尤其應用於以mr或pet為基礎的成像法的體模的製作方法

2023-12-11 20:43:17

專利名稱：尤其應用於以mr 或pet 為基礎的成像法的體模的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種尤其應用於以MR或PET為基礎的成像法的體模，包括一個構成內容積邊界的空心基體，其中，所述內容積通過至少一個隔離件分成至少兩個容積段。
背景技術：
在以磁共振(MR)為基礎的成像法中，出現磁場，尤其其磁場強度的空間分布，偏離其理論上的規定值或計算值，由此形成圖像幾何失真。這尤其在採用以一種在量上準確幾何描繪檢查對象要檢查區域為基礎的方法時是不利的，因為這樣一來會決定性地降低所生成圖像的判斷準確性。在已知通過體模提供的方法中，探測在一個確定的MR頻率下出現的幾何失真。體模涉及一種構成內容積邊界的空心基體，其中充填一種介質，往往是水，因為它有一種與人體組織類似的射束透射性。但是當實施MR成像法時，尤其在採用建立的磁場有高於3特斯拉的高基本場強度的情況下，由於過高的介電效應，引起信號強度的劇烈變動，因此當磁場強度在3特斯拉以上時，用大的體模容積不能得到令人滿意的結果。提供的補救措施是，使用油取代水作為充填在體模內的流體。在組合應用以MR和PET為基礎的成像法時存在必要性，用一個體模既生成具有活性的PET圖像數據，也生成MR圖像數據。這可以例如為了測試PET衰減校正所需要的。在這種情況下加入和混合充填油的體模的活性是較難的，因為活性溶於水中，這導致操作者明顯加長的曝露時間。在這方面建議，將活性液體轉變為一種油-水乳劑。當然，這種方法由於長時間曝露導致操作者承受嚴重的放射性負荷。此外，由於油的所謂「化學移位(chemical Shift) 」， 限制MR成像的可能性。由DE102005045679B3已知一種採用有MRI體模的成像的核自旋共振(MRI)裝置和一種確定磁場均勻性的方法。在這裡，具有一個構成內容積邊界的空心基體的MRI體模藉助隔離件分離，由此形成一個主室和一個分室。其中主室與分室毗鄰為，使一個氣泡可以通過改變MRI體模在重力場內的空間定向進入分室內。由US2008/(^655882A1已知一種MRI或MRS體模，在體模外殼內設多個分部，它們可各自獨立地充填一種流體。由US4818943已知一種用於成像系統的體模，其中，體模有一個圓柱形外殼，它具有一條中心線和一個確定的內容積。在這裡，所述內容積藉助隔離件分隔，從而形成兩個可充填不同流體的腔室。

發明內容
因此本發明要解決的技術問題是提供一種體模，即使在高基本場強度的條件下， 仍能使用於以磁共振為基礎的成像法領域內。按本發明上述技術問題通過一種前言所述類型的體模得以解決，其特徵在於，隔離件或其一部分由泡沫材料製成。本發明基於下述思想以體模基體為邊界的內容積藉助所述至少一個隔離件分成至少兩個容積段，因為通過這些與原始內容積相比較小的容積段減少了介電效應，並因而尤其在有高基本場磁場強度，例如在3特斯拉以上時，可以使信號強度的變化減小到最低程度。由此即使在高基本場磁場強度時，尤其為了探測幾何失真也能更好地或正常地使用體模。將基體的內容積分成至少兩個容積段，不僅理解為內容積兩半分割，同樣可以藉助隔離件將內容積分成多個大小不同的容積段。若內容積包括多個隔離件，則相應地可設想構成多個相同或不同大小的容積段。同樣可能的是，構成同樣大小容積段的不同分量 (Teilmengen)。通過一個或多個隔離件適當的幾何設計，體模以基體為邊界的內容積因而可以分成任意樣式的容積段。基體的形狀優選地設計為橢圓體，儘管其他形狀是同樣可能的。有利地，隔離件用一種電介質常數儘可能小的材料製成。按本發明，隔離件或其一部分由泡沫材料製成。有不同密度、孔隙率、硬度等的泡沫材料，可以用不同的材料並與之相應的特性帶寬製造。按本發明，作為隔離件的材料優選地使用例如以聚氨酯為基的閉孔硬泡沫塑料。當然原則上為構成隔離件可以考慮所有類型的泡沫材料，如塑料泡沫材料、礦物泡沫材料等。隔離件可設計為，使容積段互相連通，或使容積段彼此完全分隔。在容積段互相連通的情況下，整個體模如後面說明的那樣可以藉助單個充填孔充填或必要時排空。