DE102008032480A1 - Detektionseinrichtung - Google Patents

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Abstract

Eine Detektionseinrichtung mit wenigstens einem Detektor und einer Verarbeitungseinheit (411) zur Verarbeitung von Signalen des Detektors umfasst wenigstens eine Kühleinheit (207, 209, 401, 403) zur Kühlung des Detektors und der Verarbeitungseinheit. Für den Detektor und die Verarbeitungseinheit (411) ist eine Abschirmung (413) vorgesehen, die wenigstens zwei elektrisch verbundene Abschnitte (415, 416, 417) umfasst, von denen ein erster Abschnitt (415, 416, 417) eine höhere elektrische Leitfähigkeit als ein zweiter Abschnitt (415, 416, 417) aufweist, und wobei der zweite Abschnitt (415, 416, 417) in thermischem Kontakt zur Kühleinheit steht.

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Detektionseinrichtung mit wenigstens einem Detektor und einer Verarbeitungseinheit zur Verarbeitung von Signalen des Detektors, wobei wenigstens eine Kühleinheit zur Kühlung des Detektors und der Verarbeitungseinheit vorgesehen ist.
  • In der medizinischen Bildgebung gewinnen so genannte „Hybridmodalitäten” zunehmend an Bedeutung, wie zum Beispiel PET-CT, SPECT-CT, PET-MR und SPECT-MR. Hierbei bedeuten:
  • PET:
    Positronen-Emissions-Tomographie
    CT:
    Computertomographie
    SPECT:
    Single Photon Emission Computed Tomography
    MR:
    Magnetresonanztomographie
  • Vorteilhaft an diesen Kombinationen ist die Verbindung einer Modalität mit einer hohen Ortsauflösung (insbesondere MR oder CT) mit einer Modalität mit hoher Sensitivität (insbesondere SPECT oder PET). Im Folgenden wird auf ein kombiniertes PET-MR-System Bezug genommen. Die vorliegende Erfindung lässt sich im Allgemeinen jedoch auf alle Formen von Hybridmodalitäten oder in Zusammenhang stehende Messverfahren übertragen.
  • Die PET nutzt die besonderen Eigenschaften der Positronenstrahler und der Positronen-Annihilation aus, um quantitativ die Funktion von Organen oder Zellbereichen zu bestimmen. Dem Patienten werden dabei vor der Untersuchung entsprechende Radiopharmaka verabreicht, die mit Radionukliden markiert sind. Die Radionuklide senden beim Zerfall Positronen aus, die nach kurzer Distanz mit einem Elektron in Wechselwirkung treten, wodurch eine so genannte Annihilation eintritt. Dabei entstehen zwei Gamma-Quanten, die in entgegengesetzter Richtung (um 180° versetzt) auseinander fliegen. Die Gamma-Quanten werden von zwei gegenüberliegenden PET-Detektormodulen innerhalb eines bestimmten Zeitfensters erfasst (Koinzidenz-Messung), wodurch der Ort der Annihilation auf eine Position auf der Verbindungslinie zwischen diesen beiden Detektormodulen bestimmt wird.
  • Zum Nachweis muss das Detektormodul bei der PET im Allgemeinen einen Großteil der Gantry-Bogenlänge bedecken. Es ist in Detektorelemente von wenigen Millimetern Seitenlänge unterteilt. Jedes Detektorelement generiert bei Detektion eines Gamma-Quants eine Ereignisaufzeichnung, die die Zeit sowie den Nachweisort, d. h. das entsprechende Detektorelement angibt. Diese Informationen werden an eine schnelle Logik übermittelt und verglichen. Fallen zwei Ereignisse in einem zeitlichen Maximalabstand zusammen, so wird von einem Gamma-Zerfallsprozess auf der Verbindungslinie zwischen den beiden zugehörigen Detektorelementen ausgegangen. Die Rekonstruktion des PET Bildes erfolgt mit einem Tomografiealgorithmus, d. h. der sog. Rückprojektion.
