一种半开放式核磁共振成像系统及其在乳腺成像上的应用
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种半开放式核磁共振成像系统及其在乳腺成像上的应用。
【背景技术】
[0002]乳腺肿瘤是妇女中最常见的肿瘤(占31%)，乳腺癌在妇女癌症致死因中一直居于第二位。2008年，世界癌症研究结构(The Internat1nal Agency for Research onCancer ,I ARC)报道全世界癌症患率增加了20%，癌症致死率增加了 14%。仅2012年，新增167万例癌症病例，52万癌症致死病例得到报道。
[0003]多年来，乳腺摄影(基于钼靶X线的软射线摄影)已经被证明是可以在早期检测乳腺癌从而减少乳腺癌致死率的有效办法。鉴于女性乳腺癌发病率的增加，一些其它检查的手段包括超声和物理触诊也都应用于乳腺癌的早期诊断，但都受限于特异性和灵敏性不足，尤其是对于40岁以下的年轻女性。2003年美国癌症学会更新了关于乳腺癌早期诊断指南，指出对于那些乳腺癌高风险的妇女，可以在常规乳腺筛查项目外额外增加筛查方案，比如提早筛查，缩短筛查时间间隔，采用超声、MRI等检查手段，从而实现早期筛查，降低致死率。
[0004]所以对于乳腺癌的筛查，目前的金标准是基于钼靶软X射线的乳腺摄影技术。但是从实际的筛查过程来看，还是存在以下一些问题:
I准确率的问题:已经知道，传统乳腺摄影存在着很高的恶性肿瘤假阳性(60%_80%)，从而导致大量不必要的组织活检。
[0005]乳腺大小受到检查设备的限制:乳腺机一般采用乳腺夹板将乳腺夹在X射线球管和检测器之间进行射线投照成像。乳腺相对较小的亚洲妇女在检查时要将乳腺固定到投照视野中心不是一个很方便的事情，往往需要重复好几次才能拍到合适的影像;另外许多受检者都反映，检查时固定夹板会对乳腺造成较强的压迫和疼痛感。
[0006]辐射问题;众所周知，电离辐射是致癌的重要原因之一，软射线其在组织的能量沉积更大，因此致癌风险更高。对于乳腺等软组织，要提高组织对比度，主要采用钼靶X线机产生的20KeV能量的软X射线，其本身的致癌风险也会增加。比如Rad1logy在2012年发表的文献表明:至少接收过一次辐射检查的人比从未接受辐射检查的人，患各种癌变的风险增加7%。7%表明是一个确定性效应，因此对于年轻妇女，如果提前进行乳腺筛查，缩短筛查时间间隔，本身就会增加乳腺癌患病风险。
[0007]基于此，超声与乳腺核磁共振检查技术得到了有效补充。很多年以来，超声乳腺检查作为乳腺摄影的辅助手段，主要对一些明显感知的或乳腺摄影显示为团块的乳腺组织确定其是囊肿还是实体肿块，而且同样存在着对恶性肿瘤的假阳性检出率高的不足。因此核磁共振乳腺检查技术对于增加乳腺癌检出的灵敏性(85-99%)和特异性方面显示出巨大潜力。
[0008]核磁共振乳腺检查在乳腺节结的术前分期，多节结的定位以及乳腺癌高风险病人的筛查方面得到了越来越强的应用关注。作为一种与乳腺摄影和乳腺超声检查不同的技术，乳腺核磁共振技术可以显示大量乳腺软组织的灌注特性，以及相关形态学信息，比如乳腺节结的大小、形状和周边轮廓线等。另外相比乳腺摄影而言，核磁共振检查还有一个巨大的优越性就是本身不存在电离辐射致癌风险。
[0009]但目前核磁共振乳腺检查技术全部都是采用临床全身核磁共振设备进行检查的。其临床推广速度相对较慢，其原因还在于以下几点:
I价格昂贵:临床核磁检查费用昂贵，主要用于疾病的诊断，用作常规的乳腺筛查，则显得昂贵而且耗时。
