JP2022500656A - 代謝産物レベルのin−vivo非侵襲的測定のための方法及びシステム - Google Patents
代謝産物レベルのin−vivo非侵襲的測定のための方法及びシステム Download PDFInfo
- Publication number
- JP2022500656A JP2022500656A JP2021514614A JP2021514614A JP2022500656A JP 2022500656 A JP2022500656 A JP 2022500656A JP 2021514614 A JP2021514614 A JP 2021514614A JP 2021514614 A JP2021514614 A JP 2021514614A JP 2022500656 A JP2022500656 A JP 2022500656A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnetic field
- signal
- resonance
- glucose
- sample
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000002207 metabolite Substances 0.000 title claims abstract description 65
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 132
- 238000005259 measurement Methods 0.000 title claims description 68
- 238000001727 in vivo Methods 0.000 title claims description 15
- 238000005481 NMR spectroscopy Methods 0.000 claims abstract description 180
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 claims abstract description 70
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 66
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 claims abstract description 57
- 230000000638 stimulation Effects 0.000 claims abstract description 43
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims abstract description 17
- 230000001629 suppression Effects 0.000 claims abstract description 17
- 229910001209 Low-carbon steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 230000003068 static effect Effects 0.000 claims description 195
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 claims description 128
- WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N beta-D-glucose Chemical compound OC[C@H]1O[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N 0.000 claims description 126
- 239000008103 glucose Substances 0.000 claims description 126
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 103
- 241000922351 Anoma Species 0.000 claims description 81
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 63
- 239000008280 blood Substances 0.000 claims description 51
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 claims description 51
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 47
- 210000003811 finger Anatomy 0.000 claims description 37
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 claims description 30
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 27
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 27
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 27
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims description 23
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 23
- 239000013598 vector Substances 0.000 claims description 20
- WQZGKKKJIJFFOK-DVKNGEFBSA-N alpha-D-glucose Chemical compound OC[C@H]1O[C@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-DVKNGEFBSA-N 0.000 claims description 17
- 230000006854 communication Effects 0.000 claims description 16
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 16
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 15
- 238000013507 mapping Methods 0.000 claims description 14
- 230000015654 memory Effects 0.000 claims description 14
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 13
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 12
- 238000000331 delays alternating with nutation for tailored excitation Methods 0.000 claims description 11
- 230000006870 function Effects 0.000 claims description 11
- 229910001172 neodymium magnet Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 238000011002 quantification Methods 0.000 claims description 10
- 230000001447 compensatory effect Effects 0.000 claims description 9
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 claims description 9
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 150000003384 small molecules Chemical class 0.000 claims description 9
- 230000004936 stimulating effect Effects 0.000 claims description 9
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims description 8
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims description 7
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 claims description 6
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 5
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 claims description 5
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims description 5
- 238000002075 inversion recovery Methods 0.000 claims description 5
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 4
- 238000004611 spectroscopical analysis Methods 0.000 claims description 4
- 210000003813 thumb Anatomy 0.000 claims description 4
- 229920002527 Glycogen Polymers 0.000 claims description 3
- 206010023379 Ketoacidosis Diseases 0.000 claims description 3
- 208000007976 Ketosis Diseases 0.000 claims description 3
- 229910052779 Neodymium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229940096919 glycogen Drugs 0.000 claims description 3
- QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N neodymium atom Chemical group [Nd] QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 claims description 2
- 239000011796 hollow space material Substances 0.000 claims description 2
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 claims 2
- 239000003550 marker Substances 0.000 claims 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 84
- 238000013461 design Methods 0.000 description 26
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 description 14
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 13
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 13
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 12
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 11
- NOESYZHRGYRDHS-UHFFFAOYSA-N insulin Chemical compound N1C(=O)C(NC(=O)C(CCC(N)=O)NC(=O)C(CCC(O)=O)NC(=O)C(C(C)C)NC(=O)C(NC(=O)CN)C(C)CC)CSSCC(C(NC(CO)C(=O)NC(CC(C)C)C(=O)NC(CC=2C=CC(O)=CC=2)C(=O)NC(CCC(N)=O)C(=O)NC(CC(C)C)C(=O)NC(CCC(O)=O)C(=O)NC(CC(N)=O)C(=O)NC(CC=2C=CC(O)=CC=2)C(=O)NC(CSSCC(NC(=O)C(C(C)C)NC(=O)C(CC(C)C)NC(=O)C(CC=2C=CC(O)=CC=2)NC(=O)C(CC(C)C)NC(=O)C(C)NC(=O)C(CCC(O)=O)NC(=O)C(C(C)C)NC(=O)C(CC(C)C)NC(=O)C(CC=2NC=NC=2)NC(=O)C(CO)NC(=O)CNC2=O)C(=O)NCC(=O)NC(CCC(O)=O)C(=O)NC(CCCNC(N)=N)C(=O)NCC(=O)NC(CC=3C=CC=CC=3)C(=O)NC(CC=3C=CC=CC=3)C(=O)NC(CC=3C=CC(O)=CC=3)C(=O)NC(C(C)O)C(=O)N3C(CCC3)C(=O)NC(CCCCN)C(=O)NC(C)C(O)=O)C(=O)NC(CC(N)=O)C(O)=O)=O)NC(=O)C(C(C)CC)NC(=O)C(CO)NC(=O)C(C(C)O)NC(=O)C1CSSCC2NC(=O)C(CC(C)C)NC(=O)C(NC(=O)C(CCC(N)=O)NC(=O)C(CC(N)=O)NC(=O)C(NC(=O)C(N)CC=1C=CC=CC=1)C(C)C)CC1=CN=CN1 NOESYZHRGYRDHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 9
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 9
- 230000008569 process Effects 0.000 description 9
- 206010012601 diabetes mellitus Diseases 0.000 description 8
- 230000005686 electrostatic field Effects 0.000 description 8
- 230000001976 improved effect Effects 0.000 description 8
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 7
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 7
