CN101449975A - 用于重叠的磁共振断层成像和正电子发射断层成像的装置 - Google Patents
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Abstract
一种用于重叠的磁共振断层成像和正电子发射断层成像的装置，具有梯度线圈和正电子发射断层造影单元(PET单元)。PET单元被设置在该梯度线圈内部，并且具有屏蔽高频辐射的第一屏蔽件，该第一屏蔽件部分地环绕该PET单元，并且在该梯度线圈上设置屏蔽高频辐射的第二屏蔽件。所述第一屏蔽件与第二屏蔽件连接为至少部分封闭的屏蔽件。这使得PET单元具封闭的屏蔽件，该屏蔽件通过其两部分的结构使得可以容易地进行维护。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于重叠的磁共振断层成像和正电子发射断层成像的装置。
背景技术
近年来在医疗诊断中除了磁共振断层造影(MR)，越来越广泛地应用正电子发射断层造影(PET)。MR是一种用来显示身体内部的结构和剖面图的成像方法，而PET则可以显示和量化体内新陈代谢活动。
PET利用了正电子辐射源和正电子湮灭的特别的特征，以便量化地确定器官或细胞区域的功能。在此，在检查之前给予患者用放射性核素标记的放射性药物。放射性核素在衰变的情况下放出正电子，该正电子在经过短距离后与电子发生相互作用，由此产生所谓的湮灭。在此，产生两个伽马量子，它们以相反方向(错开180°)相互飞出。伽马量子由两个相对的PET探测器模块在确定的时间窗之内采集(相合测量)，由此在该两个探测器模块之间连线上的一个位置上确定湮灭位置。
为了探测，在PET情况下探测器模块通常必须覆盖机架弧长的大部分。该探测器模块按几个毫米的边长划分为探测器元件。每个探测器元件在探测伽马量子时产生一个事件标志，该事件标志说明时间以及探测位置、即相应的探测器元件。该信息被传输至快速逻辑并且被比较。如果两个事件在一个时间上的最大间隔上同时发生，则在两个相应的探测器元件之间的连线上发生伽马衰变过程。利用断层造影算法、即所谓的反投影来进行PET图像的重建。
在MR-PET系统中PET探测器要被遮蔽高频系统的高频辐射。在公知的MR-PET系统中HF系统位于PET机架内的支承管上，该PET机架又被安装在梯度线圈内。概念“遮蔽”和“屏蔽”被同义地使用。PET机架的屏蔽例如可以通过如下进行，在其内表面安装常规的HF屏蔽件(HF-Schirm)。PET探测器在公知的解决方案中分别具有各自的HF屏蔽件，由此需要许多屏蔽件。这些屏蔽件例如具有由开槽的铜箔与作为载体的薄电介体组成的双层的结构。在此铜箔例如为9μm厚。在这样的结构中产生如下问题，在PET探测器的屏蔽件中通过梯度场激励出导致振动和发热的涡流。由于振动，PET探测器的电子部件被机械地加载，而发热则会移动在探测器中存在的雪崩光电二极管的工作点。这分别取决于PET-MR系统的梯度活动。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，提供一种包括改善的屏蔽的组合的MR-PET系统。
按照本发明，上述技术问题的解决是通过一种用于重叠的磁共振断层成像和正电子发射断层成像的装置实现的。
用于重叠的磁共振断层成像和正电子发射断层成像的装置包括梯度线圈和PET单元，其中，PET单元被设置在梯度线圈内并且具有屏蔽高频辐射的第一屏蔽件，该屏蔽件部分地包围PET单元。梯度线圈具有屏蔽高频辐射的第二屏蔽件。第一屏蔽件和第二屏蔽件被连接为一个至少部分封闭的屏蔽件。所描述的装置特别具有如下优点，PET单元通过两个屏蔽件优选地完全封闭地屏蔽高频辐射。封闭的屏蔽件的两部分的实施方式的另一个优点是，由于第一屏蔽件仅部分地包围PET单元，使得无需去除屏蔽件，就可以到达至所包含的PET探测器的服务侧的入口。在仅部分地屏蔽PET单元情况下问题是，高频场特别会环绕在PET单元的末端，尽管其仅仅由位于PET单元内的MR-PET系统的HF单元辐射。就此而言更全面的屏蔽件显著改善屏蔽高频辐射的屏蔽特性。
