(57)【要約】 組織の非侵襲的解析のためのシステムは、神経、筋肉および血管を区別する非強磁性携帯型プローブ（15）を含む。プローブ内の磁場ソースは、組織容量内に均一な時不変磁場を生成し、磁場強度に関連する特定の周波数範囲のRF励起信号を受信する誘導コイル（19）を含み、それにより、励起信号を磁場の方向に垂直に生成して、磁場強度により予め定められた深さおよび厚みを有する生体組織片を磁化し、それにより各組織片内の生体組織のみが核スピンエコー信号に応答する。制御ユニットは、励起信号の時間パターンを生成し、生体組織から核スピンエコー信号を示すデータを抽出し、時間定数T1、T2を有する緩和曲線を判定し、緩和曲線の統計処理を行って、プローブによって励起された組織のタイプを判定する。【選択図】図３
2018511412.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
神経、筋肉および血管を含む異なるタイプの組織を区別するための試験された被験体の組織の非侵襲的解析のためのシステム（１０）であって、該システムは、
非強磁性材料から形成されたケーシング（１６）およびその作動末端（１７）に予め定めた断面を有する携帯型プローブ（１５）と；
ケーシング内の磁場ソースユニット（１８）であって、前記作動末端でケーシングの断面に等しい断面を有し、かつ０．０２から０．７５テスラの範囲の磁場強度を有する組織容量内に、略均一な時不変磁場を生成するように構成された磁場ソースユニット（１８）と；および、
磁場ソースユニットの内部にあり、磁場強度に関連する特定の周波数範囲のＲＦ励起信号を受信するように構成された少なくとも１つの誘導コイル（１９）であって、前記少なくとも１つの誘導コイルは、前記磁場の方向に略垂直な方向へ電磁励起信号を生成することによって、磁場とＲＦ励起信号に対し応答し、それにより生体組織片を磁化させ、前記組織片は磁場強度の予め定めた関数である深さおよび厚みを有し、前記組織片中の生体組織は、核スピンエコー信号に対する電磁応答を生成する少なくとも１つの誘導コイル（１９）と；
少なくとも１つの誘導コイルに繋げられ、各組織片のそれぞれの電磁応答の関数であるＲＦ励起周波数を生成するように構成される信号発生器（２０）と；
少なくとも１つの誘導コイルに繋げられ、そこから電磁応答を受信し、それを示す測定データを生成するように構成される受信器ユニット（２１）；および、
ＲＦ励起信号の予め定めた時間パターンを生成するように信号発生器に接続される制御ユニット（２５）であって、さらに受信器ユニットに接続され、電磁応答に応答して測定データを処理し、生体組織からの核スピンエコー信号を示すデータを抽出することで、時間定数Ｔ１およびＴ２を有する緩和曲線を測定し、かつプローブにより励起された組織のタイプを判定するために緩和曲線を統計的に処理する制御ユニット（２５）を含む、ことを特徴とするシステム。
【請求項２】
制御ユニットは、特定の既知の組織のタイプに対応し、かつ予め定めた時間定数Ｔ１それぞれにおいて指数関数的に減衰する、少なくとも１つの特性曲線を各群が画定する緩和曲線の複数の群を特徴付ける予め定めたデータにアクセスするように、かつ、測定データに対応する組織のタイプを特定するために、リアルタイムで測定データを解析して、測定データが緩和曲線のどの群に最も適合するかを判定するように、リアルタイムで構成されていることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
制御ユニットは、特定の既知の組織のタイプに対応し、かつ予め定めた時間定数Ｔ１とＴ２それぞれにおいて指数関数的に減衰する、少なくとも２つの特性曲線を各群が画定する緩和曲線の複数の群を特徴付ける予め定めたデータにアクセスするように、かつ、測定データに対応する組織のタイプを特定するために、リアルタイムで測定データを解析して、測定データが緩和曲線のどの群に最も適合するかを判定するように、リアルタイムで構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のシステム。
【請求項４】
制御ユニットは、測定データから判定された異なる指数に対する時間定数および加重で前記予め定めたデータを増加させるように構成され、それにより継続的な使用によって蓄積され増加していくデータベースに基づいて連続して測定を解析することを可能にして、これにより処理時間が短縮されることを特徴とする請求項２または３に記載のシステム。
【請求項５】
制御ユニットは、測定開始から５秒未満で、測定データが最も適合しているのはどの緩和曲線の群か判定するように構成されることを特徴とする請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
プローブは、前記緩和曲線を取得し保存するために、使用前に較正されることを特徴とする請求項２から５のいずれか１つに記載のシステム。
【請求項７】
ケーシング（１６）の作動末端（１７）は、円筒形の断面を有することを特徴とする請求項１から６のいずれか１つに記載のシステム。
【請求項８】
ケーシングの作動末端の直径が２から３０ｍｍであることを特徴とする請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
異なる組織片が同時に励起されるように、互いに異なる周波数範囲でそれぞれのＲＦ励起信号を受信するようにそれぞれ構成された１以上の誘導コイルを含むことを特徴とする請求項１から８のいずれか１つに記載のシステム。
【請求項１０】
ＲＦ励起周波数が２から２０ＭＨｚの周波数の範囲にあることを特徴とする請求項１から９のいずれか１つに記載のシステム。
【請求項１１】
少なくとも１つの誘導コイル（１９）は、信号発生器（２０）および受信器ユニット（２１）にデュプレクサ（２６）を介して共通して繋がれ、それにより少なくとも１つの誘導コイルが、異なる時間スロットでＲＦ励起周波数を適用し応答を受信することを特徴とする請求項１から１０のいずれか１つに記載のシステム。
【請求項１２】
少なくとも第１および第２の誘導コイルを含み、第１の誘導コイルは信号発生器に繋げられ、第２の誘導コイルは受信器ユニットに繋げられ、前記第１および第２の誘導コイルはＲＦ励起周波数を適用し応答を受信するために異なる時間スロットの間で作動することを特徴とする請求項１から１０のいずれか１つに記載のシステム。
【請求項１３】
磁場ソースユニット（１８）は、両方が第１の磁気極性である１対の外部弓状セグメント（３０）、および、両方が第１の磁気極性に対向する第２の磁気極性である１対の内部セグメント（３１）を備え、少なくとも１つの誘導コイルは、外部セグメントと内部セグメントとの間の環状間隙（３２）内に配置されることを特徴とする請求項１から１２のいずれか１つに記載のシステム。
【請求項１４】
外部セグメントおよび内部セグメントは、異なる半径の円上にあるそれぞれの輪郭を有することを特徴とする請求項１３に記載のシステム。
【請求項１５】
外部セグメントの半径はそれぞれ１０ｍｍ未満であることを特徴とする請求項１４に記載のシステム。
【請求項１６】
内部セグメント（３１）は、外部セグメント（３０）よりも高さが低く、内部セグメントと外部セグメントのそれぞれの端面が同一平面上にあるように支持されていることを特徴とする請求項１３から１５のいずれか１つに記載のシステム。
【請求項１７】
少なくとも１つの誘導コイルは、異なるＲＦ励起周波数を受信するようにそれぞれ構成された複数のコイルを含み、それにより異なる組織片を同時に解析できるようになることを特徴とする請求項１から１２のいずれか１つに記載のシステム。
【請求項１８】
