磁动式探头系统及其使用方法
【技术领域】
[0001]本发明大体涉及磁动式(magnetomotive)成像的领域。更具体地，本发明涉及磁动式成像探头系统、磁动式成像探头组件、以及使用这种成像探头系统或组件进行磁动式成像的方法。
【背景技术】
[0002]磁动式成像是一种新的成像技术，其中超顺磁性氧化铁纳米颗粒可以被用作超声造影剂。该成像技术的主要思路是将随时间变化的磁场(脉冲的或正弦的)应用至沉积有纳米颗粒的体积。所述磁场引起颗粒的移动并因此引起周围组织的移动。先前的技术，例如在 Evertsson, M.et al, IEEE, Transact1ns on ultrasonic, ferroelectrics, andfrequency control, vol.60, n0.3, 1 March 2013,第481-491 页中公开的技术，已经被用来制造随时间变化的磁场，它已经使用了电磁铁，该电磁铁由环绕锥形铁心的线圈组成(参见图1)。在施加电流时，从所述线圈的尖端形成磁场。作用在颗粒上的力取决于磁场强度和磁场梯度。这种先前技术的一个问题是，越靠近尖端，纳米颗粒装载区域的位移幅度越高，因此得到的图像数据给出关于纳米颗粒浓度的误导性信息。该不可避免的情况导致其中已经收集有纳米颗粒的材料或组织的特性的准确分析中出现问题，例如在已经用肿瘤特异性或组织特异性的靶向剂标记了纳米颗粒的情况中出现问题。因此可用于例如检测组织中的癌症的信息变得有缺陷。因此现有技术的问题包括检测这些靶向纳米颗粒时精度不够，从而导致检测、解析和分析所述纳米颗粒靶向以及结合的材料时精度不够。
[0003]现有技术的进一步的问题是，被分析的组织受分析设备影响，例如受热量影响，它还降低了进行组织的完整分析的可能性。
[0004]Jia Congxian et al, Photons plus ultrasound:1maging and sensing, 2011,Proc.0f SPIE, vol.7899, n0.1, 10 February 2011 公开了一种磁动式光声成像的方法，其中处于管中的磁性颗粒被置于含有用于操纵颗粒的磁铁的水箱中，并且超声装置被置于水箱的顶部。因此现有技术的另一个问题是，这些装置不适于在人类或较大动物中应用，因为在定位各种部件(例如磁铁相对于超声转换器的定位)时存在约束或限制。
[0005]如果都有可能实施，则现有技术的问题会相应地使患者安全性下降、耗时增加、诊断更昂贵、并且病人护理中的个体化治疗的可能性更低。
[0006]因此，用于提供改善的磁动式成像的改善的装置或组件和/或系统以及方法是有利的。
【发明内容】
[0007]相应地，本发明的实施方式优选地设法通过提供根据附属的权利要求的磁动式成像探头组件和使用探头组件进行磁动式成像的方法，单独地或以任何组合的形式来缓和、减轻或消除现有技术的一个或多个缺陷、缺点或问题(例如上述的)。
[0008]根据本发明的第一方面，提供了一种磁动式成像探头系统，所述系统包括:可移动的探头，设置在所述探头上的磁铁，以及超声转换器(transducer)，其中当所述探头具有靠近所述超声转换器的近端第一位置时，在所述超声转换器和所述探头的远端，所述磁铁被设置来在所述超声转换器的成像平面(304)生成随时间变化的磁场(T)。
[0009]根据本发明的第二方面，提供了通过探头系统进行磁动式成像的方法，所述探头系统包括可移动的探头和超声转换器，以及设置在所述探头上的磁铁。所述方法包括:将所述探头定位在靠近所述超声转换器的近端第一位置，在所述超声转换器和所述探头的远端，通过所述磁铁，在所述超声转换器的成像平面(104)生成随时间变化的磁场(T)，以及通过成像平面中的超声转换器，检测磁性纳米颗粒响应于所述随时间变化的磁场的运动。
