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Die vorliegende Erfindung betrifft eine medizinische Bildgebungsvorrichtung mit einer ersten Bildgebungsmodalität, die von einer Magnetresonanzvorrichtung gebildet ist und die eine zylinderförmige Gradientenspuleneinheit umfasst, und einer weiteren Bildgebungsmodalität, die eine Detektoreinheit umfasst, wobei die Detektoreinheit der weiteren Bildgebungsmodalität entlang einer radialen Richtung innerhalb eines von der Gradientenspuleneinheit umgebenen Bereichs gelagert ist und zwischen der Detektoreinheit der weiteren Bildgebungsmodalität und der Gradientenspuleneinheit ein Ringspalt angeordnet ist.
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Bei medizinischen Bildgebungsvorrichtungen, die zwei Bildgebungsmodalitäten umfassen, besteht eine Schwierigkeit, die beiden Bildgebungsmodalitäten, insbesondere Detektoreinheiten der beiden Bildgebungsmodalitäten, in geeigneter Weise zu kombinieren, so dass eine gegenseitige Behinderung der beiden Detektoreinheiten während eines Betriebs der medizinischen Bildgebungsvorrichtung bzw. für medizinische Bildgebungsuntersuchungen vorzugsweise verhindert ist. Ist eine erste Bildgebungsmodalität von einer Magnetresonanzvorrichtung gebildet und eine zweite Bildgebungsmodalität von einer PET-Vorrichtung gebildet, wird ein PET-Detektor der PET-Vorrichtung platzsparend innerhalb einer Magneteinheit der Magnetresonanzvorrichtung integriert. Hierbei ist die PET-Detektoreinheit auf einer Trägereinheit der PET-Vorrichtung angeordnet, die in einer radialen Richtung zwischen einer Hochfrequenzspuleneinheit der Magnetresonanzvorrichtung und einer Gradientenspuleneinheit der Magnetresonanzvorrichtung angeordnet ist. Zudem ist zwischen der PET-Detektoreinheit und der Gradientenspuleneinheit ein Ringspalt angeordnet.
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Jedoch kann es bei einer derartigen Anordnung der PET-Detektoreinheit mit der Gradientenspuleneinheit zu einer unerwünschten Vibrationskopplung zwischen der Gradientenspuleneinheit und der PET-Detektoreinheit kommen, wie beispielsweise mittels einer Übertragung von Luftschallwellen und/oder einer Übertragung von Körperschallwellen. Dies kann zu einer unerwünschten Lärmbelastung für den Patienten führen. Des Weiteren kann aufgrund der Vibrationen auch eine Lebensdauer und/oder eine Funktion der PET-Detektoreinheit beeinträchtigt werden, wie beispielsweise eine Lebensdauer und/oder eine Funktion einer Elektronik der PET-Detektoreinheit und/oder einer Kupfer-Schirmung der PET-Detektoreinheit.
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Aus der
DE 10 2007 009 184 A1 ist eine Vorrichtung zur überlagerten MRI- und PET-Bilddarstellung bekannt. Eine PET-Einheit ist hierbei zwischen einem HF-System und einem Gradientensystems angeordnet.
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Aus der 10 2007 009 180 A1 ist ein Kombinationstomograph mit einer ersten Bildgebungsmodalität und einer PET-Einheit bekannt. Die PET-Einheit ist innerhalb einer Messbereichsöffnung der ersten Bildgebungsmodalität angeordnet.
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Aus der
DE 102 45 942 A1 ist ein Magnetresonanzgerät mit einem Gradientenspulensystem, dass innerhalb einer Höhlung des Magnetresonanzgerätes angeordnet ist, bekannt. Zwischen einer Begrenzungsfläche der Höhlung und dem Gradientenspulensystem ist eine Zwischenraum gebildet, in dem eine formflexibler Hohlkörper mit einstellbaren Innendruck angeordnet.
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Aus der
EP 1 085 336 A2 ist eine Vibrationsisolationsvorrichtung für ein Magnetresonanz-Bildgebungssystem bekannt. Hierbei wird mittels der Vibrationsisolationsvorrichtung das Magnetresonanz-Bildgebungssystem Auflagefläche vibrationsentkoppelt.
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Aus der
DE 10 2008 012 312 A1 ist ein Magnetresonanzgerät mit einer PET-Einheit und einer Gradientenspule bekannt. Hierbei ist ein PET-Detektor der PET-Einheit auf einem verschiebbar innerhalb der Gradientenspulen angeordneten Tragrohr angeordnet.
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Der vorliegenden Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, eine medizinische Bildgebungsvorrichtung, die eine Magnetresonanzvorrichtung und eine weitere Bildgebungsmodalität umfasst, bereitzustellen, bei der eine Detektoreinheit der weiteren Bildgebungsmodalität effektiv vor einer Vibrationsübertragung geschützt wird. Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
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Die Erfindung geht aus von einer medizinischen Bildgebungsvorrichtung mit einer ersten Bildgebungsmodalität, die von einer Magnetresonanzvorrichtung gebildet ist und die eine zylinderförmige Gradientenspuleneinheit umfasst, und einer weiteren Bildgebungsmodalität, die eine Detektoreinheit umfasst, wobei die Detektoreinheit der weiteren Bildgebungsmodalität entlang einer radialen Richtung innerhalb eines von der Gradientenspuleneinheit umgebenen Bereichs gelagert ist und zwischen der Detektoreinheit der weiteren Bildgebungsmodalität und der Gradientenspuleneinheit ein Ringspalt angeordnet ist.
