特許 7007915 検出装置並びに関連するキット及び方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-01-12

(45)【発行日】2022-01-25

(54)【発明の名称】検出装置並びに関連するキット及び方法

(51)【国際特許分類】

   A61B 8/08 20060101AFI20220118BHJP

   A61B 8/14 20060101ALI20220118BHJP

【ＦＩ】

A61B8/08

A61B8/14

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2017563919

(86)(22)【出願日】2016-06-09

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2018-08-02

(86)【国際出願番号】 EP2016063196

(87)【国際公開番号】W WO2016198541

(87)【国際公開日】2016-12-15

【審査請求日】2019-05-09

(31)【優先権主張番号】15305889.6

(32)【優先日】2015-06-10

(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】591100596

【氏名又は名称】アンスティチュ ナショナル ドゥ ラ サンテ エ ドゥ ラ ルシェルシュ メディカル

(73)【特許権者】

【識別番号】595040744

【氏名又は名称】サントル・ナショナル・ドゥ・ラ・ルシェルシュ・シャンティフィク

【氏名又は名称原語表記】ＣＥＮＴＲＥ ＮＡＴＩＯＮＡＬ ＤＥ ＬＡ ＲＥＣＨＥＲＣＨＥ ＳＣＩＥＮＴＩＦＩＱＵＥ

(73)【特許権者】

【識別番号】518059934

【氏名又は名称】ソルボンヌ・ユニヴェルシテ

【氏名又は名称原語表記】ＳＯＲＢＯＮＮＥ ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＥ

(73)【特許権者】

【識別番号】520053762

【氏名又は名称】ユニヴェルシテ ドゥ パリ

【氏名又は名称原語表記】ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＥ ＤＥ ＰＡＲＩＳ

(73)【特許権者】

【識別番号】515232158

【氏名又は名称】エコール・スーペリウール・ドゥ・フィジック・エ・ドゥ・シミ・アンデュストリエル・ドゥ・ラ・ビル・ドゥ・パリ

(74)【代理人】

【識別番号】110001508

【氏名又は名称】特許業務法人 津国

(72)【発明者】

【氏名】ジェニソン，ジャン－リュック

(72)【発明者】

【氏名】タンテル，ミカエル

(72)【発明者】

【氏名】デフュ，トマ

(72)【発明者】

【氏名】ペルノット，マテュー

【審査官】森口 正治

(56)【参考文献】

【文献】特表２０１３－５０９９５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－０９７５９０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ６１Ｂ ８／００－８／１５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

－少なくとも２つのセンサ（２４、２６、２８、４６）であり、少なくとも１つのセンサ（２４）が超音波を発生させるように適合された超音波トランスデューサである、センサと、
－いくつかの区画（２２）を定める位置決めデバイス（１６）であり、各々の区画（２２）がセンサ（２４、２６、２８、４６）を保持するように適合され、各々の区画（２２）が所定の位置に置かれる、位置決めデバイス（１６）であって、被験体の頭蓋骨上に固定されるように適合されたホルダを含み、ホルダを使用して被験体の頭部上に維持されるように適合された、位置決めデバイス（１６）と、を含み、
区画（２２）が、着脱式のケースであり、異なる位置に組み込み可能である、
ことを特徴とする、検出装置（１２）。

【請求項2】

位置決めデバイス（１６）が、周辺部（１８）を有するフレームであり、所定の位置が、周辺部（１８）に関連付けて定められる、請求項１に記載の検出装置。

【請求項3】

検出装置（１２）が、所定の寸法を有しかつ区画（２２）におけるセンサ（２４、２６、２８、４６）の挿入を誘導するために適合され、区画（２２）上にある着脱式のスペーサ（３０、３２、３４）を更に含む、請求項１～２のうちのいずれかに記載の検出装置。

【請求項4】

検出装置（１２）が、異なる物理量を測定するように適合された少なくとも２つのセンサ（２４、２６、２８、４６）を含む、請求項１～３のうちのいずれかに記載の検出装置。

【請求項5】

位置決めデバイス（１６）がフレームであり、フレームが側部によって区切られた多角形状を有し、各々の側部が１０センチメートル以下の長さを有する、請求項１～４のうちのいずれかに記載の検出装置。

【請求項6】

検出装置（１２）が少なくとも３つのセンサ（２４、２６、２８、４６）を含み、１つのセンサ（２４）が超音波トランスデューサであり、１つのセンサ（２６）が加速度センサであり、１つのセンサ（２８）が電気信号を測定するように適合される、請求項１～５のうちのいずれかに記載の検出装置。

【請求項7】

１つのセンサ（２６）が、印刷された多電極脳波測定箔である、請求項１～６のうちのいずれかに記載の検出装置。

【請求項8】

１つのセンサ（２６）が、１つ又は複数の埋込可能脳波測定電極である、請求項１～７のうちのいずれかに記載の検出装置。

【請求項9】

区画（２２）が格子状に配列される、請求項１～８のうちのいずれかに記載の検出装置。

【請求項10】

区画（２２）が交差バー（２０）によって区切られ、バー（２０）の数が１０以上である、請求項９に記載の検出装置。

【請求項11】

各々のセンサ（２４、２６、２８、４６）が、検知部分及び検知部分を所定位置に維持するように適合された機械的部分を有し、２つのセンサ（２４、２６、２８、４６）の機械的部分が相補的な形状を有する、請求項１～１０のうちのいずれかに記載の検出装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

