[发明专利]测量人脑部含硼药物浓度及分布的装置和方法

说明书

本发明涉及测量人脑部含硼药物浓度及分布的装置和方法。所述装置主要包括主磁场线圈、梯度线圈、射频线圈和控制及数据处理系统，所述主磁场线圈采用超导线材绕制，所述控制及数据处理系统包括用于各部分控制和数据处理的计算机以及在计算机控制下的谱仪、收发转换器以及多个功率放大器。所述方法为利用核磁共振检测原理检测氢原子和硼原子的退激发信号，获得相应的空间分布图像数据，用已知浓度的标准硼化合物模体进行硼原子退激发信号定标，将硼原子空间分布图像数据与人体解剖图像数据配准融合，得到在人体解剖图像下的硼原子浓度的定量图像数据，以便为制定BNCT治疗计划或其他应用提供相关的基础数据。

技术领域

本发明涉及测量人脑部含硼药物浓度及分布的装置和方法，可用于在硼中子俘获放疗（BCNT）治疗前获得含硼（¹⁰B）药物在身体内的分布和浓度信息，为制定治疗计划（TPS）提供相关的基础数据，也可以用于其他目的下的含硼药物分布和浓度信息监测。

背景技术

BNCT可以对肿瘤进行微米量级的精确治疗，所以必须在治疗前确定荷硼药物在治疗靶区的分布及浓度，并与治疗计划的期望分布进行比对，以实现对肿瘤的高效治疗并保护正常组织。BNCT治疗前如得不到硼药物的定量分布信息，会导致治疗剂量的不定性，影响治疗效果并给正常组织带来不必要的损伤。

目前用于获得含硼药物分布和浓度信息的方法，除了基于血液中含硼药物浓度测量的方法，主要还有两种方式：一是对含硼药物进行放射性标记，采用放射性设备（如SPECT、PET等）进行放射线测量，以放射性的分布代表含硼药物的分布；二是对含硼药物进行磁共振敏感元素标记，采用磁共振等进行测量，以磁共振信号强度分布代表含硼药物的分布。

其中，基于血液中含硼药物浓度测量的方法有两个缺点：一是测量时间长，测量获得的含硼药物浓度不能代表治疗时的含硼药物浓度；二是病灶区域的浓度是基于肿瘤血液比为定值的假设推算的，但实际上肿瘤血液比随患者个体变化，随肿瘤种类/位置变化，随肿瘤内位置的变化而变化，随时间变化，统一假设为一固定数值的方法太过粗放。因此这种传统方法已经开始逐渐被新的方法所替代。

基于放射性标记含硼药物的方法存在以下几个问题：（1）放射性标记含硼药物的可得性；（2）放射性标记含硼药物在总含硼药物内比例的确定性；（3）增加药物成本；（4）放射性药物给患者带来的额外的剂量；（5）核医学方法的空间分辨率较低；(6)均未通过药品监管部门审批。

基于MRI敏感元素标记含硼药物的方法存在以下几个问题：（1）MRI敏感元素标记含硼药物的可得性；（2）增加药物成本。

上述问题实质性妨碍了这些方法的实际应用及应用效果。

发明内容

为克服现有技术的上述缺陷，本发明提供了测量人脑部含硼药物浓度及分布的新装置和新方法，以期实时获得较为精确的测量数据，并便于实际应用。

本发明的技术方案如下：

测量人脑部含硼药物浓度及分布的装置，包括：

主磁场线圈，用于测量区域形成均匀、稳定的主磁场，设置于中空筒形的低温容器中，采用超导线材绕制，所述低温容器设有制冷机系统；

梯度线圈，用于在测量区域形成三维梯度磁场，设置于主磁场线圈的内侧；

射频线圈，用于向测量区域发射射频电磁波和接收来自测量区域的射频电磁波，通常可以设置于在所述梯度线圈的内侧或其他适宜位置，所述射频电磁波的频率包括硼原子核磁共振激发频率和氢原子核磁共振激发频率；