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Es wird vorgeschlagen, dass die weitere Bildgebungsmodalität eine Druckeinheit aufweist, die in dem Ringspalt zwischen der Detektoreinheit der weiteren Bildgebungsmodalität und der Gradientenspuleneinheit angeordnet ist. Vorzugsweise kann mittels der Druckeinheit in dem Ringspalt ein Druck erzeugt werden, der insbesondere auf die Detektoreinheit der weiteren Bildgebungsmodalität wirkt. Dieser Druck bewirkt zum einen eine gleichmäßige Anpresskraft auf einzelne Detektorelemente und/oder Kristalle der Detektoreinheit und damit versteifend auf eine Struktur der Detektoreinheit der weiteren Bildgebungsmodalität, wobei die Detektoreinheit der weiteren Bildgebungsmodalität vorzugsweise auf einer Trägereinheit der weiteren Bildgebungsmodalität gelagert ist. Derart kann eine Dämpfung von Vibrationen und/oder Schallwellen erfolgen, wobei hierbei Vibrationsamplituden, insbesondere breitbandige Vibrationsamplituden um bis zu 30 dB gedämpft werden können. Ferner kann hierdurch eine Verringerung einer Lärmkopplung und damit einhergehend eine Reduzierung einer Lärmabstrahlung in einem Betrieb der medizinischen Bildgebungsvorrichtung bewirkt werden. Zudem kann aufgrund einer Reduzierung einer Übertragung von Vibrationen ein Risiko eines Defekts der Detektoreinheit der weiteren Bildgebungsmodalität verringert werden und derart eine Lebensdauer der Detektoreinheit vorteilhaft erhöht werden. In diesem Zusammenhang soll unter einer weiteren Bildgebungsmodalität insbesondere eine Positron-Emissions-Vorrichtung (im Folgenden PET-Vorrichtung genannt) verstanden werden, wobei die PET-Vorrichtung eine PET-Detektoreinheit umfasst. Die PET-Detektoreinheit deckt vorzugweise das von der Magnetresonanzvorrichtung erzeugte Field of View (FoV) ab. Alternativ hierzu kann die weitere Bildgebungsmodalität auch von einer CT-Vorrichtung und/oder weiteren medizinischen Bildgebungsvorrichtungen gebildet sein. Unter einem entlang der radialen Richtung von der Gradientenspuleneinheit umgebenen Bereich soll insbesondere ein Bereich verstanden werden, der von einem Zylindermantel der Gradientenspuleneinheit umgeben ist.
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Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Druckeinheit eine einzige Druckkammer aufweist, die in einer montierten Position die Detektoreinheit der weiteren Bildgebungsmodalität komplett überdeckt. Es kann hierdurch ein besonders gleichmäßiger Druck generiert werden, so dass auf alle Detektorelemente der Detektoreinheit, wie beispielsweise auf einzelne PET-Detektorelemente, ein gleicher, einheitlicher Druck wirkt. Derart können Spannkräfte, die bei mehreren Druckkammern der Druckeinheit auf die Detektoreinheit und/oder einer Trägereinheit der weiteren Bildgebungsmodalität zur Lagerung der Detektoreinheit wirken könnten, beispielsweise bei unterschiedlichen Drücken innerhalb der unterschiedlichen Druckkammern, vorteilhaft verhindert werden. Zudem kann die gesamte Detektoreinheit der weiteren Bildgebungsmodalität vorteilhaft vor einer direkten Kopplung mit der Gradientenspuleneinheit geschützt werden. Vorzugsweise ist die einzige Druckkammer zylinderförmig ausgebildet.
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Eine besonders vorteilhafte Dämpfung von Vibrationsamplituden und/oder Reduzierung einer Übertragung von Schallwellen kann erreicht werden, wenn die Druckeinheit eine Druckkammer mit einem Druck innerhalb der Druckkammer von mindestens 0,1 bar aufweist. Mittels des Drucks innerhalb der Druckkammer von mindestens 0,1 bar kann eine Druckkraft auf Detektorelemente der Detektoreinheit wirken, die ca. 4,7-mal eine Gewichtskraft einzelner Detektorelemente der Detektoreinheit entspricht. Die auf die einzelnen Detektorelemente wirkende Druckkraft steigt dabei proportional zu dem Druck innerhalb der Druckkammer an. Besonders bevorzugt weist der Druck innerhalb der Druckkammer jedoch einen minimalen Wert von 0,3 bar auf.
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Ein vorteilhafter Schutz einzelner Bauteile der Detektoreinheit, wie beispielsweise einer Elektronik und/oder einzelner Detektorelemente der Detektoreinheit, vor Beschädigungen aufgrund einer zu großen Druckkraft kann erreicht werden, wenn die Druckeinheit eine Druckkammer mit einem Druck innerhalb der Druckkammer von maximal 1,0 bar aufweist. Bevorzugt jedoch weist der Druck innerhalb der Druckkammer einen maximalen Wert von 0,7 bar und besonders bevorzugt einen maximalen Wert von 0,5 bar auf.
