(57)【要約】  スクリーニングを受けている人の表面に、または体内に配置されている強磁性物体を検出するための装置は、使用に際して第１の空間体積内の周囲磁場または勾配を測定し、対応する測定信号を生成する第１の磁気センサと、電力を磁気センサに供給する１次電源と、測定信号の時間的変動を識別し、識別された時間的変動から空間体積内の強磁性物体の存在を示す出力信号を供給するように構成された磁気センサと通信するように配置構成された信号処理回路と、信号処理回路からの出力信号に応答して可聴警告および可視警告のうちの少なくとも一方を装置の付近において与えるように信号処理回路からの出力によって動作可能な警告デバイスとからなる。装置は、磁気センサの電源を切ることなくユーザによる警告デバイスの無効化を可能にするユーザ操作可能な入力手段を備える。
2014522970.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スクリーニングを受ける人の表面又は内部に位置する強磁性物体を検出するための装置であって、
第１の空間体積内の周囲磁場または勾配を使用時に測定し、対応する測定信号を生成する、少なくとも第１の磁気センサと、
前記磁気センサに電力を供給する１次電源と、
前記磁気センサと通信状態にあるように配置されており、前記測定信号の時間的変動を識別し、該識別した時間的変動から前記空間体積内の強磁性物体の存在を示す出力信号を供給するように構成された、信号処理回路と、
前記信号処理回路からの出力によって、前記信号処理回路からの出力信号に応答して可聴警告および可視警告のうちの少なくとも一方を該装置の付近において与えるように動作可能な警告デバイスと、を備え、
前記磁気センサの電源を切ることなくユーザによる該警告デバイスの無効化を可能とするユーザ操作可能な入力手段を備え、
装置。
【請求項２】
前記信号処理回路は、１つまたは複数のフィルタを備え、前記第１のセンサからの前記出力信号は前記フィルタのうちの少なくとも１つに通される請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記ユーザ操作可能な入力手段は、前記フィルタの電源を切ることなく前記警告デバイスの無効化を可能とする請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記ユーザ操作可能な入力手段は、比較的低い電流の電気信号の値を変化させ、該電気信号の値に従って前記装置は前記警告デバイスを無効化または有効化する請求項１乃至３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項５】
前記信号は、前記ユーザ操作可能な入力デバイスからツイスト・ペア・ケーブルを通じて伝送される請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記警告デバイスのための出力電力を供給する第２の電源を備え、該第２の電源の出力は、前記警告デバイスへの電力が有効化されるレベルと前記警告デバイスへの電力が無効化されるレベルとの間で切替え可能であり、前記出力の状態は前記ユーザ操作可能な入力手段からの信号の値に依存する請求項４または５に記載の装置。
【請求項７】
前記電源の出力は、ツイスト・ペア・ケーブルを通じて信号処理手段および警告デバイスに接続されている請求項１乃至６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項８】
単一のハウジングを備え、該単一のハウジング内に前記信号処理手段、センサ、および電源が配置されている請求項１乃至７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項９】
使用時の位置において、前記ユーザ操作可能な入力手段は、前記ハウジングにおいて、平均的な身長のユーザが前屈みになることなく押すことができる高さに配置されている請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
マットを備え、該マットは使用時に前記ハウジングの前方の地面に配置され、前記空間体積内のどこに人が立つ必要があるかを示す、請求項８または９に記載の装置。
【請求項１１】
前記ハウジングはポールを備え、前記磁気センサのうちの一方が該ポールの頂部または頂部の近くに配置され、他方の磁気センサが該ポールの底部または底部の近くに配置され
、前記ユーザ操作可能な入力手段は前記ポールの中点または中点の近くに扱いやすく配置される請求項８、９、および１０のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１２】
前記ユーザ操作可能な入力手段はボタンまたはスイッチを備える請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１３】
前記第１の空間体積と少なくとも部分的に重なり合う第２の空間体積内の周囲磁場または勾配を使用時に測定し、対応する測定信号を生成する第２の磁気センサをさらに備え、
前記信号処理回路は、前記第１および第２のセンサがグラジオメータとして構成されるように構成されている請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１４】
第３のセンサを備え、前記第１、第２、および第３のセンサが２次グラジオメータとして構成される請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１５】
人または物体をスクリーニングする方法であって、
装置を提供する工程であって、該装置は、第１の空間体積内の周囲磁場または勾配を使用時に測定し、対応する測定信号を生成する、少なくとも第１の磁気センサと、前記磁気センサに電力を供給する１次電源と、前記磁気センサと通信状態にあるように配置されており、前記測定信号の時間的変動を識別し、該識別した時間的変動から前記空間体積内の強磁性物体の存在を示す出力信号を供給するように構成された、信号処理回路と、前記信号処理回路からの出力によって、前記信号処理回路からの出力信号に応答して可聴警告および可視警告のうちの少なくとも一方を該装置の付近において与えるように動作可能な警告デバイスと、を備える、前記工程を備え、
