CN102375133B - 一种应用于以mr或pet为基础的成像法的体模 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种尤其应用于以MR或PET为基础的成像法的体模，包括一个构成内容积边界的空心基体，其中，所述内容积通过至少一个隔离件分成至少两个容积段，其中，隔离件(4)或其一部分由泡沫材料制成。

Description

一种应用于以MR或PET为基础的成像法的体模

技术领域

本发明涉及一种尤其应用于以MR或PET为基础的成像法的体模，包括一个构成内容积边界的空心基体，其中，所述内容积通过至少一个隔离件分成至少两个容积段。 

背景技术

在以磁共振(MR)为基础的成像法中，出现磁场，尤其其磁场强度的空间分布，偏离其理论上的规定值或计算值，由此形成图像几何失真。这尤其在采用以一种在量上准确几何描绘检查对象要检查区域为基础的方法时是不利的，因为这样一来会决定性地降低所生成图像的判断准确性。 

在已知通过体模提供的方法中，探测在一个确定的MR频率下出现的几何失真。体模涉及一种构成内容积边界的空心基体，其中充填一种介质，往往是水，因为它有一种与人体组织类似的射束透射性。但是当实施MR成像法时，尤其在采用建立的磁场有高于3特斯拉的高基本场强度的情况下，由于过高的介电效应，引起信号强度的剧烈变动，因此当磁场强度在3特斯拉以上时，用大的体模容积不能得到令人满意的结果。提供的补救措施是，使用油取代水作为充填在体模内的流体。 

在组合应用以MR和PET为基础的成像法时存在必要性，用一个体模既生成具有活性的PET图像数据，也生成MR图像数据。这可以例如为了测试PET衰减校正所需要的。在这种情况下加入和混合充填油的体模的活性是较难的，因为活性溶于水中，这导致操作者明显加长的曝露时间。 

在这方面建议，将活性液体转变为一种油-水乳剂。当然，这种方法由于长时间曝露导致操作者承受严重的放射性负荷。此外，由于油的所谓“化学移位(chemical Shift)”，限制MR成像的可能性。 

由DE102005045679B3已知一种采用有MRI体模的成像的核自旋共振(MRI)装置和一种确定磁场均匀性的方法。在这里，具有一个构成内容积边 界的空心基体的MRI体模借助隔离件分离，由此形成一个主室和一个分室。其中主室与分室毗邻为，使一个气泡可以通过改变MRI体模在重力场内的空间定向进入分室内。 

由US2008/02655882A1已知一种MRI或MRS体模，在体模外壳内设多个分部，它们可各自独立地充填一种流体。 

由US4818943已知一种用于成像系统的体模，其中，体模有一个圆柱形外壳，它具有一条中心线和一个确定的内容积。在这里，所述内容积借助隔离件分隔，从而形成两个可充填不同流体的腔室。 

发明内容

因此本发明要解决的技术问题是提供一种体模，即使在高基本场强度的条件下，仍能使用于以磁共振为基础的成像法领域内。 

按本发明上述技术问题通过一种前言所述类型的体模得以解决，其特征在于，隔离件或其一部分由泡沫材料制成。 

本发明基于下述思想：以体模基体为边界的内容积借助所述至少一个隔离件分成至少两个容积段，因为通过这些与原始内容积相比较小的容积段减少了介电效应，并因而尤其在有高基本场磁场强度，例如在3特斯拉以上时，可以使信号强度的变化减小到最低程度。由此即使在高基本场磁场强度时，尤其为了探测几何失真也能更好地或正常地使用体模。 

将基体的内容积分成至少两个容积段，不仅理解为内容积两半分割，同样可以借助隔离件将内容积分成多个大小不同的容积段。若内容积包括多个隔离件，则相应地可设想构成多个相同或不同大小的容积段。同样可能的是，构成同样大小容积段的不同分量(Teilmengen)。通过一个或多个隔离件适当的几何设计，体模以基体为边界的内容积因而可以分成任意样式的容积段。基体的形状优选地设计为椭圆体，尽管其他形状是同样可能的。有利地，隔离件用一种电介质常数尽可能小的材料制成。 

按本发明，隔离件或其一部分由泡沫材料制成。有不同密度、孔隙率、硬度等的泡沫材料，可以用不同的材料并与之相应的特性带宽制造。按本发明，作为隔离件的材料优选地使用例如以聚氨酯为基的闭孔硬泡沫塑料。当然原则上为构成隔离件可以考虑所有类型的泡沫材料，如塑料泡沫材料、矿物泡沫材 料等。 

