DE102011006435B4

DE102011006435B4 - Bildaufnahmeeinrichtung zur simultanen Aufnahme von Magnetresonanzbilddaten und nuklearmedizinischen Bilddaten

Info

Publication number: DE102011006435B4
Application number: DE102011006435.4A
Authority: DE
Inventors: Stefan Popescu
Original assignee: Siemens Healthcare GmbH
Current assignee: Siemens Healthcare GmbH
Priority date: 2011-03-30
Filing date: 2011-03-30
Publication date: 2020-08-27
Anticipated expiration: 2031-03-31
Also published as: DE102011006435A1; US20120253174A1; CN102727202B; CN102727202A; US8874193B2

Abstract

Bildaufnahmeeinrichtung (1, 1', 1'') zur simultanen Aufnahme von Magnetresonanzbilddaten und nuklearmedizinischen Bilddaten umfassend eine in eine Magnetresonanzeinrichtung (2) integrierte nuklearmedizinische Detektoranordnung, dadurch gekennzeichnet, dass in die Magnetresonanzeinrichtung (2) ferner eine zur Fluoreszenzbildgebung ausgebildete, eine Optik (14) umfassende Fluoreszenzdetektoranordnung integriert ist, wobei die Optik (14) der Fluoreszenzdetektoranordnung wenigstens ein auf ein bestimmtes Zielgebiet fokussierbares, über einen mechanischen Aktuator betätigbares optisches Element umfasst, welcher Aktuator in Abhängigkeit einer Auswertung eines Magnetresonanzbildes über eine Steuereinrichtung der Bildaufnahmeeinrichtung (1, 1', 1'') ansteuerbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Bildaufnahmeeinrichtung zur simultanen Aufnahme von Magnetresonanzbilddaten und nuklearmedizinischen Bilddaten, insbesondere PET-Bilddaten, umfassend eine in eine Magnetresonanzeinrichtung integrierte nuklearmedizinische Detektoranordnung.
Die Kombination struktureller Bildgebung mit funktionaler und molekularer Bildgebung erlaubt es, funktionale oder molekulare Information bestimmten anatomischen Strukturen, beispielsweise Gewebe oder Organen, zuzuordnen, so dass letztlich die Registrierung von Struktur-Funktions-Beziehungen möglich ist. Klinisch bereits eingesetzte Beispiele sind die Kombination von struktureller und funktionaler Magnetresonanzbildgebung, wobei beispielsweise Gehirnbereiche, die durch eine spezielle Anregung aktiviert worden sind, hochauflösenden anatomischen Bildern überlagert werden. Ein anderes Beispiel ist die Kombination der Positronen-Emissions-Tomographie (PET) mit der Computertomographie (CT), die das Auffinden von Bereichen veränderter metabolischer Aktivität in der Gesamtanatomie ermöglichen. Bildaufnahmeeinrichtungen, die die Magnetresonanz (MR) und die PET vereinen, werden derzeit im klinischen Umfeld getestet.
PET und SPECT (Single Photon Emission Computed Tomography) sind Beispiele für nuklearmedizinische Bildgebungstechniken, die in erster Linie funktionelle Vorgänge in einem Untersuchungsobjekt abbilden. Bei der PET werden Bilder von lebenden Organismen erzeugt, indem die Verteilung einer vorher verabreichten, schwach radioaktiv markierten Substanz im Organismus sichtbar gemacht wird, die derart im Organismus angereichert wurde, dass biochemische und physiologische Vorgänge abgebildet werden können. Als Substanz (tracer) werden hierbei Radionukleide eingesetzt, die beim Zerfall Positronen aussenden. Die Positronen treten nach kurzer Distanz, beispielsweise 2 - 3 mm, in Wechselwirkung mit einem Elektron und es kommt zur sogenannten Annihilation. Dabei werden beide Teilchen, Positron und Elektron, vernichtet, und es entstehen zwei hochenergetische Photonen (Gammastrahlung) mit einer Energie von jeweils 511 keV. Diese Photonen entfernen sich in einem Winkel von ca. 180° voneinander. Die beiden Photonen werden beispielsweise an einem Detektorring gemessen, wo sie gleichzeitig an zwei verschiedenen Stellen auftreffen. Durch die Koinzidenz der beiden Messergebnisse sind ein Nachweis der Positronenemission und eine Schätzung des Ortes der Annihilation möglich.
Vorgeschlagen wurde auch, Systeme zu bilden, die eine simultane nuklearmedizinische Bildgebung und eine Fluoreszenzbildgebung (oft auch optische Bildgebung genannt) erlauben. Bei der Fluoreszenzbildgebung wird eine fluoreszierende oder biolumineszente Substanz innerhalb des Körpers durch ein Anregungslicht zur Fluoreszenz angeregt, woraufhin Licht einer bestimmten Wellenlänge abgestrahlt wird. Dieses Licht kann detektiert werden, so dass letztlich ein Bild entsteht, das zeigt, wo sich die angeregte Substanz befindet.
Die Verbindung von nuklearmedizinischer Bildgebung mit der Fluoreszenz-Bildgebung wird dadurch motiviert, dass verschiedene molekulare Ziele gleichzeitig vermessen werden sollen und Bildgebungstechniken gefragt sind, die als eine Art „Übersetzungsplattform“ zwischen den weithin benutzten optischen Bildgebungstechniken, die biolumineszente oder fluoreszente Reportersubstanzen oder injizierte fluoreszente Substanzen nutzen, und nuklearmedizinischen Untersuchungen mit einem Radiotracer. Hier wurden bereits tomographische Bildgebungsinstrumente für kleine Tiere vorgeschlagen, die optische Bildgebung und PET, oder optische Bildgebung und SPECT miteinander verbinden. Ein möglicher Weg zum klinischen Einsatz solcher Hybridtechnologien wäre beispielsweise die Nutzung des empfindlichen Ganzkörperpotentials der PET oder SPECT, um eine „optische Biopsie“ unter Verwendung eines Endoskops oder eines Katheters mit einer optischen Bildgebungseinrichtung zu führen, so dass letztendlich ein lokales „mapping“ von Fluoreszenzsignalen mit hoher Auflösung und hoher Empfindlichkeit an Stellen möglich ist, die bereits in einem PET oder SPECT-Scan auffällig waren.
Nachdem die Magnetresonanzbildgebung gute strukturelle Auflösung bietet, wurde auch vorgeschlagen, die optische Bildgebung, also die Fluoreszenz-Bildgebung mit biolumineszenten oder fluoreszenten Substanzen, mit der Magnetresonanzbildgebung zu kombinieren. Auf diese Weise kann eine hochaufgelöste dreidimensionale strukturelle Bildgebung mit optischer Bildgebung kombiniert werden, wobei Anwendungsgebiete von der Darstellung von Kleintieren bis hin zu Aufnahmen der menschlichen Brust oder des menschlichen Gehirns reichen. Nachdem eine ortsaufgelöste dreidimensionale Rekonstruktion der diffusen Fluoreszenz-Bilder letztlich anhand dieser allein nicht möglich ist, können die räumlich registrierten Magnetresonanzbilder verwendet werden, um die Grenzen von Geweben mit unterschiedlichen optischen Eigenschaften aufzufinden und somit die Genauigkeit dreidimensionaler Fluoreszenz-Rekonstruktion zu erhöhen.