（ａ）スクリーニングを受ける人または物体を前記空間体積内に第１の向きで配置する工程と、
（ｂ）前記人または物体を第１の位置から少なくとも１８０度ずれている第２の向きで前記空間体積内に配置する工程と、
（ｃ）前記警告デバイスからの警告を観測する工程と、
を備える方法。
【請求項１６】
前記人または物体を前記第１の向きから前記第２の向きへ少なくとも１８０度回転させる工程を備える請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記人を回転させる工程は、前記空間体積内に配置するときに回転させる工程を含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
患者を回転させる工程は、前記空間体積内で少なくとも３６０度回転させる工程を含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
マットを提供し、該マット上に患者を配置する工程と、該マット上に前記人を立たせたまま回転させる工程とを備え、前記マットは前記空間体積の下に配置され、好適には全体がゾーン内にあるように配置される、請求項１７または１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記装置は、前記磁気センサの電源を切ることなく前記警告デバイスの無効化を可能とするユーザ操作可能な入力を備え、（ｄ）ユーザ操作可能な入力手段を使用して表示部の電源を入れる工程をさらに備える請求項１５乃至１８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２１】
完了時、前記ユーザ操作可能な入力手段を使用して前記磁気センサまたは信号処理手段の電源を切ることなく前記表示部を無効化する工程をさらに備える請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
表示部の電源が投入された後に前記デバイスの前方に磁性物体を導入し、患者の配置前に前記表示部のテストを行う工程を備える請求項１５乃至２１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２３】
患者は、非磁性運搬手段で、最初に一方の方向に、次いで反対方向に、いずれの場合も前記患者の両側が走査されるように前記装置の近くで、前記装置を通って運ばれる請求項１５乃至２２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２４】
実質的に添付の図面を参照して本明細書に記載されており添付の図面に示されている、強磁性物体を検出するための装置。
【請求項２５】
実質的に添付の図面の図６を参照して本明細書に記載されており添付の図面の図６に示されている、人または物体をスクリーニングする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人の表面にある強磁性物体の存在を検出するための装置、詳細には、患者が磁気共鳴断層撮影装置（ＭＲＩ）を収めた部屋に入る前に患者の事前スクリーニングで使用する装置に関するものである。本発明はまた、患者をスクリーニングする方法にも関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１において、物体が磁場を通って移動するときに発生する周囲磁場内の外乱を検出する第１および第２の受動的磁気センサを備える１次センサ手段を設けることによって強磁性物体を検出することができる装置が教示されている。装置は、１次センサ手段の付近にある物体の移動を検出する２次非磁気センサ手段も備える。１次感知手段と２次感知手段の両方が移動する物体を検出した場合、アラームがトリガされる。その特許で提案されている装置は、磁気共鳴映像装置を収めた部屋の出入口のいずれかの側の壁に取り付けられ、２次センサ手段は出入口に接近しつつあるか、または通過しようとしている物体を検出するように配置構成されうる。１次センサと２次センサは両方とも物体を検出する必要があるため、この配置構成は誤認アラームを低減するのに役立つ。
【０００３】
上で説明されている装置は非常にうまく機能し、強磁性物体をＭＲＩ室に故意ではなく持ち込もうとする人々に警告を与える。以前には、鉄を含む物体がＭＲＩ室に持ち込まれ、磁気的に高速推進され、部屋の中のＭＲＩ装置に入ってしまうことによって生じる何件かの不幸な事故があったことが知られている。これは、入射効果（ｐｒｏｊｅｃｔｉｌｅ
ｅｆｆｅｃｔ）と称され、特許文献１において十分に説明されている。
【０００４】
理想的には、ＭＲＩ装置を収めた部屋に人が入ろうとする前に、磁性物体がないかスクリーニングされる。これには、患者が部屋に近づく前にＭＲＩ有資格者が患者にスクリーニング手順を実行することが必要となる。部屋に入る扉においてオプションの検出器を使用することと組み合わせることで、人が磁性物体を部屋の中に持ち込む危険性が大幅に低減される。
【０００５】
さらに、患者は、入射効果の危険となるには実質的に十分でない強磁性物体を期せずして運んでいる可能性もある。このような物体は、ＭＲＩ画像の劣化を引き起こし、患者を再走査する必要が生じる可能性がある。これは、病院のＭＲＩ走査方法の効率を低下させる。このカテゴリの物体の例として、ヘア／ボビー・ピン、腕時計、ならびに宝飾品の留め金およびピンが挙げられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】英国特許第２３９５２７６号
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明によるスクリーニング装置の一実施形態の全体図。
【図２】図１の装置の電気回路を示す配線図。
【図３】図１の装置の代替的電気回路を示す配線図。
【図４】１次グラジオメータとして接続されている図１の装置内の２つのセンサの配置構成を示す図。
【図５】２次グラジオメータとして接続されている図１の配置構成の３つのセンサの配置構成を示す図。