分野
本発明は、検出装置に関する。本発明はまた、このような検出装置を形成するためのキット、及びセンサを保持するように適合された区画の位置を決定する関連する方法に関する。

【0002】

発明の背景
神経科学では、多数のデバイスが、脳活動を深く理解するために開発されている。

【0003】

通常、開発されたデバイスは、脳活動の特定のパラメータを取得することを各々可能にするいくつかの撮像診断を伴う。撮像診断としては、ＢＯＬＤ効果に関する機能的磁気共鳴画像法（略語でｆＭＲＩとも名づけられる）、（光吸収撮像、音響光学撮像、光音響撮像などの）光学撮像、機能的超音波撮像（fUltrasoundとも名づけられる）、及び脳波測定を挙げることができる。

【0004】

文献US 2014/121520 A1、US 2014/107435 A1、CN 103 976 709 A、及びWO 2014/155322 A1は、医学のさまざまな分野において、システムが部位を撮像するために開発されていることを例示する。特定の例として、文献US 2014/121520 A1は、患者の胸部のためのシステムと関連する。

【0005】

しかしながら、これらの文献は、事象が再現可能である部位に関連するシステムを例示する。したがって、脳に対するものではないので、これらのシステムは脳に適用可能ではない。

【0006】

実際、上述の撮像診断は、独立して動作し、同じ動物の同じ機能的事象に対して同時に成し遂げることができない。したがって、実際には、「ほとんど同じ」機能的事象に関する実験が繰り返され、次いで、独立して取得されたすべてのパラメータが後処理方法の間に取り扱われる。例えば、光音響撮像と合わせて、同じ動物にｆＭＲＩ撮像を成し遂げることは困難である。しかし、このような同時の撮像診断により取得可能なパラメータの知識は、光学撮像システムによって測定された血液酸素化レベルと合わせたｆＭＲＩで測定された機能的脳活動の知識が極めて関心の高い、癲癇などの特定の疾患の理解に重要である。

【0007】

概要
本発明は、同じ被験体の撮像を容易にすることを目的とする。

【0008】

この目的のために、本明細書は、検出装置であって、
－少なくとも２つのセンサと、
－いくつかの区画を定める位置決めデバイスであり、各々の区画がセンサを保持するように適合され、各々の区画が所定の位置に置かれ、センサが超音波を発生させるように適合された超音波トランスデューサである、位置決めデバイスと、
を含む検出装置を説明する。

【0009】

本発明により、非常に簡単に同じ被験体のいくつかの位置を撮像することが可能になる。

【0010】

実際、このような検出装置は、再構成可能であり、位置デバイスの位置を修正することなくセンサの位置を修正することを可能にする。

【0011】

加えて、このような検出装置は、異なる経験のために使用され得る。

【0012】

その上、このような検出装置は、再現が困難な生物学的現象の場合に有用であり得る。

【0013】

特に、検出装置がいくつかのセンサを含むときに、独立して動作するいくつかの撮像診断が、同じ動物の同じ機能的事象に同時に達成され得る。

【0014】

有利ではあるが強制的ではない本発明の更なる態様によれば、検出装置は、技術的に許容可能な任意の組み合わせで、以下の特性のうちの１つ又はいくつかを組み込んでもよい。
－位置決めデバイスが、周辺部を有するフレームであり、所定の位置が、周辺部に関連付けて定められる。
－区画が、着脱式のケースであるか、又は異なる位置に組み込まれる。
－検出装置が、所定の寸法を有しかつ区画におけるセンサの挿入を誘導するために適合された、着脱式のスペーサを更に含む。
－検出装置が、異なる物理量を測定するように適合された少なくとも２つのセンサを含む。
－位置決めデバイスがフレームであり、フレームが側部によって区切られた多角形状を有し、各々の側部が１０cm以下の長さを有する。
－検出装置が少なくとも３つのセンサを含み、１つのセンサが超音波トランスデューサであり、１つのセンサが加速度センサであり、１つのセンサが電気信号を測定するように適合される。
－位置決めデバイスが、動物の頭蓋骨上に固定されるように適合されたホルダを含み、位置決めデバイスが、ホルダを使用して動物の頭部上に維持されるように適合される。
－区画の数が１００以上である。
－区画が格子状に配列される。
－区画が交差バーによって区切られ、バーの数が１０以上である。
－各々のセンサが、検知部分及び検知部分を所定位置に維持するように適合された機械的部分を有し、各々のセンサ毎に、一方のセンサの機械的部分が、他方のセンサ（単数又は複数）の機械的部分（単数又は複数）の形状と相補的な形状を有する。

