(57)【要約】  ＲＦ無線ブリッジを使用して、電磁遮蔽筐体外に配置された外部デバイスと、筐体内に配置された内部デバイスとの間で、筐体の一部を構成するＲＦ減衰窓を介したＲＦ波の中間送信によって通信信号の間接送信を実現するシステム及びデバイスを提供する。無線ブリッジは、電磁遮蔽筐体内に配置された第１のＲＦ通信デバイスと、筐体外に配置された第２のＲＦ通信デバイスとから構成され、２つのＲＦ通信デバイスは、ＲＦ減衰窓によるＲＦエネルギの減衰にもかかわらず、無線ブリッジがＲＦ減衰窓を介した間接通信を実現するように十分に近接して配置される。別の例示的な実施形態では、電磁遮蔽筐体は、磁気共鳴スキャナの性能に影響を及ぼす可能性がある雑音を低減するために、第１のＲＦ通信デバイスの少なくとも一部を囲むことができる。【選択図】図１
2020519359.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
動作周波数範囲を有する磁気共鳴スキャナと、
前記磁気共鳴スキャナを収容するスキャナ室を画定する電磁遮蔽筐体であって、
内部窓面が前記スキャナ室の内部に面し、外部窓面が前記スキャナ室の外部に面したＲＦ減衰窓を有する前記電磁遮蔽筐体と、
前記ＲＦ減衰窓を介して無線信号を中継する無線ブリッジであって、
第１のアンテナに動作可能に接続された第１のトランシーバを有し、前記スキャナ室内に配置された第１のＲＦ通信デバイス及び
第２のアンテナに動作可能に接続された第２のトランシーバを有し、前記スキャナ室外に配置された第２のＲＦ通信デバイス
を有する前記無線ブリッジとを備え、
前記第１のＲＦ通信デバイス及び前記第２のＲＦ通信デバイスは、前記磁気共鳴スキャナの動作周波数範囲より高い無線ブリッジ周波数帯域内で、前記ＲＦ減衰窓を介して、これらの間の通信信号を無線送信するように構成され、
前記第１のＲＦ通信デバイスは、前記スキャナ室内に配置された１以上の内部デバイスと通信信号を送受信するように更に構成され、前記第２のＲＦ通信デバイスは、前記スキャナ室外に配置された１以上の外部デバイスと通信信号を送受信するように更に構成され、
前記第１のＲＦ通信デバイス及び前記第２のＲＦ通信デバイスは、前記無線ブリッジが、前記ＲＦ減衰窓によるＲＦエネルギの減衰にもかかわらず、前記ＲＦ減衰窓を介した間接通信を実現するように、互いに十分に近接して配置されている磁気共鳴イメージング及び通信システム。
【請求項２】
前記第１のＲＦ通信デバイス及び前記第２のＲＦ通信デバイスのうちの少なくとも一方は、関連する前記アンテナがそれぞれの窓面から５０ｃｍ以内に位置するように配置されている請求項１に記載の磁気共鳴イメージング及び通信システム。
【請求項３】
前記第１のＲＦ通信デバイス及び前記第２のＲＦ通信デバイスの少なくとも一方は、関連するアンテナがそれぞれの窓面から２５ｃｍ以内に位置するように配置されている請求項１に記載の磁気共鳴イメージング及び通信システム。
【請求項４】
前記第１のＲＦ通信デバイス及び前記第２のＲＦ通信デバイスは、前記無線ブリッジ周波数帯域内の無線送信のために使用される前記第１のＲＦ通信デバイス及び前記第２のＲＦ通信デバイスのそれぞれの前記アンテナが１００ｃｍ未満空間的に分離されるように、前記ＲＦ減衰窓に対して配置されている請求項１〜３のいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング及び通信システム。
【請求項５】
前記第１のＲＦ通信デバイス及び前記第２のＲＦ通信デバイスは、前記無線ブリッジ周波数帯域内の無線送信のために使用される前記第１のＲＦ通信デバイス及び前記第２のＲＦ通信デバイスのそれぞれの前記アンテナが５０ｃｍ未満空間的に分離されるように、前記ＲＦ減衰窓に対して配置されている請求項１〜３のいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング及び通信システム。
【請求項６】
前記第１のＲＦ通信デバイス及び前記第２のＲＦ通信デバイスの一方又は両方は、前記ＲＦ減衰窓に取り付けられている請求項１〜５のいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング及び通信システム。
【請求項７】
前記第１のＲＦ通信デバイス及び前記第２のＲＦ通信デバイスの一方又は両方は、前記ＲＦ減衰窓に接触することなく、前記ＲＦ減衰窓に隣接して支持されている請求項１〜５のいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング及び通信システム。
【請求項８】
前記第１のアンテナ及び前記第２のアンテナのうちの少なくとも一方は、前記ＲＦ減衰窓の方向に最大の指向性を有する指向性アンテナである請求項１〜７のいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング及び通信システム。
【請求項９】
前記第１のトランシーバは、有線接続を介して少なくとも１つの内部デバイスに接続可能である請求項１〜８のいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング及び通信システム。
【請求項１０】
前記第１のアンテナは、前記第１のトランシーバと一体化されている請求項１〜９のいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング及び通信システム。
【請求項１１】
前記スキャナ室を画定する前記電磁遮蔽筐体は、第１の電磁遮蔽筐体であり、前記第１のＲＦ通信デバイスは、前記第１のトランシーバを囲む第２の電磁遮蔽筐体を備え、前記第２の電磁遮蔽筐体は、前記第１のトランシーバ内の雑音源によって生成される電磁波を減衰させるように構成されている請求項１〜９のいずれか１項に記載の磁気共鳴イメージング及び通信システム。
【請求項１２】
前記第１のトランシーバは、前記第２の電磁遮蔽筐体内に設けられた導管を介して前記第１のアンテナに接続されている請求項１１に記載の磁気共鳴イメージング及び通信システム。
【請求項１３】
前記第２の電磁遮蔽筐体は、接地されている磁気共鳴イメージング及び通信システム。
【請求項１４】
請求項１１に記載の磁気共鳴イメージング及び通信システムにおいて、
前記第２の電磁遮蔽筐体は、前記第１のアンテナを囲み、前記第２の電磁遮蔽筐体は、前記無線ブリッジ周波数帯域内の電磁波を透過するように構成されている請求項１１に記載の磁気共鳴イメージング及び通信システム。
【請求項１５】
前記第１のＲＦ通信デバイスは、前記第１のトランシーバ及び前記第１のアンテナに動作可能に接続された回路基板を備え、
前記第１のトランシーバは、前記内部窓面の反対を向く前記回路基板の側で支持されている請求項１〜１０のいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング及び通信システム。
【請求項１６】
前記第２のＲＦ通信デバイスは、前記第２のトランシーバ及び前記第２のアンテナに動作可能に接続された回路基板を備え、
前記第２のトランシーバは、前記外部窓面の反対を向く前記回路基板の側で支持されている請求項１〜１０のいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング及び通信システム。
【請求項１７】
前記第１のＲＦ通信デバイスは、前記磁気共鳴スキャナの動作周波数範囲外の第１の周波数帯域内で、少なくとも１つの内部デバイスに無線信号を送信し、少なくとも１つの内部デバイスから無線信号を受信するように構成されている請求項１〜１０のいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング及び通信システム。
【請求項１８】
前記第１のＲＦ通信デバイスは、前記第１の周波数帯域内で、前記１以上の内部デバイスのうちの少なくとも１つと無線通信するための付加アンテナを備える請求項１７に記載の磁気共鳴イメージング及び通信システム。
【請求項１９】
前記第１のＲＦ通信デバイスは、前記第１のトランシーバ、前記第１のアンテナ、及び前記付加アンテナに動作可能に接続された回路基板を備え、
前記第１のアンテナは、前記内部窓面を向く前記回路基板の第１の側で支持されており、
前記付加アンテナは、前記内部窓面の反対を向く前記回路基板の第２の側で支持されている請求項１８に記載の磁気共鳴イメージング及び通信システム。
【請求項２０】
請求項１８に記載の磁気共鳴イメージング及び通信システムにおいて、
前記付加アンテナは、前記第１のトランシーバに動作可能に接続されている磁気共鳴イメージング及び通信システム。
【請求項２１】
前記第１のＲＦ通信デバイスは、付加トランシーバを備え、前記付加トランシーバは、前記第１の周波数帯域内で無線信号を送受信するために、前記第１のトランシーバ及び前記付加アンテナに動作可能に接続されている請求項１８に記載の磁気共鳴イメージング及び通信システム。
【請求項２２】
前記第１のＲＦ通信デバイスは、前記第１のトランシーバ、前記付加トランシーバ、前記第１のアンテナ、及び前記付加アンテナに動作可能に接続された回路基板を備え、
前記第１のトランシーバは、前記内部窓面を向く前記回路基板の第１の側で支持されており、
前記付加トランシーバは、前記内部窓面の反対を向く前記回路基板の第２の側で支持されている請求項２１に記載の磁気共鳴イメージング及び通信システム。
【請求項２３】
前記スキャナ室を画定する前記電磁遮蔽筐体は、第１の電磁遮蔽筐体であり、前記第１のＲＦ通信デバイスは、前記付加トランシーバ及び前記付加アンテナを囲む第２の電磁遮蔽筐体を備え、前記第２の電磁遮蔽筐体は、前記付加トランシーバ内の雑音源によって生成される電磁波を減衰させながら、前記第１の周波数帯域の電磁波を透過するように構成されている請求項２２に記載の磁気共鳴イメージング及び通信システム。
【請求項２４】
前記第１のＲＦ通信デバイスは、前記第１のトランシーバ及び前記第１のアンテナを囲む第３の電磁遮蔽筐体を更に備え、前記第３の電磁遮蔽筐体は、前記第１のトランシーバ内の雑音源によって生成される電磁波を減衰させながら、前記無線ブリッジ周波数帯域内の電磁波を透過するように構成されている請求項２３に記載の磁気共鳴イメージング及び通信システム。
【請求項２５】
前記第２のＲＦ通信デバイスは、少なくとも１つの外部デバイスに無線信号を送信し、少なくとも１つの外部デバイスから無線信号を受信するように構成されている請求項１〜２４のいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング及び通信システム。