- YZCKVEUIGOORGS-IGMARMGPSA-N Protium Chemical compound [1H] YZCKVEUIGOORGS-IGMARMGPSA-N 0.000 description 6
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 6
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 6
- 102000004877 Insulin Human genes 0.000 description 5
- 108090001061 Insulin Proteins 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 5
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 5
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 5
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 5
- 238000000338 in vitro Methods 0.000 description 5
- 229940125396 insulin Drugs 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 5
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 5
- 229910000975 Carbon steel Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000017531 blood circulation Effects 0.000 description 4
- 239000010962 carbon steel Substances 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N lactic acid Chemical group CC(O)C(O)=O JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 238000000655 nuclear magnetic resonance spectrum Methods 0.000 description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 4
- OHVGNSMTLSKTGN-BTVCFUMJSA-N [C].OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)C=O Chemical group [C].OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)C=O OHVGNSMTLSKTGN-BTVCFUMJSA-N 0.000 description 3
- 210000001367 artery Anatomy 0.000 description 3
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 description 3
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 3
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 3
- 108091005996 glycated proteins Proteins 0.000 description 3
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 3
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 3
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 3
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 3
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 3
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 3
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 3
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 3
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 3
- 210000003462 vein Anatomy 0.000 description 3
- TVZRAEYQIKYCPH-UHFFFAOYSA-N 3-(trimethylsilyl)propane-1-sulfonic acid Chemical compound C[Si](C)(C)CCCS(O)(=O)=O TVZRAEYQIKYCPH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M Fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- OTCCIMWXFLJLIA-UHFFFAOYSA-N N-acetyl-DL-aspartic acid Natural products CC(=O)NC(C(O)=O)CC(O)=O OTCCIMWXFLJLIA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OTCCIMWXFLJLIA-BYPYZUCNSA-N N-acetyl-L-aspartic acid Chemical compound CC(=O)N[C@H](C(O)=O)CC(O)=O OTCCIMWXFLJLIA-BYPYZUCNSA-N 0.000 description 2
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 description 2
- 230000002354 daily effect Effects 0.000 description 2
- 230000003203 everyday effect Effects 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 2
- 125000002791 glucosyl group Chemical group C1([C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O1)CO)* 0.000 description 2
- 230000012010 growth Effects 0.000 description 2
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 2
- 235000014655 lactic acid Nutrition 0.000 description 2
- 239000004310 lactic acid Substances 0.000 description 2
- 230000005389 magnetism Effects 0.000 description 2
- 238000007726 management method Methods 0.000 description 2
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 2
- 208000030159 metabolic disease Diseases 0.000 description 2
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 2
- 208000001072 type 2 diabetes mellitus Diseases 0.000 description 2
- 206010002091 Anaesthesia Diseases 0.000 description 1
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 1
- QRYRORQUOLYVBU-VBKZILBWSA-N Carnosic acid Natural products CC([C@@H]1CC2)(C)CCC[C@]1(C(O)=O)C1=C2C=C(C(C)C)C(O)=C1O QRYRORQUOLYVBU-VBKZILBWSA-N 0.000 description 1
- 108010087806 Carnosine Proteins 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 1
- CQOVPNPJLQNMDC-UHFFFAOYSA-N N-beta-alanyl-L-histidine Natural products NCCC(=O)NC(C(O)=O)CC1=CN=CN1 CQOVPNPJLQNMDC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004497 NIR spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 238000012565 NMR experiment Methods 0.000 description 1
- 108010076504 Protein Sorting Signals Proteins 0.000 description 1
- 238000001069 Raman spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000037005 anaesthesia Effects 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000003556 assay Methods 0.000 description 1
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000007175 bidirectional communication Effects 0.000 description 1
- 230000027455 binding Effects 0.000 description 1
- 229940044199 carnosine Drugs 0.000 description 1
- CQOVPNPJLQNMDC-ZETCQYMHSA-N carnosine Chemical compound [NH3+]CCC(=O)N[C@H](C([O-])=O)CC1=CNC=N1 CQOVPNPJLQNMDC-ZETCQYMHSA-N 0.000 description 1
- 230000001010 compromised effect Effects 0.000 description 1
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 1
- 238000005094 computer simulation Methods 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000013500 data storage Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000003487 electrochemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 1
- 230000005670 electromagnetic radiation Effects 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- -1 glucose compound Chemical class 0.000 description 1
- 230000002641 glycemic effect Effects 0.000 description 1
- 208000019622 heart disease Diseases 0.000 description 1
- 238000005534 hematocrit Methods 0.000 description 1
- 208000002672 hepatitis B Diseases 0.000 description 1
- 238000000669 high-field nuclear magnetic resonance spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 238000012623 in vivo measurement Methods 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 208000015181 infectious disease Diseases 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 208000017169 kidney disease Diseases 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 description 1
- 229910001004 magnetic alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 1
- 229910000734 martensite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 230000004060 metabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000000116 mitigating effect Effects 0.000 description 1
- 230000009149 molecular binding Effects 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 229910000595 mu-metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009659 non-destructive testing Methods 0.000 description 1
- 229940005483 opioid analgesics Drugs 0.000 description 1
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 1
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 1
- 238000004886 process control Methods 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000003252 repetitive effect Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000000284 resting effect Effects 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 1
