利用由一个或多个电永磁体阵列产生的磁梯度来获得图像和操纵对象的方法技术

本发明专利技术涉及利用由一个或多个电永磁体阵列产生的磁梯度来获得图像和操纵对象的方法。一种装置和方法，用以产生或修改感兴趣区域内的磁场，并且利用了多个电永磁体，所述多个电永磁体配置成执行建立准静态磁场的动作和施加瞬态磁场不均匀性的动作两者。

A method of obtaining images and manipulating objects by using magnetic gradients generated by one or more arrays of permanent magnets

【技术实现步骤摘要】
利用由一个或多个电永磁体阵列产生的磁梯度来获得图像和操纵对象的方法交叉引用及优先权本专利申请要求于2018年6月22日提交的、名称为“MethodforAcquiringanImageandManipulatingObjectswithMagneticGradientsProducedbyOneorMoreElectropermanentmagnetarrays”、临时专利申请序列号为62/688,568的美国临时申请的优先权，其全部内容通过引用并入本文中。
公开的实施方式提供了用于对人及其它有生命和无生命的对象进行成像以及对人和其它动物进行治疗的方法和装置。
技术介绍
电永磁体可以用于在样品中建立净磁化(netmagnetization)，从而有助于用于磁共振成像(MagneticResonanceImaging，MRI)的图像生成过程。在传统的MRI系统中，永磁体或超导线圈磁体用于在样品中建立净磁化。电激活的磁梯度线圈用于在样品上施加瞬态磁场不均匀性(transientmagneticnon-uniformity)，这对图像生成过程至关重要，因为磁梯度建立了空间位置与磁场强度和方向之间的关系。
技术实现思路
公开的实施方式提供了用于在感兴趣的区域内产生或修改磁场的装置和方法，所述装置包括多个电永磁体，所述多个电永磁体配置为执行建立准静态磁场的动作和施加瞬态磁场不均匀性的动作两者。概念1：一种用于对视场内的一个或多个对象进行成像的装置，其中，所述装置包括：至少一个包括至少两个电永磁体的阵列；以及控制器，所述控制器用于控制由所述至少一个阵列产生磁场，其中，所述阵列的磁配置能够改变，以便在所述视场中产生磁轮廓，所述磁轮廓构成用于重建所述对象的图像的基组。概念2：如概念1所述的装置，其中，所述基组的至少一些构件彼此正交。概念3：如概念1所述的装置，其中，所述磁轮廓中的至少一个磁轮廓是非线性的且具有沿所述视场内的任何方向的位置。概念4：如概念1所述的装置，其中，所述磁轮廓推进所述视场中的至少一个对象、使所述视场中的至少一个对象旋转或致动所述视场中的至少一个对象。概念5：如概念1所述的装置，其中，所述磁轮廓用于改变所述对象的磁化方向。概念6：如概念1所述的装置，其中，所述视场中的所述磁轮廓的测量用于选择所述至少一个阵列中的电永磁体的磁化。概念7：一种用于成像或移动或致动视场内的对象的方法，所述方法包括：将磁脉冲序列施加于至少一个包括至少两个电永磁体的阵列，以便控制由所述至少一个阵列产生磁场；改变所述阵列的磁配置以便在所述视场中产生磁轮廓，所述磁轮廓构成用于重建所述对象的图像的基组，其中，所述视场内的所述磁轮廓具有关于位置为非线性的幅度。概念8：如概念7所述的方法，其中，所述基组的至少一些构件彼此正交。概念9：如概念7所述的方法，其中，所述磁轮廓中的至少一个磁轮廓是非线性的且具有沿所述视场内的任何方向的位置。概念10：如概念7所述的方法，其中，所述磁轮廓推进所述视场中的至少一个对象、使所述视场中的至少一个对象旋转或致动所述视场中的至少一个对象。概念11：如概念7所述的方法，其中，所述磁轮廓用于改变所述对象的磁化方向。概念12：如概念7所述的方法，其中，所述视场中的所述磁轮廓的测量用于选择所述至少一个阵列中的电永磁体的磁化。概念13：一种用于利用一个或多个电永磁体阵列来改变视场内的对象的磁化角度的方法，所述方法包括：将磁脉冲序列施加于至少一个包括至少两个电永磁体的阵列，以便控制由所述至少一个阵列产生磁场；改变所述阵列的磁配置以便在所述视场中产生磁轮廓，所述磁轮廓构成用于重建所述对象的图像的基组，其中，所述视场内的所述磁轮廓具有关于位置为非线性的幅度。概念14：如概念13所述的方法，其中，所述基组的至少一些构件彼此正交。