通過連通容積段可能出現的增大介電效應是可以容忍的。完全隔離的容積段不顯示這種效應，但在其充填或排空時比較麻煩。按本發明的一項擴展設計，隔離件至少部分在邊緣與基體連接。相應地可以設想， 隔離件與基體的邊緣連接為，使這些容積段可以連通或存在至少兩個彼此完全隔離的容積段。在後面這種情況下，隔離件在至少兩個點處與基體的邊緣連接，也就是說，例如一個容積段封閉在隔離件與在隔離件和基體邊緣兩個連接點之間延伸的邊緣段之間。隔離件在其面積內可以有至少一個通孔或有至少一個邊緣缺口。在後面這種情況下，通過一個或多個相應設計的隔離件，造成由它們構成的容積段的連通。在邊緣的缺口可例如是這種形式，亦即將它們設計為幾乎完全圍繞隔離件，從而使之僅通過一個例如固定接片狀的接頭可安裝或已安裝在基體邊緣上。同樣，例如可以規定，沿隔離件周向有規律或無規律地布置相應的缺口。與之不同或作為補充，可以在隔離件面積內設至少一個孔。該孔可設計為不同形狀，例如不採用圓或四邊形的形狀。當然這些實施形式也適用於在基體內配置的多個隔離件。隔離件可以是片狀和/或有三維的形狀和/或設計為在內容積內部構成至少一個單獨封閉的子容積的空心體。片狀隔離件尤其沿兩個空間方向延伸通過基體的內容積，此時第三個空間方向沿隔離件的厚度並將內容積基本上分成兩個容積段。根據片的尺寸，可以使如此構成的容積段能夠連通或不能連通。三維的形狀例如通過片的折彎、曲拱或其它變形造成。在這種情況下原則上隔離件均勻或不均勻地沿彼此成直角正交的三個空間軸延伸。由隔離件本身構成的成為一個單獨封閉的內容積邊界的空心體，可例如通過隔離件長方六面體形狀或球形或橢圓形的設計造成。同樣可以想像空心體式隔離件同樣構成一個單獨封閉內容積的其他幾何形狀。一個空心體式隔離件在其內容積中可以與上述類似同樣有一些不同的隔離件。在這方面有利的是，由空心體式結構的隔離件構成的內容積可通過至少一個單獨的充填孔充填一種液體介質。因此可以將一種介質充填到內容積中或從此內容積排出。必要時可以設軟管狀充填通道，它們例如從基體邊緣的充填孔，通過基體的內容積，向空心體式結構隔離件的充填孔延伸。此外，隔離件可以包括多個布置在不同空間平面內和/或互相平行布設的區段， 和/或多個隔離件布置在不同空間平面內和/或互相平行排列。與此相應地，基體內容積可分成一些多維結構的容積段。在這裡一個隔離件本身可設計為，它在一些相應的空間平面內延伸，或例如蛇曲狀包括一些基本上互相平行延伸的區段在內容積中或在部分內容積中延伸。作為補充，在多個隔離件的情況下，它們可以互相成夾角，例如直角正交地，布置在相應的空間位置上。同樣可以設想例如多個隔離件的一種堆疊式平行布設方式。總之，在由內容積構成的三維空間內，內容積可以不同地分割為相應的容積段。按本發明的一項擴展設計，隔離件可以有多個不同材料製成的區段，和/或多個隔離件由不同材料構成。第一種情況涉及隔離件分段式分成一些不同的構成此隔離件的區段，它們的材料性質不同，也就是說這些區段由不同材料構成，以及例如通過粘結、熔焊、釺焊等互相穩定連接。同樣可以設想一些用於連接這些構成此隔離件的區段的機械連接手段。此外可以採用一個或多個由同一種材料制的隔離件，然而設計有不同的性質梯度。若在基體內部設多個隔離件，則存在這樣的可能性，即，將這些隔離件在各自使用的材料方面設計為相同或不同。構成一個或多個隔離件的材料有利地有小的電介質常數。 此外隔離件可分成一些分段式區段，它們由不同的泡沫材料製成。在這方面同樣可以理解，在隔離件不同區段中泡沫材料的性質不同，所以所述隔離件例如有一種密度梯度。這種或這些泡沫材料優選地有小的電介質常數。隔離件或其一部分可同樣有一種夾層結構。已知，所述夾層結構尤其由輕型結構組成，以及其特徵主要在於兩個在上側與下側包圍中間層的承力的面層。夾層結構就其重量而言有良好的機械性能，而且尤其有很強的抗彎剛性。中間層可恰當地由空氣夾層構成， 由此例如存在可能性，按不同的解剖學規定來構成一個肺的分段。當然同樣可以設想其他類型的夾層結構。與上述類似，通過夾層結構力求隔離件儘可能小的電介質常數。隔離件不必製成整體的夾層結構，確切地說可以由一個個獨立或相連的夾層結構區段組成。