【図６】図１に示されている種類の装置を使用して患者をスクリーニングする方法を実行するときに実行される工程を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
第１の態様によれば、本発明は、スクリーニングを受ける人の表面又は内部に位置する強磁性物体を検出するための装置を提供する。この装置は第１の空間体積内の周囲磁場または勾配を使用時に測定し、対応する測定信号を生成する、第１の磁気センサと、前記磁気センサに電力を供給する１次電源と、前記磁気センサと通信状態にあるように配置されており、前記測定信号の時間的変動を識別し、該識別した時間的変動から第１の空間体積内の強磁性物体の存在を示す出力信号を供給するように構成された、信号処理回路と、前記信号処理回路からの出力によって、前記信号処理回路からの出力信号に応答して可聴警告および可視警告のうちの少なくとも一方を該装置の付近において与えるように動作可能な警告デバイスと、を備え、前記磁気センサの電源を切ることなくユーザによる該警告デバイスの無効化を可能とするユーザ操作可能な入力手段を備えることを特徴とする。
【０００９】
最も好ましくは、装置は、使用に際して第１の空間体積と少なくとも部分的に重なり合う第２の空間体積内の周囲磁場または勾配を測定し、対応する測定信号を生成する第２の磁気センサも備え、信号処理回路は、第１の磁気センサおよび第２の磁気センサと通信状態にあるように配置され、測定信号の時間的変動を識別し、識別された時間的変動から２つの空間体積の重なり合う領域内の強磁性物体の存在を示す出力信号を供給するように構成される。これは、３つまたは４つまたはそれ以上の磁気センサに容易に拡張されうる。
【００１０】
２つの局在する空間体積の重なり合う領域とは、典型的にはスクリーニングを受ける人が配置されうる装置から１メートル以内の、装置に近い、知られている領域内の空間のことである。空間は、人が装置のそばに立っているときに、９９パーセント以上の人の高さを完全に囲むのに十分な大きさであるべきである。センサのそれぞれは、その空間の外側で移動している強磁性物体に応答するものとしてもよいが、さらに遠い物体に対しては一般的に感度が下がる。
【００１１】
信号処理回路は、１つまたは複数のフィルタを備えることができ、２つのセンサからの出力信号は、１つまたは複数のフィルタを通過しうる。フィルタは、ロー・パス・フィルタを備えることができ、またハイ・パス・フィルタを備えることができる。これらは、バンド・パス・フィルタに組み込まれうる。ハイ・パス・フィルタは、例えば典型的には付近の電気器具によって引き起こされる磁場の変化に対応する１０Ｈｚより上の周波数を取り除くように構成されうる。ロー・パス・フィルタは、例えば主に時間の経過とともに非常にゆっくりと変化する接地によって発生する背景磁場に対応する０．２Ｈｚより下の周波数を取り除くように構成されうる。
【００１２】
センサの出力がフィルタを通る場合、ユーザ操作可能な入力手段は、フィルタの電源を切ることなく警告デバイスを無効化することを可能としうる。このようなフィルタは安定するまで長い時間を要することがあり、したがって、電源を切らないようにすることで、ユーザ操作可能な入力手段を操作しているときに装置を有効化するのに要する時間を短縮することができる。警告デバイスを無効化することで、ともすればＭＲＩ有資格者が受ける常に監視されているという不快な感覚を取り除き、毎日の仕事中に強磁性物体を身につけて装置の近くを通るときに、実際には患者をスクリーニングするために装置を使用していないのに誤認アラームが発報されるのを防ぐ。
【００１３】
ユーザ操作可能な入力手段を操作することで、比較的低い電流の電気信号の値を変化させ、装置がその信号の値に従って警告デバイスを無効化または有効化することができる。比較的低い電流の電気信号とは、ユーザが警告デバイスを有効化しているか無効化してい
るかに応じて信号の論理レベルを入力手段が変化させるデジタル論理信号などの１ｍＡ未満の信号のことである。比較的低い電流とは、信号処理手段または警告デバイスによって引き込まれる電流よりかなり低い電流のことである。
【００１４】
信号は、ツイスト・ペア・ケーブルを通じてユーザ操作可能な入力デバイスから伝送されうる。
本出願人は、変化する信号がセンサによって拾われ誤認警告信号の発生をもたらす可能性のある磁束を発生することがあるため入力デバイスへ、また入力デバイスからケーブルを通って流れる電流を最小化することが望ましいと理解している。電流が低ければ低いほど、磁場は小さくなり、したがって、これが発生する可能性は低下する。
【００１５】
装置は、警告デバイスのための出力電力を供給する第２の電源を備えることができ、電源の出力は警告デバイスへの電力が有効化されるレベルと警告デバイスへの電力が無効化されるレベルとの間で切替え可能であり、出力の状態はユーザ操作可能な入力手段からの信号の値に依存する。例えば、電源は、電源の出力のオンまたはオフの切替えを行わせる信号をユーザ操作可能な入力手段から入力端子において受け取ることができるデジタル制御回路を備えることができる。
【００１６】
第２の電源は、第１の電源とは無関係に切替え可能であるものとしてもよく、これにより、磁気センサおよびフィルタ（存在する場合）への電力が中断されないようにすることができる。
【００１７】
２次電源は、第１の電源の電力出力から供給されてもよい。第１の電源と第２の電源は両方とも、ＤＣ／ＤＣコンバータからなるものとしてもよく、それぞれ、正の出力電圧および負の出力電圧を有する、２重極性ＤＣ出力信号を供給することができる。
【００１８】
第３の電源を備えることもできる。これにより、第１の電源および存在する場合には第２の電源に電力を供給することができる。これは、電池からなるものとしてもよいか、または本線電源から入力をとり、出力として他の電源への入力に適したＤＣ信号を供給することができるＡＣ／ＤＣコンバータからなるものとしてもよい。
【００１９】