【請求項２６】
前記無線ブリッジは、第１の無線ブリッジであり、前記無線ブリッジ周波数帯域は、第１の無線ブリッジ周波数帯域であり、前記磁気共鳴イメージング及び通信システムは、前記磁気共鳴スキャナの動作周波数範囲より高く且つ前記第１の無線ブリッジ周波数帯域より高い第２の無線ブリッジ周波数帯域を使用するように構成された第２の無線ブリッジを更に備え、前記第２の無線ブリッジの帯域幅は、前記第１の無線ブリッジの帯域幅より大きい請求項１〜２５のいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング及び通信システム。
【請求項２７】
前記第２の無線ブリッジ周波数帯域は、映像信号の送信に使用される請求項２６に記載の磁気共鳴イメージング及び通信システム。
【請求項２８】
前記磁気共鳴スキャナのボア内に配置された内部無線デバイスと、
前記第１のＲＦ通信デバイスと前記内部無線デバイスとの間で無線信号を送信できる中間無線ブリッジとを更に備える請求項１〜２７のいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング及び通信システム。
【請求項２９】
前記中間無線ブリッジは、前記中間無線ブリッジと前記内部無線デバイスとの間に見通しが確立されるように配置されている請求項２８に記載の磁気共鳴イメージング及び通信システム。
【請求項３０】
前記中間無線ブリッジは、移動可能である請求項２８又は２９に記載の磁気共鳴イメージング及び通信システム。
【請求項３１】
前記中間無線ブリッジは、第１の中間無線ブリッジであり、前記システムは、第２の中間無線ブリッジを更に有し、前記第１の中間無線ブリッジは、前記磁気共鳴スキャナの前記ボアの第１の側に配置され、前記第２の中間無線ブリッジは、前記磁気共鳴スキャナの前記ボアの第２の側に配置されている請求項２８〜３０のいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング及び通信システム。
【請求項３２】
前記システムは、前記第１の中間無線ブリッジ及び前記第２の中間無線ブリッジのうちの１つが選択可能であり、選択された中間無線ブリッジが前記第１のＲＦ通信デバイスと前記内部無線デバイスとの間の無線信号送信を実現するために使用され、選択されていない中間無線ブリッジが前記第１のＲＦ通信デバイスとの間の無線信号送信を実現するために使用されないように構成されている請求項３１に記載の磁気共鳴イメージング及び通信システム。
【請求項３３】
前記第１のＲＦ通信デバイス間の無線信号送信を実現するために使用される中間無線ブリッジは、手動で選択可能である請求項３２に記載の磁気共鳴イメージング及び通信システム。
【請求項３４】
前記第１のＲＦ通信デバイス間の無線信号送信を実現するために使用される前記中間無線ブリッジは、自動的に選択可能である請求項３２に記載の磁気共鳴イメージング及び通信システム。
【請求項３５】
前記第１のＲＦ通信デバイスから前記第１の中間無線ブリッジを介して前記内部無線デバイスへ無線信号を送信することに関連する第１の信号強度を、前記第１のＲＦ通信デバイスから前記第２の中間無線ブリッジを介して前記内部無線デバイスへ無線信号を送信することに関連する第２の信号強度と比較し、関連する信号強度が最も高い前記中間無線ブリッジを選択する制御回路を更に備える請求項３４に記載の磁気共鳴イメージング及び通信システム。
【請求項３６】
前記第２の中間無線ブリッジは、移動可能である請求項３１〜３５のいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング及び通信システム。
【請求項３７】
磁気共鳴走査システムのスキャナ室のＲＦ減衰窓を介して通信を行う無線通信システムであって、
第１のアンテナに動作可能に接続された第１のトランシーバを有する第１のＲＦ通信デバイスと、
第２のアンテナに動作可能に接続された第２のトランシーバを有する第２のＲＦ通信デバイスとを備え、
前記第１のＲＦ通信デバイス及び前記第２のＲＦ通信デバイスは、２ＧＨｚを超える無線ブリッジ周波数帯域内で無線送信するように構成され、前記第１のＲＦ通信デバイス及び前記第２のＲＦ通信デバイスは、磁気共鳴スキャナの前記スキャナ室を囲む電磁遮蔽筐体の前記ＲＦ減衰窓の対向する側に配置されたときに無線ブリッジを構成し、
前記第１のＲＦ通信デバイス及び前記第２のＲＦ通信デバイスは、前記第１のＲＦ通信デバイスと前記第２のＲＦ通信デバイスとが、前記ＲＦ減衰窓の両側で互いに十分に近接して配置されたときに、前記第１のＲＦ通信デバイスが、前記スキャナ室内に配置された１以上の内部デバイスと通信信号を送受信し、前記第２のＲＦ通信デバイスが、前記スキャナ室外に配置された１以上の外部デバイスと通信信号を送受信し、前記無線ブリッジが、前記ＲＦ減衰窓によるＲＦエネルギの減衰にもかかわらず、前記ＲＦ減衰窓を介した間接通信を実現するように構成されている無線通信システム。
【請求項３８】
前記ＲＦ減衰窓のそれぞれの側に隣接して前記第１のＲＦ通信デバイス及び前記第２のＲＦ通信デバイスを支持する装着手段を更に備える請求項３７に記載の無線通信システム。
【請求項３９】
前記装着手段は、前記第１のＲＦ通信デバイス及び前記第２のＲＦ通信デバイスの少なくとも一方が、関連する前記アンテナがそれぞれの窓面から５０ｃｍ以内に位置するように配置されるように構成されている請求項３８に記載の無線通信システム。
【請求項４０】
前記装着手段は、前記第１のＲＦ通信デバイス及び前記第２のＲＦ通信デバイスの少なくとも一方が、関連するアンテナがそれぞれの窓面から２５ｃｍ以内に位置するように配置されるように構成されている請求項３８に記載の無線通信システム。
【請求項４１】
前記装着手段は、前記第１のＲＦ通信デバイス及び前記第２のＲＦ通信デバイスの一方又は両方が前記ＲＦ減衰窓に装着可能であるように構成されている請求項３８〜４０のいずれか一項に記載の無線通信システム。
【請求項４２】
前記装着手段は、前記第１のＲＦ通信デバイス及び前記第２のＲＦ通信デバイスの一方又は両方が、前記ＲＦ減衰窓に接触することなく、前記ＲＦ減衰窓に隣接して配置可能であるように構成されている請求項３８〜４０のいずれか一項に記載の無線通信システム。
【請求項４３】
前記第１のアンテナ及び前記第２のアンテナの少なくとも一方は、指向性アンテナである請求項３７〜４２のいずれか一項に記載の無線通信システム。
【請求項４４】
前記第１のトランシーバは、有線接続を介して少なくとも１つのデバイスに接続可能である請求項３７〜４３のいずれか一項に記載の無線通信システム。
【請求項４５】
前記第１のアンテナは、前記第１のトランシーバと一体化されている請求項３７〜４４のいずれか一項に記載の無線通信システム。
【請求項４６】
前記スキャナ室を囲む前記電磁遮蔽筐体は、第１の電磁遮蔽筐体であり、前記第１のＲＦ通信デバイスは、前記第１のトランシーバを囲む第２の電磁遮蔽筐体を有し、前記第２の電磁遮蔽筐体は、前記第１のトランシーバ内の雑音源によって生成される電磁波を減衰させながら、少なくとも前記無線ブリッジ周波数帯域内の電磁波を透過するように構成されている請求項３７に記載の無線通信システム。
【請求項４７】
前記第１のトランシーバは、前記第２の電磁遮蔽筐体内に設けられた導管を介して前記第１のアンテナに接続されている請求項４６に記載の無線通信システム。
【請求項４８】
前記第２の電磁遮蔽筐体は、接地されている請求項４６に記載の無線通信システム。
【請求項４９】
前記第２の電磁遮蔽筐体は、前記第１のアンテナを囲んでいる請求項４６に記載の無線通信システム。
【請求項５０】
前記第１のＲＦ通信デバイスは、前記第１のトランシーバ及び前記第１のアンテナに動作可能に接続された回路基板を有し、前記第１のトランシーバは、前記回路基板の一方の側で支持されている請求項３７〜４５のいずれか一項に記載の無線通信システム。
【請求項５１】
前記第２のＲＦ通信デバイスは、前記第２のトランシーバ及び前記第２のアンテナに動作可能に接続された回路基板を有し、前記第２のトランシーバは、前記回路基板の一方の側で支持されている請求項３７〜４５のいずれか一項に記載の無線通信システム。
【請求項５２】
前記第１のＲＦ通信デバイスは、前記第１のアンテナ及び前記第１のトランシーバに動作可能に接続された回路基板を有し、前記第１のアンテナは、前記回路基板の一方の側で支持されている請求項３７〜４５のいずれか一項に記載の無線通信システム。
【請求項５３】
前記第１のＲＦ通信デバイスは、磁気共鳴走査のための動作周波数範囲外の第１の周波数帯域内で、少なくとも１つの内部デバイスに無線信号を送信し、少なくとも１つの内部デバイスから無線信号を受信するように構成されている請求項３７〜４５のいずれか一項に記載の無線通信システム。
【請求項５４】
前記第１のＲＦ通信デバイスは、前記１以上の内部デバイスの少なくとも１つと無線通信するための付加アンテナを備える請求項５３に記載の無線通信システム。
【請求項５５】
前記第１のＲＦ通信デバイスは、前記第１のトランシーバ、前記第１のアンテナ、及び前記付加アンテナに動作可能に接続された回路基板を備え、
前記第１のアンテナは、前記回路基板の第１の側で支持されており、
前記付加アンテナは、前記回路基板の第２の側で支持されている請求項５４に記載の無線通信システム。
【請求項５６】
前記付加アンテナは、前記第１のトランシーバに動作可能に接続されている請求項５４に記載の無線通信システム。
【請求項５７】
前記第１のＲＦ通信デバイスは、付加トランシーバを備え、前記付加トランシーバは、前記第１の周波数帯域内で無線信号を送受信するために、前記第１のトランシーバ及び前記付加アンテナに動作可能に接続されている請求項５４に記載の無線通信システム。
【請求項５８】
前記第１のＲＦ通信デバイスは、前記第１のトランシーバ、前記付加トランシーバ、前記第１のアンテナ、及び前記付加アンテナに動作可能に接続された回路基板を備え、
前記第１のトランシーバは、前記回路基板の第１の側で支持されており、
前記付加トランシーバは、前記回路基板の第２の側で支持されている請求項５７に記載の無線通信システム。
【請求項５９】
前記スキャナ室を囲む前記電磁遮蔽筐体は、第１の電磁遮蔽筐体であり、前記第１のＲＦ通信デバイスは、前記付加トランシーバ及び前記付加アンテナを囲む第２の電磁遮蔽筐体を有し、前記第２の電磁遮蔽筐体は、前記付加トランシーバ内の雑音源によって生成される電磁波を減衰させながら、前記第１の周波数帯域の電磁波を透過するように構成されている請求項５８に記載の無線通信システム。