- 230000008093 supporting effect Effects 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 230000000699 topical effect Effects 0.000 description 1
- 238000000827 velocimetry Methods 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
- 230000003936 working memory Effects 0.000 description 1
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
- G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
- G01R33/44—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance using nuclear magnetic resonance [NMR]
- G01R33/46—NMR spectroscopy
- G01R33/465—NMR spectroscopy applied to biological material, e.g. in vitro testing
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
- G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
- G01R33/44—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance using nuclear magnetic resonance [NMR]
- G01R33/46—NMR spectroscopy
- G01R33/4616—NMR spectroscopy using specific RF pulses or specific modulation schemes, e.g. stochastic excitation, adiabatic RF pulses, composite pulses, binomial pulses, Shinnar-le-Roux pulses, spectrally selective pulses not being used for spatial selection
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/05—Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves
- A61B5/055—Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves involving electronic [EMR] or nuclear [NMR] magnetic resonance, e.g. magnetic resonance imaging
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/145—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue
- A61B5/14532—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue for measuring glucose, e.g. by tissue impedance measurement
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/72—Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes
- A61B5/7203—Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes for noise prevention, reduction or removal
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/72—Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes
- A61B5/7235—Details of waveform analysis
- A61B5/725—Details of waveform analysis using specific filters therefor, e.g. Kalman or adaptive filters
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
- C12Q1/00—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
- C12Q1/54—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving glucose or galactose
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
- G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
- G01N33/64—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving ketones
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
- G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
- G01N33/66—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving blood sugars, e.g. galactose
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
- G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
- G01R33/28—Details of apparatus provided for in groups G01R33/44 - G01R33/64
- G01R33/30—Sample handling arrangements, e.g. sample cells, spinning mechanisms
- G01R33/302—Miniaturized sample handling arrangements for sampling small quantities, e.g. flow-through microfluidic NMR chips
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
- G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
- G01R33/28—Details of apparatus provided for in groups G01R33/44 - G01R33/64
- G01R33/32—Excitation or detection systems, e.g. using radio frequency signals
- G01R33/34—Constructional details, e.g. resonators, specially adapted to MR
- G01R33/34046—Volume type coils, e.g. bird-cage coils; Quadrature bird-cage coils; Circularly polarised coils
- G01R33/34053—Solenoid coils; Toroidal coils
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
- G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
- G01R33/28—Details of apparatus provided for in groups G01R33/44 - G01R33/64
- G01R33/32—Excitation or detection systems, e.g. using radio frequency signals
- G01R33/36—Electrical details, e.g. matching or coupling of the coil to the receiver
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
- G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
- G01R33/28—Details of apparatus provided for in groups G01R33/44 - G01R33/64
- G01R33/32—Excitation or detection systems, e.g. using radio frequency signals
- G01R33/36—Electrical details, e.g. matching or coupling of the coil to the receiver
- G01R33/3678—Electrical details, e.g. matching or coupling of the coil to the receiver involving quadrature drive or detection, e.g. a circularly polarized RF magnetic field
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
- G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
- G01R33/44—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance using nuclear magnetic resonance [NMR]
- G01R33/46—NMR spectroscopy
- G01R33/4625—Processing of acquired signals, e.g. elimination of phase errors, baseline fitting, chemometric analysis
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
- G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
- G01R33/44—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance using nuclear magnetic resonance [NMR]
- G01R33/48—NMR imaging systems
- G01R33/54—Signal processing systems, e.g. using pulse sequences ; Generation or control of pulse sequences; Operator console
- G01R33/56—Image enhancement or correction, e.g. subtraction or averaging techniques, e.g. improvement of signal-to-noise ratio and resolution
- G01R33/563—Image enhancement or correction, e.g. subtraction or averaging techniques, e.g. improvement of signal-to-noise ratio and resolution of moving material, e.g. flow contrast angiography
- G01R33/56308—Characterization of motion or flow; Dynamic imaging
- G01R33/56316—Characterization of motion or flow; Dynamic imaging involving phase contrast techniques
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B2560/00—Constructional details of operational features of apparatus; Accessories for medical measuring apparatus
- A61B2560/04—Constructional details of apparatus
- A61B2560/0431—Portable apparatus, e.g. comprising a handle or case
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/145—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue
- A61B5/14539—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue for measuring pH
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/70—Means for positioning the patient in relation to the detecting, measuring or recording means
- A61B5/702—Posture restraints
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/72—Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes
- A61B5/7235—Details of waveform analysis
- A61B5/7253—Details of waveform analysis characterised by using transforms
- A61B5/7257—Details of waveform analysis characterised by using transforms using Fourier transforms
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/72—Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes
- A61B5/7271—Specific aspects of physiological measurement analysis
- A61B5/7278—Artificial waveform generation or derivation, e.g. synthesising signals from measured signals
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N24/00—Investigating or analyzing materials by the use of nuclear magnetic resonance, electron paramagnetic resonance or other spin effects
- G01N24/08—Investigating or analyzing materials by the use of nuclear magnetic resonance, electron paramagnetic resonance or other spin effects by using nuclear magnetic resonance
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2400/00—Assays, e.g. immunoassays or enzyme assays, involving carbohydrates
- G01N2400/10—Polysaccharides, i.e. having more than five saccharide radicals attached to each other by glycosidic linkages; Derivatives thereof, e.g. ethers, esters
- G01N2400/48—Reserve carbohydrates, e.g. glycogen
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
- G01N33/483—Physical analysis of biological material
- G01N33/487—Physical analysis of biological material of liquid biological material
- G01N33/49—Blood
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
- G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
- G01R33/28—Details of apparatus provided for in groups G01R33/44 - G01R33/64
- G01R33/38—Systems for generation, homogenisation or stabilisation of the main or gradient magnetic field
- G01R33/383—Systems for generation, homogenisation or stabilisation of the main or gradient magnetic field using permanent magnets
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
- G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
- G01R33/28—Details of apparatus provided for in groups G01R33/44 - G01R33/64
- G01R33/38—Systems for generation, homogenisation or stabilisation of the main or gradient magnetic field
- G01R33/387—Compensation of inhomogeneities
- G01R33/3875—Compensation of inhomogeneities using correction coil assemblies, e.g. active shimming
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
- G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
- G01R33/44—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance using nuclear magnetic resonance [NMR]
- G01R33/48—NMR imaging systems
- G01R33/54—Signal processing systems, e.g. using pulse sequences ; Generation or control of pulse sequences; Operator console
- G01R33/56—Image enhancement or correction, e.g. subtraction or averaging techniques, e.g. improvement of signal-to-noise ratio and resolution
- G01R33/5607—Image enhancement or correction, e.g. subtraction or averaging techniques, e.g. improvement of signal-to-noise ratio and resolution by reducing the NMR signal of a particular spin species, e.g. of a chemical species for fat suppression, or of a moving spin species for black-blood imaging
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
- H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
- H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
- H01F1/032—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials
- H01F1/04—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials metals or alloys
- H01F1/047—Alloys characterised by their composition
- H01F1/053—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals
- H01F1/055—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5
- H01F1/057—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 and IIIa elements, e.g. Nd2Fe14B
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F7/00—Magnets
- H01F7/02—Permanent magnets [PM]
- H01F7/0205—Magnetic circuits with PM in general
- H01F7/021—Construction of PM
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Pathology (AREA)
- Biophysics (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Surgery (AREA)
- Public Health (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Immunology (AREA)
- Hematology (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Urology & Nephrology (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Radiology & Medical Imaging (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Emergency Medicine (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Psychiatry (AREA)
- Physiology (AREA)
- Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
- Artificial Intelligence (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
Abstract
Description
本願は、2018年9月14日に出願された米国仮特許出願第62/731,576号の利益を主張するものであり、米国仮特許出願第62/731,576号の内容の全体を参照によって本願に援用する。
本明細書には、一般に代謝産物レベルの測定及び、特に代謝産物レベルのin−vivo非侵襲的測定のためのポータブル核磁気共鳴(NMR:nuclear magnetic resonance)機器に関する各種の実施形態が記載される。
血液サンプル中の代謝産物レベル測定する従来の技術は、侵襲的で、不正確で、繰返し性がないことが多い。例えば、現在の血糖測定技術では、被検者の皮膚をランセットで穿刺し、少量の血液サンプルを生化学反応性の使い捨ての単一用途の試験紙に載せる必要がある。血液サンプルごとに新しく載せなければならない。皮膚を何度も穿刺することのほか、各サンプルバッチ用の新品の試験紙を購入することに伴う費用負担は、多くの場合、頻繁にグルコース試験を行う上での障害となっている。これは、1型糖尿病又は進行した2型糖尿病患者や、確実に適正なインシュリン投与の決定を下すために頻繁で正確な試験を必要とする個人にとって、特に問題である。
本願の教示の広い態様によれば、ポータブル核磁気共鳴(NMR)機器を用いたサンプル中のグルコース濃度のin−vivo非侵襲的定量化のための方法の少なくとも1つの実施形態が提供され、方法は、均一な静磁場(B0)を印加して、サンプルの磁化を誘導することと、サンプル内にある水の磁化によって生成される水信号を、周波数選択的抑制を用いて抑制することと、第一のRF刺激パルス(B1)を印加して、グルコース水素プロトンのアンサンブルを励起させることと、グルコース水素プロトンのアンサンブルの緩和により生成される自由誘導遅延(FID)信号を検出することと、を含む。
本願に記載の様々な実施形態がよりよく理解されるように、また、これらの様々な実施形態がどのように実践され得るかをより明確に示すために、例えば添付の図面を参照するが、これらは少なくとも1つの例示的な実施形態を示しており、以下にこれらを説明する。図面は本明細書に記載の教示の範囲を限定するものではない。
本願の教示による各種の実施形態を以下に説明し、特許請求の主題の少なくとも1つの実施形態の例を提供する。本明細書に記載の実施形態は何れも、何れかの特許請求の主題を限定するものではない。特許請求の主題は、後述の機器、システム、若しくは方法の何れかが有する特徴の全部を有する機器、システム、又は方法に、又は本明細書に記載の機器、システム、又は方法の複数若しくは全部に共通する特徴に限定されない。本明細書には、特許請求の何れの主題の実施形態でもない機器、システム、又は方法が記載されている可能性もある。本明細書に記載の本文書では特許請求されていない何れの主題も、権利保護のための他の法律文書、例えば継続特許出願の主題であるかもしれず、本出願人、発明者、又は所有者は、本文書でそれを開示したからといって、かかる主題の何れかを放棄し、その権利を否認し、又は公衆に提供することを意図していない。
ω0=γB0 (2)
α=γβ1γ (4)
式中、γは磁気回転比であり、β1はRF刺激場(B1)の大きさであり、τは刺激場(B1)の持続時間である。
特に、磁気共鳴又はFID信号Semfの電圧振幅は、式(8)により表されてよい:
|sinc(πΔfτ)| (12)
式中、τは式(13)により計算される矩形パルスの持続時間である:
τ=(fH2O−fβ−glc)−1 (13)
式中、fH2Oは水プロトンの共鳴周波数であり、fβ−glcはベータアノマの共鳴周波数である。したがって、パルスの中心を水共鳴周波数に置き、パルス持続時間(τ)を式(13)に関して定義することによって、βアノマはパルスによって攪乱されない(すなわち励起されない)はずである。
|sinc2(πΔfτ)| (14)
式中、パルス持続時間τは式(13)により定義される。
τ=ntp+(n−1)Δt (16)
DANTEシーケンスによって、(tp+Δt)−1ヘルツだけ分離される一連の周波数パルスが得られる。したがって、Δtは、DANTEパルスの励起周波数が最終的にアルファ又はベータアノマの励起パルスと重複しないことが確実になるように調整される。各種の実施形態において、DANTE技術を三角波励起パルス(前述のとおり)へと延長するには、エンベロープ変調の適用が必要となる。
ω(t)=γ(B0+Gx(t)x(t)) (18)
式中、B0は静磁場の強度であり、Gx(t)x(t)はz軸に沿った、x軸上の位置に関するBGPの強度である。一般に、静磁場(B0)の定数項による位相蓄積は、NMR機器104の分光計受容ユニットでの復調によって除去されてよい。
Nα−glc=0.36NAcglcVs (19)
式中、NAはアボガドロ数であり、cglcは正常生理学的値5.5×10−3mol/L(すなわち、99mg/dL)でモル毎リットルの単位により測定される平均血糖濃度であり、VsはポータブルNMR機器内に受けられるサンプルの体積である。例えば、Vsは2.00E−06 m3と仮定すると、サンプル内のアルファアノマグルコース水素プロトンの数はNα−glcであり、これを計算すると2.38E+18プロトンとなる。
C(x,y,z)=C(Rsinθcotα+pθ/2π,Rsinθ,R cosθ) (20)
式中、「R」は各コイルの曲率半径であり、「θ」は角度パラメータであり、「α」はチルト角であり、「p」はピッチである。
I=I0sinθ (21)
式中、I0はそれぞれの電流導体中で搬送される電流の大きさであり、θは電流導体の、z軸に関して反時計回りに測定された角度である。
I=I0sin2θ (22)
I=I0sin nθ (23)
∇2Ax=0 (25)
B0(z)=B0+ΔB01z+ΔB02z2…ΔB0NzP… (37)
ΔB0(z)=B0(z)−B0(0) (38)
式中、B0(0)は、z軸に沿った均一な、補償された静磁場のベクトルである。
I=(STS)−1ST(−ΔB0) (40)
