DE102007019326B4

DE102007019326B4 - Vorrichtung aus einer Kombination eines Magnetresonanztomographen und eines Positronen-Emissions-Tomographen

Info

Publication number: DE102007019326B4
Application number: DE102007019326A
Authority: DE
Inventors: Michael Eberler; Jürgen NISTLER; Wolfgang Dr. Renz; Günther Zebelein
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens Healthcare GmbH
Priority date: 2007-04-24
Filing date: 2007-04-24
Publication date: 2010-12-16
Anticipated expiration: 2027-04-25
Also published as: CN101295010A; CN101295010B; JP2008264552A; DE102007019326A1; US20080267478A1; US8108026B2

Abstract

Vorrichtung bestehend aus der Kombination eines Magnetresonanztomographen (MR) und eines Positronenemissionstomographen (PET), bei der ein MR-HF-Sende-Empfangssystem und PET-Detektoren (4) innerhalb eines Magneten und einer Gradientenspule (1) des MR-Tomographen angeordnet sind, und mit einem Tragrohr (7) für das MR-HF-Sende-Empfangssystem, dadurch gekennzeichnet, dass das Tragrohr (7) aus einer Sandwichstruktur besteht.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung aus einer Kombination eines Magnetresonanztomographen und eines Positronen-Emissions-Tomographen.
Zur Kombination der bildgebenden Verfahren der Magnetresonanztomographie (MR) und der Positronen-Emissions-Tomographie (PET) in einem Gerät müssen sowohl das MR-HF-Sende-Empfangssystem als auch die PET-Detektoren innerhalb des Hauptmagneten und der MR-Gradientenspule angeordnet werden. Die Anordnung des HF-Systems innerhalb des PET-Rings hat jedoch den entscheidenden Nachteil, dass die Tragstrukturen und das Verkleidungsrohr der innen liegenden Sende- und Empfangsspulen die Empfindlichkeit der PET-Detektoren reduzieren. Als Tragstruktur für die HF-Sendeantenne, die zum Teil auch gleichzeitig als Verkleidung dient, wird in der Regel ein Rohr aus mit Glasfaser verstärkten Epoxidharzen oder ähnlichen Vergussmaterialen verwendet, die wegen ihrer hohen Materialdichte die PET-Strahlung stark dämpfen.
Die nach dem Anmeldetag dieser Anmeldung veröffentlichte DE 10 2006 037 047 A1 offenbart eine Detektionseinheit zur Anordnung in einer MR-Anlage mit einer ringförmigen PET-Detektoranordnung sowie innerhalb der PET-Detektoranordnung koaxial angeordnete HF-Spulenanordnungen mit Längsleitern, die mithilfe eines dielektrischen Materials, z. B. lichtdurchlässiges Harz, gehaltert sind.
Die nach dem Anmeldetag dieser Anmeldung veröffentlichte US 2007/0 102 641 A1 offenbart ein kombiniertes PET-MR-System mit Avalanche-Photodioden als PET-Detektoren.
Die Schrift von Grazioso, R. et al., ”APD-based PET detector for simultaneous PET/MR imaging”, Nucl. Instr. Meth. Phys. Res. A, 569(2), 2006, S. 301–305, offenbart den Aufbau und die Verwendung von Avalanche-Photodioden als PET-Detektoren bei gleichzeitiger PET/MR-Bildgebung.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung anzugeben, bei der die starke Dämpfung der PET-Strahlung vermieden wird.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Vorrichtung gemäß Patentanspruch 1 vorgeschlagen. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung gewährleistet eine Reihe von erheblichen Vorteilen. So entfällt die Schwächung der Gammastrahlung durch die innerhalb des PET-Rings angeordneten Tragstrukturen. Auch kann die PET-Untersuchungszeit minimiert werden, es ist ein höheres PET-S/N möglich. Insbesondere ermöglicht die Erfindung die gleichzeitige PET- und MR-Bild gebung und damit eine schnellere Untersuchung eines Patienten. Schließlich ist auch die höhere thermische Isolierung der Antennenstruktur vom Innenraum vorteilhaft.
Es wirkt eine Sandwichstruktur aus drei Schichten, nämlich einer dünnen Innen- und Außenwand sowie einer dazwischen liegenden mittleren Schicht. Vorzugsweise bestehen die Außen- und Innenwand aus dünnen Schichten großer Steifigkeit, während die mittlere Schicht ein für PET-Strahlen gut durchlässiges Füllmaterial enthält. Alternativ kann auch ein Verbundwerkstoff aus nur zwei Schichten oder aus vier, fünf oder mehr Schichten verwendet werden. Insbesondere kann eine Zweischichtstruktur aus einer dünnen steifen Außenwand und einer Positronen-durchlässigen formstabilen Innenwand verwendet werden.
In den beigefügten Figuren sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
1 zeigt einen Ausschnitt eines Querschnitts durch ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
2 zeigt einen Querschnitt durch ein Tragrohr einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
3 zeigt einen Ausschnitt aus dem in 2 dargestellten Tragrohr stark vergrößert;
4 zeigt einen Querschnitt durch ein anderes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäß ausgebildeten Tragrohrs;
5 zeigt einen Längsschnitt durch das in 4 dargestellte Tragrohr in vergrößertem Maßstab.
Der in 1 dargestellte Ausschnitt einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zeigt eine Gradientenspule 1, die getrennt von einem Montagespalt 2 auf einem Tagrohr 3 für die PET-Detektoren 4 angeordnet ist. Als PET-Detektoren 4 werden Avalanche-Photodioden verwendet, die im Gegensatz zu Photomultipliern als Sensorelemente innerhalb eines Magnetfeldes einsetzbar sind. Als Träger für die Sendeantenne wird ein erfindungsgemäß ausgebildetes Tragrohr 7 verwendet. Die Sendeantenne 14 ist in Form von dünnen Kupferschichten 14 auf der Außenseite des Tragrohrs befestigt, z. B. geklebt. Darüber und von den PET-Detektoren 4 durch einen Hochfrequenzschirm getrennt ist der Feldrückflussraum 6 der Sendeantenne vorgesehen.
In 3 ist ein Ausschnitt des in 2 dargestellten Tragrohrs 7 wiedergegeben. Dieses ist aufgebaut aus einer dünnen Innenwand 8 hoher Steifigkeit und einer ebenfalls sehr steifen dünnen Außenwand 9, zwischen denen eine vor allem druckfeste mittlere Schicht 10 des Tragrohrs 7 für die Sendeantenne angeordnet ist. Die dünne Innenwand 8 und die dünne Außenwand 9 können aus Kunststoff, Epoxidharz, insbesondere glasfaserverstärktem Epoxidharz, Plexiglas^®, Glas bestehen. Ihre Dicke wählt man vorzugsweise in dem Bereich zwischen 0,2 und 2 mm, vorzugsweise 0,5 und 1 mm, besonders bevorzugt 0,75 mm. Für das Innere 10 des Tragrohrs 7 eignet sich insbesondere ein Schaummaterial wie z. B. Polyurethanschaum oder Rohacell^®. Es können aber auch wabenartige Strukturen aus Papier verwendet werden. Bei einer Gesamtstärke des Tragrohrs 7 von 10 mm sollte das leichte Innere 10 ca. 70% bis 90%, vorzugsweise 80% der Gesamtstärke ausmachen. Es entsteht auf diese Weise eine Sandwichstruktur, die zu einer nur geringen Dämpfung der PET-Strahlung führt. Sie verbindet eine hohe Steifigkeit in Umfangrichtung des Tragrohres 7 mit einer geringen Durchbiegung und Verformung. Die dünne Innenwand 8 und die ebenfalls dünne Außenwand 9 verhindern eine Beschädigung des leichten Inneren 10 des Tragrohrs 7.
Bei dem in den 4 und 5 dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung übernimmt das Tragrohr 7 auch die Funktion, die Schienen 11 für die Patientenliege zu tragen. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird in Längsrichtung nur im Bereich der PET-Detektoren 4 eine Zwischenschicht 12 verwendet, die aus einem Schaummaterial oder einem wabenartigen Material besteht, wie sich aus der Darstellung eines Längsschnitts in 5 ergibt. Außerhalb des Bereiches der PET-Detektoren 4 kann ein Material größerer Festigkeit, wie z. B. glasfaserverstärktes Epoxidharz eingesetzt werden. Durch den Einsatz der Zwischenschicht 12 im Bereich der PET-Detektoren ist dennoch für die gewünschte geringe Dämpfung gesorgt, während gleichzeitig die Steifigkeit des Tragrohrs erhöht wird.

