CN117916608A - 磁微粒成像装置 - Google Patents

磁微粒成像装置 Download PDF

Info

Publication number
CN117916608A
CN117916608A CN202180102214.8A CN202180102214A CN117916608A CN 117916608 A CN117916608 A CN 117916608A CN 202180102214 A CN202180102214 A CN 202180102214A CN 117916608 A CN117916608 A CN 117916608A
Authority
CN
China
Prior art keywords
coil
magnetic field
magnetic
alternating
particle imaging
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202180102214.8A
Other languages
English (en)
Inventor
野村航大
松田哲也
山内一辉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Publication of CN117916608A publication Critical patent/CN117916608A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/05Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves 
    • A61B5/0515Magnetic particle imaging
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/05Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves 
    • A61B5/055Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves  involving electronic [EMR] or nuclear [NMR] magnetic resonance, e.g. magnetic resonance imaging
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/12Measuring magnetic properties of articles or specimens of solids or fluids

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)

Abstract

磁微粒成像装置(100)具备:保持部(1),保持被检查体(S);静磁场发生器(2),发生穿过被保持部保持的被检查体的线状的无磁场区域(FFL);交流磁场施加线圈(3A),针对无磁场区域施加交流磁场;以及测量线圈(4),用于取得无磁场区域内的磁性微粒的磁化变动作为信号。测量线圈具有与交流磁场的方向平行的轴(AX4)。在与轴的延伸方向以及无磁场区域的延伸方向分别正交的第3方向(C)上,保持部、交流磁场施加线圈以及测量线圈各自的相对位置被决定。保持部、交流磁场施加线圈以及测量线圈作为一体,相对于静磁场发生器而在第3方向(C)上相对地移动。

