CN108261200B - Mr-pet扫描装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种MR‑PET扫描装置。该MR‑PET扫描装置，包括扫描机架、PET探测器、屏蔽层和射频天线。PET探测器设置于扫描机架内部；射频天线设置于扫描机架上，射频天线用于发射和/或接收射频信号，且射频天线与PET探测器同时作用于受检者；屏蔽层包覆在PET探测器的表面，以屏蔽射频天线与PET探测器之间的相互干扰。上述MR‑PET扫描装置，一方面，屏蔽层可以对到达PET探测器的射频信号进行全方位的屏蔽。这样，屏蔽层对PET探测器可能受到的射频信号的干扰的屏蔽效果较好，从而提高PET探测器的灵敏度。另一方面，屏蔽层无论如何都在射频天线和PET探测器之间。这样，屏蔽层也屏蔽了PET探测器对射频天线的干扰。所以，MR‑PET扫描装置的成像效果较好。

Description

MR-PET扫描装置

技术领域

本发明涉及医疗设备技术领域，特别涉及一种MR-PET扫描装置。

背景技术

随着科技的发展，医学上的精确诊断越来越离不开各种医疗成像设备，比如正电子发射型断层成像设备(PET)、计算机断层扫描设备(CT)以及磁共振成像设备(MR)等得到了广泛应用。但是，任何一种设备的成像方式都存在自身的缺陷。例如，CT扫描对密度差异较大的组织具有较好的成像效果，且空间和时间分辨率高，但是软组织对比差。MR成像对软组织具有较高的对比度，但是成像结果通常难以定量化。PET扫描对肿瘤的敏感度和特异性较高，但是图像的空间分辨率较差。因此，不同模态相结合的组合式医疗成像设备应运而生，组合式医疗成像设备可获取成像组织更全面的参数，对准确诊断有较大帮助。

目前，组合式医疗成像设备包括MR/PET设备和PET/CT设备。其中，MR/PET设备可以充分整合MR在软组织密度探测方面的能力和PET在分子程度的探测能力，对于脑和神经系统疾病方面的诊断将有着非常优秀的表现。MR/PET设备可以是把PET相关的模块(例如探测器)集成到MR设备中。传统的MR/PET设备中，一般是在MR的射频天线与梯度天线之间设置PET的探测器。但是，对于传统的MR/PET设备，射频天线与PET的探测器之间发生相互干扰，导致MR/PET设备的检测结果不准确。

发明内容

基于此，有必要针对对于传统的MR/PET设备，射频天线与PET的探测器之间会相互干扰，导致MR/PET设备的检测结果不准确的问题，提供一种MR-PET扫描装置。

一种MR-PET扫描装置，包括扫描机架、PET探测器、屏蔽层和射频天线。PET探测器设置于所述扫描机架内部，所述PET探测器用于接收所述受检者体内放射性核素产生的伽马光子；射频天线设置于所述扫描机架上，所述射频天线用于发射和/或接收射频信号，且所述射频天线与所述PET探测器同时作用于所述受检者；屏蔽层包覆在所述PET探测器的表面，以屏蔽所述射频天线与所述PET探测器之间的相互干扰。

上述MR-PET扫描装置，在PET探测器的表面包覆了屏蔽层。一方面，屏蔽层可以对到达PET探测器的射频信号进行全方位的屏蔽。这样，屏蔽层对PET探测器可能受到的射频信号的干扰的屏蔽效果较好，从而使得PET探测器对受检者的成像效果较好。另一方面，由于PET探测器的表面包覆了屏蔽层，屏蔽层无论如何都在射频天线和PET探测器之间。这样，屏蔽层也屏蔽了PET探测器对射频天线的干扰。所以，MR-PET扫描装置的成像效果较好。