在本发明的优选实施方式中，在梯度线圈和PET单元之间设置密封单元，该密封单元被构造为连接第一和第二屏蔽件。这样的密封单元在公知的MR系统中已经被采用，以封闭在径向交错设置的组件之间的缝隙，并且因此减少声波的扩散。由此降低了噪声产生。
优选地，密封单元可以实施为可排空的垫子。这样的垫子在MR系统中已经被用来封闭缝隙。为了更简单地插入到相应缝隙中而排空垫子并且因此减小体积。在排空的状态将其插入到缝隙中并且紧接着又用空气或者其它气体或材料填充。由此最佳地封闭缝隙。
垫子的表面优选地包括这样构成的金属层，通过该金属层可以将第一屏蔽件和第二屏蔽件相连。通过金属化的表面可以在插入垫子的同时电容性地连接两个屏蔽件，使得产生闭合的屏蔽件。为了改善接触而使用焊点。
为了改善对HF辐射的屏蔽，在优选的实施方式中用吸收HF的材料来填充垫子。
附图说明
对照附图在下面对实施例的描述中给出本发明的其它优点和实施方式。其中：
图1示出了MR-PET组合设备的示意图，
图2示出了本发明的优选实施方式的示意图，以及
图3示出了本发明的替换实施方式。
具体实施方式
本发明的实施例优选地被使用在组合的MR-PET设备上。组合的设备具有如下优点，可以同心地获得MR数据和PET数据。这使得可以利用第一模态(PET)的数据精确定义在感兴趣区域内的检查体积，并且在另一模态(例如磁共振)中使用该信息。尽管可以从外部的PET设备向MR设备传输感兴趣区域的体积信息，但是这提高了用于配准数据的费用。通常可以在PET数据组上选出的感兴趣区域上确定所有利用磁共振或其它成像方法可确定的数据。例如代替光谱学数据，还可以在感兴趣区域中借助磁共振检查获得fMRI数据、扩散图(Diffusions-Karte)、T1或T2加权图像或者定量参数图。同样，可以应用计算机断层成像方法(例如灌注测量、多重能量成像)或X射线方法。所描述的方法的优点分别在于，借助PET数据组非常有针对性地将感兴趣区域缩小到患者特定出现的病理。
但是作为补充，也可以通过使用多种所谓示踪物在PET数据组中表示不同的生物学特征，并且因此进一步优化感兴趣区域以及由此确定的体积，或者一次选择多个不同的检查体积，然后在随后的检查中分析这些检查体积。
图1示出了用于重叠的MR和PET图像显示的公知装置1。装置1由公知的MR管2组成。MR管2定义了一个垂直于图1的图平面延伸的纵向z。
如在图1中所示，在MR管2内同轴地围绕纵向z成对相对设置了多个PET探测单元3。PET探测单元3优选地由APD光电二极管阵列5以及电气放大电路(AMP)6组成，该APD光电二极管阵列具有连接在前的、由LSO晶体4组成的阵列。但是，本发明不限于具有APD光电二极管阵列5和连接在前的由LSO晶体4组成的阵列的PET探测单元3，而是可以使用其它类型的光电二极管、晶体和装置用于探测。
通过计算机7实现了图像处理以便进行重叠的MR和PET图像显示。
MR管2沿着其纵向z定义了圆柱形的第一视野。多个PET探测单元3沿着纵向z定义了圆柱形的第二视野。根据本发明PET探测单元3的第二视野基本上与MR管2的第一视野一致。这一点是通过相应地匹配PET探测单元3沿着纵向z的设置密度来实现的。
图2示意性示出了通过MR-PET系统的上半部分的断面图。在MR-PET系统的外部区域显示了磁体101，该磁体径向环绕地定义了Z轴103。在磁体101内部安装有径向环绕的梯度线圈105。在梯度线圈105内部又安装了PET机架107。PET机架107离梯度线圈105有一个距离。在PET机架107内部以另一个距离设置径向环绕的高频线圈(身体线圈)109。在PET机架107内部包含了此处未示出的具有电子组件的PET探测器。在PET机架107内侧上设置了例如由两层9μm厚的开槽的铜箔构成的屏蔽件111。屏蔽件111在PET机架107的端面具有两个段113和113′。屏蔽件111的另外两个段115和115′被设置在PET机架107的外侧。梯度线圈105的内侧设置了屏蔽件117。屏蔽件117经过电容性的耦合元件119与屏蔽件111的段115以及115′电容性地耦合。由此屏蔽件111和117连接为PET机架107的完整的屏蔽件。