In Zusammenhang mit diesen Hybridmodalitäten werden auch Kontrastmittel untersucht, die zur Bildgebung mit mehreren Modalitäten geeignet sind. Eine Anzahl großer Biomoleküle, beispielsweise Peptide oder Proteine, und Teilchen, beispielsweise Mikroblasen, Liposome und Nanopartikel, bilden geeignete Plattformen, um Kontrastmittel zu erzeugen, die einen Kontrast für mehr als eine Bildgebungsmodalität bieten können. Die Motivation zur Entwicklung dieser Kontrastmittel liegt darin, dass sie die Untersuchung desselben Ziels mit einem einzigen Kontrastmittel auf unterschiedlichen Bildgebungsplattformen und an unterschiedlichen Größenskalen erlauben. Beispielsweise kann ein derartiges für mehrere Modalitäten geeignetes Kontrastmittel eingenommen werden, um danach Fluoreszenz-Bildgebung zu betreiben und später mittels desselben Kontrastmittels Magnetresonanzbildgebung, PET oder SPECT zu betreiben. Eine weitere Möglichkeit zur Nutzung dieser Kontrastmittel findet sich in Bildaufnahmeeinrichtungen, die verschiedene Bildgebungsmodalitäten vereinen. Beispielsweise kann in einem kombinierten PET-MR-System die hohe Empfindlichkeit von PET genutzt werden, um Bereiche hoher Aufnahme eines PET-MR-Kontrastmittels im Körper aufzufinden, woraufhin hochaufgelöste Magnetresonanzbildgebung desselben Kontrastmittels möglich ist, wobei die Magnetresonanzbilder nur in den Bereichen aufgenommen werden müssen, wo das PET-Signal beobachtet wurde.
Es wurden bereits eine Vielzahl von hybriden Kontrastmitteln vorgeschlagen, die für die optische Bildgebung, also die Fluoreszenzbildgebung, und die Magnetresonanz geeignet sind. Beispiele hierfür sind fluoreszente Quantendots mit einer paramagnetischen Umhüllung, Quantendots mit einer hohen nativen Relaxivität, Liproproteine, die Eisenoxid-Nanopartikel und Quantendots enthalten, Liposome, die Gadolinium und Fluoreszenzmittel enthalten, sowie Antikörper, die sowohl mit magnetischen Nanopartikeln als auch mit Fluoreszenzmitteln versehen sind. In einigen Fällen sind diese Partikel und Proteine zusätzlich ausgelegt, um für die PET oder SPECT-Bildgebung geeignete Radionukleide aufzunehmen.
Im Stand der Technik bekannte PET-Detektoranordnungen umfassen beispielsweise ein Array von Szintillatorblöcken, die die Energie einfallender Gammaphotonen in niederenergetische Photonen sichtbaren Lichts umwandeln. Dieses sichtbare Licht wird dann durch einen Photodetektor aufgenommen, der beispielsweise ein CCD-Detektor (charge coupled device), ein APD-Detektor (avalanche photo diode), oder ein CMOS-Sensor (complementary metal-oxid semi conductor) sein kann.
Wie bereits erwähnt, sind im Stand der Technik auch bereits Bildaufnahmeeinrichtungen bekannt, die zur simultanen Magnetresonanz- und PET-Bildgebung ausgebildet sind. Hierbei sind eine Vielzahl von Ausgestaltungen bekannt. So wurde beispielsweise vorgeschlagen, die Gradientenspule einer Magnetresonanzeinrichtung in zwei Hälften aufzuteilen, wobei der PET-Detektorring in der Lücke zwischen den beiden Anteilen der Gradientenspulenanordnung vorgesehen ist. Ein die Hochfrequenzspule gänzlich umschließender Hochfrequenzschirm, der für die Hochfrequenzsignale der Spule sperrt, aber die γ-Photonen der PET nicht wesentlich schwächt, trennt die Hochfrequenzspule (Körperspule) von der Gradientenspulenanordnung und dem PET-Detektorring.
In einer anderen bekannten Vorrichtung wurde ein schalenartiger Aufbau einer kombinierten MR-PET-Einrichtung vorgeschlagen. Hierin ist die PET-Detektoranordnung als rohrartiger Einschub zwischen der Gradientenspulenanordnung und der Hochfrequenzkörperspule vorgesehen. Der Hochfrequenzschirm trennt die Körperspule von dem PET-Einschub. Die Gradientenspulenanordnung begrenzt den PET-Einschub an seinem äußeren Durchmesser. Dabei besteht in der bekannten MR-PET-Einrichtung die PET-Detektoranordnung aus Detektorblöcken mit einem LSO-Szintillatorkristall und einem hochempfindlichen APD-Photodetektorarray mit zugeordneter Elektronik. Der Hochfrequenzschirm und die Leiter der Körperspule bestehen aus dünnen Kupferstreifen, die fast vollständig transparent für die 511 keV-Photonen der PET sind.
Eine weitere kombinierte Bildaufnahmeeinrichtung, bei der eine PET-Detektoranordnung in eine Magnetresonanzeinrichtung integriert ist, ist aus der US 7 719 277 B2 bekannt. Diese betrifft eine kompakte Lösung, bei der die PET-Detektorblöcke der PET-Detektoranordnung Zwischenräume aufweisen, in denen die Längsleiter (häufig auch „Stäbe“ genannt) der koaxial angeordneten Hochfrequenzspulenanordnung geführt sind. Die Detektoreinheit, die mithin die Körperspule und die PET-Detektoranordnung enthält, ist als ein rohrartiger Einsatz realisiert, der durch den Hochfrequenzschirm von der Gradientenspulenanordnung getrennt wird. Der Hochfrequenzschirm ist seitlich umgefaltet, um die PET-Elektronik von den Hochfrequenzspulen der Körperspule abzuschirmen.
Eine Bildaufnahmeeinrichtung mit zwei Bildgebungsmodalitäten ist auch aus der WO 2008/028904 A1 bekannt. Darin wird vorgeschlagen, eine Magnetresonanzeinrichtung mit wenigstens einem optischen Bildgebungsdetektor zu versehen, wobei die Magnetresonanzdaten und die optischen Bilddaten eines Objekts gleichzeitig aufgenommen werden sollen. Die Magnetresonanzeinrichtung umfasst dabei einen Magneten zur Erzeugung eines statischen magnetischen Feldes in einem Bildgebungsvolumen der Magnetresonanzeinrichtung, Gradientenspulen zur Erzeugung von magnetischen Gradientenfeldern und eine Hochfrequenzspule, die innerhalb des Bildgebungsvolumens angeordnet ist, um ein Objekt zu umgeben. Dabei soll wenigstens ein Teilsystem des wenigstens einen optischen Bildgebungsdetektors innerhalb des Bildgebungsvolumens angeordnet sein, so dass optische Photonen, die von dem aufzunehmenden Objekt ausgesandt werden, durch eine Öffnung der Hochfrequenzspule aufgenommen werden können. Das hierfür verwendete Mikrolinsenarray soll dabei in die Hochfrequenzspule integriert sein.
Weiterhin sind aus den Schriften US 2010/0292563 A1 , DE 10 2007 009 180 A1 , WO 2006/111485 A2 , DE 10 2008 012 312 A1 sind weitere medizinische Bildgebungsgeräte bekannt, die eine Kombination verschiedener Bildgebungsmodalitäten aufweisen.
Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Bildaufnahmeeinrichtung zu schaffen, die eine weitergehende vorteilhafte Kombination verschiedener Bildgebungsmodalitäten erlaubt.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einer Bildaufnahmeeinrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass in die Magnetresonanzeinrichtung ferner eine zur Fluoreszenzbildgebung ausgebildete, eine Optik umfassende Fluoreszenzdetektoranordnung integriert ist.
