CN105378501B - 用于多模态成像的表面静止阵列线圈结构 - Google Patents

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Abstract

公开了一种并入表面静止RF线圈结构的独立MR或混合PET‑MR成像系统。成像系统包括支承组件，其包括用以容纳受验者的托架和用以接收托架且提供沿其的平移以实现采集成像数据的桥接件。RF线圈结构定位在桥接件与托架之间，并且包括基部部分、盖部分，以及定位在盖部分上的RF线圈元件阵列。盖部分包括仿形特征，其实现将RF线圈元件置于受验者附近，并且提供RF元件与托架之间的恒定且均匀的间隙。RF线圈结构还包括结构元件，其在于RF线圈元件阵列之上滚动时支承托架而不使RF线圈元件变形。

Description

用于多模态成像的表面静止阵列线圈结构
技术领域
本发明的实施例大体上涉及医学成像，并且更具体地涉及并入表面静止RF线圈结构的独立磁共振(MR)成像系统或混合MR和正电子发射层析成像(PET)系统，该表面静止RF线圈结构提供患者支承同时减少图像退化。
背景技术
MR成像涉及使用磁场和激励脉冲来检测具有净自旋的核的自由感应衰减。当物质如人体组织经受均匀磁场(偏振场B0)时，组织中的自旋的独立磁矩试图与该偏振场对准，但在它们的特征拉莫尔频率下以随机顺序处理其。如果物质或组织经受在x-y平面中并且在拉莫尔频率附近的磁场(激励场B1)，则静对准矩或″纵向磁化″Mz可旋转或″倾斜″到x-y平面中以产生净横向磁矩Mt。信号在激励信号B1终止之后由激励自旋发出，并且该信号可接收和处理成形成图像。
当利用这些信号来产生图像时，使用了磁场梯度(Gx，Gy和Gz)。典型地，待成像的区域由一系列测量循环扫描，其中这些梯度根据使用的特定定位方法变化。所得的成组的接收的NMR信号数字化并且处理成使用许多公知重建技术中的一种来重建图像。
PET成像涉及在感兴趣的受验者中的正电子发射放射性核素的层析图像的产生。放射性核素标记试剂被给予定位在检测器环内的受验者。当放射性核素衰减时，称为″正电子″的带正电的光子从其发出。当这些正电子行进穿过受验者的组织时，它们失去动能并且最终与电子碰撞，导致相互湮没。正电子湮没导致在大约511keV下发出的一对方向相反的γ射线。
其为由检测器环的闪烁器检测到的这些γ射线。当由γ射线撞击时，各个闪烁器发光，触动光伏构件如光电二极管。来自光伏装置的信号处理为γ射线的入射。当两条γ射线大致同时撞击相对定位的闪烁器时，记录了重合。数据分类单元处理该重合以确定哪个是真实重合事件，并且分类出代表死时间和单个γ射线检测的数据。重合事件为二进制的并且集成为形成PET数据的框架，其可重建成描绘受验者中的放射性核素标记试剂和/或其代谢物的分布的图像。
在组合式PET-MR系统中，合乎需要的是在PET检测器的区域中具有最小质量，以便提供最佳图像采集。即，虽然在独立MR系统中，开孔内的构件的结构和重量对图像采集和图像质量没有影响，但在PET-MR系统中情况不是如此，因为PET检测器区域中的质量使γ射线衰减，这减少至检测器的PET信号并且使图像质量(IQ)退化。
为了使IQ衰减最小化，需要在PET检测器区域中或穿过其的静止和移动物体两者的设计因此应当使得使PET检测器区域中的质量最小化。此类静止物体可包括例如患者定位结构，其包括定位在延伸穿过成像系统的长度的开孔内的桥接件，以及表面静止射频(RF)线圈结构(例如，后线圈)，而移动物体可包括托架，该托架支承患者并且沿桥接件平移以使患者移动穿过成像系统。
具体关于静止后RF线圈结构，RF线圈结构定位在MR和PET视场(FOV)的中心处，以从患者采集MR图像数据。静止后RF线圈结构包括在其面对托架的底部的表面上的一定数量的RF元件，其在MR成像扫描期间紧邻患者的组织结构，其中小间隙存在于RF线圈与托架之间，当托架移入和移出磁体开孔时，该小间隙保持托架免于在线圈元件上摩擦。典型地，与静止后RF线圈结构相关联的任何电子装置(如例如，断开板、进给板、多路复用板以及换衡器)定位成紧邻RF线圈元件，并且因此也定位在MR和PET FOV的中心处，由此增加了PET检测器的区域中的质量和附加构件，并且潜在地降低图像质量。
除PET图像衰减考虑之外，还认识到静止后RF线圈结构的结构可影响独立MR成像系统或混合PET-MR系统中的MR图像质量。即，合乎需要的是实现将线圈结构的RF线圈元件放置成紧邻患者的组织结构，以便实现良好的MR图像质量。在使RF线圈元件如此定位时，还合乎需要的是在线圈结构中的整组RF元件与患者托架表面之间提供恒定且均匀的间隙。静止后RF线圈结构的现有设计提供缺乏一般在患者托架上发现的弯曲的平构造或构型，使得现有后线圈结构设计不能将RF线圈元件定位成紧邻患者的组织结构，或提供线圈元件与托架上的患者表面之间的此类均匀间隙。
