[發明專利]用于檢測和/或定位作用區域中的磁性材料的設備和方法

有效

• 申請號: 200980149160.X
• 申請日: 2009-12-02
• 公開（公告）號: CN102245094A
• 公開（公告）日: 2011-11-16
• 發明（設計）人: J·E·拉米爾;J·魏岑?？?/a>;B·格萊希
• 申請（專利權）人: 皇家飛利浦電子股份有限公司
• 主分類號: A61B5/05
• 分類號: A61B5/05;G01R33/28;G01R33/483
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 黃云鐸;陳松濤

技術領域

本發明涉及用于檢測和/或定位作用區域中的磁性材料的設備。此外，本發明涉及用于在這樣的設備中使用的處理器。另外，本發明涉及對應方法并且涉及用于控制該設備的計算機程序。

背景技術

從德國專利申請DE?10151778A1中已知這種類型的設備。在該出版物所描述的設備中，首先，生成具有磁場強度的空間分布的磁場，使得在檢查區中形成具有相對低磁場強度的第一子區和具有相對高磁場強度的第二子區。隨后，移動在檢查區中子區的空間位置，使得檢查區中粒子的磁化強度局部改變。記錄取決于檢查區中的磁化強度的信號，該磁化強度受子區的空間位置移動的影響，并且從這些信號中提取出關于檢查區中磁性粒子的空間分布的信息，使得能夠形成檢查區的圖像。這種設備的優點在于能夠使用它以非破壞性方式且不造成任何損傷、并且具有高空間分辨率、既可接近檢查對象表面又可遠離檢查對象表面對諸如人體的任意檢查對象進行檢查。

類似的設備和方法從Gleich，B.和Weizenecker，J.(2005)的“Tomographic?imaging?using?the?nonlinear?response?of?magnetic?particles”，nature，vol.435，30June?2005，pp.1214-1217中已知。在該出版物中描述的用于磁性粒子成像(MPI)的設備和方法利用了小磁性粒子的非線性磁化強度曲線。

MPI是用于對磁性納米粒子的分布進行成像的方法，其將高靈敏度與快速動態成像能力相結合，使得它成為醫療成像應用中有前景的候選方法。MPI應用基于局部激勵過程的動態移位的新的信號編碼方法，并且允許快速體積成像。然而，與已建立的類似MRI和CT的成像模態形成相比，還沒有找到簡單的、從所采集的數據中重建圖像的數學變換。因此，MPI圖像重建需要這樣的“系統函數”的認知，其描述系統對粒子的給定空間分布的響應，即將粒子位置映射到頻率響應。為了解決重建問題，必須對系統函數求逆，這通常需要一些正則化方案。

能夠通過在對應于圖像像素或體素數目的大量空間位置處測量類點采樣的磁化強度響應在實驗上確定系統函數。該校準程序需要非常長的采集時間，并且還提供受噪聲污染的系統函數。由于系統函數矩陣的大尺寸，解決求逆重建問題也是非常耗時的，并且需要大量計算機內存。同時，為了獲得合理的信噪比(SNR)，也需要大量采集時間。

發明內容

本發明的目的是提供用于檢測和/或定位磁性作用區域中的材料的設備和方法，通過其能夠增大SNR。優選地，所提出的設備和方法還需要更少用于系統函數的系統函數數據采集和/或用于圖像重建的時間，以及/或者更少用于存儲系統函數的系統函數數據的存儲空間。此外，應該提供對應的處理器和處理方法以及用于設備控制的計算機程序。

在本發明的第一方面中，提出了如權利要求1中所定義的設備，包括：

-選擇裝置，用于生成磁選擇場，在該磁選擇場的磁場強度空間中的模式使得在作用區域中形成具有低磁場強度的第一子區和具有高磁場強度的第二子區，

-驅動裝置，用于借助于磁驅動場改變作用區域中的兩個子區的空間位置、使得磁性材料的磁化強度局部改變，

-接收裝置，用于采集檢測信號，該檢測信號取決于作用區域中的磁化強度，該磁化強度受第一和第二子區的空間位置改變的影響，

-存儲裝置，用于存儲設備的系統函數的測得的系統函數數據的至少一個子集，所述系統函數包括對磁性材料的空間位置和對所述設備的系統響應之間的關系進行描述的系統函數數據集，以及為了采集所述系統函數數據移動所述第一子區所沿著的軌跡，

-處理裝置，用于通過使用關于系統函數的結構的額外認知對所述測得的系統函數數據進行處理以生成具有比所述測得的系統函數數據更高的SNR的經處理的系統函數數據，以及

-重建裝置，用于從檢測信號和所述經處理的系統函數數據重建磁性材料在作用區域中的空間分布。

在本發明的第二方面中，提出了如權利要求7中所述的、用于在如權利要求1中所述的用于檢測和/或定位作用區域中的磁性材料的設備中使用的處理器，所述處理器適于通過使用關于系統函數結構的額外認知對測得的系統函數數據進行處理生成具有比所述測得的系統函數數據更高SNR的經處理的系統函數數據。

在本發明的另一個方面中，提出了如權利要求8和9中所定義的對應方法。