СИСТЕМА И РУЧНОЙ ЗОНД ДЛЯ НЕИНВАЗИВНОГО АНАЛИЗА В РЕЖИМЕ РЕАЛЬНОГО ВРЕМЕНИ ТКАНЕЙ ТЕЛА

1. Система (10) для неинвазивного анализа ткани исследуемого субъекта для установления различия между разными видами ткани, включая нервы, мышцы и кровеносные сосуды, причем система содержит:
ручной зонд (15), содержащий корпус (16), выполненный из неферромагнитного материала и содержащий рабочий конец (17);
источник (18) магнитного поля, расположенный внутри корпуса и выполненный с возможностью возбуждения по существу однородного неизменяемого во времени магнитного поля в пределах объема ткани, характеризующегося напряженностью магнитного поля в диапазоне 0,02-0,75 Тл в пределах указанного объема ткани; и
по меньшей мере одну катушку (19) индуктивности, расположенную внутри источника магнитного поля и выполненную с возможностью приема сигналов ВЧ-возбуждения в конкретном диапазоне частот, относящемся к напряженности магнитного поля, причем указанная по меньшей мере одна катушка индуктивности в ответ на магнитное поле и сигналы ВЧ-возбуждения генерирует сигналы электромагнитного возбуждения в направлении, по существу перпендикулярном направлению линий указанного магнитного поля, чтобы, таким образом, намагнитить срез живой ткани, причем указанный срез характеризуется глубиной и толщиной, которые представляют собой заданную функцию напряженности магнитного поля, при этом только живая ткань в указанном срезе генерирует электромагнитный отклик на сигналы ядерного спинового эха;
генератор (20) сигналов, соединенный по меньшей мере с одной катушкой индуктивности и выполненный с возможностью генерирования частоты ВЧ-возбуждения, которая представляет собой функцию соответствующего электромагнитного отклика каждого среза;
блок (21) приема, соединенный по меньшей мере с одной катушкой индуктивности и выполненный с возможностью приема от нее электромагнитного отклика и генерирования данных измерения, характеризующих его; и
блок (25) управления, соединенный с генератором сигналов для генерирования заданных временных шаблонов сигналов ВЧ-возбуждения, причем блок управления также соединен с блоком приема и в ответ на электромагнитный отклик обрабатывает данные измерения и получает от живой ткани данные, характеризующие сигналы ядерного спинового эха, для определения кривых релаксации, характеризующихся временными постоянными Т1 и Т2, статистической обработки кривых релаксации для определения на их основании вида ткани, возбужденной зондом;
отличающаяся тем, что:
предусмотрена более чем одна катушка индуктивности, и генератор (20) сигналов выполнен с возможностью подачи на каждую катушку индуктивности соответствующего сигнала ВЧ-возбуждения в различных, но взаимодополняющих диапазонах частот для одновременного возбуждения множества срезов на последовательных значениях глубины ткани тела, и
блок (25) управления в ответ на электромагнитные отклики, принятые от указанного множества срезов, определяет кривые релаксации для каждого среза и определяет на их основании, какой вид ткани возбужден зондом в каждом срезе из группы, состоящей из нервов, мышц и кровеносных сосудов.
2. Система по п. 1, в которой блок управления выполнен с возможностью осуществления в режиме реального времени выборки заданных данных, характеризующих множество групп кривых релаксации, причем каждая группа образует по меньшей мере одну характеристическую кривую, соответствующую специфичному известному виду ткани и экспоненциально спадающую при соответствующей заданной временной постоянной Т2, а также анализа данных измерения в режиме реального времени для определения того, какой группе кривых релаксации лучше всего соответствуют данные измерения, для идентификации вида ткани, соответствующего данным измерения.