【請求項６０】
前記第１のＲＦ通信デバイスは、前記第１のトランシーバ及び前記第１のアンテナを囲む第３の電磁遮蔽筐体を更に備え、前記第３の電磁遮蔽筐体は、前記第１のトランシーバ内の雑音源によって生成される電磁波を減衰させながら、前記無線ブリッジ周波数帯域内で電磁波を透過するように構成されている請求項５９に記載の無線通信システム。
【請求項６１】
前記第２のＲＦ通信デバイスは、少なくとも１つの外部デバイスに無線信号を送信し、少なくとも１つの外部デバイスから無線信号を受信するように構成されている請求項３７〜６０のいずれか一項に記載の無線通信システム。
【請求項６２】
前記無線ブリッジは、第１の無線ブリッジであり、前記無線ブリッジ周波数帯域は、第１の無線ブリッジ周波数帯域であり、前記無線通信システムは、前記第１の無線ブリッジ周波数帯域より高い第２の無線ブリッジ周波数帯域を使用するように構成された第２の無線ブリッジを更に備える請求項３７〜６１のいずれか一項に記載の無線通信システム。
【請求項６３】
前記第１の無線ブリッジ周波数帯域は、前記音声信号の送信に使用され、前記第２の無線ブリッジ周波数帯域は、前記映像信号の送信に使用される請求項６２に記載の無線通信システム。
【請求項６４】
動作周波数範囲を有する磁気共鳴スキャナと、
前記磁気共鳴スキャナを収容するスキャナ室を画定する電磁遮蔽筐体であって、
前記磁気共鳴スキャナの動作帯域幅内の電磁波を減衰させるが、部分的に透過させるＲＦ減衰領域を有する前記電磁遮蔽筐体と、
前記ＲＦ減衰領域を介して無線信号を中継する無線ブリッジであって、
第１のアンテナに動作可能に接続された第１のトランシーバを有し、前記スキャナ室内に配置された第１のＲＦ通信デバイス、及び
第２のアンテナに動作可能に接続された第２のトランシーバを有し、前記スキャナ室外に配置された第２のＲＦ通信デバイスを有する前記無線ブリッジとを備え、
前記第１のＲＦ通信デバイス及び前記第２のＲＦ通信デバイスは、前記磁気共鳴スキャナの動作周波数範囲より高い無線ブリッジ周波数帯域内で、前記ＲＦ減衰領域を介して、これらの間の通信信号を無線送信するように構成され、
前記第１のＲＦ通信デバイスは、前記スキャナ室内に配置された１以上の内部デバイスと通信信号を送受信するように更に構成され、前記第２のＲＦ通信デバイスは、前記スキャナ室外に配置された１以上の外部デバイスと通信信号を送受信するように更に構成され、
前記第１のＲＦ通信デバイス及び前記第２のＲＦ通信デバイスは、前記無線ブリッジが、前記ＲＦ減衰領域によるＲＦエネルギの減衰にもかかわらず、前記ＲＦ減衰領域を介した間接通信を実現するように、互いに十分に近接して配置されている磁気共鳴イメージング及び通信システム。
【請求項６５】
前記ＲＦ減衰領域は、ドアフレームの導電性フィンガに関連付けられている請求項６４に記載の磁気共鳴イメージング及び通信システム。
【請求項６６】
前記ＲＦ減衰領域は、換気ダクトの周囲の領域、ケーブルの周囲の領域、光ケーブルの周囲の領域、貫通パネルの周囲の領域、排気換気口の周囲の領域、導波管の周囲の領域、及び電源コンセントの周囲の領域からなる群から選択される、請求項６４に記載の磁気共鳴イメージング及び通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願との相互参照
本出願は、２０１７年５月９日に出願された米国仮出願第６２／５０３，５５２号、発明の名称「SYSTEMS AND DEVICES FOR WIRELESS COMMUNICATION THROUGH AN ELECTROMAGNETICALLY SHIELDED WINDOW」、及び２０１７年１０月２日に出願された米国仮出願第６２／５６７，０６３号、発明の名称「SYSTEMS AND DEVICES FOR WIRELESS COMMUNICATION THROUGH AN ELECTROMAGNETICALLY SHIELDED WINDOW」の優先権を主張し、これらの文献の内容全体は、参照により本願に援用される。
【０００２】
本開示は、電磁遮蔽環境（electromagnetically shielded environment）及び電磁遮蔽筐体（electromagnetically shielded enclosure）を介した通信に関する。具体的には、本開示は、磁気共鳴イメージングシステムを備える無線デバイスの使用に関する。
【背景技術】
【０００３】
磁気共鳴（magnetic resonance：ＭＲ）イメージングシステムは、電磁遮蔽室内に設置される。遮蔽体（ファラデーケージとも呼ばれる。）の目的は、ＭＲスキャナの動作帯域幅内（通常、１．５Ｔシステムでは、６４ＭＨｚ＋／−２５０ｋＨｚ、３Ｔシステムでは、１２８ＭＨｚ＋／−２５０ｋＨｚ）の電磁エネルギが走査室に入るのを阻止することである。これにより、外部からスキャナへの干渉がなくなり、画質が保たれる。
【０００４】
ＭＲイメージングシステムの内部及び周囲の遮蔽された走査室内で無線周辺デバイスを使用することがしばしば望まれる。無線デバイスは、設置が簡単で、走査室の周囲の電磁遮蔽を変更することなく設置できるという点で、有線システムにはない幾つかの利点を有する。そのような周辺デバイスとしては、例えば、音声スピーカ及びマイクロフォン、ビデオディスプレイ、並びに患者監視デバイスが含まれる。電磁遮蔽が存在することにより、これらのデバイスと、隣接する制御室の電磁遮蔽の外部に位置する他の制御デバイスとの間の無線通信が阻害される。
【発明の概要】
【０００５】
ＲＦ無線ブリッジを使用して、電磁遮蔽筐体外に配置された外部デバイスと、筐体内に配置された内部デバイスとの間で、筐体の一部を構成するＲＦ減衰窓を介したＲＦ波の中間送信によって通信信号の間接送信を実現するシステム及びデバイスを提供する。無線ブリッジは、電磁遮蔽筐体内に配置された第１のＲＦ通信デバイスと、筐体外に配置された第２のＲＦ通信デバイスとから構成され、２つのＲＦ通信デバイスは、ＲＦ減衰窓によるＲＦエネルギの減衰にもかかわらず、無線ブリッジがＲＦ減衰窓を介した間接通信を実現するように十分に近接して配置される。別の例示的な実施形態では、電磁遮蔽筐体は、磁気共鳴スキャナの性能に影響を及ぼす可能性がある雑音を低減するために、第１のＲＦ通信デバイスの少なくとも一部を囲むことができる。
【０００６】
したがって、第１の側面として、磁気共鳴イメージング及び通信システムが提供され、このシステムは、
動作周波数範囲を有する磁気共鳴スキャナと、
磁気共鳴スキャナを収容するスキャナ室を画定する電磁遮蔽筐体であって、
内部窓面がスキャナ室の内部に面し、外部窓面がスキャナ室の外部に面したＲＦ減衰窓を有する電磁遮蔽筐体と、
ＲＦ減衰窓を介して無線信号を中継する無線ブリッジであって、
スキャナ室内に配置された第１のＲＦ通信デバイスであって、第１のアンテナに動作可能に接続された第１のトランシーバを有する第１のＲＦ通信デバイス及び
スキャナ室外に配置された第２のＲＦ通信デバイスであって、第２のアンテナに動作可能に接続された第２のトランシーバを有する第２のＲＦ通信デバイスを備える無線ブリッジとを備え、
第１のＲＦ通信デバイス及び第２のＲＦ通信デバイスは、磁気共鳴スキャナの動作周波数範囲より高い無線ブリッジ周波数帯域内で、ＲＦ減衰窓を介して、これらの間の通信信号を無線送信するように構成され、
第１のＲＦ通信デバイスは、スキャナ室内に配置された１以上の内部デバイスと通信信号を送受信するように更に構成され、第２のＲＦ通信デバイスは、スキャナ室外に配置された１以上の外部デバイスと通信信号を送受信するように更に構成され、
第１のＲＦ通信デバイス及び第２のＲＦ通信デバイスは、無線ブリッジが、ＲＦ減衰窓によるＲＦエネルギの減衰にもかかわらず、ＲＦ減衰窓を介した間接通信を実現するように、互いに十分に近接して配置されている。
【０００７】
別の側面として、磁気共鳴走査システムのスキャナ室のＲＦ減衰窓を介して通信を行う無線通信システムが提供され、この無線通信システムは、
第１のアンテナに動作可能に接続された第１のトランシーバを有する第１のＲＦ通信デバイスと、
第２のアンテナに動作可能に接続された第２のトランシーバを有する第２のＲＦ通信デバイスとを備え、
第１のＲＦ通信デバイス及び第２のＲＦ通信デバイスは、２ＧＨｚを超える無線ブリッジ周波数帯域内で無線送信するように構成され、第１のＲＦ通信デバイス及び第２のＲＦ通信デバイスは、磁気共鳴スキャナのスキャナ室を囲む電磁遮蔽筐体のＲＦ減衰窓の対向する側に配置されたときに無線ブリッジを構成し、
第１のＲＦ通信デバイス及び第２のＲＦ通信デバイスは、第１のＲＦ通信デバイスと第２のＲＦ通信デバイスとが、ＲＦ減衰窓の両側で互いに十分に近接して配置されたときに、第１のＲＦ通信デバイスが、スキャナ室内に配置された１以上の内部デバイスと通信信号を送受信し、第２のＲＦ通信デバイスが、スキャナ室外に配置された１以上の外部デバイスと通信信号を送受信し、無線ブリッジが、ＲＦ減衰窓によるＲＦエネルギの減衰にもかかわらず、ＲＦ減衰窓を介した間接通信を実現するように構成されている。
【０００８】
別の側面として、磁気共鳴イメージング及び通信システムが提供され、このシステムは、
動作周波数範囲を有する磁気共鳴スキャナと、
磁気共鳴スキャナを収容するスキャナ室を画定する電磁遮蔽筐体であって、
磁気共鳴スキャナの動作帯域幅内の電磁波を減衰させるが、部分的に透過させるＲＦ減衰領域を有する電磁遮蔽筐体と、
ＲＦ減衰領域を介して無線信号を中継する無線ブリッジであって、
スキャナ室内に配置された第１のＲＦ通信デバイスであって、第１のアンテナに動作可能に接続された第１のトランシーバを有する第１のＲＦ通信デバイス及び
スキャナ室外に配置された第２のＲＦ通信デバイスであって、第２のアンテナに動作可能に接続された第２のトランシーバを有する第２のＲＦ通信デバイスを有する無線ブリッジとを備え、
第１のＲＦ通信デバイス及び第２のＲＦ通信デバイスは、磁気共鳴スキャナの動作周波数範囲より高い無線ブリッジ周波数帯域内で、ＲＦ減衰領域を介して、これらの間の通信信号を無線送信するように構成され、
第１のＲＦ通信デバイスは、スキャナ室内に配置された１以上の内部デバイスと通信信号を送受信するように更に構成され、第２のＲＦ通信デバイスは、スキャナ室外に配置された１以上の外部デバイスと通信信号を送受信するように更に構成され、
