便携式手持磁性粒子成像制造技术

本发明专利技术涉及一种便携式磁性粒子成像(MPI)设备。便携式MPI设备包括手持式探头和处理单元。手持式探头包括主壳体，主壳体容纳第一传感器线圈、第二传感器线圈、布置在第一传感器线圈和第二传感器线圈之间的发射器线圈、以及容纳磁性部件的激励准备框架，并且处理单元包括通信地连接到发射器线圈和激励准备框架的发射器、通信地连接到第一传感器线圈和第二传感器线圈的接收器。感器线圈的接收器。感器线圈的接收器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】便携式手持磁性粒子成像
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求在2020年7月20日提交的题为“Portable HandheldMagnetic Particle Imaging”的新加坡专利申请No.10202006890P的权益，该专利申请通过引用全部合并在本文中。


[0003]本公开涉及一种磁性粒子成像(MPI)设备和使用该MPI设备的方法。MPI是一种成像形式，其检测感兴趣区域中的磁性纳米粒子造影剂并构建定位这些纳米粒子的图像。

技术介绍

[0004]癌症的早期检测对于有效治疗是必需的，但是用于癌症筛查的当前技术在它们检测早期肿瘤的能力方面是有限的。诸如正电子发射断层扫描(PET)的“热点”示踪物成像技术突出显示肿瘤，并提供比现有的筛查技术(CT、乳房X线照片)更好的图像对比度和灵敏度。然而，由于高成本和来自注射的放射性示踪物的放射性，在临床上针对早期癌症筛查使用核成像是不常规的。
[0005]为了避开这些限制，已经引入了对磁性纳米粒子(约为20nm)成像的非侵入性和非放射性技术。这种技术被称为磁性粒子成像(MPI)，并且已经在人类癌症的临床前啮齿动物模型中证明了“热点”成像。MPI是检测来自磁性粒子的磁化强度的断层摄影技术或体积成像技术。然而，当前MPI系统仍然被认为是昂贵的和非便携的。
[0006]因此，本领域技术人员正在努力提供一种低成本、便携的MPI成像系统，其具有良好的临床级检测灵敏度。