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Weist die Druckeinheit eine Druckkammer auf, die eine Hülle mit eine variablen Form aufweist, kann eine besonders kostengünstige und zudem flexible Druckkammer für die medizinische Bildgebungsvorrichtung bereitgestellt werden. Zudem kann die Druckkammer hierbei auch besonders anpassungsfähig, insbesondere an eine geometrischen Abmessung eines für die Druckkammer zur Verfügung stehenden Raums innerhalb des Ringspalts, ausgebildet sein, so dass eine exakte Anpassung der Druckkammer an den zur Verfügung stehenden Raum erreicht werden kann und/oder der zur Verfügung stehende Raum in konstruktiv einfacher Weise von der Druckkammer ausgefüllt werden kann. Die Hülle der Druckkammer ist vorzugsweise aus einer Folie gebildet, wie beispielsweise einer Folie aus einem Polyurethan-Material, wobei die Folie in einer gewünschten Form, insbesondere zu einer zylinderförmigen Druckkammer, zusammengeschweißt ist.
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Ferner wird vorgeschlagen, dass die Druckkammer mit einem Fluid befüllbar ist, wodurch die Druckkammer insbesondere an eine Abmessung des Ringspalts vorteilhaft angepasst werden kann. Das Fluid kann von allen, dem Fachmann als sinnvoll erscheinenden Fluiden, wie beispielsweise Flüssigkeiten und/oder Gasen, gebildet sein. Besonders vorteilhaft jedoch ist das Fluid von Luft gebildet, so dass die Druckeinheit besonders kostengünstig realisiert werden kann. Zudem kann eine hohe Verfügbarkeit des Fluids erreicht werden, wenn dieses von Luft gebildet ist.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Druckeinheit eine Druckregelungseinheit aufweist, wodurch vorteilhaft ein Druck innerhalb der Druckkammer eingestellt werden kann. Vorzugsweise umfasst die Druckregelungseinheit eine Druckversorgungseinheit, wie beispielsweise eine Luftdruckpumpe.
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Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die Druckeinheit zumindest ein Sensorelement zu einer Überwachung einer Druckkenngröße aufweist, wodurch eine vorteilhafte Druckregelung für die Druckkammer in Abhängigkeit eines aktuellen Drucks innerhalb der Druckkammer erreicht werden kann. Vorzugsweise ist das zumindest eine Sensorelement derart ausgebildet und/oder innerhalb der Druckeinheit angeordnet, dass das Sensorelement die Druckkenngröße eines Drucks innerhalb der Druckkammer erfasst.
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Es wird ferner vorgeschlagen, dass die Druckeinheit eine Alarmsignaleinheit aufweist, die ein Alarmsignal bei einem Unterschreiten eines unteren Grenzwerts und/oder einem Überschreiten eines oberen Grenzwerts generiert und dieses Alarmsignal ausgibt. Es kann hierbei ein Bediener besonders schnell auf einen fehlerhaften Druck innerhalb der Druckeinheit, insbesondere innerhalb einer Druckkammer der Druckeinheit, hingewiesen werden. Die Alarmsignaleinheit kann hierzu ein optisches Alarmausgabemittel und/oder ein akustisches Alarmausgabemittel umfassen zur Ausgabe eines optischen Alarmsignals und/oder eines akustischen Alarmsignals.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die weitere Bildgebungsmodalität eine Trägereinheit, zu einer Lagerung der Detektoreinheit der weiteren Bildgebungsmodalität, und eine Befestigungseinheit aufweist zu einer Befestigung der Druckeinheit an der Trägereinheit der weiteren Bildgebungsmodalität. Es kann die Druckeinheit, insbesondere eine Druckkammer der Druckeinheit, positionsgenau in Bezug auf die an der Trägereinheit der weiteren Bildgebungsmodalität gelagerten Detektoreinheit innerhalb des Ringspalts der medizinischen Bildgebungsvorrichtung angeordnet werden. Zudem kann ein Verrutschen der Druckeinheit bei einem Einführen und/oder einer Montage der Trägereinheit zusammen mit der Detektoreinheit der weiteren Bildgebungsmodalität vorteilhaft verhindert werden. Besonders vorteilhaft umfasst hierbei die Befestigungseinheit eine Rasteinheit und/oder eine weitere Befestigungseinheit für eine lösbare und/oder abnehmbare Befestigung der Druckeinheit an der Trägereinheit. Alternativ oder zusätzlich kann die Befestigungseinheit auch eine Klebeeinheit usw. umfassen. Vorzugsweise wird die Druckkammer der Druckeinheit in einem unbefüllten Zustand auf der Trägereinheit der weiteren Bildgebungsmodalität befestigt und erst ein einer innerhalb des Ringspalts montierten Position mit einem Fluid, insbesondere mit Druckluft, befüllt.
