 상관없이) 3D 재위치결정 초전도 냉각제 조작성을 포함하는 자동 레벨 조절 드와 냉각제 시스템을 포함하는, 자기 모니터링 시스템.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 시스템 기능은, 최적의 3D 센서 위치 좌표 및 연관된 최적의 위치결정 제어를 결정하기 위한 3D 대상 스캐닝 및/또는 프리스캐닝(pre-scanning) 시스템을 포함하는, 자기 모니터링 시스템.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 시스템 기능은, 드와의 조절 또는 재위치결정 또는 조사받는 대상의 재위치결정을 포함한 모든 조건에서 상기 MMS의 근처에 있는 대상 또는 다른 것과의 충돌을 항상 피하도록, 드와 및 기타 이동 구성요소들 상에 및 둘레에 위치하는 드와 위치결정 안전 센서 및/또는 센서 시스템을 포함하는, 자기 모니터링 시스템.
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