专利名称：用于移动和激活活性剂的设备和方法磁性颗粒成像(MPI)是新兴的医学成像模态。第一个版本的MPI是二维的，因为它们产生二维图像。将来版本将是三维(3D)的。如果在针对单个3D图像的数据采集期间对象不显著变化，可以通过将3D图像的时间序列组合到电影(movie)来生成非静态对象的时间相关性，或4D图像。MPI是一种重建式成像方法，像计算机断层摄影成像(CT)或磁共振成像(MRI)那样。因此，分两步生成对象的感兴趣体积的MP图像。第一步被称为数据采集，是利用MPI 扫描器执行的。MPI扫描器具有生成静态梯度磁场的装置，静态梯度磁场称为“选择场”，其在扫描器的等中心具有单个无场点(FFP)。此外，扫描器具有生成时间相关性、空间上接近均勻的磁场的装置。实际上，通过将称为“驱动场”的小振幅迅速变化的场与称为“聚焦场” 的大振幅缓慢变化的场叠加来获得这种场。通过向静态选择场添加时间相关性驱动和聚焦场，可以在等中心周围的扫描体积内沿着预定FFP轨迹移动FFP。扫描器还具有一个或多个，例如三个接收线圈的布置，并且能够记录这些线圈中感应的任何电压。为了进行数据采集，将要成像的对象放在扫描器中，从而对象的感兴趣体积被扫描器的视场包围，感兴趣体积是扫描体积的子集。对象必须包含磁性纳米颗粒；如果对象是动物或患者，在扫描之前为动物或患者施用含这种颗粒的造影剂。在数据采集期间，MPI扫描器沿着人为选择的轨迹操纵FFP，该轨迹描绘出扫描体积，或至少描绘出视场。对象内的磁性纳米颗粒经受变化的磁场并通过改变其磁化强度来做出响应。纳米颗粒变化的磁化强度在每个接收线圈中诱发时间相关性电压。在与接收线圈相关联的接收器中对这个电压进行采样。接收器输出的样本被记录并构成采集的数据。控制数据采集细节的参数构成扫描协议。在图像生成的称为图像重建的第二步中，从第一步中采集的数据计算或重建图像。图像是离散的数据3D阵列，表示视场中磁性纳米颗粒的位置相关的浓度的采样近似。 通常由执行适当计算机程序的计算机执行重建。计算机和计算机程序实现重建算法。重建算法基于数据采集的数学模型。像所有重建式成像方法那样，这种模型是一种作用于采集的数据的积分算子；重建算法尝试尽可能地还原该模型的动作。这种MPI设备和方法有下列好处，即可以使用它们以非破坏性方式检查任意的检查对象，例如人体，而不会造成任何损伤，并具有高的空间分辨率，在接近检查对象的表面和远离其表面时都是如此。在如下文献中可大致了解并在其中首先描述了这样的布置和方法:DE 10151778A1,以及 Gleich, B.和 ffeizenecker, J. (2005)，"Tomographic imaging using the nonlinear response of magnetic particles，，,Nature, vol. 435,第 1214-1217页。那篇公开中描述的用于磁性颗粒成像(MPI)的布置和方法利用了小磁性颗粒的非线性磁化曲线。可以将上文解释的MPI技术应用于不同应用，尤其是人或兽医学中。一种感兴趣的应用还可能是在近距离放射治疗或其他局部治疗应用领域中，迄今为止尚未使用过上述 MPI技术。近距离放射治疗是一种射线疗法的形式，其中将放射源(常称为“放射性种子”) 置于人或动物身体内部，用于治疗例如前列腺或宫颈癌。在这种方法中，直接向肿瘤区域中植入小的放射性种子，以便放射性地辐照肿瘤组织。因此，近距离放射治疗被用于身体组织的内部辐射，其中辐射仅限于肿瘤组织自身的区域。例如，WO 2008/145377A1公开了这样的近距离放射治疗方法和系统。对于这种方法，通过中空处置通道将放射性种子植入身体中，这是现有技术中近距离放射治疗方法中通用的技术。在特殊处理计划中，在手术之前规划中空处置通道的放置和要发射的辐射剂量的量。现有技术的近距离放射治疗是一种侵入性方法，需要复杂的手术来植入放射性种子。这些方法存在的典型问题通常是在规划步骤中难以准确地界定种子的位置和要发射的辐射剂量，以免影响到要处置的肿瘤周围的健康组织。此外，现有技术中已知的近距离放射治疗方法的缺点是治疗后需要第二次手术，以便再次取出植入的放射性种子。还知道其他医疗应用类似于上述近距离放射治疗方法，其中必须要在非常特定的位置或身体内有限的区域准确放置药物。尤其是在中风的处置中，这种局部有限给药是一项有趣且困难的任务。根据现有技术，与已知的近距离放射治疗方法相似，通常通过直接向期望位置准确注射或植入药物来这样做。同样，对于这种应用迄今为止仍然没有可靠的非侵入性方法，因此上述方法常常需要在被处置对象内进行复杂、费时、甚至危险的手术介入。