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Ferner wird vorgeschlagen, dass eine Befestigung der Druckeinheit mittels der Befestigungseinheit an der Trägereinheit der weiteren Bildgebungsmodalität vor einer Montage der Trägereinheit der weiteren Bildgebungsmodalität innerhalb des Ringspalts erfolgt. Es kann die Druckeinheit in konstruktiv einfacher Weise an der Trägereinheit der weiteren Bildgebungsmodalität, insbesondere auf der Detektoreinheit, angeordnet werden. Zudem kann hierbei die Druckeinheit zur Abschirmung der Detektoreinheit der weiteren Bildgebungsmodalität vor eine Übertragung und/oder einer Kopplung von Vibrationen besonders exakt positioniert werden. Besonders vorteilhaft kann anschließend eine Montage der Druckeinheit in dem Ringspalt in einer auf der Trägereinheit der weiteren Bildgebungsmodalität montierten Position erfolgen, so dass die Montage der Druckeinheit und der Trägereinheit zusammen mit der Detektoreinheit besonders zeitsparend in einem gemeinsamen Arbeitsschritt erfolgen kann. Ein Befüllen der Druckkammer mit dem Fluid erfolgt vorzugsweise erst nach einer Montage der Druckkammer innerhalb des Ringspalts.
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Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Befestigungseinheit zumindest ein Befestigungselement aufweist zu einem Spannen einer Druckkammer der Druckeinheit auf der Detektoreinheit der weiteren Bildgebungsmodalität. Es kann hierbei die Druckeinheit, insbesondere eine Druckkammer der Druckeinheit, die eine Hülle mit einer variablen Form aufweist, insbesondere faltenfrei auf der Detektoreinheit und der Trägereinheit angeordnet werden und derart ein Risiko einer Beschädigung der Detektoreinheit und/oder der Druckkammer vorteilhaft minimiert werden. Zudem kann ein unerwünschtes Verrutschen der gespannten Druckkammer bei einem Einführen der Druckkammer vorteilhaft verhindert werden.
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Besonders vorteilhaft weist die Befestigungseinheit zumindest ein Befestigungselement auf zu einer lösbaren Befestigung einer Druckkammer der Druckeinheit auf der Trägereinheit der weiteren Bildgebungsmodalität. Es kann hierbei die eine Druckkammer für beispielsweise Wartungsarbeiten und/oder Reparaturarbeiten an der Detektoreinheit der weiteren Bildgegbungsmodalität besonders einfach von der Trägereinheit und der Detektoreinheit der weiteren Bildgebungsmodalität entfernt und/oder gelöst werden. In diesem Zusammenhang soll unter einer lösbaren Befestigung der Druckkammer insbesondere eine Befestigung der Druckkammer der Druckeinheit an der Trägereinheit der weiteren Befestigungsmodalität verstanden werden, bei der die Druckkammer abnehmbar bzw. demontierbar an der Trägereinheit angeordnet ist, wobei durch ein Lösen der Befestigung bzw. durch eine Demontage der Druckkammer der Druckeinheit von der Trägereinheit der weiteren Bildgebungsmodaltität weder die Druckeinheit, insbesondere die Druckkammer der Druckeinheit, noch die Detektoreinheit der weiteren Bildgebungsmodalität die und/oder Trägereinheit der weiteren Bildgebungsmodalität zur Lagerung der Detektoreinheit ihre Funktionsfähigkeit einbüßen.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Befestigungseinheit zumindest zwei Befestigungselemente aufweist, die zu einer Befestigung der Druckeinheit an der Trägereinheit der weiteren Bildgebungsmodalität eine Verbindung eingehen, wobei ein erstes der zumindest zwei Befestigungselemente an der Druckeinheit angeordnet ist und ein zweites der zumindest zwei Befestigungselemente an der Trägereinheit der weiteren Bildgebungsmodalität angeordnet ist. Vorzugsweise erfolgt eine Befestigung der Druckeinheit, insbesondere einer Druckkammer der Druckeinheit, auf der Trägereinheit der weiteren Bildgebungsmodalität mittels einer Rastverbindung, insbesondere einer lösbaren Rastverbindung, zwischen den beiden Befestigungselementen, so dass die Druckeinheit besonders einfach für beispielsweise Wartungsarbeiten an der Detektoreinheit der weiteren Bildgebungsmodalität von der Trägereinheit abgenommen und/oder entfernt werden kann. Die beiden Befestigungselemente können beispielsweise von Gewebestreifen mit daran angeordneten Rastelementen gebildet sein, wobei die Rastelemente beispielsweise zumindest teilweise einen Klettverschluss umfassen können.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen.
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Es zeigen:
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1 eine erfindungsgemäße Bildgebungsvorrichtung umfassend eine Magnetresonanzvorrichtung und eine PET-Vorrichtung in einer schematischen Darstellung,
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2 einen Schnitt durch einen Teilbereich der medizinischen Bildgebungsvorrichtung mit einer Druckeinheit zwischen einer PET-Detektoreinheit und einer Gradientenspuleneinheit einer Magnetresonanzvorrichtung,
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3 einen Teilbereich einer Trägereinheit der PET-Vorrichtung und eines PET-Detektors mit der Druckeinheit und
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4 eine zu den 2 und 3 alternative Ausgestaltung der Druckeinheit.
