磁动式探头系统及其使用方法_4

文档序号:9492683阅读:来源:国知局
高至某个最大速度,并然后降低速度,从而提供整个频率的扫频并检测得到的纳米颗粒的位移幅度。因此,控制单元112可以适于根据这种预定的模式,改变磁铁102、103的运动(Wl,w2)的速度,从而提供频率脉冲响应的检测。所述控制单元可以适于设定磁铁102、103的运动(Wu w2)的恒定速度。因此,控制单元112可以使用磁力补偿控制信号,它改变磁铁102、103的每一个的动量,使得磁铁102、103的N和S极之间的变化的磁力被补偿,从而提供恒定的旋转速度。否则角速度可能不会被保持恒定,因为第一磁铁102的磁性S极具有锁定第二磁铁103的磁性N极的趋势,这是两极之间的磁力造成的。根据在磁铁的旋转期间S极相对于N极的位置,磁力会改变,它因此可以被控制单元111补偿。
[0054]控制单元112可以进一步适于将磁铁102、103的运动(Wd w2)的频率或速度同步至超声成像,从而以正确的频率提供超声检测,并进一步使得能够在相对于超声成像的正确的相进彳丁检测。
[0055]超声转换器115还具有超声控制单元114,它用于与超声装置相关的必要的控制和分析。
[0056]图3示出了探头组件100的实施例的视图,它示出了连接至电机112的磁铁102、103和超声转换器115。为了表述清楚,省略了探头支撑体101。图4示出了探头组件100的另一个实施例的视图,它示出了被固定在探头支撑体101中的超声转换器115和磁铁102、103,该支撑体还可以作为探头组件的外壳,从而使要被成像的任何对象和探头组件100的内部隔开,即磁铁会处于该外壳内,从而避免与对象发生干扰。
[0057]图9示出了通过探头组件100进行磁动式成像的方法200的流程图,所述探头组件100包含探头支撑体101,它适于连接至超声转换器115和磁铁102、103,磁铁被可移动的设置在探头支撑体101上。所述方法200包括:旋转201磁铁102、103,从而在被连接至探头支撑体101时在超声转换器115的成像平面104生成随时间变化的磁场(T)。所述方法进一步包括:通过成像平面104中的超声转换器115检测磁性纳米颗粒响应于随时间变化的磁场的运动。如上所述,这准确地测定了纳米颗粒浓度,并且进一步提高了被检查的材料的分析。
[0058]所述方法200可以包括:在成像平面的每一侧上以相反的旋转方向旋转202第一102和第二 103圆柱形永磁铁,其每个都具有在轴向方向(r)沿所述磁铁的每一个的直径分开的相对的磁极(N,S)。
[0059]所述方法200可以包括:根据预定的模式旋转203第一 102和第二 103圆柱形永磁铁,从而借此作为预定的频率脉冲改变所述随时间变化的磁场(T)的频率,从而产生磁性纳米颗粒的频率脉冲响应。因此可以确定被分析的物体的材料的特性。所述预定的模式可以例如包括:在一段时间(例如一定数量或一部分的秒钟或分钟)期间,以一定数量的圈数、或一部分的圈数(例如半圈),旋转磁铁,从而随后检测来自纳米颗粒的反应。
[0060]所述方法200可以替代地或额外地包括:以恒定的旋转速度旋转204第一 102和第二 103圆柱形永磁铁。
[0061]根据以上公开的磁动式成像探头组件100可以被用于磁性纳米颗粒的磁动式超声成像。
[0062]图10示出了本发明的磁动式成像探头系统300。所述系统300包括可移动的探头301、设置在探头上的磁铁302、303、以及超声转换器315。磁铁302、303被设置来在探头301具有靠近超声转换器315的近端第一位置305时,在超声转换器315和探头301的远端,在超声转换器315的成像平面304生成随时间变化的磁场(T)。由于所述探头是可移动的,它可以被自由地放置在相对于超声转换器315的各种位置,这使得能够探测成像平面304中的不同区域,即能够移动各种区域中的磁性颗粒并以成像平面304中的不同方向移动。这便于并且优化了感兴趣的区域中的检测,从而提高了目标区域中的材料特性的准确性和提取。进一步地,因为超声转换器315还可以相对于被分析的物体被移动至各种位置,所述系统300提高了灵活性,例如在手术期间当需要表征复杂的解剖结构的组织区域时。将探头301设置在靠近超声转换器的近端位置305,并且将它设置来在超声转换器和探头301的远端生成随时间变化的磁场(T),可以在需要相对于物体和/或感兴趣的区域频繁地重新定位时,例如在前述复杂的解剖结构或程序中涉及在数个感兴趣的目标位点和区域的数个干预时,提高成像和组织表征。因此,探头301和超声转换器315都可以被设置在被分析的物体的近端,并且相对于它是可移动的,并且不受被分析的物体的尺寸限制。