本发明的目的是提供一种改进的设备和方法，用于无创和准确地处置对象内局部有限区域，特别用于近距离放射治疗或中风处置中的应用。在本发明的第一方面中，提供了一种设备，包括-选择装置，其包括选择场信号发生器单元和选择场元件，尤其是选择场磁体或线圈，所述选择装置用于生成其磁场强度具有空间图案的磁选择场，从而在视场中形成具有低磁场强度的第一子区和具有更高磁场强度的第二子区，-驱动装置，其包括驱动场信号发生器单元和驱动场线圈，所述驱动装置用于借助于磁驱动场改变两个子区在视场中的空间位置，使得磁性材料的磁化强度发生局部改变， 以及-控制装置，其用于控制所述信号发生器单元以生成并向相应场线圈提供控制电流，以生成适当的磁场，从而沿移动命令指示的方向移动所述目标元件通过所述对象，将所述目标元件放置在所述对象内的期望预定位置处并在所述目标元件到达所述期望位置时激活所述活性剂。在本发明的另一方面中，提供了一种对应的方法。5在本发明的另一方面中，提供了用于上述设备中的对应目标元件，其中所述目标元件包括磁性材料和活性剂，其中可以借助于磁场激活所述活性剂。在本发明的另一方面中，提供了一种包括程序代码模块的计算机程序，当在计算机上执行所述计算机程序时，程序代码模块令计算机控制根据本发明的设备执行根据本发明的方法步骤。在从属权利要求中界定了本发明的优选实施例。应当理解，所主张的目标元件、所主张的方法和所主张的计算机程序与所主张并在从属权利要求中界定的设备具有相似和/ 或相同的优选实施例。发明人认识到，可以通过所提出的MPI技术克服已知近距离放射治疗和中风处置的主要局限，即复杂、费时且有创的手术。因此，本发明的发明人发现了一种通过增加控制装置来使用已知MPI设备和方法的部分的方案，以便能够沿移动命令指示的方向移动包括磁性材料和活性剂的目标元件通过对象，将所述目标元件放置在期望位置并在目标元件到达所述期望(预定)位置时激活活性剂。具体而言，将已知MPI设备的一些(或全部)场线圈用于生成适当的磁场，其中新开发的控制装置适于控制相应的信号发生器单元以生成并向相应场线圈提供控制电流，以生成适当的磁场，从而移动目标元件通过对象并激活目标元件的活性剂。因此，本发明人发现了一种设备和方法，利用该设备和方法，可以在对象内准确且无创地放置活化剂，例如放射性种子或药物，然后可以借助于磁场激活活化剂。根据本发明的定义，“活性剂”的含义包括任何医学、药物、物理或放射性试剂或物质。这种技术用于近距离放射治疗和中风处置中尤其有利，其中可以借助于提出的设备非常准确地放置和局部激活必要的放射性种子或溶解(lysis)药物。利用MPI具有跟踪诸如目标元件的对象的能力，利用动脉内注射放置所述目标元件就变得可行。如上所述，与已知近距离放射治疗或中风处置相反，提出的MPI设备和方法能够在对象内进行非常精确的局部受限处置，而不会损害或干扰任何不希望的周围区域。该处置是无创的，对于人或动物患者而言，患者感到舒适得多，因为不需要复杂的手术介入。此夕卜，使用根据本发明的设备的程序比现有技术中已知的方法快得多，因为可以非常快地改变磁场，从而可以在非常短时间内移动包括磁性材料和活性剂的目标元件通过对象并放置在期望位置。此外，对于人或动物患者而言，将活性剂连同目标元件一起通过动脉和静脉输送，从而可以容易且精确地到达患者身体内的每个期望点。与需要在复杂的手术介入中植入药物或放射性种子的现有技术中已知的方法相比，这是一个很大优点。规划程序也得到极大方便，放置的精度得以提高。即使在目标元件被放置到错误位置的情况下，也可以利用根据本发明的MPI设备之内的磁场容易地校正位置。此外，考虑到安全的原因，应用这样的目标元件非常可靠且安全，因为在目标元件到达其期望位置之前不会激活活性剂，从而不可能发生药物或放射性种子在错误位置发挥其效果的情况。