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In 1 ist eine erfindungsgemäße medizinische Bildgebungsvorrichtung 10 dargestellt, die eine erste Bildgebungsmodalität und eine zweite Bildgebungsmodalität umfasst. Die erste Bildgebungsmodalität ist von einer Magnetresonanzvorrichtung 11 gebildet, die eine von einer Magneteinheit 12 gebildeten Detektoreinheit mit einem Hauptmagneten 13 zu einem Erzeugen eines starken und insbesondere konstanten Hauptmagnetfelds 19 umfasst. Die Magneteinheit 12 weist weiterhin eine zylinderförmige Gradientenspuleneinheit 14 zu einer Erzeugung von Magnetfeldgradienten auf, die für eine Ortskodierung während einer Bildgebung verwendet wird. Ferner umfasst die Magneteinheit 12 eine Hochfrequenzantenneneinheit 16 zu einer Anregung einer Polarisation, die sich in dem von dem Hauptmagneten 13 erzeugten Hauptmagnetfeld 19 einstellt. Die Hochfrequenzantenneneinheit 16 ist auf einer zylinderförmigen Trägereinheit 17 der Magneteinheit 12 gelagert, wobei die zylinderförmige Trägereinheit 17 entlang einer radialen Richtung 18 innerhalb der Gradientenspuleneinheit 14 angeordnet ist.
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Die weitere Bildgebungsmodalität ist von einer PET-Vorrichtung 21 gebildet, die eine von einer PET-Detektoreinheit 22 gebildete Detektoreinheit aufweist, die auf einer zylinderförmigen Trägereinheit 23 der PET-Vorrichtung 21 gelagert ist. Die Trägereinheit 23 der PET-Vorrichtung 21 ist zusammen mit der PET-Detektoreinheit 22 innerhalb der Magneteinheit 12 der Magnetresonanzvorrichtung 11 angeordnet, wobei die Trägereinheit 23 der PET-Vorrichtung 21 zusammen mit der PET-Detektoreinheit 22 entlang der radialen Richtung 18 zwischen der Hochfrequenzspuleneinheit 16 und der Gradientenspuleneinheit 14 der Magnetresonanzvorrichtung 11 angeordnet ist. Die PET-Detektoreinheit 22 umfasst mehrere Detektorelemente 24 (2), die beispielsweise jeweils ein APD-Fotodiodenarray mit einem vorgeschalteten Array aus Lutetiumoxyorthosilicat(LSO)-Kristallen und einer elektrischen Verstärkereinheit umfassen. Die PET-Detektoreinheit 22 ist innerhalb der medizinischen Bildgebungsvorrichtung 10 beabstandet zur Gradientenspuleneinheit 14 angeordnet, so dass entlang der radialen Richtung 18 zwischen der PET-Detektoreinheit 22 und der Gradientenspuleneinheit 14 ein zylinderförmiger Ringspalt 25 vorhanden ist. Die PET-Detektoreinheit 22 weist weiterhin eine nicht näher dargestellte Kupfer-Schirmung auf, die an einer der Gradientenspuleneinheit 14 zugewandten Fläche der PET-Detektorelemente angeordnet ist. Zudem können zwischen den einzelnen Detektorkomponenten der Magneteinheit 12 und der PET-Detektoreinheit 22 Abschirmeinheiten angeordnet sein zu einem Schutz der einzelnen Detektorkomponenten.
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Für eine PET-Untersuchung werden die besonderen Eigenschaften von Positronenstrahler und einer Annihilation von Positronen genutzt, um quantitativ eine Funktion von Organen oder von Zellbereichen zu bestimmen. Einem Patienten 20 werden dabei vor der PET-Untersuchung entsprechende Radiopharmaka verabreicht, die mit Radionukliden markiert sind. Diese Radionuklide senden beim Zerfall Positronen aus, die nach kurzer Distanz mit einem Elektron in Wechselwirkung treten, wodurch eine so genannte Annihilation eines Elektron-Positron-Paares eintritt. Aufgrund einer Energieerhaltung und einer Impulserhaltung werden bei der Annihilation zwei Gammaquanten erzeugt, die am Ort der Annihilation in entgegengesetzten Richtungen, die um 180° versetzt sind, ausgesendet werden. Die zwei Gammaquanten werden von zwei gegenüberliegenden Detektorelementen 24 innerhalb eines bestimmten Zeitfensters erfasst (Koinzidenz-Messung), wodurch der Ort der Annihilation auf eine Position auf der Verbindungslinie zwischen diesen beiden Detektorelementen 24 bestimmt werden kann.
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Die medizinische Bildgebungsvorrichtung 10 in 1 weist des Weiteren einen zylinderförmigen Aufnahmebereich 26 zu einer Aufnahme des Patienten 20 auf, wobei der Aufnahmebereich 16 in einer Umfangsrichtung von der zylinderförmigen Trägereinheit 17 zur Lagerung der Hochfrequenzspuleneinheit 16 der Magneteinheit 12 umgeben ist. Der Patient 20 kann mittels einer Patientenliege 27 der medizinischen Bildgebungsvorrichtung 10 in den Aufnahmebereich 26 geschoben werden. Die Patientenliege 27 ist hierzu bewegbar innerhalb der medizinischen Bildgebungsvorrichtung 10 angeordnet.