第１のＲＦ通信デバイス及び第２のＲＦ通信デバイスは、無線ブリッジが、ＲＦ減衰領域によるＲＦエネルギの減衰にもかかわらず、ＲＦ減衰領域を介した間接通信を実現するように、互いに十分に近接して配置されている。
【０００９】
本開示の機能的及び有利な側面は、以下の詳細な説明及び図面を参照することによって更に理解される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
実施形態について、以下の図面を参照して説明する。
【００１１】
【図１】無線ブリッジが電磁遮蔽筐体のＲＦ減衰窓を介して無線送信を行うように構成されている例示的な磁気共鳴イメージング及び通信システムを示す図である。
【図２】スキャナ室を囲む電磁遮蔽筐体を有する磁気共鳴走査システムと共に使用される例示的な無線通信システムを示す図であり、電磁遮蔽筐体のＲＦ減衰窓を介して無線送信を行うように構成された例示的な無線ブリッジを示し、無線ブリッジは、スキャナ室内の内部窓面に隣接して配置された第１のＲＦ通信デバイスと、スキャナ室内の外部窓面に隣接して配置された第２のＲＦ通信デバイスとを有する。この例の無線ブリッジは、電磁遮蔽筐体を横断する内部デバイスと外部デバイスとの間の通信を実現する。
【図３】第１のＲＦ通信デバイス及び第２の通信デバイスが、それぞれＲＦ減衰窓を介して無線送信するための別個のアンテナ及び（内部又は外部）デバイスへの無線送信のための別個のアンテナを有する例示的な無線通信システムを示す図である。図示の例示的な実施形態では、２つのアンテナが単一のトランシーバに動作可能に接続されている。
【図４】第１のＲＦ通信デバイス及び第２の通信デバイスが、それぞれトランシーバと一体化されたアンテナを有する無線通信システムの一例を示す図である。
【図５】無線ブリッジが有線及び／又は無線接続を介して外部デバイスと通信する無線通信システムの例を示す図である。
【図６】無線ブリッジが有線接続を介してデバイスと通信する例示的な無線通信システムを示す図である。
【図７Ａ】２つの無線ブリッジが使用され、無線ブリッジが異なる周波数帯域でＲＦ減衰窓を介して無線信号を送受信する、例示的な無線通信システムを示す図である。
【図７Ｂ】２つの無線ブリッジが使用され、無線ブリッジが異なる周波数帯域でＲＦ減衰窓を介して無線信号を送受信する、例示的な無線通信システムを示す図である。
【図８Ａ】スキャナ室内に配置された第１のＲＦ通信デバイスが、少なくとも無線ブリッジ周波数帯域内の電磁波を透過させると共に、第１のトランシーバ内の雑音源によって生成される電磁波を減衰させる電磁遮蔽筐体を有し、電磁遮蔽筐体が接地されている、例示的な無線ブリッジを示す図である。
【図８Ｂ】スキャナ室内に配置された第１のＲＦ通信デバイスが、少なくとも無線ブリッジ周波数帯域内の電磁波を透過させると共に、第１のトランシーバ内の雑音源によって生成される電磁波を減衰させる電磁遮蔽筐体を有し、電磁遮蔽筐体が接地されず、通信デバイス上の任意の電力又は接地面に対して浮遊電位を有する例示的な無線ブリッジを示す図である。
【図９】スキャナ室内に配置された第１のＲＦ通信デバイスが、磁気共鳴スキャナの動作周波数より高い付加周波数帯域内で、スキャナ室内に配置された１以上の内部デバイスと無線通信するための付加無線トランシーバ及び付加アンテナを有する例示的な無線ブリッジを示す図である。第１のＲＦ通信デバイスは、付加無線トランシーバ及び付加アンテナを囲む電磁遮蔽筐体も有する。電磁遮蔽筐体は、付加周波数帯域内の電磁波を透過させると共に、付加トランシーバ内の雑音源によって生成される電磁波を減衰させる。
【図１０】スキャナ室内に配置された第１のＲＦ通信デバイスが、磁気共鳴スキャナの動作周波数より高い付加周波数帯域内で、スキャナ室内に配置された１以上の内部デバイスと無線通信するための付加無線トランシーバ及び付加アンテナを有する例示的な無線ブリッジを示す図である。第１のＲＦ通信デバイスは、更に、第１の無線トランシーバ及び第１のアンテナを囲む第１の電磁遮蔽筐体と、付加無線トランシーバ及び付加アンテナを囲む第２の電磁遮蔽筐体とを有する。第１の電磁遮蔽筐体は、無線ブリッジ周波数帯域内の電磁波を透過させると共に、第１のトランシーバ内の雑音源によって生成される電磁波を減衰させる。第２の電磁遮蔽筐体は、付加周波数帯域内の電磁波を透過させると共に、付加トランシーバ内の雑音源によって生成される電磁波を減衰させる。
【図１１】スキャナ室内に配置された第１のＲＦ通信デバイスが、磁気共鳴スキャナの動作周波数より高い付加周波数帯域内で、スキャナ室内に配置された１以上の内部デバイスと無線通信するための付加無線トランシーバ及び付加アンテナを有する、例示的な無線ブリッジを示す図である。第１のＲＦ通信デバイスは、更に、第１の無線トランシーバ及び付加無線トランシーバを囲む第１の電磁遮蔽筐体を有する。第１の無線トランシーバ及び付加無線トランシーバは、電磁遮蔽筐体内に設けられたポートを介してそれぞれのアンテナに動作可能に接続されている。また、付加無線トランシーバは、電磁遮蔽筐体内に設けられた１以上の付加ポートを介して、（制御室内にある）１以上の内部デバイスに動作可能に任意に接続可能である。
【図１２Ａ】内部無線デバイスがＭＲスキャナのボア内に配置され、信号劣化しやすい例示的な実施形態を示す図である。
【図１２Ｂ】内部無線デバイスがＭＲスキャナのボア内に配置され、信号劣化を回避するために中間無線ブリッジが設けられた例示的な実施形態を示す図である。
【図１２Ｃ】内部無線デバイスがＭＲスキャナのボア内に配置され、信号劣化を回避するために２つの中間無線ブリッジが設けられ、それぞれの中間無線ブリッジがＭＲスキャナのボアの反対側に配置される例示的な実施形態を示す図である。
【図１２Ｄ】内部無線デバイスがＭＲスキャナのボア内に配置され、信号劣化を回避するために移動可能な中間無線ブリッジが設けられた例示的な実施形態を示す図である。
【図１２Ｅ】内部無線デバイスがＭＲスキャナのボア内に配置され、信号劣化を回避するために２つの移動可能な中間無線ブリッジが設けられた例示的な実施形態を示す図である。
【図１３Ａ】電磁遮蔽を実現するための導電性フィンガを有する電磁遮蔽筐体のドアフレームの一例を示す図である。
【図１３Ｂ】電磁遮蔽を実現するための導電性フィンガを有する電磁遮蔽筐体のドアフレームの一例を示す図である。
【図１３Ｃ】ドアフレームの導電性フィンガに関連するＲＦ減衰領域を横断する間接ＲＦ無線送信を実現するために無線ブリッジが使用される例示的な実施形態を示す図である。
【図１３Ｄ】ドアフレームの導電性フィンガに関連するＲＦ減衰領域を横断する間接ＲＦ無線送信を実現するために無線ブリッジが使用される例示的な実施形態を示す図である。
【図１３Ｅ】ドアフレームの導電性フィンガに関連するＲＦ減衰領域を横断する間接ＲＦ無線送信を実現するために無線ブリッジが使用される例示的な実施形態を示す図である。
【図１３Ｆ】導電性フィンガに関連するＲＦ減衰領域を横断する間接ＲＦ無線送信を実現するために無線ブリッジが使用され、無線ブリッジがドアのヒンジ側に取り付けられる代替的な実施形態を示す図である。
【図１３Ｇ】導電性フィンガに関連するＲＦ減衰領域を横断する間接ＲＦ無線送信を実現するために無線ブリッジが使用され、無線ブリッジがドアのヒンジ側に取り付けられる代替的な実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本開示の様々な実施形態及び側面について、詳細を参照して説明する。以下の説明及び図面は、本開示を例示するものであり、本開示を制限するものとは解釈されない。本開示の様々な実施形態の完全な理解を提供するために、多数の特定の詳細を記述する。なお、特定の例において、本開示の実施形態を簡潔に説明するために、周知の又は従来の詳細は、説明しない。
【００１３】
本明細書で使用する用語「含む」、「備える」、及び「有する」は、包括的かつオープンエンドであり、排他的ではないと解釈される。具体的には、明細書及び特許請求の範囲において使用する用語「含む」、「備える」、及び「有する」及びこれらの活用形は、指定された特徴、ステップ、又は構成要素が含まれることを意味する。これらの用語は、他の特徴、ステップ、又は構成要素の存在を除外するようには解釈されない。
【００１４】
本明細書で使用する用語「例示的」は、「具体例、例証、又は例示としての役割を果たす」ことを意味し、本明細書で開示する他の構成よりも好ましい又は有利であるとは解釈されない。
【００１５】
本明細書で使用する用語「約」及び「略」は、特性、パラメータ、及び寸法の変動等、値の範囲の上限及び下限の変動がカバーされることを意味する。「約」及び「略」とは、特に明記しない限り、プラス又はマイナス２５％以内を意味する。
【００１６】
なお、特に明記しない限り、ここに特定する範囲又はグループは、その範囲又はグループに含まれるそれぞれ及び全てのメンバを簡潔に言及しているものと解釈さると共に、ここに含まれる可能な下位範囲又はサブグループのそれぞれ及び全て、及び同様にその下位範囲又はサブグループに関する言及であるとも解釈される。特に明記しない限り、本開示は、下位範囲又はサブグループのそれぞれ及び全ての特定のメンバ及び組み合わせに関連し、これらが明示的に組み入れられているものとする。
【００１７】
また、本明細書において、量又はパラメータと併せて使用される「〜の桁」といった表現は、記載された量又はパラメータの約１０分の１から１０倍に亘る範囲を指す。
【００１８】
特別に定義しない限り、ここで用いる技術用語及び学術用語は、当業者に知られているものと同じ意味として解釈される。本明細書で使用する以下の用語は、文脈等で特段の指定がない限り、以下の意味を有するものとする。
【００１９】
本明細書で使用する用語「ＲＦ通信デバイス」とは、無線周波数（radio-frequency：ＲＦ）波を送信及び／又は受信でき、少なくとも音声信号、少なくとも映像信号、又は少なくとも音声信号と映像信号の組み合わせの無線送信及び受信において使用される無線デバイスを指す。本明細書で使用する用語「ＲＦ通信デバイス」は、音声及び／又は映像信号に加えて他のデータを送信できるものであってもよい。「ＲＦ通信信号」及びその変形は、少なくとも音声信号、少なくとも映像信号、又は少なくとも音声信号と映像信号の組み合わせで符号化された無線信号を意味する。本明細書で使用する用語「ＲＦ通信信号」は、音声及び／又は映像信号に加えて、他のデータで符号化された信号であってもよい。
