[发明专利]检测用于手术指导的磁性标记物的系统和方法

说明书

一种检测系统和方法使用包含至少一个大巴克豪森跳跃材料（LBJ）的可植入磁性标记物。标记物被部署以标记身体中的组织部位，以用于随后的手术，并且磁性检测系统包括手持探针以在低于翻转磁场下激励标记物，以用于标记物的双稳态开关，从而在亚双稳态模式状态中产生谐波响应，亚双稳态模式允许检测和定位标记物。可植入标记物也可以短于启动LBJ材料的双稳态开关所需的临界长度。

发明领域

本发明一般涉及手术指导领域，更具体地涉及用于检测有助于定位身体部位的标记物的系统和方法，例如，用于手术切除的病变。

背景技术

标记物用于在外科手术期间将外科医生引导至感兴趣的区域，其中感兴趣的部位在物理上不可见或不可触知的，例如需要切除的小肿瘤。理想地，这种标记物可通过窄规针展开，例如，18g至14g，以减少对患者的创伤。通常，这种标记物的长度小于5mm，以使得不显眼并且使创伤最小化。标记物可以在活组织检查或其他外科手术过程中放置在身体感兴趣的部位，例如癌症病变部位。将标记物置于成像引导下，例如超声波或X射线/乳房X射线照相术。在随后的手术期间，使用手持探针检测和定位标记物，该手持探针向外科医生提供听觉、视觉或其他反馈以指导手术。通常，标记物与周围组织一起被切除。

一种这样的方法是使用含有放射性同位素，例如碘90，的标记物，其可以使用手持γ检测探针检测。然而，放射性物质的使用受到严格管制，因此在除了最大的学术医院中心以外的所有地方建立放射性种子计划具有挑战性。

US 2017/252124（Cianna Medical，西安娜医学）公开了一种定位系统，其使用射频（RF）和红外（IR）辐射的组合来检测可植入雷达天线形式的标记物。然而，该系统受到IR辐射的低组织穿透深度、对良好IR传播的紧密组织接触的需要、以及缺乏通常与包含天线和电子电路的可植入装置相关联的稳健性的限制。

US2015 / 264991（Health Beacons，健康信标）公开了另一种基于射频识别（RFID）标签的系统，该系统已被用作宠物和牲畜的身份标记物。这种方法的缺点是小型RFID标签构成偶极天线，当垂直于偶极轴接近时，该偶极天线具有“死点”。这可能会导致使用该系统定位病变的外科医生的混淆。充分小型化RFID标签以便于临床植入也是一项挑战。

在申请人的早期公开的专利申请（例如，WO2011 / 067576，WO2014 / 032235和WO2014 / 140567）中讨论了另一种方法，使用磁场和具有高磁化率的磁性标记物。手持探针产生交变场，其激励磁响应标记物，并检测响应磁场。该方法对于更深的感应是有效的并且避免了RF方法的缺点。然而，这些系统将检测探针附近的任何磁响应材料，例如铁磁手术工具或其他金属植入装置。这意味着为了有效操作，它们需要与非铁磁手术器械一起使用并远离其他金属植入物。另外，这种探针可响应用于乳腺癌中前哨淋巴结检测的氧化铁纳米颗粒悬浮液。

因此证明了提供具有定位损伤所需的所有特性的标记物和检测系统是有问题的，即：小尺寸（10mm长）的标记物；通过小针（例如16g-18g）递送标记物的能力；使用手持探针检测标记物的能力；对于植入和手术切除而言是稳健的，以及能够将病变标记物与其他磁响应材料区分开的检测系统。

在电子物品监视（EAS）的远程领域中，改善磁检测的信噪比（SNR）的技术，及在存在其他材料的情况下提高检测的特异性的技术是已知的。例如，US 4510489描述了具有磁致伸缩铁磁材料条带的标签，其在共振频率下产生响应。其他标签采用磁声共振或磁性材料的其他非线性特性。然而，这些标记物通常需要至少30至40mm的最小长度，以在低等至中等询问场产生可测量的响应，远高于可植入标记物的可接受长度。