然而PET机架107本身在外侧是开放的并且不被屏蔽件覆盖，从而在将PET机架107从MR-PET系统中去除的情况下，无需打开屏蔽件111，就可以对此处未示出的PET探测器进行维护工作。在此，特别是不必单独地屏蔽PET探测器。
为了进一步改善PET探测器的屏蔽，例如可以通过合适的材料更强高频衰减地实施PET机架107。此处，例如可以采用碳纤维加强的塑料(CFK)或者具有衰减的填充材料的灌注材料。
在梯度线圈105和PET机架107之间以及在PET机架107和HF线圈109之间的缝隙121可以附加地或者可选地用可排空的垫子来填塞，该垫子是用吸收高频的海绵材料填充的。可以附加于耦合元件119和119′或者代替耦合元件119和119′而使用垫子。在后一种情况下，垫子具有金属化的表面，以便可以产生在屏蔽件111和117之间的连接。在这种情况下垫子代替耦合元件119和119′。
图3示出了本发明的替换实施方式。原理上的基本结构与图2中示出的相同。但是，在此屏蔽件117不是电容性地与屏蔽件111耦合，而是电气地与屏蔽件111的尾部123和123′相连。这例如可以经过焊接连接来实现。其余的实施方式可以类似于在图2中示出的结构来实施。
Claims (10)
1.一种用于重叠的磁共振断层成像和正电子发射断层成像的装置，具有梯度线圈和正电子发射断层造影单元(PET单元)，其中该PET单元被设置在该梯度线圈内部，并且具有屏蔽高频辐射的第一屏蔽件，该第一屏蔽件部分地环绕该PET单元，并且在该梯度线圈上设置屏蔽高频辐射的第二屏蔽件，其特征在于，所述第一屏蔽件与第二屏蔽件连接为至少部分封闭的屏蔽件。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第一屏蔽件和第二屏蔽件通过连接部件直接电气耦合。
3.根据权利要求2所述的装置，其中，所述第二屏蔽件和所述连接部件被整体地实施并且可以经过连接点与所述第一屏蔽件相连。
4.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第一屏蔽件和第二屏蔽件通过电容性的元件耦合。
5.根据权利要求1所述的装置，其中，在所述梯度线圈和所述PET单元之间设置密封单元，该密封单元被构造为用于连接所述第一屏蔽件和第二屏蔽件。
6.根据权利要求5所述的装置，其中，所述密封单元被实施为可排空的垫子，其中。所述垫子的表面包括如下构成的金属层：通过该金属层可以连接所述第一屏蔽件和第二屏蔽件。
7.根据权利要求5或6所述的装置，其中，所述垫子包括具有吸收高频辐射的特性的材料。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的装置，其中，所述PET单元包括支承管和PET探测器，其中，该支承管包括碳纤维加强的塑料。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的装置，其中，所述PET单元包括支承管和PET探测器，其中该支承管包括灌注材料，该灌注材料包含具有吸收高频辐射的特性的材料。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的装置，其中，所述屏蔽件被实施为多层。
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