Die vorliegende Erfindung schlägt also erstmals vor, Magnetresonanzbildgebung, eine nuklearmedizinische Bildegebungsart, insbesondere PET, und Fluoreszenzbildgebung (umfassend auch Bildgebung über Biolumeszenz) mit einer einzigen Bildaufnahmeeinrichtung zu erlauben. Konkret soll dabei neben einer nuklearmedizinischen Detektoranordnung auch eine Fluoreszenzdetektoranordnung in einer Magnetresonanzeinrichtung integriert sein. Auf diese Weise werden verschiedenste Bildgebungsverfahren, die sich gegenseitig ergänzen, miteinander kombiniert. Während die Magnetresonanz-Bildgebung hochauflösende strukturelle Informationen sowie funktionale Informationen liefert, sind weitergehende funktionale und molekulare Informationen der nuklearmedizinischen Bildgebung zu entnehmen; vorteilhaft ergänzt durch molekulare Informationen der Fluoreszenzbildgebung. Dabei ist es nicht notwendig, den Patienten zwischen Aufnahmen mit den verschiedenen Bildgebungstechniken zu verschieben, so dass die entstehenden Bilder unmittelbar zueinander in Verbindung gesetzt werden können. Auf diese Weise wird eine flexibel einsetzbare Bildaufnahmeeinrichtung mit einem äußerst breiten Anwendungsgebiet geschaffen.
Eine geeignete Optik für die Fluoreszenzbildgebung beinhaltet üblicherweise Linsen, insbesondere Mikrolinsen, die letztlich Pixel definieren, und optische Filter, insbesondere chromatische Filter, die das aufzunehmende Licht der bestimmten Fluoreszenz- bzw. Lumineszenzwellenlänge herausfiltern können. Zudem kann, je nach konkreter Anordnung, die Optik der Fluoreszenzdetektoranordnung Lichtleitelemente umfassen, beispielsweise, um das von einer Mikrolinse aufgefangene Licht einem bestimmten Photodetektor zuzuführen. Im Gegensatz hierzu umfasst die Optik der nuklearmedizinischen Detektoranordnung üblicherweise ein Array von Szintillatorblöcken, die die aus den nuklearen Verfallsprozessen bzw. Annihilationsprozessen stammenden γ-Photonen in sichtbares Licht umwandeln, das dann mit Photodetektoren aufgenommen wird. Es sei an dieser Stelle noch angemerkt, dass im Rahmen der vorliegenden Erfindung selbstverständlich magnetresonanzkompatible Photodetektoren verwendet werden, wie sie für kombinierte MR-PET-Einrichtungen aus dem Stand der Technik bereits grundsätzlich bekannt sind.
Zur konkreten Ausgestaltung der Integration gibt es dabei im Wesentlichen zwei vorgeschlagene Alternativen, wobei einmal eine simultane Aufnahme mit allen drei Bildaufnahmemodalitäten ermöglicht wird, im anderen Fall jedoch ein zumindest teilweise sequentieller Betrieb vorgesehen ist.
So kann in einer ersten, vorteilhaften alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vorgesehen sein, dass die nuklearmedizinische Detektoranordnung und die Fluoreszenzdetektoranordnung zur simultanen Datenaufnahme gemeinsam mit der Magnetresonanzeinrichtung aus einem Zielgebiet, insbesondere dem Homogenitätsvolumen der Magnetresonanzeinrichtung, angeordnet sind. Damit ist also eine simultane Magnetresonanz-, PET- oder SPECT- und Fluoreszenzbildaufnahme möglich. Besonders bevorzugt wird in diesem Fall ein für mehrere Modalitäten geeignetes Kontrastmittel eingesetzt, so dass das Kontrastmittel vorteilhaft in allen simultan gefertigten Bildaufnahmen sichtbar ist oder die Sichtbarkeit des Kontrastmittels in einem mit einer Modalität aufgenommenen Bild definiert, in welchem Zielgebiet ein anderes Bild aufgenommen werden soll.
In einer besonders zweckmäßigen Ausbildung der Bildaufnahmeeinrichtung gemäß der ersten Ausführungsform ist die Bildaufnahmeeinrichtung nach dem Schalenprinzip aufgebaut, wobei von einer zylindrischen Patientenaufnahme ausgehend zunächst wenigstens ein für die für die nuklearmedizinische Bildgebung nachzuweisenden γ-Photonen durchlässiger Teil der Fluoreszenzdetektoranordnung vorgesehen ist, während die nuklearmedizinische Detektoranordnung in einer weiter außen liegenden Schale folgt. Damit wird also das letztlich aus dem Stand der Technik bereits bekannte Schalenprinzip erweitert, um auch die Aufnahme von Fluoreszenzbildern zu erlauben. Dabei sind die im Pfad der mit der nuklearmedizinischen Detektoranordnung nachzuweisenden γ-Photonen angeordneten Komponenten der Fluoreszenzdetektoranordnung insbesondere aus einem Material niedriger Dichte hergestellt, wobei bevorzugt die Optik der Fluoreszenzdetektoranordnung wenigstens teilweise aus Kunststoff besteht. Somit ist eine hinreichende Transparenz für die im Rahmen der nuklearmedizinischen Bildgebung nachzuweisenden γ-Photonen (Gammastrahlung) gegeben.
Vorzugsweise kann in longitudinaler Richtung der Patientenaufnahme den Homogenitätsbereich überdeckend an die Patientenaufnahme zunächst eine Körperspule, insbesondere mit einem Hochfrequenzschirm, anschließen, der radial nach außen benachbart die nuklearmedizinische Detektoranordnung folgt, wobei die Fluoreszenzdetektoranordnung die in die Körperspule integrierte, insbesondere zwischen Längsleitern der Körperspule angeordnete Optik mit einem angeschlossenen Lichtleitersystem umfasst, welches zur Leitung des von der Optik empfangenen Fluoreszenzlichts zu einer in den nicht den Homogenitätsbereich überdeckenden longitudinalen Bereichen, insbesondere im radialen Bereich der nuklearmedizinischen Detektoranordnung, oder außerhalb der Magnetresonanzeinrichtung angeordneten Photodetektoranordnung ausgebildet ist. Diese Ausführungsform ermöglicht eine besonders kompakte Ausbildung, die eine größere Patientenaufnahme ermöglicht, was häufig gewünscht ist. Grundsätzlich wird durch die vorliegende Erfindung an dieser Stelle die durch WO 2008/028904 A1 bzw. DE 10 2006 037 047 A1 dargelegte Grundidee weiterentwickelt, zumindest Teile einer Detektoranordnung in die Körperspule der Magnetresonanzeinrichtung zu integrieren, wobei beispielsweise die Freiräume zwischen Längsleitern der insbesondere als Birdcage ausgebildeten Körperspule genutzt werden können. Dabei ist zu beachten, dass der Homogenitätsbereich (häufig auch Field of View der Magnetresonanzeinrichtung genannt) nicht die gesamte Länge der Patientenaufnahme überdeckt, so dass die Körperspule und die PET-Detektoranordnung, an die radial nach außen die Gradientenspulenanordnung anschließen kann, zur Überdeckung des Homogenitätsbereichs nicht die gesamte longitudinale Länge der Patientenaufnahme ausfüllen müssen, sondern in den Randbereichen der Patientenaufnahme ein Freiraum verbleibt, der im Rahmen der vorliegenden Erfindung vorteilhaft genutzt wird, um dort die Photodetektoren der Fluoreszenzdetektoranordnung anzuordnen, um die kompakte Ausbildung und hervorragende Raumausnutzung in diesem konkreten Ausführungsbeispiel weiter zu verbessern. Um letztlich eine simultane Nutzung von drei Modalitäten zu erlauben, wird mithin die Optik der Fluoreszenzdetektoranordnung an ein Lichtleitersystem angeschlossen, das optische Kabel, insbesondere mit mehreren optischen Fasern, und Tapper umfassen kann, um das sichtbare einfallende Licht, welches durch die Fluoreszenz des Untersuchungsobjekts entsteht, den entsprechenden, longitudinal außerhalb des Homogenitätsbereichs angeordneten Photodetektoren der Photodetektoranordnung zuzuführen. Konkret kann die Optik in diesem Fall so ausgestaltet sein, dass sie mehrere in wenigstens einem Mikrolinsenarray angeordnete Mikrolinsen umfasst, wobei insbesondere jede Mikrolinse mit einer optischen Faser des Lichtleitersystems verbunden ist. So definieren die Mikrolinsen letztlich jeweils ein „Pixel“, nachdem das von jeder Mikrolinse aufgefangene Licht ortsaufgelöst detektiert werden kann. Weitere Ausgestaltungen eines solchen Lichtleitersystems sind aus WO 2008/028904 A1 grundsätzlich bekannt und können auch im vorliegenden Fall eingesetzt werden.
