磁性检测器的制造方法
【专利说明】
[0001] 相关申请的交叉参考
[0002] 本申请设及与其同时提交的代理人案号为END-006的美国专利申请，其全部内容 结合于此作为参考。
技术领域
[0003] 本发明通常设及用于为外科手术做准备而定位组织的医疗设备领域，并且尤其设 及用于切除的组织中检测磁性标记物的医疗设备。
【背景技术】
[0004] 目前，在准备外科手术时，在癌症分期中的前哨淋己结的定位过程中使用磁性传 感器探针检测磁性纳米粒子，运对于外科手术来说，使确定淋己结的位置的工作变得更容 易。此外，在离体组织的病理显微镜检查之后，使用探针来检测磁性标记物还使得重新定位 活检部位更容易。 阳〇化]用于运些系统的传感器探针的发明人通过W下方式企图改进设计：降低热效应， 该热效应会导致传感器中的线圈相对于彼此偏移，并且降低用户检测来自磁性纳米粒子的 信号的能力；降低由于身体本身的抗磁反应所产生的干扰；W及降低由传感器探针附近的 物体中感应的满电流所产生的干扰。另外，期望使用具有改进的敏感度的更小尺寸的探针 来完成所有运些功能性改进。
[0006] 本发明解决了运种需求。
【发明内容】
[0007] 在一方面，本发明设及用于检测磁性标记物的探针。在一个实施例中，探针包括： 探针忍部，具有第一端部和第二端部，探针忍部限定了用于容纳引线线圈的两个区域，一个 区域与圆柱形探针忍部的第一端部相邻；两个感测线圈，每个感测线圈都位于相应的一个 区域中；W及两个驱动线圈，每个驱动线圈都位于相应的一个区域中，其中所述区域W等于 或大于一个线圈的直径的距离间隔开。在另一个实施例中，磁性标记物包括磁性纳米粒子。 在又一个实施例中，将两个驱动线圈的组和两个感测线圈的组中的一组连接为梯度计，并 且两个驱动线圈的组和两个感测线圈的组中的另一组W串联方式连接。在又一个实施例 中，探针忍部的区域限定用于容纳引线线圈的两个沟槽，一个沟槽与圆柱形探针忍部的第 一端部相邻，其中每个感测线圈都位于相应的一个沟槽中，其中每个驱动线圈都与相应的 感测线圈共同位于相应的一个沟槽中，其中驱动线圈串联连接，并且其中感测线圈反向串 联连接。
[0008] 在一个实施例中，驱动线圈缠绕在感测线圈的顶部上。在另一个实施例中，探针 忍部的区域限定用于容纳引线线圈的两个沟槽，一个沟槽与圆柱形探针忍部的第一端部相 邻，其中每个感测线圈都位于相应的一个沟槽中，其中每个驱动线圈都与相应的感测线圈 共同位于相应的一个沟槽中，其中驱动线圈反向串联连接，并且其中感测线圈串联连接。在 又一个实施例中，探针的区域限定用于容纳引线线圈的四个沟槽，相应的两个沟槽位于每 个相应的区域中，其中两个沟槽设置为与圆柱形探针忍部的第一端部相邻，其中每个感测 线圈在每个区域中位于相应的一个沟槽中，其中每个驱动线圈在每个区域中位于相应的一 个沟槽中，其中没有两个线圈占用相同的沟槽，其中驱动线圈串联连接，并且其中感测线圈 反向串联连接。
[0009] 在一个实施例中，探针的区域限定用于容纳引线线圈的四个沟槽，相应的两个沟 槽位于每个相应的区域中，其中两个沟槽设置为与圆柱形探针忍部的第一端部相邻，其中 每个感测线圈在每个区域中位于相应的一个沟槽中，其中每个驱动线圈在每个区域中位于 相应的一个沟槽中，其中没有两个线圈占用相同的沟槽，其中驱动线圈反向串联连接，并且 其中感测线圈串联连接。在另一个实施例中，从探针的第一端部朝向第二端部的线圈次序 是感测线圈、驱动线圈、感测线圈和驱动线圈。在又一个实施例中，从探针的第一端部朝向 第二端部的线圈次序是驱动线圈、感测线圈、驱动线圈和感测线圈。
