用於重疊的磁共振斷層成像和正電子發射斷層成像的裝置的製作方法

2023-05-13 14:19:41

專利名稱：用於重疊的磁共振斷層成像和正電子發射斷層成像的裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於重疊的磁共振斷層成像和正電子發射斷層成像的裝置。
背景技術：
近年來在醫療診斷中除了磁共振斷層造影(MR)，越來越廣泛地應用正電 子發射斷層造影(PET)。 MR是一種用來顯示身體內部的結構和剖面圖的成像 方法，而PET則可以顯示和量化體內新陳代謝活動。
PET利用了正電子輻射源和正電子湮滅的特別的特徵，以便量化地確定器 官或細胞區域的功能。在此，在檢查之前給予患者用放射性核素標記的放射性 藥物。放射性核素在衰變的情況下放出正電子，該正電子在經過短距離後與電 子發生相互作用，由此產生所謂的湮滅。在此，產生兩個伽馬量子，它們以相 反方向(錯開180。)相互飛出。伽馬量子由兩個相對的PET探測器模塊在確定 的時間窗之內採集(相合測量)，由此在該兩個探測器模塊之間連線上的一個位 置上確定湮滅位置。
為了探測，在PET情況下探測器模塊通常必須覆蓋機架弧長的大部分。該 探測器模塊按幾個毫米的邊長劃分為探測器元件。每個探測器元件在探測伽馬 量子時產生一個事件標誌，該事件標誌說明時間以及探測位置、即相應的探測 器元件。該信息被傳輸至快速邏輯並且被比較。如果兩個事件在一個時間上的 最大間隔上同時發生，則在兩個相應的探測器元件之間的連線上發生伽馬衰變 過程。利用斷層造影算法、即所謂的反投影來進行PET圖像的重建。
在MR-PET系統中PET探測器要被遮蔽高頻系統的高頻輻射。在公知的 MR-PET系統中HF系統位於PET機架內的支承管上，該PET機架又被安裝在 梯度線圈內。概念"遮蔽"和"屏蔽"被同義地使用。PET機架的屏蔽例如可 以通過如下進行，在其內表面安裝常規的HF屏蔽件(HF-Schirm)。 PET探測 器在公知的解決方案中分別具有各自的HF屏蔽件，由此需要許多屏蔽件。這些屏蔽件例如具有由開槽的銅箔與作為載體的薄電介體組成的雙層的結構。在
此銅箔例如為9pm厚。在這樣的結構中產生如下問題，在PET探測器的屏蔽件 中通過梯度場激勵出導致振動和發熱的渦流。由于振動，PET探測器的電子部 件被機械地加載，而發熱則會移動在探測器中存在的雪崩光電二極體的工作點。 這分別取決於PET-MR系統的梯度活動。

發明內容
本發明要解決的技術問題是，提供一種包括改善的屏蔽的組合的MR-PET 系統。
按照本發明，上述技術問題的解決是通過一種用於重疊的磁共振斷層成像 和正電子發射斷層成像的裝置實現的。
用於重疊的磁共振斷層成像和正電子發射斷層成像的裝置包括梯度線圈 和PET單元，其中，PET單元被設置在梯度線圈內並且具有屏蔽高頻輻射的第 一屏蔽件，該屏蔽件部分地包圍PET單元。梯度線圈具有屏蔽高頻輻射的第二 屏蔽件。第一屏蔽件和第二屏蔽件被連接為一個至少部分封閉的屏蔽件。所描 述的裝置特別具有如下優點，PET單元通過兩個屏蔽件優選地完全封閉地屏蔽 高頻輻射。封閉的屏蔽件的兩部分的實施方式的另一個優點是，由於第一屏蔽 件僅部分地包圍PET單元，使得無需去除屏蔽件，就可以到達至所包含的PET 探測器的服務側的入口。在僅部分地屏蔽PET單元情況下問題是，高頻場特別 會環繞在PET單元的末端，儘管其僅僅由位於PET單元內的MR-PET系統的 HF單元輻射。就此而言更全面的屏蔽件顯著改善屏蔽高頻輻射的屏蔽特性。
在本發明的優選實施方式中，在梯度線圈和PET單元之間設置密封單元， 該密封單元被構造為連接第一和第二屏蔽件。這樣的密封單元在公知的MR系 統中已經被採用，以封閉在徑向交錯設置的組件之間的縫隙，並且因此減少聲 波的擴散。由此降低了噪聲產生。