【0015】

本明細書はまた、
－いくつかの区画を定める位置決めデバイスであり、各々の区画がセンサを保持するように適合され、各々の区画が所定の位置に置かれる、位置決めデバイスと、
－複数の異なるセンサと、
－所定の寸法を有し、区画におけるセンサの挿入を誘導するために適合された複数の着脱式のスペーサと、
－所定の寸法を有し、区画におけるセンサの挿入を誘導するためかつ区画において適所にセンサを係止するために適合された複数の着脱式のスペーサと、
を含む検出装置を形成するためのキットであって、
－１つのセンサが、印刷された多電極脳波測定箔であり、
－１つのセンサが、１つ又は複数の埋込可能脳波測定電極である、
キットに関する。

【0016】

本明細書はまた、
－測定する物理量を決めることと、
－物理量が測定される部位を決めることと、
－前述したようなキットを準備することと、
－前述したようなキットの各々の要素のそれぞれの寸法を決めることと、
－所定の基準を満たすように区画の位置を最適化することと、
を含む、センサを保持するように適合された区画の位置を決定する方法に関する。

【0017】

有利ではあるが強制的ではない本発明の更なる態様によれば、方法は、技術的に許容可能な任意の組み合わせで、以下の特性のうちの１つ又はいくつかを組み込んでもよい。
－基準が、各々のセンサの信号対騒音比が所与の値より極めて大きいことである。
－基準が、キットを組み立てたときに形成される検出装置の合計寸法及び重量である。

【0018】

本発明は、本発明の目的を制限することなく添付図面と対応して実例として示される以下の説明に基づいてより深く理解されるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】検出装置の一例を保持する被験体を概略的に示す。

【図2】図１の検出装置を概略的に示す。

【図3】図１の検出装置を形成するためのキットを概略的に示す。

【図4】図３のキットにより得ることができる検出装置の別の例を概略的に示す。

【図5】検出装置の別の例を概略的に示す。

【図6】検出装置の別の例を概略的に示す。

【図7】検出装置の別の例を概略的に示す。

【発明を実施するための形態】

【0020】

発明の詳細な説明
被験体１０及び検出装置１２が、図１に例示される。

【0021】

被験体１０は、マウスである。

【0022】

より一般的には、被験体１０は、少なくとも１つの特定の部位が分析される動物である。

【0023】

分析される特定の部位は、例えば、検討される生物学的問題の種類に左右される。

【0024】

例示としては、生物学的問題が記憶であるときは、部位は海馬の特定の部位である。

【0025】

本明細書の残りの部分では、例示的な目的のみのために、マウスが癲癇を患っており、分析される部位が脳の部位であるとする。

【0026】

このために、被験体１０は頭部１４を有し、検出装置１２が被験体１０の頭部上に維持される。

【0027】

検出装置１２は、被験体１０の脳の部位における少なくとも１つの物理値を検出するように適合された装置である。

【0028】

検出装置１２は、位置決めデバイス１６、３つのセンサ２４、２６、２８、及び３つのスペーサ３０、３２、３４を含む。

【0029】

図２の例において示される位置決めデバイス１６は、周辺部１８及び交差バー２０を有したフレームである。

【0030】

示される例によれば、フレームは、側部によって区切られた多角形状を有する。

【0031】

一例としては、多角形状は正方形である。各々の側部は同じ長さを有する。

【0032】

ラット又はマウスなどの、小さいとみなされる動物では、側部の長さは、動物の脳の長さに等しい。例えば、被験体１０がマウスであるときは長さが１センチメートルであり、又は被験体１０がラットであるときは長さが２センチメートルである。

【0033】

ヒトなどの、大きいとみなされる動物では、側部の長さは、動物の脳の長さの一部分に等しい。例えば、側部の長さは１０センチメートルより小さい。

【0034】

より一般的には、側部の長さは、動物の脳の長さの最小値及び１０センチメートルに等しい。

【0035】

図１の特定の場合では、各々の側部は、１０センチメートル（cm）以下の長さを有する。

【0036】

交差バー２０は、グリッドを構成する。

【0037】

バー２０の数は、１０以上である。

【0038】

図２の特定の例では、１０つの水平バー２０及び１０つの垂直バー２０が示される。

【0039】

したがって、１０の横列及び１０の縦列が、周辺部１８によって定められ得る。

【0040】

本明細書の残りの部分では、各々の横列がＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５、Ｌ６、Ｌ７、Ｌ８、Ｌ９、又はＬ１０とラベル付けされるように、横列は、数字を添えたＬでラベル付けされる。

【0041】

同様に、本明細書の残りの部分では、各々の縦列がＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５、Ｃ６、Ｃ７、Ｃ８、Ｃ９、又はＣ１０とラベル付けされるように、縦列は、数字を添えたＣでラベル付けされる。

【0042】

加えて、単語「上へ」及び「下へ」並びに「左へ」及び「右へ」は、それぞれ横列Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５、Ｌ６、Ｌ７、Ｌ８、Ｌ９、Ｌ１０及び縦列Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５、Ｃ６、Ｃ７、Ｃ８、Ｃ９、Ｃ１０を基準にして定められる。