電源（複数可）の出力は、ツイスト・ペア・ケーブルを通じて信号処理手段および警告デバイスに接続されうる。これは、それぞれ絶縁するスリーブによって囲まれ、その長さにそって撚り合わされている２本の導電ケーブルからなるものとすることができる。それぞれの導電ケーブルは、次いで、絶縁スリーブ内でその長さにそって撚り合わされている導線の２本の個別の撚り線からなるものとしてもよい。このように撚ることが、ケーブルからセンサへ向かって放射される磁束を最小化し、誤認警告を低減するか、またはなくすことに役立つ。
【００２０】
ユーザ操作可能な入力手段で２次電源の出力のオン、オフを行うために使用される非常に低いレベルの信号を発生する代わりに、ユーザ操作可能な入力手段が、第１の電源または存在する場合には第２の電源の少なくとも１つの出力と警告デバイスとの間に直列に配置構成されたスイッチからなるものとすることも可能である。したがって、低いレベルの信号よりはむしろ、ユーザ・デバイスは警告デバイスに供給される比較的高い電源電流を中断する。しかし、これは、すでに述べた理由から、電源およびユーザ操作可能な入力手段の相対的位置によっては好ましくない場合があるが、それは、高い電流が流れる装置内のケーブルの量を最小化することが望ましいからであり、また明らかに、電力は電源の位置からスイッチ、そして警告デバイスへと流れる必要がある。いかなる場合も、ユーザ操作可能な入力デバイスおよび電源が都合よくすぐそばにあるとしても、一般的に、電源から出力ケーブルにタップするのは望ましくなく、こうすると、無用の局在磁場が生じ、誤
認警告を引き起こしうる。
【００２１】
装置は、ポール形状であってもよい単一ハウジングを備えてもよく、通常は、使用に際して壁に、またはオプションで地面より上にハウジングを支持する自立型基部内に取り付けることができ、磁気センサはハウジング内に配置構成される。これは、細長い形状であってもよい単一ハウジングからなるものとしてもよく、ポールのような形状であってもよく、第１の磁気センサと第２の磁気センサの両方を備える。ハウジングは単一の空洞を画成することができ、この中に信号処理手段、センサ、および電源（複数可）が備えられるが、相互接続されうる２つまたはそれ以上の空洞を画成することも可能である。電源（複数可）、センサ、信号処理手段、およびオプションで、警告手段をポール内に配置することもできる。
【００２２】
使用に際して（壁に取り付けられるか、または床置き）、ユーザ操作可能な入力手段は、ハウジングの、平均的な身長（高さ１．５２から１．８３メートル（５から６フィート））のユーザが前屈みになることなく押すことができる高さに配置することができ、警告デバイスは、ハウジングの頂部に配置することができる。
【００２３】
磁気センサは、ハウジングの前方へ伸び、床レベルから上へ少なくとも２．１メートルだけ、ハウジングから少なくとも１．２メートルだけ外側へ延在する体積を包含する重なり合う検出ゾーンを有することができる。これは、ハウジングの前方に立っている９９パーセント以上の人の全身を包含するゾーンを画成し、したがって、この人が携行しているか、着用しているか、または身体の内側に有している強磁性物体は、信号処理手段によって検出される。
【００２４】
装置は、ハウジングの前方の地面に配置することができ、人が局在ゾーン内のどこに立つ必要があるかを示すマットを備えることができる。マットには、人が自分の足をマット上のどこに置くべきかを示す印を付けることができる。
【００２５】
ユーザ操作可能な入力手段は、ハウジングの前側に配置されうる。これにより、感度の高いゾーン内に立っている人は簡便な方法で警告デバイスを有効化／無効化することができる。
【００２６】
ハウジングがポールを備える場合、これらの磁気センサのうちの一方をポールの頂部に、またはポールの頂部の近くに配置し、他方の磁気センサをポールの底部に、またはポールの底部の近くに配置することができ、入力は、ポールの中点に、またはポールの中点の近くに扱いやすく配置することができる。これらは、一般的に、両方のセンサを通る垂直軸に揃えることができる。
【００２７】
ユーザ操作可能な入力手段は、ボタンまたはスイッチを備えてもよい。これは、近接センサ、おそらくは光センサなどの非接触型スイッチからなるものとしてもよく、これにより、ユーザが接触することなくスイッチを操作することができる。
【００２８】
第１および第２のセンサならびに信号処理手段は、グラジオメータとして構成することができる。
１配置構成において、装置は、第３のセンサを備えることができ、第１、第２、および第３のセンサは、２次グラジオメータとして構成することができる。第３のセンサは、第１の磁気センサと第２の磁気センサとの間の中間の、ポールの中点に向けて配置されうる。３つのセンサはすべて、共通垂直軸に揃えることができる。３つのセンサを使用することで、付近の強磁性物体に対して比較的感度が高く、遠い物体には感度が低い装置を構成することができ、付近の物体の所定の移動に対する出力の変化を大きくすることができる
。これは、特に、付近を移動している人々および機器からの磁場の干渉の可能性が高い混み合ったまたは密集した環境内で有利である。それに加えて、部屋の中に一時的に配置されうる装置についても有利であるが、それは誤認警告を発生する可能性のある潜在的干渉磁場から十分に遠く隔たっている位置にあることを確認することに費やす必要がある時間が短くて済むからである。感度が劣るセンサ２つの装置を用いる場合には、セットアップ時により大きな慎重さが要求される。
【００２９】
第２の態様によれば、本発明は、人または物体をスクリーニングする方法を提供する。この方法は、装置を提供する工程であって、該装置は、第１の空間体積内の周囲磁場または勾配を使用時に測定し、対応する測定信号を生成する、少なくとも第１の磁気センサと、前記磁気センサに電力を供給する１次電源と、前記磁気センサと通信状態にあるように配置されており、前記測定信号の時間的変動を識別し、該識別した時間的変動から前記空間体積内の強磁性物体の存在を示す出力信号を供給するように構成された、信号処理回路と、前記信号処理回路からの出力によって、前記信号処理回路からの出力信号に応答して可聴警告および可視警告のうちの少なくとも一方を該装置の付近において与えるように動作可能な警告デバイスと、を備える、前記工程を備え、（ａ）スクリーニングを受ける人または物体を前記空間体積内に第１の向きで配置する工程と、（ｂ）前記人または物体を第１の位置から少なくとも１８０度ずれている第２の向きで前記空間体積内に配置する工程と、（ｃ）前記警告デバイスからの警告を観測する工程と、を備える。