Claims

Vorrichtung bestehend aus der Kombination eines Magnetresonanztomographen (MR) und eines Positronenemissionstomographen (PET), bei der ein MR-HF-Sende-Empfangssystem und PET-Detektoren (4) innerhalb eines Magneten und einer Gradientenspule (1) des MR-Tomographen angeordnet sind, und mit einem Tragrohr (7) für das MR-HF-Sende-Empfangssystem, dadurch gekennzeichnet, dass das Tragrohr (7) aus einer Sandwichstruktur besteht.
Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sandwichstruktur eine Außenwand (9) und eine Innenwand (8) umfasst, die aus dünnen Schichten großer Steifigkeit bestehen.
Vorrichtung nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Außenwand (9) und/oder Innenwand (7) 0,5–1,0 mm beträgt.
Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 1–3, dadurch gekennzeichnet, dass die Sandwichstruktur eine mittlere Schicht (10) aus einem Material mit hoher Druckfestigkeit aufweist.
Vorrichtung nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die mittlere Schicht (10) des Tragrohrs (7) aus Schaummaterial besteht.
Vorrichtung nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die mittlere Schicht (10) des Tragrohrs (7) aus wabenartigem Material besteht.
Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 2–6, dadurch gekennzeichnet, dass das Innere des Tragrohrs (7) zwischen Außenwand (9) und Innenwand (8) nur im Bereich der PET-Detektoren (4) mit einer Zwischenschicht (12) aus einem Schaummaterial oder wabenartigem Material ausgefüllt ist, während der übrige Innenraum konventionell gefüllt ist.