CN105326504A - Mri-pet头部分子影像线圈和mri-pet头部分子影像系统 - Google Patents
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Abstract
公开了一种MRI-PET头部分子影像线圈以及包括该MRI-PET头部分子影像线圈的MRI头部分子影像系统，所述MRI-PET头部分子影像线圈的整体结构为套嵌式结构，在MRI头部射频线圈外周表面上安装有分子信号采集部，所述分子信号采集部包括伽马射线晶体探测器和光电转换结构，所述光电转换结构为半导体结构，能够有效避免磁场对伽玛射线的成像影响，由此得到精确的磁共振及分子影像的融合图像，并保证了生理生化信息在空间位置、时间同步性上的一致。
Description
技术领域
本发明涉及核磁共振分析及核医学影像领域，更具体涉及一种MRI-PET头部分子影像线圈以及包括该MRI-PET头部分子影像线圈的系统。
背景技术
鉴于核磁共振成像(MRI)技术在化学、生物学等基础研究、以及临床医学、药物开发中的广泛应用，各种高分辨核磁共振分析技术成为生化研究中的重要工具。随着透射性成像在结构和解剖学上的高速发展，生理生化信息成像也成为重要的组成部分。目前科学及临床都在发展及研究更为先进的具有解剖学结构及生理生化信息的融合性图像，从而提供从细胞代谢异常到结构变异变性的发展周期等信息，为分期做出临床和科研提供更多依据。
另一方面，目前MRI图像和分子影像的融合影像的研究方兴未艾，通常的方式是通过PET(正电子发射计算机断层显像)等分子影像设备和MRI的图像分别采集然后进行融合。但是这种方式具有诸多的不利，例如设备体积庞大，价格昂贵。另外，从采集准确度而言，目前技术存在分期扫描的限制，同位不同时的数据具有一定的偏差。这样融合得到的信息不具有同步性。相比之下，在空间位置、时间、代谢水平一致的基础上形成的融合性图像更为准确的。
发明内容
针对现有技术中的不足，本发明的目的在于提供一种MRI-PET头部分子影像线圈和以及包括该MRI-PET头部分子影像线圈的系统。该MRI-PET头部分子影像系统是在现有核磁头部线圈的基础上，应用新型的线圈实现分子影像的采集。本发明系统的设备小巧，硬件配套简单，应用方便，并能够得到精确的磁共振及分子影像的融合图像(分子MR影像)，保证了生理生化信息在空间位置、时间同步性上的一致。
为了实现上述目的，一方面，本发明提供一种MRI-PET头部分子影像线圈，包括传统的MRI头部射频线圈和PET分子信号采集部，MRI-PET头部分子影像线圈在整体上为套嵌式结构，其中PET分子信号采集部设置在MRI头部射频线圈外周表面上，分子信号采集部包括伽马射线晶体探测器和光电转换结构，其中光电转换结构为半导体结构，其能够有效避免磁场对伽玛射线的成像影响。
优选地，PET分子信号采集部贴合在MRI头部射频线圈外周表面上形成环形结构。
优选地，PET分子信号采集部贴合在MRI头部射频线圈的部分外周表面上，并且在MRI头部射频线圈的没有贴合PET分子信号采集部的部分上设置有窗口。
优选地，PET分子信号采集部包括多个单元结构，每个单元结构由伽马射线晶体探测器单元和光电转换结构单元所构成。
优选地，伽马射线晶体探测器贴合在所述MRI头部射频线圈外周表面上，并且光电转换结构贴合在伽马射线晶体探测器的外周表面上。
优选地，射线晶体探测器选自BGO、LYSO、LSO或LBS伽马射线探测晶体。
另一方面，本发明提供一种MRI-PET头部分子影像系统，包括MRI-PET头部分子影像线圈、信号处理部、和重建及融合工作站，其中信号处理部与MRI-PET头部分子影像线圈连接，用于接收和处理来自MRI-PET头部分子影像线圈的信号，重建及融合工作站与信号处理部连接，用于接收和处理来自信号处理部的信号并最终输出分子MR影像。信号处理部可包括与MRI头部射频线圈连接的MRI信号处理部和与PET分子信号采集部连接的PET信号处理部。MRI信号处理部用于接收和处理来自MRI头部射频线圈的信号，PET信号处理部用于接收和处理来自PET分子信号采集部的信号。重建及融合工作站与MRI信号处理部和PET信号处理部分别连接，用于接收和处理来自二者的信息，进行融合并最终输出分子MR影像。
优选地，信号处理部和重建及融合工作站外置于MRI-PET头部分子影像线圈之外，成为独立外置结构。