[1] J.C. Boyd and D.E.Bruns, “Wuality Specifications for Glucose Meters: Assessment by Simulation Modeling of Errors in,” Clinical Chemistry, vol. 47, no. 2,pp.209-214, 2001
[2] R.A. d. Graaf, invivo NMR Spectroscopy, John Wiley & Sons Tld., 2007
[3] W.R. Symthe, “Static and Dynamic Electricity”, 2nd edition, p.275, McGraw Hill
Claims (102)
- ポータブル核磁気共鳴(NMR)機器を用いたサンプル中のグルコース濃度のin−vivo非侵襲的定量化のための方法において、
均一な静磁場(B0)を印加して、前記サンプルの磁化を誘導することと、
前記サンプル内にある水の磁化によって生成される水信号を、周波数選択的抑制を用いて抑制することと、
第一のRF刺激パルス(B1)を印加して、グルコース水素プロトンのアンサンブルを励起させることと、
前記グルコース水素プロトンのアンサンブルの緩和により生成される自由誘導遅延(FID)信号を検出することと、
を含む方法。 - 前記水信号を抑制することは、
第二のRF刺激パルス(B1)を印加し、前記水の磁化を横平面上へと回転させることと、
ディフェージングパルス勾配を前記水信号に適用して、そのスピン歳差運動のコヒーレンスをディフェーズすることと、をさらに含み、水抑制は前記水信号の変調側波帯を低減させるために行われる、
請求項1に記載の方法。 - 前記静磁場(B0)は、約1.5テスラ〜約2テスラの強度を有する、請求項1又は2に記載の方法。
- 前記静磁場(B0)は、約0.01ppm〜約0.1ppm未満の磁場均一度を有する、請求項1〜3の何れか1項に記載の方法。
- 前記第二のRF刺激パルス(B1)を、表現|sinc2(πΔfτ)|によって定義され、2τはパルスの持続時間である励起プロファイルを有するように生成することを含む、請求項2に記載の方法。
- 前記第二のRF刺激パルス(B1)を、表現|sinc(πΔfτ)|によって定義され、τはパルスの持続時間である励起プロファイルを有するように生成することを含む、請求項2に記載の方法。
- 中心が水の共鳴周波数(fH2O)となるように前記第二のRF刺激パルス(B1)を発生させることを含み、τは、τ=(fH2O−fβ−glc)−1で定義され、fβ−glcはベータグルコースアノマ1CH水素基プロトンの共鳴周波数である、請求項5又は6に記載の方法。
- 約1.68テスラの静磁場(B0)を発生させることを含み、水の共鳴周波数(fH2O)は約71.5MHzであり、τは約163ミリ秒である、請求項7に記載の方法。
- 前記第二のRF刺激パルス(B1)を、低デューティサイクルのエンベロープ変調パルストレインを発生させることによって提供することを含む、請求項2に記載の方法。
- 前記第二のRF刺激パルス(B1)を、Delays Alternating with Nutation for Tailored Excitation(DANTE)技術を使って発生させることを含む、請求項9に記載の方法。
- 前記第二のRF刺激パルス(B1)は、双曲線セカントパルスとして実装される、請求項2に記載の方法。
- 振幅の大きい第二の刺激RFパルス(B1)を発生させることによって、前記水信号の前記抑制を増大させることを含む、請求項2に記載の方法。
- 前記ディフェージングパルス勾配はDC結合シムコイルの集合によって発生させられる、請求項2に記載の方法。
- 前記グルコース水素プロトンのアンサンブルは、アルファグルコースアノマ1CH水素基プロトンとベータグルコースアノマ1CH水素基プロトンを含む、請求項1〜13の何れか1項に記載の方法。
- 前記第一のRF刺激パルス(B1)を、前記グルコース水素プロトンのアンサンブルの正味磁気モーメントが横平面へと回転されるように発生させることを含む、請求項1〜14の何れか1項に記載の方法。
- 前記アルファグルコースアノマ1CH水素基プロトンと前記ベータグルコースアノマ1CH水素基プロトンのラーモア周波数を含む周波数範囲の前記第一のRF刺激パルス(B1)を発生させることを含む、請求項14に従属する請求項15に記載の方法。
- 前記アルファグルコースアノマ1CH水素基プロトンのラーモア周波数は5.223ppmであり、前記ベータグルコースアノマ1CH水素基プロトンのラーモア周波数は4.634ppmである、請求項16に記載の方法。
- 左回り円偏光となるように第一の刺激磁場(B1)を発生させることを含む、請求項1〜17の何れか1項に記載の方法。
- 前記第一の刺激場(B1)を約1.5ms未満にわたって印加し、指数関数的速度T2*の前記グルコース水素プロトンのアンサンブルの横緩和減衰を低減させることを含む、請求項1〜18の何れか1項に記載の方法。
- 前記第一の刺激場(B1)及び第二の刺激場(B1)を、相互に関して同軸的に位置付けられ、共通軸に関して反対方向に傾けられる斜め巻き余弦波コイルを使って発生させることを含む、請求項2に記載の方法。
- 前記グルコース水素プロトンのアンサンブルに等核デカップリングを適用することをさらに含み、等核デカップリングを適用することは、
前記アルファアノマ2CH基水素プロトン及び前記ベータアノマ2CH基水素プロトンの共鳴周波数の低連続波照射パルスを印加することを含む、請求項14に記載の方法。 - 前記アルファ及びベータアノマ2CH基水素プロトンの共鳴周波数は、それぞれ3.519ppm及び3.23ppmである、請求項21に記載の方法。
- 前記等核デカップリングは、前記第一のRF刺激パルス(B1)を前記印加することと少なくとも部分的に重複して、前記グルコース水素プロトンのアンサンブルを励起させる、請求項21又は22に記載の方法。
- 離散フーリエ変換(DFT)をFID信号に適用して、前記FID信号を磁気共鳴周波数スペクトルに変換することをさらに含む、請求項1〜23の何れか1項に記載の方法。
- 前記サンプル中のグルコース濃度を、前記共鳴周波数スペクトル内での前記アルファグルコースアノマ1CH水素基プロトン及び前記ベータグルコースアノマ1CH水素基プロトンに関する共鳴ピークの振幅の1対1のマッピングに基づいて特定することをさらに含む、請求項14に従属する請求項24に記載の方法。
- 前記サンプル中の前記グルコース濃度を前記特定することは、前記アルファグルコースアノマ1CH水素基プロトン及び前記ベータグルコースアノマ1CH水素基プロトンに関する前記共鳴ピークの振幅を既知のグルコース濃度参照基準と相関させることを含む、請求項25に記載の方法。
- 前記サンプル中の前記グルコース濃度を前記特定することは、前記アルファグルコースアノマ1CH水素基プロトン及び前記ベータグルコースアノマ1CH水素基プロトンの共鳴ピークのアノマ比を特定することを含む、請求項25に記載の方法。
- 前記第一のRF刺激パルス(B1)を印加する前に、非選択的反転回復シーケンスを使用することによって高分子応答を無効にすることをさらに含む、請求項1〜27の何れか1項に記載の方法。
- 前記第一のRF刺激パルス(B1)を印加する前に、選択的反転回復シーケンスを使用することによって前記グルコース水素プロトンのアンサンブルの応答を無効にし、高分子応答を測定することをさらに含む、請求項1〜28の何れか1項に記載の方法。
- 血液中を流れるグルコース分子を静止グルコース分子と区別するために磁気共鳴速度測定法(MRV)が使用される、請求項1〜29の何れか1項に記載の方法。
- 前記グルコース濃度は、0.95統計的信頼度で+/−2%未満の誤差で特定される、請求項1〜30の何れか1項に記載の方法。
- サンプルに対して核磁気共鳴(NMR)分光法を実行する中で使用されるポータブル分光計において、前記ポータブル分光計は、
同相成分と直角成分を有するパルスRF信号を生成するように構成された高周波(RF)源と、
前記パルスRF信号を受信し、パルスRF刺激場(B1)を生成するように構成された送信ユニットであって、
前記RF信号の前記同相成分を受信し、前記RF刺激場の前記同相成分を生成する少なくとも1つの第一の送信インダクタコイルを備える第一の送信バンドパスフィルタを有する第一の送信経路と、
前記RF信号の前記直角成分を受信し、前記RF刺激場の前記直角成分を生成する少なくとも1つの第二の送信インダクタコイルを備える第二の送信バンドパスフィルタを有する第二の送信経路と、
を含む送信ユニットと、
前記サンプルによって前記パルスRF刺激場(B1)に応答して生成される共鳴信号を受信するように構成された受信ユニットであって、
前記共鳴信号の同相成分を受信する少なくとも1つの第一の受信インダクタコイルを備える第一の受信バンドパスフィルタを有する第一の受信経路と、
前記共鳴信号の直角成分を受信する少なくとも1つの第二の受信インダクタコイルを備える第二の受信バンドパスフィルタを有する第二の受信経路と、
を含む受信ユニットと、
前記RF源、前記送信ユニット、及び前記受信ユニットに連結されるプロセッサユニットであって、制御信号を前記RF源に送信して前記パルスRF信号を生成し、前記パルスRF信号を前記送信ユニットに送信して前記パルスRF刺激場(B1)が生成されるようにすることによって前記ポータブル分光計の動作を制御するように構成され、前記受信ユニットからの前記共鳴信号の前記同相及び直角成分を受信するように構成され、プロセッサが、(a)前記共鳴信号の前記同相及び直角成分を前記プロセッサユニットのメモリユニット内に事後解析のために保存すること、及び(b)前記共鳴信号の前記同相及び直角成分についての分析を行って、前記サンプルの代謝産物の濃度を特定することのうちの少なくとも一方を実行するプロセッサユニットと、
を含むポータブル分光計。 - 前記第一及び第二の送信バンドパスフィルタと前記第一及び第二の受信バンドパスフィルタは各々、Tトポロジローパスフィルタから合成される差動バンドパスフィルタである、請求項32に記載のポータブル分光計。
- 前記第一の送信バンドパスフィルタの前記少なくとも1つの第一の送信インダクタコイル、前記第二の送信バンドパスフィルタの前記少なくとも1つの第二の送信インダクタコイル、前記第一の受信バンドパスフィルタの前記少なくとも1つの第一の受信インダクタコイル、及び前記第二の受信バンドパスフィルタの前記少なくとも1つの第二の受信インダクタコイルはボリュームコイルである、請求項32又は33に記載のポータブル分光計。
- 前記第一及び第二の送信バンドパスフィルタは各々、往路送信インダクタコイルと帰路送信コイルを含み、
前記第一及び第二の受信バンドパスフィルタは各々、往路受信インダクタコイルと帰路受信インダクタコイルを含む、
請求項32〜34の何れか1項に記載のポータブル分光計。 - 前記送信及び受信バンドパスフィルタは、少なくとも3次バンドパスフィルタである、請求項32又は35に記載のポータブル分光計。
- 前記第一の送信バンドパスフィルタの前記少なくとも1つの第一の送信インダクタコイルと前記第二の送信バンドパスフィルタの前記少なくとも1つの第二の送信インダクタコイルは各々、相互に関して同軸的に位置付けられ、共通軸に関して反対方向に傾けられて、円偏光又は楕円偏光の少なくとも一方であるRF刺激場(B1)を発生させる斜め巻き余弦波コイルである、請求項32〜36の何れか1項に記載のポータブル分光計。
- 前記第一の受信バンドパスフィルタの前記少なくとも1つの受信インダクタコイルと、前記第二の受信バンドパスフィルタの前記少なくとも1つの第二の受信インダクタコイルは各々、相互に関して同軸的に位置付けられ、共通軸に関して反対方向に傾けられる斜め巻き余弦波コイルである、請求項32〜37の何れか1項に記載のポータブル分光計。
- 前記共通軸は静磁場(B0)の軸と直交する、請求項37又は38に記載のポータブル分光計。
- 前記共鳴信号は、横平面内の磁化の減衰によって発生される自由誘導遅延(FID)信号である、請求項32〜39の何れか1項に記載のポータブル分光計。
- 前記受信ユニットは、2つの前記斜め巻き余弦波コイルにより受信された前記FID信号の和と差を用いて、2つの横空間軸への磁化の投射を区別する、請求項38に従属する請求項40に記載のポータブル分光計。
- 前記第一及び第二の受信経路の各々は、
前記受信バンドパスフィルタの出力に連結された一次巻き線を含むトランスであって、ガルバニック絶縁、インピーダンスマッチング、及びコモンモード雑音除去を提供するように構成されたトランスと、
前記トランスの二次巻き線の第一のノードに連結された低雑音増幅回路(LNA)であって、フィルタ処理された共鳴信号において低雑音指数を実現し、均一な分光雑音分布を提供するように構成されたLNAと、
前記低雑音増幅回路の出力に連結された可変利得増幅回路(VGA)であって、前記フィルタ処理された共鳴信号をブーストし、全体的な受信雑音を最小化するように構成されたVGAと、
前記可変利得増幅回路の出力に連結された局所発信機(LO)であって、中間間周波数を発生させるように構成されたLOと、
前記LOの出力に連結されたアナログ−デジタル変換器(ADC)と、
を含む、請求項32〜41の何れか1項に記載のポータブル分光計。 - 前記トランスの前記二次巻き線の第二のノードは、ローカルグラウンド参照のためにセンタタップされ、前記トランスの巻き数比は最適なインピーダンスマッチングのために選択される、請求項42に記載のポータブル分光計。
- 前記トランスはワイドバンドトランスバランを含む、請求項42又は43に記載のポータブル分光計。
- 前記LNAはGaAsE−pHEMT技術で形成され、1dB未満の雑音指数を提供するように構成される、請求項42〜44の何れか1項に記載のポータブル分光計。
- 前記VGAは、過負荷を防止するために前記VGAの利得を自動的に削減するように構成された自動利得コントローラ(AGC)を含む、請求項42〜45の何れか1項に記載のポータブル分光計。
- 前記局所発信機は、少なくとも100kHzの周波数オフセットのために構成される、請求項42〜46の何れか1項に記載のポータブル分光計。
- 前記受信ユニットにより生成される雑音は、入力換算(RTI)で1.1nV/√Hz未満である、請求項32〜47の何れか1項に記載のポータブル分光計。
- 前記プロセッサユニットは、デジタル信号プロセッサ(DSP)とフィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)の少なくとも一方を含む、請求項32〜48の何れか1項に記載のポータブル分光計。
- 前記第一及び第二の送信バンドパスフィルタは、少なくとも1つの同位体ラーモア周波数を含む第一の通過帯域周波数範囲を通過させるように構成される、請求項32〜49の何れか1項に記載のポータブル分光計。
- 前記第一の通過帯域周波数範囲は2つの同位体ラーモア周波数を含み、前記送信バンドパスフィルタは異核測定をサポートするように構成される、請求項50に記載のポータブル分光計。
- 前記2つの同位体ラーモア周波数は、フッ素(19F)と水素(1H)のラーモア周波数に関する、請求項51に記載のポータブル分光計。
- 前記第一の通過帯域周波数範囲は60MHz〜80MHzである、請求項50又は52に記載のポータブル分光計。
- 前記第一及び第二の受信バンドパスフィルタは、少なくとも1つの同位体ラーモア周波数を含む第二の通過帯域周波数範囲を通過させるように構成される、請求項32〜53の何れか1項に記載のポータブル分光計。
- ポータブル分光計を使ってサンプルに対して核磁気共鳴(NMR)分光法を行う方法において、
静磁場(B0)を前記サンプルに印加することと、
高周波(RF)源を使って、同相成分と直角成分を有するパルスRF信号を発生させることと、
前記パルスRF信号の前記同相成分を送信ユニットの第一の送信バンドパスフィルタに送信して、フィルタ処理された同相RF成分を発生させることと、
