[发明专利]使用具有轨道角动量的光诱发超极化MRI的有源装置追踪

权利要求书

1.一种针对能插入的仪器(14)的追踪系统，包括：

至少一个光子轨道角动量发生装置(18)，其被配置成安装到所述能插入的仪器(14)上的选定位置，从而使与之相邻的感兴趣区域(90)内的偶极子超极化；

RF线圈(40)，其接收来自所述感兴趣区域内的核磁偶极子的核磁共振信号；

控制器(42)，其控制梯度线圈(48)，以感生跨越所述感兴趣区域的磁场梯度，梯度磁场以共振信号的频率对空间位置进行编码；

射频接收器(44)，其接收来自所述RF线圈(40)的所述核磁共振信号；

频率到位置解码器(50)，其将所接收到的核磁共振信号转换成对应的空间位置；

图像存储器(56)，其存储将向其体内插入所述能插入的仪器的治疗对象的诊断图像；以及任选地，

视频处理器(52)，其将来自所述频率到位置解码器(50)的所述空间位置与来自所述诊断图像存储器(56)的所述诊断图像的至少一部分组合成组合的显示，从而在所述诊断图像上标记出所述感兴趣区域的位置或者所述仪器的部分，并且所述视频处理器还控制所述组合的图像在监视器(54)上的显示。

2.根据权利要求1所述的追踪系统，还包括样本(60)，其设置在所述感兴趣区域(90)内，使得所述光子轨道角动量发生装置利用赋予轨道角动量的光与分子角动量、分子轨道、电子自旋态和核自旋态的相互作用使所述样本中的核自旋和核磁偶极子极化。

3.根据权利要求1所述的追踪系统，还包括诸如光纤的波导(30)，其用于将诸如光的电磁辐射从所述治疗对象体外通过所述能插入的仪器传送至赋予光子轨道角动量的光束的发生装置(18)。

4.根据权利要求1所述的追踪系统，还包括：

在其上面支撑所述患者的患者支撑物(12)，所述诊断图像与所述患者支撑物空间对准；并且

其中，所述RF线圈(40)和所述梯度线圈(48)中的至少一个被嵌入到所述患者支撑物中，以避免在手术过程期间对外科医生造成干扰。

5.根据权利要求1所述的追踪系统，还包括：

位置被设定为生成通过所述感兴趣区域的静态磁场的磁体(94、96)。

6.根据权利要求1所述的追踪系统，还包括：

被配置成安装到所述能插入的仪器内与所述感兴趣区域(90)相邻的永磁体(94)。

7.根据权利要求1所述的追踪系统，还包括：

样本(60)，诸如所述感兴趣区域(90)内的气体、液体、固体或原生生物组织，所述光子轨道角动量装置使所述样本中的核自旋超极化。

8.根据权利要求1所述的追踪系统，还包括：

其中的核自旋发生共振的多个感兴趣区域(90)，所述感兴趣区域中的每个均相对于所述仪器(14)处于预选位置，所述视频处理器(52)基于多个共振感兴趣区域生成对所述仪器的至少一部分的描绘，以供叠加在所显示的诊断图像上加以显示。

9.一种追踪能插入的仪器(14)的方法，所述方法包括：

利用被插入到治疗对象(10)体内的所述仪器(14)，通过向偶极子的自旋赋予轨道角动量，沿所述仪器使处在预选位置的感兴趣区域(80)内的核磁偶极子极化；

应用识别极化核磁偶极子的位置的磁共振序列。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，使所述核磁偶极子极化的步骤包括使核自旋相对于静态磁场(B₀)沿任意取向超极化；并且

所述磁共振序列的应用步骤包括应用RF和梯度场脉冲以检测所述极化核磁偶极子并对所述仪器定位。

11.根据权利要求9所述的方法，还包括：

将所述感兴趣区域的空间位置或者所述仪器的选定部分的表示叠加到所述治疗对象的诊断图像上，并显示叠加有所述感兴趣区域的所述空间位置的所述诊断图像。

12.根据权利要求9所述的方法，其中，使所述感兴趣区域内的核磁偶极子极化的步骤包括：

将光从所述治疗对象体外的光源(32)通过所述能插入的仪器(14)传送至赋予轨道角动量的光束的发生装置(18)；

利用所述赋予轨道角动量的光束的发生装置将所接收到的光转换成具有单一值的轨道角动量的光；

将所述赋予轨道角动量的光引导到所述感兴趣区域上，从而使所述感兴趣区域内的偶极子极化。