少なくとも１つの誘導コイルは、異なるＲＦ励起周波数を受信するようにそれぞれ構成された複数のコイルを含み、それにより異なる組織片を同時に解析できるようになることを特徴とする請求項１３から１６のいずれか１つに記載のシステム。
【請求項１９】
複数のコイルは、内部セグメントと外部セグメントとの間に環状間隙を有する垂直なスタックに配置されることを特徴とする請求項１８に記載のシステム。
【請求項２０】
体組織の異なる部分を励起するようにそれぞれ配向された複数のプローブを有する、請求項１から１９のいずれか１つに記載のシステム。
【請求項２１】
神経、筋肉および血管を含む異なるタイプの組織を区別するための試験された被験体の組織の非侵襲的解析のための携帯型プローブ（１５）であって、該携帯型プローブは、
非強磁性材料で形成され、その作動末端に予め定めた断面を有するケーシング（１６）と；
ケーシング内の磁場ソースユニット（１８）であって、前記作動末端でケーシングの断面に等しい断面を有し、かつ０．０２から０．７５テスラの範囲の磁場強度を有する組織容量内に、略均一な時不変磁場を生成するように構成された磁場ソースユニット（１８）と；および、
磁場ソースユニットの内部にあり、磁場強度に関連する特定の周波数範囲のＲＦ励起信号を受信するように構成された少なくとも１つの誘導コイル（１９）と、を含み、
前記少なくとも１つの誘導コイルは、前記磁場の方向に略垂直な方向へ電磁励起信号を生成することによって、磁場とＲＦ励起信号に対し応答し、それにより生体組織片を磁化させ、前記組織片は磁場強度の予め定めた関数である深さおよび厚みを有し、それにより前記組織片中の生体組織は、核スピンエコー信号に対する電磁応答を生成し；
少なくとも１つの誘導コイルは、各組織片のそれぞれの電磁応答の関数であるＲＦ励起周波数を受信し、前記試験された被験体の体組織にＲＦ励起周波数を配向するように構成され、かつ、
さらに、少なくとも１つの誘導コイルは、体組織からの電磁応答を受信し、その電磁応答を、それを示す測定データを生成し、緩和時間を判定しそこからプローブによって励起される組織のタイプを判定するように適合された外部ユニットに伝達するように構成されていることを特徴とするプローブ。
【請求項２２】
ケーシング（１６）の作動末端（１７）は、円筒状の断面を有することを特徴とする請求項２１に記載のプローブ。
【請求項２３】
ケーシングの作動末端の直径が３から８ｍｍであることを特徴とする請求項２２に記載のプローブ。
【請求項２４】
異なる組織片が同時に励起されるように、互いに異なる周波数範囲でそれぞれのＲＦ励起信号を受信するようにそれぞれ構成された１以上の誘導コイルを含むことを特徴とする請求項２１から２３のいずれか１つに記載のプローブ。
【請求項２５】
少なくとも１つの誘導コイルは、異なる時間スロットでＲＦ励起周波数を適用し、応答を受信するように構成されていることを特徴とする請求項２１から２４のいずれか１つに記載のプローブ。
【請求項２６】
ＲＦ励起周波数を適用し、応答を受信するために異なる時間スロットの間で作動する少なくとも第１および第２の誘導コイルを含む、請求項２１から２４のいずれか１つに記載のプローブ。
【請求項２７】
磁場ソースユニットは、両方が第１の磁気極性である１対の外部弓状セグメント（３０）、および、両方が第１の磁気極性に対向する第２の磁気極性である１対の内部セグメント（３１）を備え、少なくとも１つの誘導コイルは、外部セグメントと内部セグメントとの間の環状間隙（３２）内に配置されることを特徴とする請求項２１から２６のいずれか１つに記載のプローブ。
【請求項２８】
外部セグメントおよび内部セグメントは、異なる半径の円上にあるそれぞれの輪郭を有することを特徴とする請求項２７に記載のプローブ。
【請求項２９】
外部セグメントのそれぞれの半径が１０ｍｍ未満である、請求項２８に記載のプローブ。
【請求項３０】
内部セグメント（３１）は、外部セグメント（３０）よりも高さが低く、内部セグメントおよび外部セグメントのそれぞれの端面が同一平面にあるように支持されている、請求項２７から１４のいずれか１つに記載のプローブ。
【請求項３１】
少なくとも１つの誘導コイルは、異なるＲＦ励起周波数を受信するようにそれぞれ構成された複数のコイルを含み、それにより異なる組織片を同時に解析できるようになることを特徴とする請求項２１から２６のいずれか１つに記載のプローブ。
【請求項３２】
少なくとも１つの誘導コイルは、異なるＲＦ励起周波数を受信するようにそれぞれ構成された複数のコイルを含み、それにより異なる組織片を同時に解析できるようになることを特徴とする請求項２７から２１のいずれか１つに記載のプローブ。
【請求項３３】
複数のコイルは、内部セグメントと外部セグメントとの間に環状間隙を有する垂直なスタックに配置される、請求項３２に記載のプローブ。
【請求項３４】
磁気ソースユニット（１８）は、頂部（３３）と、頂部に配置された少なくとも１つのコイル（１９）とを有する略錐体形であることを特徴とする請求項２１から３３のいずれか１つに記載のプローブ。
【請求項３５】
磁気ソースユニット（１８）は、先端に配置された少なくとも１つのコイル（１９）を有する先端（３４）を有する錐台形状であることを特徴とする請求項２１から３３のいずれか１つに記載のプローブ。
【請求項３６】
磁気ソースユニット（１８）は、略バナナ形（３５）であり、その中間およびその対向端にそれぞれ誘導コイル（１９）が設けられていることを特徴とする請求項２１から３３のいずれか１つに記載のプローブ。
【請求項３７】
磁気ソースユニット（１８）は、略中空ベーグル形状（３６）でありその内側表面に沿ってそれぞれ誘導コイル（１９）が設けられていることを特徴とする請求項２１から３３のいずれか一項に記載のプローブ。
【請求項３８】
ベーグル形の相互に垂直な内径の対向端部にそれぞれ少なくとも４つのコイルを含むことを特徴とする請求項３７に記載のプローブ。
【請求項３９】
磁気ソースユニット（１８）は、内部シリンダ（３７）と、外部シリンダ（３８）と、内シリンダ（３７）の端部に搭載された少なくとも１つのコイル（１９）と、を含むことを特徴とする請求項２１から３３のいずれか１つに記載のプローブ。
【請求項４０】
磁気ソースユニット（１８）は、対向側壁（３９，４０）を含み、そのそれぞれは誘導コイル（１９）を支持し、患者の肢に挿入するために寸法決めされていることを特徴とする請求項２１から３３のいずれか１つに記載のプローブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
＜発明の分野＞
本発明は、核磁気共鳴法（ＮＭＲ）を使用する体組織の解析及び検出に関連する。
【背景技術】
【０００２】
核磁気共鳴法は、医用画像（ＭＲＩ）に使用されるものとして周知である、非侵襲的方法である。放射線学的診断のための前記方法の有効性は、ＲＦパルスのシーケンスに対する、組織の含水量の様々な応答に基づいて、様々なタイプの組織を区別する能力の結果である。具体的に、ＭＲ画像における対比は、Ｔ１及びＴ２として知られるＲＦ励起の後の、組織の様々な緩和時間の結果である。
【０００３】
ＵＳ２０１５／００１８６３８は、０．１５〜０．５テスラの範囲で比較的低い一定磁場を使用して実行されるＮＭＲ（核）緩和法に基づいた、血液関連パラメータの非侵襲的測定のための技術を提供する。比較的低い無線周波数を持つ複数の電磁励起パルスシーケンスが、磁場に配された生体組織上に適用され、試験された被験体の血液関連パラメータは、適用された励起シーケンスに応じて組織から受信された複数の核スピンエコー信号を使用して判定され、それにより、得られた信号の精度の改善が可能となり、プロセスの持続時間が実質的に減少する。
【０００４】