Description

磁微粒成像装置
技术领域
本公开涉及磁微粒成像装置。
背景技术
已知对注入到被检查体内的磁微粒(例如超顺磁性氧化铁等)的分布进行图像化的磁微粒成像(MPI:Magnetic Resonance Imaging,磁共振成象)装置。
在磁微粒成像装置中,形成穿过被检查体的一部分区域的线状的无磁场区域(FFL:FIELD Free Line,零磁场线),针对无磁场区域施加交流磁场。在被检查体内的无磁场区域内存在磁微粒的情况下,该磁微粒的磁化由于交流磁场而周期性地变动,在配置于被检查体的周围的测量线圈中产生感应电动势。其结果,无磁场区域内的磁微粒的存在作为在测量线圈中产生的感应电动势或者其变化而被测量线圈检测。
在磁微粒成像装置中,被检查体以及无磁场区域的一方相对于另一方而相对地移动,从而被检查体内的磁微粒的分布能够被图像化。
已知被检查体和测量线圈相对于无磁场区域以及交流磁场而一体地移动(扫描)的磁微粒成像装置(例如,Kenya Murase et al.,Japanese Journal of Applied Physics53,067001(2014)(非专利文献1))。
现有技术文献
非专利文献1:Kenya Murase et al.,“Development of a system for magneticparticle imaging using neodymium magnets and gradiometer”,Japanese Journal ofApplied Physics 53,067001(2014)
发明内容
在非专利文献1记载的磁微粒成像装置中,被检查体以及测量线圈各自相对无磁场区域以及交流磁场的相对位置关系会变化,由此磁微粒的测量灵敏度根据它们的相对位置关系而大幅变化。即,在非专利文献1的磁微粒成像装置中,磁微粒的测量灵敏度的位置依赖性高。
本公开的主要的目的在于,提供一种相比于以往的磁微粒成像装置而言降低了磁微粒的测量灵敏度的位置依赖性的磁微粒成像装置。
本公开所涉及的磁微粒成像装置具备:保持部,保持被检查体;静磁场发生器,发生穿过被保持部保持的被检查体的线状的无磁场区域;交流磁场施加线圈,针对无磁场区域施加交流磁场;以及测量线圈,用于取得无磁场区域内的磁性微粒的磁化变动作为信号。测量线圈具有与交流磁场的方向平行的轴。在与轴的延伸方向以及无磁场区域的延伸方向分别正交的方向上,保持部、交流磁场施加线圈以及测量线圈各自的相对位置被决定。保持部、交流磁场施加线圈以及测量线圈作为一体,相对于静磁场发生器而在正交的方向上相对地移动。
根据本公开,能够提供相比于以往的磁微粒成像装置而言降低了磁微粒的测量灵敏度的位置依赖性的磁微粒成像装置。
附图说明
图1是用于说明实施方式1所涉及的磁微粒成像装置的图。
图2是从图1中的箭头II-II观察的剖面图。
图3是从图2中的箭头III-III观察的剖面图。
图4是用于说明实施方式1所涉及的磁微粒成像装置的驱动机构的图。
图5是用于说明在图1~图3所示的磁微粒成像装置中测量线圈的径向的灵敏度分布的图。
图6是用于说明在图1~图3所示的磁微粒成像装置中测量线圈的轴向的灵敏度分布的图。
图7是用于说明实施方式2所涉及的磁微粒成像装置的剖面图。
具体实施方式
以下,参考附图来说明本公开的实施方式。此外,在以下的附图中对相同或者相当的部分附加同一参考编号,不重复其说明。为便于说明,在各图中示出了具有相互正交的第1方向A、第2方向B以及第3方向C的正交坐标系。
在本实施方式中,在使用几何学上的用词以及表示位置/方向关系的用词、例如“平行”、“正交”、“同轴”、“沿着”等用词的情况下,这些用词容许制造误差或者稍微的变动。
实施方式1
图1~图4所示的实施方式1所涉及的磁微粒成像装置100是用于使用穿过被检查体S的线状的无磁场区域FFL(以下还简称为FFL)进行磁微粒成像(以下还简称为MPI)的装置。在本实施方式中,MPI是指,测量在穿过被检查体S的无磁场区域FFL内是否存在磁微粒(例如超顺磁性氧化铁等)、或者一边改变无磁场区域FFL相对于被检查体S的相对位置关系一边进行上述测量从而对被检查体S的特定的区域内的磁微粒的分布进行图像化。
如图1~图4所示,磁微粒成像装置100具备固定部(保持部)1、静磁场发生器2、交流磁场施加器3、测量线圈4、驱动机构5、控制部6以及测量器7。
以保持被检查体S的方式设置有保持部1。保持部1例如是在内部收容被检查体S的圆筒状的部件。保持部1具有沿着第1方向A延伸的中心轴AX1。被检查体S例如是人或者动物。