因此，将合乎需要的是提供用于在PET-MR系统中使用的静止后RF线圈结构，其有助于通过使PET检测器FOV中的质量最小化而减少图像质量的退化。对于静止后RF线圈结构而言还将合乎需要的是提供改进的图像质量，而不损害患者支承功能性和适用性。对于静止后RF线圈结构而言将更进一步合乎需要的是包括实现将RF线圈元件放置成与患者的组织结构良好邻近的其上的特征，其中此类特征遵循托架侧的轮廓，并且使得线圈元件能够更近地查看其中患者的侧部移离水平托架表面的患者的组织结构。
发明内容
本发明的实施例提供了一种并入静止后RF线圈结构的独立MR系统或组合式PET-MR系统，该静止后RF线圈结构提供患者支承用于在PET区域之上移动，同时减少图像退化并且利用遵循托架轮廓的关于RF元件的翼状结构改进关于患者的侧部的MR图像质量。
根据本发明的一个方面，一种PET-MRI设备包括磁共振成像(MRI)系统，其具有围绕磁体的开孔定位的多个梯度线圈，以及RF线圈组件，该RF线圈组件联接于用以发出RF脉冲序列的脉冲发生器并且布置成从MR视场(FOV)内的开孔中的感兴趣的受验者接收所得的MR信号。PET-MRI设备还包括正电子发射层析成像(PET)系统，其具有环绕开孔的检测器阵列，其中检测器阵列控制成采集PET检测器FOV内的感兴趣的受验者的PET发射；以及患者支承组件，其构造成提供感兴趣的受验者穿过开孔的支承和移动以实现从感兴趣的受验者采集MR信号和PET发射，患者支承组件包括构造成容纳感兴趣的受验者的托架和构造成接收托架且提供沿其的平移的桥接件。PET-MRI设备还包括静止射频(RF)线圈结构，其定位在桥接件上，以便在桥接件与托架之间，并且使得RF线圈结构的一部分在PET FOV内，RF线圈结构包括：基部部分；定位在基部部分之上的盖部分；RF线圈元件阵列，其定位在盖部分上以便定位在MR FOV和PET FOV内；以及驱动电子装置，其构造成控制RF线圈元件阵列的操作，驱动电子装置定位在基部部分内以便定位在PET FOV外。
根据本发明的另一个方面，一种用于在独立MR成像系统或组合式PET-MR成像系统中使用的静止后RF线圈结构包括：基部部分；定位在基部部分之上的盖部分；RF线圈元件阵列，其定位在盖部分上并且在RF线圈结构的第一区域中；以及驱动电子装置，其构造成控制RF线圈元件阵列的操作，驱动电子装置定位在基部部分中，在RF线圈结构的第二区域中，以便与RF线圈元件阵列分开。盖部分还包括：底面；以及从底面向上延伸的一对仿形侧表面；其中RF线圈元件阵列布置和定位在盖部分上，以便从底面沿该对仿形侧表面向上延伸。
根据本发明的又一个方面，一种MR成像设备包括MRI系统，其构造成从感兴趣的受验者采集MR信号，MRI系统具有围绕磁体的开孔定位的多个梯度线圈和联接于用以发出RF脉冲序列的脉冲发生器的RF线圈组件。MR成像设备还包括患者支承组件，其构造成提供感兴趣的受验者穿过开孔的支承和移动以实现从感兴趣的受验者采集MR信号，患者支承组件包括构造成容纳感兴趣的受验者的托架和构造成接收托架且提供沿其的平移的桥接件。MR成像设备还包括中心矩阵阵列(CMA)结构，其定位在桥接件上以便在桥接件与托架之间，CMA结构包括：基部部分；盖部分，其附接于基部部分以便定位在基部部分与托架之间；RF线圈元件阵列，其定位在盖部分上；以及多个结构部件，其从基部部分的底面向上延伸，多个结构部件构造成在托架使感兴趣的受验者平移穿过开孔时完全支承由托架施加的负载，而没有转移至RF线圈元件阵列的负载中的任一个。
各种其它特征和优点将从以下详细描述和附图变得显而易见。
附图说明
附图示出了当前设想用于执行本发明的实施例。
在附图中：
图1为用于与本发明的实施例一起使用的示例性PET-MR成像系统的示意性框图。
图2为根据本发明的实施例的用于在图1的PET-MR成像系统中使用的患者支承组件的透视图。
图3为根据本发明的实施例的关于图2的患者支承组件定位的静止后RF线圈结构的视图。
图4-7为根据本发明的实施例的图3的静止后RF线圈结构的视图。
图8为根据本发明的另一个实施例的用于在图1的PET-MR成像系统中使用的患者支承组件的透视图。
图9为根据本发明的实施例的关于图6的患者支承组件定位的静止后RF线圈结构的视图。
具体实施方式
提供了用于在独立MR成像系统或混合PET-MR系统中使用的静止后RF线圈结构。RF线圈结构构造成以便将RF线圈元件布置在其上，以便在整组RF元件与患者托架表面之间提供恒定且均匀的间隙，以便实现良好的MR图像质量。RF线圈结构进一步构造成包括结构元件，其在托架移动穿过磁体开孔时使得托架能够在后静置RF线圈之上滚动，而不使RF线圈元件变形，以便实现关于任何患者质量的稳定图像质量。静止后RF线圈结构更进一步构造成通过提供PET间隙中的最小电气和机械构件并且使所有大质量构件移离PET间隙而具有PET检测器区域(即，PET间隙)中的最小质量，以便实现良好的PET图像质量。