優選地，密封單元可以實施為可排空的墊子。這樣的墊子在MR系統中已 經被用來封閉縫隙。為了更簡單地插入到相應縫隙中而排空墊子並且因此減小 體積。在排空的狀態將其插入到縫隙中並且緊接著又用空氣或者其它氣體或材 料填充。由此最佳地封閉縫隙。
墊子的表面優選地包括這樣構成的金屬層，通過該金屬層可以將第一屏蔽 件和第二屏蔽件相連。通過金屬化的表面可以在插入墊子的同時電容性地連接兩個屏蔽件，使得產生閉合的屏蔽件。為了改善接觸而使用焊點。
為了改善對HF輻射的屏蔽，在優選的實施方式中用吸收HF的材料來填 充墊子。


對照附圖在下面對實施例的描述中給出本發明的其它優點和實施方式。其
中
圖1示出了 MR-PET組合設備的示意圖，
圖2示出了本發明的優選實施方式的示意圖，以及
圖3示出了本發明的替換實施方式。
具體實施例方式
本發明的實施例優選地被使用在組合的MR-PET設備上。組合的設備具有 如下優點，可以同心地獲得MR數據和PET數據。這使得可以利用第一模態 (PET)的數據精確定義在感興趣區域內的檢查體積，並且在另一模態(例如 磁共振)中使用該信息。儘管可以從外部的PET設備向MR設備傳輸感興趣區 域的體積信息，但是這提高了用於配準數據的費用。通常可以在PET數據組上 選出的感興趣區域上確定所有利用磁共振或其它成像方法可確定的數據。例如 代替光語學數據，還可以在感興趣區域中藉助磁共振檢查獲得fMRI數據、擴 散圖(DiffUsions-Karte )、 Tl或T2加權圖像或者定量參數圖。同樣，可以應用 計算機斷層成像方法(例如灌注測量、多重能量成像)或X射線方法。所描述 的方法的優點分別在於，藉助PET數據組非常有針對性地將感興趣區域縮小到 患者特定出現的病理。
但是作為補充，也可以通過使用多種所謂示蹤物在PET數據組中表示不同 的生物學特徵，並且因此進一步優化感興趣區域以及由此確定的體積，或者一 次選擇多個不同的檢查體積，然後在隨後的檢查中分析這些檢查體積。
圖1示出了用於重疊的MR和PET圖像顯示的公知裝置1。裝置1由公知 的MR管2組成。MR管2定義了一個垂直於圖1的圖平面延伸的縱向z。
如在圖1中所示，在MR管2內同軸地圍繞縱向z成對相對設置了多個PET 探測單元3。 PET探測單元3優選地由APD光電二極體陣列5以及電氣放大電 路(AMP) 6組成，該APD光電二極體陣列具有連接在前的、由LSO晶體4組成的陣列。但是，本發明不限於具有APD光電二極體陣列5和連接在前的由 LSO晶體4組成的陣列的PET探測單元3 ，而是可以使用其它類型的光電二極 管、晶體和裝置用於探測。
通過計算機7實現了圖像處理以便進行重疊的MR和PET圖像顯示。
MR管2沿著其縱向z定義了圓柱形的第一視野。多個PET探測單元3沿 著縱向z定義了圓柱形的第二視野。根據本發明PET探測單元3的第二碎見野基 本上與MR管2的第一視野一致。這一點是通過相應地匹配PET探測單元3沿 著縱向z的設置密度來實現的。
圖2示意性示出了通過MR-PET系統的上半部分的斷面圖。在MR-PET系 統的外部區域顯示了》茲體101,該,茲體徑向環繞地定義了 Z軸103。在^茲體101 內部安裝有徑向環繞的梯度線圏105。在梯度線圈105內部又安裝了 PET機架 107。 PET機架107離梯度線圏105有一個距離。在PET機架107內部以另一 個距離設置徑向環繞的高頻線圏(身體線圏)109。在PET機架107內部包含 了此處未示出的具有電子組件的PET探測器。在PET機架107內側上設置了例 如由兩層9(im厚的開槽的銅箔構成的屏蔽件111。屏蔽件lll在PET機架107 的端面具有兩個^炎113和113'。屏蔽件111的另外兩個,殳115和115'^皮i殳置在 PET機架107的外側。梯度線圏105的內側設置了屏蔽件117。屏蔽件117經 過電容性的耦合元件119與屏蔽件111的段115以及115'電容性地耦合。由此 屏蔽件111和117連接為PET機架107的完整的屏蔽件。