[0010]非为乳腺检查设计:临床核磁设备是为全身各部位检查设计的。乳腺分在两边，不完全在磁场、梯度和射频的最优化区域，图像质量有时会受到影响。同时用巨大的磁体检查一个小部位，也有浪费的嫌疑。
[0011]受检者受限且时间长:用作乳腺检查时，需要配置专门的乳腺检查线圈。病人采取俯卧式，全身进入磁体腔，病人受到局限性大且接受到强大的检查噪声；另外摆位就需要浪费很多时间。
[0012]不便于走进乡镇医院，不易普及:据世界卫生组织的统计，全球乳腺癌发生率的52.9 %以及死亡率的62.1 %是在欠发达地区。乳腺癌的致死/发病比例也体现出差异，该比例在发达国家为0.2，但在欠发达地区则达到0.37。欠发达地区的卫生部门和医疗健康机构都在努力应对越来越多的癌症晚期患者的发病率和致死率。IARC规定:当前癌症控制的一个迫切需求是研发一种有效、低成本的针对欠发达地区妇女的早期癌症检测、诊断和治疗乳腺癌的方法。可见欠发达地区和国家更需要有更便宜且方便的乳腺筛查设备和技术。我们知道临床核磁主要集中在发达国家和欠发达国家的大中城市的高级医院里，对于急需的广大欠发达地区的乳腺筛查贡献是很有限的。
【发明内容】
[0013]本发明目的是:提供一种半开放式核磁共振成像系统及其在乳腺成像上的应用，解决乳腺疾病(如乳腺癌)早期快速有效检查的迫切需求，尤其是欠发达地区和城市中低收入人群乳腺疾病的早期筛查问题，其技术先进，系统成本低，轻便可移动，操作方便，且受检者检查不受局限，没有乳腺摄影的电离辐射致癌风险，也没有常规核磁共振系统检查的复杂和技术限制。
[0014]本发明的技术方案是:一种半开放式核磁共振成像系统，包括磁体外壳，设于所述磁体外壳内的铁轭固定座，设于所述铁轭固定座上的半环式永磁磁体，设于所述半环式永磁磁体上、且靠近半环式永磁磁体开口处的二维梯度线圈，设于所述半环式永磁磁体内的两半球形射频线圈，以及与两半球形射频线圈固定连接的乳腺承托板。
[0015]作为优选的技术方案，所述半环式永磁磁体为单C形阵列永磁磁体;该单C形阵列永磁磁体由至少5块奇数个、且不同磁化角度布设的永磁磁钢组成，且在单C形阵列永磁磁体内产生一个薄层均勾磁场，该磁场方向与单C形阵列永磁磁体的开口平行。
[0016]作为优选的技术方案，所述半环式永磁磁体为双C形阵列永磁磁体;该双C形阵列永磁磁体由至少9块奇数个、且不同磁化角度布设的永磁磁钢组成，且在双C形阵列永磁磁体内产生两个方向相反的薄层均匀磁场，该两磁场方向均与双C形阵列永磁磁体的开口平行。
[0017]作为优选的技术方案，在所述铁轭固定座上设有若干个用于固定永磁磁钢的条形固定槽。
[0018]作为优选的技术方案，所述二维梯度线圈包括设于所述单C形阵列永磁磁体内侧壁、且靠近单C形阵列永磁磁体开口处的两对上下对称设置的矩形线圈，用以在单C形阵列永磁磁体的薄层均匀磁场区域的两个方向上产生线性梯度磁场。
[0019]作为优选的技术方案，所述二维梯度线圈包括设于所述双C形阵列永磁磁体内侧壁、且靠近双C形阵列永磁磁体开口处的两对左右对称设置的矩形线圈，用以在双C形阵列永磁磁体的薄层均匀磁场区域的两个方向上产生线性梯度磁场。
[0020]作为优选的技术方案，所述半球形射频线圈为半球形螺线管线圈或半球形软体线圈，用以产生激励射频场和接收磁共振信号。
[0021]作为优选的技术方案，所述乳腺承托板的外表面呈凹凸设置且覆盖有绒毛层。
[0022]作为优选的技术方案，所述半开放式核磁共振成像系统还包括用于控制半环式永磁磁体和其上二维梯度线圈做前后往复步进运动的磁体运动控制系统。
[0023]—种半开放式核磁共振成像系统在乳腺成像上的应用，包括逐层式三维成像方法，其具体步