根据本发明的实施例，静止后RF线圈结构可在多种成像系统或设备中实施。例如，RF线圈结构可并入到独立MR成像系统中，或者可并入到混合MR成像系统，如例如，混合PET-MR成像系统中。因此，虽然在此处在下面关于混合PET-MR成像系统阐述了本发明的实施例，但认识到的是，其它独立和混合MR成像系统被认为是在本发明的范围内。
参照图1，示出了可并入本发明的实施例的示例性混合PET-MR成像系统10的主要构件。系统的操作可从操作者控制台12控制，操作者控制台12包括键盘或其它输入装置13、控制面板14以及显示屏16。控制台12通过链路18与单独的计算机系统20通信，单独的计算机系统20使得操作者能够控制显示屏16上的图像的产生和显示。计算机系统20包括一定数量的模块，如图像处理器模块22、CPU模块24以及存储器模块26。计算机系统20还可连接于永久或后备存储器储存器、网络，或者可通过链路34与单独的系统控制器32通信。输入装置13可包括鼠标、键盘、轨迹球、触摸触动屏、光棒或任何相似或等同的输入装置，并且可用于交互几何形状命令。
系统控制器32包括与彼此通信且通过链路40连接于操作者控制台12的一组模块。通过链路34，系统控制器32接收命令来指示待执行的一个或多个扫描序列。对于MR数据采集，RF发射/接收模块38通过发送描述对应于数据采集窗口的正时和长度的待产生的RF脉冲和脉冲序列的正时、强度以及形状的指令、命令和/或请求而命令扫描仪48执行期望的扫描序列。在该方面，发射/接收开关44控制经由放大器46从RF发射模块38至扫描仪48和从扫描仪48至RF接收模块38的数据流。系统控制器32还连接于一组梯度放大器42，以指示在扫描期间产生的梯度脉冲的正时和形状。
由系统控制器32产生的梯度波形指令发送至具有Gx，Gy和Gz放大器的梯度放大器系统42。放大器42可在扫描仪48或系统控制器32外部，或者可集成在其中。各个梯度放大器激励大体上标为50的梯度线圈组件中的对应的物理梯度线圈，以产生用于空间地编码的采集信号的磁场梯度。梯度线圈组件50形成磁体组件52的一部分，磁体组件52包括偏振磁体54和RF线圈组件56。作为备选，梯度线圈组件50的梯度线圈可独立于磁体组件52。RF线圈组件可包括如所示的整体RF发射线圈56。RF线圈组件的线圈56可构造用于发射和接收两者，或用于仅发射或仅接收。脉冲发生器57可集成到如所示的系统控制器32中，或者可集成到扫描仪装备48中，以产生用于梯度放大器42和/或RF线圈组件56的脉冲序列或脉冲序列信号。此外，脉冲发生器57可与脉冲序列的产生同时地生成PET数据消隐信号。这些消隐信号可在单独的逻辑线路上生成用于随后的数据处理。由患者中的受激核发出的激励脉冲引起的MR信号可由整体线圈56感测到，并且接着经由T/R开关44发射至RF发射/接收模块38。MR信号在系统控制器32的数据处理区段68中解调、滤波和数字化。
当在数据处理器68中采集到一组或更多组原始k空间数据时，MR扫描完成。该原始k空间数据在数据处理器68中重建，数据处理器68操作成将数据(通过傅里叶或其它技术)转换成图像数据。该图像数据通过链路34传送至计算机系统20，其中，其储存在存储器26中。作为备选，在一些系统中，计算机系统20可采用数据处理器68的图像数据重建和其它功能。响应于从操作者控制台12接收到的命令，储存在存储器26中的图像数据可在长期储存器中存档，或者可由图像处理器22或CPU24进一步处理，并且传送至操作者控制台12并且呈现在显示器16上。
在组合式MR-PET扫描系统中，PET数据可与上文所述的MR数据采集同时采集。因此，扫描仪48还包含正电子发出检测器阵列或环70，其构造成检测来自从受验者发出的正电子湮没的γ射线。检测器阵列70优选包括围绕门架布置的多个闪烁器和光伏装置。然而，检测器阵列70可具有用于采集PET数据的任何适合的构造。此外，闪烁器组、光伏装置以及检测器阵列70的其它电子装置不必屏蔽而免受由MR构件54，56施加的磁场和/或RF场。然而，设想的是，本发明的实施例可包括如本领域中已知的此类屏蔽，或者可与各种其它屏蔽技术组合。
由检测器阵列70检测到的γ射线入射通过检测器阵列70的光伏装置转换成电信号，并且由一系列前端电子装置72调节。这些调节电路72可包括各种放大器、滤波器以及模数转换器。由前端电子装置72输出的数字信号接着由重合处理器74处理，以将γ射线检测匹配为潜在重合事件。当两条γ射线大致彼此相对撞击检测器时，在没有随机噪音和信号γ射线检测的相互作用的情况下，可能的是在沿检测器之间的线路的某处发生正电子湮没。因此，由重合处理器74确定的重合分类成真实的重合事件，并且最终由数据分类器76集成。来自分类器76的重合事件数据或PET数据在PET数据接收端口78处由系统控制器32接收，并且储存在存储器26中用于随后处理68。PET图像接着可通过图像处理器22重建，并且可与MR图像组合以产生混合结构和新陈代谢或功能图像。调节电路72、重合处理器74以及分类器76可均在扫描仪48或系统控制器32外部，或者可集成在其中。