【００２０】
本開示の様々な実施形態は、ＲＦ無線ブリッジを使用して、ＲＦ減衰窓を介して電磁遮蔽筐体を横断する無線通信を実現するデバイス及びシステムを提供する。図１は、ＲＦ減衰窓を介する通信がＲＦ無線ブリッジによって実現される磁気共鳴（magnetic resonance：ＭＲ）イメージング及び通信システムを示している。同図に示すように、ＭＲスキャナ３０は、電磁遮蔽筐体（ファラデーケージ）２０によって囲まれたスキャナ室１０内に配置されている。電磁遮蔽筐体は、導電性材料（例えば、薄い銅又はアルミニウム相互接続シート等の固体又はメッシュ形態、又はこれらの組み合わせ）から形成してもよい。このような筐体は、ＲＦ信号を減衰させ、ＲＦ信号がスキャナ室１０に侵入することを防ぐ。ＭＲスキャナ３０を制御するためのコンピュータ等の外部デバイスは、スキャナ室１０の外部にあり、外部ユーザ４５によって操作される制御室に配置できる。
【００２１】
電磁遮蔽筐体２０は、導電性材料（例えば、導電性コーティング又は導電性メッシュ）を組み込んだＲＦ減衰窓１００を有する。ＲＦ減衰窓は、単一又は二重のガラス構造を有していてもよく、この構造は、例えば、スキャナ室のファラデーケージに電気的に接続され及び接地されて電磁遮蔽筐体の完全性（integrity）を保証する導電性材料（例えば、メッシュ）を有する。導電性材料は、ＭＲスキャナ３０の動作帯域幅内の電磁波を遮蔽し、これによって、スキャナ室１０を取り囲む電磁遮蔽筐体（ファラデーケージ）の連続性及び機能性を維持しながら、ユーザは、スキャナ室１０の内部及び外部を見ることができる。
【００２２】
ＲＦ減衰窓１００は、通常、ＭＲスキャナ３０の動作帯域幅内の電磁波を約１００ｄＢ減衰させる。しかしながら、ＲＦ減衰窓１００は、ＭＲスキャナ３０の最大動作周波数を超える伝搬ＲＦ波もかなり減衰させる。この窓のＲＦ減衰は、１〜１０ＧＨｚの範囲の周波数に大きく依存する。例えば、３．８ｍｍの間隔の微細ワイヤの二重銅メッシュでは、４００ＭＨｚと１ＧＨｚとの間で２０ｄＢの減衰が生じ、すなわち、減衰により信号が１０部の１に減少する。Ｂｒａｄｌｅｙは、同様の実験と理論を引用し、間隔が１．４１×１．８１ｍｍの長方形のメッシュに織り込まれた直径０．０６ｍｍのブロンズ線からなるスクリーンでは、１００ＭＨｚと比較して２．４ＧＨｚで２５ｄＢの減衰が生じることを示している（Richard Bradley: A Low Cost Screen Enclosure for Effective Control of Undesired Radio Frequency Emissions, Laboratory Report NRAO Electronics Division Internal Report Series, Report No 317,July 17, 2006）。更に、ＭＲスキャナの電磁遮蔽のために従来使用されているガラスに埋め込まれたワイヤメッシュは、通常、メッシュ構成に応じて、１ＧＨｚで６０〜９０ｄＢ及び１０ＧＨｚで３０〜６０ｄＢの範囲の減衰を提供しながら、可視範囲で４０〜７０％の透過性を維持する。
【００２３】
ＲＦ減衰窓のこの高周波減衰のために、スキャナ室１０の内部及び外部のデバイス間に直接無線リンクを形成することが困難になる。例えば、本発明者らは、実験により、スキャナ室１０内に配置された２５ｍＷの出力電力を有する内部無線デバイスと、スキャナ室１０の外に配置された２５ｍＷの出力電力を有する外部無線デバイスとの間に直接ブルートゥース接続を確立しようとすると、従来のＲＦ減衰窓が２．４ＧＨｚで信号を大幅に減衰させることを見出した。実際、このような無線接続を確立する実験において、２つの無線デバイスは、顕著な歪みなしで音声信号を送信するのに十分な信号対雑音比を有する直接的な無線接続を達成するために、窓を挟んで両側に、各窓面に隣接して、互いに約１メートル以内に配置する必要があることが見出された。この発見は、２つの無線デバイスの相対近接度を説明又は制限することなく、電磁遮蔽筐体のＲＦ減衰窓を横断してこのような直接無線接続を達成できると述べている米国特許第９，５０４，４２９号（Ｍｉｎｋｏｆｆら）の教示とは、全く対照的であり、明らかに矛盾していた。
【００２４】
Ｍｉｎｋｏｆｆ特許の教示と本発明者らの実験的観察との間の明らかな矛盾は、送信データの性質に起因すると考えられる。実際には、Ｍｉｎｋｏｆｆらは、電磁遮蔽筐体のＲＦ減衰窓を介して確立された直接無線リンクの使用を教示しており、この直接無線リンクは、生理学的センサから窓を介して制御室内の外部コンピュータにデータを送信するために動作できるとしている。具体的には、Ｍｉｎｋｏｆｆらは、生理学的センサが「フォトプレチスモグラフ、酸素計、ＥＫＧセンサ、又は心拍、呼吸、血液パルス、又はゲーティングＭＲＩシステムでの使用に適した他の生理学的パラメータを検出する任意のセンサ」であってもよいことを教示している。これらのセンサのそれぞれは、低帯域幅センサであり、特に、順方向誤り訂正を使用して信号のロバスト性を改善するために、この周波数の従来の無線チャネルで利用可能な有意な外来帯域幅（extraneous bandwidth）が与えられると、高損失の存在下であっても２．４ＧＨｚ無線チャネルを介してデータ送信が可能である。
【００２５】
これに対し、本発明者らは、低帯域幅センサデータの無線送信に範囲が限定されているＭｉｎｋｏｆｆらの狭い教示とは異なり、少なくとも実時間音声及び／又は映像データを有し、比較的低電力トランシーバ（例えば、２．４Ｇｚ領域で動作する出力電力１００ｍＷ以下のトランシーバ）を使用する能力を有する通信データの送信を実現する技術的解決策を見出すことを鋭意検討した。このような高帯域幅を要求する通信信号は、減衰及び伝搬による伝送損失の影響をかなり受けやすい。Ｍｉｎｋｏｆｆらの教示に従って直接無線接続を実施した場合、高帯域幅通信信号が許容できない信号歪み及び品質の損失をもたらすことを実験的に観察した後、本発明者らは、無線ブリッジを使用して内部デバイスと外部デバイスとの間の通信信号の間接送信を実現する無線通信システムを開発した。窓を介して直接無線リンクを形成しようとする際に直面する課題に対し、本発明者らは、ＲＦ無線ブリッジを用いることにより、無線ブリッジを構成する２つのＲＦ無線通信デバイスを、必要な信号対雑音比又は信号品質を達成するように十分に近づけることができる柔軟性が得られ、同時に、内部デバイス及び外部デバイスを自由に位置決めできることを見出した。
【００２６】
無線ブリッジは、当技術分野で知られている直接無線リンクよりも多くの潜在的な利点及び利益を提供する。上述したように、無線ブリッジの１つの利点は、システムの位置感度を内部デバイス及び外部デバイスから分離し、この位置感度をＲＦ無線ブリッジのＲＦ通信デバイスにシフトすることである。これにより、無線ブリッジを構成する２つのＲＦ通信デバイスを必要に応じて近接させて（例えば、ＲＦ減衰窓に必要なだけ近くに）配置することが可能となるとともに、送信信号品質への影響を考慮することなく、内外のデバイスを自由に配置することが可能となる。例えば、ＲＦ減衰窓を介した損失が５０〜８０ｄＢの範囲である可能性が高い２．４ＧＨｚでの音声伝送の場合、２つのＲＦ通信デバイスを近接して（例えば、約１００ｃｍ未満の相対間隔で）配置することにより、十分に高い音声信号品質で、スキャナ室外の外部デバイスから無線ブリッジを介してスキャナ室内の内部デバイスへの間接送信リンクを確立できると共に、信号品質を劣化させることなく、内部デバイス及び外部デバイスを自由に移動させることができる。
【００２７】
無線ブリッジを使用する他の重要な利点は、内部デバイス及び外部デバイスと通信するために使用されるものとは異なるトランシーバ及び／又はアンテナ特性を使用できる点である。例えば、無線ブリッジを介してＲＦ減衰窓を通過して通信するために使用されるトランシーバ及び／又はアンテナは、内部デバイス及び外部デバイスと通信するために使用されるものとは異なる周波数及び／又は異なる電力でＲＦ送信を行うように構成できる。別の例では、無線ブリッジによりＲＦ減衰窓を介して通信するために使用されるアンテナは、送信損失を最小限にするために、以下に更に詳細に説明するように、指向性ＲＦ送信を行うように構成してもよく、一方、通信デバイスと内部デバイス及び外部デバイスとの間で通信するために使用されるアンテナは、これらの位置決めを柔軟にするために、全方向通信を行うように構成してもよい。更に、見通し内の光伝送又は赤外線伝送を必要とする従来技術の実施とは異なり、本開示の無線ブリッジの実施によって、２つのＲＦブリッジデバイスの位置許容度が大きくなると共に、ＲＦ減衰窓を介する送信も実現される。
【００２８】
図１に示す例示的な実施形態では、ＲＦ無線ブリッジは、第１のＲＦ通信デバイス１１０と第２のＲＦ通信デバイス１２０によって実現され、これらは、ＲＦ減衰窓１００を介して、磁気共鳴スキャナ３０の動作周波数範囲より高い無線ブリッジ周波数帯域内で無線送信を行うように構成されている。スキャナ室１０内に配置された第１のＲＦ通信デバイス１１０は、図１に示すような無線接続、有線接続、又はこれらの組み合わせのいずれかを使用して、内部デバイスと通信する。スキャナ室１０の外部に位置する第２のＲＦ通信デバイス１２０は、図１に示すような無線接続、有線接続、又はこれらの組み合わせのいずれかを使用して、外部デバイスと通信する。
【００２９】
図１に示す例示的な実施形態では、第１のＲＦ通信デバイス１１０は、内部無線デバイス１８０から無線信号を送信及び／又は受信する。内部無線デバイス１８０は、有線接続（オプションで多重化される）を介して複数の付加デバイスに接続され、これらの付加デバイスは、図示のように、血中飽和度測定カフ５０、呼吸用ベローズ５２、ＥＣＧ電極５４、スピーカ及び／又はマイクロフォン５６、並びに表示スクリーン５８を有することができるが、これらに限定されない。第２のＲＦ通信デバイス１２０は、外部無線デバイス１８５から無線信号を送信及び／又は受信し、外部無線デバイスは、ＭＲスキャナ３０を制御及び／又は監視するための制御コンソール等のコンピュータであってもよい。
【００３０】
図１に示すように、ＲＦ無線ブリッジを使用してＲＦ減衰窓を介した送信を実現することによって、ＲＦ無線ブリッジの２つのＲＦ通信デバイスを近くに配置して所望のレベルの信号品質を達成できると共に、内部デバイスを第１のＲＦ通信デバイスの範囲内の任意の場所に配置し、外部デバイスを第２のＲＦ通信デバイスの範囲内の任意の場所に配置することができる。