于是，本发明提出了一种尤其可用于近距离放射治疗和中风处置应用的设备和方法，它们是无创举的，因此对于患者而言方便且应用起来快速且容易。根据优选实施例，提供致动装置，用于借助于磁场，以一定时间和/或一定频率改变所述两个子区在所述视场中的空间位置，使得所述视场中所述目标元件的所述磁性材料被加热，从而局部激活所述目标元件的所述活性剂。这意味着，通过应用磁性频率场，优选射频(RF)场，迫使目标元件中包括的磁性材料振荡。在由于RF场导致第一子区的空间位置改变时，位于第一子区中或从第一子区迁移到第二子区或反之的那些目标元件的磁性材料的磁化强度也改变。由于磁化强度的这种变化，发生热损失，例如，由于磁性材料中已知的滞后效应或类似滞后的效应或由于粒子开始移动或由于其他摩擦效应，使得整体目标元件的温度升高。因为在磁化强度仅改变一次时仅产生较少量的热，为了激活活性剂需要RF 场的频率较高。除了 RF场的频率之外，总加热功率还取决于RF场的振幅、目标元件之内的磁性材料以及目标元件的尺寸，对应于磁性材料的尺寸或量。如果活性剂例如受到涂层的保护，涂层可能由于加热而溶化或溶解，从而激活活性剂，从其保护涂层脱离，并且能够渗透到期望组织中，实现局部治疗。由于MPI的属性，可以非常有选择且准确地执行活化剂的激活。用于激活活性剂的磁性频率场未必精确聚焦到期望目标元件上，因为仅使放置在FFP中的目标元件的磁性材料振荡并因此被加热。在FFP 外部的目标元件处于更高磁场强度的影响，使得那些区域中的磁性材料处于饱和状态中， 因此不会由所施加的RF场而被迫振荡。于是，可以非常有选择地激活活性剂，放置不正确的目标元件不会以负面方式损害或影响处置。根据另一优选实施例，提供致动装置以在所述视场中生成旋转磁场，使得由于旋转力导致所述活性剂与所述目标元件分开。通过施加旋转磁场，可以在目标元件周围生成超过lOm/s的流体流动。通过这种方式，迫使目标元件非常快地旋转，使得活性剂由于旋转力与目标元件分开。这表示与上述不同的致动技术，在上述技术中由于热使磁性材料溶解， 以便激活活性剂。另一种可能是通过应用磁性驱动的电机激活活性剂，电机例如依靠磁致伸缩，以便主动从目标元件中移出活性剂。根据另一优选实施例，提供聚焦装置，其包括聚焦场信号发生器单元和聚焦场线圈，所述聚焦装置用于借助于磁聚焦场改变所述视场的空间位置。这样的聚焦场与驱动场具有相同或类似空间分布。该聚焦场基本用于移动视场的位置。这尤其必要，因为视场具有非常有限的尺寸，使得如果需要在对象内的更长距离上移动目标元件，聚焦场需要改变视场的空间位置以便在其整个路径上移动和跟踪目标元件，直到其达到其期望位置。换言之， 聚焦场替换对象的主动机械移动。这意味着对于人类患者而言，如果未提供聚焦场装置，需要物理地移动患者，以便移动视场。与磁驱动场线圈相同，甚至更好地，可以使用磁聚焦场线圈来移动目标元件通过对象。这些线圈能够以移动目标元件所需的充分高速度并以充分大的场强在各种方向上生成充分均勻的场。因此，使用这些聚焦场线圈提供了高灵活性，因为可以在任何方向上生成它们。如上已述，聚焦场与驱动场具有相同或类似的空间分布。甚至可能使用与生成磁驱动场的线圈相同的电磁线圈。基本差别在于，针对聚焦场的频率比针对驱动场的频率低得多(例如< 1kHz，典型地< 100Hz)，但聚焦场的振幅要高得多(例如，与驱动场的20mT 相比，为200mT)。根据本发明的另一实施例，通过所述驱动装置或所述聚焦装置实现上述致动装置。如上所述，由于用于生成驱动装置或聚焦装置的装置非常类似，所以两种装置都可用于生成上述磁性频率场，所述磁性频率场用于加热目标元件内的磁性材料以便激活活性剂。7根据又一实施例，该设备还包括-接收装置，其包括至少一个信号接收单元和至少一个接收线圈，所述接收装置用于采集探测信号，所述探测信号取决于视场中的磁化强度，所述磁化强度受到所述第一和第二子区的空间位置变化的影响，以及-处理装置，其用于处理在施加适当磁场时采集的所述探测信号，以从经处理的探测信号确定所述对象内的所述目标元件的位置。通过利用接收装置和MPI系统的原理，可以借助于采集的探测信号对目标元件进行局部化和可视化。于是能够交替地以及几乎同时地利用根据本发明的设备来进行目标元件的移动和局域化而无需额外装备，额外装备例如是用于局部化的额外硬件，例如摄像机系统或X射线系统。