[發明專利]閉孔式無場線掃描磁粒子成像裝置、系統及方法

有效

• 申請號: 202210428837.0
• 申請日: 2022-04-22
• 公開（公告）號: CN114521883B
• 公開（公告）日: 2022-07-19
• 發明（設計）人: 田捷;何杰;惠輝;安羽;唐振超;鐘景
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: A61B5/0515
• 分類號: A61B5/0515
• 代理公司: 北京市恒有知識產權代理事務所(普通合伙) 11576
• 代理人: 郭文浩;尹文會

1.一種閉孔式無場線掃描磁粒子成像裝置，其特征在于，該裝置包括梯度模塊、掃描模塊和感應模塊，所述梯度模塊用于構建、旋轉無場線梯度磁場，以使遠離無場線的磁納米粒子達到飽和；所述梯度模塊包括第一長彎曲線圈對、第二長彎曲線圈對和麥克斯韋線圈對，所述第一長彎曲線圈對與所述第二長彎曲線圈對呈預設夾角設置；

所述第一長彎曲線圈對包括兩個第一長彎曲線圈，兩個所述第一長彎曲線圈在第一平面內平行設置；所述第一長彎曲線圈包括構成閉環結構的第一半圓段、第一圓弧段、第二半圓段和第二圓弧段，所述第一圓弧段、所述第二圓弧段的縱向軸線與所述第一長彎曲線圈對的縱向軸向平行設置；所述第一半圓段與所述第二半圓段相對設置；所述第一圓弧段與所述第二圓弧段相對設置，并且所述第一圓弧段、所述第二圓弧段均為凹弧；

所述第二長彎曲線圈對包括兩個第二長彎曲線圈，兩個所述第二長彎曲線圈在第二平面內平行設置，所述第二平面與所述第一平面呈45°設置；所述第二長彎曲線圈包括構成閉環結構的第三半圓段、第三圓弧段、第四半圓段和第四圓弧段，所述第三圓弧段、所述第四圓弧段的縱向軸線與所述第二長彎曲線圈對的縱向軸向平行設置；所述第三半圓段與所述第四半圓段相對設置；所述第三圓弧段與所述第四圓弧段相對設置，并且所述第三圓弧段、所述第四圓弧段均為凹弧；

所述麥克斯韋線圈對設置于所述第一長彎曲線圈對、所述第二長彎曲線圈對的包圍空間，所述第一長彎曲線圈對與所述第二長彎曲線圈對的縱向中心軸線與所述麥克斯韋線圈對的縱向中心軸線一致設置；所述麥克斯韋線圈對套設于所述掃描模塊的外側；

所述掃描模塊用于構建均勻磁場以控制無場線梯度磁場沿成像孔徑向方向或軸向方向的平移運動；所述掃描模塊包括同軸設置的第一圓筒形線圈、第一彎曲矩形線圈對和第二彎曲矩形線圈對；所述第一彎曲矩形線圈對套設于所述第二彎曲矩形線圈對的外側，所述第一圓筒形線圈設置于所述第二彎曲矩形線圈對的內側；所述感應模塊設置于所述第一圓筒形線圈的內部；

所述感應模塊用于采集磁粒子的非線性響應信號；所述感應模塊包括同軸設置的第二圓筒形線圈、第三彎曲矩形線圈對和第四彎曲矩形線圈對；所述第三彎曲矩形線圈對套設于所述第四彎曲矩形線圈對的外側，所述第二圓筒形線圈設置于所述第四彎曲矩形線圈對的內側；

所述第一彎曲矩形線圈對包括兩個第一彎曲矩形線圈，兩個所述第一彎曲矩形線圈相對設置；

所述第二彎曲矩形線圈對包括兩個第二彎曲矩形線圈，兩個所述第二彎曲矩形線圈相對設置；

兩個所述第一彎曲矩形線圈的對稱面為第一對稱面；兩個所述第二彎曲矩形線圈的對稱面為第二對稱面，所述第二對稱面與所述第一對稱面垂直設置；

所述第三彎曲矩形線圈對包括兩個第三彎曲矩形線圈，兩個所述第三彎曲矩形線圈相對設置；

所述第四彎曲矩形線圈對包括兩個第四彎曲矩形線圈，兩個所述第四彎曲矩形線圈相對設置；

兩個所述第三彎曲矩形線圈的對稱面為第三對稱面；兩個所述第四彎曲矩形線圈的對稱面為第四對稱面，所述第四對稱面與所述第三對稱面垂直設置。

2.根據權利要求1所述的閉孔式無場線掃描磁粒子成像裝置，其特征在于，所述第三半圓段的半徑小于所述第一半圓段的半徑；

所述第三圓弧段的長度小于所述第一圓弧段的長度；

所述第四半圓段的半徑小于所述第二半圓段的半徑；

所述第四圓弧段的長度小于所述第二圓弧段的長度；

所述第一半圓段的半徑與所述第二半圓段的半徑一致設置；

所述第一圓弧段的長度與所述第二圓弧段的長度一致設置；

所述第三半圓段的半徑與所述第四半圓段的半徑一致設置；

所述第三圓弧段的長度與所述第四圓弧段的長度一致設置。

3.根據權利要求1所述的閉孔式無場線掃描磁粒子成像裝置，其特征在于，所述麥克斯韋線圈對包括兩個同軸設置的圓環，兩個所述圓環之間的距離為，所述圓環的半徑為，。

4.根據權利要求3所述的閉孔式無場線掃描磁粒子成像裝置，其特征在于，所述第一長彎曲線圈對中通入的電流與所述第二長彎曲線圈對中通入的電流反向；

兩個所述圓環通入的電流反向；

所述第一彎曲矩形線圈對中通入的電流與所述第二彎曲矩形線圈對中通入的電流同向。