ＵＳ２０１５／００１８６３８に記載される機器は実質的に低プロファイルのＮＭＲシステムであり、これは、患者の全身ではなく単肢のみを測定するために構成されたものであり、１対の永久磁石に包囲されたレセプタクルの中への単肢の挿入を必要とする。
【０００５】
Ｃａｅｓａｒｉａ，  ＩｓｒａｅｌのＤｕｎｅ  Ｍｅｄｉｃａｌ  Ｄｅｖｉｃｅｓ  Ｌｔｄ．により製造され且つ特許を取得されたＭａｒｇｉｎＰｒｏｂｅ（商標）は、私有のＦｒｉｎｇｅ  Ｆｉｅｌｄ  Ｓｅｎｓｏｒ（ＦＦＳ）を収容する、使い捨てのプローブユニットを開示している。外科医はプローブを試料に適用し、ＦＦＳは生体電気特性における僅かな差異を感知することで、組織の電磁気シグネチャ（健康又は癌）を正確に捕捉することが可能となる。ＭａｒｇｉｎＰｒｏｂｅシステムの背後にある技術はＲＦ分光法の原理に基づくものであり、これにより、組織は磁場にさらされて、磁場に対する組織応答の測定が可能となって、電磁気シグネチャがもたらされる。プローブの先端に配置されると、センサーは、正確に制御された電磁場を放射し、且つ組織応答を捕捉する。
【０００６】
ＵＳ２００７／２２２４３３は、体組織のＮＭＲマッピングのために最小限に侵襲的な孔を通って挿入され得る遠位部を持つ、プローブ本体に搭載されたセンサーアレイを開示している。
【０００７】
Ｇｉｕｌｉｏ  Ｇａｍｂａｒｏｔａらによる、ＪＯＵＲＮＡＬ  ＯＦ  ＭＡＧＮＥＴＩＣ  ＲＥＳＯＮＡＮＣＥ  ＩＭＡＧＩＮＧ  ２９：９８２−９８６（２００９）における「ＮＭＲ  Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ  ｏｆ  Ｈｕｍａｎ  Ｍｅｄｉａｎ  Ｎｅｒｖｅ  ａｔ  ３  Ｔ：Ｐｒｏｔｏｎ  Ｄｅｎｓｉｔｙ，  Ｔ１，  Ｔ２，  ａｎｄ  Ｍａｇｎｅｔｉｚａｔｉｏｎ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ」と題された論文においても言及が行われている。この論文は、神経と筋組織を区別するための、３Ｔでのヒト正中神経における陽子密度（ＰＤ）、Ｔ１及びＴ２の緩和時間、及び磁化移動（ＭＴ）といった、ＭＲＩに関連する特性の測定について議論している。この著者は、正中神経と筋組織との区別は困難であると結論を下している。
【０００８】
手術中に組織のタイプのリアルタイムの判定を可能にする、手持ちプローブが必要とされている。そのようなプローブは、手術中に安全に切断することができ且つ後に治癒する筋肉や腱などの体組織の片手での区別、及び、手術中に傷つけられることはないが不注意による損傷が治癒しない場合もある神経のもう片方の手での区別を可能にするものである。この必要性は、先行技術により対処されておらず、未だ十分に満たされていない。
【発明の概要】
【０００９】
それ故、本発明は、手術中に組織のタイプのリアルタイムの判定を可能にする手持ちプローブを提供することを目的としている。
【００１０】
この目的は、それぞれの独立請求項の特徴を持つシステム及びプローブによって、本発明に従い実現される。
【００１１】
本発明に係るシステムは、Ｔ１及びＴ２の緩和曲線の記録と解析に基づき、神経組織と、筋肉などの他の組織のタイプとの区別を可能にする。この目的のために、前記システムは、永久磁石、及びプローブの表面に０．０５テスラ−０．５テスラの範囲で磁場を生成するＲＦコイルを含む、プローブを含んでいる。プローブは組織上に配され、完全なＴ１及びＴ２の緩和曲線が磁化移動係数と同様に記録される。緩和曲線データは、画像においては可能とならない、リアルタイムでの筋肉と神経との区別を可能にする。具体的に、緩和曲線は、Ｔ１とＴ２それぞれに単一指数関数及び多次指数関数を割り当てるための統計処理を使用すると、最も適合する。その後、様々な指数に関して結果として生じる時間定数と重み付けは、当該技術分野におけるクラスタリングアルゴリズムの継続的な使用と状態により蓄積される、絶えず増大するデータベースに基づいて解析される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
本発明を理解し、且つそれが実際にどのようにして実行され得るのかを確認するために、ここでは実施形態を、添付の図面を参照するとともに、限定されない例のみによって説明する。
【図１】本発明に係るシステムの機能性を示すブロック図である。
【図２】ａ、ｂ、及びｃは、前記システムの動作の説明に有用な図形表現である。
【図３】図１のシステムに使用されるプローブの絵入りの表示である。
【図４】図２に示されるプローブの磁気ソースユニットの詳細を絵入りで示す。
【図５】ａ〜ｆは、様々な幾何学的形状を持つ磁気ソースユニットを示す略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１は、様々なタイプの組織を区別するために、試験された被験体の組織の非侵襲的解析のための、本発明に係るシステム（１０）の機能性を示すブロック図である。システム（１０）は、図３と４において絵入りで示される手持ちプローブ（１５）を含んでおり、これは、非強磁性材料で形成されたケーシング（１６）を有し、且つその作動末端（１７）に予め定めた断面を有している。ケーシング内の磁場源ユニット（１８）は、組織の容量内に略均一な、時不変磁場を生成するように構成されており、これは、作動末端（１７）にケーシングと等しい断面を有し、且つ０．０５〜０．５テスラの範囲の磁場強度を有している。磁場源ユニット（１８）内には少なくとも１つの誘導コイル（１９）が配置されており、これは、典型的に２−２０ＭＨｚの範囲の特定周波数でＲＦ励起信号を受信するように構成されており、励起周波数は、磁場強度の各テスラについてＲＦ励起信号が４２ＭＨｚとなるように磁場強度に関連している。誘導コイルは、磁場の方向に略垂直な方向に電磁励起信号を生成し、それにより１片の生体組織を磁化することにより、磁場、及びＲＦ励起信号に応答する。この生体組織片は、磁場強度の予め定めた関数である深さ及び厚みを有しており、これにより、従って励起された生体組織片中の生体組織のみが、核スピンエコー信号に対する電磁気応答をもたらす。
【００１４】
信号発生器（２０）が誘導コイル（１９）に繋げられており、プローブ（１０）により励起された組織片の電磁気応答それぞれの関数であるＲＦ励起周波数を生成するために構成されている。同様に、受信器ユニット（２１）は誘導コイル（１９）に繋げられており、そこから電磁気応答を受信し、それを表示する測定データを生成するように構成されている。制御ユニット（２５）は、励起ＲＦ信号の予め定めた時間パターンを生成するように信号発生器（２０）に繋げられるか、又は前記信号発生器（２０）を含んでおり、制御ユニット（２５）は更に受信器ユニット（２１）に接続され、緩和時間、及びそこからプローブにより励起された組織のタイプを判定するために、測定データを処理し且つ生体組織から核スピンエコー信号を示すデータを抽出するための電磁気応答に応答する。
【００１５】
幾つかの実施形態において、誘導コイル（１９）は、デュプレクサ（２６）を介して信号発生器（２０）及び受信器ユニット（２１）へと共通して繋がれ、それにより、少なくとも１つの誘導コイルがＲＦ励起周波数を適用し、様々な時間スロットにおいて応答を受信する。
【００１６】
幾つかの実施形態において、ケーシング（１６）の作動末端（１７）の断面は円筒状であり、２−３０ｍｍの直径を有している。実行のために縮小された原型において、ケーシング（１６）の作動末端（１７）における直径は２０ｍｍであり、４２−６２ｍＴの磁場強度Ｂ０において３．２−９．５ｍｍの深さに対する組織の解析が可能となった。
【００１７】
