特表 2024-544385 磁気共鳴イメージングシステム用のセンサ、ならびに関連するシステムおよび検査トンネル

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-11-29

(54)【発明の名称】磁気共鳴イメージングシステム用のセンサ、ならびに関連するシステムおよび検査トンネル

(51)【国際特許分類】

   A61B 5/055 20060101AFI20241122BHJP

【ＦＩ】

A61B5/055 355

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024535289

(86)(22)【出願日】2022-12-12

(85)【翻訳文提出日】2024-07-08

(86)【国際出願番号】 FR2022052313

(87)【国際公開番号】W WO2023111436

(87)【国際公開日】2023-06-22

(31)【優先権主張番号】2113415

(32)【優先日】2021-12-13

(33)【優先権主張国・地域又は機関】FR

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】506316557

【氏名又は名称】サントル ナショナル ドゥ ラ ルシェルシュ シアンティフィック

(71)【出願人】

【識別番号】503161615

【氏名又は名称】ウニベルシテ クロード ベルナール リヨン １

(71)【出願人】

【識別番号】501411097

【氏名又は名称】エコール・セントラル・ドゥ・リヨン

(71)【出願人】

【識別番号】520328442

【氏名又は名称】アンスティチュ・ナシオナル・デ・シアンス・サプリケ・リヨン

(74)【代理人】

【識別番号】100108453

【弁理士】

【氏名又は名称】村山 靖彦

(74)【代理人】

【識別番号】100110364

【弁理士】

【氏名又は名称】実広 信哉

(74)【代理人】

【識別番号】100133400

【弁理士】

【氏名又は名称】阿部 達彦

(72)【発明者】

【氏名】シモン・ランベール

(72)【発明者】

【氏名】ミシェル・カブレラ

(72)【発明者】

【氏名】フィリップ・ロンバール

(72)【発明者】

【氏名】トニー・ジョルジュ

(72)【発明者】

【氏名】ヴァンサン・セメ

(72)【発明者】

【氏名】ジャン－リンス・グナナゴ

【テーマコード（参考）】

4C096

【Ｆターム（参考）】

4C096AB07

4C096AD10

4C096CC01

4C096CC06

4C096CC16

4C096CC40

(57)【要約】

本発明は、アンテナアレイ（５）を備える磁気共鳴イメージングシステムに関する。このアンテナアレイ（５）は、基板（６）と、この基板の第１の面（６ａ）上に配置された複数のアンテナ（７）と、複数のガードリング（８）とを備える。
これらのガードリングは、第１の面の反対側の基板の第２の面（６ｂ）の上にのみ配置され、基板の第２の面（６ｂ）上のアンテナ（７）のそれぞれの投影が、ある特定のガードリング（８）内に囲まれる。ガードリング（８）同士は、相互に離間される。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

アンテナアレイ（５）を備える磁気イメージングシステム用のセンサ（３）であって、前記アンテナアレイ（５）は、基板（６）と、前記基板の第１の面（６ａ）上に配置された複数のアンテナ（７）と、複数のガードリング（８）とを備える、センサ（３）において、前記ガードリング（８）は前記第１の面の反対側の前記基板の第２の面（６ｂ）の上にのみ配置され、前記基板の前記第２の面（６ｂ）上の前記アンテナ（７）のそれぞれの投影がある特定のガードリング（８）内に囲まれること、および前記ガードリング（８）同士は相互に離間されることを特徴とする、センサ（３）。

【請求項2】

各アンテナ（７）の接続端子（１０、１１、１２、１３）が、前記アンテナと関係する前記ガードリング（８）の外部の前記基板（６）上に配置される、請求項１に記載のセンサ。

【請求項3】

各アンテナ（７）が、前記アンテナ（７）と関係する前記ガードリング（８）の外部の前記基板（６）上に配置された前記センサの磁気デカップリング回路（１４）に接続される、請求項１または２に記載のセンサ。