【0043】

横列Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５、Ｌ６、Ｌ７、Ｌ８、Ｌ９、Ｌ１０に関連付けられた数字が小さくなると、横列Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５、Ｌ６、Ｌ７、Ｌ８、Ｌ９、Ｌ１０は上へ向かうとされる。言い換えると、第１の横列Ｌ１は第２の横列Ｌ２の上にあり、第２の横列Ｌ２は第１の横列Ｌ１の下にある。同様に、第１の縦列Ｃ１は第２の縦列Ｃ２の左にあり、第２の縦列Ｃ２は第１の縦列Ｃ１の右にある。

【0044】

交差バー２０は、位置決めデバイス１６のために定められた区画２２を区切っている。

【0045】

示される例では、位置決めデバイスは、１００に等しい多数の区画２２を定める。

【0046】

より一般的には、位置決めデバイスは、１００以上の多数の区画２２を定める。

【0047】

各々の区画２２は、センサを保持するように適合される。

【0048】

各々の区画２２は、所定の位置に置かれる。

【0049】

示される例では、所定の位置は、周辺部１８を基準にして定められる。

【0050】

例えば、各々の区画２２は、２つの座標、すなわち１つの横列座標及び１つの縦列座標に対して１対１で結び付けられ得る。一例としては、第１の横列Ｌ１及び第１の縦列Ｃ１に属する区画２２は、第１の横列Ｌ１及び第２の縦列Ｃ２に属する区画２２、第２の横列Ｌ２及び第１の縦列Ｃ１に属する区画２２、並びに第２の横列Ｌ２及び第２の縦列Ｃ２に属する区画２２の隣である。

【0051】

このような特定の場合では、区画２２は、格子状に配列される。このような格子は、規則的な格子である。

【0052】

加えて、２つの隣接する所定の位置間の空間距離は、１００μm以下である。

【0053】

好ましくは、２つの隣接する所定の位置間の空間距離は、１０μm以下である。

【0054】

例えば、各々の区画２２毎に、中心が定められる。区画２２の所定の位置は、このとき、考慮した区画２２の中心に対応する。このような点で、２つの所定の位置間の空間距離は、対応する中心間の距離と定められる。

【0055】

更に、位置決めデバイス１６は、ホルダを含む。

【0056】

位置決めデバイスは、ホルダを使用して被験体１０の頭部１４上に維持されるように適合される。

【0057】

これは、ホルダが被験体１０の頭蓋骨上に固定されるように適合されることを意味する。

【0058】

第１のセンサ２４は、超音波を発生させるように適合された超音波トランスデューサである。

【0059】

特定の例によれば、第１のセンサ２４は、高周波数超音波トランスデューサである。このような場合には、第１のセンサ２４は、約１５MHz（メガヘルツ）の周波数で作動するように適合された直線アレイである。

【0060】

第１のセンサ２４は、主にドップラーシーケンス又は造影剤により脳の血液量及び血流を検出するために使用される。

【0061】

第１のセンサ２４は、第２の縦列Ｃ２で第９の横列Ｌ９上に置かれる。

【0062】

より正確には、第１のセンサ２４は、第２の縦列Ｃ２で第９の横列Ｌ９に属する区画２２の右の上部に置かれる。

【0063】

第２のセンサ２６は、加速度センサである。

【0064】

加速度センサは、動物の適切な加速度を測定するように適合される。加速度センサは、動物の状態を検出するために使用され得る。動物の状態は、例えば睡眠中、走行中、又は食事中である。このような状態についての知識は、例えば、行動研究のために有用である。