体組織の連続的な深さで複数の切片から応答信号を励起且つ受信するために、補足的であるか、又は組み合わせて使用され得る、２つの異なる手法が利用され得る。これらの手法は共に、プローブ（１５）を介して様々な周波数の信号を生成及び適用することに依存しており、その各々が、深さと厚みが磁場強度の予め定めた関数である異なる組織片を磁化するように適合される。１つの手法には、１より多くの誘導コイルが提供され、誘導コイルの各々は、相互に異なる周波数範囲でＲＦ励起信号をそれぞれ受信するように構成されており、それにより異なる組織片が一斉に励起される。他方の手法において、信号発生器（２０）は、同じ誘導コイルへと連続的に適用される、時変励起信号を生成する。同様に、図１において、励起信号を適用し且つ応答信号を受信するために同じ誘導コイルが使用されるが、デュプレクサー（２６）は信号の流れを適切に配向する役目を果たし、複数の誘導コイルが代替的に使用されてもよい。一方は送信、他方は受信を行うように使用され、故にデュプレクサー（２６）の必要性が取り除かれる。何れかの手法において、制御ユニット（２５）は、図面の図２のａ〜ｃに関して以下に説明されるような正確な時変励起信号を得るために、信号発生器（２０）に繋がれたパルスプログラマ（２７）を含んでいる。信号発生器（２０）とパルスプログラマ（２７）は共に信号処理器（２８）を構成する。
【００１８】
図３と４は、両方が第１の磁気極性である１対の外部弓状セグメント（３０）と、両方が、環状間隙（３２）を画定する第１の磁気極性に対向する第２の磁気極性である１対の内部セグメント（３１）とを含む、磁場ソースユニット（１８）の実施形態を示す。少なくとも１つの誘導コイル（１９）が、外部セグメントと内部セグメントとの間の環状間隙（３２）内に配置される。外部セグメント（３０）及び内部セグメント（３１）は、様々な半径の円にあるそれぞれの輪郭を有しており、外部セグメントの半径は好ましくは１０ｍｍ未満である。内部セグメント（３１）は外部セグメント（３０）よりも高さが低くてもよく、その場合これらは、内部セグメントと外部セグメントの端面がそれぞれ同一平面上にあるように支持されてもよい。複数のコイルが設けられると、これらは、内部セグメントと外部セグメントとの間の環状間隙（３２）を持つ垂直なスタックの中配置されてもよい。
【００１９】
図５のａ〜ｆは、様々な幾何学的形状を持つ磁気ソースユニット（１８）を示す略図である。全ての場合において、１以上のコイルが磁気ソースユニット（１８）の作動末端に搭載され、これは患者の組織に対して保持されており、場合によっては患者の組織がその中に挿入される。故に、図５のａには、４−２５ｍｍの頂部（３３）と、該頂部（３３）に配置されるコイル（１９）とを含む、略錐体形状の磁気ソースユニット（１８）が示されている。図５のｂは、４−３０ｍｍの直径の錐台形状の先端（３４）に配置されたコイル（１９）を含む、円錐状の磁気ソースユニット（１８）を示す。このような磁気ソースユニット（１８）の何れかは、図３に示されるプローブの頭部を置き換える。図５のｃは、略バナナ形状（３５）の円錐状の磁気ソースユニット（１８）を示しており、その中間、及びその対向端部には、コイル（１９）がそれぞれ設けられている。先端間の寸法は５０−３００ｍｍである。図５のｄは、内面にコイル（１９）がそれぞれ設けられている略中空ベーグル形状（３６）の磁気ソースユニット（１８）を示し、そのような４つのコイルはそれぞれ、５０−３００ｍｍの寸法のベーグルの相互に垂直な内径の対向端部に示されている。図５のｅは、内部シリンダ（３７）と外部シリンダ（３８）それぞれを有する磁気ソースユニット（１８）を示し、コイル（１９）は、４−３０ｍｍの直径の内部シリンダ（３７）の端部に搭載されている。図５のｆは、５０−３００ｍｍの間隔を空けた対向側壁（３９）と（４０）を有する磁気ソースユニット（１８）を示し、その各々はコイル（１９）を支持しており、その間には患者の肢が挿入されてもよい。全ての場合、１つのコイル（１９）が明確性のために示され、実際に複数のコイルが利用され得ることが理解される。
【００２０】
システム（１０）は、体組織の異なる部分の励起のために、各々配向される複数のプローブ（１５）を利用してもよい。
【００２１】
システム（１０）とプローブ（１５）の要素を説明することで、我々はここで簡潔に、特に図２のａ〜ｃに関して、測定と解析が制御ユニット（２５）により実行される方法について説明する。
【００２２】
本発明の一実施形態において、制御ユニット（２５）は、特異的な既知の組織のタイプに対応し且つ予め定めた時間定数Ｔ１とＴ２それぞれにおいて指数関数的に減衰する少なくとも２つの特性曲線を各群が画定する、緩和曲線の複数の群を特徴化する予め定めたデータにアクセスするように、及び、測定データに対応する組織のタイプを特定するために、リアルタイムで測定データを解析して、測定データが最も適合するのはどの緩和曲線の群であるのかを判定するように、リアルタイムで構成される。
【００２３】
時間定数Ｔ１とＴ２の誘導（ｄｅｒｉｖａｔｉｏｎ）は以下に記載され、特性曲線には体組織の特定のタイプの特徴である様々な時間定数Ｔ１とＴ２があることが理解される。体組織の様々なタイプそれぞれに関する緩和曲線はオフラインであると判定され、時間定数Ｔ１とＴ２を表すデータは、制御ユニット（２５）のメモリに保存され、統計的に処理される。実測中に、各組織片によりプローブへと戻される応答信号は、時間定数の推定値を結果としてもたらす適切な指数関数に対して最も適合し、その際に、どの組織のタイプが、測定されている切片に関する適合によって得られる時間定数に対応するのかが確立され得る。
【００２４】
制御ユニット（２５）のメモリに保存される予め定めた時間定数を各々が有している、２以上の緩和曲線の同時の整合は、最良適合プロセスの収束を促進させることに注意されたい。この理由により、２以上の緩和曲線の使用が不可欠な、多くの外科的用途が存在する。そのような多くの手順において、時間が最重要であり、２以上の緩和曲線の使用により、５秒未満での組織のタイプの判定が可能となる。しかし、時間があまり重要でない用途も存在する。例えば、プローブは、診断医が著しく長い間、即ち１分以上もの間待機しても差し支えの無い、非侵襲的診断法に使用されてもよい。そのような用途において、両曲線に対する測定された応答を最良に適合させることが重要でない場合もあり、使用はＴ１特徴自体によって行われてもよい。なぜならば、それはＴ２特徴の整合よりも遅いが、組織のタイプを特定するには十分であり、その一方でＴ２自体はあまり早く整合を行うことはできない。
【００２５】
＜Ａ．パルス反転によるＴ１測定＞
測定の目的は、材料のスピン緩和時間Ｔ１を定量的に測定することである。測定の初めに、パルスを適用する前に、システムは熱平衡の状態にあり、そこではＢ０と称される外部磁場の方向に磁化が位置合わせされている。第１のパルスは、磁化を逆にするように動作し、それにより磁化は磁場とは反対の方向に位置合わせされるその結果、システムは平衡状態に戻るように努め、それによってシステムが平衡状態に戻るのに必要な時間はＴ１と称される。第２及び第３のパルスの目的は、第１のパルスの後の時間ｔにおける磁化状態を測定することである。この測定は、９０°及び１８０°のパルスの組み合わせにより生成されたエコー信号の補助によって実行される。ｔの様々な値を持つこの一連のパルスを繰り返すことで、図２に示される曲線が生成され、そこから時間定数Ｔ１を得ることができる。
【００２６】
＜Ｂ．一連の１８０°のパルスによるＴ２測定＞