前記パルスRF信号の前記直角成分を、前記送信ユニットの第二の送信バンドパスフィルタを通じて送信し、フィルタ処理された直角RF成分を発生させることと、を含み、前記第一及び第二の送信バンドパスフィルタは、測定対象の代謝産物の少なくとも1つのラーモア周波数を含む第一のバンドパス範囲を有し、
前記フィルタ処理された同相RF成分を前記第一の送信バンドパスフィルタの少なくとも1つの第一の送信インダクタコイルに印加し、前記フィルタ処理された直角RF成分を前記第二の送信バンドパスフィルタの少なくとも1つの第二の送信インダクタコイルに印加することによって、パルスRF刺激場(B1)を発生させることと、
前記パルスRF刺激場(B1)を前記サンプルに印加することと、
前記サンプルによって生成された共鳴信号の同相成分を、受信ユニットの第一の受信バンドパスフィルタの少なくとも1つの第一の受信インダクタコイルを使って受信することと、
前記サンプルによって生成された前記共鳴信号の直角成分を、前記受信ユニットの第二の受信バンドパスフィルタの少なくとも1つの第二の受信インダクタコイルを使って受信することと、を含み、前記第一及び第二の受信バンドパスフィルタは、前記測定対象の代謝産物の前記少なくとも1つのラーモア周波数を含む第二の通過帯域範囲を有し、
前記共鳴信号の前記同相成分を、前記第一の受信バンドパスフィルタに通して、前記共鳴信号のフィルタ処理された同相成分を生成することと、
前記共鳴信号の前記直角成分を、前記第二の受信バンドパスフィルタに通して、前記共鳴信号のフィルタ処理された直角成分を発生させることと、
を含む方法。 - 前記共鳴信号は、横平面内の磁化の減衰によって生成される自由誘導遅延(FID)信号である、請求項55に記載の方法。
- 前記共鳴信号の前記同相成分と前記直角成分の各々を低雑音増幅回路、可変利得増幅回路、局所発信機、及びアナログ−デジタル変換器(ADC)に通すことをさらに含む、請求項55又は56に記載の方法。
- ポータブル核磁気共鳴(NMR)機器のボアを通じて均一な静磁場(B0)を発生させるための小型磁石アセンブリにおいて、
対称軸(z軸)の周囲で回転される軸対称セグメント永久磁石アセンブリであって、前記永久磁石は、前記ボアを通じて空間的に均一に近い静磁場(B0)を発生させるように構成され、前記永久磁石アセンブリは、
前記ボアの上に+z方向に積み重ねられ、前記+z方向への磁化を有する上側ディスクコーン磁石セグメントと、
前記ボアの下に−z方向に積み重ねられ、前記+z方向への磁化を有する下側ディスクコーン磁石セグメントと、
前記ボアから半径方向(r)に外側に+r方向に配置され、前記−z方向への磁化を有する中央リング磁石セグメントであって、前記中央リング磁石が前記ボアの少なくとも一部を取り囲み、前記ボアへのアクセス開口は遮らないままとする中央リング磁石セグメントと、
前記中央リングセグメントの上方に前記+z方向に積み重ねられ、前記上側ディスクコーン磁石セグメントから半径方向に外側に前記+r方向に配置される上側リング磁石セグメントであって、前記+r方向への磁化を有する上側リング磁石セグメントと、
前記中央リングセグメントの下方に前記−z方向に積み重ねられ、前記下側ディスクコーン磁石セグメントから半径方向に外側に前記+r方向に配置された下側リング磁石セグメントと、
を含み、前記上側リング磁石セグメントは前記−r方向への磁化を有し、各磁石セグメントにより生成された前記磁場の重畳によって前記対称軸に沿って前記ボアを通じて前記空間的に均一に近い静磁場(B0)が生成される、軸対称セグメント永久磁石アセンブリと、
前記空間的に均一に近い静磁場に空間磁場補正を提供するように構成されたシミング装置と、
を含む小型磁石アセンブリ。 - 前記磁石ボアを通じて生成された前記均一な静磁場(B0)は、約1.5テスラより強い、請求項58に記載のアセンブリ。
- 前記ボアを通じて生成された前記均一な静磁場(B0)は、約1.5テスラ〜約2テスラである、請求項58に記載のアセンブリ。
- 前記均一な静磁場(B0)の磁場均一度は約0.1ppm未満である、請求項58〜60の何れか1項に記載のアセンブリ。
- 前記静磁場(B0)の磁場均一度は実質的に0.01ppmである、請求項61に記載の方法。
- 前記永久磁石は、5ガウス磁力線の3次元閉じ込めによって特徴付けられる、請求項58〜62の何れか1項に記載のアセンブリ。
- 前記永久磁石アセンブリの各磁石セグメントは、前記永久磁石アセンブリ内での各磁石セグメントにより生成される前記磁場の重畳を可能にする硬質永久磁石合金で形成される、請求項58〜63の何れか1項に記載のアセンブリ。
- 前記硬質永久磁石合金はネオジム(NdFeB)である、請求項64に記載のアセンブリ。
- 前記中央リング磁石セグメントは、高い反転保磁場に対抗するためにN40グレードNdFeBで形成され、前記上側及び下側上側リング磁石セグメントは、最適な磁場閉じ込めを提供するためにN40グレードNdFeBで形成される、請求項65に記載のアセンブリ。
- 前記中央リング磁石セグメントの、前記ボアに面する内面は、半径方向に内側に湾曲し、前記ボアを通じて生成される前記空間的に均一に近い静磁場(B0)の前記均一度を改善するように構成される補正磁石セグメントを含む、請求項58〜66の何れか1項に記載のアセンブリ。
- 前記補正磁石セグメントは、高透磁性軟鋼から形成される磁極片である、請求項67に記載のアセンブリ。
- 前記シミング装置は、リチウムイオン(Li−イオン)バッテリにより電源供給される、請求項58〜68の何れか1項に記載のアセンブリ。
- 前記ポータブル核磁気共鳴(NMR)機器は、家庭用に構成された小型で携帯可能な形態で提供され、糖尿病患者のほか、その他の代謝産物障害を患う患者が前記機器をより頻繁に使用するのを奨励するように構成され、それによって頻繁なグルコース又はその他の代謝産物試験を容易にする、請求項58〜69の何れか1項に記載のアセンブリ。
- 空間的に均一に近い静磁場に空間磁場補正を提供するように構成されたシミング装置において、
円形の構成に配置された複数の直線電流導体を含み、前記複数の直線電流導体は、前記円形構成の円周に沿って均等に離間されるシミング装置。 - 前記複数の直線電流導体の各々は、それぞれのDC電流によって駆動され、前記複数の直線電流導体の各々は均一な密度を有する、請求項71に記載のシミング装置。
- 前記複数の直線電流導体のそれぞれのDC電流の電流分布は、前記円形構成の前記円周に沿った前記直線電流導体の角度位置に応じて異なるDC電流の正弦分布であり、高次シムモードを生成するように構成される、請求項72に記載のシミング装置。
- 前記空間的に均一に近い静磁場は、n個の第一の係数を有する第一のn次多項式として表現可能であり、
前記複数の直線導体は、m個の直線電流導体を含み、前記m個の直線電流導体の各直線電流導体は、n個の電流モードの重ね合わせである振幅を有する電流を搬送し、各電流モードは主として前記第一のn次多項式内の項に対応する、
請求項73に記載のシミング装置。 - 前記シミング装置により生成される前記空間磁場補正は、所望の補償的n次静磁場(B0)磁場多項式を生成するために必要なモード電流の振幅に対応するn個の第二の係数を有する第二のn次多項式として表現され、
前記n個の第一の係数と前記n個の第二の係数との間に直線関係がある、
請求項74に記載のシミング装置。 - 空間的に均一に近いプロファイルを有する静磁場のための空間磁場補正を提供するように構成されたシミング装置において、第一及び第二の同心円状電流導体の第一及び第二の集合を含み、
前記同心円状電流導体の第一の集合の各同心円状導体は、前記静磁場の軸に沿って、前記電流導体の第二の集合の対応する同心円状電流導体から離間され、それと反対側に配置されて、複数の電流導体ペアを形成し、各電流導体は、前記静磁場の前記空間的に均一に近いプロファイルを補正するための補償的磁場を生成するシミング装置。 - 前記複数の電流導体の各々はそれぞれのDC電流により駆動される、請求項76に記載のシミング装置。
- 少なくとも1つの電流導体ペアは、前記電流導体ペア内の各コイルのコイル半径が、前記導体ペアの前記コイル間の間隔と実質的に等しくなるように構成され、それによって、ヘルムホルツ条件を満たし、前記導体ペアは前記導体ペアのコイル間に線形磁場勾配を生成する、請求項76に記載のシミング装置。
- 前記複数の電流導体はDC−DC変換器に連結され、前記DC−DC変換器は、DC電源からの電流をステップアップして、前記複数の電流導体の各々への電流をブーストするように構成され、前記DC−DC変換器は、前記シミング装置が前記静磁場により大きい空間磁場補正を提供するために各電流導体のシミング能力を変化させることができるようにする、請求項76に記載のシミング装置。
- 前記第一及び第二の集合の各々の中の前記電流導体は相互にオフセットされ、前記オフセットは約10度〜45度のオフセットの範囲である、請求項76に記載のシミング装置。
- 前記同心円状電流導体の第一及び第二の集合の各々はディスク構成に配置され、前記ディスク構成はディスク半径を有し、各電流導体の直径は前記ディスク半径より小さい、請求項80に記載のシミング装置。
- 前記同心円状電流導体の第一及び第二の集合の各々はディスク構成に配置され、前記ディスク構成はディスク半径を有し、各電流導体の直径は前記ディスク半径とほぼ等しい、請求項80に記載のシミング装置。
- 方位角と共に変化する静磁場のための空間磁場補正を生成するように構成される、請求項80〜82の何れか1項に記載のシミング装置。
- 前記電流導体の第一及び第二の集合の各々は、複数の入れ子状電流導体を含み、各電流導体は、前記静磁場(B0)の軸と同一直線上の中心点を有する、請求項76に記載のシミング装置。
- 各電流導体により生成される前記磁場は、球面関数の多項式展開を用いて表現され、各電流導体は偶数及び奇数の両方の多項式項を生成する、請求項76に記載のシミング装置。
- 異なる半径を有する電流導体は、線形独立の多項式係数ベクトルを生成し、それによって、磁石ボア内に前記静磁場を生成する軸対称永久磁石アセンブリの磁石ボアの体積内に、何れの所望の方位角対称補償磁場も生成されるようにすることができる、請求項85に記載のシミング装置。
- ポータブル核磁気共鳴(NMR)機器を用いたサンプル内の小分子代謝産物の濃度のin−vivo非侵襲的定量化の方法において、
前記代謝産物に関連付けられる複数の共鳴特徴から、高分解能共鳴特徴の小集合を選択することと、
均一な静磁場(B0)を印加して、前記サンプルの磁化を誘導することと、
第一のRF刺激パルス(B1)を前記サンプルに印加することであって、前記第一のRF刺激パルス(B1)は、前記高分解能共鳴特徴の小集合の共鳴特徴に関連付けられる少なくとも1つのラーモア周波数を含む周波数範囲で印加される、印加することと、
前記サンプルにより生成される自由誘導遅延(FID)信号を検出することと、
を含む方法。 - 前記小分子代謝産物は、グルコース、グリコーゲン、BHB、及びケトアシドーシスマーカのうちの少なくとも1つを含む、請求項87に記載の方法。
- 血液中を流れる小分子代謝産物を静止した小分子代謝産物と区別するために磁気共鳴速度測定法(MRV)が使用される、請求項87又は88に記載の方法。
- 前記高分解能共鳴特徴の小集合は、高い信号対雑音比(SNR)により特徴付けられる、請求項87〜89の何れか1項に記載の方法。
- 関連する前記複数の共鳴特徴は、前記代謝産物に関連する複数の化学シフト共鳴を含む、請求項87〜90の何れか1項に記載の方法。
- 小型ポータブルNMR機器において、
磁気シールドを提供するハウジングと、
前記ハウジング内に配置された永久磁石アセンブリであって、前記永久磁石アセンブリは、前記永久磁石アセンブリの長さ方向軸の一部に沿ったボアを有し、前記長さ方向軸に沿った向きの均等に近い磁場B0を生成するための軸対称磁化を合同で提供する複数の磁気要素を有し、前記磁気要素の1つはサンプルを受ける大きさのサンプルキャビティを有する永久磁石アセンブリと、
前記永久磁石アセンブリと前記ハウジングとの間に設置され、内部空間を提供する中空フレームと、
前記均等に近い磁場B0に空間磁場補正を提供するための、前記長さ方向軸に設置されたコイルを備えるシミングアセンブリと、
前記フレームの中空空間内に設置され、前記磁気ボアに連結された分光計であって、前記サンプルに磁気刺激パルスを印加し、前記サンプル内の水素プロトンのアンサンブルによって生成される自由誘導遅延信号を測定する制御ユニットを有する分光計と、
を含む小型ポータブルNMR機器。 - 前記ハウジングは、卓上クレードル内に保持される大きさであり、前記サンプルキャビティは、前記サンプルを保持するサンプルインサートを受ける大きさである、請求項92に記載の機器。
- 前記ハウジングは被験者が手で握る大きさであり、前記サンプルは、前記被験者の指又は親指により提供され、前記サンプルキャビティは、前記被験者の1本の指を受ける大きさである、請求項92に記載の機器。
- 測定中に前記サンプルキャビティへのアクセスを選択的に可能にするスライドドアをさらに含む、請求項92〜94の何れか1項に記載の機器。
- 前記機器を作動させるために触れることのできるタッチセンサをさらに含む、請求項92〜95の何れか1項に記載の機器。
- ユーザインタフェースを提供し、測定結果を表示するディスプレイをさらに含む、請求項92〜96の何れか1項に記載の機器。
- 前記制御ユニットが遠隔機器と通信し、制御データ及び測定結果を受信できるようにするための通信モジュールをさらに含む、請求項92〜97の何れか1項に記載の機器。
- 前記制御ユニットは、請求項1〜31、55〜57、又は87〜91の何れか1項に記載の方法を実行するように構成される、請求項92〜98の何れか1項に記載の機器。
- 前記分光計は、請求項32〜54の何れか1項により定義される、請求項92〜99の何れか1項に記載の機器。
- 前記永久磁石アセンブリは、請求項58〜68及び70の何れか1項により定義される、請求項92〜100の何れか1項に記載の機器。
- 前記シミング装置は、請求項69、71〜86の何れか1項により定義される、請求項92〜101の何れか1項に記載の機器。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US201862731576P | 2018-09-14 | 2018-09-14 | |
US62/731,576 | 2018-09-14 | ||
PCT/CA2019/051305 WO2020051716A1 (en) | 2018-09-14 | 2019-09-13 | Method and system for in-vivo, and non-invasive measurement of metabolite levels |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2022500656A true JP2022500656A (ja) | 2022-01-04 |
JPWO2020051716A5 JPWO2020051716A5 (ja) | 2022-10-06 |
Family
ID=69777371
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2021514614A Pending JP2022500656A (ja) | 2018-09-14 | 2019-09-13 | 代謝産物レベルのin−vivo非侵襲的測定のための方法及びシステム |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (3) | US11237237B2 (ja) |
EP (1) | EP3850386A4 (ja) |
JP (1) | JP2022500656A (ja) |
KR (1) | KR20210060534A (ja) |
CN (1) | CN112955767A (ja) |