在其中一个实施例中，所述扫描机架为筒状结构；所述PET探测器绕所述扫描机架轴线设置为环状结构或部分环状结构；所述MR-PET扫描装置还包括连接板，所述连接板设于所述PET探测器上朝向所述受检者的一侧；所述连接板贴合于所述PET探测器上，所述连接板朝向所述PET探测器的一侧设置有金属层，所述金属层作为所述PET探测器相应侧的表面的屏蔽层；所述射频天线设置于所述连接板上朝向所述受检者的一侧。

在其中一个实施例中，所述连接板还包括绝缘层，所述绝缘层设置于所述射频天线和所述金属层之间；所述射频天线通过所述金属层接地。

在其中一个实施例中，所述PET探测器包括若干个探测单元，所述探测单元绕所述扫描机架的轴线均匀分布，使所述PET探测器为环状结构或部分环状结构，各所述探测单元的表面均包覆有所述屏蔽层。

在其中一个实施例中，所述射频天线包括射频单元，所述射频单元的数量与所述探测单元的数量相等，一个所述射频单元与相应的一个所述探测单元相对设置。

在其中一个实施例中，所述连接板包括连接板单元，一个所述射频单元与相应的所述探测单元之间设置有一个连接板单元；所述连接板单元贴合在相应的所述探测单元上，且所述连接板单元与所述探测单元贴合的一面设置有所述金属层，所述金属层作为所述探测单元的相应表面的屏蔽层；所述射频单元设置于所述连接板单元上。

在其中一个实施例中，所述射频天线包括电偶极子天线、横电磁波天线、环形天线及鸟笼型天线中的至少一种。

在其中一个实施例中，所述屏蔽层的材质为导电材质。

在其中一个实施例中，所述屏蔽层是薄膜结构或网状结构。

在其中一个实施例中，所述MR-PET扫描装置还包括梯度线圈，所述梯度线圈设置于所述扫描机架内，且位于所述PET探测器背离所述受检者的一侧。

一种MR-PET扫描装置，包括：

超导磁体，具有沿纵长方向延伸的收容腔；

PET探测器，设置于所述收容腔内；

射频天线，设置于所述收容腔内，所述射频天线用于发射和/或接收射频信号；

屏蔽层，设置于所述射频天线的内侧；且至少部分的包覆在所述PET探测器的外部，以屏蔽所述射频天线与所述PET探测器之间的相互干扰；

所述射频天线与所述屏蔽层为一体式模块结构。

在其中一个实施例中，所述射频天线和所述屏蔽层之间设置有绝缘层，所述射频天线和所述屏蔽层固定于该绝缘层上。

上述MR-PET扫描装置，在PET探测器的表面包覆了屏蔽层。一方面，屏蔽层可以对到达PET探测器的射频信号进行全方位的屏蔽。这样，屏蔽层对PET探测器可能受到的射频信号的干扰的屏蔽效果较好，从而使得PET探测器对受检者的成像效果较好。另一方面，由于PET探测器的表面包覆了屏蔽层，屏蔽层无论如何都在射频天线和PET探测器之间。这样，屏蔽层也屏蔽了PET探测器对射频天线的干扰。所以，MR-PET扫描装置的成像效果较好。

附图说明

图1为一实施例MR-PET扫描装置的结构示意图；

图2为图1所示的MR-PET扫描装置沿AA向截面面上的探测单元和射频单元的示意图；

图3为图2所示的MR-PET扫描装置的连接板单元的示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

MR-PET扫描装置用于对受检者进行扫描成像，MR-PET扫描装置是一种组合式医疗成像设备。具体地，MR-PET扫描装置是将正电子发射型断层成像设备(PET设备)的探测器件集成到磁共振成像设备(MR设备)中形成的装置，以充分整合MR在软组织密度探测方面的能力和PET在分子程度的探测能力。

图1为一实施例MR-PET扫描装置100的结构示意图。MR-PET扫描装置100包括扫描机架(未示出)、PET探测器110、屏蔽层(图1未示出)和射频天线120。