【0065】

第２のセンサ２６は、第２の縦列Ｃ２で第６の横列Ｌ６上に置かれる。

【0066】

より正確には、第２のセンサ２６は、第２の縦列Ｃ２で第６の横列Ｌ６に属する区画２２の右に置かれる。

【0067】

第３のセンサ２８は、電気信号を測定するように適合される。

【0068】

例えば、第３のセンサ２８は、電圧計である。

【0069】

他の実施形態によれば、第３のセンサ２８は、面電極、埋込電極、又はこのような電極のアレイである。

【0070】

第３のセンサ２８は、第２の縦列Ｃ２で第３の横列Ｌ３上に置かれる。

【0071】

より正確には、第３のセンサ２８は、第２の縦列Ｃ２で第３の横列Ｌ３に属する区画２２の右の上部に置かれる。

【0072】

各々のスペーサ３０、３２、３４は、着脱式である。

【0073】

「着脱式」であることは、各々のスペーサ３０、３２、３４を、特定の位置に配置し、次いで別の位置へ移動させることができることを意味する。

【0074】

各々のスペーサ３０、３２、３４は、所定の寸法を有する。

【0075】

第１のスペーサ３０は、平行六面体形状を有し、一方の寸法に沿って縦列の半分を、他方の寸法によって２つの横列を占める。

【0076】

第２のスペーサ３２は、平行六面体形状を有し、一方の寸法に沿って縦列の１つ半を、他方の寸法によって１０つの横列を占める。

【0077】

第３のスペーサ３４は、平行六面体形状を有し、一方の寸法に沿って３つの縦列を、他方の寸法によって２つの横列を占める。

【0078】

各々のスペーサ３０、３２、３４は、区画２２におけるセンサの挿入を誘導するために適合される。

【0079】

図２の示される例では、第１のスペーサ３０は、それぞれ第２の縦列Ｃ２で第５の横列Ｌ５及び第２の縦列Ｃ２で第６の横列Ｌ６に属する区画２２の右にある。

【0080】

第１のスペーサ３０は、第１のセンサ２４及び第２のセンサ２６を誘導するように適合される。

【0081】

第２のスペーサ３２は、第１の縦列Ｃ１と第２の縦列Ｃ２の左に位置する。

【0082】

第２のスペーサ３２は、各々のセンサ２４、２６、及び２８を誘導するように適合される。

【0083】

図２から分かるように、第３のスペーサ３４は、第３の縦列Ｃ３で第１の横列Ｌ１、第４の縦列Ｃ４で第１の横列Ｌ１、第３の縦列Ｃ３で第２の横列Ｌ２、第４の縦列Ｃ４で第２の横列Ｌ２にそれぞれ属する区画２２上にある。第３のスペーサ３４はまた、第２の縦列Ｃ２で第１の横列Ｌ１及び第２の縦列Ｃ２で第２の横列Ｌ２に属する区画２２の右に置かれる。第３のスペーサ３４はまた、第５の縦列Ｃ５で第１の横列Ｌ１及び第５の縦列Ｃ５で第２の横列Ｌ２に属する区画２２の左に置かれる。

【0084】

第３のスペーサ３４は、第３のセンサ２８を誘導するように適合される。

【0085】

検出装置１２は、図３に例示される検出装置１２を形成するためのキット４０に示されるように再構成可能である。

【0086】

キット４０は、位置決めデバイス１６、センサバッグ４２、及びスペーサバッグ４４を含む。

【0087】

センサバッグ４２は、第１のセンサ２４、第２のセンサ２６、第３のセンサ２８、及び第４のセンサ４６を含む。

【0088】

この特定の実施形態によれば、第４のセンサ４６は、温度センサである。

【0089】

代替的に、第４のセンサ４６は、光センサである。

【0090】

スペーサバッグ４４は、３つのスペーサ３０、３２、及び３４を含む。

【0091】

キット４０の操作が、センサを保持するように適合される区画２２の位置を決定する方法を実行する例に関連して、ここで説明される。

【0092】

方法は、測定する物理量を決める段階を含む。

【0093】

例えば、温度、血流束、適切な加速度、及び電気的活性を測定することが望ましい。

【0094】

方法は、各々の物理量が測定される部位を決める段階を含む。

【0095】

示される例では、部位は、被験体１０の脳の空間域である。

【0096】

方法は、キット４０を準備する段階を含む。

【0097】

方法はまた、キット４０の各々の要素１６、２４、２６、２８、３０、３２、３４、及び４６のそれぞれの寸法を決める段階を含む。

【0098】

例えば、第１のスペーサ３０のために、以下のデータが準備される：第１のスペーサ３０は、平行六面体形状を有し、一方の寸法に沿って縦列の半分を、他方の寸法によって２つの横列を占める。

【0099】

方法はまた、所定の基準を満たすように区画２２の位置を最適化する段階を含む。

【0100】

例示として、最適化段階は、最適化プログラムにおける一連の反復によって行われる。この最適化プログラムの目標は、位置の初期構成から出発して、基準を可能な限り満たす特性を検出装置１２に付与する区画２２の位置の構成を得ることである。

【0101】

このために、基準を満たす理想的な装置からの検出装置１２の逸脱を表すコスト関数Ｃが使用される。

【0102】

コスト関数Ｃは、最適化の段階の間に最小化されなければならない正値関数である。

【0103】

この最小化を続けるためには、位置の初期構成から出発して、コスト関数Ｃの値を反復によって低減させる能力を提供する計算方法を使用すれば十分である。

【0104】

例示としては、使用される計算方法は、減衰最小二乗法（多くの場合「減衰最小二乗」の英略語ＤＬＳで呼ばれる）である。

【0105】

したがって、区画２２の位置の構成は、最適化プログラムの反復後に得られる。

【0106】

最適化の段階で考えられる所定の基準は、例えば、各々のセンサ２４、２６、２８、及び４６の信号対騒音比が、所与の値より極めて大きいことである。

【0107】

代替的に、所定の基準は、組み立てられたときのキット４０の合計寸法及び重量である。言い換えると、所定の基準は、キット４０を組み立てたときに形成される検出装置１２の合計寸法及び重量である。