然而PET機架107本身在外側是開放的並且不被屏蔽件覆蓋，從而在將 PET機架107從MR-PET系統中去除的情況下，無需打開屏蔽件111，就可以 對此處未示出的PET探測器進行維護工作。在此，特別是不必單獨地屏蔽PET 探測器。
為了進一 步改善PET探測器的屏蔽，例如可以通過合適的材料更強高頻衰 減地實施PET機架107。此處，例如可以釆用碳纖維加強的塑料(CFK)或者 具有衰減的填充材料的灌注材料。
在梯度線圏105和PET機架107之間以及在PET機架107和HF線圈109 之間的縫隙121可以附加地或者可選地用可排空的墊子來填塞，該墊子是用吸 收高頻的海綿材料填充的。可以附加於耦合元件119和119'或者代替耦合元件 119和119'而使用墊子。在後一種情況下，墊子具有金屬化的表面，以便可以 產生在屏蔽件111和117之間的連接。在這種情況下墊子代替耦合元件119和119'。
圖3示出了本發明的替換實施方式。原理上的基本結構與圖2中示出的相 同。但是，在此屏蔽件117不是電容性地與屏蔽件lll耦合，而是電氣地與屏 蔽件111的尾部123和123'相連。這例如可以經過焊接連接來實現。其餘的實 施方式可以類似於在圖2中示出的結構來實施。
權利要求
1. 一種用於重疊的磁共振斷層成像和正電子發射斷層成像的裝置，具有梯度線圈和正電子發射斷層造影單元(PET單元)，其中該PET單元被設置在該梯度線圈內部，並且具有屏蔽高頻輻射的第一屏蔽件，該第一屏蔽件部分地環繞該PET單元，並且在該梯度線圈上設置屏蔽高頻輻射的第二屏蔽件，其特徵在於，所述第一屏蔽件與第二屏蔽件連接為至少部分封閉的屏蔽件。
2. 根據權利要求1所述的裝置，其中，所述第一屏蔽件和第二屏蔽件通過 連接部件直接電氣耦合。
3. 根據權利要求2所述的裝置，其中，所述第二屏蔽件和所述連接部件被 整體地實施並且可以經過連接點與所述第 一屏蔽件相連。
4. 根據權利要求1所述的裝置，其中，所述第一屏蔽件和第二屏蔽件通過 電容性的元件耦合。
5. 根據權利要求1所述的裝置，其中，在所述梯度線圈和所述PET單元 之間設置密封單元，該密封單元被構造為用於連接所述第一屏蔽件和第二屏蔽 件。
6. 根據權利要求5所述的裝置，其中，所述密封單元被實施為可排空的墊 子，其中。所述墊子的表面包括如下構成的金屬層通過該金屬層可以連接所 述第 一屏蔽件和第二屏蔽件。
7. 根據權利要求5或6所述的裝置，其中，所述墊子包括具有吸收高頻輻 射的特性的材料。
8. 根據權利要求1至7中任一項所述的裝置，其中，所述PET單元包括 支承管和PET探測器，其中，該支承管包括碳纖維加強的塑料。
9. 根據權利要求1至8中任一項所述的裝置，其中，所述PET單元包括 支承管和PET探測器，其中該支承管包括灌注材料，該灌注材料包含具有吸收 高頻輻射的特性的材料。
10. 根據權利要求1至9中任一項所述的裝置，其中，所述屏蔽件被實施 為多層。
全文摘要
一種用於重疊的磁共振斷層成像和正電子發射斷層成像的裝置，具有梯度線圈和正電子發射斷層造影單元(PET單元)。PET單元被設置在該梯度線圈內部，並且具有屏蔽高頻輻射的第一屏蔽件，該第一屏蔽件部分地環繞該PET單元，並且在該梯度線圈上設置屏蔽高頻輻射的第二屏蔽件。所述第一屏蔽件與第二屏蔽件連接為至少部分封閉的屏蔽件。這使得PET單元具封閉的屏蔽件，該屏蔽件通過其兩部分的結構使得可以容易地進行維護。
文檔編號A61B5/055GK101449975SQ200810178289
公開日2009年6月10日 申請日期2008年11月19日 優先權日2007年12月6日
發明者史蒂芬·斯託克, 沃爾夫岡·倫茲 申請人:西門子公司