【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开涉及一种用于外科手术引导的可植入标记物，具体地，涉及一种具有一个或更多个铁磁元件的可植入标记物，一个或更多个铁磁元件可通过使用发射磁场的探头的磁化率量测(susceptometry)来检测。本公开还涉及制造这种标记物的方法。
技术介绍
1、标记物被用于在外科手术期间引导外科医生到感兴趣区域，其中，感兴趣部位可能在物理上不可见或不可触知；例如，需要切除的小肿瘤。合适地，为了减少对患者的创伤，这些标记物需要可通过窄规格针(例如18g至12g)部署。通常，此类标记物的长度小于10mm，以便不引人注目并使创伤最小化。标记物可以在活检(biopsy)或其它外科手术期间放置在体内的感兴趣部位；例如，癌症病变。在诸如超声或x射线/乳房x线照相术的成像引导下放置标记物。在后续手术期间，用手持式探头检测和定位标记物，该手持式探头向外科医生提供听觉、视觉或其它反馈以引导外科手术。通常，标记物与周围组织一起被切除。
2、已知的方法是使用包含放射性同位素(诸如，碘-125)的标记物，其可以使用手持式γ检测探头来检测。然而，放射性材料的使用受到严密管制，使得在除最大学术医院中心之外的所有学术医院中心中建立放射性种子项目具有挑战性。
3、由wo 2011/067576 a1、wo 2014/013235 a1和wo 2013/140567 a1例示的不同方法使用磁场和具有高初始磁化率的铁磁标记物。手持式探头生成交变驱动磁场(“感测场”)，该交变驱动磁场激励产生响应磁场的磁响应标记物，该响应磁场可以由探头使用磁化率量测来检测。合
4、mri被用于对侵入性乳腺癌的超声或乳房造影术上不可见的病变进行成像，并且mri监测越来越多地用于在手术切除之前评估新辅助治疗，从而允许在新辅助治疗之后和外科手术之前跟踪肿瘤的大小。这种标记物的mri伪影不应损害医疗保健专业人员对肿瘤大小的评估，因为肿瘤大小的减小将在癌症患者的管理中提供积极选择。在这方面，通常使用若干标准来评估乳腺癌阶段，诸如肿瘤大小、肿瘤是否已经扩散到淋巴结以及癌症是否已经扩散到身体的其它部位(转移)。可以设想使用肿瘤切除术的乳房保留手术的早期癌症应优选地呈现2cm或更小的肿瘤尺寸。shashla(neoadjuvant chemotherapy in breastcancers(在乳腺癌中的新辅助化疗)，2016年9月，doi：10.1177/1745505716677139)表明较小的肿瘤大小代表良好的预后因素，并且>2cm的残余肿瘤与新辅助化疗后较高的局部肿瘤复发率相关。koh等人(introduction of a new staging system of breast cancer forradiologists：an emphasis on the pronostic stage(为放射科医生介绍一种新的癌症分期系统：强调预后阶段)，january 2019，doi：10.3348/kjr.2018.0231)指示大小低于2cm的肿瘤被分类为t1，并且对应于癌症阶段1或2，其通常是当可以设想乳房保留手术时。较大的肿瘤将更有可能导致更多的根治性手术，例如乳房切除术。因此，非常期望能够在其直径超过2cm时确定mri下的肿瘤的大小，从而能够评估肿瘤是否已经收缩到将允许乳房保留手术的大小。
5、铁磁材料对于产生mri失真是众所周知的，并且这些在科学文献中已经被广泛描述。例如，hargreves等人(metal induced artifacts in mri，2017年8月，doi：10.2214/ajr.11.7364)解释了一些铁磁材料对于mri可能是安全的，但仍将产生显著的伪影。如下文更详细地描述的，伪影主要由铁磁对象(by)生成的磁场的分量生成，该磁场的分量与mri机器产生的主y轴场的方向相同。by的效应是偏移物体附近的质子的局部拉莫尔(larmor)频率，并且如果该偏移足够大，则那些质子将不会出现在由mri机器重建的x-z平面中的正确切片中。