【００３０】
方法は、スクリーニングを受けている人または物体上にある強磁性体が常にセンサに近づけられることを確実にし、したがって、片面スクリーニングを行う単一の装置があるだけでもよい。これにより、人の両側を走査するために人が通るのに十分な距離だけ隔てられているポータルを形成する２つの装置を有する必要がなくなる。
【００３１】
方法は、第１の向きから第２の向きへ少なくとも１８０度まで人または物体を回転させる工程からなるものとしてもよい。
人を回転させる工程は、空間体積内に配置されるときに回転させることからなるものとしてもよい。これは、患者をその空間内で少なくとも３６０度回転させることができる。装置は、回転中常時、患者の周り、または患者体内の強磁性物体の存在を検出することができるようにオンにすることができる。
【００３２】
装置は、磁気センサの電源を切ることなく警告デバイスの無効化を可能にするユーザ操作可能な入力を備えることができ、方法は、ユーザ操作可能な入力手段を使用して表示部を有効化する追加の工程を含みうる。装置は、本発明の第１の態様によるものとしてもよい。
【００３３】
完了後、方法は、ユーザ操作可能な入力手段を使用して表示部の電源を切ることなく表示部を無効化することからなるものとしてもよい。
方法は、表示部の電源が投入された後に磁性物体をデバイスの前に導入して患者の配置をする前に表示部のテストを行う工程を含むことができる。
【００３４】
方法は、マットを用意し、人をマット上に配置することと、人がマット上に立っている間に人を回転させ、マットは空間体積の下に配置され、好ましくは空間体積内に全部入ることとを含むことができる。
【００３５】
方法は、人を車いすなどの非強磁性の運搬手段に乗せて最初に一方の方向に、次いで反対方向に、両方の場合において人の両側が走査されるように装置の近くで、装置の感知空間体積に通すことからなるものとしてもよい。
【００３６】
方法は、人をスクリーニングすることに関して説明されているが、機器を装置の近くに置き、３６０度まで回転させることによって機器の品目のスクリーニングにも等しく適用することができる。
【００３７】
次に、ほんの一例にすぎないが、添付図面を参照しつつ本発明の一実施形態を説明する。
図１を参照すると、ＭＲＩ走査を受ける前に患者を事前スクリーニングする際に使用するためのスクリーニング装置１は、壁に固定される長さ約１．５メートルの細長いポール形状のハウジング２からなる。ハウジング２は、図２および図３に関して説明されるように電子回路を収容する。
【００３８】
電子回路は、ハウジングに近接近している磁性物体の存在を検出する複数のセンサを備える。ハウジング２の頂部は、警告デバイス４を目に見える形で備える。表示部４は、透明ハウジング内に３色光の組を持つビーコンを備え、これにより表示部は赤色、琥珀色、または緑色の光を放射することができる。これは、検出された信号の大きさを示す棒グラフ表示も含む。プッシュボタン５の形態のユーザ操作可能な入力デバイスは、前屈みにならなくても人が扱いやすく操作することができる位置のハウジング２の前の中ほどに備えられる。使用に際して、以下で説明するように、表示部４は、センサによって検出されるような装置の近さにある磁性物体６の存在を示す可視的表示を行う。
【００３９】
より詳しく、また添付図面の図２に示されている一般化された回路図を参照すると、電子回路は、第１に、主電源ユニットＰＳＵ１を備え、これは離れた場所にある電源（図示されていないが、「電力入力」という表現で示されている）から入ってくる電力を受ける。これは、ハウジングの外側に配置され、電源リードおよびプラグを通して好適な電気コンセントに接続するＡＣ／ＤＣパワー・パックからなるものとしてもよい。ＰＳＵ１は、入ってくる電力を、ハウジング内の正と負の電源線に出力される＋１２Ｖ／−１２Ｖの正と負のＤＣ電圧に変換する。
【００４０】
３つのセンサ１０、１１、１２は、ハウジング内に設けられているが、いくつかの配置構成では、センサは２つだけであってもよい。センサはそれぞれ、センサの付近の空間の局在領域内の磁束の変化を感知する高感度磁束磁力計からなる。センサは、空間の共通の重なり合う領域上で最も感度が高い。これらは、その空間内でセンサから遠くにある物体よりもその空間内でセンサに非常に近い物体に対してより感度が高い。磁気抵抗センサもしくはホール効果センサ、またはガルバニック式コイルセンサなどの他の種類のセンサも備えることが可能である。それぞれのセンサ１０、１１、１２は、センサ１０、１１、１２上に入射する磁場の測定結果である各測定信号を出力する。それぞれのセンサからの測定信号は、読出電子回路１３を形成する信号処理デバイスに受け渡される。代替的配置構成では、２つのセンサを備えることが可能であるが、２次グラジオメータとして動作するように構成することができるので、３つが好ましい。３つのセンサを備える好ましい実施形態と２つのセンサを備える代替的実施形態の両方に必要な構成は、それぞれ、図５および図４に示されている。ここで、
【００４１】
【数１】
2014522970.tif 000003
【００４２】
は、センサの感知方向を定義する単位ベクトルであり、Ｂは、センサにおいて存在する磁場を表す。
２つのセンサの場合、それらのセンサは反対方向における感知を行うように配置構成され、その出力は図４に示されているように総和される。代替的形態では、それらのセンサ
は同じ方向において感知を行い、その出力が差分される（図示せず）が、これは等価である。これらの方法のいずれにおいても、それらのセンサは１次グラジオメータを形成するように接続され、その出力は次の形態となる：
【００４３】
【数２】
2014522970.tif 000004
【００４４】
また
【００４５】
【数３】
2014522970.tif 000005
【００４６】
によってｘ方向（ポールから径方向に離れて延びる）が定義され、ｙによってセンサを通り垂直方向下向きに延びるベースラインが定義される場合、出力は、したがって、ｙ方向に関するｘ方向のＢの磁場成分の１次導関数である（次式として表されることが多い）。