以发生穿过被保持部1保持的被检查体S的线状的无磁场区域FFL的方式设置有静磁场发生器2。无磁场区域FFL理想的是静磁场的强度为零的区域。无磁场区域FFL是至少在由交流磁场施加器3未施加交流磁场时不会引起静磁场的饱和的区域即可。无磁场区域FFL的静磁场的强度也可以大于零。无磁场区域FFL沿着第2方向B延伸。线状的无磁场区域FFL理想的是直线状的无磁场区域,但也可以是在相对延伸方向的径向上具有宽度的大致圆柱状的区域。
如图1以及图2所示,静磁场发生器2例如由以使相同的磁极对置的方式配置的2个永久磁铁构成。2个永久磁铁各自的磁极的朝向沿着第3方向C。在第3方向C上隔开间隔地配置有静磁场发生器2的2个永久磁铁。以在第3方向C上隔着保持部1、交流磁场施加器3的交流磁场施加线圈3A以及测量线圈4的方式配置有2个永久磁铁。以在2个永久磁铁之间的第3方向C的中央发生无磁场区域FFL的方式设置有2个永久磁铁。
此外,静磁场发生器2例如也可以由2个电磁铁构成。
交流磁场施加器3包括交流磁场施加线圈3A和交流电源3B。以针对无磁场区域FFL施加交流磁场的方式设置有交流磁场施加线圈3A。换言之,以使无磁场区域FFL内的磁微粒的磁化变动的方式设置有交流磁场施加线圈3A。交流磁场施加线圈3A与交流电源3B连接。以使交流磁场的方向沿着第1方向A的方式设置有交流磁场施加线圈3A。
如图1以及图3所示,交流磁场施加线圈3A具有沿着第1方向A延伸的中心轴AX3。交流磁场施加线圈3A在相对中心轴AX3的径向上配置于保持部1的外侧,卷绕于保持部1的周围。例如在第3方向C上在静磁场发生器2的2个永久磁铁之间配置有交流磁场施加线圈3A。交流磁场施加线圈3A例如由1个螺线管线圈构成。
以将穿过被检查体S的无磁场区域FFL内的磁性微粒的磁化变动作为信号来取得的方式设置有测量线圈4。测量线圈4具有与交流磁场的方向平行的中心轴AX4。中心轴AX4沿着第1方向A延伸。测量线圈4在中心轴AX4的径向上配置为比保持部1靠外侧并且比交流磁场施加线圈3A靠内侧。交流磁场施加线圈3A和测量线圈4例如配置于同轴上。以与测量线圈4的中心轴AX4重叠的方式配置有交流磁场施加线圈3A的中心轴AX3。中心轴AX3以及中心轴AX4各自被配置成与保持部1的中心轴AX1重叠。
如图3所示,测量线圈4例如包括第1线圈部分4A和第2线圈部分4B。第1线圈部分4A和第2线圈部分4B具有相对于交流磁场施加线圈3A的第1方向A的中心而电气性地对称的构造。换言之,以去除从由交流磁场施加线圈3A对测量线圈4施加的交流磁场产生的感应电动势以及环境的磁噪声的方式设置有第1线圈部分4A和第2线圈部分4B。具体而言,第1线圈部分4A和第2线圈部分4B例如相互串联地电连接,并且相对于交流磁场施加线圈3A的第1方向A的中心而面对称地配置。第1线圈部分4A和第2线圈部分4B具有相互相等的结构(线圈匝数、线圈的半径等)。第1线圈部分4A以及第2线圈部分4B各自配置于同轴(中心轴AX4)上。第1线圈部分4A以及第2线圈部分4B各自例如构成为1个螺线管线圈。
测量线圈4的第1线圈部分4A以及第2线圈部分4B各自卷绕于保持部1的周围。第1线圈部分4A的至少一部分被配置成在相对中心轴AX4的径向上与被保持部1保持的被检查体S重叠。第2线圈部分4B的全部被配置成在相对中心轴AX4的径向上与被保持部1保持的被检查体S不重叠。
测量线圈4的第1线圈部分4A以及第2线圈部分4B各自配置于交流磁场施加线圈3A的内部。测量线圈4的第1线圈部分4A以及第2线圈部分4B各自在第3方向C上配置于静磁场发生器2之间。
驱动机构5驱动保持部1、交流磁场施加线圈3A以及测量线圈4。驱动机构5包括第1载置台11、第2载置台12、第1驱动部21、第2驱动部22以及第3驱动部23。
第1载置台11以可绕中心轴AX1旋转的方式支撑保持部1。保持部1通过第1载置台11而被支撑为可绕中心轴AX1旋转。第1载置台11例如具有沿着第1方向A延伸的第1部分11A、以及在第1方向A上从第1部分的两端部沿着第2方向B延伸的1对第2部分11B。以支撑保持部1的第1方向A的两端部的方式设置有1对第2部分11B。对1对第2部分11B的至少一方的第2部分11B固定有用于使保持部1绕中心轴AX1旋转的第1驱动部21。
第2载置台12以可在第1方向A上移动的方式支撑第1载置台11。第1载置台11通过第2载置台12而被支撑为可在第1方向A上移动。第1载置台11被设置成相对于第2载置台12而仅在第1方向A上相对地移动。第2载置台12例如具有使第1载置台11的第1部分11A插入到内部的环状部分12A。交流磁场施加线圈3A以及测量线圈4各自被固定于第2载置台12的环状部分12A。对第2载置台12固定有用于使第1载置台11在第1方向A上移动的第2驱动部22。