6、gao等人(reduction of artefact of metallic implant in magneticresonance imaging by combining paramagnetic and dimagnetic material(结合顺磁材料和抗磁材料减少磁共振成像中的金属植入物的伪影)，2010年5月，doi：10.1063/1.3352582)已经研究了用于通过用抗磁材料涂覆金属植入物来减小由顺磁材料(诸如圆柱形髋关节和动脉瘤夹)制成的金属植入物引起的mri伪影的大小。这些选择依赖于如下事实：顺磁材料和抗磁材料具有相当幅值的磁化率，使得给定体积的顺磁材料的效果可以被类似体积的抗磁材料消除。然而，它们对于与可植入磁性标记物一起使用是无望的，可植入磁性标记物包括磁化率通常是抗磁材料的磁化率的幅值的1千万至10亿万倍的铁磁材料。
7、铋(众所周知的抗磁材料)具有约-1.66x10-4的体磁化率，但是由于毒性问题和机械加工困难(因为它相对较软并且不可延展)而不适合用于可植入标记物。同时，据报道，石墨具有约-0.16x10-4的体磁化率。
8、因此，本领域需要一种可植入铁磁标记物，其具有良好的感测响应各向同性、长感范围，同时显示小mri伪影。本公开试图提供一种改进的磁性标记物，其具有克服或至少减轻上述缺点中的至少一些的减少的mri伪影。
技术实现思路
1、根据第一方面，提供了一种用于外科手术引导的可植入标记物，其包括由至少一种铁磁材料形成的一个或更多个铁磁元件和由至少一种抗磁材料形成的至少一个抗磁元件，其中，至少一种抗磁材料包括具有基本上各向同性晶粒结构的石墨(即，各向同性石墨)。
2、一个或更多个铁磁元件可以与至少一个抗磁元件并列布置，这意味着抗磁元件和铁磁元件在标记物中彼此相邻定位。令人惊讶的是，已经发现紧邻至少一个抗磁元件的一个或更多个铁磁元件的存在似乎增加了石墨的表观体磁化率。例如，虽然在文献中报道了石墨具有约-0.16x10-4的体磁化率，但是已经发现，在存在一种或更多种铁磁元件的情况下，其表观体磁化率可以增加(使其更负)至约-1.2x10-4。不希望受任何特定理论的束缚，认为在存在磁场(例如1.5t或更大的mri场)的情况下，一个或更多个铁磁元件增加至少一个抗磁元件中的场，从而产生更强的表观体磁化率。在各向同性石墨中已经证明了令人惊讶的效果，然而其它抗磁材料(诸如铋)以及实际上非各向本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于外科手术引导的可植入标记物，所述可植入标记物包括由至少一种铁磁材料形成的一个或更多个铁磁元件和由至少一种抗磁材料形成的至少一个抗磁元件；其中，所述至少一种抗磁材料包括具有基本上各向同性晶粒结构的石墨，并且所述一个或更多个铁磁元件与所述至少一个抗磁元件并置。
2.根据权利要求1所述的可植入标记物，其中，所述石墨具有大于-0.16×10-4的体磁化率。
3.根据权利要求1或2所述的可植入标记物，其中，所述石墨在所述标记物中具有大于-0.9×10-4的表观体磁化率。
4.根据前述权利要求中任一项所述的可植入标记物，其中，所述石墨是等静压石墨。
5.根据权利要求3所述的可植入标记物，其中，所述等静压石墨在所述标记物中具有至少约-1.2×10-4的表观体磁化率。
6.根据权利要求5所述的可植入标记物，其中，所述等静压石墨包含少于300ppm的杂质。
7.根据权利要求5或6所述的可植入标记物，其中，所述等静压石墨包含超过99.9％的碳。
8.根据权利要求4至7中任一项所述的可植入标记物，其中，所述
9.根据权利要求8所述的可植入标记物，其中，所述等静压石墨具有约1.85g/cm3的密度。
10.根据前述权利要求中任一项所述的可植入标记物，其中，所述石墨是热处理石墨。
11.根据前述权利要求中任一项所述的可植入标记物，其中，所述至少一个抗磁元件的总体积是所述一个或更多个铁磁元件的体积的约100倍至10000倍。
12.根据前述权利要求中任一项所述的可植入标记物，其中，所述一个或更多个铁磁元件包括具有至少50的长度与直径(或长度与横截面积的平方根)比的一个或更多个铁磁材料线材或条带。
13.一种可植入标记物，所述可植入标记物包括由铁磁材料形成的多根线材或条带，所述线材围绕至少一个抗磁芯设置或轴向延伸穿过所述至少一个抗磁芯，其中，所述抗磁芯包括至少一个等静压石墨主体，所述至少一个等静压石墨主体具有至少约-0.16x10-4的体磁化率。