この測定の目的は、Ｔ２として知られる磁気共鳴の信号減衰時間を定量的に測定することである。この減衰は、材料における局所的な磁場及びスピンの結果であり、歳差運動周波数の拡散を形成し、信号を減衰させる。この測定は、図２のｃに示される一連のパルスを使用する一連の測定を必要とすることなく、１つの測定において行うことが可能である。適切なアルゴリズムは、Ｓ．  Ｍｅｉｂｏｏｍ  ａｎｄ  Ｄ．  Ｇｉｌ  ｉｎ  “Ｍｏｄｉｆｉｅｄ  ｓｐｉｎ−ｅｃｈｏ  ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  ｍｅａｓｕｒｉｎｇ  ｎｕｃｌｅａｒ  ｒｅｌａｘａｔｉｏｎ  ｔｉｍｅｓ”  Ｒｅｖ．  Ｓｃｉ．  Ｉｎｓｔｒｕｍ．  ２９，  ６８８  （１９５８）に開示されている。この一連は、外部磁場の方向に垂直に磁化を移す９０°のパルスで開始する。磁化はここで、外部磁場軸の周囲で回転（歳差運動）を受ける。外部磁場の不均等性にさらされないようにするために、使用はエコーとして知られている１８０°のパルスにより行われ、その開始時点で、外部磁場の均一性の欠如の結果として拡散される周波数が取り消され、スピンは全て位置合わせされ、強力な信号を形成する。一連の１８０°のパルスを使用すると、一連のエコーが生成され、従って、エコーパルスの持続時間にわたるエコーの開始時に信号測定から、減衰の時間定数がＴ２と称される、図２のｂに示されるような崩壊曲線が得られる。
【００２７】
本発明に係る制御ユニットは、適切にプログラムされたコンピュータでもよい。同様に、本発明は、本発明の方法を実行するためのコンピュータにより読取り可能なコンピュータプログラムを考慮する。本発明は更に、本発明の方法を実行するための機械により実施可能な命令のプログラムを明確に具体化する機械可読メモリを考慮する。
【００２８】
１以上の実施形態に関して記載される特徴は、そのような実施形態に限定されるのではなく、一例として記載されている。故に、他に明言されていない限り、或いは特定の組み合わせが明らかに許容できないものでない限り、幾つかの実施形態のみに関して説明されるオプション機能は、同様に他の全ての実施形態にも適用可能であると仮定される。
【図１】
2018511412.tif 000003
【図２ａ】
2018511412.tif 000004
【図２ｂ】
2018511412.tif 000005
【図２ｃ】
2018511412.tif 000006
【図３】
2018511412.tif 000007
【図４】
2018511412.tif 000008
【図５ａ】
2018511412.tif 000009
【図５ｂ】
2018511412.tif 000010
【図５ｃ】
2018511412.tif 000011
【図５ｄ】
2018511412.tif 000012
【図５ｅ】
2018511412.tif 000013
【図５ｆ】
2018511412.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成28年12月8日(2016.12.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
ＵＳ２００５００４０８２３は、Ｃａｅｓａｒｉａ，  ＩｓｒａｅｌのＤｕｎｅ  Ｍｅｄｉｃａｌ  Ｄｅｖｉｃｅｓ  Ｌｔｄ．により製造されたＮＭＲプローブを開示している。少なくとも１つの磁石が、分析される材料と、材料における分極場Ｎ０上で重ね合わせられるパルス無線周波磁気励起場Ｂ１を生成するために無線周波共振回路を形成する現行の導体とにおいて、一定の時不変分極場Ｂ０を生成する。回路導体は、材料における特定の浸透深さを解析し、且つそのエコーが解析されている材料に特徴的な測定値を提供する距離だけ各々分離している、隣接励起場を生成する。使用時に、外科医はプローブを試料に適用し、ＦＦＳは生体電気特性における僅かな差異を感知することで、組織の電磁気シグネチャ（健康又は癌）を正確に捕捉することが可能となる。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
深さのプロファイリングはまた、Ｂｌｕｍｉｃｈ  Ｂ．  ｅｔ  ａｌ：  “Ｍｏｂｉｌｅ  ｓｉｎｇｌｅ−ｓｉｄｅｄ  ＮＭＲ”，  Ｐｒｏｇｒｅｓｓ  ｉｎ  Ｎｕｃｌｅａｒ  Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ  Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ，  Ｐｅｒｇａｍｏｎ  Ｐｒｅｓｓ，  Ｏｘｆｏｒｄ，  ＧＢ，  ｖｏｌ．  ５２，  ｎｏ．  ４，  １  Ｍａｙ  ２００８，  ｐａｇｅｓ  １９７  −  ２６９，  ＸＰ０２２５８９３９５により議論されている。この刊行物は、肉体、骨、及び骨髄を区別するためのＴ１及びＴ２のパラメータ画像の使用も記載している。
【手続補正３】
【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】
神経、筋肉および血管を含む異なるタイプの組織を区別するための試験された被験体の組織の非侵襲的解析のためのシステム（１０）であって、該システムは、
非強磁性材料から形成され作動末端（１７）を有するケーシング（１６）を有する携帯型プローブ（１５）と；
ケーシング内の磁場ソースユニット（１８）であって、組織容量内で０．０２から０．７５テスラの磁場強度を有する組織容量内に、略均一な時不変磁場を生成するように構成された磁場ソースユニット（１８）と；および、
磁場ソースユニットの内部にあり、磁場強度に関連する特定の周波数範囲のＲＦ励起信号を受信するように構成された少なくとも１つの誘導コイル（１９）であって、前記少なくとも１つの誘導コイルは、前記磁場の方向に略垂直な方向へ電磁励起信号を生成することによって、磁場とＲＦ励起信号に対し応答し、それにより生体組織片を磁化させ、前記組織片は磁場強度の予め定めた関数である深さおよび厚みを有し、前記組織片中の生体組織は、核スピンエコー信号に対する電磁応答を生成する少なくとも１つの誘導コイル（１９）と；
少なくとも１つの誘導コイルに繋げられ、各組織片のそれぞれの電磁応答の関数であるＲＦ励起周波数を生成するように構成される信号発生器（２０）と；
少なくとも１つの誘導コイルに繋げられ、そこから電磁応答を受信し、それを示す測定データを生成するように構成され受信器ユニット（２１）と；および、
ＲＦ励起信号の予め定めた時間パターンを生成するように信号発生器に接続される制御ユニット（２５）であって、さらに受信器ユニットに接続され、電磁応答に応答して測定データを処理し、生体組織からの核スピンエコー信号を示すデータを抽出することで、時間定数Ｔ１およびＴ２を有する緩和曲線を測定し、かつ、プローブにより励起された組織のタイプを判定するために緩和曲線を統計的に処理する制御ユニット（２５）と、を含み；
制御ユニット（２５）は、神経、筋肉、および血管からなる群の中でどのタイプの組織がプローブによって励起されるのかを判定するために、緩和曲線に応答することを特徴とするシステム。
【請求項２】
制御ユニットは、特定の既知の組織のタイプに対応し、かつ予め定めた時間定数Ｔ２において指数関数的に減衰する、少なくとも１つの特性曲線を各群が画定する緩和曲線の複数の群を特徴付ける予め定めたデータにアクセスするように、かつ、測定データに対応する組織のタイプを特定するために、リアルタイムで測定データを解析して、測定データが緩和曲線のどの群に最も適合するかを判定するように、リアルタイムで構成されていることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