技术实现思路

[0007]通过根据本公开的实施例提供的系统和方法，解决了上述和其它问题，并且在现有技术中取得了进步。根据本公开的系统和方法的实施例的第一个优点是系统的便携性。这允许在任何位置进行扫描。具体地，与相对不可移动的和沉重的孔内设计和“移动台单侧”设计相比，手持式设计使得成像更灵活，因为探头可以被提升和成角度以适应宽范围的成像环境。根据本公开的系统和方法的实施例的第二个优点是与现有MRI和/或PET/MR扫描器相比生产该系统的成本。该系统能够提供类似于PET/MR扫描器的类似示踪物的高对比度成像。根据本公开的系统和方法的实施例的第三个优点是手持式探头的适应性，其可以容易地适用于除了扫描纳米粒子之外的各种用途。
[0008]本公开的第一方面涉及一种便携式磁性粒子成像(MPI)设备。该MPI设备包括手持式探头，其包括主壳体，所述主壳体容纳第一传感器线圈、第二传感器线圈、布置在第一传感器线圈和第二传感器线圈之间的发射器线圈、以及容纳磁性部件的激励准备框架；以及处理单元，其包括通信地连接到发射器线圈和激励准备框架的发射器、通信地连接到第一传感器线圈和第二传感器线圈的接收器。
[0009]根据本公开的第一方面的实施例，激励准备框架壳体是同心圆的形状，并且磁性部件围绕激励准备框架壳体均匀分布。
[0010]根据本公开的第一方面的实施例，激励准备框架壳体是六边形形状，并且磁性部件围绕激励准备框架壳体均匀分布。
[0011]根据本公开的第一方面的实施例，磁性部件占据激励准备框架壳体。
[0012]根据本公开的第一方面的实施例，磁性部件是钕磁体。
[0013]根据本公开的第一方面的实施例，磁性部件中的每个由处理单元控制，使得磁性部件被选择性地激活。
[0014]根据本公开的第一方面的实施例，第一传感器线圈和第二传感器线圈是具有相似绕组的两个同心传感器线圈，所述两个同心传感器线圈的所述绕组具有不同的直径/方向，并且发射器线圈位于两个同心传感器线圈之间。
[0015]根据本公开的第一方面的实施例，主壳体具有凸探头表面。
[0016]根据本公开的第一方面的实施例，便携式MPI设备还包括具有大头螺丝的装置，该装置适合于第一和第二传感器线圈中的一个相对于发射器线圈的精细平移。
[0017]根据本公开的第一方面的实施例，处理单元还包括处理器、存储器和存储在存储器上并且可由处理器执行以进行以下操作的指令：从接收器接收信号；以及应用空间编码来重建该信号以生成3维视场图像。
[0018]根据本公开的第一方面的实施例，发射器被配置为生成用于发射器线圈的波束形状的固定已知磁场。
[0019]根据本公开的第一方面的实施例，发射器被配置为生成用于准备框架的图案化磁场。
[0020]根据本公开的第一方面的实施例，便携式MPI设备还包括陀螺仪和光学传感器，以测量波束位置用于图像重建。
[0021]根据本公开的第一方面的实施例，陀螺仪传感器布置在探头的竖直轴上，陀螺仪传感器适合于在探头成锥形地倾斜以探询锥形视场时感测倾斜。
[0022]根据本公开的第一方面的实施例，陀螺仪传感器布置在沿着准备框架的周边的两个点处。
[0023]根据本公开的第一方面的实施例，便携式MPI设备还包括适合于提供解剖参考的超声控制和接收器。
[0024]根据本公开的第一方面的实施例，超声控制和接收器邻近地耦接到手持式探头。
[0025]根据本公开的第一方面的实施例，便携式MPI还包括用于容纳手持式探头的可安装适配器。
附图说明
[0026]根据本专利技术的上述优点和特征在以下详细描述中描述，并在以
[0027]下附图中示出：
[0028]图1.1示出了根据本专利技术的实施例的hMPI系统的硬件的总体示意图；
[0029]图1.2示出了在距探头传感器表面不同深度处的纳米粒子的MPI测量的M
‑
H曲线；
[0030]图1.3示出了在距探头传感器表面不同深度处的纳米粒子的MPI测量的谐波光谱；
[0031]图2示出了根据本专利技术的实施例的hMPI系统的手持式探头的透视图；
[0032]图3示出了根据本专利技术的实施例的hMPI系统的手持式探头的截面图；
[0033]图4示出了根据本专利技术的实施例的hMPI系统的手持式探头的准备(priming)框架的实施例；
[0034]图5示出了根据本专利技术的实施例的hMPI系统的手持式探头的准备框架的另一实施例；
[0035]图6示出了根据本专利技术的实施例的hMPI系统的手持式探头的准备框架的另一实施例；
[0036]图7.1示出了根据本专利技术的实施例的hMPI系统的手持式探头的准备框架中的磁性部件的第一布置；
[0037]图7.2示出了在如图7.1所示的九个切片处取得的第一布置的z方向磁场；
[0038]图7.3示出了通过如图7.1所示的经高斯计校准的映射在九个切片处取得的第一布置的磁场的净大小；
[0039]图8.1示出了根据本专利技术的实施例的hMPI系统的手持式探头的准备框架中的磁性部件的第二布置；
[0040]图8.2示出了在如图8.1所示的九个切片处取得的第二布置的z方向磁场；
[0041]图8.3示出了通过如图8.1所示的经高斯计校准的映射在九个切片处取得的第二布置的磁场的净大小；
[0042]图9.1示出了根据本专利技术的实施例的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种便携式磁性粒子成像(MPI)设备，包括：手持式探头，其包括主壳体，所述主壳体容纳第一传感器线圈、第二传感器线圈、布置在所述第一传感器线圈和所述第二传感器线圈之间的发射器线圈、以及容纳磁性部件的激励准备框架；以及处理单元，其包括通信地连接到所述发射器线圈和所述激励准备框架的发射器、通信地连接到所述第一传感器线圈和所述第二传感器线圈的接收器。2.根据权利要求1所述的便携式磁性粒子成像(MPI)设备，其中，激励准备框架壳体是同心圆的形状，并且所述磁性部件围绕所述激励准备框架壳体均匀分布。3.根据权利要求2所述的便携式磁性粒子成像(MPI)设备，其中，所述激励准备框架壳体是六边形形状，并且所述磁性部件围绕所述激励准备框架壳体均匀分布。4.根据权利要求1所述的便携式磁性粒子成像(MPI)设备，其中，所述磁性部件占据激励准备框架壳体。5.根据权利要求1所述的便携式磁性粒子成像(MPI)设备，其中，所述磁性部件是钕磁体。6.根据权利要求1所述的便携式磁性粒子成像(MPI)设备，其中，所述磁性部件中的每个由所述处理单元控制，使得所述磁性部件被选择性地激活。7.根据权利要求1所述的便携式磁性粒子成像(MPI)设备，其中，所述第一传感器线圈和所述第二传感器线圈是具有相似绕组的两个同心传感器线圈，所述两个同心传感器线圈的所述绕组在相反的方向上，并且所述发射器线圈位于所述两个同心传感器线圈之间。8.根据权利要求1所述的便携式磁性粒子成像(MPI)设备，其中，所述主壳体具有凸探头表面。9.根据权利要求1所述的便携式磁性粒子成像(MPI)设备，...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑智伟，吕德福，
申请(专利权)人：新加坡科技研究局，
类型：发明
国别省市：