  • Da in MR-Systemen mit hohem Magnetfeldern gearbeitet wird, ist die Verwendung von damit kompatiblen Materialien innerhalb dieser Systeme erforderlich. Insbesondere ist bei der Konstruktion der PET-Detektoren in kombinierten PET-MR-Systemen auf eine Unempfindlichkeit der Detektoren gegen Magnetfelder zu achten.
  • In der US 2007/0102641 A1 ist ein kombiniertes PET-MR-System beschrieben, bei dem als Szintillationskristall Lutetiumoxyorthosilikat (LSO) zur Umwandlung der Gamma-Quanten in Licht und zur Detektion des Lichts Lawinenphotodioden (Avalanche Photodioden, APD) verwendet werden. Die APD sind mit Vorverstärkern verbunden. Ein Ring aus derartigen PET-Detektoren ist innerhalb eines MR-Geräts angeordnet. Dadurch lassen sich gleichzeitig MR- und PET-Datensätze aufnehmen. Aus der US 7,218,112 B2 eine vergleichbare Anordnung bekannt.
  • Insbesondere bei den häufig verwendeten Halbleiter-Verstärkern und Halbleiterdetektoren (Avalanche Photo Diode, APD) hängt die Verstärkung von der Temperatur ab. Da die Bauteile während des Betriebs Temperaturschwankungen ausgesetzt sind, ist eine Kühlung erforderlich. Durch Zuführung gekühlter Luft lässt sich die Temperatur der Verstärker und Photodioden regulieren. Bei Verwendung von Luft mit konstanter Temperatur ergibt sich die Temperatur der Verstärker aus dem Gleichgewicht der erzeugten Wärme und der durch die Luft über die Oberflächen der Verstärker abgegebenen Wärme. Die Kühlung kann in gleicher Weise für andere Teile des Detektionssystems eingesetzt werden.
  • Die APD sind jedoch nicht nur Temperaturschwankungen aufgrund ihres Betriebs ausgesetzt. Insbesondere die durch die kompakte Bauform bedingte Nähe zu der Gradientenspule und der Anregungsspule des MR-Systems stellt eine von außen auf die APD wirkende Wärmequelle dar. Die Temperatur einer Gradientenspule liegt während des Betriebs typischerweise zwischen 20 und 80°C auf. Diese Temperaturunterschiede wirken sich auch auf die APD aus und damit auf deren Verstärkung. Die Effekte dieser Wärmequelle lassen sich mit Luftkühlung nur schwer beherrschen. Daher ist es vorteilhaft eine Wasserkühlung vorzusehen.
  • Zusätzlich zum Problem der Kühlung sind insbesondere PET-Detektoren sehr empfindlich gegenüber Störungen durch elektromagnetische Felder. Hierfür sind beispielsweise die in APD zeitaufgelöst gemessenen, sehr geringen Ströme verantwortlich. Durch die Integration in das MR-System ist der PET-Detektor dann den Feldern ausgesetzt, die für die Bildgebung mittels MR notwendig sind. Gradientenfelder, die durch einen nach dem Schaltreglerprinzip arbeitenden Verstärker betrieben werden verursachen hierbei Störungen von Frequenzen im Bereich bis einige 100 kHz. Gegen diese Störungen ist die APD abzuschirmen. Zusätzlich kann das HF-System des MR-Geräts Störungen höherer Frequenzen erzeugen, die ebenfalls zu berücksichtigen sind.
  • Es ist bekannt, elektromagnetisch empfindliche Bauteile mittels leitfähigen Materialien, beispielsweise mittels Kupferfolie gegen elektromagnetische Störungen abzuschirmen. Der Abschirmeffekt kommt dadurch zustande, dass in dem abschirmenden Material Ströme induziert werden, die dann die elektromagnetischen Felder im Inneren der Abschirmung aufheben. Durch die Dicke und die Geometrie der abschirmenden Struktur wird der Frequenzbereich definiert, in dem die Abschirmung wirksam ist.