Eine zweite, zur ersten Ausführungsform alternative Ausführungsform sieht vor, dass die Nutzung wenigstens eines Teils der Modalitäten sequentiell erfolgt. Hierzu kann konkret vorgesehen sein, dass wenigstens eine Verschiebeeinrichtung zum wahlweisen Verbringen wenigstens eines Teils entweder der nuklearmedizinischen Detektoranordnung oder der Fluoreszenzdetektoranordnung in eine Bildgebungsposition, insbesondere einen Homogenitätsbereich der Magnetresonanzeinrichtung überdeckend, vorgesehen ist. Wenigstens ein Teil der nuklearmedizinischen Detektoranordnung und der Fluoreszenzdetektoranordnung sind mithin verschiebbar ausgestaltet, so dass wahlweise die Fluoreszenzdetektoranordnung oder die nuklearmedizinische Detektoranordnung in der Lage ist, Bilddaten aus dem Homogenitätsbereich (Field of View) aufzunehmen. In dieser Ausgestaltung ist es allgemein vorteilhaft, wenn die Fluoreszenzdetektoranordnung und die nuklearmedizinische Detektoranordnung eine gemeinsame Photodetektoranordnung aufweisen, das bedeutet, die insbesondere feststehende Photodetektoranordnung wird für beide Bildgebungsmodalitäten genutzt. Dabei kann als Teil der Detektoranordnungen besonders vorteilhaft deren Optik verschoben werden, so dass bei einer den Homogenitätsbereich der Magnetresonanzeinrichtung überdeckenden Photodetektoranordnung das zu detektierende Licht entweder von der Optik der Fluoreszenzdetektoranordnung oder der Optik der nuklearmedizinischen Detektoranordnung geliefert wird. Dies ist besonders vorteilhaft bei einem Aufbau der Magnetresonanzeinrichtung nach dem Schalenprinzip, wobei die Photodetektoranordnung bevorzugt radial innen benachbart einer Gradientenspulenanordnung der Magnetresonanzeinrichtung angeordnet sein kann, während sich die Optiken der Detektoranordnungen eine Schale teilen, indem sie durch die Verschiebeeinrichtung longitudinal entlang der Längsrichtung der Patientenaufnahme verschoben werden können. Dies basiert darauf, wie bereits diskutiert, dass der Homogenitätsbereich der Magnetresonanzeinrichtung üblicherweise ja nicht die gesamte Länge der Patientenaufnahme einnimmt, so dass der nicht genutzte Randbereich zum „Parken“ des gerade nicht genutzten Teils einer Detektoranordnung, insbesondere der Optik einer Detektoranordnung, genutzt werden kann. Gegebenenfalls kann die Länge der Patientenaufnahme hier angepasst werden, um hinreichend viel Raum in longitudinaler Richtung zur Verfügung zu stellen.
Insbesondere bezüglich des gerade dargelegten schalenartigen Aufbaus, in dem sich die Optiken der Detektoranordnungen eine Schale teilen, gibt es im Wesentlichen zwei nutzbare Erfindungsalternativen dieser zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die vorteilhaft sind. So kann zum einen vorgesehen sein, dass eine Körperspule, insbesondere eine einen Hochfrequenzschirm umfassende Körperspule, der Magnetresonanzeinrichtung gemeinsam mit der nuklearmedizinischen Detektoranordnung verschiebbar ist. Hierbei gibt es zwei Modi, wobei im ersten Modus eine simultane Magnetresonanz-PET-Bildgebung möglich ist, im zweiten Modus nur die optische Bildgebung möglich ist. Um zwischen den Modi zu wechseln, wird die Verschiebeeinrichtung verwendet, beispielsweise ein Shuttle-Aktor. Dabei werden, wie bereits erwähnt, vorteilhafterweise die Optiken der Detektoranordnungen vor einer gemeinsam genutzten Photodetektoranordnung verschoben, wobei im ersten Modus die Verschiebeeinrichtung die Optik der Fluoreszenzdetektoranordnung aus dem Homogenitätsbereich entfernt und die insbesondere ein Array aus Szintillatorblöcken aufweisende Optik der nuklearmedizinischen Detektoranordnung vor der Photodetektoranordnung platziert, während genauso die Körperspule mit ihrem Schild in den Homogenitätsbereich verbracht wird. Folglich detektieren in diesem Fall die Photodetektoren der Photodetektoranordnung die einfallenden Gammastrahlungs-Photonen, die durch die Szintillaltorblöcke in sichtbares Licht umgewandelt werden. Im zweiten Modus ersetzt die Verschiebeeinrichtung die Szintillatoren und das Hochfrequenzsystem durch die in der Fluoreszenzbildgebung genutzte Optik, welche beispielsweise optische Linsen, insbesondere Mikrolinsen, chromatische Filter und Lichtquellen umfassen kann. Dann ist folglich eine Fluoreszenzbildgebung möglich.
Nichtsdestotrotz sei an dieser Stelle angemerkt, dass eine gemeinsame Photodetektoranordnung für die Fluoreszenzdetektoranordnung und die nuklearmedizinische Detektoranordnung nicht notwendig ist. Es kann auch vorgesehen sein, dass die gesamten Detektoranordnungen innerhalb und benachbart einer Gradientenspulenanordnung verschiebbar sind. Dann können auch spezielle Photodetektoren für die beiden Bildgebungsverfahren eingesetzt werden.