为了进行局部化，应用为对象内的磁性颗粒成像的已知MPI原理，例如上述文献中描述的原理。这意味着，控制单元然后生成用于信号发生器单元的控制命令，以生成并向相应场线圈提供控制电流，以生成用于对目标元件成像的适当磁场。这是尤其有利的，因为它使得根据本发明的设备和方法能够在目标元件移动通过对象期间容易地检查其正确的移动和位置而无需利用另一种成像模态，例如X射线或CT。 由于不需要X射线或CT，所以也减少了患者的X射线剂量，此外这项功能不需要额外的硬件。由于可以由接收装置非常准确地探测并采集信号，所以可以可靠地定位目标元件并且如有必要，可以容易地检查和校正界定的位置。如前所述，上述设备和方法中使用的目标元件自身优选包括磁性材料和活性剂， 其中可以借助于磁场激活所述活性剂。由此，活性剂是例如溶解药物或放射性种子。另一方面，必须要指出，活性剂也可以是任何其他物质。进一步优选地，所述活性剂布置于所述磁性材料的内部部分中、围绕所述磁性材料的涂层中或与所述磁性材料一起布置于基质中。 如果活性剂布置于磁性材料的内部部分中，磁性材料具有使活性剂与外界隔离的功能，使得例如对于放射性种子而言，在激活放射性种子之前，或相应地在由于加热而导致磁涂层材料溶解之前，目标元件不会辐照放射性辐射。如果活性剂与磁性材料一起布置于基质中，基质例如可以由因加热而溶化的脂类制成。对于放射性材料而言，基质内的材料更均勻地分布在目标元件上，电离辐射能够穿透组织。71Ge是放射性同位素最有希望的候选元素，因为它受到铁(K边缘)有效的屏蔽并且在组织中具有低渗透深度，使其适合于局部治疗。对于药物而言，在磁涂层材料溶解或溶化之后，化学物质从目标元件中扩散出来。此外，必须要指出，目标元件的尺寸发挥决定性作用。另一方面，目标元件可以移动地更快，目标元件越大，相应地向目标元件中包括越多磁性材料。而且目标元件越大，越容易跟踪目标元件。另一方面，由于对于人类患者而言，移动目标元件通过静脉和动脉，所以目标元件不能超过Imm的具体尺寸。已经证明，70-150 μ m的尺寸尤其适合。通常，目标元件的不同形状是可能的。根据本发明的另一优选实施例，目标元件具有球形、椭球形、螺旋形、矩形、杆状或立方体状的形式。将目标元件实现为细杆的优点在于，由于其几何形式的原因，其能够包含大量的磁性材料，并且只要血管的直径大于杆的直径，就仍然可以避免被检查血管堵塞。另一方面，螺旋形的目标元件也非常适合，因为在这种情况下，可以利用如上所述的旋转磁场移动目标元件。在这种情况下，移动方向与磁场的旋转平面正交。


本发明的这些和其他方面将从下文描述的(一个或多个)实施例变得显而易见并参考其加以阐述。在以下附图中图1示出了 MPI设备的第一实施例；图2示出了图1所示设备产生的选择场图案的示例；图3示出了 MPI设备的第二实施例；图4示出了根据本发明的MPI设备的第一实施例的方框图；图5示出了根据本发明的MPI设备的第二实施例的方框图；图6示出了根据本发明的方法的简化方框图；图7a示出了根据本发明的目标元件的第一实施例；以及图7b示出了根据本发明的目标元件的第二实施例。

第一子区52的尺寸一方面取决于磁选择场的梯度强度，另一方面取决于饱和所需磁场的场强。为了使磁性材料在80A/m的磁场强度和总计50X IO3AAi2的磁选择场场强 (沿给定空间方向的)梯度下充分饱和，其中的颗粒磁化强度未饱和的第一子区52 (沿给定空间方向上)具有大约Imm的尺度。根据本发明，患者的感兴趣体积应该包含至少一个，优选更大量的目标元件60、 70，其包括磁性材料62、72和活性剂61、71。理论上，如果仅需要小的药物或放射剂量，仅一个目标元件就足够了。不过，由于实际的原因，提供了更大量的目标元件60、70，因为一些目标元件60、70可能会在身体内丢失。不过，损失一些目标元件60、70对患者并不危险，因为这些元件的活化剂61、71未被磁性RF场激活。例如，借助于包括目标元件60、70的液体，尤其在例如肿瘤的治疗性和/或诊断性处置之前在感兴趣体积中定位目标元件60、70，所述液体被注射到患者(对象)身体中或以其他方式，例如，口服给患者。数据采集开始于时间ts，结束于时间、。在数据采集期间，X、y和ζ线圈对12、 14、16生成位置相关和时间相关的磁场，即施加场。