隔离件可设计为，使容积段互相连通，或使容积段彼此完全分隔。在容积段互相连通的情况下，整个体模如后面说明的那样可以借助单个充填孔充填或必要时排空。通过连通容积段可能出现的增大介电效应是可以容忍的。完全隔离的容积段不显示这种效应，但在其充填或排空时比较麻烦。 

按本发明的一项扩展设计，隔离件至少部分在边缘与基体连接。相应地可以设想，隔离件与基体的边缘连接为，使这些容积段可以连通或存在至少两个彼此完全隔离的容积段。在后面这种情况下，隔离件在至少两个点处与基体的边缘连接，也就是说，例如一个容积段封闭在隔离件与在隔离件和基体边缘两个连接点之间延伸的边缘段之间。 

隔离件在其面积内可以有至少一个通孔或有至少一个边缘缺口。在后面这种情况下，通过一个或多个相应设计的隔离件，造成由它们构成的容积段的连通。在边缘的缺口可例如是这种形式，亦即将它们设计为几乎完全围绕隔离件，从而使之仅通过一个例如固定接片状的接头可安装或已安装在基体边缘上。同样，例如可以规定，沿隔离件周向有规律或无规律地布置相应的缺口。与之不同或作为补充，可以在隔离件面积内设至少一个孔。该孔可设计为不同形状，例如不采用圆或四边形的形状。当然这些实施形式也适用于在基体内配置的多个隔离件。 

隔离件可以是片状和/或有三维的形状和/或设计为在内容积内部构成至少一个单独封闭的子容积的空心体。片状隔离件尤其沿两个空间方向延伸通过基体的内容积，此时第三个空间方向沿隔离件的厚度并将内容积基本上分成两个容积段。根据片的尺寸，可以使如此构成的容积段能够连通或不能连通。三维的形状例如通过片的折弯、曲拱或其它变形造成。在这种情况下原则上隔离件均匀或不均匀地沿彼此成直角正交的三个空间轴延伸。由隔离件本身构成的成为一个单独封闭的内容积边界的空心体，可例如通过隔离件长方六面体形状或球形或椭圆形的设计造成。同样可以想象空心体式隔离件同样构成一个单独封闭内容积的其他几何形状。一个空心体式隔离件在其内容积中可以与上述类似同样有一些不同的隔离件。 

在这方面有利的是，由空心体式结构的隔离件构成的内容积可通过至少一个单独的充填孔充填一种液体介质。因此可以将一种介质充填到内容积中或从 此内容积排出。必要时可以设软管状充填通道，它们例如从基体边缘的充填孔，通过基体的内容积，向空心体式结构隔离件的充填孔延伸。 

此外，隔离件可以包括多个布置在不同空间平面内和/或互相平行布设的区段，和/或多个隔离件布置在不同空间平面内和/或互相平行排列。与此相应地，基体内容积可分成一些多维结构的容积段。在这里一个隔离件本身可设计为，它在一些相应的空间平面内延伸，或例如蛇曲状包括一些基本上互相平行延伸的区段在内容积中或在部分内容积中延伸。作为补充，在多个隔离件的情况下，它们可以互相成夹角，例如直角正交地，布置在相应的空间位置上。同样可以设想例如多个隔离件的一种堆叠式平行布设方式。总之，在由内容积构成的三维空间内，内容积可以不同地分割为相应的容积段。 

按本发明的一项扩展设计，隔离件可以有多个不同材料制成的区段，和/或多个隔离件由不同材料构成。第一种情况涉及隔离件分段式分成一些不同的构成此隔离件的区段，它们的材料性质不同，也就是说这些区段由不同材料构成，以及例如通过粘结、熔焊、钎焊等互相稳定连接。同样可以设想一些用于连接这些构成此隔离件的区段的机械连接手段。此外可以采用一个或多个由同一种材料制的隔离件，然而设计有不同的性质梯度。若在基体内部设多个隔离件，则存在这样的可能性，即，将这些隔离件在各自使用的材料方面设计为相同或不同。构成一个或多个隔离件的材料有利地有小的电介质常数。 

此外隔离件可分成一些分段式区段，它们由不同的泡沫材料制成。在这方面同样可以理解，在隔离件不同区段中泡沫材料的性质不同，所以所述隔离件例如有一种密度梯度。这种或这些泡沫材料优选地有小的电介质常数。 

隔离件或其一部分可同样有一种夹层结构。已知，所述夹层结构尤其由轻型结构组成，以及其特征主要在于两个在上侧与下侧包围中间层的承力的面层。夹层结构就其重量而言有良好的机械性能，而且尤其有很强的抗弯刚性。中间层可恰当地由空气夹层构成，由此例如存在可能性，按不同的解剖学规定来构成一个肺的分段。当然同样可以设想其他类型的夹层结构。与上述类似，通过夹层结构力求隔离件尽可能小的电介质常数。 