按本發明的一項擴展設計，在內容積的內部除所述的隔離件外設置至少一個構成獨立子容積的物體。因此，所述物體可看作獨立的部分，它尤其用於描繪規定的組織類型， 因此它可以仿做這些組織類型的形狀和材料。例如此物體可以在所述被它圍繞的子容積內包含一種含脂肪的物質或由這種含脂肪的物質構成。所述物體因而可以設計為實心體或空心體。可以設想將物體固定在隔離件上或基體邊緣的壁上。為此可考慮粘結，在這裡同樣可以採取其他用於固定的措施。若所述物體設計為空心體，則恰當的是，通過它構成的子容積可通過至少一個單獨的充填孔充填一種介質。必要時，由單獨空心體構成的內容積的充填孔，可經由一個通過體模基體的內容積延伸的軟管狀充填通道，與相應地設計在基體上的充填孔連接，從而以此方式提供可能性，將介質如下文說明的那樣，導入所述單獨空心體的內容積內或從那裡排出。內容積優選地可通過至少一個充填孔充填一種液體介質，尤其水。因此通過此充填孔為體模充填一種液體介質，也就是說，液體介質充填到體模的基體內，由此使體模具有工作能力。液體介質優選水，儘管在特殊情況下也可以在體模的機體內充填一種液體。若體模有互相連通的容積段，則如已提及的那樣存在可能性，通過單個充填孔為整個內容積充填。相反，若採用相互隔離的容積段，則必須通過一些單獨的充填孔來充填這些容積段。 當然每個充填孔可藉助適用的封閉裝置關閉，從而使液體不可能無意中從體模流出。如上所述的體模尤其可以充填水，它可以用一种放射性物質代替。這种放射性物質可以產生一種可在PET中探測的活性。因此這種體模可尤其使用於MR-PET混合式儀器的校準、維護、檢驗和/或投入運行。它如上面已說明的那樣特別好地適用於MR成像並與此同時用於PET成像，以及能方便和可靠地操作。


由下面說明的實施例並藉助附圖提供本發明的其他優點、特徵和詳情。
圖1表示按本發明第一種實施形式的體模前視原理圖2表示按圖1的體模俯視圖3表示按本發明第二種實施形式的體模前視原理圖4表示按圖3的體模俯視圖5表示按本發明第三種實施形式的體模前視原理圖6表示按圖5的體模俯視圖7表示按本發明第四種實施形式的體模前視原理圖8表示按圖7的體模俯視圖9表示按本發明第五種實施形式的體模前視原理圖10表示按圖9的體模俯視圖11表示按本發明第六種實施形式的體模前視原理圖；以及
圖12表示按圖11的體模俯視圖。
具體實施例方式圖1表示按本發明第一種實施形式的體模1前視原理圖，圖2表示相應的俯視圖。 可以看出，體模1有一個空心基體2，它構成一個充填水的內容積3的邊界。在基體2內部設三個縱向穿過它的隔離件4，它們分別安裝在體模1的縱側上，從而將內容積3分成四個封閉的容積段5。由此可以尤其在高基本場磁場強度，例如在3特斯拉以上時，補償介電效應，從而使體模不僅在MR成像的範疇而且除此之外在PET成像的範疇具有工作能力。每個由隔離件4構成的容積段5可通過一個為其配設的封閉孔10充填或排空。所述體模1優選地有橢圓形橫截面(見圖1)，作為舉例在相對置的主頂點6、7之間的距離約35cm，以及作為舉例在相對置的副頂點8、9之間的距離約20cm。體模1長度的尺寸例如約15至25cm。當然其他尺寸也是可能的，同理，體模1的形狀可不同於橢圓形，也就是說，同樣可以存在圓形或矩形橫截面的體模1。隔離件4由例如以聚氨脂為基的閉孔硬泡沫塑料組成，它們有小的電介質常數。這些隔離件4在其自由端與體模1基體2的邊緣粘結。隔離件4的厚度例如約為8mm。除了隔離件4用硬泡沫塑料製造的實施形式外，同樣可以設想一個或多個或所有隔離件4的夾層結構，在這種情況下優選的是，面層用泡沫材料組成以及設在面層之間的中間層設計為單純的空氣容積，從而以此方式可相似於人體解剖學成像一個肺的分段。圖3表示按本發明第二種實施形式的體模1前視原理圖，圖4表示體模1相應的俯視圖。與上面在圖1、2中表示的實施形式的主要區別在於，在前後平行布設的三個片狀隔板4的每一個中，有一個總是設在中心的橢圓形通孔11。相應地，由隔離件4構成的容積段5可以連通，這同樣意味著，所述體模1為了用液體介質，在這裡優選地用水充填整個內容積3，只須有單個充填孔10。此外，通過所述連通設計的容積段5，體模1也可以在高基本磁場強度的情況下使用。