这是通过引导适当电流通过线圈实现的。实际上，驱动和聚焦场四处推动选择场，使得FFP沿着描绘出扫描体积的预选FFP轨迹移动，扫描体积是视场的超集。施加场对患者体内目标元件60、70内的磁性材料62、72进行取向。在施加RF场变化时，所得的磁化强度也改变，尽管其对施加RF场的响应是非线性的。变化的施加场和变化的磁化强度之和沿着&轴跨过接收线圈对的端子诱发时间相关性电压Vk。关联的接收器将这个电压转换成信号&(t)，接收器对其采样并输出。有利的是在与磁驱动场变化的频带不同的另一个频带(偏移到更高频率)中从位于第一子区52中的目标元件60、70接收或探测信号。这是可能的，因为，由于磁化强度特性的非线性而使扫描器视场观中的目标元件60、70内磁性材料62、72磁化强度改变，导致出现磁驱动场频率的较高次谐波的频率分量。像图1中所示的第一实施例10那样，图3中所示的MPI扫描器的第二实施例30 具有三个圆形且互相正交的线圈对32、34、36，但这些线圈对32、34、36仅生成选择场和聚焦场。同样生成选择场的ζ线圈36被填充以铁磁材料37。本实施例30的ζ轴42垂直取向，而χ和y轴38、40水平取向。扫描器的膛46平行于χ轴38，从而垂直于选择场的轴42。 驱动场由沿χ轴38的螺线管(未示出)和沿两个其余轴40、42的鞍形线圈对(未示出) 生成。绕着形成膛的管道缠绕这些线圈。驱动场线圈还充当接收线圈。通过高通滤波器发送接收线圈拾取的信号，高通滤波器抑制由外加场导致的贡献。给出这种实施例的一些典型参数选择场的ζ梯度G具有强度G/ μ ^ = 2. 5T/m， 其中μ ^为真空磁导率。生成的选择场随时间根本不变化，或者相当慢地变化，优选介于大约IHz和大约IOOHz之间。驱动场的时间频率谱集中于25kHz附近的窄频带中(直到大约 IOOkHz)。接收信号的有用频谱位于50kHz和IMHz之间(最后直到大约IOMHz)。膛的直径
为120mm。拟合到膛46中的最大立方体边长为120 mm/^2-84 mm。如以上实施例中所示，可以由相同线圈对的线圈并通过为这些线圈提供适当生成的电流来生成各种磁场。不过，尤其是为了以更高信噪比解释信号，在时间上恒定(或准恒定)选择场和时间上可变驱动场和聚焦场是由独立线圈对生成时，可能是有利的。通常，可以将亥姆霍兹型线圈对用于这些线圈，例如它们一般是从具有开放磁体的磁共振设备(开放MRI)领域知道的，其中RF线圈对位于感兴趣区域上方和下方，所述RF线圈对能够生成时变的磁场。因此，不必再详述这种线圈的构造。在用于生成选择场的替代实施例中，可以使用永久磁铁(未示出)。在这种(相对)永久磁铁(未示出)的两极之间的空间中，形成有类似于图2所示的磁场，亦即，在相对磁极具有相同极性时产生的磁场。在另一替代实施例中，可以由至少一个永磁体和至少一个线圈的混合生成选择场。图4和5示出了根据本发明的第一和第二实施例的MPI设备10的总体方框图。除非另作说明，上文解释的磁性颗粒成像的一般原理对于本实施例也是有效且适用的。例如， 在根据本发明的第一实施例(参见图4)中不包括接收和处理装置，如上所述，这不是根据本发明的设备必需的。于是，根据本发明的第一实施例的设备不包括使用MPI数据采集和 MPI成像技术。第一实施例中还不包括上述聚焦装置，对于本发明而言这也不是必需的。与此相反，本发明的第二实施例(图5中所示)包括所有上述装置、接收装置、处理装置和聚焦装直ο图4中所示的设备100的第一实施例包括一组用于生成期望磁场的各种线圈。首先，将解释线圈和它们在MPI模式中的功能。为了生成上述磁梯度选择场，提供选择装置，其包括一组选择场(SF)线圈116，优选包括至少一对线圈元件。选择装置还包括选择场信号发生器单元110。优选地，为该组选择场线圈116的每个线圈元件(或每对线圈元件)提供独立的发生器子单元。所述选择场信号发生器单元110包括可控的选择场电流源112( —般包括放大器)和滤波器单元114， 为相应部分的场线圈元件提供选择场电流，以逐个设置期望方向上的选择场的梯度强度。 优选地，提供直流电流。如果将选择场线圈元件116布置为相对线圈，例如在视场的相对侧上，优选沿相反方向对相对线圈的选择场电流取向。