  • Somit ist es möglich, einen PET-Detektorblock vollständig mit einer abschirmenden Hülle zu versehen. Da jedoch die durch das Schalten der Gradienten bedingte Erwärmung der Abschirmung proportional zur Fläche steigt ist es wünschenswert, die Abschirmung möglich und klein auszuführen, um keine unnötige Wärme in das PET-Detektionssystem einzubringen.
  • Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Detektionseinrichtung mit optimierter Abschirmung bereitzustellen.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Detektionseinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Gemäß einer Ausführung der Erfindung wird eine Detektionseinrichtung mit wenigstens einem Detektor und einer Verarbeitungseinheit zur Verarbeitung von Signalen des Detektors angegebenen, wobei wenigstens eine Kühleinheit zur Kühlung des Detektors und der Verarbeitungseinheit vorgesehen ist. Es ist eine elektromagnetische Abschirmung für den Detektor und die Verarbeitungseinheit vorgesehen, die wenigstens zwei elektrisch verbundene Abschnitte umfasst, von denen ein erster Abschnitt eine höhere elektrische Leitfähigkeit als ein zweiter Abschnitt aufweist und wobei der zweite Abschnitt in thermi schem Kontakt zur Kühleinheit steht. Durch die vorgesehene Kühleinheit lassen sich Detektor und die Verarbeitungseinheit für die Signale des Detektors effizient kühlen. Dadurch, dass die Abschirmung zwei Abschnitte mit unterschiedlich hoher elektrischer Leitfähigkeit umfasst, fällt die durch die Abschirmung hervorgerufene Verlustleistung hauptsächlich auf dem Abschnitt mit der geringeren elektrischen Leitfähigkeit an. Dieser Abschnitt steht jedoch in Kontakt zur Kühleinheit, so dass die entstehende Wärme effizient abführbar ist. Sowohl der Detektor, als auch die Verarbeitungseinheit werden folglich durch die Erwärmung der Abschirmung nicht beeinflusst, so dass die Abschirmung sehr nahe an der Verarbeitungseinheit und dem Detektor angeordnet werden kann. Dadurch ist die Abschirmung im Vergleich zu einer vollständigen Umhüllung des PET-Detektorblocks deutlich kleiner ausführbar.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umschließt die Abschirmung den Detektor und die Verarbeitungseinheit nur teilweise. Dadurch wird beispielsweise der Detektor zugänglich für optische Signale. Es ist dabei darauf zu achten, dass die ausgesparten Bereiche der Abschirmung deren abschirmende Wirkung im relevanten Frequenzbereich nicht beeinträchtigen.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst der Detektor einen Lichterzeuger und einen Lichtsensor, wobei der Lichtsensor derart angeordnet ist, dass er Licht des Lichterzeugers in ein elektrisches Signal umwandeln und an die Verarbeitungseinheit übermitteln kann. Mittels eines derartigen Detektors lassen sich beispielsweise Gamma-Quanten durch den Lichterzeuger in sichtbares Licht und dann mittels des Lichtsensors in ein elektrisches Signal umwandeln.
  • Vorteilhaft ist eine Ausgestaltung der Erfindung derart, dass der erste Abschnitt der Abschirmung zwischen dem Lichterzeuger und dem Lichtsensor angeordnet ist und wenigstens eine Ausnehmung aufweist, die derart angeordnet ist, dass Licht des Lichterzeugers zum Lichtsensor gelangen kann. Durch die Ausnehmung ist es möglich, dass Licht vom Lichterzeuger durch die Abschirmung hindurch zum Lichtsensor gelangen kann.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist der erste Abschnitt der Abschirmung eine der Ausnehmung zugeordnete Unterbrechung auf, die derart ausgebildet ist, dass ein die Ausnehmung umschließender Strompfad elektrisch unterbrochen ist. Dadurch wird effektiv verhindert, dass im Fall einfallende elektromagnetischer Strahlung um die Ausnehmung Wirbelströme erzeugt werden, die eine Erwärmung dem nicht gekühlten im Bereich der Abschirmung erzeugen.
  • Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich in den nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispielen in Zusammenhang mit den Figuren. Es zeigen:
  • 1 eine schematische Darstellung eines PET-MR-Kombigeräts,
  • 2 eine schematische Darstellung eines PET-Detektorblocks,
  • 3 ein schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung und
  • 4 eine schematische Ansicht einer Abschirmung für ein Detektorarray.
  • Die Ausführungsbeispiele der Erfindung lassen sich bevorzugt auf einem kombinierten PET-MR-Gerät verwenden. Ein kombiniertes Gerät hat den Vorteil, dass sowohl MR- als auch PET-Daten isozentrisch gewonnen werden können. Dies ermöglicht, das Untersuchungsvolumen innerhalb der interessierenden Region mit den Daten der ersten Modalität (PET) genau zu definieren und diese Informationen in der weiteren Modalität (z. B. Magnetresonanz) zu nutzen. Eine Übertragung der Volumeninformation der interessierenden Region von einem externen PET- auf ein MR-Gerät ist zwar möglich, jedoch ist ein erhöhter Aufwand für die Registrierung der Daten gegeben. Im Allgemeinen lassen sich an der auf dem PET-Datensatz ausgewählten interessierenden Region sämtliche mit Magnetresonanz oder sonstigen bildgebenden Verfahren bestimmbaren Daten ermitteln. Beispielsweise können statt der Spektroskopiedaten auch fMRI-Daten, Diffusions-Daten, T1 oder T2 gewichtete Bilder oder quantitative Parameter mittels Magnetresonanzuntersuchungen in der interessierenden Region gewonnen werden. Ebenfalls können Methoden der Computertomographie (z. B. Perfusionsmessung, Mehrfachenergiebildgebung) oder Röntgen eingesetzt werden.
  • Ergänzend ist jedoch auch möglich, durch Verwendung mehrerer so genannter Tracer verschiedene biologische Eigenschaften im PET-Datensatz darzustellen und so die interessierende Region und das dadurch festgelegte Volumen noch weiter zu optimieren oder mehrere verschiedene Untersuchungsvolumina auf einmal auszuwählen, die dann in nachfolgenden Untersuchungen analysiert werden.
  • Analog lassen sich die Ausführungsbeispiele der Erfindung auch auf Hybridmodalitäten mit nicht isozentrischen Untersuchungsvolumina, wie beispielsweise bekannte PET-CT-Systeme anwenden.
  • Die 1 zeigt eine bekannte Vorrichtung 1 zur überlagerten MR- und PET-Bilddarstellung. Die Vorrichtung 1 besteht aus einer bekannten MR-Röhre 2. Die MR-Röhre 2 definiert eine Längsrichtung z, die sich orthogonal zur Zeichnungsebene der 1 erstreckt.
  • Wie dies in der 1 gezeigt ist, sind koaxial innerhalb der MRI-Röhre 2 mehrere, um die Längsrichtung z paarweise gegenüberliegend angeordnete PET-Detektionseinheiten 3 angeordnet. Die PET-Detektionseinheiten 3 bestehen vorzugsweise aus einem APD-Fotodiodenarray 5 mit einem vorgeschalteten Array aus LSO-Kristallen 4 und einer elektrischen Verstärkerschaltung (AMP) 6. Die Erfindung ist aber nicht auf die PET-Detek tionseinheiten 3 mit dem APD-Fotodiodenarray 5 und dem vorgeschalteten Array aus LSO-Kristallen 4 beschränkt, sondern zur Detektion können gleichsam auch anders geartete Fotodioden, Kristalle und Vorrichtungen verwendet werden.
  • Die Bildverarbeitung zur überlagerten MR- und PET-Bilddarstellung erfolgt durch einen Rechner 7.
  • Entlang ihrer Längsrichtung z definiert die MR-Röhre 2 ein zylindrisches, erstes Bildfeld. Die Vielzahl der PET-Detektionseinheiten 3 definiert entlang der Längsrichtung z ein zylindrisches, zweites Bildfeld. Erfindungsgemäß stimmt das zweite Bildfeld der PET-Detektionseinheiten 3 im wesentlichem mit dem ersten Bildfeld der MR-Röhre 2 überein. Realisiert wird dies durch eine entsprechende Anpassung der Anordnungsdichte der PET-Detektionseinheiten 3 entlang der Längsrichtung z.
