[发明专利]使用永磁体阵列的MRI成像系统

说明书

一种组织成像系统(10)，包括：布置成产生不均匀的主磁场(B₀)的固定磁体阵列(12)，组织保持架(16)，该组织保持架与磁体阵列(12)相邻并且可操作的使放置在其中的组织(14)围绕和/或沿着坐标轴移动，与组织保持架(16)和磁体(12)相邻的一个或多个RF接收线圈(20)，以及与磁体(12)、RF接收线圈(20)和组织保持架(16)通信的MRI处理器。针对组织(14)的由于被组织保持架(16)相对于磁体移动而产生的不同空间取向，通过利用由磁体(12)和RF接收线圈(20)产生的磁共振信号的空间编码来创建组织(14)的图像。主磁场中的空间不均匀性在空间上调制每个磁共振信号的相位。

技术领域

本发明总体涉及用于对组织，诸如切除的肿瘤或其他组织，进行成像的装置和方法，尤其涉及使用永磁体作为主磁场对组织进行成像的磁共振成像(MRI)系统。

背景技术

乳腺癌通常采用手术进行治疗，并且然后有可能进行化疗或放射治疗，或者进行这两种治疗。存有两种手术方式：乳房切除术(切除整个乳房)和乳房肿瘤切除术(仅切除肿块)。乳房肿瘤切除术是目前最常见的治疗方法，适合于至少60％的患有乳腺癌的女性。

在乳房肿瘤切除术中重要的是取出所有的癌组织，以最小化癌症复发的风险。然而，外科医生避免切除不必要的大组织体积，因为这会对美容效果产生负面影响。为了验证所有的癌组织已被移除，对肿块进行病理检查，以检查肿块的外边缘是否包含癌组织(阳性边缘或阴性边缘)。如果在病理期间在肿块上可追溯地检测到阳性边缘，则在许多情况下需要进行重复手术，以便取出额外的组织。

在外科手术过程中，存在的一个未满足的临床需求就是为乳腺癌外科医生提供能够指示被切除的乳房肿块(包括乳房组织的任何额外的“增强”片)的边缘状态的系统，从而如果需要的话，能够切除额外的组织，直到所有边缘被指示为阴性。

PCT专利申请PCT/US2011/023101描述了用于确认在切除的肿瘤周围存在健康组织的清晰边缘的系统和方法。该系统包括由成像控制单元控制的成像扫描仪和用于保持切除的组织样本的离体样本架。将样品架的尺寸设计成使得被切除组织的切除的肿块边缘被压在样品架的表面上，使得边缘改变形状，以便具有预定的几何形状。将成像扫描仪相对于样品架定位，使得成像扫描仪获取的不是所有组织的图像(或测量值)，而是具有预定的几何形状并且处于延伸到组织的周向边缘内的敏感区域中的边缘的图像(或测量值)。

美国专利申请US20140111202描述了一种便携式磁共振成像(MRI)系统，该系统利用静态极化磁场中的空间非均匀性而不是利用梯度场对图像进行了空间编码。非均匀的静态场用于极化、读出并且编码物体的图像。为了提供空间编码，将磁体围绕物体旋转，以产生许多被不同编码的测量值。

发明内容

本发明同样旨在提供一种MRI系统，该系统使用永磁体进行组织的体积映射和成像，如下面进一步详细描述的那样。本发明被描述为一种2D成像系统，但其可作为3D体积成像系统的一部分使用。

本发明不局限于在组织周边对清晰的组织边缘进行成像；而是，本发明也能够以快速的图像采集来提供组织样本的体积映射。这与PCT/US2011/023101的较慢并且仅能提供组织周边图像的系统形成了对比。

因此，根据本发明的实施例提供了一种组织成像系统，该系统包括被布置成产生非均匀主磁场(B₀)的固定磁体阵列，与磁体阵列相邻并且可操作地使放置在其中的组织围绕和/或沿着坐标轴移动的组织保持架，与组织保持架和磁体相邻的一个或多个RF接收线圈，以及与RF接收线圈和组织保持架通信的MRI处理器，并且对于组织的由于组织保持架相对于磁体移动而产生的不同空间取向，MRI处理器可操作地通过使用由磁体和RF接收线圈产生的磁共振信号的空间编码来构建组织图像，其中主磁场中的空间非均匀性在空间上调制每个磁共振信号的相位。