本发明的上述MRI头部分子影像系统能够同时、同位、同生理期地采集核磁图像与分子影像信息，并进一步进行融合，由此得到精确的分子MR影像。
有益效果
目前分子影像MRI是世界上最先进的医学影像技术，实现方式例如有PET加MRI，具体的结构一般包括分体和一体化的。但是设备庞大，价格昂贵。本发明技术方案为嵌套设计，设备小巧，可直接放置于现有的MRI检查孔中进行MRI成像与分子影像的同时间和同空间地采集。因此，可以实现同时同机同步采集分子影像MRI的图像。图像在同条件状态下形成，提供的临床及科研信息更为精确客观，临床效果更好更准确。而且本发明的系统或线圈可直接与现有技术中的MRI设备相匹配，其尺寸或者大小使之能够放置于现有的MRI检查孔。因此，本发明设备价格低廉，不需要额外的基建机房，投入大大降低，提高应用率。尤其目前MRI已经大面积应用到医院，因此本发明设备可以直接应用到各个医院现有的MRI上，人力物力财力都得到了大大的节省。
附图说明
参照以下附图，可以更好地理解本发明，其中：
图1为根据本发明一个实施方案的嵌套式MRI-PET头部分子影像线圈的立体示意图。
图2为图1所示MRI-PET头部分子影像线圈的前视截面图。
图3为沿着图1所示MRI-PET头部分子影像线圈的轴线剖视图，其中剔除了MRI线圈，仅仅显示了马射线晶体探测器的晶体阵列示意图。
图4是PET分子信号采集部的单元结构的示意图。
图5是根据本发明一个实施方案的嵌套式MRI-PET头部分子影像系统的示意图。
图6为MRI-PET头部分子影像系统的实例性的融合影像。
具体实施方式
应理解，本发明实施例是示例性说明的，而非限制性的。
图1是本发明一个实施方案的嵌套式MRI-PET头部分子影像线圈10的立体图，包括MRI头部射频线圈11和分子信号采集部12。其中MRI头部射频线圈11可以是现有技术的核磁共振头部射频线圈，用于发射射频脉冲、接受MRI信号。本发明的新型嵌套式MRI-PET头部分子影像线圈可基于现有技术的核磁共振头部射频线圈而实现。分子信号采集部12设置在所述MRI头部射频线圈11外周表面上，二者紧密贴合，形成一体化的嵌套结构。如图1所示，PET分子信号采集部贴合在MRI头部射频线圈的部分外周表面上形成环形结构。MRI头部射频线圈11上可以设置有窗口，如图1中所示，在没有贴合PET分子信号采集部12的MRI头部射频线圈11的部分上示出了窗口13。该窗口13可以包括多个。窗口13可以减少在使用时装置套在患者头上导致的幽闭感。
图2为图1所示MRI-PET头部分子影像线圈的前视截面图。图3为沿着图1所示MRI-PET头部分子影像线圈的轴线剖视图，其中剔除了MRI线圈，仅仅显示了马射线晶体探测器的晶体阵列示意图。图4是PET分子信号采集部的单元结构的示意图。
参见附图2、3以及4，PET分子信号采集12部设置在MRI头部射频线圈11外周表面上，形成环形结构。PET分子信号采集部12可以包括多个单元结构14，每个单元结构14由伽马射线晶体探测器单元15和光电转换结构单元16所构成。多个单元结构排列布置在MRI头部射频线圈外周表面上，从而构成PET分子信号采集部。例如在附图3中，贴合在MRI线圈的外周表面上的多个PET分子信号采集部的单元结构排列以形成PET分子信号采集部。该附图3中仅仅示出了由多个伽马射线晶体探测器单元15形成晶体阵列。在附图4中，以分解图的方式示出伽马射线晶体探测器单元15和光电转换结构单元16的组合。实际上，二者是紧密结合在一起的，例如可以以无缝连接的形式结合在一起。
更具体地，多个伽马射线晶体探测器单元15贴合在MRI头部射频线11的圆周外围，成环形结构，用于将检查体释放出来的伽马射线转换为可见光。多个光电转换结构单元16贴合在相应的伽马射线晶体探测器单元15的表面上，用于将光信号转为电信号传出，然后将电信号传给信号处理装置进行信号整合，最终由图像工作站进行成像。
伽马射线晶体探测器可以选自BGO、LYSO、LSO或LBS伽马射线探测晶体，因此灵敏度以及分辨率较高。光电转换结构为半导体结构，用于将光信号转为电信号。例如半导体结构为雪崩光电二极管，其能够有效避免磁场对伽玛射线的成像影响，由此实现更精确的图像。
另外，由于PET分子信号采集部12直接形成在MRI线圈11上，由此形成嵌套式结构，使得整个分子影像线圈10在整体上体积较小，并且二者在空间上重叠，能够实现集成化。因此，本发明的分子影像线圈的尺寸和大小能够适合于现有技术中的核磁成像设备，并且分子影像能够保证了生理生化信息在空间位置、时间同步性上的一致。