  • In der 2 ist ein schematisches Schnittbild durch eine Detektionseinheit 201 dargestellt. Zwischen einem LSO-Kristall 203 und einem Lichtleiter 205 ist eine Anschlussschicht 301 eingebracht. Auf den Lichtleiter 205 ist eine Zwischenschicht 303 aufgebracht, oberhalb derer mehrere APD 305 innerhalb einer Halterung 307 angeordnet sind. Die zwei Kühleinheiten 207 und 209 sind wiederum oberhalb der Halterung 307 angeordnet. Innerhalb der Kühleinheiten 207 und 209 verläuft je zweimal die Kühlleitung 211, durch die in die Kühleinheiten 207 und 209 mit Kühlwasser beschlossen werden können. Die Kühlleitung 211 ist derart innerhalb der Kühleinheiten 207 und 209 ausgebildet, dass von einer hier nicht dargestellten Kühlmittelquelle kommendes Kühlmittel zunächst durch die Kühleinheit 207 fließt. Im weiteren Verlauf der Kühlleitung 211 führt diese das Kühlmittel durch die Kühleinheit 209. auf diese Weise lassen sich mittels einer einzigen Kühlmittelquelle sowohl die Kühleinheit 207, als auch die Kühleinheit 209 zur Kühlung der APD 305 verwenden.
  • Zwischen den Kühleinheiten 207 und 209, sowie der Halterung 307 ist eine Platine 309 eingebracht. Diese weist starre Abschnitte 309a und flexible Abschnitte 309b auf und kann daher einstückig hergestellt werden. Die Platine 309 ist mit diversen elektronischen Bauteilen 311 bestückt. Sie weist außerdem elektrische Verbindungen 313 zu den APD 305 auf. Die auf den verschiedenen starren Abschnitten 309a befindlichen Bauteile 311 lassen sich über Leiterbahnen über die flexiblen Abschnitte verbinden. Durch die Verbindung der starren und flexiblen Abschnitte 309a und 309b lässt sich bei vergleichsweise großer Platinenoberfläche dennoch die gezeigte kompakte Bauform realisieren.
  • Die elektronischen Bauteile 311 oder die Platine 309 stehen an mehreren Stellen im thermischen Kontakt mit den Kühleinheiten 207 und 209. Folglich werden auch diese durch die Kühleinheiten 207 und 209 gekühlt. Da ein Teil der Platine 309 und einige der auf ihr befindlichen Bauteile 313 zwischen der Kühleinheit 207 und der Halterung 307 der APD 305 liegen, ist ein direkter thermischer Kontakt zwischen den APD 305 und der Kühleinheit 207 in dieser Ausführung nicht vorgesehen. Die Wärmeleitfähigkeit von den APD 305 über die Halterung 307, die Platine 309 und die Bauteile 313 zur Kühleinheit 207 ist jedoch bei richtiger Wahl der verwendeten Materialien ausreichend hoch, um eine gute thermischer Ankoppelung der APD 305 an die Kühleinheit 207 zu gewährleisten.
  • Durch den LSO-Kristall 203 werden bei PET-Ereignissen erzeugte Gamma-Quanten durch Szintillation im Licht umgewandelt. Das erzeugte Licht wird über den Lichtleiter 205 zu den APD 305 weitergeleitet. Diese erzeugen aus dem anfallenden Lichtstrom Impulse, die über die Leitungen 313 an die Platine 309 und ihrer Bauteile 311 weitergegeben werden. Auf der Platine 309 findet eine vorläufige Verarbeitung der empfangenen Signale statt. Die Verstärkung der APD 305 ist temperaturabhängig, was bei nicht ausreichender Kühlung zu Messungenauigkeiten führen würde. Daher ist hier eine Temperaturstabilisierung im Bereich weniger Grad Celsius zu realisieren, um einen reibungslosen Betrieb der Detektionseinheit 201 zu gewährleisten. Die Kühleinheit 207 steht in derart gutem thermischem Kontakt zur Halterung 307 der APD 305, dass eine effiziente und einfach realisierbare Kühlung der APD 305 gegeben ist. Die eigene Erwärmung der APD 305 während des Betriebes kann so ausgeglichen werden.