CA (3) | CA3168472A1 (ja) |
WO (1) | WO2020051716A1 (ja) |
Families Citing this family (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2019090418A1 (en) | 2017-11-12 | 2019-05-16 | Synex Medical Inc. | Wearable blood analyte measurement device and method for measuring blood analyte concentration |
KR20210060534A (ko) | 2018-09-14 | 2021-05-26 | 10250929 캐나다 인코포레이티드 | 대사 산물 수준의 생체 내 및 비-침습적 측정을 위한 방법 및 시스템 |
US20200187793A1 (en) * | 2018-12-18 | 2020-06-18 | Movano Inc. | Systems for radio wave based health monitoring that utilize data derived from amplitude and/or phase data |
US11971464B1 (en) * | 2019-12-20 | 2024-04-30 | The United States Of America, Represented By The Secretary Of The Navy | Magnon excitation and detection systems, apparatus, and methods |
JP7412759B2 (ja) | 2020-04-16 | 2024-01-15 | 松谷化学工業株式会社 | 水溶性食物繊維のエネルギー量の簡便な測定方法 |
WO2022051717A1 (en) * | 2020-09-04 | 2022-03-10 | Musc Foundation For Research Development | Methods, systems, and computer readable media for utilizing spectral circles for magnetic resonance spectroscopy analysis |
CN112244812B (zh) * | 2020-10-19 | 2023-08-22 | 上海联影医疗科技股份有限公司 | 磁共振成像方法、磁共振成像***和电子装置 |
EP4099567A1 (en) * | 2021-05-31 | 2022-12-07 | Schneider Electric Industries SAS | Monitoring of magnetic sensing elements of a switching device |
WO2023022997A1 (en) * | 2021-08-17 | 2023-02-23 | ViBo Health Inc. | Methods and apparatus for benchtop metabolite profiling in situ |
US20240151794A1 (en) * | 2022-11-08 | 2024-05-09 | Synex Medical Inc. | System and method for nuclear magnetic resonance calibration |
WO2024130115A1 (en) * | 2022-12-15 | 2024-06-20 | The General Hospital Corporation | Systems and methods for performing x-nuclear magnetic resonance spectroscopy or magnetic resonance imaging on diverse system configurations |
CN116500207B (zh) * | 2023-06-27 | 2023-08-29 | 佳木斯大学 | 麻醉气体的浓度测量方法及*** |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4875486A (en) * | 1986-09-04 | 1989-10-24 | Advanced Techtronics, Inc. | Instrument and method for non-invasive in vivo testing for body fluid constituents |
JPH06114026A (ja) * | 1992-10-06 | 1994-04-26 | Yokogawa Medical Syst Ltd | 化学シフトイメージング方法 |
JP2001526920A (ja) * | 1997-12-23 | 2001-12-25 | マグネティック・ダイアグノスティックス・インコーポレイテッド | 患者体液グルコースレベルの非侵入性生体内試験用のnmr装置及び方法 |
JP2002306447A (ja) * | 2001-04-12 | 2002-10-22 | Hitachi Medical Corp | 磁気共鳴イメージング装置 |
Family Cites Families (45)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3488561A (en) | 1965-03-23 | 1970-01-06 | Varian Associates | Apparatus for controlling magnetic fields |
US5072732A (en) | 1986-09-04 | 1991-12-17 | Advanced Techtronics, Inc. | NMR instrument for testing for fluid constituents |
US5320103A (en) * | 1987-10-07 | 1994-06-14 | Advanced Techtronics, Inc. | Permanent magnet arrangement |
DE3914351A1 (de) * | 1989-04-29 | 1990-10-31 | Bruker Medizintech | Verfahren zur aufnahme von spinresonanzspektren |
US5433196A (en) | 1993-06-02 | 1995-07-18 | The Board Of Trustees Of The University Of Illinois | Oxygen-17 NMR spectroscopy and imaging in the human |
US5685300A (en) * | 1994-04-01 | 1997-11-11 | Kuenstner; J. Todd | Noninvasive and in-vitro measurement of glucose and cholesterol by nuclear magnetic resonance spectroscopy |
US5635889A (en) * | 1995-09-21 | 1997-06-03 | Permag Corporation | Dipole permanent magnet structure |
JP3023310B2 (ja) | 1996-05-31 | 2000-03-21 | 松下電器産業株式会社 | 光学的情報記録媒体の記録再生方法および記録再生装置 |
US5886609A (en) | 1997-10-22 | 1999-03-23 | Dexter Magnetic Technologies, Inc. | Single dipole permanent magnet structure with linear gradient magnetic field intensity |
JP4537542B2 (ja) * | 2000-06-30 | 2010-09-01 | 株式会社東芝 | 磁気共鳴診断装置 |
KR100600706B1 (ko) | 2004-07-09 | 2006-07-14 | 삼성전자주식회사 | 자기공명흡수법을 이용한 무혈혈당 측정장치 및 측정 방법 |
US7449886B2 (en) * | 2004-11-18 | 2008-11-11 | General Electric Company | MR receiver assembly having readout cables capable of multiple channel transmissions |
US7161511B2 (en) | 2005-06-03 | 2007-01-09 | General Electric Company | Linearization system and method |
WO2007014004A2 (en) * | 2005-07-21 | 2007-02-01 | Johns Hopkins University | Non-invasive mri measurement of tissue glycogen |
JP2009513218A (ja) * | 2005-10-28 | 2009-04-02 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 単一rf増幅器を用いた複数核の同時mr励起 |
AU2007317787B2 (en) | 2006-11-08 | 2012-07-12 | T2 Biosystems, Inc. | NMR systems for in vivo detection of analytes |
JP5328269B2 (ja) | 2007-09-07 | 2013-10-30 | キヤノン株式会社 | 核磁気共鳴測定法 |
WO2009042170A1 (en) | 2007-09-26 | 2009-04-02 | Medtronic, Inc. | Therapy program selection |
US20090264789A1 (en) | 2007-09-26 | 2009-10-22 | Medtronic, Inc. | Therapy program selection |
US8164336B1 (en) | 2007-11-10 | 2012-04-24 | Murphree Jr Dennis Haaga | Transmission line probe for NMR |
FR2949604B1 (fr) | 2009-08-28 | 2012-03-02 | Commissariat Energie Atomique | Structure aimantee axisymetrique induisant en son centre un champ homogene d'orientation predeterminee |
US20110144573A1 (en) * | 2009-09-30 | 2011-06-16 | Broadcom Corporation | Bio-medical unit system for medication control |
US8515533B2 (en) | 2009-09-30 | 2013-08-20 | Broadcom Corporation | Bio-medical unit system for physical therapy |
US8217651B2 (en) | 2009-10-30 | 2012-07-10 | General Electric Company | Amplified radiation damping for MR imaging and spectroscopy |
AU2010327289B2 (en) | 2009-12-02 | 2015-05-28 | Nanalysis Corp. | Method and apparatus for producing homogeneous magnetic fields |
DE102011081039A1 (de) * | 2011-08-16 | 2013-02-21 | Siemens Aktiengesellschaft | Lokalspulenanordnung mit integriertem Shimleiter |
WO2013118115A1 (en) | 2012-02-08 | 2013-08-15 | Anatech Advanced Nmr Algorithms Technologies Ltd | Apparatus and method for non-invasive measurement of blood parameters |
EP2812686A4 (en) * | 2012-02-10 | 2016-04-13 | Childrens Medical Center | NMR BASED METABOLITE SCREENING PLATFORM |
US9361429B2 (en) * | 2012-06-08 | 2016-06-07 | Liposcience, Inc. | Multi-parameter diabetes risk evaluations |
FR2999723B1 (fr) | 2012-12-14 | 2015-03-06 | Commissariat Energie Atomique | Dispositif de generation d'un champ magnetique orientable et localement homogene. |
US9730628B2 (en) | 2013-03-12 | 2017-08-15 | The Cleveland Clinic Foundation | System and method for identifying a focal area of abnormal network interactions in the brain |
FR3003958B1 (fr) | 2013-03-26 | 2017-02-24 | Commissariat Energie Atomique | Sonde et appareil pour resonance magnetique nucleaire, bobine a radiofrequence utilisable dans une telle sonde et procede de generation d'un champ magnetique a radiofrequence utilisant une telle bobine. |
US20160011290A1 (en) * | 2013-05-21 | 2016-01-14 | Victor Iannello | Non-Invasive, In-Vivo Measurement of Blood Constituents Using a Portable Nuclear Magnetic Resonance Device |
WO2015164452A1 (en) * | 2014-04-23 | 2015-10-29 | University Of Pittsburgh-Of The Commonwealth System Of Higher Education | Method and system for monitoring glucose transport and metabolism by spin-lock magnetic resonance |