[0010] 在一个实施例中，从探针的第一端部朝向第二端部的线圈次序是感测线圈、驱动 线圈、驱动线圈和感测线圈。在又一个实施例中，从探针的第一端部朝向第二端部的线圈次 序是驱动线圈、感测线圈、感测线圈和驱动线圈。在又一个实施例中，感测线圈和驱动线圈 具有不同的直径。在另一个实施例中，感测线圈和驱动线圈具有不同的应数。
[0011] 在一个实施例中，探针还包括第=驱动线圈，第=驱动线圈串联连接在第一驱动 线圈和第二驱动线圈之间并且位于第一驱动线圈和第二驱动线圈之间，W形成单螺线管驱 动线圈，其中每个感测线圈都位于单螺线管驱动线圈的相应的端部的附近。在另一个实施 例中，单螺线管驱动线圈的每一应都具有相同的直径。在又一个实施例中，单螺线管驱动线 圈的纵向中屯、处的应比螺线管驱动线圈的端部的应具有更大的直径。在又一个实施例中， 单螺线管驱动线圈的每一应都具有相同的间隔。在又一个实施例中，单螺线管驱动线圈的 纵向中屯、处的应比端部的应具有更大的间隔。
[0012] 在一个实施例中，探针忍部包括的材料具有基本大于等于20X10 6m2/s的热扩散 系数和基本小于3X10 的热膨胀系数。
[0013] 在另一个实施例中，其中探针忍部包括的材料具有基本大于等于50X10 6m2/s的 热扩散系数和基本小于5X10 的热膨胀系数。
【附图说明】
[0014] 通过本文中结合附图所进行的描述可W更好地理解本发明的结构和功能。没有必 要按比例绘制附图，而应该强调的是，通常根据示例性的原理布置附图。附图在所有方面都 应该被认为是示例性的，而不意欲限制本发明，仅通过权利要求进行限定本发明的范围。
[0015] 图1是根据本发明所构建的探针的实施例的框图；
[0016] 图2是根据本发明所构建的探针的另一个实施例的框图；
[0017] 图3是图2的探针的实施例的截面图；
[0018] 图4是根据本发明所构建的使用螺线管线圈的探针的另一个实施例的框图；
[0019] 图5 (a-d)是四个螺线管线圈配置的截面图；
[0020] 图6a是每个端部上都具有附加线圈的螺线管线圈的截面图；
[0021] 图化是由图6a的螺线管线圈生成的场的曲线图； 阳02引图7是赫姆霍兹线圈化elmholtzcoil)实施例的截面示图；
[0023] 图8是初级磁场和次级磁场的调制W及所得到的频谱的曲线图；
[0024] 图9是用于创建图8所示的次级磁场的次级磁场生成器的实施例；
[00巧]图10是用于创建图8所示的次级磁场的次级磁场生成器的实施例；W及
[0026] 图11和图12分别提供了表格1和表格2,在下文的描述中将参考该表格。
【具体实施方式】
[0027] 首先，为了在减小线圈尺寸的同时改进线圈的敏感度，重要的是降低对探针操作 的任何热效应，运对于线圈之间的几何形状的改变（尤其是轴向移动）和线圈的尺寸的任 何改变具有高敏感性。必须处理的热效应之一是：当探针的端部与热的身体接触时，线圈布 置的任何不对称膨胀，并且最靠近身体的线圈比远离身体的线圈具有更高的溫度。在保持 线圈组成物（coil化rmer)或探针主体的低热膨胀系数的同时，减小线圈之间的溫度差使 得该敏感度降低。换句话说，重要的是使整个线圈的任何溫度差迅速相等，从而使得通过一 个端部处的热输入不能维持热梯度。
[0028] 当物质具有高热扩散系数时，因为物质相对于其体积热容量或"热容积"能够快速 导热，所W热量通过物质快速移动。因此，为了尽可能快地使整个线圈上的溫度相等，