概念15：如概念13所述的方法，其中，所述磁轮廓中的至少一个磁轮廓是非线性的且具有沿所述视场内的任何方向的位置。概念16：如概念13所述的方法，其中，所述磁轮廓推进所述视场中的至少一个对象、使所述视场中的至少一个对象旋转或致动所述视场中的至少一个对象。概念17：如概念13所述的方法，其中，所述磁轮廓用于改变所述对象的磁化方向。概念18：如概念13所述的方法，其中，所述视场中的所述磁轮廓的测量用于选择所述至少一个阵列中的电永磁体的磁化。附图说明详细的描述特别地参考以下附图，其中：图1示出了用于公开的实施方式的基础元件的示例，所述基础元件包括其磁化可以改变的一种或多种可磁化材料。图2示出了根据公开的实施方式的多个电永磁体，所述多个电永磁体以与视场相邻的二维阵列放置。图3示出了根据公开的实施方式的图2的二维阵列中的所述多个电永磁体，其中，该电永磁体阵列中的一行已经在经受电流之后消磁，从而对视场中的质子所经历的磁场施加不均匀性。图4是根据公开的实施方式的图2和图3的处于各种磁化状态的阵列的端视图。图5示出了根据公开的实施方式的示例，在该示例中，两组电永磁体阵列的磁化最初对样本施加磁场导致净磁化。图6是示出根据公开的实施方式的成像和可选地指导治疗的方法的流程图。具体实施方式如上面解释的，电永磁体可以用于在待成像的样品中建立净磁化，从而有助于用于MRI的图像生成过程。对于图像生成过程来说，使用电激活的磁梯度线圈对样品施加瞬态磁场不均匀性是至关重要的。这是因为磁梯度建立了空间位置与磁场强度和方向之间的关系。公开的实施方式提供了用于出于成像和图像引导治疗的目的而施加磁梯度的装置和方法。如图1所示，公开的实施方式利用基础元件100，该基础元件100可以被认为是公开的实施方式的构造块(buildingblock)，并且该基础元件100包括其磁化可以改变的一种或多种可磁化材料110。这种改变可以包括例如磁化强度的改变、磁化极化方向(magnetizationpolarizationdirection)的改变、以及可磁化材料110中的磁化的完全消除。在概念上，基础元件100可以被认为是公开的装置的构造块，并且在本文中也可以指“电永磁体”。出于本说明书公开的目的，术语“电永磁体”被定义为导电的且可磁化的部件和/或在导电部件中的电流停止后保持大量(例如，最大值的10％)磁化的材料。此外，出于本说明书公开的目的，术语“导电”包括导电材料和超导材料。在图1中，所述一种或多种可磁化材料110的磁化由线圈120产生或以其它方式修改，线圈120具有连接至一个或多个电压发生器或电流发生器(未示出)的电引线130和140，所述一个或多个电压发生器或电流发生器又由计算机(也未示出)控制。线圈120和可磁化材料110可以封闭在护罩(shield)150内。应当理解，一旦可磁化材料110被磁化，则该材料构成“磁体”，因此本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于对视场内的一个或多个对象进行成像的装置，其中，所述装置包括：/n至少一个包括至少两个电永磁体的阵列；以及/n控制器，所述控制器用于控制由所述至少一个阵列产生磁场，/n其中，所述阵列的磁配置能够改变，以便在所述视场中产生磁轮廓，所述磁轮廓构成用于重建所述对象的图像的基组。/n

【技术特征摘要】
20180622 US 62/688,5681.一种用于对视场内的一个或多个对象进行成像的装置，其中，所述装置包括：
至少一个包括至少两个电永磁体的阵列；以及
控制器，所述控制器用于控制由所述至少一个阵列产生磁场，
其中，所述阵列的磁配置能够改变，以便在所述视场中产生磁轮廓，所述磁轮廓构成用于重建所述对象的图像的基组。


2.如权利要求1所述的装置，其中，所述基组的至少一些构件彼此正交。


3.如权利要求1所述的装置，其中，所述磁轮廓中的至少一个磁轮廓是非线性的且具有沿所述视场内的任何方向的位置。


4.如权利要求1所述的装置，其中，所述磁轮廓推进所述视场中的至少一个对象、使所述视场中的至少一个对象旋转或致动所述视场中的至少一个对象。


5.如权利要求1所述的装置，其中，所述磁轮廓用于改变所述对象的磁化方向。


6.如权利要求1所述的装置，其中，所述视场中的所述磁轮廓的测量用于选择所述至少一个阵列中...

【专利技术属性】
技术研发人员：欧文·N·温伯格，
申请(专利权)人：温伯格医学物理有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US