图5是根据本发明一个实施方案的嵌套式MRI-PET头部分子影像系统的示意图。如图所示，该系统包括MRI-PET头部分子影像线圈、信号处理部和重建及融合工作站。其中信号处理部与所述的MRI-PET头部分子影像线圈连接，用于接收和处理来自所述的MRI-PET头部分子影像线圈的信号。重建及融合工作站与信号处理部连接，用于接收和处理来自所述信号处理部的信号并最终输出融合的分子MR影像。
信号处理部可包括与MRI头部射频线圈连接的MRI信号处理部和与PET分子信号采集部连接的PET信号处理部。MRI信号处理部用于接收和处理来自MRI头部射频线圈的信号，PET信号处理部用于接收和处理来自PET分子信号采集部的信号。重建及融合工作站与MRI信号处理部和PET信号处理部分别连接，用于接收和处理来自二者的信息，进行融合并最终输出分子MR影像。
信号处理部和重建及融合工作站可以外置于MRI-PET头部分子影像线圈之外，成为独立外置结构。这样方便设备进行组合，并且不会影响MRI-PET头部分子影像线圈的结构以及工作效果。
在使用时，患者首先可以注射放射性同位素的造影剂。等待一定的时间(造影剂不同而时间不同)，然后进入设备检查。使用的时候和普通线圈一样，套入检查者的头上，通过线体连接，接到MRI和分子影像机柜，然后进入MRI的患者孔进行核医学及分子影像的同时采集。
此种一体化嵌套设计，系统设备小巧可直接放置于MRI检查孔中进行MRI成像与分子影像的同时采集，保证了在空间位置、同时间、同生理生化信息的一致，从而得到最为精确的磁共振及分子影像的融合图像。如图6所示，本发明的MRI-PET头部分子影像系统能够得到精确的融合图像，箭头所示为病变部分。该融合图像保证了在空间位置、同时间、同生理生化信息的一致，能够更加有利于临床以及科学研究。
最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本申请所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本申请的保护范围之中。
Claims (8)
1.一种MRI-PET头部分子影像线圈，包括MRI头部射频线圈和PET分子信号采集部，其中所述PET分子信号采集部设置在所述MRI头部射频线圈外周表面上，由此在整体上形成为套嵌式结构，所述PET分子信号采集部包括伽马射线晶体探测器和光电转换结构，所述光电转换结构为半导体结构。
2.根据权利要求1所述的MRI-PET头部分子影像线圈，其中所述PET分子信号采集部贴合在所述MRI头部射频线圈外周表面上形成环形结构。
3.根据权利要求2所述的MRI-PET头部分子影像线圈，其中所述PET分子信号采集部贴合在所述MRI头部射频线圈的部分外周表面上，并且在所述MRI头部射频线圈的没有贴合所述PET分子信号采集部的部分上设置有窗口。
4.根据前述任意权利要求之一所述的MRI-PET头部分子影像线圈，其中所述PET分子信号采集部包括多个单元结构，每个单元结构由伽马射线晶体探测器单元和光电转换结构单元所构成。
5.根据前述任意权利要求之一所述的MRI-PET头部分子影像线圈，其中所述伽马射线晶体探测器贴合在所述MRI头部射频线圈外周表面上，并且所述光电转换结构贴合在所述伽马射线晶体探测器的外周表面上。
6.根据前述任意权利要求之一所述的MRI-PET头部分子影像线圈，其中所述伽马射线晶体探测器选自BGO、LYSO、LSO或LBS伽马射线探测晶体。
7.一种MRI-PET头部分子影像系统，包括权利要求1-6中任意之一所述的MRI-PET头部分子影像线圈、信号处理部和重建及融合工作站，
其中所述信号处理部与所述的MRI-PET头部分子影像线圈连接，用于接收和处理来自所述的MRI-PET头部分子影像线圈的信号，
其中所述重建及融合工作站与所述信号处理部连接，用于接收和处理来自所述信号处理部的信号并最终输出融合的分子MR影像。
8.根据前述权利要求7所述的系统，其中所述信号处理部和重建及融合工作站外置于所述MRI-PET头部分子影像线圈之外，成为独立的外置结构。
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