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Zu einer Steuerung der beiden Bildgebungsmodalitäten weist die medizinische Bildgebungsvorrichtung 10 eine Steuereinheit 28 auf. Hierzu ist die Steuereinheit 28 über eine nicht näher dargestellte Datenverbindung mit der Magnetresonanzvorrichtung 11 und der PET-Vorrichtung 21 verbunden. Die medizinische Bildgebungsvorrichtung 10 weist zudem eine Auswerteeinheit 29 auf, die sowohl Bilddaten der Magnetresonanzvorrichtung 11 als auch Bilddaten der PET-Vorrichtung 21 auswertet. Weiterhin umfasst die medizinische Bildgebungsvorrichtung 10 eine Eingabeeinheit 30, mittels derer Informationen und/oder Parameter während eines Messvorgangs von einem Bediener eingegeben werden können, und eine Anzeigeeinheit 31, auf der Steuerinformationen wie beispielsweise Bildgebungsparameter sowie Ergebnisse und/oder Darstellung von medizinischen Bildgebungsuntersuchungen dargestellt werden können, auf.
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Zudem weist die medizinische Bildgebungsvorrichtung 10 eine Druckeinheit 40 auf, die in dem Ringspalt 25 zwischen der PET-Detektoreinheit 22 und der Gradientenspuleneinheit 14 angeordnet ist. Die Druckeinheit 40 ist von der PET-Vorrichtung 21 umfasst und weist eine einzige Druckkammer 41 auf, die eine Hülle 42 mit einer variablen Form umfasst. Die Hülle 42 der Druckkammer 41 ist hierbei aus einer Folie gebildet, wobei die Folie aus einem Polyurethan-Material gebildet ist, das an den Rändern zur Druckkammer 41 verschweißt ist. Die Druckkammer 41 der Druckeinheit 40 ist derart zwischen der PET-Detektoreinheit 22 und der Gradientenspuleneinheit 14 angeordnet, dass die Druckkammer 41 die PET-Detektoreinheit 22, insbesondere eine der Gradientenspuleneinheit 14 zugewandten Fläche der PET-Detektoreinheit 22, komplett überdeckt. Derart ist entlang der gesamten, der Gradientenspuleneinheit 14 zugewandten Fläche der PET-Detektoreinheit 22 die Druckkammer 41 zwischen dieser Fläche der PET-Detektoreinheit 22 und der Gradientenspuleneinheit 14 angeordnet, so dass durch die Druckkammer 41 ein einheitlicher Druck auf alle Detektorelemente der PET-Detektoreinheit 22 wirkt.
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Des Weiteren weist die Druckeinheit 40 eine Druckregelungseinheit 43 auf, die eine Druckversorgungseinheit 44, eine Ventileinheit 45 und zumindest ein Sensorelement 46 aufweist. Die Druckversorgungseinheit 44 umfasst eine Luftdruckpumpe, mittels der ein von einer Luft gebildetes Fluid in die Druckkammer 41 der Druckeinheit 40 eingebracht werden kann. Ein Druck des Fluids innerhalb der Druckkammer 41 weist einen Wert zwischen mindestens 0,1 bar und maximal 1,0 bar auf. Besonders bevorzugt jedoch weist der Druck des Fluids innerhalb der Druckkammer 41 einen Wert zwischen 0,3 bar und 0,45 bar auf. Mittels der Ventileinheit 45 kann ein unerwünschter Überdruck aus der Druckkammer 41 abgelassen werden, wobei die Ventileinheit 45 von einer Steuereinheit 51 der Druckregelungseinheit 43 gesteuert wird. Die Druckversorgungseinheit wird ebenfalls von der Steuereinheit 51 der Druckregelungseinheit 43 gesteuert.
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Mittels des Sensorelements 46 der Druckregelungseinheit 43 wird zumindest eine Druckkenngröße eines Drucks innerhalb der Druckkammer 41 erfasst. Das Sensorelement 46 kann hierzu zumindest teilweise innerhalb der Druckkammer 41 oder auch außerhalb an der Hülle 42 der Druckkammer 41 angeordnet sein. Die erfassten Druckkenngrößen werden von einer nicht näher dargestellten Auswerteeinheit der Druckregelungseinheit 43 ausgewertet. Die Auswerteeinheit ist hierbei von der Steuerungseinheit 51 der Druckregelungseinheit 43 umfasst. Bei einem Druck innerhalb der Druckkammer 41 von kleiner 0,3 bar wird, gesteuert von der Steuereinheit 51, die Druckkammer 41 mit Druckluft mittels der Druckversorgungseinheit 44 befüllt. Bei einem Druck innerhalb der Druckkammer 41 von größer 0,5 bar wird, gesteuert von der Steuereinheit 51, mittels der Ventileinheit 45 eine Druckluft aus der Druckkammer 41 abgelassen.