【００３１】
ＲＦ無線ブリッジを構成する第１のＲＦ通信デバイス及び第２のＲＦ通信デバイスは、十分な信号対雑音比、信号の明瞭性、歪みの欠如、又は送信品質の他の適切な測定値を確立するように十分に近づけて位置決めできる。なお、第１のＲＦ通信デバイスと第２のＲＦ通信デバイスとの近接度は、多数の具体的な実装要素に依存して変化する。例えば、ＲＦ減衰窓によって生じる減衰は、周波数に依存し、通常、約１ＧＨｚの周波数で減衰が生じるため、十分な送信品質を達成するために必要とされる近接度は、ＲＦ無線ブリッジの周波数に依存する。例えば、２．４ＧＨｚの周波数で２４ｄＢｍの送信電力を使用するブルートゥース無線音声リンクは、約１ｍ未満に近づける必要があるが、５ＧＨｚの周波数で動作する同じ音声リンクは、このより高い周波数でのＲＦ減衰窓の減衰が小さいため、より遠くに離すことができる。近接度は、利用可能なチャネル帯域幅に対する信号帯域幅、送信電力、及びアンテナの感度にも依存する。例えば、信号帯域幅を増加させると、許容される分離距離が短くなり、送信電力又はアンテナ感度を高めると、許容される分離距離が長くなる。
【００３２】
当業者は、第１のＲＦ通信デバイスと第２のＲＦ通信デバイスとの相対的な分離を変化させ、送信信号の品質を監視することによって、第１のＲＦ通信デバイスと第２のＲＦ通信デバイスとの適切な近接度を判定できる。例えば、まず、第１のＲＦ通信デバイス及び第２のＲＦ通信デバイスをＲＦ減衰窓の両側に隣接して配置し、（デバイスの一方又は両方を移動させて）デバイス分離距離を変化させることによって、十分な送信信号品質（例えば、歪みのレベルが十分に低い音声又は映像信号）が得られる最大相対近接度（分離範囲）を判定してもよい。他の例示的な手法として、第１のＲＦ通信デバイス及び第２のＲＦ通信デバイスを好適な位置に配置して、送信信号の品質を評価してもよい。信号品質が不十分である場合、送信信号の品質が十分に高くなるまで、第１のＲＦ通信デバイスと第２のＲＦ通信デバイスとの分離距離を縮小してもよい。また、例えば、送信電力、アンテナ感度、及び送信周波数のうちの１以上を変化させることによって、達成可能な最大の近接度を「チューニング」できることは、当業者にとって明らかである。
【００３３】
上述したように、第１のＲＦ通信デバイスと第２のＲＦ無線通信デバイスとの相対近接度は、実装毎に固有であるが、図１に示すように、第１のＲＦ通信デバイスと第２のＲＦ無線通信デバイスをＲＦ減衰窓の両側の表面に隣接させることにより、最適な送信信号品質を提供する構成が実現されることが期待されることは明らかである。幾つかの例示的な実施形態では、第１のＲＦ通信デバイス及び第２のＲＦ無線通信デバイスは、窓の両側の表面に直接接触するように配置してもよい。別の例示的な実施形態では、第１のＲＦ通信デバイス及び第２のＲＦ無線通信デバイスのうち、一方のデバイスを窓表面に接触するように支持し、他方のデバイスをその窓表面から空間的にオフセットさせて配置してもよく、空間的オフセットは、十分な送信信号品質を達成できるものとする。別の例示的な実施形態では、第１のＲＦ通信デバイス及び第２のＲＦ無線通信デバイスのうち、一方のデバイスを他方のデバイスよりもそのそれぞれの窓面により近くに支持してもよく、いずれのデバイスもそのそれぞれの窓面に接触しないようにしてもよい。
【００３４】
幾つかの例示的な実施形態では、第１のＲＦ通信デバイス及び第２のＲＦ無線通信デバイスの一方又は両方は、それぞれのアンテナがそれぞれの窓表面から５０ｃｍ、２５ｃｍ、１０ｃｍ、５ｃｍ、２ｃｍ、又は１ｃｍ以内に位置するように、それぞれ支持してもよい。幾つかの例示的な実施形態では、第１のＲＦ通信デバイス及び第２のＲＦ無線通信デバイスは、それぞれのアンテナの間隔が１００ｃｍ未満、５０ｃｍ未満、２５ｃｍ未満、１０ｃｍ未満、又は５ｃｍ未満になるように支持してもよい。
【００３５】
更に、当技術分野で知られている光学デバイス及び赤外線デバイスとは異なり、ここに開示するＲＦ無線ブリッジデバイスは、第１のＲＦ通信デバイス及び第２のＲＦ無線通信デバイスの直接的な見通し内配置を必要としない。第１のＲＦ通信デバイス及び第２のＲＦ無線通信デバイスの位置合わせが２つのデバイスの最大分離距離に及ぼす影響は、ＲＦ無線ブリッジに使用されるアンテナの指向性に依存することは明らかである。
【００３６】
第１のＲＦ通信デバイス及び第２のＲＦ無線通信デバイスは、多種多様な支持体、機構、及び実装ハードウェアを用いて実装できる。例えば、ＲＦ通信デバイスの一方又は両方は、例えば、接着剤（例えば、シリコンゴム）又は吸着によって、ＲＦ減衰窓に直接取り付けることができる。別の例示的な実施形態では、ＲＦ通信デバイスの一方又は両方は、窓に接触して又は窓に接触することなく、（例えば、接着剤又はファスナを用いて）窓を囲むフレーム、窓を囲む壁、又は窓の上の天井若しくは床に取り付けることにより、ＲＦ減衰窓のいずれかの側で支持してもよい。別の例示的な実施形態では、ＲＦ通信デバイスの一方又は両方は、ＲＦ減衰窓のいずれかの側で、棚、スタンド、又はプラットフォームによって支持してもよい。ＲＦ通信デバイスは、減衰窓の前又は真下に配置されたＲＦ透過キャビネット（例えば、木製）内に配置してもよい。第１のＲＦ通信デバイス及び第２のＲＦ通信デバイスの一方又は両方は、多区画（multi-pane）ＲＦ減衰窓の区画内に配置してもよい。
【００３７】
図２は、ＲＦ無線ブリッジの例示的な実施形態を示しており、ここでは、ＲＦ無線ブリッジの第１のＲＦ通信デバイス１１０及び第２のＲＦ通信デバイス１２０は、（ＲＦ減衰メッシュ１０５を有する）ＲＦ減衰窓１００の両側に配置されている。図に示す無線ブリッジの例では、第１のＲＦ通信デバイス１１０と第２のＲＦ通信デバイス１２０の両方が、それぞれＲＦ減衰窓１００を横断して無線ＲＦ通信を行うための第１及び第２のトランシーバ１５０、１６０と、第１及び第２のアンテナ１３０、１４０とを備えている。第１及び第２のトランシーバ１５０、１６０は、それぞれの付加トランシーバ１５５、１６５に動作可能に接続され、これらのトランシーバは、それぞれの付加アンテナ１３５、１４５に動作可能に接続されている。付加トランシーバ１５５、１６５及びアンテナ１３５、１４５は、それぞれ１以上の内部デバイス１８０及び１以上の外部デバイス１８５と無線通信するように構成されており、これにより、ＲＦ無線ブリッジが電磁遮蔽筐体を横断する内部デバイスと外部デバイスとの間の間接通信を実現する。
【００３８】
幾つかの例示的な実施形態において、第１のアンテナ１３０及び第２のアンテナ１４０の一方又は両方は、指向性アンテナであってもよい。例えば、内部デバイス１８０及び外部デバイス１８５のアンテナを全方向性としながら、第１のアンテナ１３０及び／又は第２のアンテナ１４０は、窓面の方向に最大化された指向性を有するように構成してもよい。
【００３９】
また、図２は、特にスキャナ室内での信号送信を改善し及び雑音を分離するのに有利なデュアルアンテナ及びトランシーバの例示的な空間構成を示している。図示の実施形態では、第１のＲＦ通信デバイス１１０は、一方の面が内部窓面（スキャナ室に面するＲＦ減衰窓面）に対向し、他方の面が内部窓面の反対を向くように配置された第１の回路基板１７０を備えている。第１のアンテナ１３０は、ＲＦ減衰窓１００を介してブリッジ無線通信を行うために用いられ、内部窓面を向く回路基板の側で支持されている。この構成は、第１のアンテナ１３０によって放射及び／又は受信されたＲＦ波がＲＦ減衰窓１００に向かって及び／又はそこから伝搬する際、回路基板１７０によって妨害されないという点で有益である。
【００４０】
同様に、１以上の内部デバイス１８０との無線通信のために使用される付加アンテナ１３５は、内部窓面の反対を向く回路基板の側に配置してもよい。この構成は、付加アンテナ１３５によって放射及び／又は受信されるＲＦ波が、１以上の内部デバイス１８０に及び／又はそこから伝搬する際、回路基板１７０によって妨害されないという点で有益である。
【００４１】
また、図２に示すように、第１のトランシーバ１５０は、ＲＦ減衰窓１００の内面側を向く回路基板の側で支持してもよい。この空間的配置により、第１のトランシーバ１５０によって放射されたＲＦ雑音が、回路基板によってＭＲスキャナから少なくとも部分的に遮蔽され、これによって、ＭＲスキャナの性能に対するこのような雑音の影響が潜在的に低減される。付加トランシーバ１５５は、内部窓面の反対を向く回路基板１７０の側に配置されるように示しているが、このトランシーバは、内部窓面を向く回路基板１７０の側に配置してもよい。
【００４２】
図２に示すように、第２のＲＦ通信デバイス１２０も同様に構成でき、第２のアンテナ１４０及びオプションとして第２のトランシーバ１６０は、外部窓面（スキャナ室の外部に面した窓面）を向く回路基板１７５の側に配置でき、付加アンテナ１４５及びオプションとして付加トランシーバ１６５は、外部窓面の反対を向く回路基板１７５の側に配置してもよい。
【００４３】
なお、図２に示す実施形態は、ＲＦ無線ブリッジの一例を示すものであるが、本開示の範囲内で多くの代替構成が想到されることは明らかである。以下の例示的な実施形態では、幾つかの非限定的な代替例を例示し、説明している。
【００４４】
図３は、第１及び第２のＲＦ通信デバイス１１０、１２０がそれぞれ単一のトランシーバ１５２、１５４を備えたＲＦ無線ブリッジの一例を示している。第１のＲＦ通信デバイス１１０の第１のトランシーバ１５２は、第１のアンテナ１３０及び付加アンテナ１３５に動作可能に接続されている。第２のＲＦ通信デバイス１２０の第２のトランシーバ１５４は、第２のアンテナ１４０及び付加アンテナ１４５に動作可能に接続されている。図では、第１及び第２のトランシーバ１５２、１５４は、それぞれ、内部窓面及び外部窓面の反対を向く回路基板１７０、１７５のそれぞれの側に配置されているが、これに代えて、第１及び／又は第２のトランシーバ１５２、１５４は、それぞれの回路基板１７０、１７５の反対側に配置してもよい。
【００４５】
図４は、第１のＲＦ通信デバイス１１０及び第２のＲＦ通信デバイス１２０が、それぞれトランシーバ１５０、１５５、１６０、１６５と一体化されたアンテナ１３０、１３５、１４０、１４５を有する、例示的な無線通信システムを示している。
【００４６】
