[发明专利]基于无场线有惯性扫描的磁粒子成像和热疗融合的装置

权利要求书

1.一种基于无场线有惯性扫描的磁粒子成像和热疗融合的装置，该装置包括：磁体组、感应线圈、活体床、控制装置、显示装置、图像处理装置；其特征在于，还包括冷却系统；

所述磁体组包括一组长弯曲磁体对和一个圆筒形磁体；所述长弯曲磁体对中的长弯曲磁体包括第一结构件、第二结构件、第三结构件；所述第一结构件、所述第三结构件为U型磁体；所述第二结构件为两段对称的以设定曲率构建的圆弧磁体；所述第一结构件与第三结构件平行，所述第二结构件所在平面垂直于所述第一结构件所在平面；所述第二结构件的两端分别与所述第一结构件、所述第三结构件的U型磁体的开口端连接；

所述长弯曲磁体对中的长弯曲磁体的形状相同、在空间中相互平行，且中心轴共线；所述长弯曲磁体对中的长弯曲磁体中的第一结构件或第三结构件的闭口端对向设置；

所述圆筒形磁体设置于所述长弯曲磁体对的包围空间，且其轴线垂直于所述长弯曲磁体对的中心轴；

所述长弯曲磁体对，可同时通入同向电流分量和反向电流分量，产生和平移无场线，也可通过改变同向电流分量调整无场线的偏置位置，通过改变反向电流分量调整梯度场梯度大小；

所述圆筒形磁体可通入直流电流分量、射频电流分量；所述圆筒形磁体中通入的直流电流分量，用于调整无场线在圆筒形磁体轴线方向上的深度；所述圆筒形磁体中通入的射频电流分量，用于对FFR内的磁纳米粒子进行感应加热；

所述感应线圈为两组紧贴着所述圆筒形磁体的弯曲矩形线圈，一组设置于所述圆筒形磁体的内壁，一组设置于所述圆筒形磁体的外壁；所述两组弯曲矩形线圈的中心轴相互垂直；

所述控制装置，配置为按照设定的控制指令控制一组长弯曲磁体对的电流变化和机械转动、控制圆筒形磁体的电流变化、控制活体床的移动深度、控制冷却系统的液压，实现所产生的无场线的平移旋转逐层扫描，以对目标活体对象进行扫描成像；以及实现无场线的定位，以对目标活体对象的设定部位进行热疗；

所述冷却系统，用于通过空心导线吸收所述基于无场线有惯性扫描的磁粒子成像和热疗融合的装置在进行热疗时产生的热量。

2.根据权利要求1所述的基于无场线有惯性扫描的磁粒子成像和热疗融合的装置，其特征在于，所述基于无场线有惯性扫描的磁粒子成像和热疗融合的装置以圆筒形磁体的轴线方向为方向、以圆筒形线圈的轴线的纵向为 方向。

3.根据权利要求2所述的基于无场线有惯性扫描的磁粒子成像和热疗融合的装置，其特征在于，当所述控制装置在实现无场线的定位，以对目标活体对象的设定部位进行热疗时，所述感应线圈处于断路状态。

4.一种基于无场线有惯性扫描的磁粒子成像和热疗融合的方法，基于权利要求3所述的基于无场线有惯性扫描的磁粒子成像和热疗融合的装置，其特征在于，该方法包括：

S100，基于所述长弯曲磁体对构建梯度磁场，并形成无场线；

S200，控制无场线在垂直于所述圆筒形磁体轴线的平面进行平移旋转，对活体床上的目标活体对象进行断层扫描，得到电磁感应信号；对所述电磁感应信号进行预处理，得到断层图像组；

S300，控制活体床或无场线沿所述圆筒形磁体的轴线方向移动设定深度，对活体床上的目标活体对象逐层扫描，得到完整的断层图像组；

S400，将完整的断层图像组进行分类融合，得到三维图像组；

S500，根据三维图像组，确定热疗方案；所述热疗方案包括待热疗的部位以及各部位热疗的先后顺序、热疗时间及各部位热疗区域大小；

S600，基于所述长弯曲磁体对构建梯度磁场，并形成无场线；

S700，根据所述热疗方案，控制无场线围绕待热疗的部位旋转，控制圆筒形磁体产生射频磁场，对待热疗部位进行热疗；

S800，在成像模式和热疗模式间反复切换，直至完成所述热疗方案；所述成像模式即执行S100、S200、S300；所述热疗模式即执行S600、S700。

5.根据权利要求4所述的基于无场线有惯性扫描的磁粒子成像和热疗融合的方法，其特征在于，所述断层图像组包括磁纳米粒子的浓度分布断层图、分布区域的温度断层图、分布区域的SAR断层图；所述三维图像组包括磁纳米粒子的浓度分布三维图、分布区域的温度三维图、分布区域的SAR三维图。