圖5、圖6表示圖1、2所示實施形式的另一種修改。在這裡，隔離件4隻通過在副頂點區域內設計在邊緣的固定接片12與基體2的邊緣連接。類似於按圖3、4的實施形式， 提供各個通過隔離件4構成的容積段5之間連通的可能性。為了充填或排空體模1的內容積3，只需要一個充填孔10。在圖7、8中表示的實施形式主要的特徵在於，四個板狀隔離件4分別沿彼此成直角正交的三個空間軸穿過基體2的內容積3。同樣，構成的容積段5互相連通，因為隔離件 4沿每個空間軸相對於基體2的各自邊緣保留一個空隙。相應於按圖5、6的實施形式，在這裡隔離件4也通過各固定接片12與基體2連接。按圖9、10的實施形式其特徵在於，在體模1的內容積3內部設計為T形的隔離件 4。因此隔離件4本身沿兩個彼此成直角正交的空間方向延伸(見圖10)，從而將體模1的內容積3基本上分成三個互相連通的容積段5。按圖11、12中表示的第六種實施形式，通過設在體模1內容積3內部的隔離件4 實現一種夾層結構形式，其中，兩個平行延伸的隔離件4在中央通過一個長方六面形空心體13構成的隔離件4連接，空心體13本身有一個充填空氣的內容積。以此方式藉助按本發明的體模1可例如描繪一個肺。此外，在圖12中表示的下部隔離件4設一個通孔14或一個孔洞。充填含脂肪物質的空心體15安置在設在圖12下方的隔離件4上。這例如可以通過粘結實現。空心體15原則上可以充填選擇的物料，以便能為人體不同的組織類型成像。 當然，空心體15也可以設在體模1基體2邊緣上。圖中沒有表示軟管狀充填通道，它可以從體模1外部用一種相應的物質充填處於體模1內容積3中的空心體15。同樣，一個相應的充填通道也可以與空心體式的隔離件13 連接，此時總是在體模1基體2邊緣設置一些相應的充填孔。
權利要求
1.一種尤其應用於以MR或PET為基礎的成像法的體模，包括一個構成內容積邊界的空心基體，其中，所述內容積通過至少一個隔離件分成至少兩個容積段，其特徵為隔離件 (4)或其一部分由泡沫材料製成。
2.按照權利要求1所述的體模，其特徵為，隔離件(4)設計為，使容積段(5)互相連通， 或使容積段( 彼此完全分隔。
3.按照權利要求1或2所述的體模，其特徵為，隔離件(4)至少部分在邊緣與基體(2) 連接。
4.按照權利要求2或3所述的體模，其特徵為，隔離件(4)在其面積內有至少一個通孔 (11、14)和/或有至少一個邊緣缺口。
5.按照前列諸權利要求之一所述的體模，其特徵為，隔離件(4)是片狀和/或有三維的形狀和/或設計為在內容積(3)內部構成至少一個單獨封閉的子容積的空心體(13)。
6.按照權利要求5所述的體模，其特徵為，所述子容積可通過至少一個單獨的充填孔充填一種液體介質。
7.按照前列諸權利要求之一所述的體模，其特徵為，隔離件(4)包括多個布置在不同空間平面內和/或互相平行布設的區段，和/或多個隔離件(4)布置在不同空間平面內和 /或互相平行排列。
8.按照前列諸權利要求之一所述的體模，其特徵為，隔離件(4)具有多個不同材料製成的區段，和/或多個隔離件由不同材料構成。
9.按照前列諸權利要求之一所述的體模，其特徵為，隔離件(4)或其一部分有夾層結構。
10.按照前列諸權利要求之一所述的體模，其特徵為，在內容積(3)的內部除所述的隔離件(4)外設置至少一個構成獨立子容積的物體。
11.按照權利要求10所述的體模，其特徵為，所述物體是一個空心體(15)，由它構成的子容積可通過至少一個單獨的充填孔充填一種介質。
12.按照前列諸權利要求之一所述的體模，其特徵為，所述子容積C3)可通過至少一個充填孔(10)充填一種液體介質，尤其水。
全文摘要
本發明涉及一種尤其應用於以MR或PET為基礎的成像法的體模，包括一個構成內容積邊界的空心基體，其中，所述內容積通過至少一個隔離件分成至少兩個容積段，其中，隔離件(4)或其一部分由泡沫材料製成。
文檔編號G01R33/58GK102375133SQ201110209920
公開日2012年3月14日 申請日期2011年7月26日 優先權日2010年8月11日
發明者L.艾伯勒, M.芬切爾, R.拉德貝克 申請人:西門子公司