扫描机架为筒状结构，扫描机架内部具有容纳受检者的通道。扫描机架还用于支撑MR-PET扫描装置100的其它部件。本实施例中，扫描机架的形状为圆筒状。

PET探测器110设置于扫描机架的内部。PET探测器110用于对受检者进行成像。PET探测器110具体用来接收受检者体内放射性核素产生的伽马光子，之后由后续工作模块将光信号转化为电信号，并基于伽马光子计数的电信号由PET重建算法进行图像重建，从而得到最终的PET图像。

射频天线120设置于扫描机架的内部。射频天线120用于在MR成像中接收和/或发射射频信号，且射频天线120与PET探测器110同时作用于受检者。本实施例中，射频天线120可以主要用于向受检者发送射频信号。

屏蔽层包覆在PET探测器110的表面，以屏蔽PET探测器110和射频天线120之间的相互干扰。此处，PET探测器110的表面是指PET探测器110四周的各个面。比如，PET探测器110的形状是六面体，则PET探测器110的表面是指该六面体的各个面。又如，PET探测器110的形状是环，则PET探测器110的表面是指该环上的面。本实施例中，屏蔽层包覆在PET探测器110的全部表面，以使得屏蔽效果较好。在一实施例中，屏蔽层可以选择性地包覆在PET探测器110的部分表面，只要能屏蔽PET探测器110和射频天线120之间的相互干扰即可。屏蔽层屏蔽能够到达PET探测器110的射频信号，以使PET探测器110免受射频信号的干扰，提高PET探测器110的灵敏度。同时，屏蔽层还能够降低PET探测器110对射频天线120的干扰。本实施例中，屏蔽层的材质为导电材质，导电材质例如导电金属、导电橡胶、石墨、半导体及复合高分子导电材料等。本实施例中，屏蔽层的材质为金属。进一步地，屏蔽层为薄膜状结果或网状结构。例如，屏蔽层可以是完整的导电金属薄膜，例如铜箔，电镀金属层，喷涂金属层等，也可以是金属网。本实施例中，屏蔽层是导电金属薄膜。

本实施例中，MR-PET扫描装置100还包括梯度线圈130，梯度线圈130设置于扫描机架上，且与PET探测器110背离受检者的一侧。也就是说，梯度线圈130设置于PET探测器110的外围。梯度线圈130用于为MR-PET扫描装置100产生磁共振所需的梯度磁场。

上述MR-PET扫描装置100，在PET探测器110的表面包覆了屏蔽层。一方面，屏蔽层可以对到达PET探测器110的射频信号进行全方位的屏蔽。这样，屏蔽层对PET探测器110可能受到的射频信号的干扰的屏蔽效果较好，从而提高PET探测器110的灵敏度，使得PET探测器110对受检者的成像效果较好。另一方面，由于PET探测器110的表面包覆了屏蔽层，也就是说，屏蔽层无论如何都在射频天线120和PET探测器110之间。这样，屏蔽层也屏蔽了PET探测器110对射频天线120的干扰。所以，MR-PET扫描装置100的成像效果较好。

如图1所示，PET探测器110绕扫描机架轴线设置为环状结构或部分环状结构。MR-PET扫描装置100还包括连接板(图1未示出)，连接板设于PET探测器110上朝向受检者的一侧。连接板贴合于PET探测器110上，连接板朝向PET探测器110的一侧设置有金属层，金属层作为PET探测器110相应侧的表面的屏蔽层。射频天线120设置于连接板上朝向受检者的一侧。这样，连接板将PET探测器110与射频天线120集成在一起，在扫描支架中去除了射频天线120的支撑结构，充分利用扫描支架的空间。一方面，可以避免到达PET探测器110的伽马光子经过支撑结构后的衰减，提高PET探测器110的灵敏度。另一方面，可以节省PET探测器110、屏蔽层和射频天线120所占的空间，从而避免MR-PET扫描装置100的其它部件的尺寸过大，例如避免梯度线圈130和其它结构的尺寸过大，从而节省成本。这样的MR-PET扫描装置100不会因为MR设备中集成了PET探测器110而压缩容纳患者的空间的孔径，尽可能保证了患者的舒适度。

