一種半開放式核磁共振成像系統(tǒng)及其在乳腺成像上的應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種半開放式核磁共振成像系統(tǒng)及其在乳腺成像上的應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]乳腺腫瘤是婦女中最常見的腫瘤(占31%)，乳腺癌在婦女癌癥致死因中一直居于第二位。2008年，世界癌癥研究結(jié)構(gòu)(The Internat1nal Agency for Research onCancer ,I ARC)報(bào)道全世界癌癥患率增加了20%，癌癥致死率增加了 14%。僅2012年，新增167萬例癌癥病例，52萬癌癥致死病例得到報(bào)道。
[0003]多年來，乳腺攝影(基于鉬靶X線的軟射線攝影)已經(jīng)被證明是可以在早期檢測乳腺癌從而減少乳腺癌致死率的有效辦法。鑒于女性乳腺癌發(fā)病率的增加，一些其它檢查的手段包括超聲和物理觸診也都應(yīng)用于乳腺癌的早期診斷，但都受限于特異性和靈敏性不足，尤其是對于40歲以下的年輕女性。2003年美國癌癥學(xué)會更新了關(guān)于乳腺癌早期診斷指南，指出對于那些乳腺癌高風(fēng)險(xiǎn)的婦女，可以在常規(guī)乳腺篩查項(xiàng)目外額外增加篩查方案，比如提早篩查，縮短篩查時(shí)間間隔，采用超聲、MRI等檢查手段，從而實(shí)現(xiàn)早期篩查，降低致死率。
[0004]所以對于乳腺癌的篩查，目前的金標(biāo)準(zhǔn)是基于鉬靶軟X射線的乳腺攝影技術(shù)。但是從實(shí)際的篩查過程來看，還是存在以下一些問題:
I準(zhǔn)確率的問題:已經(jīng)知道，傳統(tǒng)乳腺攝影存在著很高的惡性腫瘤假陽性(60%_80%)，從而導(dǎo)致大量不必要的組織活檢。
[0005]乳腺大小受到檢查設(shè)備的限制:乳腺機(jī)一般采用乳腺夾板將乳腺夾在X射線球管和檢測器之間進(jìn)行射線投照成像。乳腺相對較小的亞洲婦女在檢查時(shí)要將乳腺固定到投照視野中心不是一個(gè)很方便的事情，往往需要重復(fù)好幾次才能拍到合適的影像;另外許多受檢者都反映，檢查時(shí)固定夾板會對乳腺造成較強(qiáng)的壓迫和疼痛感。
[0006]輻射問題;眾所周知，電離輻射是致癌的重要原因之一，軟射線其在組織的能量沉積更大，因此致癌風(fēng)險(xiǎn)更高。對于乳腺等軟組織，要提高組織對比度，主要采用鉬靶X線機(jī)產(chǎn)生的20KeV能量的軟X射線，其本身的致癌風(fēng)險(xiǎn)也會增加。比如Rad1logy在2012年發(fā)表的文獻(xiàn)表明:至少接收過一次輻射檢查的人比從未接受輻射檢查的人，患各種癌變的風(fēng)險(xiǎn)增加7%。7%表明是一個(gè)確定性效應(yīng)，因此對于年輕婦女，如果提前進(jìn)行乳腺篩查，縮短篩查時(shí)間間隔，本身就會增加乳腺癌患病風(fēng)險(xiǎn)。
[0007]基于此，超聲與乳腺核磁共振檢查技術(shù)得到了有效補(bǔ)充。很多年以來，超聲乳腺檢查作為乳腺攝影的輔助手段，主要對一些明顯感知的或乳腺攝影顯示為團(tuán)塊的乳腺組織確定其是囊腫還是實(shí)體腫塊，而且同樣存在著對惡性腫瘤的假陽性檢出率高的不足。因此核磁共振乳腺檢查技術(shù)對于增加乳腺癌檢出的靈敏性(85-99%)和特異性方面顯示出巨大潛力。
[0008]核磁共振乳腺檢查在乳腺節(jié)結(jié)的術(shù)前分期，多節(jié)結(jié)的定位以及乳腺癌高風(fēng)險(xiǎn)病人的篩查方面得到了越來越強(qiáng)的應(yīng)用關(guān)注。作為一種與乳腺攝影和乳腺超聲檢查不同的技術(shù)，乳腺核磁共振技術(shù)可以顯示大量乳腺軟組織的灌注特性，以及相關(guān)形態(tài)學(xué)信息，比如乳腺節(jié)結(jié)的大小、形狀和周邊輪廓線等。另外相比乳腺攝影而言，核磁共振檢查還有一個(gè)巨大的優(yōu)越性就是本身不存在電離輻射致癌風(fēng)險(xiǎn)。
[0009]但目前核磁共振乳腺檢查技術(shù)全部都是采用臨床全身核磁共振設(shè)備進(jìn)行檢查的。其臨床推廣速度相對較慢，其原因還在于以下幾點(diǎn):
I價(jià)格昂貴:臨床核磁檢查費(fèi)用昂貴，主要用于疾病的診斷，用作常規(guī)的乳腺篩查，則顯得昂貴而且耗時(shí)。
[0010]非為乳腺檢查設(shè)計(jì):臨床核磁設(shè)備是為全身各部位檢查設(shè)計(jì)的。乳腺分在兩邊，不完全在磁場、梯度和射頻的最優(yōu)化區(qū)域，圖像質(zhì)量有時(shí)會受到影響。同時(shí)用巨大的磁體檢查一個(gè)小部位，也有浪費(fèi)的嫌疑。
[0011]受檢者受限且時(shí)間長:用作乳腺檢查時(shí)，需要配置專門的乳腺檢查線圈。病人采取俯臥式，全身進(jìn)入磁體腔，病人受到局限性大且接受到強(qiáng)大的檢查噪聲；另外擺位就需要浪費(fèi)很多時(shí)間。