关于基座13,以可在第3方向C上移动的方式支撑基座13。第2载置台12被基座13支撑为可在第3方向C上移动。静磁场发生器2被固定于基座13。对基座13固定有用于使第2载置台12在第3方向C上移动的第3驱动部23。
通过驱动机构5而使保持部1、静磁场发生器2、交流磁场施加线圈3A以及测量线圈4各自能够如以下那样活动。
在第1方向A上,静磁场发生器2、交流磁场施加线圈3A以及测量线圈4各自的相对位置被决定。保持部1相对于静磁场发生器2、交流磁场施加线圈3A以及测量线圈4的各个而在第1方向A上相对地移动。在保持部1、交流磁场施加线圈3A以及测量线圈4之中,仅保持部1在第1方向A上移动。
在第2方向B上,保持部1、交流磁场施加线圈3A以及测量线圈4各自的相对位置被决定。在第2方向B上,保持部1、静磁场发生器2、交流磁场施加线圈3A以及测量线圈4各自的相对位置被决定。
在第3方向C上,保持部1、交流磁场施加线圈3A以及测量线圈4各自的相对位置被决定。保持部1、交流磁场施加线圈3A以及测量线圈4作为一体,相对于静磁场发生器2而在第3方向C上相对地移动。
在相对中心轴AX1的周向(circumferential direction)上,测量线圈4相对交流磁场施加线圈3A的相对位置被决定。在保持部1、交流磁场施加线圈3A以及测量线圈4之中,仅保持部1在相对中心轴AX1的周向上移动(旋转)。
控制部6与驱动机构5的第1驱动部21、第2驱动部22以及第3驱动部23的各个驱动部连接,控制驱动机构5的第1驱动部21、第2驱动部22以及第3驱动部23的各个驱动部。通过控制部6控制被检查体S相对无磁场区域FFL的相对位置。
测量器7与测量线圈4连接。测量器7测量由测量线圈4取得的信号。测量器7被设置成测量在穿过被检查体S的无磁场区域FFL内是否存在磁微粒、或者一边改变无磁场区域FFL相对被检查体S的相对位置关系一边进行上述测量从而对被检查体S的特定的区域内的磁微粒的分布进行图像化。测量器7例如包括锁定放大器(lock-in amplifier)。锁定放大器与交流磁场施加器3的交流电源3B连接,对锁定放大器输入具有与交流磁场相同的频率以及相位的参考信号。锁定放大器根据参考信号,从由测量线圈4输入的测量信号中抽出磁微粒的信号,并输出所抽出的信号。
<磁微粒成像装置的使用例>
磁微粒成像装置100被使用于上述MPI。在测量在穿过被检查体S的线状的无磁场区域FFL内是否存在磁微粒的情况下,磁微粒成像装置100可以如以下那样被使用。
首先,决定在被检查体S中测量的区域。由此,决定在第1方向A以及第3方向C上保持部1相对于无磁场区域FFL而应采取的相对位置、以及在相对中心轴AX1的周向上保持部1相对于无磁场区域FFL而应采取的相对角度。
接下来,实现所决定的上述相对位置以及上述相对角度。具体而言,保持部1、交流磁场施加线圈3A以及测量线圈4作为一体,相对于静磁场发生器2而在第3方向C上相对地移动。保持部1相对于静磁场发生器2、交流磁场施加线圈3A以及测量线圈4而在第1方向A上相对地移动,而且在上述周向上相对地移动(旋转)。
接下来,进行上述测量。具体而言,交流磁场施加线圈3A被通电,对无磁场区域FFL施加交流磁场。假设在无磁场区域FFL内存在磁微粒的情况下,该磁微粒的磁化由于交流磁场而变动,伴随着该磁化变动而在测量线圈4中产生感应电动势。另一方面,在无磁场区域FFL内不存在磁微粒的情况下,在测量线圈4中不产生与磁微粒的磁化变动相伴的感应电动势。其结果,在磁微粒成像装置100中,作为在测量线圈4中产生的感应电动势或者其变化,检测在无磁场区域FFL内存在的磁微粒。
另外,在对被检查体S内的磁微粒的分布进行图像化的情况下,磁微粒成像装置100能够按照与测量在穿过被检查体S的线状的无磁场区域FFL内是否存在磁微粒的情况基本上同样的工序来使用,但一边改变无磁场区域FFL相对被检查体S的相对位置关系(第1方向A以及第3方向C上的相对位置或者上述周向上的相对角度)一边进行上述测量。
<效果>
交流磁场施加线圈对无磁场区域FFL施加的交流磁场的强度根据无磁场区域FFL相对交流磁场施加线圈的相对位置而变化。即,交流磁场施加线圈对无磁场区域FFL施加的交流磁场的强度呈现空间分布。另外,即便假设交流磁场施加线圈对无磁场区域FFL施加的交流磁场的强度针对无磁场区域FFL相对交流磁场施加线圈的相对位置而均匀,测量线圈对磁微粒的磁化变动的测量灵敏度也会根据磁微粒(无磁场区域FFL)相对测量线圈的相对位置而变化。即,测量线圈的上述测量灵敏度也呈现空间分布。