选择场信号发生器单元110由控制单元150控制，控制单元优选控制选择场电流的生成110，从而将选择场所有空间部分的场强之和以及梯度强度之和维持在预定义水平。为了生成磁驱动场，该设备100还包括驱动装置，驱动装置包括驱动场(DF)线圈的子集，优选包括三对相对布置的驱动场线圈元件136a、136b、136c。驱动场线圈由驱动场信号发生器单元130控制，优选包括针对所述一组驱动场线圈136a、136b、136c的每个线圈元件(或至少每对线圈元件)的独立驱动场信号发生子单元。所述驱动场信号发生器单元 130包括驱动场电流源132(优选包括电流放大器)和滤波器单元134，用于向相应驱动场线圈136a、136b、136c提供驱动场电流。驱动场电流源132适于生成AC电流，也受到控制单元150的控制。控制单元150还适于控制所述信号发生器单元110、130以生成并向相应场线圈提供控制电流，以生成适当的磁场，从而沿移动命令指示的方向移动目标元件60、70通过对象，将目标元件60、70放置在对象内的期望位置并在目标元件60、70到达所述期望位置时激活活性剂61、71。在图4中所示的第一实施例中，控制单元150尤其适于控制驱动场信号发生器单元130以生成和向驱动场线圈136a、136b、136c提供控制电流以生成RF场，这是移动并将目标元件60、70放置在期望位置并在目标元件60、70到达期望位置时激活活性剂 61、71所需要的。因此，在本发明的第一实施例中，在驱动场上叠加所述RF场。为了输入移动命令，提供了接口 162。所述接口 162可以通过各种方式实现。例如，所述接口 162可以是用户接口，通过其用户能够经由例如安装在独立计算机(未示出) 上的键盘、控制台、游戏杆或导航工具手工输入用户命令。在另一种实施方式中，所述接口 162是用于连接到用于移动控制的外部装置的接口，所述外部装置例如是导航单元，利用导航单元，例如基于通过另一种成像模态，如MR(磁共振)或CT(计算机断层摄影)事先采集的对象的图像数据，事先规划目标元件60、70的移动。接口 162然后接收关于在对象内放置目标元件60、70的期望移动和期望位置的信息，接口 162或控制单元150能够将所述命令“转换”成针对相应信号发生器单元(根据本发明第一实施例，是驱动场信号发生器单元 130)的移动命令。经由接口 162，从包括显示器172和操作员控制器174的外部移动控制单元170接收移动命令，显示器例如用于显示对象的自由采集图像数据，操作员控制器174用于插入控制命令，以规划目标元件60、70的移动。在实际的介入中，医生将利用移动控制单元170规划介入。然后经由接口 162向 MPI设备100的控制单元150提供导航计划，导航计划尤其包括放置目标元件60、70的移动控制命令和期望位置。控制单元150然后控制目标元件60、70在对象内的移动。因此，实际上，根据本发明的第一实施例的设备能够基于移动命令，移动目标元件
60、70通过对象，尤其是控制目标元件60、70的移动方向，并控制在对象内的期望位置放置目标元件60、70，无论以哪种形式，由谁或提供什么移动命令。参考图5，可以看出，根据本发明的第二实施例，可以额外向设备100中包括致动装置190、聚焦装置、接收装置和处理装置。根据本发明的第二实施例，经由加热激活活性剂
61、71，下文将根据图7a和7b进一步解释。为了生成上述RF场，提供致动装置190以便在目标元件60、70到达其期望位置时激活活性剂61、71。借助于这种RF场，加热视场中目标元件60、70的磁性材料62、72，从而局部激活活性剂61、71。借助于这种致动装置190，以一定时间和一定频率改变两个子区 5254在视场观中的空间位置，使得目标元件60、70的磁性材料62、72被加热。在由于RF 场导致第一子区52的空间位置改变时，位于第一子区52中或从第一子区52迁移到第二子区讨或反之的那些目标元件60、70的磁性材料62、72的磁化强度也改变。由于磁化强度的这种变化，发生热损失，例如，由于磁性材料中已知的滞后效应或类似滞后的效应或由于粒子开始移动，使得整体目标元件60、70的温度升高。因为在磁化强度仅改变一次时仅产生较少量的热，因此为了激活活性剂61、71需要RF场的频率较高。