【0108】

次いで、区画２２の位置の構成により、新しい検出装置１２を得ることができる。

【0109】

図４は、得ることができる検出装置１２の別の例を示す。

【0110】

検出装置１２は、位置決めデバイス１６、並びに４つのセンサ２４、２６、２８、及び４６を含む。

【0111】

この特定の実施形態では、検出装置１２は、スペーサを含まない。

【0112】

第１のセンサ２４は、第５の縦列Ｃ５で第２の横列Ｌ２上に置かれる。

【0113】

より正確には、第１のセンサ２４は、第５の縦列Ｃ５で第２の横列Ｌ２に属する区画２２の左の上部に置かれる。

【0114】

第３のセンサ２６は、第１の縦列Ｃ１で第６の横列Ｌ６上に置かれる。

【0115】

より正確には、第３のセンサ２６は、第１の縦列Ｃ１で第６の横列Ｌ６に属する区画２２の右の上部に置かれる。

【0116】

第３のセンサ２８は、第１の縦列Ｃ１で第２の横列Ｌ２上に置かれる。

【0117】

より正確には、第３のセンサ２８は、第１の縦列Ｃ１で第２の横列Ｌ２に属する区画２２の左の上部に置かれる。

【0118】

第４のセンサ４６は、第１０の縦列Ｃ１０で第６の横列Ｌ６上に置かれる。

【0119】

より正確には、第４のセンサ４６は、第１０の縦列Ｃ１０で第６の横列Ｌ６に属する区画２２の右の上部に置かれる。

【0120】

複数の検出装置１２をキット４０により得ることが可能であることを理解すべきである。

【0121】

別の実施形態によれば、検出装置１２は、２つのセンサのみを含む。

【0122】

このような場合には、好ましくは、２つのセンサは、異なる物理量を測定するように適合される。

【0123】

代替的に、複数のセンサは、超音波トランスデューサである。

【0124】

言い換えると、非常に簡単に同じ被験体１０のいくつかの位置を撮像することが可能になる。

【0125】

実際、検出装置１２は、再構成可能であり、位置デバイス１６の位置を修正することなくセンサ２４、２６、２８、及び４６の位置を修正することを可能にする。

【0126】

加えて、このような検出装置１２は、異なる経験のために使用され得る。

【0127】

その上、このような検出装置１２は、再現が困難な生物学的現象の場合に有用であり得る。

【0128】

例えば、このような検出装置１２により、被験体１０が癲癇の危機に直面しているときに、いくつかの異なる物理量を、同じ被験体１０で同時に測定することができる。

【0129】

図５～７は、考えられる検出装置の他の例を示す。

【0130】

図５には、検出装置１１２が例示される。

【0131】

検出装置１１２は、周辺部１１８を有したフレームである位置決めデバイス１１６を含む。

【0132】

検出装置１１２は、第１の超音波プローブ１２０及び第２の超音波プローブ１２２を含む。

【0133】

検出装置１１２は、着脱式のスペーサ１３０、１３２、１３４、１３６、及び１３８を含む。

【0134】

図１を参照して要素のためになされた注釈は、図５の実施形態における同じ要素に同様に適用される。

【0135】

検出装置１１２は、選択された異なる脳部位上で超音波プローブ１２０及び１２２を組み合わせる。例えば、センサ１２０及び１２２は、スペーサ１３０、１３２、１３４、１３６、及び１３８を使用して位置決めされる。

【0136】

図６には、別の検出装置２１２が例示される。

【0137】

検出装置２１２は、周辺部２１８及びグリッド２２０を有したフレームである位置決めデバイス２１６を含む。

【0138】

検出装置２１２は、超音波プローブ２２２及び埋込電極アレイ２２４を含む。

【0139】

検出装置２１２はまた、センサ２２２及び２２４を位置決めするロッド２３０を含む。

【0140】

図１を参照して要素のためになされた注釈は、図６の実施形態における同じ要素に同様に適用される。

【0141】

検出装置２１２は、覚醒ラットの癲癇監視との関連において超音波プローブ２２２及び埋込電極アレイ２２４を組み合わせる。例えば、センサ２２２及び２２４は、グリッド２２０上のロッド２３０を使用して位置決めされる。

【0142】

図７には、別の検出装置３１２が概略的に示される。

【0143】

検出装置３１２は、フレームである位置決めデバイス３２６を含む。フレームは、３次元印刷によって得られる。このような技術は、高速プロトタイピング技術の特定の例である。

【0144】

検出装置３１２は、２つの超音波プローブ３３０、３３２、１つの加速度センサ３３４、及び１つの面電極３３６を更に含む。

【0145】

各々のセンサ３３０、３３２、３３４、及び３３６は、印刷されたフレームに組み込まれる。

【0146】

図１を参照して要素のためになされた注釈は、図７の実施形態における同じ要素に同様に適用される。

【0147】

検出装置３１２は、例えば、覚醒マウスの機能的結合及び行動研究との関連において使用可能である。

【0148】

別の例によれば、各々のセンサ２４、２６、２８は、検知部分、及び検知部分を所定位置に維持するように適合された機械的部分を有する。加えて、各々のセンサ毎に、一方のセンサ２４、２６、２８の機械的部分は、他方のセンサ２４、２６、２８の機械的部分の形状と相補的な形状を有する。