図５は、無線ブリッジが有線及び／又は無線接続を介して他のデバイスと通信する無線ブリッジの構成例を示している。同図に示すように、第１のＲＦ通信デバイスは、内部デバイス１８０と無線通信を行い、第２のＲＦ通信デバイスは、有線接続により外部デバイス１８５と通信を行う。図６は、代替の例示的な実施形態を示しており、ここでは、無線ブリッジは、有線接続を介して内部デバイス１８０及び外部デバイス１８５と通信する。包括的に言えば、ＲＦブリッジは、第１のＲＦ通信デバイス及び第２のＲＦ無線通信デバイスのいずれか一方が、有線接続、無線接続、又は有線接続と無線接続との組み合わせを介してデバイスと通信できるように構成できる。
【００４７】
本開示の図の多くは、第１のＲＦ通信デバイス及び第２のＲＦ通信デバイスが共通のサブコンポーネント構成を有する無線ブリッジの対称構成を示しているが、これらの図は、本開示の範囲をそのような対称構成に限定することを意図していないことは明らかである。代替的な実施形態では、第１及び第２のＲＦ通信デバイスについて異なるサブコンポーネント構成を選択することによって、非対称構成を実現してもよい。例えば、図２の第１のＲＦ通信デバイス及び図３の第２のＲＦ通信デバイスに基づいてＲＦ無線ブリッジデバイスを構築することによって、代替構成を得ることができる。
【００４８】
図７Ａは、ＲＦ減衰窓を横断する通信を実現するために２つの無線ブリッジを使用する構成例を示している。このような構成は、信号伝送の冗長性を提供し、トランシーバの１つが故障した場合にバックアップ送信チャネルを提供する。これに代えて、２つの無線ブリッジを使用して、異なる周波数帯域で異なる信号を送信してもよい。例えば、図７Ｂに示すように、図の上部に示す第１のＲＦ無線ブリッジを第１の周波数帯域での通信信号の送信に用い、図の下部に示す第２のＲＦ無線ブリッジを第２の周波数帯域での通信信号の送信に用いてもよく、第１の周波数帯域は、第２の周波数帯域より高くてもよい。
【００４９】
一具体例では、第１のＲＦ無線ブリッジは、第２のＲＦ無線ブリッジによって送信される信号に比べ高い帯域幅を有する通信信号を送信するように構成でき、ＲＦ減衰窓の周波数依存減衰に従って、より高い帯域幅の通信信号のＲＦ減衰窓によるＲＦ減衰が小さくなる。したがって、一具体例では、第１のＲＦ無線ブリッジを映像信号の送信用に構成し、第２の無線ブリッジを音声信号の送信用に構成してもよい。別の例示的な実施形態では、第１のＲＦ無線ブリッジは、映像信号及び音声信号を送信するように構成し、第２の無線ブリッジは、１以上の生理学的センサに関連するデータ等、低帯域幅データを送信するように構成してもよい。
【００５０】
また、図７Ａは、付加無線デバイス１９０がスキャナ室内に配置されている別のタイプのデュアルブリッジ構成の例を示している。この付加無線デバイス１９０は、有線接続を介して１以上の内部デバイス１８０Ａ〜Ｄに動作可能に接続され、第１及び第２の無線ブリッジの一方又は両方と無線通信できる。付加無線デバイス１９０は、第１及び／又は第２の無線ブリッジと、有線内部デバイス１８０Ａ〜Ｄとの間に付加無線ブリッジを効果的に形成する。このような付加無線デバイスは、前述の実施形態のいずれか又はその変形例に組み込んでもよく、これにより、スキャナ室内の有線デバイスとの接続が実現される。
【００５１】
幾つかの例示的な実施形態では、ＲＦ無線ブリッジの第１のＲＦ通信デバイスは、それ自体がラーモア周波数（すなわち、ＭＲスキャナの動作帯域幅内）のＲＦ雑音をスキャナ（磁石）室に放射する可能性がある１以上の電子部品を有することがある。図８Ａ及び図８Ｂに示すように、電気部品によって放射されるＲＦ雑音は、第１のＲＦ通信デバイス１１０の少なくとも一部を囲む二次電磁遮蔽筐体２００を使用して除去できる。
【００５２】
図８Ａ及び図８Ｂに示す例示的な実施形態では、二次電磁遮蔽筐体２００は、第１のトランシーバ１５０、第１のアンテナ１３０、付加トランシーバ１５５、及び付加アンテナ１３５を囲む。このような場合、二次電磁遮蔽筐体２００は、ＲＦ減衰窓を介して通信するために第１のトランシーバ１５０及び第１のアンテナ１３０によって使用される無線ブリッジ周波数帯域内での無線送信を可能にすると共に、ＭＲスキャナの動作帯域幅内でＲＦ雑音を電磁遮蔽する導電性メッシュを使用して構成されている。また、二次電磁遮蔽筐体２００は、内部デバイス（図示せず）との通信のために付加トランシーバ１５５及び付加アンテナ１３５によって使用される無線周波数帯域内での無線送信を可能にする。
【００５３】
図８Ａ及び図８Ｂは、二次電磁遮蔽筐体２００がスキャナ室の主電磁遮蔽筐体に接地されている実施形態（図８Ａ）及びスキャナ室の主電磁遮蔽筐体に対して電気的に浮遊している実施形態（図８Ｂ）の２つの異なる例示的な実施形態を示している。また、図８Ａ及び図８Ｂに示すように、二次電磁遮蔽筐体２００は、内部ＲＦ通信デバイスに接続されていてもよく（図８Ａ）、通信デバイスに対して電気的に浮遊状態となるように、接続されていなくてもよい（図８Ｂ）。
【００５４】
図９は、二次電磁遮蔽筐体２００が、第１のトランシーバ１５０及び第１のアンテナ１３０を包囲することなく、付加無線トランシーバ１５５及び付加アンテナ１３５を包囲する無線ブリッジの一例を示している。二次電磁遮蔽筐体２００は、付加トランシーバ１５５及び付加アンテナ１３５によって使用される周波数帯域内の電磁波を透過させると共に、付加トランシーバ１５５内の雑音源によって生成される電磁波を減衰させるように構成されている。図に示すように、回路基板１７０の導電面が二次電磁遮蔽筐体２００の一部を構成してもよい。
【００５５】
図１０は、無線ブリッジの他の例を示しており、ここでは、図９に示した二次電磁遮蔽筐体２１０に加えて、第１の無線トランシーバ１５０と第１のアンテナ１３０とを囲む付加二次電磁遮蔽筐体が設けられている。付加二次電磁遮蔽筐体２１０は、第１のトランシーバ１５０及び第１のアンテナ１３０によって使用される無線ブリッジ周波数帯域内の電磁波を透過させると共に、第１のトランシーバ１５０内の雑音源によって生成される電磁波を減衰させるように構成されている。図に示すように、回路基板１７０の導電面が付加二次電磁遮蔽筐体２１０の一部を構成してもよい。なお、メッシュサイズは、遮蔽筐体が異なる周波数で動作するトランシーバに対して透過性を有するように選択できる。
【００５６】
幾つかの例示的な実施形態では、二次電磁遮蔽筐体は、第１のＲＦ通信デバイスの全ての構成要素を囲む必要はない。例えば、二次電磁遮蔽筐体は、第１のＲＦ通信デバイスの１以上のアンテナを囲まないように構成してもよい。図１１は、二次電磁遮蔽筐体２００が、第１のアンテナ１３０及び付加アンテナ１３５を囲むことなく、第１の無線トランシーバ１５０及び付加無線トランシーバ１５５を囲む無線ブリッジの一例を示している。第１のトランシーバ１５０及び付加トランシーバ１５５は、それぞれポート２２０、２２２を介して第１のアンテナ１３０及び付加アンテナ１３５に接続されている。この例示的な実施形態では、二次電磁遮蔽筐体２００は、付加トランシーバ１５５及び付加アンテナ１３５によって使用される周波数帯域内の電磁波を透過する必要はなく、第１のトランシーバ１５０及び第１のアンテナ１３０によって使用される無線ブリッジ周波数帯域内の電磁波を透過する必要もない。図に示すように、付加トランシーバは、１以上のポート２２４、２２６を介して有線接続によって１以上の内部デバイスに接続可能であってもよい。更に、ファラデーケージを通るポートは、電気ライン上の雑音を除去するためのフィルタを有していてもよい。
【００５７】
前述の例の多くは、電磁遮蔽された筐体内で、ＲＦ無線ブリッジの第１のＲＦ通信デバイス１１０から内部無線デバイス１８０への送信を有する。ここで、高周波無線信号の使用に関する課題の１つは、誘電体の存在によってこれらが大きく減衰される可能性があることである。例えば、図１２Ａに示す構成では、内部無線デバイス１８０（内部とは電磁遮蔽筐体２０の内部を意味する）が患者の頭部上方のＭＲスキャナ３０のボア内に配置され、窓に装着された無線ブリッジの第１のＲＦ通信デバイス１１０との間の無線経路は、少なくとも部分的に、被験者の身体によって遮断され、これによって無線の完全性が劣化する。図１２Ｂ〜図１２Ｅは、ＭＲスキャナ３０のボア内に配置された内部無線デバイスと無線通信する際に信号劣化が生じる上述の課題に対処するために使用できる幾つかの例示的な実施形態を示している。
【００５８】
図１２Ｂに示すように、中間無線ブリッジ３００を使用して、無線ブリッジの第１のＲＦ通信デバイス１１０からＭＲスキャナのボア内に位置する無線デバイス１８０に無線信号を中継してもよい。図に示すように、中間無線ブリッジ３００は、ＭＲスキャナ３０のボア内に存在する内部無線デバイス１８０との見通し内無線通信を実現する位置で、壁（図示）、天井（図示せず）、又は他の表面に固定してもよい。別の例示的な実施形態では、中間無線ブリッジ３００は、ＭＲスキャナのボアの遠位端から所定の空間的オフセット内、例えば、ボアの遠位端から０．５メートル、１メートル及び２メートル以内に配置され、十分な信号強度を達成できる。幾つかの例示的な実施形態では、中間無線ブリッジ３００は、ＭＲスキャナ３０のボア内に存在する第１のＲＦ通信デバイス及び内部無線デバイス１８０の両方との見通し内無線通信を実現する位置に固定してもよい。
【００５９】
一実施形態では、第１のＲＦ通信デバイス１１０と中間無線ブリッジ３００との間の無線リンクと、中間無線ブリッジ３００とボア内無線デバイス１８０との間の無線リンクとは、相互依存無線ペアリングによって構成できる。このような構成では、信号は、第１のＲＦ通信デバイス１１０と中間無線ブリッジとの間を通過し、その後、ボア内無線デバイス１８０に送られる。独立した無線リンクは、互いに干渉しないように独立して設定される。これは、例えば、各リンクに対して特定の無線チャネルを選択することによって達成できる。あるいは、各無線リンクは、無線リンク間の干渉を回避するために、適切な周波数ホッピング方式を使用してもよい。
【００６０】
別の例示的な実施形態では、中間無線ブリッジ３００は、第１のＲＦ通信デバイス１１０から放射された無線信号が中間無線ブリッジによって中継されて無線リンクの範囲を拡張するように、中継器として構成してもよい。
【００６１】
図１２Ｃは、室内に取り付けられた２つの中間無線ブリッジを備える別の例示的な実施形態を示している。これらのブリッジは、部屋内の表面（例えば壁や天井）に固定され、一方の中間無線ブリッジは、（無線デバイス１８０がボアの近位端近くに配置されている場合）足側から開始されるアプリケーション（head-first application）においてボア内無線デバイス１８０とのクリアな見通しを有し、他方の中間無線ブリッジは、（無線デバイス１８０がボアの近位端近くに配置されている場合）頭側から開始されるアプリケーション（head-first application）においてボア内無線デバイスとのクリアな見通しを有する。患者の位置に応じて、いずれかのブリッジを選択して、窓に取り付けられたブリッジからボア内無線受信機への無線経路を提供できる。