[0012]不便于走進(jìn)鄉(xiāng)鎮(zhèn)醫(yī)院，不易普及:據(jù)世界衛(wèi)生組織的統(tǒng)計(jì)，全球乳腺癌發(fā)生率的52.9 %以及死亡率的62.1 %是在欠發(fā)達(dá)地區(qū)。乳腺癌的致死/發(fā)病比例也體現(xiàn)出差異，該比例在發(fā)達(dá)國家為0.2，但在欠發(fā)達(dá)地區(qū)則達(dá)到0.37。欠發(fā)達(dá)地區(qū)的衛(wèi)生部門和醫(yī)療健康機(jī)構(gòu)都在努力應(yīng)對越來越多的癌癥晚期患者的發(fā)病率和致死率。IARC規(guī)定:當(dāng)前癌癥控制的一個(gè)迫切需求是研發(fā)一種有效、低成本的針對欠發(fā)達(dá)地區(qū)婦女的早期癌癥檢測、診斷和治療乳腺癌的方法。可見欠發(fā)達(dá)地區(qū)和國家更需要有更便宜且方便的乳腺篩查設(shè)備和技術(shù)。我們知道臨床核磁主要集中在發(fā)達(dá)國家和欠發(fā)達(dá)國家的大中城市的高級醫(yī)院里，對于急需的廣大欠發(fā)達(dá)地區(qū)的乳腺篩查貢獻(xiàn)是很有限的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]本發(fā)明目的是:提供一種半開放式核磁共振成像系統(tǒng)及其在乳腺成像上的應(yīng)用，解決乳腺疾病(如乳腺癌)早期快速有效檢查的迫切需求，尤其是欠發(fā)達(dá)地區(qū)和城市中低收入人群乳腺疾病的早期篩查問題，其技術(shù)先進(jìn)，系統(tǒng)成本低，輕便可移動，操作方便，且受檢者檢查不受局限，沒有乳腺攝影的電離輻射致癌風(fēng)險(xiǎn)，也沒有常規(guī)核磁共振系統(tǒng)檢查的復(fù)雜和技術(shù)限制。
[0014]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種半開放式核磁共振成像系統(tǒng)，包括磁體外殼，設(shè)于所述磁體外殼內(nèi)的鐵軛固定座，設(shè)于所述鐵軛固定座上的半環(huán)式永磁磁體，設(shè)于所述半環(huán)式永磁磁體上、且靠近半環(huán)式永磁磁體開口處的二維梯度線圈，設(shè)于所述半環(huán)式永磁磁體內(nèi)的兩半球形射頻線圈，以及與兩半球形射頻線圈固定連接的乳腺承托板。
[0015]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述半環(huán)式永磁磁體為單C形陣列永磁磁體;該單C形陣列永磁磁體由至少5塊奇數(shù)個(gè)、且不同磁化角度布設(shè)的永磁磁鋼組成，且在單C形陣列永磁磁體內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)薄層均勾磁場，該磁場方向與單C形陣列永磁磁體的開口平行。
[0016]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述半環(huán)式永磁磁體為雙C形陣列永磁磁體;該雙C形陣列永磁磁體由至少9塊奇數(shù)個(gè)、且不同磁化角度布設(shè)的永磁磁鋼組成，且在雙C形陣列永磁磁體內(nèi)產(chǎn)生兩個(gè)方向相反的薄層均勻磁場，該兩磁場方向均與雙C形陣列永磁磁體的開口平行。
[0017]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，在所述鐵軛固定座上設(shè)有若干個(gè)用于固定永磁磁鋼的條形固定槽。
[0018]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述二維梯度線圈包括設(shè)于所述單C形陣列永磁磁體內(nèi)側(cè)壁、且靠近單C形陣列永磁磁體開口處的兩對上下對稱設(shè)置的矩形線圈，用以在單C形陣列永磁磁體的薄層均勻磁場區(qū)域的兩個(gè)方向上產(chǎn)生線性梯度磁場。
[0019]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述二維梯度線圈包括設(shè)于所述雙C形陣列永磁磁體內(nèi)側(cè)壁、且靠近雙C形陣列永磁磁體開口處的兩對左右對稱設(shè)置的矩形線圈，用以在雙C形陣列永磁磁體的薄層均勻磁場區(qū)域的兩個(gè)方向上產(chǎn)生線性梯度磁場。
[0020]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述半球形射頻線圈為半球形螺線管線圈或半球形軟體線圈，用以產(chǎn)生激勵(lì)射頻場和接收磁共振信號。
[0021]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述乳腺承托板的外表面呈凹凸設(shè)置且覆蓋有絨毛層。
[0022]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述半開放式核磁共振成像系統(tǒng)還包括用于控制半環(huán)式永磁磁體和其上二維梯度線圈做前后往復(fù)步進(jìn)運(yùn)動的磁體運(yùn)動控制系統(tǒng)。
[0023]—種半開放式核磁共振成像系統(tǒng)在乳腺成像上的應(yīng)用，包括逐層式三維成像方法，其具體步