Zum anderen, in einer alternativen, bevorzugten Ausführungsform, kann vorgesehen sein, dass als Teil der Detektoranordnungen eine ein Array von Szintillatorblöcken umfassende Optik der nuklearmedizinischen Detektoranordnung und die insbesondere Mikrolinsen umfassende Optik der Fluoreszenzdetektoranordnung wahlweise in nicht durch Elemente einer Körperspule belegte Bereiche der feststehenden Körperspule, insbesondere zwischen Längsleiter der Körperspule, verschiebbar ist, wobei radial nach außen an die Körperspule, insbesondere einen Hochfrequenzschirm der Körperspule, anschließend eine für die nuklearmedizinische Bildgebung und die Fluoreszenzbildgebung gemeinsam genutzte Photodetektoranordnung vorgesehen ist. Die Funktionsweise dieser Erfindungsalternative ist ähnlich der der zuvor beschriebenen Alternative, nur dass nun zwei Modi vorgesehen sind, in denen in beiden simultane Bildgebung möglich ist, nämlich einmal Magnetresonanz-PET-Bildgebung, einmal Fluoreszenz-MR-Bildgebung. Es werden Freiräume der grundsätzlich feststehenden Körperspule genutzt, um in diese die geeigneten Optiken einzubringen. Im ersten Modus wird auch in diesem Fall durch die Verschiebeeinrichtung die Optik der Fluoreszenzdetektoranordnung aus dem Homogenitätsbereich und dem Bereich der Körperspule entfernt und das Szintillator-Array wird vor der gemeinsam genutzten Photodetektoranordnung, insbesondere zwischen den Längsleitern der Körperspule, angeordnet. Folglich werden auch hier Gammastrahlungs-Photonen der nuklearmedizinischen Bildgebung durch die Szintillatorblöcke in sichtbares Licht umgewandelt und können entsprechend detektiert werden. Im zweiten Modus wird das Szintillator-Array durch das optische System der Fluoreszenzbildgebung ersetzt, welches beispielsweise optische Linsen, insbesondere Mikrolinsen, chromatische Filter und Lichtquellen umfassen kann. In diesem Zusammenhang ist es vorteilhaft, wenn der Hochfrequenzschirm aus einer optisch transparenten, elektrisch leitfähigen Schicht besteht. Solche Schichten können eine hohe Absorption/Reflexion für einfallende elektromagnetische Strahlung im Bereich der Larmor-Frequenz der Magnetresonanzeinrichtung aufweisen, also im für die Magnetresonanzbildgebung relevanten Bereich. Derartige Schichten sind im Stand der Technik grundsätzlich bekannt, wobei beispielsweise auf die US 2010/0092809 A1 verwiesen werden soll, die elektrisch leitfähige, optisch transparente Schichten aus Graphit-Nanopartikeln beschreibt.
Allgemein kann bei Verwendung einer Verschiebeeinrichtung vorgesehen sein, dass die Verschiebeeinrichtung wenigstens eine Führung umfasst, in der ein Träger für die zu verschiebenden Komponenten geführt ist. Dies ist insbesondere vorteilhaft realisierbar, wenn ein Aufbau nach dem Schalenprinzip gegeben ist, so dass beispielsweise innerhalb einer Schale eine geeignete Führung vorgesehen sein kann, die die gesamte bzw. notwendige longitudinale Länge der Patientenaufnahme überspannt, wobei in einem in der Führung geführten Träger in longitudinaler Richtung aufeinanderfolgend die zu verschiebenden Anordnungen, insbesondere die Optiken, angeordnet sind. So kann dann immer die benötigte Anordnung in die Bildgebungsposition, den Homogenitätsbereich überdeckend, verschoben oder verfahren werden. Der Träger „pendelt“ dabei sozusagen zwischen zwei Bildgebungspositionen. Dabei sei an dieser Stelle noch darauf hingewiesen, dass eine solche rein longitudinale Verschiebung in Längsrichtung der Patientenaufnahme auch dann denkbar ist, wenn eine feststehende Körperspule, insbesondere eine Birdcage-Spule verwendet wird, da die nach außen abschließenden Leiterringe entsprechend ausgelegt werden können, dass sich eine geeignete Geometrie ergibt.
Ferner kann vorgesehen sein, dass die Verschiebeeinrichtung eine elektrische und/oder hydraulische und/oder pneumatische Antriebseinrichtung umfasst, wobei bei einer elektrischen Antriebseinrichtung die elektrischen Komponenten außerhalb einer Patientenaufnahme der Magnetresonanzeinrichtung angeordnet sind. Es sind also verschiedenste Möglichkeiten denkbar, die Verschiebeeinrichtung konkret zu realisieren, wobei hydraulische und/oder pneumatische Antriebseinrichtungen bevorzugt werden, da hier eine Wechselwirkung mit den Magnetfeldern der Magnetresonanz weitgehend vermieden werden kann.
Allgemein kann vorgesehen sein, dass die Optik wenigstens einen Lichtverteiler für optisches Anregungslicht umfasst, der über einen Lichtleiter mit einer Lichtquelle, insbesondere wenigstens einem Laser, verbunden ist. Über ein derartiges optisches Anregungslicht wird die fluoreszierende Substanz im zu untersuchenden Objekt zur Abgabe von Fluoreszenzlicht angeregt. Üblicherweise werden hierzu Laser mit Lichtverteilern gekoppelt, die eine gleichmäßige Ausleuchtung des zu untersuchenden Objekts ermöglichen, im vorliegenden Fall also insbesondere eine gleichmäßige Ausleuchtung des Homogenitätsbereichs ermöglichen, wozu sie einen Teil der Optik der Fluoreszenzdetektoranordnung bilden können. Es sei darauf hingewiesen, dass es selbstverständlich genauso gut möglich ist, die Lichtverteiler bzw. Lichtquellen für das optische Anregungslicht an anderer Stelle anzuordnen, solange eine ausreichende Bestrahlung des Untersuchungsobjekts mit Anregungslicht möglich ist.
Es ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Optikanordnung wenigstens ein auf ein bestimmtes Zielgebiet fokussierbares, über einen mechanischen Aktuator betätigbares optisches Element umfasst, welche Aktuatoren insbesondere in Abhängigkeit einer Auswertung eines Magnetresonanzbildes über eine Steuereinrichtung der Bildaufnahmeeinrichtung ansteuerbar sind. Das optische System der Fluoreszenzdetektoranordnung kann mithin mechanische Aktuatoren umfassen, um beispielsweise den Fokalabstand oder die Position von Linsen, insbesondere Mikrolinsen, zur optimalen Fokussierung auf das Zielgebiet anzupassen. Dabei kann eine adaptive Fokussierung realisiert werden, welche Informationen nutzt, die aus einem vorangehenden Magnetresonanzbild abgeleitet werden können, welches die zu untersuchende Anatomie näher darstellt. Möglich ist hierbei auch eine vollständig automatische Auswertung über eine Steuereinrichtung, die dann das Magnetresonanzbild selbsttätig, insbesondere im Hinblick auf ein Untersuchungsziel, auswertet, um die Informationen im Weiteren zu nutzen, um vollkommen automatisch eine korrekte Einstellung der Optik der Fluoreszenzdetektoranordnung zu erlauben.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnung. Dabei zeigen:

1 eine Prinzipskizze eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Bildaufnahmeeinrichtung,
2 eine Prinzipskizze einer Körperspule im ersten Ausführungsbeispiel,
3 eine Zeichnung zur Verwendung von Arrays optischer Mikrolinsen,
4 die in die Körperspule integrierten Mikrolinsenarrays der 3,
5 eine Prinzipskizze eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Bildaufnahmeeinrichtung im ersten Aufnahmemodus,
6 die Bildaufnahmeeinrichtung gemäß 4 im zweiten Aufnahmemodus,
7 eine Prinzipskizze eines dritten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Bildaufnahmeeinrichtung im ersten Aufnahmemodus,
8 die Bildaufnahmeeinrichtung aus 6 im zweiten Aufnahmemodus, und
9 eine mögliche Realisierung einer Verschiebeeinrichtung.