制御ユニットは、特定の既知の組織のタイプに対応し、かつ予め定めた時間定数Ｔ１とＴ２を有する、少なくとも２つの特性曲線を各群が画定する緩和曲線の複数の群を特徴付ける予め定めたデータにアクセスするように、かつ、測定データに対応する組織のタイプを特定するために、リアルタイムで測定データを解析して、測定データが緩和曲線のどの群に最も適合するかを判定するように、リアルタイムで構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のシステム。
【請求項４】
制御ユニットは、測定データから判定された異なる指数に対する時間定数および加重で前記予め定めたデータを増加させるように構成され、それにより継続的な使用によって蓄積され増加していくデータベースに基づいて連続して測定を解析することを可能にして、これにより処理時間が短縮されることを特徴とする請求項２または３に記載のシステム。
【請求項５】
制御ユニットは、測定開始から５秒未満で、測定データが最も適合しているのはどの緩和曲線の群か判定するように構成されることを特徴とする請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
プローブは、前記緩和曲線を取得し保存するために、使用前に較正されることを特徴とする請求項２から５のいずれか１つに記載のシステム。
【請求項７】
ケーシング（１６）の作動末端（１７）は、円筒形の断面を有することを特徴とする請求項１から６のいずれか１つに記載のシステム。
【請求項８】
ケーシングの作動末端の直径が２から３０ｍｍであることを特徴とする請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
異なる組織片が同時に励起されるように、コントローラーのそれぞれが互いに異なる周波数範囲でそれぞれのＲＦ励起信号を送る、１以上の誘導コイルを含むことを特徴とする請求項１から８のいずれか１つに記載のシステム。
【請求項１０】
ＲＦ励起周波数が２から２０ＭＨｚの周波数の範囲にあることを特徴とする請求項１から９のいずれか１つに記載のシステム。
【請求項１１】
少なくとも１つの誘導コイル（１９）は、信号発生器（２０）および受信器ユニット（２１）にデュプレクサ（２６）を介して共通して繋がれ、それにより少なくとも１つの誘導コイルが、異なる時間スロットでＲＦ励起周波数を適用し応答を受信することを特徴とする請求項１から１０のいずれか１つに記載のシステム。
【請求項１２】
少なくとも第１および第２の誘導コイルを含み、第１の誘導コイルは信号発生器に繋げられ、第２誘導コイルは受信器ユニットに繋げられ、前記第１および第２の誘導コイルは  ＲＦ励起周波数を適用し応答を受信するために異なる時間スロットの間で作動することを特徴とする請求項１から１０のいずれか１つに記載のシステム。
【請求項１３】
磁場ソースユニット（１８）は、両方が第１の磁気極性である１対の外部弓状セグメント（３０）、および、両方が第１の磁気極性に対向する第２の磁気極性である１対の内部セグメント（３１）を備え、少なくとも１つの誘導コイルは、外部セグメントと内部セグメントとの間の環状間隙（３２）内に配置されることを特徴とする請求項１から１２のいずれか１つに記載のシステム。
【請求項１４】
外部セグメントおよび内部セグメントは、異なる半径の円上にあるそれぞれの輪郭を有することを特徴とする請求項１３に記載のシステム。
【請求項１５】
外部セグメントの半径はそれぞれ１０ｍｍ未満であることを特徴とする請求項１４に記載のシステム。
【請求項１６】
内部セグメント（３１）は、外部セグメント（３０）よりも高さが低く、内部セグメントと外部セグメントのそれぞれの端面が同一平面上にあるように支持されていることを特徴とする請求項１３から１５のいずれか１つに記載のシステム。
【請求項１７】
少なくとも１つの誘導コイルは、異なるＲＦ励起周波数を受信するようにそれぞれ構成された複数のコイルを含み、それにより異なる組織片を同時に解析できるようになることを特徴とする請求項１から１２のいずれか１つに記載のシステム。
【請求項１８】
少なくとも１つの誘導コイルは、異なるＲＦ励起周波数を受信するようにそれぞれ構成された複数のコイルを含み、それにより異なる組織片を同時に解析できるようになることを特徴とする請求項１３から１６のいずれか１つに記載のシステム。
【請求項１９】
複数のコイルは、内部セグメントと外部セグメントとの間に環状間隙を有する垂直なスタックに配置されることを特徴とする請求項１８に記載のシステム。
【請求項２０】
体組織の異なる部分を励起するようにそれぞれ配向された複数のプローブを有する、請求項１から１９のいずれか１つに記載のシステム。
【請求項２１】
神経、筋肉および血管を含む異なるタイプの組織を区別するための試験された被験体の組織の非侵襲的解析のための携帯型プローブ（１５）であって、該携帯型プローブは、
非強磁性材料で形成され作動末端を有するケーシング（１６）と；
ケーシング内の磁場ソースユニット（１８）であって、組織容量内で０．０２から０．７５テスラの範囲の磁場強度を有する組織容量内に、略均一な時不変磁場を生成するように構成された磁場ソースユニット（１８）と、；および、
磁場ソースユニットの内部にあり、磁場強度に関連する特定の周波数範囲のＲＦ励起信号を受信するように構成された少なくとも１つの誘導コイル（１９）と、を含み、前記少なくとも１つの誘導コイルは、前記磁場の方向に略垂直な方向へ電磁励起信号を生成することによって、磁場とＲＦ励起信号に対し応答し、それにより生体組織片を磁化させ、前記組織片は磁場強度の予め定めた関数である深さおよび厚みを有し、それにより前記組織片中の生体組織は、核スピンエコー信号に対する電磁応答を生成し；
少なくとも１つの誘導コイルは、各組織片のそれぞれの電磁応答の関数であるＲＦ励起周波数を受信し、前記試験された被験体の体組織にＲＦ励起周波数を配向するように構成され、かつ、
さらに、少なくとも１つの誘導コイルは、体組織からの電磁応答を受信し、その電磁応答を、それを示す測定データを生成し、緩和時間を測定しそこから神経、筋肉、および血管からなる群の中でプローブによって励起される組織のタイプを判定するように適合された外部ユニットに伝達するように構成されていることを特徴とするプローブ。
【請求項２２】
ケーシング（１６）の作動末端（１７）は、円筒状の断面を有することを特徴とする請求項２１に記載のプローブ。
【請求項２３】
ケーシングの作動末端の直径が３から８ｍｍであることを特徴とする請求項２２に記載のプローブ。
【請求項２４】
異なる組織片が同時に励起されるように、互いに異なる周波数範囲でそれぞれのＲＦ励起信号を受信するようにそれぞれ構成された１以上の誘導コイルを含むことを特徴とする請求項２１から２３のいずれか１つに記載のプローブ。
【請求項２５】
少なくとも１つの誘導コイルは、異なる時間スロットでＲＦ励起周波数を適用し、応答を受信するように構成されていることを特徴とする請求項２１から２４のいずれか１つに記載のプローブ。
【請求項２６】
ＲＦ励起周波数を適用し、応答を受信するために異なる時間スロットの間で作動する少なくとも第１および第２の誘導コイルを含む、請求項２１から２４のいずれか１つに記載のプローブ。
【請求項２７】
磁場ソースユニット（１８）は、両方が第１の磁気極性である１対の外部弓状セグメント（３０）、および、両方が第１の磁気極性に対向する第２の磁気極性である１対の内部セグメント（３１）を備え、少なくとも１つの誘導コイルは、外部セグメントと内部セグメントとの間の環状間隙（３２）内に配置されることを特徴とする請求項２１から２６のいずれか１つに記載のプローブ。
【請求項２８】
外部セグメントおよび内部セグメントは、異なる半径の円上にあるそれぞれの輪郭を有することを特徴とする請求項２７に記載のプローブ。
