[發(fā)明專利]磁粒子成像設備和用于產生磁場的方法

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• 申請日: 2021-02-19
• 公開（公告）號: CN113281688A
• 公開（公告）日: 2021-08-20
• 發(fā)明（設計）人: J·弗蘭克;V·尼曼
• 申請（專利權）人: 布魯克碧奧斯平MRI有限公司
• 主分類號: G01R33/38
• 分類號: G01R33/38
• 代理公司: 中國貿促會專利商標事務所有限公司 11038
• 代理人: 董華林

本發(fā)明涉及一種用于在試樣體積(PV)中對待檢查對象進行成像的磁粒子成像設備，所述磁粒子成像設備包括磁體組件，所述磁體組件構造成，在試樣體積中產生具有梯度B1和無場線(FFL)的磁粒子磁場，其中，所述磁體組件包括第一磁體環(huán)對，所述第一磁體環(huán)對具有兩個以海爾貝克偶極子結構的磁體環(huán)(R1、R2)，所述磁體環(huán)同軸地布置在延伸穿過試樣體積的共同的Z軸線上，其特征在于，所述磁體組件包括第二磁體環(huán)對，所述第二磁體環(huán)對具有兩個另外的以海爾貝克偶極子結構的磁體環(huán)(R3、R4)，所述第二磁體環(huán)對布置成與第一磁體環(huán)對同軸，各所述磁體環(huán)布置成能繞Z軸線相對于彼此轉動。本發(fā)明還涉及一種用于在試樣體積中產生磁場的方法。

技術領域

本發(fā)明涉及一種用于在試樣體積中對待檢查對象進行成像的磁粒子成像設備，其包括磁體組件，所述磁體組件構造成，在試樣體積中產生具有梯度B1和無場線的磁粒子磁場，其中，磁體組件包括具有兩個以海爾貝克偶極子結構的磁體環(huán)的第一磁體環(huán)對，磁體環(huán)同軸地布置在延伸穿過試樣體積的共同的Z軸線上。本發(fā)明也涉及一種用于借助于磁粒子成像設備在試樣體積中產生具有梯度和無場線的磁場的方法。

背景技術

從文獻[1]中已知這種類型的磁粒子成像設備。

在磁粒子(MPI)成像中，獲得可磁化的納米粒子在對象內部中的局部濃度。所述納米粒子通過以預定的頻率周期性變化的磁粒子激勵磁場(驅動場)周期性地被磁化。為了局部分辨率，使激勵磁場與時間上恒定的選擇磁場疊加，選擇磁場具有無場的區(qū)域。從該無場的區(qū)域開始，選擇磁場快速增大，從而可磁化的納米顆粒在相對于無場的區(qū)域很近的距離中已經達到磁飽和。因此，磁粒子測量信號來自無場區(qū)域的局部環(huán)境中并且說明在此存在的局部的粒子濃度的情況。因此，對于磁粒子測量來說，必須提供具有梯度B1和無場的區(qū)域的磁場。

從現(xiàn)有技術中已知的是，借助于永磁體產生用于光譜的和成像的方法的磁場：

例如，文獻[5]公開了一種用于產生用于電子自旋共振測量的均勻磁場的磁體系統(tǒng)。該磁體系統(tǒng)具有多個可相對于彼此轉動地支承的、由具有磁化區(qū)域的環(huán)組成的堆垛部。通過環(huán)的相對于彼此轉動，可改變磁場分布。

在文獻[3]中，作為用于產生MRI所需的主磁場的器件，尤其使用以海爾貝克結構的永磁體。在海爾貝克環(huán)中，環(huán)周面沿著周面走向的磁化方向在垂直于環(huán)軸線的平面中具有持續(xù)的轉動，其中，在繞整個環(huán)周面一周之后，磁化方向返回其初始值。

也已知，將海爾貝克環(huán)用于產生用于在存儲環(huán)中聚焦粒子射流[4]的磁場。在文獻[4]中公開的設備此外包括多個可相對于彼此轉動的海爾貝克環(huán)。

然而，利用在文獻[3]、[4]和[5]中公開的設備不能產生磁粒子激勵磁場。

文獻[2]公開了一種磁粒子掃描器，在其中，借助于環(huán)形磁體產生具有無場點的選擇場，并且附加地使用海爾貝克陣列，以使得借助于環(huán)形磁體產生的無場點徑向移動。這實現(xiàn)了無電流地產生無場點并且使無場點移動。然而，在此不能改變選擇場，尤其是無場點的大小和形狀。

文獻[1]描述了一種海爾貝克環(huán)用于產生磁粒子選擇磁場的應用方案。通過由兩個海爾貝克環(huán)組成的磁體組件繞軸線的轉動，可產生無場線，并且使無場線在掃描平面中轉動。在量值上的梯度大小不可變。此外，在文獻[1]中描述的方法中，不能匹配選擇場的場強度，該場強度確定無場線的清晰度

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是，提出一種磁粒子成像設備，該磁粒子成像設備借助于永磁體實現(xiàn)可變地產生磁粒子選擇場。

根據(jù)本發(fā)明，該目的通過根據(jù)權利要求1所述的磁粒子成像設備以及根據(jù)權利要求7的用于產生磁場的方法實現(xiàn)。

在根據(jù)本發(fā)明的磁粒子成像設備中，磁體組件包括具有另外兩個以海爾貝克偶極子結構的磁體環(huán)的第二磁體環(huán)對，第二磁體環(huán)對布置成與第一磁體環(huán)對同軸，其中，各磁體環(huán)布置成可繞Z軸線相對于彼此轉動。不僅第一而且第二磁體環(huán)對優(yōu)選地布置成相對于XY平面鏡像對稱。