[发明专利]一种多核素多频共振同步成像系统

说明书

本发明提供一种多核素多频共振同步成像系统，用于检测肿瘤离子动态平衡、能量代谢、分子靶点变化、肿瘤微环境变化，该系统可同时发射与¹H、²³Na、³¹P、¹⁹F四个核素对应的射频脉冲信号，并同步接收所述四核素的核磁共振负载信号；该多核素多频共振同步成像系统包括：信号激发系统、多核素多频信号激发与采集系统、磁化系统和成像系统；所述多核素多频信号激发与采集系统包括¹H、²³Na、³¹P、¹⁹F四个核素通道模块，每个核素通道模块均包括信号激发功放子模块和信号采集子模块；所述磁化系统包括磁体和射频发射线圈；所述成像系统包括信号前置放大器、信号采集命令模块、图像重建模块、图像后处理及显示模块和图像数据库。

技术领域

本发明涉及成像系统，尤其涉及一种多核素多频共振同步成像系统，用于检测肿瘤离子动态平衡、能量代谢、分子靶点变化、肿瘤微环境变化。

背景技术

恶性肿瘤严重危害人类健康，是医学领域的重大难题。据《2015年中国肿瘤登记年报》最新统计数据显示：近10年来，我国恶性肿瘤发病率呈逐年上升趋势，截至2011年，恶性肿瘤年发病人数已达337万。世界肿瘤学权威杂志《A Cancer Journal for Clinicians》(CA)预测，2015年这一数字将达到430万，且由于发病机制尚不明确，缺乏前期针对性的诊断，肿瘤的平均5年生存率仅为36.9％，而肺癌等高发恶性肿瘤，5年生存率不足17％。

磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging，MRI)系统是一种重要的成像设备。鉴于我国恶性肿瘤诊疗的严峻形势，突破现有技术瓶颈，研发出先进的肿瘤成像系统，提升肿瘤诊疗水平，是当前我国社会发展的迫切需求。分子靶点、代谢、离子、肿瘤微环境变化等不同层面的多分子事件共同驱动肿瘤发生发展，对其精确解析，是肿瘤成像研究的重大前沿问题，也是实现精确医疗的重要途径。

现有的MRI成像设备都为单频单核素成像系统，其所包含的信息比较单一，而生物体为复杂多分子体系，这些多分子核素之间存在各种不同形式和程度的耦合，所以急需新的成像系统来同时测量多个核素的核磁共振信息，为生物研究、临床医疗提供更直接的肿瘤细胞内信息以及精确治疗指导。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足，研制出一种多核素多频磁共振同步成像系统，用于检测肿瘤离子动态平衡、能量代谢、分子靶点变化、肿瘤微环境变化，以便获得比现有技术中单核素磁共振同步成像系统更加直接全面的数据，在肿瘤成像等对成像要求很高的检测领域中具有广泛的实用价值。

医学研究领域的每一次跨越式发展，均伴随重大仪器的产生。从1895年伦琴发现X射线开始，CT、MRI、SPECT、PET、光学等设备相继问世，使肿瘤的在体研究完成了从“重叠成像—断层成像—分子影像”的跨越。但是，针对精准医疗设备的重大需求，肿瘤在体检测又提出了新的要求，即如何利用外源性¹⁹F靶向探针、内源性³¹P、²³Na、¹H等关键核素对分子靶点、能量代谢、离子动态平衡、肿瘤微环境变化等不同层面的生物信息，本发明的目的是研发出一套可以同时获得这些信息的新的成像系统，综合解析肿瘤发生、发展过程中复杂的多分子事件及相关影响。

为达上述目的，本发明提出一种多核素多频共振同步成像系统，包括：

信号激发系统、多核素多频信号激发与采集系统、磁化系统和成像系统；