【００４７】
【数４】
2014522970.tif 000006
【００４８】
好ましい３つのセンサの場合、センサは、同じ方向においてＢ１およびＢ３を感知し、反対方向においてＢ２を感知するように配置構成され、Ｂ１およびＢ３に関して相対利得は２である。出力は、図５に示されているように総和される。あるいは、全てのセンサがＢ２と同じ方向において感知を行うことが可能であり、その場合、相対利得−２が与えられる。いずれの方法でも、出力は次の形態となる：
【００４９】
【数５】
2014522970.tif 000007
【００５０】
また
【００５１】
【数６】
2014522970.tif 000008
【００５２】
によってｘ方向（ポールから径方向に離れて延びる）が定義され、ｙによってセンサを通り垂直方向下向きに延びるベースラインが定義する場合、出力は、したがって、ｙ方向に関するｘ方向のＢの磁場成分の２次導関数であり（次式として表されることが多い）、２センサ配置構成と比較してｙ方向において均一性がかなり高く、ある距離の同じ物体位置に関して離れている物体に対する感度はかなり低い。
【００５３】
【数７】
2014522970.tif 000009
【００５４】
装置は、典型的には時間の大部分において使用に際して適所に固定されるので、センサ１０、１１、１２は、接地によるあまり変化のない磁場、および変化のない１次および２
次の勾配を記録する。これらは、センサの出力に対する大きなオフセットをなす。この一定のオフセットは、読出電子回路１３内のハイ・パス・フィルタを使用して取り除くことができる。また、センサは、場合によっては、電源周波数およびその高調波で出力を変化させるセンサの近くに配置されている電気機器の電源に関連する磁場の規則正しい変化を測定する。これは、信号処理デバイス内のロー・パス・フィルタを使用して除去することもできる。フィルタ１４は、まとめて、これらの機能を実行するバンド・パス・フィルタ１４を構成する。
【００５５】
したがって、フィルタのフィルタリングされた出力は、その定常状態において低い値、理想的には０をとる。
センサおよび読出電子回路は、ＰＳＵ１から電力を受ける。使用されるフィルタ１４の複雑さによって、センサ１０、１１、１２および読出電子回路がオンにされてからフィルタリングされた出力信号が定常状態に整定するまでの間にかなりの遅延がありうる。したがって、センサ１０、１１、１２および読出電子回路１３、少なくともフィルタリング段階１４への電力は、装置が事前スクリーニングのためにすぐにも必要になる可能性のある場合にいつでもオン状態に保たれることが重要である。
【００５６】
強磁性物体がセンサ１０、１１、１２の近くにいる人によって運ばれるか、または引かれるか、または押される場合に、周囲磁場が変化して、センサ１０、１１、１２の出力に変化を引き起こす。その変化は、フィルタ１４を通り、読出電子回路内の増幅器によって増幅される。アラームをトリガするために、信号サイズがプリセットされた閾値と比較される。信号は、正または負であってもよいので、閾値（信号を読出電子回路内の閾値検出器に通すことによって設定される）は、閾値電圧を供給する回路を有する比較器が後に続く整流段階からなる。あるいは、整流器と単一比較器の代わりに、別の比較器を正の信号と負の信号に対して使用し、出力を組み合わせて単一アラーム信号を発生する。所定の期間、すなわち、おそらくは最大１秒までにおいて比較器から出力される信号の値を保持するオプションのラッチ（図示せず）を設けることができる。
【００５７】
比較器の出力は、信号が閾値を超えない状態に対して論理レベル０を、信号が閾値を超えたときの状態に対して論理レベル「１」を有するように配置構成される。物体がセンサ１０、１１、１２の範囲から外れると、論理レベルは、信号レベルが閾値以下に下がった後にゼロに戻る。実際、アラームは、遅延のリセット、およびスイッチ／ボタン５が押されるまで出力を論理１に維持するフリップフロップなどのラッチによって定められる経過時間の間続けられることが好ましいこともありうる。
【００５８】
ラッチの出力は、読出電子回路から、表示部４を駆動する表示電子回路１５を備える、警告デバイスの入力に受け渡される。視覚的アラームと可聴アラームの両方が設けられることが有益であることが知られているが、本質的なことではない。
【００５９】
それに加えて、比較器に供給される整流された磁気信号は警告デバイスに渡され、棒グラフ・インジケータを制御する。
センサがデジタル出力を有する場合、またはデジタイザーがセンサの直後に配置されている場合、フィルタ、整流器、比較器、ラッチ、および遅延器を含むと説明されている電子機能は、アナログ電子回路ではなくデジタル・プロセッサによって実行されうる。
【００６０】
警告デバイス１５、４は、第２の電源ＰＳＵ２から給電される。電源ＰＳＵ２は、ユーザ操作可能なデバイスから信号を受信し、信号の状態に応じて、表示電子回路の電源を入れたり切ったりする入力ポート１７を有する。電源を切ると、表示部４は、読出電子回路１３から出力されるラッチ信号の値に関係なく警告を発報しない。特に、ＰＳＵ２は、ＰＳＵ１を切ることなく切ることができ、したがって、警告デバイスは、センサ１０、１１
、１２、およびフィルタ１４への電源を切ることなく無効化することができる。
【００６１】
使用することができる修正された電子回路が、図面の図３に示されている。パーツが図２の回路で使用されているものと同じである場合、理解を容易にするために同じ参照番号が使用されており、上の関連する説明が適用される。重要な違いは、第２の電源ユニットＰＳＵ２を省いている点と、ＰＳＵ１から表示電子回路への電源線にスイッチ６が配置されている点である。したがって、比較的低い電流を切り替えて、その後、表示電子回路への電源を無効化する代わりに、スイッチで表示電子回路に流れる電流を直接遮断する。これには、組み立て時に注意を払っておかないと、電源線内での遮断が無用な磁場を発生させかねないという欠点があるが、必要な構成要素の数と複雑さを低減するというメリットもある。
【００６２】