【請求項4】

前記アンテナ（７）および前記ガードリング（８）は、両面単層スクリーン印刷により取得される、請求項１から３のいずれか一項に記載のセンサ。

【請求項5】

可撓性支持体（９）を備え、前記基板（６）は、前記アンテナアレイ（５）が曲線形状部を局所的に有し、鋭角の曲げ角度を形成するように、前記可撓性支持体（９）の上に配置される、請求項１から４のいずれか一項に記載のセンサ。

【請求項6】

前記アンテナアレイ（５）は、成形相互連結デバイス法により可撓性支持体（９）に組み込まれる、請求項５に記載のセンサ。

【請求項7】

請求項１から６のいずれか一項に記載のセンサ（３）を備える磁気共鳴イメージングシステムのための検査トンネル（１５）。

【請求項8】

請求項１から６のいずれか一項に記載のセンサ（３）を備える磁気共鳴イメージングシステム（１）。

【請求項9】

動物イメージング用に構成された請求項８に記載のイメージングシステム（１）。

【請求項10】

請求項１から６のいずれか一項に記載のセンサ（３）を備える電力を送受信するためのシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）システムの分野に関し、より詳細にはアンテナアレイを備える磁気共鳴イメージング用のセンサ、ならびにかかるセンサを備える検査トンネルおよびシステムに関する。

【背景技術】

【0002】

一般的に、磁気共鳴イメージングシステムは、アンテナアレイにより生成されたデータから画像を再構成する処理モジュールを備える。

【0003】

アンテナアレイのサイズ設定を行いこのアンテナアレイを支持体に組み込むことにより、ヒトに対する画像検査の実施が可能になる。

【0004】

かかるサイズ設定および支持体は、人体よりも寸法が小さい例えば犬または猫などのペットなどの動物のＭＲＩ検査の実施には適さない。

【0005】

支持体に組み込まれたかかるアンテナアレイは、動物の形態構造に適合させることが困難である。

【0006】

さらに、信頼性の高いＭＲＩ検査結果を取得するためには、アンテナアレイのアンテナ同士を相互に磁気的にデカップリングすることが必要となる。

【0007】

このデカップリングを実行するために、アンテナアレイの隣接するアンテナ同士を重畳することが知られている。

【0008】

しかし、アンテナアレイが人体よりも寸法の小さい動物の体の一部に形状合致するように曲げられると、アンテナ同士がアンテナアレイの曲げの影響下で共により接近するように移動し、それによってアンテナ同士のデカップリングが十分には確保されなくなる。

【0009】

さらに、アンテナアレイのアンテナ同士を磁気的にデカップリングするために、重畳しない隣接するアンテナ同士を接続するコンデンサを追加することも知られている。

【0010】

しかし、アンテナアレイにこれらのコンデンサを挿入することが必要となり、そのためのスペースが必要となる。

【0011】

さらに、コンデンサは一般的にアンテナに溶接されるため、溶接品質の管理が必要となる。

【0012】

さらに、磁気デカップリングを実現するために各コンデンサの数値を調整することが必要であり、これらの数値調整は非常に時間のかかる面倒な手順である。

【0013】

また、アンテナアレイの各アンテナをガードリング内に囲むことにより、アンテナ同士を磁気的にデカップリングすることも知られている。

【0014】

このために、アンテナはフレキシブル基板の第１の面上に配置される。

【0015】

これらのガードリングは、基板の第１の面上および基板の反対側の第２の面上の両方に配置される。この場合に、隣接し合う２つのガードリングは、それぞれ異なる面上に配置され、第２の面のリングの第１の面上における投影が、第１の面上のリングと重畳する。さらにこの場合に、各アンテナが、ガードリングにより囲まれる、または第２の面上の各ガードリングの投影が、アンテナを囲む。

【0016】

しかし、アンテナアレイが動物の体の一部に形状合致するように曲げられると、ガードリング同士がアンテナアレイの曲げの影響下で共により接近するように移動し、それによってこの場合もまたアンテナ同士のデカップリングが十分には確保されなくなる。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0017】