因此,如上所述,在被检查体以及测量线圈各自相对无磁场区域以及交流磁场的相对位置关系变化的比较例的磁微粒成像装置中,磁微粒的测量灵敏度受到交流磁场施加线圈的上述空间分布和测量线圈的上述空间分布的重叠影响,根据无磁场区域FFL分别相对交流磁场施加线圈以及测量线圈的相对位置而变化。
与此相对,在磁微粒成像装置100中,在第2方向B以及第3方向C上,保持部1、交流磁场施加线圈3A以及测量线圈4各自的相对位置被决定。保持部1、交流磁场施加线圈3A以及测量线圈4作为一体,相对于静磁场发生器2而在第3方向C上相对地移动。因此,在磁微粒成像装置100中,相比于上述比较例所涉及的磁微粒成像装置,降低了磁微粒的测量灵敏度的位置依赖性。
另外,在比较例所涉及的磁微粒成像装置中,在被检查体和测量线圈相对于交流磁场施加线圈而相对地移动时,如果被检查体以及测量线圈振动或者摇晃,则被检查体以及测量线圈各自相对静止的交流磁场施加线圈以及交流磁场的相对位置会变化,在测量线圈中产生由上述振动或者摇晃引起的感应电动势。因此,在比较例所涉及的磁微粒成像装置中,被检查体以及测量线圈的振动或者摇晃被测量为噪声,所以难以提高测量精度。
与此相对,在磁微粒成像装置100中,保持部1、交流磁场施加线圈3A以及测量线圈4作为一体而在第3方向C上移动,所以即便假设保持部1、交流磁场施加线圈3A以及测量线圈4作为一体而振动或者摇晃,被检查体S、交流磁场施加线圈3A以及测量线圈4各自的相对位置也不会变化,所以在测量线圈4中不会产生由该振动或者摇晃引起的感应电动势。因此,在磁微粒成像装置100中,被检查体S、交流磁场施加线圈3A以及测量线圈4的一体物的振动或者摇晃不会被测量为噪声,所以相比于比较例所涉及的磁微粒成像装置,可以提高磁微粒的测量精度。
另外,在磁微粒成像装置100中,保持部1、交流磁场施加线圈3A以及测量线圈4被设置成作为一体在第3方向C上移动,但并非作为一体在第1方向A上移动。因此,在磁微粒成像装置100中,相比于以使保持部1、交流磁场施加线圈3A以及测量线圈4作为一体而在第1方向A以及第3方向C的各个方向上移动的方式设置的磁微粒成像装置,降低了磁微粒的测量灵敏度的位置依赖性。参考图5以及图6,以下示出其理由。
图5是用于说明在相对测量线圈4的中心轴AX4的径向上测量线圈4的灵敏度分布的图。在图5的上方示出与测量线圈4的中心轴AX4垂直的剖面。在图5的下方示出在图5的上方的剖面中使无磁场区域FFL相对测量线圈4的径向的位置变化时的、各位置处的针对无磁场区域FFL内的磁微粒的测量线圈4的灵敏度的分布。图6是用于说明在沿着测量线圈4的中心轴AX4的方向上测量线圈4的灵敏度分布的图。在图6的上方示出沿着测量线圈4的中心轴AX4的剖面。在图6的下方示出在图6的上方的剖面中使无磁场区域FFL相对测量线圈4的轴向的位置变化时的、各位置处的针对无磁场区域FFL内的磁微粒的测量线圈4的灵敏度的分布。能够以解析或者实验方式取得图5以及图6所示的测量线圈4的灵敏度分布。
如图5所示,即便使无磁场区域FFL相对测量线圈4的径向的位置变化,测量线圈4的灵敏度也不会大幅变化。即,测量线圈4的径向的灵敏度分布的变化率比较低。与此相对,如图6所示,在使无磁场区域FFL相对测量线圈4的轴向的位置变化时,测量线圈4的灵敏度大幅变化。这是因为,测量线圈4具有第1线圈部分4A和第2线圈部分4B,在第1线圈部分4A与第2线圈部分4B之间的轴向的中间点,测量线圈4的灵敏度会反转。即,测量线圈4的轴向的灵敏度分布的变化率比测量线圈4的径向的灵敏度分布的变化率高。
因此,在磁微粒成像装置100中,保持部1、交流磁场施加线圈3A以及测量线圈4作为一体相对于无磁场区域FFL而在第3方向C上移动,但并非作为一体相对于无磁场区域FFL在第1方向A上移动,所以相比于以使保持部1、交流磁场施加线圈3A以及测量线圈4作为一体在第1方向A以及第3方向C的各个方向上移动的方式设置的磁微粒成像装置,降低了磁微粒的测量灵敏度的位置依赖性。
另外,如上所述,如果测量线圈4和无磁场区域FFL的相对位置被确定,则能够以解析或者实验方式取得图5以及图6所示的测量线圈4的灵敏度分布。能够根据以解析或者实验方式取得的测量线圈4的灵敏度分布,计算由测量线圈4取得的信号的强度由于该灵敏度分布而被增减的比例。在磁微粒成像装置100中,测量器7能够根据如上所述计算出的增减比例,对由测量线圈4取得的信号的强度进行标准化。由此,通过使用磁微粒成像装置100,可以定量地评价被检查体S内的磁微粒的空间分布。即,磁微粒成像装置100的定量性优良。