[0010]根据本发明的第三方面，提供了一种磁动式成像探头组件，所述组件包括:探头支撑体，以及设置在所述探头支撑体上的磁铁。所述探头支撑体适于连接至超声转换器并将所述超声转换器的位置相对于所述磁铁相邻地固定，借此在使用中，所述磁铁被设置来在所述超声转换器的成像平面生成随时间变化的磁场(T)。
[0011]根据本发明的第四方面，提供了通过探头组件进行磁动式成像的方法，所述探头组件包含探头支撑体，所述探头支撑体适于连接至超声转换器并且具有磁铁，所述磁铁被可移动地设置在所述探头支撑体上，所述方法包括:旋转所述磁铁，从而在被连接至所述探头支撑体时，在所述超声转换器的成像平面生成随时间变化的磁场(T)，以及通过所述成像平面中的超声转换器，检测磁性纳米颗粒响应于随时间变化的磁场的运动。
[0012]根据本发明的另一个方面，提供了本发明的第一或第三方面的磁动式成像探头组件或系统用于磁性纳米颗粒的磁动式超声成像的应用。
[0013]本发明的进一步的实施方式在从属权利要求中界定，其中本发明的第二和后续方面的特征作为关于第一方面的必要修正。
[0014]本发明的一些实施方式提高了解析材料中的纳米颗粒的浓度的准确性。
[0015]本发明的一些实施方式提高了分析磁动式成像中的材料特性的准确性。
[0016]本发明的一些实施方式减少了成像中对被分析的材料的影响。
[0017]本发明的一些实施方式用于将超声成像设备转换为磁动式成像装置。
[0018]本发明的一些实施方式使得能够紧凑和简单地使用磁动式成像探头组件或系统。
[0019]本发明的进一步的实施方式在从属权利要求中界定，其中本发明的第二和后续方面的特征作为关于第一方面的必要修正。
[0020]应当强调的是，术语“包括”在本文中使用时应当被用来说明存在所述特征、整体、步骤或部件，而不排除存在或加入一个或更多的其他特征、整体、步骤、部件或它们的组合。
【附图说明】
[0021]根据本发明的实施方式的以下说明，并且参考附图，本发明的实施方式的这些或其他方面、特点和优点将是显而易见的和明了的。
[0022]图1是现有技术的图示。
[0023]图2是根据本发明的一个实施方式的磁动式成像探头组件的示意图。
[0024]图3是根据本发明的一个实施方式的磁动式成像探头组件的示意图。
[0025]图4a_b是根据本发明的一个实施方式的磁动式成像探头组件的示意图。
[0026]图5a_f是根据本发明的一个实施方式得到的结果的示意图。
[0027]图6是根据本发明的一个实施方式得到的结果的示意图。
[0028]图7a_c是根据现有技术得到的结果的示意图。
[0029]图8a_c是根据本发明的一个实施方式得到的结果的示意图。
[0030]图9是示出根据本发明的一个实施方式的方法的流程图。
[0031]图10是根据本发明的一个实施方式的磁动式成像探头的示意图。
[0032]图11是示出根据本发明的一个实施方式的方法的流程图。
【具体实施方式】
[0033]现在将参考附图描述本发明的【具体实施方式】。然而，本发明可以以多种不同的形式来实施，并且不应当被解释成将本发明限制至本文所述的实施方式。相反地，提供这些实施方式使得本发明是完善的和完整的，并且将本发明的范围完全地表达给本领域技术人员。附图中所示的在实施方式的详细描述中使用的术语并不是用于限制本发明。在附图中，相同的数字代表相同的元件。
[0034]以下说明着重于适于用于磁动式成像的探头组件的本发明的实施方式。但是，应该理解的是，本发明不被限制至该应用，还可以被应用至许多其他领域和用途。
[0035]图1示出了在【背景技术】中讨论的现有技术的磁动式成像装置。
[0036]图2示出了根据本发明的一个实施方式的磁动式成像探头组件100。所述探头组件100包括探头支撑体101、以及设置在探头支撑体101上的磁铁102、103。所述探头支撑体101适于连接至超声转换器115并将超声转换器115的位置相对于磁铁102、103相邻地固