如图1中进一步所示，患者支承组件80包括在PET-MR成像系统10中，以在数据采集期间支承成像系统内的患者。患者支承组件80延伸到成像系统10的主磁体开孔82中，并且延伸穿过成像系统，以使其长度大体上平行于开孔轴线。患者支承组件80实现患者相对于成像系统10到各个位置中的移动，包括成像系统10的开孔外的加载位置和至少一个成像位置，其中，患者的至少一部分在处于成像位置时定位在成像容积内(例如，在开孔内)。
现在参照图2和3，示出了根据本发明的实施例的患者支承组件80的详细视图。患者支承组件80包括患者床84，其支承患者，并且提供患者往返于成像系统10的运输。患者床84包括基部结构86和台88，台88能够从基部结构86除去，以使得患者能够从床传递到PET-MR成像系统10的开孔82中，用于执行成像扫描。台88还包括便于台移动穿过成像系统10的托架90。托架90的表面具有笔直和弯曲的表面，其中患者躺在其上的主表面是平的，并且托架的侧部以成角方式弯曲，以提供舒适和使患者空间最大化。根据示例性实施例，托架90构造为薄的凯夫拉托架。患者床84的高度可按需要调整，以便使台88适当地定位，用于将患者传递到成像系统10中，使得托架90可从基部结构86滑出并且滑入成像系统10中。
具有包括两个单独的区段(患者侧和服务侧)的前桥接件94，和后桥接件96的桥接件组件92也包括在患者支承组件80中。桥接件组件92提供用于患者托架90在成像系统10(图1)的开孔82内移动且穿过其的路径，以使患者移动至成像系统内的期望的成像位置。根据示例性实施例，后桥接件96和前桥接件94具有带凯夫拉或另一纤维增强塑料(FRP)的表皮的泡沫芯部的构造，以便向强桥接件提供能够以最小变形保持大患者同时使重量最小化用于现场服务除去和安装的结构。
如图2中所见，后桥接件96从成像系统10的后缘向外延伸，其中后桥接件96由后基座结构100支承。前桥接件94具有分开的桥接构造，并且包括通过间隙106与彼此分开的第一区段102(患者侧)和第二区段104(服务侧)。第一区段102和第二区段104由RF本体线圈56支承并且在多个位置处安装于RF本体线圈56。RF本体线圈56安装于前本体线圈安装支架108和后本体线圈安装支架109，其中两个支架108和109提供关于本体线圈56相对于磁体54的连接的可调整性。前桥接件患者侧102和前桥接件服务侧104可制成在安装于RF本体线圈56期间为可调整或非可调整的。第二区段104的外缘组装有并且连接于后基座结构100，以便由此沿轴向方向支承。第一区段102和第二区段104中的各个的内缘110直接地安装于成像系统10(即，安装于成像系统的RF本体线圈56)，以便锚定于其。
前桥接件94的第一区段102和第二区段104中的各个的内缘110位于成像系统10的检测器阵列70(图1)的任一侧附近，使得检测器阵列70与第一区段102和第二区段104之间的间隙106对准。有利地，检测器阵列70和前桥接件94的第一区段102与第二区段104之间的间隙106的对准使检测器阵列70的区域中的质量最小化，以便由此减小可由此类质量的存在引起的PET成像期间的γ射线的衰减。由检测器阵列70中的检测器接收的PET信号因此未衰减，并且图像质量(IQ)的退化最小化。
小轮廓滑架组件(LPCA)112也包括在患者支承组件80中，用于实现托架90沿桥接件组件92平移的目的。LPCA112由双带传动件144驱动，双带传动件144包括用于使LPCA112沿桥接件组件92的长度推进(并且在桥接件中的后线圈阵列之上，如将在下面更详细阐释的)的一对传动带116，其中带在间隙106之上延伸，使得LPCA112和托架90即使在横过间隙106时继续由双传动件驱动。如图2中所示，LPCA112最初可定位在后桥接件96的远端处。当患者出于成像扫描目的经由患者床84运输至PET-MR成像系统10时，LPCA112由双带传动件144沿后桥接件96和沿前桥接件94驱动(并且在前桥接件中的后线圈阵列之上，如将在下面更详细阐释的)，以进入患者床84附近。LPCA112与患者台88的托架90接触，使得引起钩118或相似类型的闩锁机构接合托架90上的容置部或接收机构(未示出)。在将LPCA112装固于托架90时，LPCA112和托架90可按期望沿桥接件组件92平移以将患者定位在成像系统10的开孔82内的多个成像位置。
如图2中所示，后桥接件96和前桥接件94均包括沿前桥接件94和后桥接件96的长度间隔开的多个垂直定向的滚柱轴承或轮120，用于在托架90和LPCA112沿整个扫描范围平移期间支承托架90和LPCA112，其中成对的间隔开的滚柱轴承120沿前桥接件94和后桥接件96的长度定位。一定数量的水平地定向的锥形轮122(或相似的引导装置)也在选定位置处包括在后桥接件96和前桥接件94上。水平地定向的锥形轮122起作用成协助托架90和LPCA112沿侧向定位在桥接件组件92上，使得托架90和LPCA1 12保持定心在桥接组件92上。