【請求項２９】
外部セグメントのそれぞれの半径が１０ｍｍ未満である、請求項２８に記載のプローブ。
【請求項３０】
内部セグメント（３１）は、外部セグメント（３０）よりも高さが低く、内部セグメントおよび外部セグメントのそれぞれの端面が同一平面にあるように支持されている、請求項２７から１４のいずれか１つに記載のプローブ。
【請求項３１】
少なくとも１つの誘導コイルは、異なるＲＦ励起周波数を受信するようにそれぞれ制御された複数のコイルを含み、それにより異なる組織片を同時に解析できるようになることを特徴とする請求項２１から２６のいずれか１つに記載のプローブ。
【請求項３２】
少なくとも１つの誘導コイルは、異なるＲＦ励起周波数を受信するようにそれぞれ構成された複数のコイルを含み、それにより異なる組織片を同時に解析できるようになることを特徴とする請求項２７から２１のいずれか１つに記載のプローブ。
【請求項３３】
複数のコイルは、内部セグメントと外部セグメントとの間に環状間隙を有する垂直なスタックに配置される、請求項３２に記載のプローブ。
【請求項３４】
磁気ソースユニット（１８）は、頂部（３３）と、頂部に配置された少なくとも１つのコイル（１９）とを有する略錐体形であることを特徴とする請求項２１から３３のいずれか１つに記載のプローブ。
【請求項３５】
磁気ソースユニット（１８）は、先端に配置された少なくとも１つのコイル（１９）を有する先端（３４）を有する錐台形状であることを特徴とする請求項２１から３３のいずれか１つに記載のプローブ。
【請求項３６】
磁気ソースユニット（１８）は、略バナナ形（３５）であり、その中間およびその対向端にそれぞれ誘導コイル（１９）が設けられていることを特徴とする請求項２１から３３のいずれか１つに記載のプローブ。
【請求項３７】
磁気ソースユニット（１８）は、略中空ベーグル形状（３６）でありその内側表面に沿ってそれぞれ誘導コイル（１９）が設けられていることを特徴とする請求項２１から３３のいずれか１つに記載のプローブ。
【請求項３８】
ベーグル形の相互に垂直な内径の対向端部にそれぞれ少なくとも４つのコイルを含むことを特徴とする請求項３７に記載のプローブ。
【請求項３９】
磁気ソースユニット（１８）は、内部シリンダ（３７）と、外部シリンダ（３８）と、内部シリンダ（３７）の端部に搭載された少なくとも１つのコイル（１９）と、を含むことを特徴とする請求項２１から３３のいずれか１つに記載のプローブ。
【請求項４０】
磁気ソースユニット（１８）は、対向側壁（３９，４０）を含み、そのそれぞれは誘導コイル（１９）を支持し、患者の肢に挿入するために寸法決めされていることを特徴とする請求項２１から３３のいずれか１つに記載のプローブ。
【手続補正書】
【提出日】平成29年5月8日(2017.5.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
ＵＳ２００５００４０８２３は、Ｃａｅｓａｒｅａ，  ＩｓｒａｅｌのＤｕｎｅ  Ｍｅｄｉｃａｌ  Ｄｅｖｉｃｅｓ  Ｌｔｄ．により製造されたＮＭＲプローブを開示している。少なくとも１つの磁石が、分析される材料と、材料における分極場Ｎ０上で重ね合わせられるパルス無線周波磁気励起場Ｂ１を生成するために無線周波共振回路を形成する現行の導体とにおいて、一定の時不変分極場Ｂ０を生成する。回路導体は、材料における特定の浸透深さを解析し、且つそのエコーが解析されている材料に特徴的な測定値を提供する距離だけ各々分離している、隣接励起場を生成する。使用時に、外科医はプローブを試料に適用し、ＦＦＳは生体電気特性における僅かな差異を感知することで、組織の電磁気シグネチャ（健康又は癌）を正確に捕捉することが可能となる。
【手続補正２】
【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】
神経、筋肉および血管を含む異なるタイプの組織を区別するための試験された被験体の組織の非侵襲的解析のためのシステム（１０）であって、該システムは、
非強磁性材料から形成され作動末端（１７）を有するケーシング（１６）を有する携帯型プローブ（１５）と；
ケーシング内の磁場ソースユニット（１８）であって、組織容量内で０．０２から０．７５テスラの磁場強度を有する組織容量内に、略均一な時不変磁場を生成するように構成された磁場ソースユニット（１８）と；および、
磁場ソースユニットの内部にあり、磁場強度に関連する特定の周波数範囲のＲＦ励起信号を受信するように構成された少なくとも１つの誘導コイル（１９）であって、前記少なくとも１つの誘導コイルは、前記磁場の方向に略垂直な方向へ電磁励起信号を生成することによって、磁場とＲＦ励起信号に対し応答し、それにより生体組織片を磁化させ、前記組織片は磁場強度の予め定めた関数である深さおよび厚みを有し、前記組織片中の生体組織は、核スピンエコー信号に対する電磁応答を生成する少なくとも１つの誘導コイル（１９）と；
少なくとも１つの誘導コイルに繋げられ、各組織片のそれぞれの電磁応答の関数であるＲＦ励起周波数を生成するように構成される信号発生器（２０）と；
少なくとも１つの誘導コイルに繋げられ、そこから電磁応答を受信し、それを示す測定データを生成するように構成され受信器ユニット（２１）と；および、
ＲＦ励起信号の予め定めた時間パターンを生成するように信号発生器に接続される制御ユニット（２５）であって、さらに受信器ユニットに接続され、電磁応答に応答して測定データを処理し、生体組織からの核スピンエコー信号を示すデータを抽出することで、時間定数Ｔ１およびＴ２を有する緩和曲線を測定し、かつ、プローブにより励起された組織のタイプを判定するために緩和曲線を統計的に処理する制御ユニット（２５）と、を含み；
1以上の誘導コイルが設けられ、信号発生器（２０）は、体組織の連続的な深さで複数の組織片を同時に励起するために、相互に異なる周波数範囲でそれぞれのRF励起信号を各誘導コイルに対し送るように構成され、
制御ユニット（２５）は、各組織片について緩和曲線を判定し、そこから神経、筋肉、および血管からなる群の各組織片においてどのタイプの組織がプローブによって励起されるのかを判定するために、前記複数の組織片から受信された電磁応答に応答することを特徴とするシステム。
【請求項２】
制御ユニットは、特定の既知の組織のタイプに対応し、かつ予め定めた時間定数Ｔ２において指数関数的に減衰する、少なくとも１つの特性曲線を各群が画定する緩和曲線の複数の群を特徴付ける予め定めたデータにアクセスするように、かつ、測定データに対応する組織のタイプを特定するために、リアルタイムで測定データを解析して、測定データが緩和曲線のどの群に最も適合するかを判定するように、リアルタイムで構成されていることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
制御ユニットは、特定の既知の組織のタイプに対応し、かつ予め定めた時間定数Ｔ１とＴ２を有する、少なくとも２つの特性曲線を各群が画定する緩和曲線の複数の群を特徴付ける予め定めたデータにアクセスするように、かつ、測定データに対応する組織のタイプを特定するために、リアルタイムで測定データを解析して、測定データが緩和曲線のどの群に最も適合するかを判定するように、リアルタイムで構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のシステム。
【請求項４】
制御ユニットは、測定データから判定された異なる指数に対する時間定数および加重で前記予め定めたデータを増加させるように構成され、継続的な使用によって蓄積され増加していくデータベースに基づいて連続して測定を解析することを可能にして、これにより処理時間が短縮されることを特徴とする請求項２または３に記載のシステム。