使用に際して、装置を、事前スクリーニング領域内の扱いやすい位置に配置することができる。マット７は、ポール２の前に配置され、次いで、ポール２は、ユーザ入力デバイスがマット７に面するように向き付けられる。次いで、装置は、本線電源に接続される（専用電池電源を収容していない限り）。フィルタが整定すると直ちに使用できる状態にある。
【００６３】
装置を使用して患者の事前スクリーニングを行う方法は、添付図面の図６を参照しつつ以下のとおりである。
最初に、人をスクリーニングする前に、訓練を受けたＭＲＩ担当者がその人に定められた事前スクリーニング手順を受けさせる。まず、患者は適当な衣類に着替え（１００）、宝飾品、ヘアピンなどの着用している場合がある金属物体を取り外す。次いで、病歴、および外科用ピンなどの金属製インプラントを有しているかなどの詳細を尋ねるスクリーニングアンケートに記入する（２００）よう患者に求める。これらの予備段階は、現場の手続により病院毎に異なることがあり、したがって１００と２００は例である。訓練を受けたＭＲＩ担当者の満足のゆくようにこの記入が済んだ後、ＭＲＩ担当者は、ボタン５を押して（３００）、スクリーニング装置をオンにすることによって警告デバイスが有効化されることを確認する。実際には、装置は定常状態に整定してすぐに使用できるようにすでにオンにされているので、ただ単に警告デバイスをオンにするだけである。多くの場合、ＭＲＩ担当者は、警告表示部４を無効化することを好むことが判明しているが、そうしないと、そばを通り過ぎるときに誤認アラームが何回も発生し、常時監視されているように感じるからである。さらに、装置が使用されていないときに視覚的アラームが注意を逸らすこともありうる。
【００６４】
警告デバイス４が有効化された後、スクリーニングを受ける患者は、両腕を脇に付けてポールの前のマット７上に立つよう求められる。次いで、マット７上に立ったまま全円（３６０度）回転する（４００）よう求められる。
【００６５】
スクリーニングを受けている人がマット７上に移動する場合、その人の身体上に、または身体内に強磁性体が存在すると、物体が移動し、重なり合う検出ゾーン内の磁場の変化を引き起こすので警告デバイスをトリガすることになる。それに加えて、人が回転すると、磁場が変化するので物体が警告デバイスをトリガする（５００）。人が非常に小さな強磁性物体を有していて例えばデバイスからその人の身体の反対側に配置されたため最初はデバイスから隠されていた場合、人が回転するとセンサに近づき、移動すると警告デバイスをトリガすることになる。
【００６６】
人は３６０度回転した後、マットから降りることができる。アラームが発生しなかった場合、クリアして（７００）、ＭＲＩ室に近づくことができる。アラームが発生した場合、金属物体を見つけて取り外すようその人に求め（６００）、警告デバイスを起動する原
因となる強磁性物体を見つけるためより詳細な身体検査を行うことができる。次いで、警告音がならなくなるまで人を装置の前で回転させる工程を繰り返す。そこで、患者は安全であるとみなされ、ＭＲＩスキャナー室に進み（７００）、事前スクリーニングの方法は終了する（８００）。
【００６７】
患者が歩行不能である場合には、修正された工程４００が必要である。この場合、患者は、非磁性の運搬用いす、車いす、または車輪付き担架（移載装置として知られている）でスクリーニングを受けることになるであろう。次いで、患者はマット７上で一方の方向に押され、次いで、１／２回転（１８０度）されて、マット７の上で装置を過ぎて押し戻され、患者の反対側も走査される。このためには、人も移載装置もアラームを引き起こさないように強磁性の物質がＭＲＩ担当者にないことが必要である。
【００６８】
この方法は、ＭＲＩ室に持ち込まれる前に未知の組成の物体が強磁性の物質を含んでいるかどうかを判定するために使用することができる。テストすることが可能な物品の例は、シリンダ、患者監視機器、工具、洗浄装置、その他安全か、潜在的入射効果危険であるかどうかがはっきりしない場合には何でも可能である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【手続補正書】
【提出日】平成26年6月20日(2014.6.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スクリーニングを受ける人の表面又は内部に位置する強磁性物体を検出するための装置であって、
第１の空間体積内の周囲磁場または勾配を使用時に測定し、対応する測定信号を生成する、少なくとも第１の磁気センサと、
前記磁気センサに電力を供給する１次電源と、
前記磁気センサと通信状態にあるように配置されており、前記測定信号の時間的変動を識別し、該識別した時間的変動から前記空間体積内の強磁性物体の存在を示す出力信号を供給するように構成された、信号処理回路と、
前記信号処理回路からの出力によって、前記信号処理回路からの出力信号に応答して可聴警告および可視警告のうちの少なくとも一方を該装置の付近において与えるように動作可能な警告デバイスと、を備え、
前記磁気センサの電源を切ることなくユーザによる該警告デバイスの無効化を可能とするユーザ操作可能な入力手段を備え、
装置。
【請求項２】
前記信号処理回路は、１つまたは複数のフィルタを備え、前記第１の磁気センサからの前記出力信号は前記フィルタのうちの少なくとも１つに通される請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記ユーザ操作可能な入力手段は、前記フィルタの電源を切ることなく前記警告デバイスの無効化を可能とする請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記ユーザ操作可能な入力手段は、比較的低い電流の電気信号の値を変化させ、該電気信号の値に従って前記装置は前記警告デバイスを無効化または有効化する請求項１乃至３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項５】