仍参照图2，看到的是前桥接件94的第一区段102和第二区段104中的各个包括间隙106旁边的相应的第一区段102和第二区段104的内缘110附近的区域中的其中的切口区域或部分124。前桥接件94的第一区段102和第二区段104的切口区域124共同形成用于收纳射频(RF)线圈阵列的区域，该射频(RF)线圈阵列形成PET-MR成像系统10的静止后RF线圈结构的部分。此类静止后RF线圈结构126或中心矩阵阵列(CMA)结构示为关于图3中的患者支承组件80定位，其中CMA结构126至少部分地定位在前桥接件94的第一区段102和第二区段104的切口区域124内。
CMA结构126的更详细视图在图4-7中提供，其中示出了CMA结构的各个视图。如可在图4-7中看到的，CMA结构126大体上包括基部部分128和盖部分130。CMA结构的基部部分128构造为盒形结构，其能够定位在切口区域124(图2-3)中，其中盖部分130施加在基部部分128之上，以便定位在所述CMA结构126的所述基部部分128和所述患者支承组件80的所述托架90之间。
参照图4-6，示出了根据示例性实施例的盖部分130的实施例。盖部分130包括在其中心区域中的平表面132，以及定位在底面132的相对侧上的一对成角/仿形侧表面或″翼″134。盖部分130将多个RF线圈元件136接收在其中，多个RF线圈元件136共同地形成RF线圈阵列或中心矩阵阵列(CMA)，其大体上指示为138。RF线圈元件136定位在盖部分130上，使得线圈元件面对托架90的底部，并且定位成在MRI扫描期间紧邻患者的组织结构，其中RF线圈阵列138定位在盖部分130上，使得RF线圈阵列138与PET-MR系统10的PET检测器阵列70(图1和3)对准，这大体上称为线圈结构126的″第一区域″139。
如图4和5中进一步所示，RF线圈阵列138的线圈元件136从盖部分130的平表面延伸出，并且延伸到盖130的成角/仿形侧表面134上，以便使路线的至少一部分在其上延伸。因此，定位在成角/仿形表面134上的RF线圈元件136成角并且指向患者的身体。如可在图6中最佳看到的，盖部分130的成角/仿形侧表面134的角和定位大体上匹配托架本体90的弯曲侧表面140的角和定位。因此，恒定且均匀的间隙142设在整个RF线圈阵列138与托架90之间，既在盖部分130的平中心区域132上的RF线圈元件136与托架90的平表面144之间，又在盖部分130的成角/仿形侧表面134上的RF线圈元件136与托架90的弯曲侧表面140之间。RF线圈阵列138与托架90上的患者表面之间的该均匀且最小的间隙142产生良好的MR图像质量。
现在参照图7，为了使定位在PET检测器阵列70(图1和3)的FOV内的材料/构件的质量最小化，与RF线圈阵列的操作相关联的远程电子装置146(包括例如断开板、进给板、多路复用板、换衡器或其它非基本构件)定位在基部部分128中，以便与盖部分130(图4和5)上的RF线圈阵列136隔开，这大体上称为线圈结构126的″第二区域″147。因此，远程电子装置146移离PET检测器区域，以便使PET视场中的S/I和R/L方向上的其中心区域处的CMA结构126的材料质量最小化。
如图7中进一步所示，基部部分128还包括其中的多个结构元件148，其通过以辅助MR和PET物件完全地支承患者质量来使得托架90和LPCA112能够在CMA结构126之上滚动。CMA结构126中的结构元件148提供了对不具有PET成像区域中的结构的分开的前桥接件94的所需支承，其中结构元件148最接近PET间隙，使得托架90能够跨越间隙106，而没有显著的悬臂类型的变形。基部部分128的结构元件148包括与基部部分128的底面151集成地形成的垂直安装柱150，其中安装柱150从底面151向上延伸。垂直地定向的滚动元件或轴承152在使得滚动元件152能够接合托架90的底面的高度处定位在各个相应安装柱150的顶部上。
如可在图7中看到的，大多数结构部件148位于CMA结构126的第一区域139外(即，在第二区域147中)，以便使PET视场中的S/I和R/L方向上的其中心区域处的CMA结构126的材料质量最小化。关于结构部件148的位置，虽然其大部分位于CMA结构126的第一区域139外，但结构部件148仍定位成以便完全支承托架90和其上的患者质量，以便防止任何负载转移至RF线圈阵列138。即，CMA结构126的结构部件148(和其上的滚动元件152)以策略性的位置和数量放置，以免干扰RF线圈元件136构造，并且提供滚动元件152与托架90之间的良好表面接触应力。