除了 RF场的频率之外， 总加热功率还取决于RF场的振幅、目标元件60、70内的磁性材料62、72以及目标元件60、 70的尺寸，对应于磁性材料62、72的尺寸或量。从图5可以看出，根据本发明的第二实施例，接收装置148被包括在设备100中。 利用这些接收装置148，可以采集探测信号，然后可以处理探测信号以便重建目标元件60、 70的位置和周围环境的图像。借助于这种MPI成像技术，可以跟踪目标元件60、70的移动， 使得每次都可以视觉检查目标元件60、70的当前位置，如有必要，每次都可以校正导航计划中定义的移动。这进一步简化了医生的工作并提高了目标元件60、70在对象内的放置精度。在实际的介入中，因此能够以期望的间隔停止目标元件60、70的移动，从而可以基于接收装置148提供的探测信号采集当前位置。因此在下文中将详细解释信号探测。除接收装置148之外，信号探测还得到信号接收单元140的支持，信号接收单元140接收所述接收装置148探测的信号。所述信号接收单元140包括用于过滤接收到的探测信号的滤波器单元142。这种滤波的目的是将所测量的值与其他干扰信号分开。为此，可以设计滤波器单元142，例如使得时间频率小于操作接收装置148的时间频率或小于这些时间频率两倍的信号不通过滤波器单元142。然后经由放大器单元144向模拟/数字转换器146 (ADC)传输信号。将模拟/数字转换器146产生的数字化信号引导给图像处理单元 (也称为重建装置)152，图像处理单元从这些信号和相应位置重建目标元件60、70的磁性材料62、72的空间分布，所述相应位置为接收相应信号期间检查区域中第一磁场的第一子区52假定的位置且是由图像处理单元152从控制单元150获得的。最后经由控制单元150 向计算机154传输重建的目标元件60、70的磁性材料62、72的空间分布，计算机154在监视器156上显示该空间分布。于是，可以显示示出了目标元件60、70在对象内位置的图像。如上已述，根据本发明的第二实施例的设备100还包括聚焦装置。这些聚焦装置包括一组聚焦场(FF)线圈，优选三对126a、U6b、126c相对布置的聚焦场线圈元件。所述磁聚焦场一般用于改变视场观的空间位置。聚焦场线圈由聚焦场信号发生器单元120控制，优选包括针对所述一组聚焦场线圈的每个线圈元件(或至少每对线圈元件)的独立聚焦场信号发生子单元。所述聚焦场信号发生器单元120包括聚焦场电流源122(优选包括电流放大器)和滤波器单元124，用于向将用于生成磁聚焦场的线圈126a、U6b、126c的所述子集的相应线圈提供聚焦场电流。聚焦场电流单元120也受控制单元150控制。概括地说，这意味着通过额外使用聚焦装置，可以通过磁性方式改变视场观的空间位置，而根据第一实施例(没有聚焦装置)，需要手工移动对象(例如患者)以便改变视场28相对于对象的空间位置。为了总结根据本发明的设备100执行的整个程序，在图6中以简化方框图再次示出了根据本发明的程序和相应方法。在第一步骤201中，由医生定义活化剂的沉积计划。对于近距离放射治疗或中风处置而言，重要的是准确地界定要沉积在对象中的活化剂(放射性种子和相应的溶解药物)的位置和剂量。此外，可以定义导航计划，尤其是包括移动控制命令以操纵目标元件 60、70通过对象。根据定义的移动控制命令，在步骤202中主动移动目标元件60、70通过对象。为了进行这种移动，控制单元150控制信号发生器单元，优选为驱动或聚焦场信号发生器单元130、120，以便生成并向相应的场线圈提供控制电流，以生成适当的磁场。通过这种方式， 简单地通过机械力操纵目标元件60、70通过对象，即无需对象的物理介入。在移动目标元件60、70时，一直跟踪其当前位置。为了进行这种跟踪203，以期望的间隔停止目标元件60、70并通过应用MPI序列，优选通过沿着通过目标元件60、70当前可能所在的区域的轨迹移动FFP来采集其当前位置。然后处理探测信号以获得目标元件 60、70的当前位置。此外，可以利用MPI图像重建技术对探测信号成像。如有必要，然后可以基于采集的跟踪信号校正移动方向。在步骤204中，最后将目标元件60、70放置在对象内的期望位置。由此，利用驱动或聚焦场装置可以再次准确定位目标元件60、70。在最后的步骤205中，激活目标元件60、70中包括的活性剂61、71。优选利用RF 场这样做，RF场使得目标元件60、70的磁性材料62、72振荡并因此产生热。由于这种加热，