[0063]因此,所述探头301可以是能够相对于所述超声转换器315移动的,并且所述探头可以是手持式探头301。
[0064]所述磁铁302、303可以被可移动地设置在探头301上,借此在使用中,磁铁302、303被设置来响应于所述磁铁相对于超声转换器315的运动,生成所述随时间变化的磁场(T)。因此,磁铁302、303可以是永磁铁,并且具有先前在关于图2-9的实施方式中描述的前述优点。所述磁铁可以包括如在图2中参照第一磁铁102和第二磁铁103描述的第一磁铁302和第二磁铁303。替代地,可以使用可移动地设置在探头301中的单个磁铁。通常,磁铁302、303可以具有图2-9的实施方式中描述的任何设置,并且具有图10的系统300中的附加特征,即通过如先前描述地被设置在可移动的探头301上,磁铁302、303能够相对于超声转换器315被重新定位。
[0065]磁铁302、303能够通过振荡运动从成像平面304中的目标位置110发生位移。这改善了在目标位置110的被分析的物体的成像和/或表征。这还可以紧凑和简单地使用探头301。替代地或额外地,如关于图2所描述的,磁铁302、303可以具有相对于探头301的旋转运动。
[0066]替代地,磁铁302、303可以是电磁铁。
[0067]所述系统300可以包括连接至探头301的控制单元111和电机112。如前所述,所述电机被连接至控制单元和磁铁302、303,从而驱动磁铁的运动,其中控制单元适于根据预定的模式改变磁铁302、303的运动(Wl,w2)的速度,从而借此作为预定的频率脉冲改变所述随时间变化的磁场(T)的频率,从而在目标位置110生成磁性纳米颗粒的频率脉冲响应。替代地或额外地,所述控制单元可以适于设定磁铁302、303的运动(Wu w2)的恒定速度。
[0068]图11示出了通过探头系统300进行磁动式成像的方法400,所述探头系统包括可移动的探头301和超声转换器315,以及设置在探头上的磁铁302、303。所述方法400包括:将所述探头定位401在靠近所述超声转换器的近端第一位置305 ;在所述超声转换器和所述探头的远端,通过磁铁,在超声转换器的成像平面104生成402随时间变化的磁场(T);以及通过在所述成像平面的超声转换器,检测403磁性纳米颗粒响应于随时间变化的磁场的运动。
[0069]生成随时间变化的磁场(T)可以包括:相对于所述超声转换器315移动404磁铁302、303。移动磁铁302、303可以包括:通过振荡运动,使磁铁302、303从成像平面304的目标位置110发生位移。
[0070]本领域的技术人员将理解,本发明可以被实施为装置、系统或方法。
[0071]上文中已经参考具体的实施方式描述了本发明。但是,除了上述实施方式,其他实施方式同样可能处于本发明的范围内。除了上述方法,在本发明的范围内可以提供不同的方法步骤。除了上述结合方式,本发明的不同特征和步骤可以采用其他的组合方式而被组合。本发明的范围仅通过附属的权利要求来限定。
[0072]更一般地,本领域的技术人员将容易理解,本文所述的所有参数、尺寸、材料以及配置是示例性的,并且实际的参数、尺寸、材料和/或配置将取决于具体的应用或者使用本发明的教导的应用。
【主权项】
1.一种磁动式成像探头系统(300),所述系统包括: 可移动的探头(301), 设置在所述探头上的磁铁(302,303),
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