为了在托架90横过患者支承组件80的间隙106时和在托架90横过CMA结构126所定位的位置时提供托架90的容纳，CMA结构的盖部分130包括在对应于形成在基部部分128上的结构部件148的位置的位置处形成在其中的多个开口/槽口154，如可在图4和5中看到的。开口154构造和定位成使得结构部件148上的滚柱轴承152穿过盖部分130上的开口槽口，使得滚柱元件152与托架90的底面接触，并且提供结构支承和托架90横跨CMA结构126的滚动平移，同时防止任何负载转移至RF线圈阵列138。当托架90移动穿过磁体开孔，并且利用MR和PET系统执行扫描时，CMA结构和特别是其结构部件148因此支承具有患者负载的托架，并且确保稳定且小的间隙总是存在于患者托架90与RF线圈阵列138之间，使得安装在盖部分130上的RF元件136的部分在加载有将可能使图像质量退化的患者重量期间没有加载或变形。CMA结构126的盖部分130还具有特别设计的开口，其与CMA结构的结构支承件148对接，这有助于使任何流体移动穿过滚柱支承区域，而不允许流体进入CMA结构126内的电子装置146。
如图3-7中所示，根据本发明的示例性实施例，CMA结构126的基部部分128和盖部分130中的各个包括与其集成地形成的手柄特征156，其使得操作者能够按期望选择性地从患者支承组件80除去RF线圈组件结构126。通过提供RF线圈组件结构126借助于手柄156从患者支承组件80的选择性除去，RF线圈组件结构126中的RF线圈元件136的数量和布置可通过操作者改变，以满足在患者上执行的特别图像扫描的要求。然而，认识到CMA结构126不必为可除去的，并且可永久地置于桥接件94中，其中仅结构126仅在维护或非常特殊的应用期间除去。作为备选，认识到CMA结构126可为可除去的用于与其它应用一起使用，如，多核波谱分析(MNS)，并且CMA结构可除去并且填充物CMA定位在适当位置，其中填充物具有相同构造，但没有RF线圈元件。
现在参照图8，示出了根据本发明的另一个实施例的患者支承组件160。患者支承组件160大致类似于图2中所示的患者支承组件80，并且因此类似元件在图8中同样地标号。主要差异在于患者支承组件160的桥接件组件162包括前桥接件164和后桥接件166，其中前桥接件形成为单个整体的桥接件结构，而非如包括在图2中的患者支承组件80的前桥接件92中的″分开式桥接件″结构。桥接件组件162提供用于患者托架90在成像系统10(图1)的开孔82内移动并且穿过其的路径，以使患者移动至成像系统内的期望的成像位置。
如图8中所示，并且还参照图9，前桥接件164在与PET检测器阵列70的位置重合的区域中包括其中的切口区域或部分168。前桥接件164的切口区域168形成用于收纳CMA结构126和包括在其中的RF线圈阵列138的区域。CMA结构126的详细视图在图4-7中示出并且详细描述，如上文阐述的，其中CMA结构126在托架90横过RF线圈阵列138时提供对具有其上的患者负载的托架90的支承，并且确保稳定且小的间隙总是存在于患者托架90与RF线圈阵列138之间。
有利地，本发明的实施例因此提供了静止后RF线圈结构126(即，CMA结构)，用于在独立的MR成像系统和/或混合的PET-MR系统中使用。RF线圈结构126构造成以便将RF线圈元件136布置在其上，这实现将RF线圈元件放置成良好邻近患者的组织结构，并且以便提供整组RF元件与患者托架90的表面之间的恒定且均匀的间隙，以便实现良好的MR图像质量。RF线圈结构126进一步构造成包括结构元件148，其在托架移动穿过磁体开孔时，使得托架90能够在后静置RF线圈阵列138之上滚动。
静止后RF线圈结构126构造成通过提供PET间隙中的最小电气和机械构件并且使所有大质量构件移离PET间隙而具有PET检测器区域(即，PET间隙)中的最小质量，使得由可减小至检测器阵列70的PET信号的RF线圈结构126的任何不必要的γ射线衰减最小化，并且防止了图像质量的任何退化。
因此，根据本发明的一个实施例，一种PET-MRI设备包括磁共振成像(MRI)系统，其具有围绕磁体的开孔定位的多个梯度线圈，以及RF线圈组件，该RF线圈组件联接于用以发出RF脉冲序列的脉冲发生器并且布置成从MR视场(FOV)内的开孔中的感兴趣的受验者接收所得的MR信号。PET-MRI设备还包括正电子发射层析成像(PET)系统，其具有环绕开孔的检测器阵列，其中检测器阵列控制成采集PET检测器FOV内的感兴趣的受验者的PET发射；以及患者支承组件，其构造成提供感兴趣的受验者穿过开孔的支承和移动以实现从感兴趣的受验者采集MR信号和PET发射，患者支承组件包括构造成容纳感兴趣的受验者的托架和构造成接收托架且提供沿其的平移的桥接件。PET-MRI设备还包括静止射频(RF)线圈结构，其定位在桥接件上，以便在桥接件与托架之间，并且使得RF线圈结构的一部分在PET FOV内，RF线圈结构包括：基部部分；定位在基部部分之上的盖部分；RF线圈元件阵列，其定位在盖部分上以便定位在MR FOV和PET FOV内；以及驱动电子装置，其构造成控制RF线圈元件阵列的操作，驱动电子装置定位在基部部分内以便定位在PET FOV外。
