使用磁性粒子成像的结肠筛查制造技术

本发明专利技术涉及用于通过使用磁性粒子成像的结肠筛查的方法，包括步骤：(a)生成成像磁场，其具有的磁场强度空间分布使得结肠中的检查区域由具有较低磁场强度的第一结肠子区域和具有较高磁场强度的第二结肠子区域组成，在第一结肠子区域中，预先递送给结肠的磁性粒子的磁化不饱和，在第二结肠子区域中，所述磁性粒子的磁化是饱和的；(b)改变检查区域中的两个子区域的空间位置，使得所述粒子的磁化局部改变；(c)采集取决于检查区域中受该改变影响的磁化的信号；并且(d)评估所述信号以获得关于信号在检查区域中的空间分布的信息。结肠中的检查区域优选包括结肠的一部分或者一段，并且可以在该结肠部分或者结肠段中在整个蠕动循环期间执行步骤(a)至(c)。本发明专利技术还涉及用于采集数据的相应方法、磁性粒子在经由磁性粒子成像的结肠筛查中的用途、用于体内诊断使用的包含磁性粒子的食料或液体、以及用于为通过使用磁性粒子成像的结肠筛查而准备患者的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于通过使用磁性粒子成像的结肠筛查的方法，包括步骤:(a)生成成像磁场，其具有的磁场强度空间分布使得结肠中的检查区域由具有较低磁场强度的第一结肠子区域和具有较高磁场强度的第二结肠子区域组成，在第一结肠子区域中，预先递送给结肠的磁性粒子的磁化不饱和，在第二结肠子区域中，所述磁性粒子的磁化是饱和的；(b)改变检查区域中的两个子区域的空间位置，使得所述粒子的磁化局部改变；(c)采集取决于检查区域中受该改变影响的磁化的信号；并且(d)评估所述信号以获得关于信号在检查区域中的空间分布的信息。结肠中的检查区域优选包括结肠的一部分或者一段，并且可以在该结肠部分或者结肠段中在整个蠕动循环期间执行步骤(a)至(C)。本专利技术还涉及用于采集数据的相应方法、磁性粒子在经由磁性粒子成像的结肠筛查中的用途、用于体内诊断使用的包含磁性粒子的食料或液体、以及用于为通过使用磁性粒子成像的结肠筛查准备患者的方法。
技术介绍
磁性粒子成像(MPI)是一种断层成像技术，其依赖磁性粒子磁化曲线的非线性和粒子磁化在某个磁场强度处饱和(Gleich等，2005，Nature，435，1214-1217)的事实。在医疗环境中，MPI使用施予身体的磁性粒子的磁特性测量粒子浓度。因为身体不包含MPI可见的自然发生的磁性物质，所以不存在背景信号。在摄取之后，MPI粒子表现为图像中的明亮信号，可以从中计算出粒子浓度。通过将高空间分辨率与短图像采集时间进行结合，MPI还可以采集随着磁性粒子移动捕获动态浓度改变。这允许MPI扫描器在单单个扫描中执行范围广泛的功能测试。传统地，结肠筛查方法基于内窥镜结肠镜检查，即，采用穿过肛门的软管上的CCD摄像机或者光纤光学摄像机检查结肠和小肠远部。该技术允许对所检查区域的视觉诊断，并且给予病变的活检和/或移除的机会。然而，内窥镜结肠镜检查尤其带来胃肠道穿孔的严重风险，其可能是威胁生命的并且需要立即进行大手术修复。可替换的无创技术是虚拟结肠镜检查或者计算机断层摄影(CT)结肠成像。CT结肠成像是一种采用通过计算机处理创建的断层摄影术的医学成像方法。使用数字几何处理从围绕旋转轴拍摄的大批二维X射线图像中生成对象内部的三维图像。在该过程期间，典型地，患者置于检查台的仰卧位中。随后，将薄管插入直肠内，使得可以经由管子泵入空气以便给结肠充气从而更好观察。随后，检查台移动经过扫描器以产生一系列沿着结肠长度的二维横截面，同时要求患者屏住他/她的呼吸以避免图像失真。虽然CT结肠成像仅承受大大减小的胃肠穿孔的风险(主要是由于气体膨胀)，但是该方法承受辐射暴露的严重风险。认为来自CT结肠成像的辐射剂量等同于几百次胸透X射线。因此，假定由于CT结肠成像辐射发展成实体瘤的风险远远高于结肠镜检查穿孔的风险。此外，内窥镜结肠镜检查以及CT结肠成像需要肠清洁法，典型地，其包括仅低纤维或者清液体饮食一至三天，其后， 在筛查之前的日子里，给予泻药和大量液体。该过程导致患者严重不适，并且大大减少了他们的顺从性。文档W02009/074952公开了用于影响和/或检测活动区域中的磁性粒子的装置和方法。本申请的目标是提供用于组合的热疗处置和磁性粒子成像(MPI)的增强的装置和更有效的方法。文档W02008/078242公开了用于影响和/或检测活动区域中的磁性粒子的类似装置和方法。