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Die Druckregelungseinheit 43 umfasst weiterhin eine Alarmsignaleinheit 47, mittels der ein Alarmsignal für einen Bediener der medizinischen Bildgebungsvorrichtung 10 ausgegeben wird, sobald der Druck innerhalb der Druckkammer 41 außerhalb eines zulässigen Druckbereichs liegt. Hierzu werden die sensierten Daten der Sensoreinheit 46 an die Auswerteeinheit der Druckeinheit 40 geleitet und dort ausgewertet. Hierbei wird anhand der sensierten Druckkenngrößen ein Druck innerhalb der Druckkammer 41 ermittelt. Liegt dieser aktuelle, innerhalb der Druckkammer 41 der Druckeinheit 40 vorhandene Druck unterhalb eines unteren Grenzwerts oder oberhalb eines oberen Grenzwerts, wird von der Alarmsignaleinheit 47 ein Alarmsignal generiert und dieses über eine nicht näher dargestellte Alarmsignalausgabeeinheit der Alarmsignaleinheit 47 ausgegeben. Der untere Grenzwert weist eine Wert von 0,1 bar auf und der obere Grenzwert einen Wert von 1,0 bar auf.
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Die Alarmsignalausgabeeinheit kann dabei sowohl optische Alarmausgabemittel, wie beispielsweise einen Monitor, zur Ausgabe optischer Alarmsignale als auch akustische Alarmausgabemittel zur Ausgabe akustischer Alarmsignale umfassen. Die Alarmsignalausgabeeinheit kann zudem einstückig mit der Anzeigeeinheit 31 und/oder einer Ausgabeeinheit der medizinischen Bildgebungsvorrichtung 10 ausgebildet sein.
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Die Alarmsignaleinheit 47 und die Druckversorgungseinheit 44 sind außerhalb eines Detektionsbereichs der medizinischen Bildgebungsvorrichtung 10 angeordnet. Die Druckversorgungseinheit 44 ist dabei mittels Versorgungsleitungen, wie beispielsweise Druckluftleitungen, mit der Druckkammer 41 der Druckeinheit 40 verbunden. Die Versorgungsleitungen der Druckeinheit 40 sind beispielsweise in einem Bereich von Zuleitungen zur PET-Detektoreinheit 22 angeordnet, so dass die Versorgungsleitungen der Druckeinheit 40 insbesondere Bauraum sparend und kompakt innerhalb der medizinischen Bildgebungsvorrichtung 10 angeordnet sind.
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Die Druckkammer 41 nimmt nach einer Befüllung mit dem Fluid einen Raum zwischen der PET-Detektoreinheit 22 und der Gradientenspuleneinheit 14 ein, so dass eine direkte Kopplung von Vibrationen und/oder Schallwellen zwischen der Gradientenspuleneinheit 14 und der PET-Detektoreinheit 22 unterdrückt ist. Zudem wird aufgrund der einzigen Druckkammer 41 innerhalb der Druckeinheit 40 ein einheitlicher, gleicher Druck auf die einzelnen Detektorelemente 24 der PET-Detektoreinheit 22 ausgeübt.
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Die PET-Vorrichtung 21 weist weiterhin eine Befestigungseinheit 48 auf zu einer Befestigung der Druckkammer 41 der Druckeinheit 40, insbesondere der Druckkammer 41 der Druckeinheit 40, an der Trägereinheit 23 zur Lagerung der PET-Detektoreinheit 22 (3). Die Befestigungseinheit 48 weist im vorliegenden Ausführungsbeispiel mehrere Befestigungselemente 49, 50 auf. Jeweils zwei der Befestigungselemente 49, 50 gehen zur Befestigung der Druckkammer 41 auf der Trägereinheit 23 zur Lagerung der PET-Detektoreinheit 22 eine Verbindung ein, wobei ein erstes der beiden Befestigungselemente 49 an der Trägereinheit 23 zur Lagerung der PET-Detektoreinheit 22 angeordnet ist und eine zweites der beiden Befestigungselemente 50 an der Druckkammer 41 angeordnet ist. Die Befestigungselemente 49, 50 jeweils sind von Geweberiemen mit einem Rastelement gebildet, wobei die beiden Rastelemente der zwei, eine Verbindung eingehenden Befestigungselemente 49, 50 korrespondierend ausgebildet sind. Die PET-Detektoreinheit 22 mit den einzelnen PET-Detektoren 24 ist in 3 gestrichelt dargestellt aufgrund der Überdeckung durch die Druckkammer 41 der Druckeinheit 40.
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Mittels der Rastelemente der Befestigungselemente 49, 50 ist die Druckkammer 41 lösbar und/oder abnehmbar an der Trägereinheit 23 zur Lagerung der PET-Detektoreinheit 22 angeordnet, so dass die Druckkammer 41 jederzeit für beispielsweise Montagearbeiten an der PET-Detektoreinheit 22 von der Trägereinheit 23 entfernt werden kann ohne dass dabei eine Funktionsfähigkeit der Druckkammer 41 und/oder der Trägereinheit 23 und/oder der PET-Detektoreinheit 22 eingebüßt wird.