根据本发明的另一个实施例，一种用于在独立MR成像系统或组合式PET-MR成像系统中使用的静止后RF线圈结构包括：基部部分；定位在基部部分之上的盖部分；RF线圈元件阵列，其定位在盖部分上并且在RF线圈结构的第一区域中；以及驱动电子装置，其构造成控制RF线圈元件阵列的操作，驱动电子装置定位在基部部分中，在RF线圈结构的第二区域中，以便与RF线圈元件阵列分开。盖部分还包括：底面；以及从底面向上延伸的一对仿形侧表面；其中RF线圈元件阵列布置和定位在盖部分上，以便从底面沿该对仿形侧表面向上延伸。
根据本发明的又一个实施例，一种MR成像设备包括MRI系统，其构造成从感兴趣的受验者采集MR信号，MRI系统具有围绕磁体的开孔定位的多个梯度线圈和联接于用以发出RF脉冲序列的脉冲发生器的RF线圈组件。MR成像设备还包括患者支承组件，其构造成提供感兴趣的受验者穿过开孔的支承和移动以实现从感兴趣的受验者采集MR信号，患者支承组件包括构造成容纳感兴趣的受验者的托架和构造成接收托架且提供沿其的平移的桥接件。MR成像设备还包括中心矩阵阵列(CMA)结构，其定位在桥接件上以便在桥接件与托架之间，CMA结构包括：基部部分；盖部分，其附接于基部部分以便定位在基部部分与托架之间；RF线圈元件阵列，其定位在盖部分上；以及多个结构部件，其从基部部分的底面向上延伸，多个结构部件构造成在托架使感兴趣的受验者平移穿过开孔时完全支承由托架施加的负载，而没有转移至RF线圈元件阵列的负载中的任一个。
该书面的描述使用实例以公开本发明(包括最佳模式)，并且还使本领域技术人员能够实践本发明(包括制造和使用任何装置或系统并且执行任何并入的方法)。本发明的可专利范围由权利要求限定，并且可包括本领域技术人员想到的其它实例。如果这些其它实例具有不与权利要求的字面语言不同的结构元件，或者如果这些其它实例包括与权利要求的字面语言无显著差别的等同结构元件，则这些其它实例意图在权利要求的范围内。

Claims (21)

1.一种PET-MRI设备，包括：
磁共振成像(MRI)系统，其具有围绕磁体的开孔定位的多个梯度线圈，以及RF线圈组件，所述RF线圈组件联接于用以发出RF脉冲序列的脉冲发生器并且布置成从MR视场(FOV)内的所述开孔中的感兴趣的受验者接收所得的MR信号；
正电子发射层析成像(PET)系统，其具有环绕所述开孔的检测器阵列，其中所述检测器阵列控制成采集PET检测器FOV内的所述感兴趣的受验者的PET发射；
患者支承组件，其构造成提供所述感兴趣的受验者穿过所述开孔的支承和移动以实现从所述感兴趣的受验者采集所述MR信号和所述PET发射，所述患者支承组件包括构造成容纳所述感兴趣的受验者的托架和构造成接收所述托架且提供沿其的平移的桥接件；以及
静止射频(RF)线圈结构，其定位在所述桥接件上，以便在所述桥接件与所述托架之间，并且使得所述RF线圈结构的一部分在PET FOV内，所述RF线圈结构包括：
基部部分；
定位在所述基部部分之上的盖部分；
RF线圈元件阵列，其定位在所述盖部分上以便定位在MR FOV和所述PET FOV内；以及
驱动电子装置，其构造成控制所述RF线圈元件阵列的操作，所述驱动电子装置定位在所述基部部分内以便定位在所述PET FOV外。
2.根据权利要求1所述的PET-MRI设备，其特征在于，所述盖部分为仿形的，以便匹配所述托架的形状；并且
其中所述RF线圈元件阵列布置和定位在所述盖部分上，以便遵循所述盖部分的轮廓，使得恒定且均匀的间隙设在所述RF线圈元件阵列与所述托架之间。
3.根据权利要求2所述的PET-MRI设备，其特征在于，所述盖部分包括形成在中心区域的相对侧上的一对翼，其中所述盖部分的所述一对翼为仿形的，使得定位在其上的所述RF线圈元件阵列成角，以便指向所述感兴趣的受验者的身体。
4.根据权利要求1所述的PET-MRI设备，其特征在于，所述基部部分包括：
从所述基部部分的底面向上延伸的多个安装柱；
定位在所述多个安装柱中的各个的顶面上的滚柱元件，所述滚柱元件定位和布置成接合托架的底面；
其中所述多个安装柱和所述滚柱元件构造成在所述托架使所述感兴趣的受验者平移穿过所述开孔时完全支承由所述托架施加的质量负载，而没有转移至所述RF线圈元件阵列。
5.根据权利要求4所述的PET-MRI设备，其特征在于，所述多个安装柱中的至少大多数在所述PET FOV外的位置处形成在所述基部部分的所述底面上。
6.根据权利要求4所述的PET-MRI设备，其特征在于，所述RF线圈结构的所述盖部分包括在对应于所述滚柱元件的位置处的多个开口，使得所述滚柱元件向上突出穿过所述多个开口以接合所述托架的所述底面。
7.根据权利要求1所述的PET-MRI设备，其特征在于，所述基部部分包括手柄，所述手柄与其集成地形成以提供所述RF线圈结构从所述桥接件的选择性除去。
8.根据权利要求1所述的PET-MRI设备，其特征在于，所述桥接件包括：
后桥接件；以及
连接于所述后桥接件的前桥接件，所述前桥接件包括：第一区段和第二区段，
其中所述第二区段与所述第一区段间隔开，以便形成所述PET系统的所述检测器阵列附近的区域中的所述第一区段与所述第二区段之间的所述前桥接件中的间隙。