【請求項５】
制御ユニットは、測定開始から５秒未満で、測定データが最も適合しているのはどの緩和曲線の群か判定するように構成されることを特徴とする請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
プローブは、前記緩和曲線を取得し保存するために、使用前に較正されることを特徴とする請求項２から５のいずれか１つに記載のシステム。
【請求項７】
ケーシング（１６）の作動末端（１７）は、円筒形の断面を有することを特徴とする請求項１から６のいずれか１つに記載のシステム。
【請求項８】
ケーシングの作動末端の直径が２から３０ｍｍであることを特徴とする請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
ＲＦ励起周波数が２から２０ＭＨｚの周波数の範囲にあることを特徴とする請求項１から９のいずれか１つに記載のシステム。
【請求項１０】
前記誘導コイル（１９）の少なくとも１つは、信号発生器（２０）および受信器ユニット（２１）にデュプレクサ（２６）を介して共通して繋がれ、それにより少なくとも１つの誘導コイルが、異なる時間スロットでＲＦ励起周波数を適用し応答を受信することを特徴とする請求項１から９のいずれか１つに記載のシステム。
【請求項１１】
複数の誘導コイルを含み、少なくとも１つの第１の誘導コイルは信号発生器に繋げられ、少なくとも１つの第２の誘導コイルは受信器ユニットに繋げられ、前記第１および第２の誘導コイルは  ＲＦ励起周波数を適用し応答を受信するために異なる時間スロットの間で作動することを特徴とする請求項１から９のいずれか１つに記載のシステム。
【請求項１２】
磁場ソースユニット（１８）は、両方が第１の磁気極性である１対の外部弓状セグメント（３０）、および、両方が第１の磁気極性に対向する第２の磁気極性である１対の内部セグメント（３１）を備え、少なくとも１つの誘導コイルは、外部セグメントと内部セグメントとの間の環状間隙（３２）内に配置されることを特徴とする請求項１から１１のいずれか１つに記載のシステム。
【請求項１３】
外部セグメントおよび内部セグメントは、異なる半径の円上にあるそれぞれの輪郭を有することを特徴とする請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
外部セグメントの半径はそれぞれ１０ｍｍ未満であることを特徴とする請求項１３に記載のシステム。
【請求項１５】
内部セグメント（３１）は、外部セグメント（３０）よりも高さが低く、内部セグメントと外部セグメントのそれぞれの端面が同一平面上にあるように支持されていることを特徴とする請求項１２から１４のいずれか１つに記載のシステム。
【請求項１６】
複数のコイルは、内部セグメントと外部セグメントとの間に環状間隙を有する垂直なスタックに配置されることを特徴とする請求項１から１５のいずれか１つに記載のシステム。
【請求項１７】
体組織の異なる部分を励起するようにそれぞれ配向された複数のプローブを有する、請求項１から１６のいずれか１つに記載のシステム。
【請求項１８】
神経、筋肉および血管を含む異なるタイプの組織を区別するための試験された被験体の組織の非侵襲的解析のための携帯型プローブ（１５）であって、該携帯型プローブは、
非強磁性材料で形成され作動末端を有するケーシング（１６）と；
ケーシング内の磁場ソースユニット（１８）であって、組織容量内で０．０２から０．７５テスラの範囲の磁場強度を有する組織容量内に、略均一な時不変磁場を生成するように構成された磁場ソースユニット（１８）と、；および、
磁場ソースユニットの内部にあり、磁場強度に関連する特定の周波数範囲のＲＦ励起信号を受信するように構成された少なくとも１つの誘導コイル（１９）と、を含み、前記少なくとも１つの誘導コイルは、前記磁場の方向に略垂直な方向へ電磁励起信号を生成することによって、磁場とＲＦ励起信号に対し応答し、それにより生体組織片を磁化させ、前記組織片は磁場強度の予め定めた関数である深さおよび厚みを有し、それにより前記組織片中の生体組織は、核スピンエコー信号に対する電磁応答を生成し；
少なくとも１つの誘導コイルは、各組織片のそれぞれの電磁応答の関数であるＲＦ励起周波数を受信し、前記試験された被験体の体組織にＲＦ励起周波数を配向するように構成され、かつ、
さらに、少なくとも１つの誘導コイルは、体組織からの電磁応答を受信し、その電磁応答を、続く解析のために外部ユニットに伝達するように構成され、
磁場ソースユニット（１８）は、両方が第１の磁気極性である１対の外部弓状セグメント（３０）、および、両方が第１の磁気極性に対向する第２の磁気極性である１対の内部セグメント（３１）を備え、少なくとも１つの誘導コイルは、外部セグメントと内部セグメントとの間に環状間隙（３２）内に配置されることを特徴とするプローブ。
【請求項１９】
ケーシング（１６）の作動末端（１７）は、円筒状の断面を有することを特徴とする請求項１８に記載のプローブ。
【請求項２０】
ケーシングの作動末端の直径が３から８ｍｍであることを特徴とする請求項１９に記載のプローブ。
【請求項２１】
外部セグメントおよび内部セグメントは、異なる半径の円上にあるそれぞれの輪郭を有することを特徴とする請求項１８から２０のいずれか１つに記載のプローブ。
【請求項２２】
外部セグメントのそれぞれの半径が１０ｍｍ未満である、請求項２１に記載のプローブ。
【請求項２３】
内部セグメント（３１）は、外部セグメント（３０）よりも高さが低く、内部セグメントおよび外部セグメントのそれぞれの端面が同一平面にあるように支持されている、請求項１８から２２のいずれか１つに記載のプローブ。
【請求項２４】
複数のコイルは、内部セグメントと外部セグメントとの間に環状間隙を有する垂直なスタックに配置される、請求項１８から２３のいずれか１つに記載のプローブ。
【請求項２５】
磁気ソースユニット（１８）は、頂部（３３）と、頂部に配置された少なくとも１つのコイル（１９）とを有する略錐体形であることを特徴とする請求項１８から２４のいずれか１つに記載のプローブ。
【請求項２６】
磁気ソースユニット（１８）は、先端に配置された少なくとも１つのコイル（１９）を有する先端（３４）を有する錐台形状であることを特徴とする請求項１８から２４のいずれか１つに記載のプローブ。
【請求項２７】
磁気ソースユニット（１８）は、略バナナ形（３５）であり、その中間およびその対向端にそれぞれ誘導コイル（１９）が設けられていることを特徴とする請求項１８から２４のいずれか１つに記載のプローブ。
【請求項２８】
磁気ソースユニット（１８）は、略中空ベーグル形状（３６）でありその内側表面に沿ってそれぞれ誘導コイル（１９）が設けられていることを特徴とする請求項１８から２４のいずれか１つに記載のプローブ。
【請求項２９】
ベーグル形の相互に垂直な内径の対向端部にそれぞれ少なくとも４つのコイルを含むことを特徴とする請求項２８に記載のプローブ。
【請求項３０】
磁気ソースユニット（１８）は、内部シリンダ（３７）と、外部シリンダ（３８）と、内部シリンダ（３７）の端部に搭載された少なくとも１つのコイル（１９）と、を含むことを特徴とする請求項１８から２４のいずれか１つに記載のプローブ。
【請求項３１】
磁気ソースユニット（１８）は、対向側壁（３９，４０）を含み、そのそれぞれは誘導コイル（１９）を支持し、患者の肢に挿入するために寸法決めされていることを特徴とする請求項１８から２４のいずれか１つに記載のプローブ。
【国際調査報告】
2018511412.tif 000015
2018511412.tif 000016
2018511412.tif 000017