  • Durch die kompakte Bauform von PET-MR-Systemen befinden sich im Allgemeinen mehrere der Detektionseinrichtungen 201 im eingebauten Zustand in der Nähe von diversen Wärmequellen. Dabei spielt insbesondere die Gradientenspule eine signifikante Rolle. Ihre Temperatur schwankt je nach Betriebszustand zwischen etwa 20 und 80°C. Die daraus resultierende äußere Wärmeeinstrahlung auf die APD 305 hat einen signifikanten Einfluss auf ihre Arbeitstemperatur und damit auf ihre Verstärkung. Durch die zwischen der Gradientenspule und den APD 305 liegende Kühleinheit 209 wird diese Wärmeeinstrahlung stark vermindert, so dass das Arbeitsverhalten der APD 305 keinen negativen Einflüssen mehr ausgesetzt ist.
  • In der 3 ist schematisch eine zu der Darstellung aus 2 vergleichbare Detektionseinheit dargestellt. Es sind drei Kühleinheiten 401, 403 und 404 dargestellt, die von Kühlleitungen 405 durchsetzt sind. Drei APD 407 sind mittels einer Halterung 409 mit einer Verarbeitungseinheit 411 für Signale der APD 407 verbunden. Die Verarbeitungseinheit 411 umfasst elektronische Bauteile 412 und steht in direktem thermischem Kontakt mit den Kühleinheiten 401 und 403. Die Verarbeitungseinheit 411 und die APD 407, sowie die Halterung 409 sind von einer Abschirmung 413 umgeben. Die Abschirmung 413 ist hier nicht maßstabstreu dargestellt. Sie besteht aus einer Kupferfolie und umfasst mehrere Abschnitte 415, 416 und 417, die teilweise unterschiedliche Dicken aufweisen. Der Abschnitt 415 in der Abschirmung 413 ist mehrfach unterbrochen, so dass von unten Licht in die APD 407 gelangen kann.
  • Der Abschnitt 417 der Abschirmung steht in direktem thermischen Kontakt mit der Verarbeitungseinheit 411 und mit der Kühleinheit 404, so dass in ihm entstehende Wärme effizient über die Kühleinheit 404 abführbar ist. Durch die unterschiedlichen Dicken der Abschnitte 415, 416 und 417 der Abschirmung entsteht die bei einfallender HF-Strahlung erzeugte Wärme hauptsächlich im Abschnitt 417, so dass in der Nähe der empfindlichen APD 407 kaum Erwärmung stattfindet. Die Abschirmung besteht beispielsweise im Bereich der Abschnitte 415 und 416 aus einer 100 μm starken Kupferfolie, im Abschnitt 417 hingegen aus einer 17 μm starken Kupferfolie. Es lassen sich jedoch auch andere Materialien oder Strukturen zur Abschirmung vorsehen.
  • In der 4 ist der Abschnitt 415 der Abschirmung 413 in einer Frontalansicht dargestellt. Der Abschnitt 415 weist Ausnehmungen 451 auf, durch die Licht auf die darunter liegenden APD fallen kann. Zusätzlich ist jeder Ausnehmung 451 eine Unterbrechung 453 zugeordnet. An jeder Unterbrechung 453 ist die Abschirmung 413 elektrisch unterbrochen, so dass sich unter der Einwirkung von elektromagnetischer Strahlung kein Wirbelstrom um die Ausnehmung in 451 ausbilden kann, der Wärme erzeugen würde.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - US 2007/0102641 A1 [0007]
    • - US 7218112 B2 [0007]

Claims (13)

  1. Detektionseinrichtung mit wenigstens einem Detektor und einer Verarbeitungseinheit (411) zur Verarbeitung von Signalen des Detektors, wobei wenigstens eine Kühleinheit (207, 209, 401, 403) zur Kühlung des Detektors und der Verarbeitungseinheit, sowie eine Abschirmung (413) für den Detektor und die Verarbeitungseinheit (411) vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschirmung (413) wenigstens zwei elektrisch verbundene Abschnitte (415, 416, 417) umfasst, von denen ein erster Abschnitt eine höhere elektrische Leitfähigkeit als ein zweiter Abschnitt (415, 416, 417) aufweist und wobei der zweite Abschnitt (415, 416, 417) in thermischem Kontakt zur Kühleinheit (207, 209, 401, 403) steht.