连接板还包括绝缘层，绝缘层设置于射频天线和金属层之间；射频天线通过金属层接地。本实施例中，射频天线120可以通过PET探测器110表面的金属屏蔽层接地。也就是说，PET探测器110表面的金属屏蔽层作为射频天线120的结构的一部分。这样，可以确保射频天线120工作的安全性。

图2为图1所示的MR-PET扫描装置100的AA方向截面上的探测单元和射频单元的示意图。如图1和图2所示，PET探测器110包括若干个探测单元111，探测单元111可以是如图绕扫描机架的轴线均匀分布，使PET探测器110为环状结构或部分环状结构。即探测单元111排列成环状结构。本实施例中，探测单元111绕扫描机架的轴线均匀分布一周。各探测单元111的表面均包覆有屏蔽层(图2未示出)。这样，PET探测器110可以在360度的角度范围内接收伽马光子，对受检者进行成像，且成像效果较好。

结合图1和图2，本实施例中，射频天线120包括射频单元121，射频单元121的数量与探测单元111的数量相等，一个射频单元121与相应的一个探测单元111相对设置。即射频单元121也绕内腔的轴线均匀分布一周，这样，一方面，射频天线120中的射频单元121均匀分布，使得射频天线120向受检者发射的射频信号均匀，从而使得MR设备对受检者的成像效果较好。另一方面，射频天线120靠近受检者，使得射频天线120对受检者具有较高的信噪比。

需要说明的是，射频单元121的数量与探测单元111的数量不局限于此，在其它实施例中，探测单元111的数量可以多于射频单元121的数量。也就是说，可以允许有些探测单元111上不设置射频单元121。射频单元121和探测单元111可以依据具体情况设置。

图3为图2所示的MR-PET扫描装置100的连接板单元140的示意图。连接板包括若干个连接板单元。如图3所示，一个射频单元121与相应的探测单元111之间设置有连接板单元140。连接板单元140贴合在探测单元111上。如图3所示，连接板与PET探测器110贴合的一面设置有金属层141。即连接板单元140与探测单元111贴合的一面设置有金属层141。金属层141作为探测单元111的相应表面的屏蔽层150，也即连接板单元140的金属层141是屏蔽层150的一部分。射频单元121设置于连接板上。本实施例中，连接板单元140与探测单元111的形状相同，尺寸相等。连接板单元140的金属层141与探测单元111的相邻面的屏蔽层150紧密连接。这样使得屏蔽层150对射频天线120的射频信号的屏蔽效果较好。另外，射频单元121设置于连接板单元140上。也就是说，连接板单元140将探测单元111与射频单元121集成在一起，连接板单元140将探测单元111与射频单元121集成在一起，在扫描支架中去除了射频单元121的支撑结构，充分利用扫描支架的空间。一方面，可以减少到达探测单元111的伽马光子的衰减，提高探测单元111的灵敏度。另一方面，可以节省探测单元111、屏蔽层150和射频单元121所占的空间，充分利用扫描支架的空间，从而减少PET探测器110、屏蔽层150和射频天线120所占的空间，从而在扫描支架空间一定的情况下，给以受检者较宽敞的空间，使得受检者较为舒适。

本实施例中，连接板单元140可以是PCB板。连接板单元140由三层结构构成，从探测单元111至射频单元121依次为金属层141、绝缘层及射频单元121。这样，借助于PCB板的制作工艺，可以使得连接板单元140制作容易。

另外，射频单元121通过金属层141接地。具体地，金属层141作为射频单元121的物理地，以确保射频单元121工作的安全性。

一实施例中，射频单元121包括若干个间隔设置的辐射单元。这样，射频单元121通过若干个辐射单元接收或发射射频信号。这样可以使得射频单元121发射的射频信号从多个方向发射至受检者，使得MR-PET扫描装置100的磁共振对受检者的成像效果较好。进一步地，辐射单元沿与内腔的轴线平行的方向均匀排列。