在磁微粒成像装置100中,测量线圈4的中心轴AX4与线状的无磁场区域FFL正交。因此,在磁微粒成像装置100中,无需使保持部1、交流磁场施加线圈3A以及测量线圈4各自相对于无磁场区域FFL而在无磁场区域FFL延伸的第2方向B上移动,而使保持部1、交流磁场施加线圈3A以及测量线圈4作为一体相对于无磁场区域FFL而在第3方向C上相对地移动,并仅使保持部1在第1方向A上移动且在上述周向上旋转,由此可以容易地控制被检查体S相对无磁场区域FFL的相对位置。
在磁微粒成像装置100中,测量线圈4包括在第1方向A上隔开间隔地配置的第1线圈部分4A和第2线圈部分4B,第1线圈部分4A和第2线圈部分4B具有相对于交流磁场施加线圈3A的第1方向A的中心而相互电气性地对称的构造,所以能够去除由于交流磁场施加线圈3A发生的交流磁场而在测量线圈4中产生的感应电动势、以及环境的磁噪声。
静磁场发生器2包括以使相同的磁极对置的方式配置的2个永久磁铁。由电磁铁等形成的无磁场区域有可能受到通电条件等的影响而变动。由永久磁铁形成的无磁场区域FFL相比于由电磁铁等形成的无磁场区域而言不易变动。因此,在静磁场发生器2包括2个永久磁铁的情况下,显著起到上述磁微粒成像装置100的效果。
在磁微粒成像装置100中,仅保持部1在上述周向上移动(旋转),所以相比于保持部1与交流磁场施加线圈3A以及测量线圈4中的至少任一个作为一体而在上述周向上旋转的情况,驱动机构5的构造变简易,另外能够抑制发生与交流磁场施加线圈3A以及测量线圈4分别连接的布线短路等不良现象。
实施方式2
如图7所示,实施方式2所涉及的磁微粒成像装置101具备与实施方式1所涉及的磁微粒成像装置100基本上同样的结构,但交流磁场施加线圈3A由亥姆霍兹线圈构成,这点与磁微粒成像装置100不同。以下,主要说明磁微粒成像装置101与磁微粒成像装置100不同的点。
交流磁场施加线圈3A具有相互相等的结构(线圈匝数、线圈的半径等),并且具有配置于同轴上的第1线圈3A1和第2线圈3A2。第1线圈3A1以及第2线圈3A2各自的半径R相互相等,并且等于第1线圈3A1与第2线圈3A2之间的距离D。由此,被第1线圈3A1和第2线圈3A2夹着的空间的中心附近的交流磁场的强度变得均匀。
交流磁场施加线圈3A的第1线圈3A1以及第2线圈3A2相对于测量线圈4而被定位为:使第1线圈3A1和第2线圈3A2之间的第1方向A的中心与测量线圈4的第1线圈部分4A和第2线圈部分4B之间的第1方向A的中心重叠。因此,在磁微粒成像装置101中由测量线圈4取得的磁微粒的信号强度的、由交流磁场的强度分布引起的位置依赖性相比于在磁微粒成像装置100中由测量线圈4取得的磁微粒的信号强度的、由交流磁场的强度分布引起的位置依赖性,能够被降低。
<变形例>
在磁微粒成像装置100、101仅被用于测量在穿过被检查体S的无磁场区域FFL内是否存在磁微粒的情况下,保持部1也可以不能绕中心轴AX1旋转。即使在该情况下,如果保持部1、交流磁场施加线圈3A以及测量线圈4作为一体能够相对于静磁场发生器2而在第3方向C上相对地移动,则相比于以往的磁微粒成像装置,也能够降低磁微粒的测量灵敏度的位置依赖性。
在磁微粒成像装置100、101中,也可以设置成使保持部1、交流磁场施加线圈3A以及测量线圈4各自作为一体而被固定,并使静磁场发生器2相对于保持部1、交流磁场施加线圈3A以及测量线圈4的一体物而在第3方向C上相对地移动。保持部1例如能够在第1方向A上移动且能够绕中心轴AX1旋转。此外,如上所述,也可以是保持部1不能绕中心轴AX1旋转。
如以上那样说明了本公开的实施方式,但还能够对上述实施方式进行各种变形。另外,本公开的范围不限定于上述实施方式。本公开的范围通过权利要求书来示出,并意图包括与权利要求书均等的含义以及范围内的所有的变更。
符号的说明
1:保持部;2:静磁场发生器;3:交流磁场施加器;3A:交流磁场施加线圈;3A1:第1线圈;3A2:第2线圈;3B:交流电源;4:测量线圈;4A:第1线圈部分;4B:第2线圈部分;5:驱动机构;6:控制部;7:测量器;11:第1载置台;11A:第1部分;11B:第2部分;12:第2载置台;12A:环状部分;13:基座;21:第1驱动部;22:第2驱动部;23:第3驱动部;100、101:磁微粒成像装置。