14活性剂61、71的覆盖层可能溶解或溶化，使得活性剂61、71能够离开目标元件60、70并在对象内展开其效果。在图7a和7b中，可以看到根据本发明的目标元件60、70的两个不同实施例。在图7a中所示的第一实施例中，目标元件60包括核，核包括活性剂61，因此核被磁性材料62 覆盖。作为磁性材料62，通常使用铁磁材料，例如铁-镍合金、纯铁或磁性铁-氧化物。与铁-镍合金相比，纯铁和铁-氧化物的优点是其在人体中具有良好的可分解特性。根据应用，活性剂61可以是任何物质，例如用于近距离放射治疗的放射性种子或用于中风处置的溶解药物。活性元件61的激活未必要由热引起，例如，还可能磁性材料62可溶解于血液中， 使得在一定时间之后磁性材料62溶解于血液中。也可以将同样的原理应用于根据本发明的目标元件70的第二实施例。与第一实施例相反，在目标元件70内以不同方式布置磁性材料72和活性剂71。在此将磁性材料和活性剂包括在基质73中。这种基质73例如能够由脂类或另一种物质构成，该另一种物质能够容易地分别在输运目标元件70的液体中因加热溶化或溶解或能够溶解于血液中。上文已经提到的关于第一实施例的所有其他物理原理也适用于根据本发明的目标元件70的第二实施例。此外，必须要指出，目标元件可以具有任何几何形式，其未必一定具有图7a和7b 中所示的球形。目标元件例如可以具有球形、椭球形、螺旋形、矩形、杆状或甚至立方体状形式。将目标元件实现为细杆的优点在于，由于其几何形式的原因，其能够包含大量的磁性材料，并且只要血管的直径大于杆的直径，就仍然可以避免被检查血管堵塞。总之，本发明提供了一种新方法和用于执行这种方法的设备，能够在对象内非常准确地放置包括活化剂的目标元件并非常有选择性地激活这些活化剂。尤其可以将这项技术应用于像近距离放射治疗或中风处置的处置中。与已知技术相反，提出的技术的主要优点在于它是无创的，因此对于外科医生而言不太麻烦，因此也更便宜，显示出比已知技术更高的精度。可以将活化剂，像放射性种子或药物放置于对象内而无需任何手术介入。由于已知的MPI技术，与已知医学成像技术，像CT、MR或X射线相比，使用的磁场强度更低。尽管已经在附图和前面的描述中详细图示和描述了本发明，但这样的图示和描述被认为是图示性或示范性的而非限制性的；本发明不限于公开的实施例。通过研究附图、公开和所附权利要求，本领域的技术人员在实践请求保护的本发明时能够理解和实现所公开实施例的其他变化。在权利要求中，“包括” 一词不排除其他元件或步骤，不定冠词“一”不排除多个。 单个元件或其他单元可以完成权利要求中列举的几个项目的功能。在互不相同的从属权利要求中列举某些手段的简单事实并不表示不能有利地使用这些手段的组合。权利要求中的任何附图标记不应被解释为限制范围。


本发明涉及一种用于移动包括磁性材料(62，72)和活性剂(61，71)的目标元件(60，70)通过对象，将所述目标元件(60，70)放置在所述对象内预定位置处并激活所述活性剂(61，71)的设备(100)，所述设备包括-选择装置，其包括选择场信号发生器单元(110)和选择场元件(116)，尤其是选择场磁体或线圈，所述选择装置用于生成其磁场强度具有空间图案的磁选择场(50)，从而在视场(28)中形成具有低磁场强度的第一子区(52)和具有更高磁场强度的第二子区(54)，-驱动装置，其包括驱动场信号发生器单元(130)和驱动场线圈(136a，136b，136c)，所述驱动装置用于借助于磁驱动场改变两个子区(52，54)在视场(28)中的空间位置，使得磁性材料(62，72)的磁化强度发生局部改变，以及-控制装置(150)，其用于控制所述信号发生器单元(110，130)以生成并向相应场线圈提供控制电流，以生成适当的磁场，从而沿移动命令指示的方向移动所述目标元件(60，70)通过所述对象，将所述目标元件(60，70)放置在所述对象内的期望位置并在所述目标元件(60，70)到达所述期望位置时激活所述活性剂(61，71)。