[发明专利]磁粒子成像设备和用于产生磁场的方法

说明书

本发明涉及一种用于在试样体积(PV)中对待检查对象进行成像的磁粒子成像设备，所述磁粒子成像设备包括磁体组件，所述磁体组件构造成，在试样体积中产生具有梯度B1和无场线(FFL)的磁粒子磁场，其中，所述磁体组件包括第一磁体环对，所述第一磁体环对具有两个以海尔贝克偶极子结构的磁体环(R1、R2)，所述磁体环同轴地布置在延伸穿过试样体积的共同的Z轴线上，其特征在于，所述磁体组件包括第二磁体环对，所述第二磁体环对具有两个另外的以海尔贝克偶极子结构的磁体环(R3、R4)，所述第二磁体环对布置成与第一磁体环对同轴，各所述磁体环布置成能绕Z轴线相对于彼此转动。本发明还涉及一种用于在试样体积中产生磁场的方法。

技术领域

本发明涉及一种用于在试样体积中对待检查对象进行成像的磁粒子成像设备，其包括磁体组件，所述磁体组件构造成，在试样体积中产生具有梯度B1和无场线的磁粒子磁场，其中，磁体组件包括具有两个以海尔贝克偶极子结构的磁体环的第一磁体环对，磁体环同轴地布置在延伸穿过试样体积的共同的Z轴线上。本发明也涉及一种用于借助于磁粒子成像设备在试样体积中产生具有梯度和无场线的磁场的方法。

背景技术

从文献[1]中已知这种类型的磁粒子成像设备。

在磁粒子(MPI)成像中，获得可磁化的纳米粒子在对象内部中的局部浓度。所述纳米粒子通过以预定的频率周期性变化的磁粒子激励磁场(驱动场)周期性地被磁化。为了局部分辨率，使激励磁场与时间上恒定的选择磁场叠加，选择磁场具有无场的区域。从该无场的区域开始，选择磁场快速增大，从而可磁化的纳米颗粒在相对于无场的区域很近的距离中已经达到磁饱和。因此，磁粒子测量信号来自无场区域的局部环境中并且说明在此存在的局部的粒子浓度的情况。因此，对于磁粒子测量来说，必须提供具有梯度B1和无场的区域的磁场。

从现有技术中已知的是，借助于永磁体产生用于光谱的和成像的方法的磁场：

例如，文献[5]公开了一种用于产生用于电子自旋共振测量的均匀磁场的磁体系统。该磁体系统具有多个可相对于彼此转动地支承的、由具有磁化区域的环组成的堆垛部。通过环的相对于彼此转动，可改变磁场分布。

在文献[3]中，作为用于产生MRI所需的主磁场的器件，尤其使用以海尔贝克结构的永磁体。在海尔贝克环中，环周面沿着周面走向的磁化方向在垂直于环轴线的平面中具有持续的转动，其中，在绕整个环周面一周之后，磁化方向返回其初始值。

也已知，将海尔贝克环用于产生用于在存储环中聚焦粒子射流[4]的磁场。在文献[4]中公开的设备此外包括多个可相对于彼此转动的海尔贝克环。

然而，利用在文献[3]、[4]和[5]中公开的设备不能产生磁粒子激励磁场。

文献[2]公开了一种磁粒子扫描器，在其中，借助于环形磁体产生具有无场点的选择场，并且附加地使用海尔贝克阵列，以使得借助于环形磁体产生的无场点径向移动。这实现了无电流地产生无场点并且使无场点移动。然而，在此不能改变选择场，尤其是无场点的大小和形状。

文献[1]描述了一种海尔贝克环用于产生磁粒子选择磁场的应用方案。通过由两个海尔贝克环组成的磁体组件绕轴线的转动，可产生无场线，并且使无场线在扫描平面中转动。在量值上的梯度大小不可变。此外，在文献[1]中描述的方法中，不能匹配选择场的场强度，该场强度确定无场线的清晰度

发明内容

本发明的目的是，提出一种磁粒子成像设备，该磁粒子成像设备借助于永磁体实现可变地产生磁粒子选择场。

根据本发明，该目的通过根据权利要求1所述的磁粒子成像设备以及根据权利要求7的用于产生磁场的方法实现。

在根据本发明的磁粒子成像设备中，磁体组件包括具有另外两个以海尔贝克偶极子结构的磁体环的第二磁体环对，第二磁体环对布置成与第一磁体环对同轴，其中，各磁体环布置成可绕Z轴线相对于彼此转动。不仅第一而且第二磁体环对优选地布置成相对于XY平面镜像对称。