隔离件不必制成整体的夹层结构，确切地说可以由一个个独立或相连的夹层结构区段组成。 

按本发明的一项扩展设计，在内容积的内部除所述的隔离件外设置至少一 个构成独立子容积的物体。因此，所述物体可看作独立的部分，它尤其用于描绘规定的组织类型，因此它可以仿做这些组织类型的形状和材料。例如此物体可以在所述被它围绕的子容积内包含一种含脂肪的物质或由这种含脂肪的物质构成。所述物体因而可以设计为实心体或空心体。可以设想将物体固定在隔离件上或基体边缘的壁上。为此可考虑粘结，在这里同样可以采取其他用于固定的措施。 

若所述物体设计为空心体，则恰当的是，通过它构成的子容积可通过至少一个单独的充填孔充填一种介质。必要时，由单独空心体构成的内容积的充填孔，可经由一个通过体模基体的内容积延伸的软管状充填通道，与相应地设计在基体上的充填孔连接，从而以此方式提供可能性，将介质如下文说明的那样，导入所述单独空心体的内容积内或从那里排出。 

内容积优选地可通过至少一个充填孔充填一种液体介质，尤其水。因此通过此充填孔为体模充填一种液体介质，也就是说，液体介质充填到体模的基体内，由此使体模具有工作能力。液体介质优选水，尽管在特殊情况下也可以在体模的机体内充填一种液体。若体模有互相连通的容积段，则如已提及的那样存在可能性，通过单个充填孔为整个内容积充填。相反，若采用相互隔离的容积段，则必须通过一些单独的充填孔来充填这些容积段。当然每个充填孔可借助适用的封闭装置关闭，从而使液体不可能无意中从体模流出。 

如上所述的体模尤其可以充填水，它可以用一种放射性物质代替。这种放射性物质可以产生一种可在PET中探测的活性。因此这种体模可尤其使用于MR-PET混合式仪器的校准、维护、检验和/或投入运行。它如上面已说明的那样特别好地适用于MR成像并与此同时用于PET成像，以及能方便和可靠地操作。 

附图说明

由下面说明的实施例并借助附图提供本发明的其他优点、特征和详情。其中： 

图1表示按本发明第一种实施形式的体模前视原理图； 

图2表示按图1的体模俯视图； 

图3表示按本发明第二种实施形式的体模前视原理图； 

图4表示按图3的体模俯视图； 

图5表示按本发明第三种实施形式的体模前视原理图； 

图6表示按图5的体模俯视图； 

图7表示按本发明第四种实施形式的体模前视原理图； 

图8表示按图7的体模俯视图； 

图9表示按本发明第五种实施形式的体模前视原理图； 

图10表示按图9的体模俯视图； 

图11表示按本发明第六种实施形式的体模前视原理图；以及 

图12表示按图11的体模俯视图。 

具体实施方式

图1表示按本发明第一种实施形式的体模1前视原理图，图2表示相应的俯视图。可以看出，体模1有一个空心基体2，它构成一个充填水的内容积3的边界。在基体2内部设三个纵向穿过它的隔离件4，它们分别安装在体模1的纵侧上，从而将内容积3分成四个封闭的容积段5。由此可以尤其在高基本场磁场强度，例如在3特斯拉以上时，补偿介电效应，从而使体模不仅在MR成像的范畴而且除此之外在PET成像的范畴具有工作能力。 

每个由隔离件4构成的容积段5可通过一个为其配设的封闭孔10充填或排空。 

所述体模1优选地有椭圆形横截面(见图1)，作为举例在相对置的主顶点6、7之间的距离约35cm，以及作为举例在相对置的副顶点8、9之间的距离约20cm。体模1长度的尺寸例如约15至25cm。当然其他尺寸也是可能的，同理，体模1的形状可不同于椭圆形，也就是说，同样可以存在圆形或矩形横截面的体模1。 

隔离件4由例如以聚氨脂为基的闭孔硬泡沫塑料组成，它们有小的电介质常数。这些隔离件4在其自由端与体模1基体2的边缘粘结。隔离件4的厚度例如约为8mm。除了隔离件4用硬泡沫塑料制造的实施形式外，同样可以设想一个或多个或所有隔离件4的夹层结构，在这种情况下优选的是，面层用泡沫材料组成以及设在面层之间的中间层设计为单纯的空气容积，从而以此方式可相似于人体解剖学成像一个肺的分段。 