AU2015311749B2 (en) * | 2014-09-05 | 2018-06-21 | Hyperfine Operations, Inc. | Ferromagnetic augmentation for magnetic resonance imaging |
US10813564B2 (en) | 2014-11-11 | 2020-10-27 | Hyperfine Research, Inc. | Low field magnetic resonance methods and apparatus |
US10057103B2 (en) * | 2016-01-28 | 2018-08-21 | Aselsan Elektronik Sanayi Ve Ticaret Anonim Sirketi | All digital multi-channel RF transmitter for paralel magnetic resonance imaging with SSB modulation |
DE102016203588A1 (de) | 2016-03-04 | 2017-09-07 | Bruker Biospin Gmbh | Streufeldarme Permanentmagnetanordnung für MR-Apparaturen |
EP3236277B1 (en) * | 2016-04-18 | 2021-12-01 | Centre Hospitalier Universitaire Vaudois (CHUV) | Differentiated tissue excitation by mri using binomial off-resonance 1-1 rf pulses |
US11439313B2 (en) | 2016-05-16 | 2022-09-13 | Bitome, Inc. | Small form factor digitally tunable NMR in vivo biometric monitor for metabolic state of a sample |
US10627464B2 (en) * | 2016-11-22 | 2020-04-21 | Hyperfine Research, Inc. | Low-field magnetic resonance imaging methods and apparatus |
KR20190087455A (ko) * | 2016-11-22 | 2019-07-24 | 하이퍼파인 리서치, 인크. | 자기 공명 이미지들에서의 자동화된 검출을 위한 시스템들 및 방법들 |
WO2019090418A1 (en) | 2017-11-12 | 2019-05-16 | Synex Medical Inc. | Wearable blood analyte measurement device and method for measuring blood analyte concentration |
KR20210060534A (ko) * | 2018-09-14 | 2021-05-26 | 10250929 캐나다 인코포레이티드 | 대사 산물 수준의 생체 내 및 비-침습적 측정을 위한 방법 및 시스템 |
US11143727B2 (en) * | 2019-05-06 | 2021-10-12 | Massachusetts Institute Of Technology | Miniature stochastic nuclear magnetic resonance |
-
2019
- 2019-09-13 KR KR1020217010950A patent/KR20210060534A/ko not_active Application Discontinuation
- 2019-09-13 WO PCT/CA2019/051305 patent/WO2020051716A1/en unknown
- 2019-09-13 CA CA3168472A patent/CA3168472A1/en active Pending
- 2019-09-13 EP EP19860113.0A patent/EP3850386A4/en active Pending
- 2019-09-13 CA CA3168499A patent/CA3168499A1/en active Pending
- 2019-09-13 CN CN201980070629.4A patent/CN112955767A/zh active Pending
- 2019-09-13 CA CA3112592A patent/CA3112592C/en active Active
- 2019-09-13 JP JP2021514614A patent/JP2022500656A/ja active Pending
-
2021
- 2021-03-13 US US17/200,788 patent/US11237237B2/en active Active
- 2021-03-13 US US17/200,795 patent/US11561271B2/en active Active
- 2021-03-13 US US17/200,791 patent/US11579225B2/en active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4875486A (en) * | 1986-09-04 | 1989-10-24 | Advanced Techtronics, Inc. | Instrument and method for non-invasive in vivo testing for body fluid constituents |
JPH06114026A (ja) * | 1992-10-06 | 1994-04-26 | Yokogawa Medical Syst Ltd | 化学シフトイメージング方法 |
JP2001526920A (ja) * | 1997-12-23 | 2001-12-25 | マグネティック・ダイアグノスティックス・インコーポレイテッド | 患者体液グルコースレベルの非侵入性生体内試験用のnmr装置及び方法 |
JP2002306447A (ja) * | 2001-04-12 | 2002-10-22 | Hitachi Medical Corp | 磁気共鳴イメージング装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN112955767A (zh) | 2021-06-11 |
US11579225B2 (en) | 2023-02-14 |
EP3850386A4 (en) | 2022-10-12 |
CA3112592A1 (en) | 2020-03-19 |
US20210196160A1 (en) | 2021-07-01 |
KR20210060534A (ko) | 2021-05-26 |
CA3168472A1 (en) | 2020-03-19 |
CA3168499A1 (en) | 2020-03-19 |
WO2020051716A1 (en) | 2020-03-19 |
US11561271B2 (en) | 2023-01-24 |
US20210199736A1 (en) | 2021-07-01 |
EP3850386A1 (en) | 2021-07-21 |
US20210196143A1 (en) | 2021-07-01 |
US11237237B2 (en) | 2022-02-01 |
CA3112592C (en) | 2022-09-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2022500656A (ja) | 代謝産物レベルのin−vivo非侵襲的測定のための方法及びシステム | |
McDaniel et al. | The MR cap: a single‐sided MRI system designed for potential point‐of‐care limited field‐of‐view brain imaging | |
O’Dell et al. | Acquisition of ultra-wideline NMR spectra from quadrupolar nuclei by frequency stepped WURST–QCPMG | |
Olson et al. | High-resolution microcoil NMR for analysis of mass-limited, nanoliter samples | |
Nagel et al. | 39K and 23Na relaxation times and MRI of rat head at 21.1 T | |
JP3957327B2 (ja) | Nmr用の直角位相だ円形バード・ケージ・コイル | |
US20080272788A1 (en) | Microcoil NMR Detectors | |
Epel et al. | A versatile high speed 250‐MHz pulse imager for biomedical applications | |
Lim et al. | Construction and evaluation of a switch‐tuned 13C‐1H birdcage radiofrequency coil for imaging the metabolism of hyperpolarized 13C‐enriched compounds | |
US20190033412A1 (en) | System and method for improved homogeneous and inhomogenous magnetization transfer magnetic resonance imaging | |
Hennel et al. | Improved gradient waveforms for oscillating gradient spin‐echo (OGSE) diffusion tensor imaging | |
Froidevaux et al. | High‐resolution short‐T2 MRI using a high‐performance gradient | |
Tschaggelar et al. | Cryogenic 35 GHz pulse ENDOR probehead accommodating large sample sizes: Performance and applications | |
Buchanan et al. | Tabletop 700 MH z electron paramagnetic resonance imaging spectrometer | |
Özen | Novel MRI Technologies for Structural and Functional Imaging of Tissues with Ultra-short T₂ Values | |
Giovannetti et al. | Radio frequency coils for hyperpolarized 13C magnetic resonance experiments with a 3T MR clinical scanner: Experience from a cardiovascular Lab | |
Ono et al. | Experimental investigation of RF magnetic field homogeneity in a bridged loop‐gap resonator | |
Gulyaev et al. | The Use of Strong Inductively Coupled Wireless Surface Coil and Transmit/Receive Volume Coil for 1 H/19 F MRI | |
Bakker et al. | On the utility of spectroscopic imaging as a tool for generating geometrically accurate MR images and parameter maps in the presence of field inhomogeneities and chemical shift effects | |
Mangia et al. | Frequency offset dependence of adiabatic rotating frame relaxation rate constants: relevance to MRS investigations of metabolite dynamics in vivo | |
Stork et al. | Flat RF coils in static field gradient nuclear magnetic resonance | |
WO2023014924A1 (en) | Miniaturized magnetic field sensor | |
Buchanan | Development of Low Frequency Electron Paramagnetic Resonance Methods and Instrumentation for Biological Applications | |
Huang | Investigation of RF Front-Ends for Simultaneous Multinuclear MR Imaging and Spectroscopy | |
PARRINELLO | Scattering-Parameters measurement system for automatic matching network setup in MRI |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A524 | Written submission of copy of amendment under article 19 pct |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A525 Effective date: 20210510 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220909 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20220909 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220927 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20230727 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20230822 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20231120 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20240116 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20240222 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20240515 |