本申请的目标是改善磁场生成器件的质量和/或磁场检测器件的质量。Weizenecker 等，2009, Phys.Med.Biol, 54 (Ll-LlO)公开了体内磁性粒子成像的三维实时。文档指示了在20.4x12x16.8mm3的3D视场实现的21.5ms的时间分辨率，并且具有足够解决所有听力室(hear chamber)的空间分辨率。US2006/0241391公开了用于病理检测的方法和系统，例如，利用MRI技术检测胃肠道中的癌症。内窥镜结肠镜检查以及CT结肠成像的另一种可替换方法是磁共振(MR)结肠成像，其基于磁共振成像(MRI)技术，即，使用磁场以使身体中磁性粒子原子的磁化一致化，并且相应采用射频场系统地改变该磁化的一致化，其使得原子核产生可以通过扫描器检测到的旋转磁场。然而，在MRI方法中，用于体内外成像的阈值使得来自主组织的背景信号是决定性的限制因素，因此限制了本方法的分辨能力。此外，MR结肠镜检查仍然需要肠清洁或者至少包括了经由肛管施予诸如钡的造影剂的结肠腔膨胀(Lauenstein等，2001，AmericanJournal of Roentgenology, 177,823-827),其仍然必需对于患者而言高度的不愉快。因此，存在对可替换的结肠成像方法的需求，其具有提高的患者接受度，同时允许高分辨率结肠筛查。
技术实现思路
本专利技术解决该需求，并且提供器件和方法，其允许通过使用磁性粒子成像的技术进行结肠筛查。具体地说，通过用于结肠筛查的方法实现上述目标，包括步骤:(a)生成成像磁场，其具有的磁场强度空间分布使得结肠中的检查区域由具有较低磁场强度的第一结肠子区域和具有较高磁场强度的第二结肠子区域组成，在第一结肠子区域中，预先递送给结肠的磁性粒子的磁化不饱和，在第二结肠子区域中，所述磁性粒子的磁化是饱和的；(b)改变检查区域中的两个子区域的空间位置，使得所述粒子的磁化局部改变；(C)采集取决于检查区域中受该改变影响的磁化的信号；并且(d)评估所述信号以获得关于信号在检查区域中的空间分布的信息。该方法提供了若干优点:由于除了磁性粒子，无须将医疗设备或者仪器引入身体内，所以它本质上是无创的。此外，磁性粒子成像更高的时间分辨率允许沿着肠检查区域的信号分段检测和补偿肠蠕动的可能性。因此，方法不需要任何肠清洁法或者结肠腔膨胀，而是完全依赖于磁性粒子在肠中的存在，例如，其可以与食物或者液体一起口服施予。 在另一方面中，本专利技术涉及用于收集数据的方法，包括步骤:(a)生成成像磁场，其具有的磁场强度空间分布使得结肠中的检查区域由具有较低磁场强度的第一结肠子区域和具有较高磁场强度的第二结肠子区域组成，在第一结肠子区域中，预先递送给结肠的磁性粒子的磁化不饱和，在第二结肠子区域中，所述磁性粒子的磁化是饱和的；(b)改变检查区域中的两个子区域的空间位置，使得所述粒子的磁化局部改变；并且(c)采集取决于检查区域中受该改变影响的磁化的信号。在本专利技术的优选实施例中，改变子区域的空间位置的步骤包括产生空间和时间变化的磁场。在本专利技术的另一个优选实施例中，结肠中的检查区域包括结肠的一部分或一段。在本专利技术的另一个优选实施例中，可以在所述结肠部分或者结肠段中在整个蠕动循环期间执行如上所述的步骤(a)至(C)。随后，可以将检查区域重新分配给结肠的不同部分或段。在特定优选实施例中，可以将检查区域重新分配给结肠的邻近部分或段。在本专利技术的另一个优选实施例中，如上所述用于结肠筛查的方法可以包含评估步骤，其包括基于所采集的信号对所有结肠检查部分的可视化重建。在本专利技术的另一个优选实施例中，将磁性粒子预先递送给结肠。该预先递送优选可以是经由特别是与食料或者液体一起或者在食料或者液体内口服摄取的预先递送。在另一方面中，本专利技术涉及磁性粒子在经由磁性粒子成像的结肠筛查中的用途。在本专利技术的优选实施例中，所述在结肠筛查中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】...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·伯格特，I·施马勒，J·E·拉米尔，B·格莱希，M·H·库恩，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：
国别省市：