图3表示按本发明第二种实施形式的体模1前视原理图，图4表示体模1相应的俯视图。与上面在图1、2中表示的实施形式的主要区别在于，在前后平行布设的三个片状隔板4的每一个中，有一个总是设在中心的椭圆形通孔11。相应地，由隔离件4构成的容积段5可以连通，这同样意味着，所述体模1为了用液体介质，在这里优选地用水充填整个内容积3，只须有单个充填孔10。此外，通过所述连通设计的容积段5，体模1也可以在高基本磁场强度的情况下使用。 

图5、图6表示图1、2所示实施形式的另一种修改。在这里，隔离件4只通过在副顶点区域内设计在边缘的固定接片12与基体2的边缘连接。类似于按图3、4的实施形式，提供各个通过隔离件4构成的容积段5之间连通的可能性。为了充填或排空体模1的内容积3，只需要一个充填孔10。 

在图7、8中表示的实施形式主要的特征在于，四个板状隔离件4分别沿彼此成直角正交的三个空间轴穿过基体2的内容积3。同样，构成的容积段5互相连通，因为隔离件4沿每个空间轴相对于基体2的各自边缘保留一个空隙。相应于按图5、6的实施形式，在这里隔离件4也通过各固定接片12与基体2连接。 

按图9、10的实施形式其特征在于，在体模1的内容积3内部设计为T形的隔离件4。因此隔离件4本身沿两个彼此成直角正交的空间方向延伸(见图10)，从而将体模1的内容积3基本上分成三个互相连通的容积段5。 

按图11、12中表示的第六种实施形式，通过设在体模1内容积3内部的隔离件4实现一种夹层结构形式，其中，两个平行延伸的隔离件4在中央通过一个长方六面形空心体13构成的隔离件4连接，空心体13本身有一个充填空气的内容积。以此方式借助按本发明的体模1可例如描绘一个肺。此外，在图12中表示的下部隔离件4设一个通孔14或一个孔洞。 

充填含脂肪物质的空心体15安置在设在图12下方的隔离件4上。这例如可以通过粘结实现。空心体15原则上可以充填选择的物料，以便能为人体不同的组织类型成像。当然，空心体15也可以设在体模1基体2边缘上。 

图中没有表示软管状充填通道，它可以从体模1外部用一种相应的物质充填处于体模1内容积3中的空心体15。同样，一个相应的充填通道也可以与空心体式的隔离件13连接，此时总是在体模1基体2边缘设置一些相应的充填孔。 

Claims (12)

1.一种应用于以MR或PET为基础的成像法的体模，包括一个构成内容积边界的空心基体，其中，所述内容积通过至少一个隔离件分成至少两个容积段，其特征为：隔离件(4)或其一部分由泡沫材料制成。

2.按照权利要求1所述的体模，其特征为，隔离件(4)设计为，使容积段(5)互相连通，或使容积段(5)彼此完全分隔。

3.按照权利要求1或2所述的体模，其特征为，隔离件(4)至少部分在边缘与基体(2)连接。

4.按照权利要求2所述的体模，其特征为，隔离件(4)在其面积内有至少一个通孔(11、14)和/或有至少一个边缘缺口。

5.按照权利要求1或2所述的体模，其特征为，隔离件(4)是片状和/或有三维的形状和/或设计为在内容积(3)内部构成至少一个单独封闭的子容积的空心体(13)。

6.按照权利要求1或2所述的体模，其特征为，所述隔离件(4)设计为在内容积(3)内部构成至少一个单独封闭的子容积的空心体(13)，所述子容积可通过至少一个单独的充填孔充填一种液体介质。

7.按照权利要求1或2所述的体模，其特征为，隔离件(4)包括多个布置在不同空间平面内和/或互相平行布设的区段，和/或多个隔离件(4)布置在不同空间平面内和/或互相平行排列。

8.按照权利要求1或2所述的体模，其特征为，隔离件(4)具有多个不同材料制成的区段，和/或多个隔离件(4)由不同材料构成。

9.按照权利要求1或2所述的体模，其特征为，隔离件(4)或其一部分有夹层结构。

10.按照权利要求6所述的体模，其特征为，在内容积(3)的内部除所述的隔离件(4)外设置至少一个构成独立子容积的物体。

11.按照权利要求10所述的体模，其特征为，所述物体是一个空心体(15)，由它构成的子容积可通过至少一个单独的充填孔充填一种介质。

12.按照权利要求6所述的体模，其特征为，所述子容积可通过至少一个充填孔(10)充填水。