公开了基于光子的超极化设备，该超极化设备具有电磁源，该电磁源用于发射具有对于待检查的对象的材料、特别是组织的材料的实质穿透深度的光子辐射。例如，应用软或者超软X射线。值得注意的是，基于光子的超极化设备并入了产生静态磁场的磁体。备选地，将基于光子的超极化设备并入磁共振检查系统中。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及带有基于光子的超极化设备的磁共振检查系统。
技术介绍
在国际申请PCT/IB2008/055444中描述了这种磁共振检查系统。在上述国际申请中所描述的磁共振检查系统包括基于光学的超极化设备。具体而言，该超极化设备生成被赋予轨道角动量的光学(例如，光)波束。光束的轨道角动量(OAM)与(核子(nuclear)或者分子)偶极子(或者自旋子)耦合，以便生成(核子或者分子)极化。通过射频辐射激励该极化，并且一旦激励弛豫，就生成磁共振信号。从这些磁共振信号中重建磁共振图像。因为极化由光束的轨道角动量生成，所以不需要外部磁场或者仅需要微弱磁场就生成具有相对高信噪比的磁共振信号。在已知的基于光学的超极化设备中，当波束直径越小时，OAM相互作用的概率越高。已知的磁共振检查系统需要介入过程以便在待检查的对象，尤其是待检查的患者内部生成极化。具体而言，使用导管或者针形探头对来自感兴趣区域的上行血流进行超极化。
技术实现思路
本专利技术的目标是提供具有基于光子的、对待检查的对象内部进行更灵活成像的磁共振检查系统。通过本专利技术的磁共振检查系统实现该目标，该系统包括-射频系统，用于在极化的偶极子中诱发共振，并且从待检查的对象接收磁共振信号;-基于光子的超极化设备，其具有-电磁源，用于发射对于待检查对象的材料，特别是组织的材料，具有实质穿透深度的光子福射；-模式转换器，其给予电磁辐射轨道角动量；-空间滤波器，其从模式转换器选择被赋予轨道角动量的衍射或者折射的光子波束，以使偶极子经由转移的轨道角动量而极化。因为被赋予轨道角动量(OAM)的光子辐射穿透诸如待检查患者的组织的材料，所以被赋予OAM的光子辐射可以从对象外部到达待成像的感兴趣区域。这样，在对象内实现对诸如组织的材料的超极化，而无需诸如导管或者针设备的介入仪器。具体而言，光子辐射的能量在从适合于穿透皮肤、脂肪、代谢流体、大脑组织等的0. IkeV到适合于穿透颅骨或者骨骼组织数厘米的甚至高达IOkeV的范围内。具有在X射线范围内的能量的光子辐射激励内壳层电子轨道，这尤其关系到K、L和M壳层电子。这样，大量电子与光子福射相互作用，导致光子-分子相互作用横截面增加，因此增加了 OAM到分子旋转转移和电子自旋，这最终生成获得大信噪比磁共振信号所需要的磁超极化状态。这种磁共振图像可以表示被检查对象(诸如待检查患者)的形态。也可以以诸如BOLD(血氧水平不足)信号的形式表示功能信息。备选地，也可以从磁共振信号中重建磁共振光谱数据。将参考在从属权利要求中所定义的实施例，对本专利技术的这些以及其它方面进行进一步细化。在本专利技术的磁共振检查系统的一个例子中，提供了一种光学系统，以便将被赋予OAM的光子辐射聚焦到特定感兴趣的目标区上。以这种方式使聚焦区域变窄，由于待检查的材料的分子或者核子的相互作用，这增强了诸如组织的材料的极化程度。增强的(超)极化程度改善了所生成的磁共振信号的信噪比。在本专利技术的磁共振检查系统的另一个例子中，提供了一组极化器(polariser)、透射相位全息图和聚焦光学器件，其中，极化器对来自电磁源的光子辐射进行圆极化，透射相位全息图给予经圆极化的光子辐射以轨道角动量，并且聚焦光学器件包括具有凸面镜的抛物线形柱面镜以对被赋予轨道角动量的光子辐射进行聚焦。抛物线形柱面镜形成许多能量分离的平行波束。在0. IkeV到IOkeV的范围内，可以通过菲涅耳板实现聚焦，该菲涅耳板是以最小值40nm的节距(与衍射光栅一样)限制同心金属圆的衍射网络。因此，可以通过束阑选择所期望的能量，放置该束阑以便阻挡具有在所期望范围之外的能量的平行波束。