1 zeigt eine Prinzipskizze eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Bildaufnahmeeinrichtung 1. Sie umfasst eine Magnetresonanzeinrichtung 2, in die eine PET-Detektoranordnung und eine Fluoreszenzdetektoranordnung integriert sind. Durch ein Gehäuse 3, welches auch den Hauptmagneten 4 enthält, wird die zylindrische Patientenaufnahme 5 definiert. In dieser liegt auch der hier nur angedeutete Homogenitätsbereich 6 des von dem Hauptmagneten 4 erzeugten Magnetfelds, das Field of View (FoV). Der Gesamtaufbau ist dabei nach dem Schalenprinzip gewählt, das bedeutet, in aufeinanderfolgenden radialen Bereichen sind verschiedene Komponenten der Bildaufnahmeeinrichtung angeordnet. Innen an den Hauptmagneten 4 anschließend findet sich zunächst eine Gradientenspulenanordnung 7, an die drei ringartig umlaufende Photodetektoranordnungen 8, 9 anschließen, die in einer Schale angeordnet sind. Die zentrale Photodetektoranordnung 9 ist dabei Teil der PET-Detektoranordnung, sie überdeckt ersichtlich in longitudinaler Richtung den Homogenitätsbereich 6 vollständig. Die Photodetektoranordnungen 8 in den in Längsrichtung äußeren Bereichen der Patientenaufnahme 6 sind Teil der Fluoreszenzdetektoranordnung. Sämtliche verwendete Photodetektoren sind auf bekannte Art und Weise magnetresonanzkompatibel.
Als Optik 10 der PET-Detektoranordnung ist der Photodetektoranordnung 9 ein Array 11 von Szintillator-Blöcken nach innen hin vorgeschaltet. Radial weiter nach innen findet sich dann, ebenso das Homogenitätsbereich 6 überdeckend, die hier als Birdcage-Spule ausgebildete Körperspule 12 mit einem Hochfrequenzschirm 13.
Ersichtlich sind in die Körperspule 12 integriert Teile einer Optik 14 der Fluoreszenzdetektoranordnung vorgesehen, konkret, wie mit Hilfe der 2 und 3 noch näher erläutert wird, Arrays von Mikrolinsen, wobei an jede Mikrolinse eine optische Faser eines Lichtleitsystems 15 angeschlossen ist, welches das mittels der Mikrolinsen aufgenommene Fluoreszenzlicht zu den Photodetektoranordnungen 8 nach außen führt. Die Optik 14 umfasst ferner auch chromatische Filter zur Ausfilterung der Frequenz des Fluoreszenzlichts.
Die Teile der Optik 14, die in die Körperspule 12 integriert sind, also insbesondere Lichtleiter und optische Mikrolinsen, bestehen vorliegend als Material einer niedrigen Dichte aus Kunststoff und sind somit faktisch durchlässig für Gammastrahlung.
Ersichtlich ist es mit der Bildaufnahmeeinrichtung 1 möglich, simultan Magnetresonanz-Bilddaten, PET-Bilddaten und Fluoreszenz-Bilddaten aufzunehmen, wobei mit besonderem Vorteil ein multimodales Kontrastmittel verwendet werden kann, also ein Kontrastmittel, das für alle drei Bildgebungsmodalitäten sichtbar ist.
2 zeigt genauer, wie die Teile der Optik 14 in die Körperspule 12 integriert sind.
Die Hochfrequenz-Körperspule 12 ist, wie bereits erwähnt, nach Art einer Birdcage-Spule aufgebaut und umfasst kreisförmige Endringe 16, die durch eine Reihe von Längsleitern 17 verbunden sind. Dabei sind die Längsleiter 17 gleich beabstandet. Diese elektrischen Leiter sind aus einer dünnen Metallfolie, beispielsweise einer Kupferfolie, hergestellt. Sie werden getragen von einer im Wesentlichen zylindrischen Trägerstruktur 18, die aus einem nicht leitenden Material wie beispielsweise Epoxidharz hergestellt sein kann. Ersichtlich weist die Trägerstruktur 18 zwischen den Längsleitern 17 Lücken 19 auf, die erfindungsgemäß genutzt werden, um die entsprechenden Teile der Optik 14 zu befestigen. Durch die Lücken 19 kann sichtbares Licht auf die Optik auftreffen.
Konkret werden vorliegend Mikrolinsenarrays 20, wie eines beispielhaft in 3 gezeigt ist, in den Lücken 19 angeordnet. Das Mikrolinsenarray 20, welches hier quadratisch gezeigt ist, umfasst eine Platte 21 mit einer Vielzahl von Durchgangsöffnungen und eine Vielzahl von darauf befestigten Mikrolinsen 22. Auf der anderen Seite der Platte 21 ist ein Netzwerk von optischen Fasern 23 vorgesehen, wobei jedem Brennpunkt einer Mikrolinse 22 ein Endpunkt einer optischen Faser 23 zugeordnet ist. Die optischen Fasern 23 werden dann zu Faserbündeln 24 („Tappern“) zusammengefasst, die das empfangene Licht zur Detektion zu der Photodetektoranordnung 8 führen. Das bedeutet, die optischen Fasern 23 und die Faserbündel 24 sind Teil des Lichtleitsystems 15. In vorteilhafter Ausgestaltung kann im Übrigen das Lichtleitsystem 15 auch genutzt werden, um Anregungslicht von einer Lichtquelle, beispielsweise einem Laser oder einer Laserdiode, zur Anregung der fluoreszenten oder biolumineszenten Substanz auf das Untersuchungsobjekt in der Magnetresonanzeinrichtung 2 zu leiten. In diesem Fall dienen die Mikrolinsenarrays 20 mithin auch als Lichtverteiler 25 für Anregungslicht.
4 zeigt nun schematisch, wie die Mikrolinsenarrays 20 in den Lücken 19 der Körperspule 12 angeordnet werden können.
Die Mikrolinsenarrays 20 können beispielsweise ein Array von 6 × 6 Mikrolinsen 22 umfassen, die einen Durchmesser von 1 mm aufweisen. Eine Mehrzahl von Mikrolinsenarrays 20 füllt dabei eine Lücke 19 der Trägerstruktur 18 aus.
Es sei an dieser Stelle angemerkt, dass die grundsätzliche Struktur der Optik 14 mit Mikrolinsenarrays 20 und nicht näher gezeigten chromatischen Filtern immer dieselbe ist, das bedeutet, auch bei den weiteren Ausführungsbeispielen sind Mikrolinsen und chromatische Filter vorgesehen, wobei die Anordnung gegebenenfalls auch als Lichtverteiler verwendet werden kann oder es kann ein separater Lichtverteiler vorgesehen werden. Im Übrigen sei angemerkt, dass der einfachereren Darstellung halber gleiche Bezugseichen auch in den folgenden Ausführungsbeispielen gleiche Bestandteile bezeichnen.
5 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Bildaufnahmeeinrichtung 1'. Diese weist insbesondere bezüglich der Magnetresonanzeinrichtung 2 mit dem Hauptmagneten 4 und der Gradientenspulenanordnung 7 einen ähnlichen, schalenartigen Aufbau wie die Bildaufnahmeeinrichtung 1' auf, jedoch ist vorliegend nur ein Detektorring, nämlich die Photodetektoranordnung 9', vorgesehen. Diese Photodetektoranordnung 9' wird vorliegend sowohl für die PET-Detektoranordnung als auch die Fluoreszenzdetektoranordnung verwendet. Hierzu ist im weiteren Unterschied zur Bildaufnahmeeinrichtung 1 bei der Bildaufnahmeeinrichtung 1' eine Verschiebeeinrichtung vorgesehen, die einen in einer Führung 26 geführten Träger 27 umfasst, der durch eine beispielsweise pneumatische Antriebseinrichtung 28 in der Führung 26 verschiebbar ist. Die im vorliegenden Beispiel ohnehin außerhalb der Patientenaufnahme 5 angeordnete Antriebseinrichtung 28 kann auch eine hydraulische oder elektrische Antriebseinrichtung sein.