上記を鑑みて、本発明は前述の欠点を解消することを提案する。

【課題を解決するための手段】

【0018】

本発明の対象は、アンテナアレイを備える磁気共鳴イメージングシステム用のセンサである。このアンテナアレイは、基板と、基板の第１の面上に配置された複数のアンテナと、複数のガードリングとを備える。

【0019】

ガードリングは、第１の面の反対側の基板の第２の面の上にのみ配置され、基板の第２の面上のアンテナのそれぞれの投影が、ある特定のガードリング内に囲まれる。ガードリング同士は、相互に離間される。

【0020】

したがって、ガードリング間には重畳領域は存在しない。

【0021】

基板の第２の面上のガードリングを前記基板の第１の面上に配置されたアンテナの投影の周囲に配置することにより、このアンテナの電磁性能を大幅に低下させることなく、隣接し合うアンテナによって生成される磁場を遮蔽することが可能となる。

【0022】

さらに、基板の第１の面上に配置されたアンテナ同士は相互に重畳せず、第２の面上に配置されたリング同士は相互に重畳しない。

【0023】

好ましくは、各アンテナの接続端子は、前記アンテナと関係するガードリングの外部の基板上に配置される。

【0024】

有利には、各アンテナが、前記アンテナと関係するガードリングの外部の基板上に配置された前記センサの磁気デカップリング回路に接続される。

【0025】

好ましくは、アンテナおよびリングは、両面単層スクリーン印刷により取得される。

【0026】

有利には、センサは可撓性支持体を備え、基板は、アンテナアレイが曲線形状部を局所的に有し、鋭角の曲げ角度を形成するように、この可撓性支持体の上に配置される。

【0027】

「可撓性」は、支持体が、応力の影響下で変形可能であり、これらの応力の停止後にその変形状態を維持し得ることを意味する。

【0028】

可撓性支持体の材料は、可撓性を有する、または熱成形技術により成形可能な任意のポリマー（ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニル、ポリメチルメタクリレート）であってもよい。