【００６２】
図１２Ｃ（及び以下で説明する図１２Ｅ）のような複数の中間ブリッジが存在する例示的な実施形態では、中間無線ブリッジのうちの１つを選択して使用できる。例えば、無線経路及び中間無線ブリッジの選択は、各中間無線ブリッジによって受信された信号を処理し（オプションとして、２つの中間無線ブリッジの動作をインターリーブし）、ボア内無線デバイス１８０によって受信された信号に対してより高い信号完全性を維持できる中間ブリッジを選択することによって、自動的に行うことができる。この処理は、例えば、ＭＲスキャナを制御するために使用される制御回路３０によって又は（少なくともコンピュータプロセッサとメモリを有する）別個の制御回路によって実行できる。例えば、使用する適切な中間ブリッジを選択する制御ユニットに、ボア内無線受信機と各中間ブリッジとの間の信号強度を報告してもよい。これに代えて、例えば、ＭＲ室の内部又は外部の制御ユニットを使用して、１以上の中間無線トランシーバ上に配置されたスイッチを使用して、及びモバイルディスプレイデバイス上のユーザインタフェースを使用して、技術者が手動選択を行ってもよい。
【００６３】
図１２Ｄは、窓に取り付けられたブリッジユニットからＭＲスキャナのボア内に配置された無線デバイス１８０に無線信号を中継する可動中間無線ブリッジ３１０を示している。可動中間無線ブリッジ３１０は、身体が無線経路を遮断していない場所に移動できるという点で有益である。例えば、頭側から開始されるイメージングアプリケーション（図示）では、可動中間無線ブリッジ３１０は、ＭＲＩの後方（ＭＲボアの遠位端に隣接又は近接）に移動できる。足側から開始されるイメージングアプリケーションでは、可動中間無線ブリッジ３１０は、ＭＲＩの前方に移動できる。更に、ｍ
【００６４】
図１２Ｅは、２つの可動中間無線ブリッジ３１０、３１５を備える代替の例示的な実施形態を示している。各可動中間無線ブリッジは、頭側から開始されるアプリケーション又は足側から開始されるアプリケーションの何れかにおいて、可動中間無線ブリッジとボア内無線デバイスとの間のクリアな見通しを提供する位置に移動し、そこに停止できる。
【００６５】
図１２Ｂ〜図１２Ｅに示す例示的な実施形態は、例示的な実施形態を固定及び可動の付加無線ブリッジの両方と組み合わせる等、所与の例示的実施と組み合わせることができる。
【００６６】
上述の例示的な実施形態は、磁気共鳴スキャナシステムの文脈内で説明しているが、磁気共鳴走査を伴わない他の電磁遮蔽用途及び環境に適用し、拡張し、又は適合させてもよいことは明らかである。ＲＦ減衰窓を有する電磁遮蔽筐体を使用できるそのような用途の例には、高感度電子デバイス及び構成要素の製造に関わる用途、試験、校正及び／又は計測に関わる用途、及び商用又は防衛研究所、試験施設等、機密性に関わる用途も含まれる。上で説明した例示的な実施形態は、特にＲＦ減衰窓が電磁遮蔽筐体の所望の遮蔽周波数範囲を超える周波数範囲内の電磁波を減衰させるが、部分的に透過する用途に使用するように適合させてもよい。
【００６７】
前述の例の多くは、電磁遮蔽筐体の一部を構成するＲＦ減衰窓を介してＲＦ波の中間送信を実現する無線ブリッジシステム及びデバイスを説明しているが、ＲＦ減衰窓は、ＲＦ減衰領域の単なる一例であり、ＲＦ減衰領域とは、ここでは、電磁遮蔽筐体の所望の遮蔽周波数範囲を超える周波数範囲内（例えば、磁気共鳴スキャナの動作帯域幅を超える周波数範囲内）の電磁波を減衰させ、更に部分的に透過させる電磁遮蔽筐体の領域として定義される。したがって、様々な更なる実施形態において、上述の無線ブリッジの実施形態は、他のタイプのＲＦ減衰領域を介した無線送信を実現するように適合させることができる。
【００６８】
例えば、一部の電磁遮蔽筐体は、ドアとドアフレームとの間の間隙での電磁遮蔽を達成するために、ドアが閉じたときにドアと電気的に接触するように設計された導電性フィンガを有するドアフレームを備えるように構成されている。図１３Ａは、このような導電性フィンガを備えたドアフレームの一例の写真を示し、図１３Ｂは、これに対応する図を示している。ドア４００は、導電性材料の連続面を有し、ドアが閉じられたときに、ドアの導体がドアフレーム４３０上の導電性フィンガ４２０と電気的に接触し、電磁遮蔽筐体（ファラデーケージ）の周りの遮蔽を維持するように設計されている。図１３Ｂの拡大図は、個々の導電性フィンガ４３２、４３４を示している。
【００６９】
導電性フィンガ４２０は、非連続的な電気伝導を提供し、フィンガ間にギャップが存在する。このようなＲＦ減衰領域は、ＲＦ減衰窓内の導電性メッシュと同様に、電磁遮蔽筐体の所望の遮蔽周波数範囲内（例えば、磁気共鳴イメージングスキャナの動作帯域幅）で電磁波を強く減衰させるために導電性フィンガを離間させることができる。ＲＦ減衰窓の場合と同様に、導電性フィンガは、筐体の所望の遮蔽範囲付近の周波数でＲＦエネルギを減衰させるが、この減衰は、所望の遮蔽範囲内の減衰よりも小さい。一例として、所与の間隔を有する導電性フィンガを有するドアフレームは、同等の導体間隔を有する導電性メッシュを有するＲＦ減衰窓と同様の周波数依存減衰特性を有する。
【００７０】
図１３Ｃ〜図１３Ｅは、このような構造（導電性フィンガは図示していない）を横断するＲＦ送信を実現するための無線ブリッジの配置の一例を示している。無線ブリッジの第１のＲＦ通信デバイス１１０及び第２のＲＦ通信デバイス１２０は、ドアフレーム４４０の両側に取り付けられ、導電性フィンガの間隙を介して無線通信を維持する。図１３Ｄ及び図１３Ｅは、それぞれドア４００が閉じた状態及び開いた状態の平面図を示す。本実施形態では、無線ブリッジは、ドア４００のヒンジが設けられていない側に取り付けられている。ここでは、ＲＦ通信デバイスがドアフレーム４４０のいずれかの側に接触するように示されているが、ＲＦ通信デバイスは、ＲＦ減衰領域によるＲＦエネルギの減衰にもかかわらず、無線ブリッジがＲＦ減衰領域（本例における導電性フィンガ）を介した間接通信を実現するように、第１のＲＦ通信デバイス１１０と第２のＲＦ通信デバイス１２０とが互いに十分に近接して配置されている限り、更に離間してもよい（例えば、ドアフレーム４４０の片側又は両側に間隙を有してもよい）ことは明らかである。上述した無線ブリッジの実施形態のいずれか又はその変形例は、このようなＲＦ減衰領域を横断する間接ＲＦ無線送信を実現するために採用し又は適合させることができる。
【００７１】
図１３Ｆ及び図１３Ｇは、第１及び第２のＲＦ通信デバイス１１０、１２０がドア４００のヒンジ側に取り付けられている代替の例示的な実施形態を示している。図１３Ｃ〜図１３Ｅ及び図１３Ｆ〜図１３Ｇに示す実施形態は、無線ブリッジの２つの非限定的な例示的構成であり、無線ブリッジが、ＲＦ減衰領域によるＲＦエネルギの減衰にもかかわらず、ＲＦ減衰領域を介した間接通信を実現する限り、他の多くの構成を使用できる。
【００７２】
上述したＲＦ減衰窓及びドアフレームは、無線ブリッジを使用する間接ＲＦ無線送信を実現するために使用できるＲＦ減衰領域の非限定的な例である。なお、他の多くのタイプのＲＦ減衰領域、すなわち、電磁遮蔽筐体の固体導体が実用上又は機能上の理由で途切れている他の領域、例えば、以下に限定されるものではないが、換気ダクトの周囲の領域、ケーブルの周囲の領域、光ケーブルの周囲の領域、貫通パネルの周囲の領域、排気換気口の周囲の領域、導波管の周囲の領域、及び電源コンセントの周囲の領域等を使用して無線送信を実現できる。
【００７３】
上述の特定の実施形態は、例示的なものであり、これらの実施形態を様々に修正及び変形できることは明らかである。更に、特許請求の範囲は、ここに開示した特定の形式に限定されず、ここに開示した思想及び範囲に含まれる全ての修正、均等物及び変形を包含することは明らかである。
【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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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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【図１２Ｄ】
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【図１２Ｅ】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１３Ｃ】
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【図１３Ｄ】
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【図１３Ｅ】
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【図１３Ｆ】
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【図１３Ｇ】
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【手続補正書】
【提出日】令和2年2月5日(2020.2.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６３】
図１２Ｄは、窓に取り付けられたブリッジユニットからＭＲスキャナのボア内に配置された無線デバイス１８０に無線信号を中継する可動中間無線ブリッジ３１０を示している。可動中間無線ブリッジ３１０は、身体が無線経路を遮断していない場所に移動できるという点で有益である。例えば、頭側から開始されるイメージングアプリケーション（図示）では、可動中間無線ブリッジ３１０は、ＭＲＩの後方（ＭＲボアの遠位端に隣接又は近接）に移動できる。足側から開始されるイメージングアプリケーションでは、可動中間無線ブリッジ３１０は、ＭＲＩの前方に移動できる。
【国際調査報告】
2020519359.tif 000028
2020519359.tif 000029