  2. Detektionseinrichtung nach Anspruch 1, wobei die Leitfähigkeiten der beiden Abschnitte (415, 416, 417) der Abschirmung (413) derart gewählt sind, dass bei einfallender elektromagnetischer Strahlung im ersten Abschnitt (415, 416, 417) wesentlich weniger Verlustwärme erzeugt als im zweiten Abschnitt (415, 416, 417).
  3. Detektionseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Abschirmung (413) den Detektor und die Verarbeitungseinheit (411) nur teilweise umschließt.
  4. Detektionseinrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei der Detektor einen Lichterzeuger und einen Lichtsensor umfasst, wobei der Lichtsensor derart angeordnet ist, dass er Licht des Lichterzeugers in ein elektrisches Signal umwandeln und an die Verarbeitungseinheit (411) übermitteln kann.
  5. Detektionseinrichtung nach Anspruch 4, wobei der erste Abschnitt (415, 416, 417) der Abschirmung (413) zwischen dem Lichterzeuger und dem Lichtsensor angeordnet ist und wenigstens eine Ausnehmung (451) aufweist, die derart an geordnet ist, dass Licht des Lichterzeugers zum Lichtsensor gelangen kann.
  6. Detektionseinrichtung nach Anspruch 5, wobei der erste Abschnitt (415, 416, 417) der Abschirmung (413) eine der Ausnehmung (451) zugeordnete Unterbrechung (453) aufweist, die derart ausgebildet ist, dass ein die Ausnehmung (451) umschließender Strompfad elektrisch unterbrochen ist.
  7. Detektionseinrichtung nach einem der obigen Ansprüche, wobei mehrere, einander zugeordnete Lichterzeuger und Lichtsensoren vorgesehen sind, die jeweils in Reihen und Spalten angeordnet sind und der erste Abschnitt (415, 416, 417) der Abschirmung (413) zwischen jedem der Lichterzeuger und dem jeweiligen zugeordneten Lichtsensor eine Ausnehmung (451) aufweist.
  8. Detektionseinrichtung nach einem der obigen Ansprüche, wobei die Verarbeitungseinheit (411) wenigstens eine Platine (309) umfasst, auf der elektronische Bauteile (311) angeordnet sind und die derart angeordnet ist, dass jedes der Bauteile (311) in thermischen Kontakt zu einer der Kühleinheiten (207, 209, 401, 403) steht.
  9. Detektionseinrichtung nach Anspruch 8, wobei mehrere Platinen (309) mit Bauteilen (311) vorgesehen sind, die alternierend zu den Kühleinheiten (207, 209, 401, 403) angeordnet sind.
  10. Detektionseinrichtung nach einem der obigen Ansprüche, bei der die Detektoreinheit als Positronen-Emissions-Tomografie-Detektor (PET-Detektor) ausgeführt ist.
  11. Detektionseinrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 10, wobei der Lichtsensor als Avalanche-Photodiode (APD)(305, 407) ausgeführt ist.
  12. Detektionseinrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 11, wobei der Lichterzeuger als Szintillationskristall ausgeführt ist.