【0029】

好ましくは、アンテナアレイは、成形相互連結デバイス法により可撓性支持体に組み込まれる。

【0030】

この成形相互連結デバイス法により、電子構成要素、特にアンテナアレイを射出成形された可撓性支持体に直接的に組み込むことが可能となる。

【0031】

本発明のもう１つの対象は、上記で定義されるようなセンサを備える磁気共鳴イメージングシステムのための検査トンネルである。

【0032】

本発明のもう１つの対象は、上記で定義されるようなセンサを備える磁気共鳴イメージングシステムである。

【0033】

好ましくは、このイメージングシステムは、動物イメージング用に構成される。

【0034】

本発明のもう１つの対象は、上記で定義されるようなセンサを備える電力を送受信するためのシステムである。

【0035】

本発明の他の目的、特徴、および利点は、もっぱら非限定的な例として示され添付の図面を参照とする以下の説明を読むことにより明らかになろう。

【図面の簡単な説明】

【0036】

【図1】本発明による磁気共鳴イメージングシステムの一例を示す図である。

【図2】本発明によるセンサの一例を示す概略図である。

【図3】本発明によるアンテナアレイの一例を示す図である。

【図4】本発明によるアンテナアレイの一例を示す図である。

【図5】本発明によるアンテナアレイの一例を示す図である。

【図6】本発明による検査トンネルの一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0037】

図１は、磁気共鳴イメージングデバイス２およびこのデバイスに接続されたセンサ３を備える磁気共鳴イメージングシステム１の一例を示す。

【0038】

ここでは、センサ３は、例えばイヌ４の脊柱など、動物の磁気共鳴イメージングＭＲＩ検査を実施するようにサイズ設定される。

【0039】

当然ながら、センサ３は、例えばネコの頭部などの動物の他の部分を検査するように設計されてもよい。

【0040】

センサ３は、励起磁場により励起されたイヌ４の原子によって伝達される磁場の変化を測定する。

【0041】

センサ３により提供される測定値に基づき、デバイス２は、動物の内部画像を再構成して診断を確立する。

【0042】

別の用途では、センサ３は、ヒトの検査を実施するようにサイズ設定されもよい。

【0043】

図２は、センサ３の実施形態の一例を概略的に示す。

【0044】

センサ３は、ハウジング４と、ハウジング４上に装着されたアンテナアレイ５とを備える。

【0045】

アンテナアレイ５は、曲線形状部を局所的に有し、鋭角αの曲げ角度、すなわち９０°以下の曲げ角度を形成する。

【0046】

アンテナアレイ５により、例えばイヌ４の背中の形状に形状合致することが可能となり、それによりイヌ４の内部の高品質画像を取得することが可能となる。

【0047】

高品質画像の読取りに基づき、信頼性の高い診断が確立され得る。

【0048】

図３、図４、図５は、アンテナアレイ５の一例を概略的に示す。

【0049】

アンテナアレイ５は、フレキシブル基板６、複数のアンテナ７、およびガードリング８を備える。

【0050】

フレキシブル基板６は、例えば可撓性ポリカーボネートから作製される。

【0051】

フレキシブル基板６は、例えば本質的に平坦であり（曲げる前）、第１の面および第２の面を備える。

【0052】

アンテナアレイ５は、基板６が上に配置される可撓性支持体９をさらに備える。

【0053】

この支持体９は、例えば光造形法により３次元印刷されたポリマーから作製されるか、または３次元印刷技術または他の３次元印刷方法により成形されたワイヤ形態もしくは粉末形態の熱可塑性樹脂から作製される。

【0054】

熱可塑性樹脂は、例えばポリ乳酸「ＰＬＡ」、アクリロニトリルブタジエンスチレン「ＡＢＳ」、熱成形ポリ塩化ビニル「ＰＶＣ」、アイソスタティックポリプロピレン「ＰＰ」、ポリカーボネート「Ｃ」、ポリエチレンイミン「ＰＥＩ」、ポリエーテルケトン「ＰＥＥＫ」、ポリエーテルケトンケトン「ＰＥＫＫ」、または３次元印刷において使用される他の材料などからなる。

【0055】

ポリマーから作製された支持体９は、セラミックから作製された支持体に対して電磁両立性を有さない。

【0056】

図４は基板６の第１の面６ａを示し、図５は第１の面６ａの反対側に位置する基板６の第２の面６ｂを示す。これらの面６ａおよび６ｂは、基板の厚さを画定する。

【0057】

第１の面６ａ（図４）では、アンテナ７同士は重畳しないように配置される。

【0058】

図示する実施形態の例では、アンテナ７は正方形を画定する。代替的には、アンテナ７は他の形状を有してもよく、例えば多角形またはさらには複数の円、複数のループ等の形の楕円形などを有してもよい。

【0059】

各アンテナ７は、デバイス２にアンテナ７を接続する第１のセットの接続端子１０、１１と、磁気デカップリング回路（図示せず）にアンテナ７を接続する第２のセットの接続端子１２、１３とをさらに備える。

【0060】

図４では、アンテナ７は、基板６の透明性という特徴によって識別される、基板６の第２の面６ｂ上に配置されこの図４では破線で示されるガードリング８。

【0061】

ガードリング８が上に配置される基板の第２の面６ｂは、図５に示される。

【0062】

アンテナ７およびリング８を備える基板６は、支持体９上に装着される。

【0063】

各ガードリング８は、基板の第２の面６ｂ上のアンテナ７のそれぞれの投影が、そのアンテナに固有のガードリング８内に囲まれるように、第２の面６ｂ上に配置される。図５では、各アンテナ７の投影が破線で示される。