An dem Träger 27 sind als erste Verschiebeanordnung die Komponenten der Optik 14 der Fluoreszenzdetektoranordnung vorgesehen, als zweite Verschiebeanordnung innenliegend die Körperspule 12 mit dem Hochfrequenzschirm 13, außenliegend die Optik 10 der PET-Detektoranordnung, die wiederum ein Array 11 aus Szintillator-Blöcken umfasst. Beide Verschiebeanordnungen sind geeignet, den gesamten Homogenitätsbereich 6 zu überdecken.
Ersichtlich ist in 5 die Anordnung so gewählt, dass sich die zweite Verschiebeanordnung mit der Körperspule 12 und der Optik 10 in einer Bildgebungsposition befinden, so dass dort simultan PET-Bilddaten und Magnetresonanzbilddaten aufgenommen werden können. Dies kann als ein erster Modus bezeichnet werden. Um im ersten Modus simultan MR-Bilddaten und PET-Bilddaten aufnehmen zu können, entfernt die Verschiebeeinrichtung durch Bewegung des Trägers 27 in Längsrichtung der Patientenaufnahme 5 die Optik 14 der Fluoreszenzdetektoranordnung von dem Homogenitätsbereich weg, während die Optik 10 und die Körperspule 12 den Homogenitätsbereich 6 überdeckend angeordnet werden. Nachdem sich die Optik 10 dann unmittelbar vor den Photodetektoren der Photodetektoranordnung 9' befinden, kann Gammastrahlung, die in sichtbares Licht durch die Szintillatorblöcke konvertiert wurde, detektiert werden.
Der zweite Modus, in dem nur Fluoreszenz-Bilddaten aufgenommen werden, ist in 6 dargestellt. Dort hat die Verschiebeeinrichtung durch Bewegung des Trägers 27 in der Führung 26 die Optik 10 und das Hochfrequenzsystem 12, 13 von dem Homogenitätsbereich 6 weg nach links verschoben, um die Optik 14 den Homogenitätsbereich 6 überdeckend benachbart der Photodetektoranordnung 9' zu positionieren. Nun kann von einem Untersuchungsobjekt ausgehendes Fluoreszenzlicht durch Mikrolinsen 22 erfasst, gefiltert und mit den Photodetektoren erfasst werden. Auch in diesem Fall ist die Optik 14 auch als ein Lichtverteiler ausgebildet, wobei die Lichtquellen (Laserdioden bzw. Laser) ebenso bereits in der Optik 14 enthalten sind.
Die 7 und 8 zeigen eine modifizierte Ausführungsform einer Bildaufnahmeeinrichtung 1" eines dritten Ausführungsbeispiels, bei der die Körperspule 12 ortsfest vorgesehen ist und nur die Optiken 10, 14 verschoben werden. Auch hierfür wird ein in einer Führung 26 geführter Träger 27 verwendet, wobei in den durch 7 und 8 gezeigten Bildgebungspositionen hier im Unterschied zu 5 und 6 in beiden Modi Magnetresonanzbildgebung möglich ist, das bedeutet, es existiert ein erster Modus, in dem Magnetresonanzbilddaten und PET-Bilddaten aufgenommen werden können, und ein zweiter Modus, in dem Fluoreszenz-Bilddaten und Magnetresonanzbilddaten aufgenommen werden können. Um Letzteres zu ermöglichen, ist der Hochfrequenzschirm 13 der Körperspule 12 hier optisch transparent, aber elektrisch leitfähig ausgebildet. Die Verschiebeeinrichtung nutzt dabei auch in diesem Ausführungsbeispiel bestehende Lücken zwischen den Längsleitern der als Birdcage-Spule ausgebildeten Körperspule 12 aus, so dass der Träger zwischen den beiden Bildgebungspositionen, wie sie in 7 und 8 dargestellt sind, pendeln kann.
9 zeigt dies in einer schematischen Querschnittsansicht genauer. Radial außen ist dort nicht näher im Detail die Gradientenspulenanordnung 7 gezeigt. Daran schließt radial nach innen die Photodetektoranordnung 9' an, die einzelne, im vorliegenden Fall ortsauflösende Photodetektoren 29 umfasst.
Der Hochfrequenzschirm 13 der Körperspule 12 liegt zwischen der Trägerstruktur 18 der Körperspule 12 und der Photodetektoranordnung 9'. Ersichtlich sind wiederum zwischen den Längsleitern 17 Lücken 19 vorhanden, in denen die Komponenten 30 der entsprechenden Optik 10, 14 verschiebbar an dem Träger 27 gehaltert gelagert sind. Ersichtlich bildet hier die Trägerstruktur 18 selbst einen Teil der Führung 26, indem Vorsprünge 31 die Komponenten 30 halten.
Dabei sind die Photodetektoren 29 so positioniert, dass sie sich in radialer Richtung fluchtend hinter den Lücken 19 befinden. Die Endringe, die in 9 nicht näher gezeigt sind, sind dabei so geführt, dass die Lücken 19 auch am longitudinalen Rand der Körperspule 12 fortgesetzt werden können, so dass die Komponenten 30 aus den Lücken 19 hinaus und in die Lücken 19 hinein verschoben werden können. Außerhalb der Körperspule 12, das bedeutet, in den Längsbereichen der Patientenaufnahme 5, in die die Trägerstruktur 18 nicht hineinreicht, sind die Lücken 19 durch die Führung 26 entsprechend fortgesetzt.
Es sei abschließend noch angemerkt, dass bei jedem der hier dargestellten Ausführungsbeispiele die Optik 14 der Fluoreszenzdetektoranordnung mechanische Aktuatoren umfasst, über die die Brennweite oder die Linsenposition verändert werden kann, um eine optimale Fokussierung auf einen interessierenden Bereich, das Zielgebiet, zu erlauben. Die Bildaufnahmeeinrichtungen 1, 1', 1" umfassen hierbei zudem eine Steuereinrichtung zur Steuerung des Betriebs der Bildaufnahmeeinrichtung 1, 1', 1'', die auch zur Ansteuerung der mechanischen Aktuatoren der Optik 14 ausgebildet ist. Hierbei kann vorgesehen sein, dass vor einer Fluoreszenzbildaufnahme ein Magnetresonanzbild mittels der Magnetresonanzeinrichtung 2 aufgenommen wird. Dieses Magnetresonanzbild, das die anatomische Struktur des Untersuchungsobjekts und mithin auch das Zielgebiet deutlich zeigt, wird bezüglich der Lage des Zielgebiets ausgewertet. Somit ist nach Auswertung des Magnetresonanzbilds, die auch automatisch erfolgen kann, bekannt, wo im Koordinatensystem der Magnetresonanzeinrichtung 2 das Zielgebiet befindlich ist. Abhängig von diesen Informationen über die Lage des Zielgebiets kann nun eine automatische Ansteuerung der mechanischen Aktuatoren erfolgen, so dass eine ideale Fokussierung auf das Zielgebiet möglich ist. Auf diese Weise wird eine adaptive Fokussierung erreicht.