  13. Detektionseinrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 12, wobei die APD (305, 407) derart angeordnet ist, dass sie in thermischem Kontakt mit der ersten Kühleinheit (207, 209, 401, 403) steht.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012212574A1 (de) * 2012-07-18 2014-01-23 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur elektromagnetischen Abschirmung für eine Magnetresonanzanlage sowie entsprechend abgeschirmte Vorrichtung
DE102019117482A1 (de) * 2019-06-28 2020-12-31 Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule (RWTH) Aachen, Körperschaft des öffentlichen Rechts PET-Detektormodul für die Erfassung von Gamma-Strahlung

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008036289B4 (de) * 2008-08-04 2012-01-12 Siemens Aktiengesellschaft Kombiniertes MR-PET-Gerät
US8590331B2 (en) * 2010-10-13 2013-11-26 Siemens Medical Solutions Usa, Inc. Cooling unit for cooling a detection device in an imaging system and detection devices and imaging systems therefrom
DE102013215843B3 (de) * 2013-08-12 2014-12-11 Siemens Aktiengesellschaft Abschirmende Anordnung zum Kühlen elektrischer Bauelemente und Magnetresonanztomograph damit
CN113089096A (zh) 2019-08-21 2021-07-09 眉山博雅新材料有限公司 一种晶体
US11827826B2 (en) 2019-08-21 2023-11-28 Meishan Boya Advanced Materials Co., Ltd. Methods and devices for growing scintillation crystals

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1642530A1 (de) * 2004-09-30 2006-04-05 Hitachi, Ltd. Gerät zur radiologischen Bildgebung mit einem System zur Kühlung
US20070102641A1 (en) 2004-12-29 2007-05-10 Schmand Matthias J Combined PET/MR Imaging System and APD-Based PET Detector For Use In Simultaneous PET/MR Imaging
US7218112B2 (en) 2005-05-12 2007-05-15 Siemens Aktiengesellschaft Combined MR/PET system

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2251708A (en) * 1937-04-27 1941-08-05 Edward J Hefele Direction finder antenna system
US4631636A (en) * 1984-03-26 1986-12-23 Harris Corporation High density packaging technique for electronic systems
US6082610A (en) * 1997-06-23 2000-07-04 Ford Motor Company Method of forming interconnections on electronic modules
US6596131B1 (en) * 2000-10-30 2003-07-22 Honeywell International Inc. Carbon fiber and copper support for physical vapor deposition target assembly and method of forming
AU2002363567A1 (en) * 2001-10-17 2003-05-19 Laird Technologies, Inc. Method and apparatus for emi shielding
US7286867B2 (en) * 2003-10-16 2007-10-23 Brookhaven Science Associates, Llc Combined PET/MRI scanner
US7233640B2 (en) * 2003-11-26 2007-06-19 General Electric Company CT detector having an optical mask layer
US7732780B2 (en) * 2006-05-22 2010-06-08 Digirad Corporation Combined cold plate and radiation shield

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1642530A1 (de) * 2004-09-30 2006-04-05 Hitachi, Ltd. Gerät zur radiologischen Bildgebung mit einem System zur Kühlung
US20070102641A1 (en) 2004-12-29 2007-05-10 Schmand Matthias J Combined PET/MR Imaging System and APD-Based PET Detector For Use In Simultaneous PET/MR Imaging
US7218112B2 (en) 2005-05-12 2007-05-15 Siemens Aktiengesellschaft Combined MR/PET system

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012212574A1 (de) * 2012-07-18 2014-01-23 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur elektromagnetischen Abschirmung für eine Magnetresonanzanlage sowie entsprechend abgeschirmte Vorrichtung
DE102012212574B4 (de) * 2012-07-18 2017-01-12 Siemens Healthcare Gmbh Verfahren zur elektromagnetischen Abschirmung für eine Magnetresonanzanlage sowie entsprechend abgeschirmte Vorrichtung
US9817095B2 (en) 2012-07-18 2017-11-14 Siemens Aktiengesellschaft Method for electromagnetic shielding for a magnetic resonance system and correspondingly shielded device
DE102019117482A1 (de) * 2019-06-28 2020-12-31 Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule (RWTH) Aachen, Körperschaft des öffentlichen Rechts PET-Detektormodul für die Erfassung von Gamma-Strahlung

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