9.根据权利要求8所述的PET-MRI设备，其特征在于，所述前桥接件包括构造成将所述RF线圈结构收纳在其中的形成在其中的区域，所述区域包括邻近彼此的所述前桥接件的所述第一区段和第二区段的部分，并且包括形成在所述第一区段与所述第二区段之间的切口区域。
10.一种用于在独立磁共振(MR)成像系统或组合式正电子发射层析成像(PET)-MR成像系统中使用的静止射频(RF)线圈结构，所述RF线圈结构包括：
基部部分；
定位在所述基部部分之上的盖部分；
RF线圈元件阵列，其定位在所述盖部分上并且在所述RF线圈结构的第一区域中；以及
驱动电子装置，其构造成控制所述RF线圈元件阵列的操作，所述驱动电子装置定位在所述基部部分中，在所述RF线圈结构的第二区域中，以便与所述RF线圈元件阵列分开；
其中所述盖部分还包括：
底面；以及
从所述底面向上延伸的一对仿形侧表面；
其中所述RF线圈元件阵列布置和定位在所述盖部分上，以便从所述底面沿所述一对仿形侧表面向上延伸。
11.根据权利要求10所述的RF线圈结构，其特征在于，所述RF线圈结构还包括形成在所述基部部分中的多个结构部件，所述多个结构部件中的各个包括定位在其顶面上的垂直地定向的滚柱元件；
其中所述多个结构部件构造成完全支承施加于所述RF线圈结构的负载，而没有传递至所述RF线圈元件阵列，所述负载包括由托架施加的质量负载，所述托架使患者平移穿过所述独立MR成像系统或组合式PET-MR成像系统的开孔。
12.根据权利要求11所述的RF线圈结构，其特征在于，所述多个结构部件中的大多数位于所述RF线圈结构的所述第一区域外。
13.根据权利要求11所述的RF线圈结构，其特征在于，将所述RF线圈元件阵列布置和定位在所述盖部分上以便从所述底面沿所述一对仿形侧表面向上延伸提供了所述RF线圈元件阵列与所述托架之间的恒定且均匀的间隙。
14.根据权利要求11所述的RF线圈结构，其特征在于，所述RF线圈结构的所述盖部分包括在对应于所述滚柱元件的位置处的多个开口，使得所述滚柱元件向上突出穿过所述多个开口以接合托架的底面。
15.根据权利要求10所述的RF线圈结构，其特征在于，所述基部部分和所述盖部分中的各个包括手柄，所述手柄与其集成地形成，以提供所述RF线圈结构从所述独立MR成像系统或组合式PET-MR成像系统的选择性除去。
16.一种磁共振(MR)成像设备，包括：
磁共振成像(MRI)系统，其构造成从感兴趣的受验者采集MR信号，所述MRI系统具有围绕磁体的开孔定位的多个梯度线圈和联接于用以发出RF脉冲序列的脉冲发生器的RF线圈组件；
患者支承组件，其构造成提供所述感兴趣的受验者穿过开孔的支承和移动以实现从所述感兴趣的受验者采集所述MR信号，所述患者支承组件包括构造成容纳所述感兴趣的受验者的托架和构造成接收所述托架且提供沿其的平移的桥接件；以及
中心矩阵阵列(CMA)结构，其定位在所述桥接件上以便在所述桥接件与所述托架之间，所述CMA结构包括：
基部部分；
盖部分，其附接于所述基部部分以便定位在所述基部部分与所述托架之间；
RF线圈元件阵列，其定位在所述盖部分上；以及
多个结构部件，其从所述基部部分的底面向上延伸，所述多个结构部件构造成在所述托架使所述感兴趣的受验者平移穿过所述开孔时完全支承由所述托架施加的质量负载，而没有转移至所述RF线圈元件阵列。
17.根据权利要求16所述的MR成像设备，其特征在于，所述多个结构部件中的各个包括垂直地定向的滚柱元件，其定位和布置成接合所述托架的底面，以便在所述托架在所述CMA结构之上横过时提供与所述托架的滚动接合。
18.根据权利要求17所述的MR成像设备，其特征在于，所述盖部分包括在对应于所述结构部件的位置处的多个开口，使得所述垂直地定向的滚柱元件向上突出穿过所述多个开口以接合所述托架。
19.根据权利要求16所述的MR成像设备，其特征在于，所述盖部分包括形成在其相对侧上的仿形的侧表面；并且
其中所述RF线圈元件阵列布置和定位在所述盖部分上，以便沿所述仿形侧表面向上延伸，使得恒定且均匀的间隙设在所述RF线圈元件阵列与所述托架之间，其中所述RF线圈元件阵列定位成邻近所述感兴趣的受验者的身体，并且成角以便指向所述感兴趣的受验者的身体。
20.根据权利要求16所述的MR成像设备，其特征在于，所述MR成像设备还包括正电子发射层析成像(PET)系统，其集成到所述MRI系统中并且具有定位在环绕所述开孔的PET系统的检测器阵列环上的PET检测器，其中所述PET检测器控制成从PET视场(FOV)采集所述感兴趣的受验者的PET发射。
21.根据权利要求20所述的MR成像设备，其特征在于，所述RF线圈元件阵列定位在所述PET FOV内；并且
其中所述CMA结构还包括构造成控制所述RF线圈元件阵列的操作的驱动电子装置，其中所述驱动电子装置定位在所述基部部分内，以便定位在所述PET FOV外。
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