Bezugszeichenliste

1: Bildaufnahmeeinrichtung
1': Bildaufnahmeeinrichtung
1": Bildaufnahmeeinrichtung
2: Magnetresonanzeinrichtung
3: Gehäuse
4: Hauptmagnet
5: Patientenaufnahme
6: Homogenitätsbereich
7: Gradientenspulenanordnung
8: Photodetektoranordnung
9: Photodetektoranordnung
9': Photodetektoranordnung
10: Optik
11: Array
12: Körperspule
13: Hochfrequenzschirm
14: Optik
15: Lichtleitsystem
16: Endringe
17: Längsleiter
18: Trägerstruktur
19: Lücken
20: Mikrolinsenarray
21: Platte
22: Mikrolinsen
23: Faser
24: Faserbündel
25: Lichtverteiler
26: Führung
27: Träger
28: Antriebseinrichtung
29: Photodetektor
30: Komponenten
31: Vorsprünge

Claims

Bildaufnahmeeinrichtung (1, 1', 1'') zur simultanen Aufnahme von Magnetresonanzbilddaten und nuklearmedizinischen Bilddaten umfassend eine in eine Magnetresonanzeinrichtung (2) integrierte nuklearmedizinische Detektoranordnung, dadurch gekennzeichnet, dass in die Magnetresonanzeinrichtung (2) ferner eine zur Fluoreszenzbildgebung ausgebildete, eine Optik (14) umfassende Fluoreszenzdetektoranordnung integriert ist, wobei die Optik (14) der Fluoreszenzdetektoranordnung wenigstens ein auf ein bestimmtes Zielgebiet fokussierbares, über einen mechanischen Aktuator betätigbares optisches Element umfasst, welcher Aktuator in Abhängigkeit einer Auswertung eines Magnetresonanzbildes über eine Steuereinrichtung der Bildaufnahmeeinrichtung (1, 1', 1'') ansteuerbar ist.
Bildaufnahmeeinrichtung nach Anspruch 1, d a - d u r c h gekennzeichnet , dass die nuklearmedizinische Detektoranordnung und die Fluoreszenzdetektoranordnung zur simultanen Datenaufnahme gemeinsam mit der Magnetresonanzeinrichtung (2) in einem Zielgebiet, insbesondere dem Homogenitätsvolumen (6) der Magnetresonanzeinrichtung (2), angeordnet sind.
Bildaufnahmeeinrichtung nach Anspruch 2, d a - durch gekennzeichnet, dass Bildaufnahmeeinrichtung (1, 1', 1'') nach dem Schalenprinzip aufgebaut ist, wobei von einer zylindrischen Patientenaufnahme (5) ausgehend zunächst wenigstens ein für die nuklearmedizinische Bildgebung nachzuweisenden γ-Photonen durchlässiger Teil der Fluoreszenzdetektoranordnung vorgesehen ist, während die nuklearmedizinische Detektoranordnung in einer weiter außen liegenden Schale folgt.
Bildaufnahmeeinrichtung nach Anspruch 3, d a - d u r c h gekennzeichnet , dass die Optik (14) der Fluroreszenzdetektoranordnung wenigstens teilweise aus Kunststoff besteht.
Bildaufnahmeeinrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet , dass sich in longitudinaler Richtung der Patientenaufnahme (5) den Homogenitätsbereich (6) überdeckend an die Patientenaufnahme (5) radial nach außen zunächst eine Körperspule (12), insbesondere mit einem Hochfrequenzschirm (13), anschließt, der radial nach außen benachbart die nuklearmedizinische Detektoranordnung folgt, wobei die Fluoreszenzdetektoranordnung die in die Körperspule (12) integrierte, insbesondere zwischen Längsleitern (17) der Körperspule (12) angeordnete Optik (14) mit einem angeschlossenen Lichtleitersystem (15) umfasst, welches zur Leitung des von der Optik (14) empfangenen Fluoreszenzlichts zu in den nicht den Homogenitätsbereich (6) überdeckenden longitudinalen Bereichen, insbesondere im radialen Bereich der nuklearmedizinischen Detektoranordnung, oder außerhalb der Magnetresonanzeinrichtung (2) angeordneten Photodetektoren einer Photodetektoranordnung (8) ausgebildet ist.
Bildaufnahmeeinrichtung nach Anspruch 5, d a - d u r c h gekennzeichnet , dass die Optik (14) mehrere in wenigstens einem Mikrolinsenarray (20) angeordnete Mikrolinsen (22) umfasst, wobei insbesondere jede Mikrolinse (22) mit einer optischen Faser (23) des Lichtleitersystems (15) verbunden ist.
Bildaufnahmeeinrichtung nach Anspruch 1, d a - d u r c h gekennzeichnet , dass wenigstens eine Verschiebeeinrichtung zum wahlweisen Verbringen wenigstens eines Teils entweder der nuklearmedizinischen Detektoranordnung oder der Fluoreszenzdetektoranordnung in eine Bildgebungsposition, insbesondere einen Homogenitätsbereich (6) der Magnetresonanzeinrichtung (2) überdeckend, vorgesehen ist.
Bildaufnahmeeinrichtung nach Anspruch 7, d a - d u r c h gekennzeichnet , dass eine Körperspule (12), insbesondere eine einen Hochfrequenzschirm (13) umfassende Körperspule (12), der Magnetresonanzeinrichtung (2) gemeinsam mit der nuklearmedizinischen Detektoranordnung verschiebbar ist.
Bildaufnahmeeinrichtung nach Anspruch 8, d a - d u r c h gekennzeichnet , dass die gesamten Detektoranordnungen innerhalb und benachbart einer Gradientenspulenanordnung (7) verschiebbar sind.
Bildaufnahmeeinrichtung nach Anspruch 7, d a - d u r c h gekennzeichnet , dass als Teil der Detektoranordnungen eine ein Array (11) von Szintillatorblöcken umfassende Optik (10) der nuklearmedizinischen Detektoranordnung und die insbesondere Mikrolinsen (22) umfassende Optik (14) der Fluoreszenzdetektoranordnung wahlweise in nicht durch Elemente einer Körperspule (12) belegte Bereiche der feststehenden Körperspule (12), insbesondere zwischen Längsleiter (17) der Körperspule (12), verschiebbar sind wobei radial nach außen an die Körperspule (12), insbesondere einen Hochfrequenzschirm (13) der Körperspule (12), anschließend eine für die nuklearmedizinische Bildgebung und die Fluoreszenzbildgebung gemeinsam genutzte Photodetektoranordnung (9') vorgesehen ist.
Bildaufnahmeeinrichtung nach Anspruch 10, d a - durch g e k e n n z e ich n e t, dass der Hochfrequenzschirm (13) aus einer optisch transparenten, elektrisch leitfähigen Schicht besteht.
Bildaufnahmeeinrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschiebeeinrichtung wenigstens eine Führung (26) umfasst, in der ein Träger (27) für die zu verschiebenden Komponenten geführt ist.
Bildaufnahmeeinrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschiebeeinrichtung eine elektrische und/oder hydraulische und/oder pneumatische Antriebseinrichtung (28) umfasst, wobei bei einer elektrischen Antriebseinrichtung (28) die elektrischen Komponenten außerhalb einer Patientenaufnahme (5) der Magnetresonanzeinrichtung (2) angeordnet sind.
Bildaufnahmeeinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass die Optik (14) des Fluroreszenzdetektoranordnung wenigstens einen Lichtverteiler (25) für optisches Anregungslicht umfasst, der über einen Lichtleiter mit einer Lichtquelle, insbesondere wenigstens einem Laser, verbunden ist.