【0149】

言い換えると、２つの異なるセンサ２４、２６、２８の２つの機械的部分間の協働は、各々の検知部分を所定位置に維持して輻輳を低減させることを可能にする。

【0150】

例えば、各々の機械的部分は、凹部及び凸部を有し、凸部の形状は凹部の形状と相補的である。したがって、１つの機械的部分の凸部は、各々のセンサ２４、２６、２８の維持を可能にするように、隣接する機械的部分の凹部に挿入され得る。加えて、このような例では、機械的部分が同一であり得るため、製作が簡単になる。

【0151】

このような実施形態では、各々のセンサ２４、２６、２８の一方を他方に、瓦のように重ねることができる。

【0152】

特定の実施形態によれば、１つのセンサ２４は、超音波トランスデューサであり、１つのセンサ２６は、印刷された多電極脳波測定（ＥＥＧ）箔である。箔は、超音波トランスデューサ区画より下に、すなわち検知される部位の近くに位置決めされる。

【0153】

この場合、箔が脳の近位に、超音波トランスデューサが脳の遠位にある。このような文脈では、近位及び遠位は、脳に関連付けて定められる。言い換えると、近位の要素は、遠位の要素より脳に近い。

【0154】

別の実施形態によれば、１つのセンサ２４は、超音波トランスデューサであり、１つのセンサ２６は、１つ又は複数の埋込可能脳波測定（ＥＥＧ）電極である。

【0155】

これらの電極は、脳の内側に斜めに誘導される。加えて、これらの電極は、検知される部位の近くを意味する、超音波トランスデューサ区画より下に位置決めされる。

【0156】

この場合、電極が脳の近位に、超音波トランスデューサが脳の遠位にある。このような文脈では、近位及び遠位は、脳に関連付けて定められる。言い換えると、近位の要素は、遠位の要素より脳に近い。

【0157】

上述で考えられた実施形態及び代替的実施形態は、本発明の更なる実施形態を生成するために組み合わせられ得る。

【0158】

加えて、検出装置１２は、さまざまな用途のために使用され得る。

【0159】

３つの用途が、以下で展開される。

【0160】

第１の用途：カメラによる可動ラットの脳の特定の部位の撮像
第１の用途によれば、検出装置１２は、組み込まれたカメラにより可動ラットの特定の平面を撮像するように適合される。

【0161】

フレームが、ねじ及び歯科用セメントによりラット上に埋め込まれる。ラットの頭蓋骨は、薄くされるか又は開口される。

【0162】

第１の実施形態では、フレームの位置が、解剖学的フレームにより予め決定される。脳の表在静脈又は頭蓋骨縫合線が、解剖学的フレームの例である。

【0163】

別の実施形態によれば、ラットの頭蓋骨上にフレームを置いた後に、フレームの正確な位置が、既に提案したような脳の表在静脈などの、解剖学的フレームにより決定される。

【0164】

更に別の実施形態によれば、ラットの頭蓋骨上にフレームを置いた後に、フレームの正確な位置が、特定のセンサにより決定される。この特定のセンサは、フレームに関連付けられた既知の位置を有する。このような既知の位置は、センサを保持するように適合された区画を使用することによって得られ得る。特定の場合には、区画は、フレームの位置を正確に推定するために変換される。

【0165】

撮像される部位が、次いで、決定される。一例としては、決定される部位は、視覚野である。

【0166】

固定される追加的なセンサの種類及び関連位置が、選択される。

【0167】

一例としては、追加的なセンサは、カメラである。

【0168】

変形形態では、追加的なセンサは、加速度センサ又はマイクロホンである。

【0169】

場合に応じて、追加的なセンサが、選択された関連位置に対応する区画上に置かれるか、又は追加的なセンサが着脱式のケース内に置かれ、次いで着脱式のケースが関連位置に位置決めされる。

【0170】

着脱式のケースが使用される場合には、検出装置１２は、実験の間に追加的なセンサを含むだけであり、ラットが比較的自由に移動することを可能にする。唯一の制約は、ラットがフレームを伴って移動することである。

【0171】

このような第１の用途では、検出装置１２は、２つのセンサ、すなわちプローブ及びカメラを有する。プローブは、ラットの脳に関連付けて定位的な方法で位置決めされる。カメラ、より一般的には第２のセンサ、の位置は、センサの性質の選択と同様に再構成可能である。第２のセンサの位置は、第１のセンサの位置を使用することによって決定される。第１のセンサの位置はラットの脳に関連付けて定位的な方法を強いられるが、第２のセンサの位置は、撮像される部位が比較的大きい限り、第１のセンサの位置に課される厳しい制約を受けないことに留意されたい。