尤其当全息光栅图案的节距与X射线的波长之比在0. IkeV的4 I或者在IOkeV的400 I范围内时，实现良好的结果。对于40nm栅格节距，在0. IkeV(IOnm波长)，比率是4 I。在IOkeV(0. Inm)使用相同光栅产生所期望的OAM波束，这次栅格节距比波长是400 I。对于这两种情况，衍射光栅角(分别是 5. 00和 0. 050)允许在25cm的短光路之后第一衍射级从第零衍射级分离。K、L和M轨道吸收跃迁对于在0. I到IOkeV范围内的X射线是准连续的，因此所诱发的分子扭矩跃迁具有与OAM值成比例的长寿命(大横截面)。在本专利技术的另一方面中，提供了可移动的凹面镜以扫描视场的被赋予角动量的光子波束。以这种方式扫描波束的聚焦点，并且在视场中的连续位置上生成超极化产生的磁共振信号。这允许省掉用于对磁共振信号进行空间编码的磁梯度场。因此，在本专利技术的另一方面中，给磁共振信号提供仅提供静态磁场的磁体系统。附图说明参考在下文中所描述的实施例并且参考附图，将对本专利技术的这些以及其它方面进行阐述，其中图I示出了根据本专利技术与磁共振检查系统结合使用的光子超极化设备的实施例的图解表不;图2示出了与图I的光子超极化设备结合运行的本专利技术的磁共振检查系统的图解表不。具体实施例方式图I示出了包括(小型)X射线源21作为电磁源的光子超极化设备的实施例的图解表示。小型宽带X射线源具有在从0. IkeV到IOkeV范围内的能量，即超软或者软X射线。X射线源阳极的材料显示为窄能量峰值，在范围(上述)内处于专用于阳极类型的能量(例如，对于Al的I. 8keV、对于Si的2keV、对于Cu K a的8keV、对于Cu 的9keV)。对于一些应用，这些峰值用于增大X射线管的功率转换效率。X射线源包括对(例如)La壳层能量级别进行过滤的能量过滤器31。波束准直仪32对经过滤的X射线波束进行准直。通过一组极化器和四分之一波片33对经准直的波束进行极化和圆极化。随后，经圆极化的X射线波束穿过透射相位全息图22，透射相位全息图22赋予X射线光子以轨道角动量(OAM)。随后，通过空间滤波器23选择第一衍射级；该空间滤波器选择被赋予OAM的光子。抛物线形柱面镜35创建被赋予OAM的平行X射线波束。这允许执行X射线的能量分离。一组可移动凹面镜36与抛物镜37 —起构成聚焦光学器件24，其将被赋予OAM的X射线波束聚焦到半球上的几何轨迹上。在所示的例子中，焦点位于人的大脑内。分析域的中心是在抛物镜的等效共轭焦点处，因此，视场(FOV)是具有达到5cm曲率半径和 90°最大视场角(凹面镜的焦点值的函数)的球帽。具有可移动凹面镜的聚焦光学器件在该FOV的表面上的任何 点处产生焦点。在焦点处，将X射线光子的OAM转移给分子。如前所述，这将把分子角动量重新指向到朝向入射波束的方向。伴随着电子自旋轨道集居数饱和，该效应有助于使核取向朝向光线入射波束(超精细耦合)，因此，在焦点我们将获得物质的超极化状态。通过该技术所获得的极化程度比通过塞曼效应可能获得的极化程度好几个数量级。大的磁极化程度允许为核磁共振使用非常低的Btl磁场。为达到这个目的，提供了产生低磁场的线圈38。同时，由于NMR信号非常强并且对NMR进行观测的焦点接近接收射频线圈，所以不需要额外的射频屏蔽。由线圈38创建的磁场(Btl和射频线圈)不一定是均匀的。需要通过“设备的工厂校准”解决Btl的非均匀性，这也称为“匀场”，其中，需要相应执行Btl空间分布和X射线焦点空间映射并且使其相关,使得对于X射线波束的任何焦点，磁场的幅度和取向本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：L·R·阿尔布，D·R·埃尔戈特，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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