前記信号は、前記ユーザ操作可能な入力デバイスからツイスト・ペア・ケーブルを通じて伝送される請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記警告デバイスのための出力電力を供給する第２の電源を備え、該第２の電源の出力は、前記警告デバイスへの電力が有効化されるレベルと前記警告デバイスへの電力が無効
化されるレベルとの間で切替え可能であり、前記出力の状態は前記ユーザ操作可能な入力手段からの信号の値に依存する請求項４または５に記載の装置。
【請求項７】
前記第２の電源の出力は、ツイスト・ペア・ケーブルを通じて信号処理回路および警告デバイスに接続されている請求項１乃至６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項８】
単一のハウジングを備え、該単一のハウジング内に前記信号処理回路、前記第１の磁気センサ、および電源が配置されている請求項１乃至７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項９】
使用時の位置において、前記ユーザ操作可能な入力手段は、前記ハウジングにおいて、平均的な身長のユーザが前屈みになることなく押すことができる高さに配置されている請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
マットを備え、該マットは使用時に前記ハウジングの前方の地面に配置され、前記空間体積内のどこに人が立つ必要があるかを示す、請求項８または９に記載の装置。
【請求項１１】
前記ハウジングはポールを備え、前記磁気センサのうちの一方が該ポールの頂部または頂部の近くに配置され、他方の磁気センサが該ポールの底部または底部の近くに配置され、前記ユーザ操作可能な入力手段は前記ポールの中点または中点の近くに扱いやすく配置される請求項８、９、および１０のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１２】
前記ユーザ操作可能な入力手段はボタンまたはスイッチを備える請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１３】
前記第１の空間体積と少なくとも部分的に重なり合う第２の空間体積内の周囲磁場または勾配を使用時に測定し、対応する測定信号を生成する第２の磁気センサをさらに備え、
前記信号処理回路は、前記第１および第２のセンサがグラジオメータとして構成されるように構成されている請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１４】
第３のセンサを備え、前記第１、第２、および第３のセンサが２次グラジオメータとして構成される請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１５】
人または物体をスクリーニングする方法であって、
装置を提供する工程であって、該装置は、第１の空間体積内の周囲磁場または勾配を使用時に測定し、対応する測定信号を生成する、少なくとも第１の磁気センサと、前記磁気センサに電力を供給する１次電源と、前記磁気センサと通信状態にあるように配置されており、前記測定信号の時間的変動を識別し、該識別した時間的変動から前記空間体積内の強磁性物体の存在を示す出力信号を供給するように構成された、信号処理回路と、前記信号処理回路からの出力によって、前記信号処理回路からの出力信号に応答して可聴警告および可視警告のうちの少なくとも一方を該装置の付近において与えるように動作可能な警告デバイスと、を備える、前記工程を備え、
（ａ）スクリーニングを受ける人または物体を前記空間体積内に第１の向きで配置する工程と、
（ｂ）前記人または物体を第１の位置から少なくとも１８０度ずれている第２の向きで前記空間体積内に配置する工程と、
（ｃ）前記警告デバイスからの警告を観測する工程と、
を備える方法。
【請求項１６】
前記人または物体を前記第１の向きから前記第２の向きへ少なくとも１８０度回転させる工程を備える請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記人を回転させる工程は、前記空間体積内に配置するときに回転させる工程を含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
患者を回転させる工程は、前記空間体積内で少なくとも３６０度回転させる工程を含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
マットを提供し、該マット上に患者を配置する工程と、該マット上に前記人を立たせたまま該人を回転させる工程とを備え、前記マットは前記空間体積の下に配置され、好適には全体がゾーン内にあるように配置される、請求項１７または１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記装置は、前記磁気センサの電源を切ることなく前記警告デバイスの無効化を可能とするユーザ操作可能な入力を備え、（ｄ）ユーザ操作可能な入力手段を使用して表示部の電源を入れる工程をさらに備える請求項１５乃至１８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２１】
完了時、前記ユーザ操作可能な入力手段を使用して前記磁気センサまたは信号処理手段の電源を切ることなく前記警告デバイスを無効化する工程をさらに備える請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記警告デバイスの電源が投入された後に前記デバイスの前方に磁性物体を導入し、患者の配置前に前記警告デバイスのテストを行う工程を備える請求項１５乃至２１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２３】
患者は、非磁性運搬手段で、最初に一方の方向に、次いで反対方向に、いずれの場合も前記患者の両側が走査されるように前記装置の近くで、前記装置を通って運ばれる請求項１５乃至２２のいずれか一項に記載の方法。
【国際調査報告】
2014522970.tif 000016
2014522970.tif 000017
2014522970.tif 000018