射频天线120包括电偶极子天线(dipole)、横电磁波天线(traverseelectromagnetic，简写为TEM)、环形天线(Loop)及鸟笼型天线(Birdcage)中的至少一种。射频天线120的类型可以根据MR-PET扫描装置100对射频信号的需求进行灵活设置，以满足MR-PET扫描装置100的工作需求。

一实施例中，MR-PET扫描装置还包括超导磁体，超导磁体设置在扫描机架上，且超导磁体设置在梯度线圈背离扫描机架的轴线的一侧。本实施例的MR-PET扫描装置的PET探测器和射频天线可参照图1所示的实施例。本实施例中，超导磁体具有沿纵长方向延伸的收容腔。PET探测器和射频天线均设置于所述收容腔内。本实施例中，屏蔽层设置于射频天线的内侧，且至少部分包覆在PET探测器的外部。即屏蔽层设置于射频天线和PET探测器之间，且射频天线与屏蔽层为一体式模块结构。

射频天线和屏蔽层之间设置有绝缘层，射频天线和屏蔽层固定于该绝缘层上。这样，屏蔽层既能屏蔽射频天线和PET探测器之间的相互干扰，也可以节省PET探测器、屏蔽层和射频天线所占的空间，使得MR-PET扫描装置100尺寸较小，节省成本。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种MR-PET扫描装置，其特征在于，包括：

扫描机架；

PET探测器，设置于所述扫描机架内部，所述PET探测器用于接收受检者体内放射性核素产生的伽马光子；

射频天线，设置于所述扫描机架内部，所述射频天线用于发射和/或接收射频信号，且所述射频天线与所述PET探测器同时作用于所述受检者；

屏蔽层，包覆在所述PET探测器的表面，以屏蔽所述射频天线与所述PET探测器之间的相互干扰；

连接板，设于所述PET探测器上朝向所述受检者的一侧；所述连接板贴合于所述PET探测器上，所述连接板朝向所述PET探测器的一侧设置有金属层，所述射频天线设置于所述连接板上朝向所述受检者的一侧；所述连接板还包括绝缘层，所述绝缘层设置于所述射频天线和所述金属层之间；所述射频天线通过所述金属层接地；

其中，所述连接板包括多个连接板单元，所述PET探测器包括若干个探测单元，所述射频天线包括多个间隔设置的射频单元，一个所述射频单元与相应的所述探测单元之间设置有所述连接板单元，所述连接板单元将所述探测单元与所述射频单元集成设置。

2.根据权利要求1所述的MR-PET扫描装置，其特征在于，所述扫描机架为筒状结构；所述PET探测器绕所述扫描机架轴线设置为环状结构或部分环状结构。

3.根据权利要求2所述的MR-PET扫描装置，其特征在于，所述探测单元绕所述扫描机架的轴线均匀分布，各所述探测单元的表面均包覆有所述屏蔽层。

4.根据权利要求3所述的MR-PET扫描装置，其特征在于，所述射频单元的数量与所述探测单元的数量相等。

5.根据权利要求4所述的MR-PET扫描装置，其特征在于，一个所述射频单元与相应的所述探测单元之间设置有一个连接板单元；所述金属层作为所述探测单元的相应表面的屏蔽层，所述金属层与所述探测单元相邻面的屏蔽层紧密连接。

6.根据权利要求1所述的MR-PET扫描装置，其特征在于，所述射频天线包括电偶极子天线、横电磁波天线、环形天线中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的MR-PET扫描装置，其特征在于，所述屏蔽层的材质为导电材质。

8.根据权利要求1所述的MR-PET扫描装置，其特征在于，所述屏蔽层是薄膜结构或网状结构。

9.根据权利要求1所述的MR-PET扫描装置，其特征在于，还包括梯度线圈，所述梯度线圈设置于所述扫描机架内，且位于所述PET探测器背离所述受检者的一侧。

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