3. Система по п. 1 или 2, в которой блок управления выполнен с возможностью осуществления в режиме реального времени выборки заданных данных, характеризующих множество групп кривых релаксации, причем каждая группа образует по меньшей мере две характеристические кривые, соответствующие специфичному известному виду ткани и имеющие заданные временные постоянные Т1 и Т2, а также анализа данных измерения в режиме реального времени для определения того, какой группе кривых релаксации лучше всего соответствуют данные измерения, для идентификации вида ткани, соответствующего данным измерения.
4. Система по п. 2 или 3, в которой блок управления выполнен с возможностью пополнения указанных заданных данных временными постоянными и весовыми коэффициентами для различных экспонент, определенных из данных измерения, для обеспечения анализа последующих измерений на основании постоянно пополняющейся базы данных, накапливаемых в ходе текущей эксплуатации, и, таким образом, уменьшения времени обработки.
5. Система по п. 4, в которой блок управления выполнен с возможностью определения того, какой группе кривых релаксации лучше всего соответствуют данные измерения менее чем через 5 секунд после начала измерения.
6. Система по любому из пп. 2-5, в которой перед применением зонд откалиброван для получения и хранения указанных кривых релаксации.
7. Система по любому из предыдущих пунктов, в которой рабочий конец (17) корпуса (16) имеет цилиндрическое поперечное сечение.
8. Система по п. 7, в которой диаметр рабочего конца корпуса находится в диапазоне 2-30 мм.
9. Система по любому из предыдущих пунктов, в которой частота ВЧ-возбуждения находится в диапазоне 2-20 МГц.
10. Система по любому из пп. 1-9, в которой по меньшей мере одна из указанных катушек (19) индуктивности обычно соединена с генератором (20) сигналов и блоком (21) приема посредством дуплексера (26), вследствие чего по меньшей мере одна катушка индуктивности генерирует частоту ВЧ-возбуждения и принимает отклик в различные интервалы времени.
11. Система по любому из пп. 1-9, содержащая множество катушек индуктивности, причем по меньшей мере одна первая катушка индуктивности соединена с генератором сигналов и по меньшей мере одна вторая катушка индуктивности соединена с блоком приема, причем указанные первая и вторая катушки индуктивности задействуются во время разных интервалов времени для генерирования частоты ВЧ-возбуждения и приема отклика.
12. Система по любому из пп. 1-11, в которой источник (18) магнитного поля содержит пару внешних дугообразных участков (30), каждый из которых характеризуется первой магнитной полярностью, и пару внутренних участков (31), каждый из которых характеризуется второй магнитной полярностью, противоположной первой магнитной полярности, причем по меньшей мере одна катушка индуктивности расположена в кольцевом зазоре (32) между внешними и внутренними участками.
13. Система по п. 12, в которой внешние и внутренние участки характеризуются наличием соответствующих контуров, расположенных на окружностях с разными радиусами.
14. Система по п. 13, в которой соответствующий радиус внешних участков составляет менее 10 мм.
15. Система по любому из пп. 12-14, в которой внутренние участки (31) ниже, чем внешние участки (30), и поддерживаются таким образом, что соответствующие торцевые поверхности внутренних и внешних участков лежат в одной плоскости.
16. Система по любому из предыдущих пунктов, в которой множество катушек расположены друг над другом в кольцевом зазоре между внутренними и внешними участками.
17. Система по любому из предыдущих пунктов, содержащая множество зондов, каждый из которых предназначен для возбуждения разных частей ткани тела.