【0172】

第２の用途：２つのプローブによる可動ラットの脳の２つの特定の部位の撮像
第２の用途によれば、可動ラットの脳の２つの平面が、２つの超音波プローブにより撮像される。

【0173】

フレームが、ねじ及び歯科用セメントによりラット上に埋め込まれる。ラットの頭蓋骨は、薄くされるか又は開口される。

【0174】

第１の実施形態では、フレームの位置が、解剖学的フレームにより予め決定される。脳の表在静脈又は頭蓋骨縫合線が、解剖学的フレームの例である。

【0175】

別の実施形態によれば、ラットの頭蓋骨上にフレームを置いた後に、フレームの正確な位置が、既に提案したような脳の表在静脈などの、解剖学的フレームにより決定される。

【0176】

更に別の実施形態によれば、ラットの頭蓋骨上にフレームを置いた後に、フレームの正確な位置が、特定のセンサにより決定される。この特定のセンサは、フレームに関連付けられた既知の位置を有する。このような既知の位置は、センサを保持するように適合された区画を使用することによって得られ得る。特定の場合には、区画は、フレームの位置を正確に推定するために変換される。

【0177】

撮像される部位が、次いで、決定される。一例としては、決定される部位は、視覚野及び嗅球である。

【0178】

この第２の用途のために、いくつかの区画がラットの脳に関連付けて定位的な方法で位置決めされると想定される。

【0179】

一実施形態によれば、このような区画は、可動ではなく、フレームにより位置決めされる。

【0180】

別の実施形態によれば、区画は、可動であり、フレームを位置決めする既に提案した方法の１つを使用することによって位置決めされる。一例としては、区画の正確な位置は、特定のセンサにより決定される。

【0181】

超音波プローブが、所望の位置に対応する区画で一時的に組み立てられる。

【0182】

これにより、いくつかの利点を組み合わせることが可能になる。

【0183】

一方では、ラットが、実験の間に超音波プローブを保持するだけである。

【0184】

他方では、フレーム及び超音波プローブが、ラットの脳に関連付けて定位的な方法で位置決めされる。

【0185】

言い換えると、このような文脈における検出装置１２の用途によって、ラット上で達成される測定の正確さを損なわずに、ラットの脳に関する生体内実験を実行することが、科学者にとって実に容易になる。

【0186】

第３の用途：可動マウスの脳の固有の部位の撮像及び印刷された箔などの面ＥＥＧ多電極のアレイの使用
第３の用途によれば、面ＥＥＧ多電極のアレイの同時使用を可能にしながら、可動マウスの脳の１つの平面がプローブにより撮像される。

【0187】

フレームが、ねじ及び歯科用セメントによりマウス上に埋め込まれる。マウスの皮膚が、除去される。

【0188】

第１の実施形態では、フレームの位置が、解剖学的フレームにより予め決定される。脳の表在静脈又は頭蓋骨縫合線が、解剖学的フレームの例である。

【0189】

別の実施形態によれば、マウスの頭蓋骨上にフレームを置いた後に、フレームの正確な位置が、既に提案したような脳の表在静脈などの、解剖学的フレームにより決定される。

【0190】

更に別の実施形態によれば、マウスの頭蓋骨上にフレームを置いた後に、フレームの正確な位置が、特定のセンサにより決定される。この特定のセンサは、フレームに関連付けられた既知の位置を有する。このような既知の位置は、センサを保持するように適合された区画を使用することによって得られることができる。特定の場合には、区画は、フレームの位置を正確に推定するために変換される。

【0191】

撮像される部位が、次いで、決定される。一例としては、決定される部位は、海馬である。超音波プローブが、所望の位置に対応する区画で一時的に組み立てられる。

【0192】

この第３の用途のために、印刷された箔などの面ＥＥＧ多電極のアレイを受けるように適合された第２の区画が、最初にマウスの脳に関連付けて定位的な方法で位置決めされ、次いでＥＥＧペーストと接着剤との混合物により頭蓋骨に接着されると想定される。

【0193】

一実施形態によれば、このような印刷された箔は、超音波プローブ区画より下にフレームにより位置決めされる。

【0194】

変形形態では、追加的なセンサは、超音波プローブより下で脳の内側に斜めに誘導されるＥＥＧ電極である。

【0195】

この第３の用途には、第２の用途のために詳述したものと同じ利点がある。

【0196】

各々の用途において、検出装置１２が、用途で組み合わせられ得る２つの主要な長所を有することが示される。

【0197】

第１の長所は、検出装置１２が、科学者にとって容易に交換することが可能となる構造によって、再構成可能であることである。

【0198】

１つの利点は、各々の追加的なセンサが実験の特定の必要に応じて選択及び／又は位置決めされ得ることである。

【0199】

このような再構成可能性から生じる１つの利点は、ラットの頭蓋骨上に適用される重量が取得の時間に限定されることである。有用なセンサ（単数又は複数）が、限られた時間に保持されるだけである。

【0200】

第２の長所は、検出装置１２が、ラットなどの小動物の脳撮像を達成するために適合されることである。

【0201】

特に、検出装置１２は、いくつかのセンサがラットの脳に関連付けて定位的な方法で確実に位置決めされることを可能にする。

【0202】

この定位的な方法での位置決めは、加えて、ラットの移動に対応する。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】