[发明专利]一种多模态光学和磁纳米粒子成像融合的脑检测系统

权利要求书

1.一种多模态光学和磁纳米粒子成像融合的脑检测系统，其特征在于，包括：扫描仪、控制模块、信号接收模块，其中，

所述扫描仪包括驱动线圈、选择线圈及接收线圈，其中，所述选择线圈设置于所述接收线圈的两端，用于构建静态梯度磁场即选择场，驱动除了无场点附近的粒子之外的所有磁纳米粒子达到饱和；所述驱动线圈设置于所述接收线圈外侧用于构建正弦激励磁场即驱动场；所述接收线圈用于采集电压信号；所述信号接收模块包括依次连接的带阻滤波器、低噪声放大器、模数转换器；

所述控制模块包括依次连接的PC端、数模转换器、功率放大器和带通滤波器，用于控制电流使所述驱动线圈施加均匀的振荡磁场，无场点附近的粒子被驱动穿过感兴趣的物体，改变粒子磁化强度，从而在所述接收线圈中感应出电压信号，经过所述信号接收模块处理后采用X空间MPI进行图像重建；

通过光学标记的低直径磁性纳米粒子表面的功能分子中性抗生物素蛋白与生物素共轭标记的多肽相结合，形成多模态磁纳米粒子探针。

2.根据权利要求1所述的一种多模态光学和磁纳米粒子成像融合的脑检测系统，其特征在于，采用永磁体作为选择线圈，采用励磁线圈作为驱动线圈，采用利兹线构成的梯度计线圈作为接收线圈。

3.根据权利要求1或2所述的一种多模态光学和磁纳米粒子成像融合的脑检测系统，其特征在于，所述接收线圈贴合被测对象脑部，为半椭圆锥筒形，一个端面为半椭圆，另一个端面为半圆，两端面平行，两者的中心点的连线与椭圆的长轴垂直。

4.根据权利要求3所述的一种多模态光学和磁纳米粒子成像融合的脑检测系统，其特征在于，半椭圆端面的长半轴长a最大为20mm，短轴长b最大为25mm，半椭圆端面的顶点与半圆端面的顶点之间的连线与水平线之间的夹角θ为18°-24°。

5.根据权利要求4所述的一种多模态光学和磁纳米粒子成像融合的脑检测系统，其特征在于，永磁体构成4-8T/m的静态梯度磁场，励磁线圈构成15-25mT/m的正弦激励磁场。

6.根据权利要求5所述的一种多模态光学和磁纳米粒子成像融合的脑检测系统，其特征在于，永磁体构成6T/m的静态梯度磁场，励磁线圈构成20mT/m的正弦激励磁场。

7.根据权利要求6所述的一种多模态光学和磁纳米粒子成像融合的脑检测系统，其特征在于，为实现被测对象脑部细胞外陷阱的成像分析，所述检测系统与多模态光学和磁纳米粒子探针配合，首先采用荧光染料修饰磁纳米粒子得到光学标记的磁纳米粒子，再将磁纳米粒子与多肽相结合，形成多模态光学和磁纳米粒子探针，而后利用所述扫描仪对被测对象脑部成像。

8.根据权利要求1-7之一所述的一种多模态光学和磁纳米粒子成像融合的脑检测系统的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：建立被测对象模型；

S2：将包裹性磁纳米粒子与多肽相结合，形成多模态光学和磁纳米粒子探针，采用在体标记方法用于脑部细胞外陷阱机制的成像分析；

S3：将被测对象脑部移入接收线圈内；

S4：通过控制模块控制电流使驱动线圈施加均匀的振荡磁场；

S5：接收线圈采集的信号经过信号接收模块处理后进行采集；

S6：采集到的数据利用X空间MPI进行图像重建。