14.根据权利要求13所述的可植入标记物，其中，所述等静压石墨具有至少约-1.2x10-4的表观体磁化率。
15.根据权利要求14所述的可植入标记物，其中，所述等静压石墨主体基本上是圆柱形的。
16.根据权利要求14或权利要求15所述的可植入标记物，所述可植入标记物包括围绕所述抗磁芯设置的由铁磁材料形成的一个或更多个螺旋线圈。
17.根据权利要求16所述的可植入标记物，所述可植入标记物包括围绕所述抗磁芯设置的由铁磁材料形成的单个螺旋线圈。
18.根据权利要求16所述的可植入标记物，所述可植入标记物包括由铁磁材料形成的三个线材线圈，所述线材线圈被布置为围绕所述抗磁芯的三螺旋。
19.根据权利要求14至18中任一项所述的可植入标记物，其中，所述抗磁芯具有约1mm的直径和约8mm的长度。
20.根据权利要求14至19中任一项所述的可植入标记物，其中，一根或多根所述线材各自具有约15μm或更小的直径。
21.一种制造用于外科手术的可植入磁性标记物的方法，所述方法包括以下步骤：由至少一种铁磁材料形成一个或更多个铁磁元件；形成至少一个抗磁元件，其中，至少一个抗磁元件包括具有基本上各向同性晶粒结构的石墨，并且此后组装所述一个或更多个铁磁元件和所述至少一个抗磁元件，使得所述一个或更多个铁磁元件与所述至少一个抗磁元件并置；其中，所述一个或更多个铁磁元件和所述至少一个抗磁元件被配置和布置成在存在所施加磁场的情况下产生相互相反的磁矩。
22.根据权利要求21所述的制造可植入磁性标记物的方法，其中，所述石墨是等静压石墨，并且所述方法包括执行等静压工艺以提供所述等静压石墨的步骤。
23.根据权利要求21或22所述的制造可植入磁性标记物的方法，所述方法还包括在超过约2200摄氏度的温度下热处理所述石墨的步骤。
24.一种具有基本上各向同性晶粒结构的石墨在包括一个或更多个铁磁元件的可植入标记物中的用途，所述用途用于减小所述标记物在MRI场中的磁矩，从而最小化由所述标记物产生的伪影的大小。
25.一种用于定位可植入标记物的检测系统，所述系统包括：
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种用于外科手术引导的可植入标记物，所述可植入标记物包括由至少一种铁磁材料形成的一个或更多个铁磁元件和由至少一种抗磁材料形成的至少一个抗磁元件；其中，所述至少一种抗磁材料包括具有基本上各向同性晶粒结构的石墨，并且所述一个或更多个铁磁元件与所述至少一个抗磁元件并置。
2.根据权利要求1所述的可植入标记物，其中，所述石墨具有大于-0.16×10-4的体磁化率。
3.根据权利要求1或2所述的可植入标记物，其中，所述石墨在所述标记物中具有大于-0.9×10-4的表观体磁化率。
4.根据前述权利要求中任一项所述的可植入标记物，其中，所述石墨是等静压石墨。
5.根据权利要求3所述的可植入标记物，其中，所述等静压石墨在所述标记物中具有至少约-1.2×10-4的表观体磁化率。
6.根据权利要求5所述的可植入标记物，其中，所述等静压石墨包含少于300ppm的杂质。
7.根据权利要求5或6所述的可植入标记物，其中，所述等静压石墨包含超过99.9％的碳。
8.根据权利要求4至7中任一项所述的可植入标记物，其中，所述等静压石墨的密度至少为约1.75g/cm3。
9.根据权利要求8所述的可植入标记物，其中，所述等静压石墨具有约1.85g/cm3的密度。
10.根据前述权利要求中任一项所述的可植入标记物，其中，所述石墨是热处理石墨。
11.根据前述权利要求中任一项所述的可植入标记物，其中，所述至少一个抗磁元件的总体积是所述一个或更多个铁磁元件的体积的约100倍至10000倍。
12.根据前述权利要求中任一项所述的可植入标记物，其中，所述一个或更多个铁磁元件包括具有至少50的长度与直径(或长度与横截面积的平方根)比的一个或更多个铁磁材料线材或条带。
13.一种可植入标记物，所述可植入标记物包括由铁磁材料形成的多根线材或条带，所述线材围绕至少一个抗磁芯设置或轴向延伸穿过所述至少一个抗磁芯，其中，所述抗磁芯包括至少一个等静压石墨主体，所述至少一个等静压石墨主体具有至少约-0.16x10-4的体磁化率。
14.根据...
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