18. Ручной зонд (15) для неинвазивного анализа ткани исследуемого субъекта для установления различия между разными видами ткани, включая нервы, мышцы и кровеносные сосуды, причем ручной зонд содержит:
корпус (16), выполненный из неферромагнитного материала и содержащий рабочий конец;
источник (18) магнитного поля, расположенный внутри корпуса и выполненный с возможностью возбуждения по существу однородного неизменяемого во времени магнитного поля в пределах объема ткани, характеризующегося напряженностью магнитного поля в диапазоне 0,02-0,75 Тл в пределах указанного объема ткани; и
по меньшей мере одну катушку (19) индуктивности, расположенную внутри источника магнитного поля и выполненную с возможностью приема сигналов ВЧ-возбуждения в конкретном диапазоне частот, относящемся к напряженности магнитного поля, причем указанная по меньшей мере одна катушка индуктивности в ответ на магнитное поле и сигналы ВЧ-возбуждения генерирует сигналы электромагнитного возбуждения в направлении, по существу перпендикулярном направлению линий указанного магнитного поля, чтобы, таким образом, намагнитить срез живой ткани, причем указанный срез характеризуется глубиной и толщиной, которые представляют собой заданную функцию напряженности магнитного поля, при этом только живая ткань в указанном срезе генерирует электромагнитный отклик на сигналы ядерного спинового эха;
причем по меньшей мере одна катушка индуктивности выполнена с возможностью приема частоты ВЧ-возбуждения, которая представляет собой функцию соответствующего электромагнитного отклика каждого среза, и направления частоты ВЧ-возбуждения на ткань тела указанного субъекта; и
причем по меньшей мере одна катушка индуктивности дополнительно выполнена с возможностью приема электромагнитного отклика от ткани тела и передачи электромагнитного отклика на внешний блок для последующего анализа;
отличающийся тем, что:
источник (18) магнитного поля содержит пару внешних дугообразных участков (30), каждый из которых характеризуется первой магнитной полярностью, и пару внутренних участков (31), каждый из которых характеризуется второй магнитной полярностью, противоположной первой магнитной полярности, причем по меньшей мере одна катушка индуктивности расположена в кольцевом зазоре (32) между внешними и внутренними участками.
19. Зонд по п. 18, в котором рабочий конец (17) корпуса (16) имеет цилиндрическое поперечное сечение.
20. Зонд по п. 19, в котором диаметр рабочего конца корпуса находится в диапазоне 3-8 мм.
21. Зонд по любому из пп. 18-20, в котором внешние и внутренние участки характеризуются наличием соответствующих контуров, расположенных на окружностях с разными радиусами.
22. Зонд по п. 21, в котором соответствующий радиус внешних участков составляет менее 10 мм.
23. Зонд по любому из пп. 18-22, в котором внутренние участки (31) ниже, чем внешние участки (30), и поддерживаются таким образом, что соответствующие торцевые поверхности внутренних и внешних участков лежат в одной плоскости.
24. Зонд по любому из пп. 18-23, в котором множество катушек расположены друг над другом в кольцевом зазоре между внутренними и внешними участками.
25. Зонд по любому из пп. 18-24, в котором источник (18) магнитного поля имеет в целом пирамидальную форму с вершиной (33), причем по меньшей мере одна катушка (19) расположена на вершине.
26. Зонд по любому из пп. 18-24, в котором источник (18) магнитного поля имеет форму усеченного конуса с концом (34), причем по меньшей мере одна катушка (19) расположена на этом конце.
27. Зонд по любому из пп. 18-24, в котором источник (18) магнитного поля характеризуется в целом изогнутой формой (35), в центре и на противоположных концах которой расположены соответствующие катушки (19).
28. Зонд по любому из пп. 18-24, в котором источник (18) магнитного поля имеет в целом форму полого тороида (36), вдоль внутренних поверхностей которого расположены соответствующие катушки (19).
29. Зонд по п. 28, содержащий по меньшей мере четыре катушки, каждая из которых находится на противоположном конце взаимно перпендикулярных внутренних диаметров тороида.
30. Зонд по любому из пп. 18-24, в котором источник (18) магнитного поля содержит внутренний цилиндр (37) и внешний цилиндр (38), причем по меньшей мере одна катушка (19) установлена на конце внутреннего цилиндра (37).
31. Зонд по любому из пп. 18-24, в котором источник (18) магнитного поля содержит противоположные боковые стенки (39, 40), на каждой из которых размещены катушки (19) и которые имеют надлежащие размеры для введения конечности пациента.