Claims (11)

1.一种磁微粒成像装置,测量被检查体内的磁性微粒,其中,
所述磁微粒成像装置具备:
保持部,保持所述被检查体;
静磁场发生器,发生穿过被所述保持部保持的所述被检查体的线状的无磁场区域;
交流磁场施加线圈,针对所述无磁场区域施加交流磁场;以及
测量线圈,用于取得所述无磁场区域内的所述磁性微粒的磁化变动作为信号,
所述测量线圈具有与所述交流磁场的方向平行的轴,
在与所述轴的延伸方向以及所述无磁场区域的延伸方向分别正交的方向上,所述保持部、所述交流磁场施加线圈以及所述测量线圈各自的相对位置被决定,
所述保持部、所述交流磁场施加线圈以及所述测量线圈作为一体,相对于所述静磁场发生器而在所述正交的方向上相对地移动。
2.根据权利要求1所述的磁微粒成像装置,其中,
在相对所述轴的周向上,所述测量线圈相对所述交流磁场施加线圈的相对位置被决定,
在所述保持部、所述交流磁场施加线圈以及所述测量线圈之中,仅所述保持部在所述周向上移动。
3.一种磁微粒成像装置,测量被检查体内的磁性微粒,其中,
所述磁微粒成像装置具备:
保持部,保持所述被检查体;
静磁场发生器,发生穿过被所述保持部保持的所述被检查体的线状的无磁场区域;
交流磁场施加线圈,针对所述无磁场区域施加交流磁场;以及
测量线圈,用于取得所述无磁场区域内的所述磁性微粒的磁化变动作为信号,
所述测量线圈具有与所述交流磁场的方向平行的轴,
在相对所述轴的周向上,所述测量线圈相对所述交流磁场施加线圈的相对位置被决定,
在所述保持部、所述交流磁场施加线圈以及所述测量线圈之中,仅所述保持部在所述周向上移动。
4.根据权利要求3所述的磁微粒成像装置,其中,
在与所述轴的延伸方向以及所述无磁场区域的延伸方向分别正交的方向上,所述保持部、所述交流磁场施加线圈以及所述测量线圈各自的相对位置被决定,
所述保持部、所述交流磁场施加线圈以及所述测量线圈作为一体,相对于所述静磁场发生器而在所述正交的方向上相对地移动。
5.根据权利要求1、2或者4所述的磁微粒成像装置,其中,
所述磁微粒成像装置具备:
第1驱动部,用于仅使所述保持部在所述周向上移动;
第2驱动部,用于仅使所述保持部在所述轴的延伸方向上移动;
第3驱动部,用于使所述保持部、所述第1驱动部、所述交流磁场施加线圈以及所述测量线圈作为一体而在所述正交的方向上移动;以及
控制部,独立地控制所述第1驱动部、所述第2驱动部以及所述第3驱动部的各个驱动部。
6.根据权利要求1~5中的任意一项所述的磁微粒成像装置,其中,
所述交流磁场施加线圈和所述测量线圈配置于同轴上。
7.根据权利要求6所述的磁微粒成像装置,其中,
所述轴与所述无磁场区域正交。
8.根据权利要求1~7中的任意一项所述的磁微粒成像装置,其中,
所述测量线圈包括在所述轴的延伸方向上隔开间隔地配置的多个线圈部分,
所述多个线圈部分具有相对于所述交流磁场施加线圈的中心而相互电气性地对称的构造。
9.根据权利要求1~8中的任意一项所述的磁微粒成像装置,其中,
所述交流磁场施加线圈是亥姆霍兹线圈。
10.根据权利要求1~9中的任意一项所述的磁微粒成像装置,其中,
所述磁微粒成像装置还具备图像生成器,该图像生成器根据所述测量线圈的灵敏度分布来校正所述测量线圈取得的所述信号的强度,并根据校正后的所述信号来生成图像。
11.根据权利要求1~10中的任意一项所述的磁微粒成像装置,其中,
所述静磁场发生器包括以使相同的磁极对置的方式配置的2个永久磁铁。
CN202180102214.8A 2021-09-14 2021-09-14 磁微粒成像装置 Pending CN117916608A (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2021/033763 WO2023042265A1 (ja) 2021-09-14 2021-09-14 磁気微粒子イメージング装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN117916608A true CN117916608A (zh) 2024-04-19