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Zumindest eines der jeweils beiden, eine Verbindung eingehenden Befestigungselemente 49, 50 der Befestigungseinheit 48 weist ein Spannelement auf, mittels der die Druckkammer 41, insbesondere die variable und/oder verformbare Hülle 42 der Druckkammer 41 aus der Polyurethan-Folie, in einer an der Trägereinheit 23 zur Lagerung der PET-Detektoreinheit 22 angeordneten Position gespannt werden kann. Die Druckkammer 41 kann hierdurch nach einer Befestigung auf der Trägereinheit 23 zur Lagerung der PET-Detektoreinheit 22 mittels der Spannelemente derart gespannt werden, dass die Druckkammer 41 insbesondere faltenfrei an der PET-Detektoreinheit 22 gelagert ist. Die Spannelemente können dabei einstückig mit den Rastelementen ausgebildet sein, wobei mittels der Spannelemente beispielsweise eine Länge des Geweberiemens einstellbar ist.
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Die einzelnen Befestigungselemente 49, 50 der Befestigungseinheit 48 sind mit der Trägereinheit 23 der PET-Vorrichtung 21 und/oder der Druckkammer 41 verklebt. Alternativ hierzu können die einzelnen Befestigungselemente 49, 50 auch in einer weiteren, dem Fachmann als sinnvoll erscheinenden Art und Weise an der Trägereinheit 23 der PET-Vorrichtung 21 und/oder der Druckkammer 41 angeordnet sein. Zudem ist es auch denkbar, dass eine Ausgestaltung der Befestigungselemente 49, 50 von dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel abweicht.
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Mittels der Befestigungseinheit 48 wird die Druckkammer 41 an der Trägereinheit 23 der PET-Vorrichtung 21 befestigt, wobei hierbei die Trägereinheit 23 zusammen mit der auf der Trägereinheit 23 gelagerten PET-Detektoreinheit 22 außerhalb des Detektionsbereichs der medizinischen Bildgebungsvorrichtung 10 und auch außerhalb eines zwischen der Hochfrequenzspuleneinheit 16 und der Gradientenspuleneinheit 14 angeordneten Aufnahmebereichs zur Anordnung der PET-Detektoreinheit 22 angeordnet ist. Die Druckkammer 41 ist für die Befestigung an der Trägereinheit 23 der PET-Vorrichtung 21 in einem unbefülltem Zustand. Nachdem die Druckkammer 41 korrekt auf der Trägereinheit 23 und der PET-Detektoreinheit 22 positioniert und angeordnet ist, wird die Trägereinheit 23 der PET-Vorrichtung 21 zusammen mit der PET-Detektoreinheit 22 und der Druckkammer 41 in den Aufnahmebereich zwischen der Hochfrequenzspuleneinheit 16 und der Gradientenspuleneinheit 14 in einem Montageschritt eingebracht. Erst wenn die Druckkammer 41 der Druckeinheit 40 innerhalb des Ringspalt 25 zwischen der PET-Detektoreinheit 22 und der Gradientenspuleneinheit 14 angeordnet ist, wird die Druckkammer 41 mittels der Druckversorgungseinheit 44 mit Luftdruck befüllt.
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In 4 ist ein alternatives Ausführungsbeispiel einer Druckeinheit 60 der medizinischen Bildgebungsvorrichtung 10 dargestellt. Im Wesentlichen gleich bleibende Bauteile, Merkmale und Funktionen sind grundsätzlich mit den gleichen Bezugszeichen beziffert. Die nachfolgende Beschreibung beschränkt sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zu dem Ausführungsbeispiel in den 2 und 3, wobei bezüglich gleich bleibender Bauteile, Merkmale und Funktionen auf die Beschreibung des Ausführungsbeispiels in den 2 und 3 verwiesen wird.
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In 4 ist eine PET-Vorrichtung 21 zusammen mit der Druckeinheit 60 einer medizinischen Bildgebungsvorrichtung 10 dargestellt. Die PET-Vorrichtung 21 der medizinischen Bildgebungsvorrichtung 10 ist außer der Ausgestaltung der Druckeinheit 60 analog zu der Beschreibung in den 2 und 3 ausgebildet. Ebenso entspricht eine weitere, in 4 nicht näher dargestellte Ausgestaltung der medizinischen Bildgebungsvorrichtung 10 der Beschreibung zu dem Ausführungsbeispiel der 2 und 3.
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Die Druckeinheit 60 weist im vorliegenden Ausführungsbeispiel mehrere elastische Zugbänder 61 auf, die um eine PET-Detektoreinheit 22 der PET-Vorrichtung 21 entlang einer Umfangsrichtung einer Trägereinheit 23 zur Lagerung der PET-Detektoreinheit 22 um die PET-Detektoreinheit 22 angeordnet sind. Die einzelnen elastischen Zugbänder 61 sind nebeneinander auf der PET-Detektoreinheit 22 angeordnet. Eine Anzahl der Zugbänder 61 ist derart ausgelegt, dass die nebeneinander angeordneten Zugbänder 61 möglichst eine gesamte Detektorfläche der PET-Detektoreinheit 22 überdecken, wobei in 4 exemplarisch nur fünf der Zugbänder 61 dargestellt sind. Die Zugbänder 61 werden zudem mittels einer nicht näher dargestellten Spanneinheit gespannt, so dass die einzelnen Zugbänder 61 mit einem im Wesentlichen gleichen Druck auf den einzelnen PET-Detektorelementen 24 der PET-Detektoreinheit 22 anliegen.