【0064】

基板の第２の面６ｂ上のアンテナ７のそれぞれの投影は、異なる１つのガードリング８内に囲まれる。

【0065】

ガードリング８同士は、相互に離間される。換言すれば、ガードリング８同士は重畳しない。

【0066】

基板６の第２の面６ｂ上に位置するガードリング８を前記基板６の第１の面６ａ上に位置するアンテナ７の周囲に追加することにより、前記アンテナの電磁性能を大幅に低下させることなく、隣接し合うアンテナ７によって生成される磁場を遮蔽することが可能となる。

【0067】

アンテナ７のサイズおよびアンテナ７の送信周波数に応じて、ガードリング８を追加することにより前記アンテナの電磁性能を改善することが可能である。

【0068】

送信周波数の数値は、励起磁場の数値に応じて選択される。

【0069】

送信周波数の数値は、例えば１ｋＨｚ～１ＧＨＺの間であり、好ましくは３０ＭＨｚ～６００ＭＨｚの間である。

【0070】

ガードリング８は、アンテナ７を磁気的にデカップリングすることを可能にする。

【0071】

ガードリング８は、アンテナ７とは異なる面上に配置されるため、リング８は、アンテナ７の第１のセットおよび第２のセットの接続端子に電気的に干渉しない。

【0072】

これらの接続端子１０、１１、１２、１３は、リング８を備えない基板６の面６ａの上に配置される。

【0073】

ガードアンテナとは異なる面上にこれらの接続端子を配置することにより、前記端子の製造を簡素化することが可能となる。

【0074】

さらに、第１の面６ａ上に配置されたアンテナ７同士は相互に重畳せず、第２の面６ｂ上に配置されたリング８同士は相互に重畳しない。

【0075】

例えば銅などから作製されるアンテナ７およびリング８は、例えば基板６上に銅インクを用いる既知の両面単層スクリーン印刷法と、その後の電気メッキとによって得られる。

【0076】

図３を再度参照すると、アンテナ７の磁気デカップリングをさらに改善するために、各アンテナ７の第２のセットの接続端子１０、１１は、前記アンテナ７のリング８の外部の基板６上に配置された磁気デカップリング回路１４（前置増幅器によるデカップリング）に接続される。

【0077】

デカップリング回路１４は、例えば抵抗およびインダクタなどから構成される。

【0078】

当然ながら、上述のようなリング８の追加によるアンテナ７の結合は、磁気共鳴イメージング以外の用途のための他のタイプのアンテナに対しても適用される。

【0079】

図６は、検査トンネル１５の一例の部分断面図を示す。

【0080】

検査トンネル１５は空洞部１７を形成するフレーム１６を備え、例えばイヌ４などの検査対象がこの空洞部１７内に挿入される。

【0081】

空洞部１７は、可撓性支持体９の上に配置されたアンテナ７およびリング８を備えるセンサ３によって覆われる。

【0082】

アンテナ７に接続された増幅回路１７が、支持体９の上に配置される。

【0083】

代替的には、アンテナアレイは、既知の成形相互連結デバイス法により可撓性支持体９に組み込まれる。

【0084】

他の代替的な実施形態によれば、センサは可撓性支持体９を備えない。

【0085】

さらに、センサ３は、医療用イメージング以外の他の用途分野において実装されてもよい。

【0086】

例えば、センサ３は、例えば電力を送受信するためのシステムまたは動きを検出するためのシステムなど、共鳴イメージング以外の用途のための他のシステムに実装されてもよい。

【0087】

特に、既述の本発明は、センサにより取得される画像の再現性、信頼性、および品質を向上させることができる。

【符号の説明】

【0088】

１ 磁気共鳴イメージングシステム
２ 磁気共鳴イメージングデバイス
３ センサ
４ イヌ、ハウジング
５ アンテナアレイ
６ フレキシブル基板
６ａ 第１の面
６ｂ 第２の面
７ アンテナ
８ ガードリング
９ 可撓性支持体
１０ 接続端子
１１ 接続端子
１２ 接続端子
１３ 接続端子
１４ 磁気デカップリング回路
１５ 検査トンネル
１６ フレーム
１７ 空洞部、増幅回路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【国際調査報告】