Family

ID=85601999

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202180102214.8A Pending CN117916608A (zh) 2021-09-14 2021-09-14 磁微粒成像装置

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JPWO2023042265A1 (zh)
CN (1) CN117916608A (zh)
DE (1) DE112021008229T5 (zh)
WO (1) WO2023042265A1 (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115778354B (zh) * 2023-02-07 2023-04-28 北京航空航天大学 基于径向-笛卡尔轨迹扫描的人体尺度闭孔式mpi装置
CN117653070B (zh) * 2024-01-31 2024-05-10 北京航空航天大学 一种基于多磁场自由线并行扫描的磁粒子成像装置

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5238445B2 (ja) * 2008-10-08 2013-07-17 株式会社東芝 磁性微粒子イメージング装置
WO2014140566A1 (en) * 2013-03-13 2014-09-18 Endomagnetics Ltd. Magnetic detector
CN103431864A (zh) * 2013-09-06 2013-12-11 西安电子科技大学 一种超顺磁性四氧化三铁纳米微粒成像系统及成像方法
US10788548B2 (en) * 2014-10-17 2020-09-29 Koninklijke Philips N.V. Spatially resolved metal detector
DE102015220092B3 (de) * 2015-10-15 2016-10-27 Bruker Biospin Mri Gmbh Verfahren zur Bestimmung einer räumlichen Zuordnung oder räumlichen Verteilung von Magnetpartikeln
JP7097879B2 (ja) * 2016-07-12 2022-07-08 マグネティック・インサイト・インコーポレイテッド 磁気粒子イメージング
US11585882B2 (en) * 2018-04-11 2023-02-21 Mars Sciences Limited Superparamagnetic particle imaging and its applications in quantitative multiplex stationary phase diagnostic assays
CN112118785B (zh) * 2018-05-21 2024-08-13 三菱电机株式会社 磁粒子成像用电磁体装置以及磁粒子成像装置
CN113747938A (zh) * 2019-03-13 2021-12-03 马格内蒂克因赛特公司 磁性粒子致动器

Also Published As

Publication number Publication date
WO2023042265A1 (ja) 2023-03-23
JPWO2023042265A1 (zh) 2023-03-23
DE112021008229T5 (de) 2024-07-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN117916608A (zh) 磁微粒成像装置
US10215826B2 (en) MPI scanner with moving permanent magnetic elements
EP3374779B1 (en) Apparatus and method for spatial encoding of ffl-based mpi devices
JP2009506334A (ja) センサデバイス、センサ装置、および対象物の特性を測定する方法
CN114252821B (zh) 磁体布置结构、包括其的装置和用于产生选择磁场的方法
US10224135B2 (en) Device, system and method for obtaining a magnetic measurement with permanent magnets
US11169233B2 (en) Hybrid MPI and MRI/CT imaging apparatus and method
CN112118785B (zh) 磁粒子成像用电磁体装置以及磁粒子成像装置
US20190170840A1 (en) Device, system and method for obtaining a magnetic measurement with permanent magnets
JP2023123651A (ja) 永久磁石を用いて磁気測定結果を得るためのデバイス、システムおよび方法
JP2009002681A (ja) 周期運動する永久磁石と振動コイルを備えた磁気測定装置
JP5238445B2 (ja) 磁性微粒子イメージング装置
JP2010512921A (ja) 作用領域の磁性粒子に影響を及ぼし、及び/又は該磁性粒子を検出する装置並びに方法
JP7544991B2 (ja) 磁気粒子イメージングシステムおよび磁気粒子イメージング方法
JP5897735B2 (ja) 可動コイルスキャナシステム及び方法
US7701215B2 (en) MR compatible rotating anode x-ray tube
JP7523675B2 (ja) 磁気微粒子イメージング装置
US11988730B2 (en) Device, system and method for obtaining a magnetic measurement with permanent magnets
JP7076339B2 (ja) 磁気共鳴イメージング装置
JPS58139053A (ja) 核磁気共鳴測定用装置
JP2004325252A (ja) 核磁気共鳴装置用マグネットおよびそれを用いた核磁気共鳴分析装置
US20200363483A1 (en) Magnetic resonance unit and method for compensating for basic magnetic field inhomogeneities of the first order in an examination region of the magnetic resonance unit
Tosin et al. Long rotating coil system based on stretched tungsten wires for insertion device characterization
Tosin et al. Development of insertion device magnetic characterization systems at LNLS
JP5541123B2 (ja) 外乱磁場低減装置及び磁気共鳴イメージング装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination