RU2496125C2 - Передающая среда для детекторов излучения, расположенная в изометрической плоскости - Google Patents

Передающая среда для детекторов излучения, расположенная в изометрической плоскости Download PDF

Info

Publication number
RU2496125C2
RU2496125C2 RU2010139476/28A RU2010139476A RU2496125C2 RU 2496125 C2 RU2496125 C2 RU 2496125C2 RU 2010139476/28 A RU2010139476/28 A RU 2010139476/28A RU 2010139476 A RU2010139476 A RU 2010139476A RU 2496125 C2 RU2496125 C2 RU 2496125C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
circuit board
electronic circuit
rim
radiation detectors
gradient coil
Prior art date
Application number
RU2010139476/28A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2010139476A (ru
Inventor
Торстен Й. ЗОЛЬФ
Фолькмар ШУЛЬЦ
Бьерн ВАЙССЛЕР
Original Assignee
Конинклейке Филипс Электроникс Н.В.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. filed Critical Конинклейке Филипс Электроникс Н.В.
Publication of RU2010139476A publication Critical patent/RU2010139476A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2496125C2 publication Critical patent/RU2496125C2/ru

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/16—Measuring radiation intensity
    • G01T1/1603—Measuring radiation intensity with a combination of at least two different types of detector
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/44—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance using nuclear magnetic resonance [NMR]
    • G01R33/48—NMR imaging systems
    • G01R33/4808—Multimodal MR, e.g. MR combined with positron emission tomography [PET], MR combined with ultrasound or MR combined with computed tomography [CT]
    • G01R33/481—MR combined with positron emission tomography [PET] or single photon emission computed tomography [SPECT]

Abstract

Изобретение относится к областям техники формирования изображений. Система формирования изображений содержит обод детекторов (60a, 60b, 60') излучения, в целом кольцевую электронную монтажную плату (62, 62'), расположенную коаксиально с ободом детекторов излучения и функционально связанную с ободом детекторов излучения, для генерации электрических сигналов, указывающих на обнаружение излучения ободом детекторов излучения, причем обод детекторов излучения и в целом кольцевая электронная монтажная плата выполнены с возможностью обнаружения излучения 511 килоэлектрон-вольт, указывающего на события электрон-позитронной аннигиляции, и магнитно-резонансный сканер (30), при этом в целом кольцевая электронная монтажная плата (62, 62') расположена пересечением изоплоскости (66), создающей магнитное поле градиентной катушки (10, 10') магнитно-резонансного сканера. Технический результат - уменьшение вихревых токов в кольцевом ободе ПЭТ. 10 з.п. ф-лы, 6 ил.

Description

Нижеследующее относится к областям техники формирования изображений. Ниже обеспечено иллюстративное применение для гибридных систем позитронно-эмиссионной томографии (PET, ПЭТ) и магнитно-резонансного сканирования, и описание дается с конкретной ссылкой на них. Ниже обеспечено более общее применение для гибридной системы формирования изображений, включающей в себя функциональную возможность магнитно-резонансного сканирования и любую другую вторичную модальность формирования изображения, которая использует чувствительные электронные схемы детектора излучения.
Существует интерес к мультимодальным или гибридным сканерам, включающим в себя функциональные возможности как магнитного резонанса (MR, МР), так и позитронно-эмиссионной томографии (PET, ПЭТ). Например, в документе WO 2006/111869, Фидлер (Fiedler) и другие, раскрыты различные гибридные системы формирования изображений. В некоторых вариантах осуществления гибридных систем, раскрытых в этом документе, твердотельные элементы детектора ПЭТ расположены между звеньями общей катушки "птичья клетка" для эффективного использования доступного пространства цилиндрического канала. Для использования в МР-среде, твердотельные детекторы ПЭТ, например, сцинтилляторы, соединенные с детекторами с твердотельным кремниевым фотоумножителем (SiPM), имеют преимущества перед сцинтилляторами, соединенными с детекторами с обычным фотоумножителем (PMT), как обсуждается в WO 2006/111869.
В обычной ПЭТ-системе детекторы ПЭТ скомпонованы как завершенный кольцевой обод для обеспечения покрытия 360° анализируемой области. Использование меньшего количества, чем полный кольцевой обод детекторов обычно в результате приводит к потере данных и к возможному введению артефактов формирования изображения. Однако конфигурация кольцевого обода детекторов ПЭТ представляет проблему для интеграции с МР-системой, потому что магнитные поля, генерируемые МР-системой, могут наводить вихревые токи в кольцевом ободе ПЭТ.
Нижеследующее обеспечивает новые и улучшенные устройства и способы, посредством которых преодолевают вышеупомянутые и другие проблемы.
Согласно одному аспекту, система формирования изображений содержит обод детекторов излучения, выполненный с возможностью обнаружения излучения, и в целом кольцевую электронную монтажную плату, расположенную коаксиально с ободом детекторов излучения и функционально связанную с ободом детекторов излучения для генерации электрических сигналов, указывающих на обнаружение излучения ободом детекторов излучения.
Согласно другому аспекту, система формирования изображений содержит: магнитно-резонансный сканер, имеющий цилиндрический канал, определяющий ось цилиндра, причем этот магнитно-резонансный сканер включает в себя градиентную катушку, создающую магнитное поле, определяющую изоцентр в пределах канала и изоплоскость, проходящую через изоцентр, и ориентированную в поперечном направлении к оси цилиндра, обод детекторов излучения, скомпонованный концентрически с цилиндрическим каналом, и выполненный с возможностью обнаружения излучения, исходящего изнутри канала, и в целом кольцевую электронную монтажную плату, скомпонованную концентрически с цилиндрическим каналом, и с центром на изоплоскости, причем эта в целом кольцевая электронная монтажная плата функционально связанна с ободом детекторов излучения для генерации электрических сигналов, указывающих на обнаружение излучения ободом детекторов излучения.
Согласно другому аспекту, способ формирования изображений содержит: получение магнитно-резонансных данных с использованием магнитно-резонансного сканера с цилиндрическим каналом, содержащего градиентную катушку, создающую магнитное поле, определяющую изоцентр и изоплоскость, обнаружение излучения с использованием обода детекторов излучения, и проведение электрических сигналов, указывающих на обнаруженное излучение вдоль электропроводящих путей, расположенных в изоплоскости.
Одно преимущество заключается в уменьшении вихревого тока в компонентах ПЭТ гибридного сканера ПЭТ/МР.
Другое преимущество заключается в уменьшении сил Лоренца на компонентах ПЭТ гибридного сканера ПЭТ/МР. Еще одно преимущество заключается в обеспечении более компактного сканера ПЭТ/МР.
Другие преимущества настоящего изобретения будут поняты специалистам в данной области техники после прочтения и осмысления нижеследующего подробного описания.
На фиг.1 и фиг.2 схематически изображены вид в перспективе и вид с торца, соответственно, иллюстративной разделенной градиентной катушки, создающей магнитное поле.
На фиг.3 схематически изображен вид в перспективе гибридной системы, обладающей функциональными возможностями магнитно-резонансного (MR, МР) сканера и функциональными возможностями сканера позитронно-эмиссионной томографии (PET, ПЭТ), причем МР-сканер использует разделенную градиентную катушку по фиг.1 и фиг.2, и в целом кольцевую ПЭТ-систему обнаружения, расположенную в центральном зазоре разделенной градиентной катушки.
На фиг.4 схематически изображен вид сбоку в разрезе градиентной катушки и ПЭТ-системы обнаружения гибридной системы по фиг.3, со схематическими обозначениями областей ПЭТ и магнитного резонанса, представляющих интерес, изоцентром и изоплоскостью МР-сканера, общей радиочастотной катушкой МР-сканера и связанными с ней электронными схемами обработки времени пролета.
На фиг.5 схематически изображен вид с торца ПЭТ-системы обнаружения и общей радиочастотной катушки гибридной системы по фиг.3, со схематическими обозначениями областей ПЭТ и магнитного резонанса, представляющих интерес, изоцентра МР-сканера и относящихся к ним электронных схем обработки времени пролета.
На фиг.6 схематически изображен вид сбоку в разрезе градиентной катушки и ПЭТ-системы обнаружения разновидности гибридной системы по фиг.3, причем градиентная катушка не разделена, и в целом кольцевая электронная монтажная плата в целом кольцевой ПЭТ-системы обнаружения имеет другую конфигурацию.
Согласно фиг.1 и фиг.2, разделенная градиентная катушка 10, создающая магнитное поле, обычно является цилиндрической с осью цилиндра DA (обозначенной пунктирной стрелкой на фиг.1) и включает в себя первичные обмотки 12 катушки и экранные обмотки 14 катушки, находящиеся в более дальнем радиальном положении, чем первичные обмотки катушки. Разделенная градиентная катушка 10 имеет кольцевой центральный зазор 16, в котором нет обмоток катушки. Соединительные провода 18, расположенные на каждом краю центрального зазора 16, электрически соединяют выбранные первичную и вторичную обмотки катушки. Разделенная градиентная катушка 10 функционирует для наложения градиента поперечного магнитного поля Gy на ориентированное в осевом направлении статическое магнитное поле, по меньшей мере, в области R магнитного резонанса, представляющей интерес (обозначена схематически пунктирной границей на фиг.2). Разделенная градиентная катушка, создающая магнитное поле, для генерации градиента поперечного магнитного поля в направлении x может аналогично быть сформирована вращением обмоток 12, 14 катушки на 90° относительно катушки, генерирующей градиент магнитного поля Gy. Соединительные провода 20, расположенные на концах обмоток 10 катушки, отдаленных от центрального зазора 16, также электрически соединяют выбранные первичные и вторичные обмотки катушки, причем эти выбранные обмотки являются, возможно, идентичными выбранным обмоткам, соединенным вблизи центрального зазора 16 соединительными проводами 18, или отличными от них. Некоторые первичные обмотки или вторичные обмотки могут быть изолированными обмотками, которые не соединены ни одним из соединительных проводов 18, 20.
Соединительные провода 20 обеспечивают относительно большее и более равномерное поле обзора, как раскрыто, например, в опубликованной заявке США Шварцман (Shvartsman) и другие, 2006/0033496 A1, которая полностью включена в этот документ по ссылке. Соединительные провода 18 обеспечивают ненулевые плотности тока в окрестности центрального зазора 16, которые компенсируют отсутствие магнитно-индуцируемой плотности тока в центральном зазоре 16. Эта компенсация обеспечивает возможность сделать центральный зазор 16 больше, чем это может быть сделано каким-либо иным способом, при этом по-прежнему с поддержкой приемлемых эффективности катушки и качества поля. Величина W центрального зазора 16 в осевом направлении составляет, по меньшей мере, десять сантиметров, и более предпочтительно, по меньшей мере, приблизительно пятнадцать сантиметров, и в некоторых вариантах осуществления, по меньшей мере, приблизительно двадцать сантиметров для размещения обода детекторов излучения, выполненного с возможностью обнаружения излучения 511 килоэлектрон-вольт. Также предполагается не включать одно или оба из наборов 18, 20 соединительных проводов.
Конфигурация обмоток 12, 14, 18, 20 катушки разработана для обеспечения достаточной равномерности градиента магнитного поля, по меньшей мере, по всей области R магнитного резонанса, представляющей интерес. Такая схема выполнена соответствующим образом с использованием подхода функции тока, как описано, например, в работах Peeren, "Stream Function Approach for Determining Optimal Surface Currents", Journal of Computational Physics vol. 191 pages 305-21 (2003) и в "Stream Function Approach for Determining Optimal Surface Currents", Doctoral Thesis of Gerardus N. Peeren (Eindhoven University of Technology 2003), которые обе полностью включены в этот документ по ссылке. Подход функции тока определяет непрерывное распределение плотности тока, представленное функцией тока, которая обеспечивает заданное распределение магнитного поля, и затем дискретизирует полученную функцию тока для получения распределения обмоток катушки.
Согласно фиг.3, разделенная градиентная катушка 10 поддерживается в магнитно-резонансном сканере 30 на диэлектрическом каркасе или другой жесткой опоре, которая может компенсировать силы Лоренца, которые иногда генерируются между двумя половинами разделенной градиентной катушки 10 во время функционирования. Магнитно-резонансный сканер 30 также включает в себя основные обмотки 32 электромагнита, расположенные в криогенном корпусе 34, определяющем основной электромагнит, образующий статическое, ориентированное в осевом направлении, магнитное поле Bo в области R магнитного резонанса, представляющей интерес. Магнитно-резонансный сканер 30 определяет цилиндрический канал 36, который расположен концентрически с обычно цилиндрической разделенной градиентной катушкой 10 и с основными обмотками 32 электромагнита, и, следовательно, обычно цилиндрические компоненты 10, 30, 32 совместно используют общую ось DA цилиндра. Соответствующая поддержка 38 оказывается для поддержки лежащих на животе пациентов-людей или другого предмета в канале 36, чтобы, по меньшей мере, представляющая интерес область предмета находилась внутри области R получения магнитного резонанса.
Сканер по фиг.3 является гибридным сканером ПЭТ/МР и имеет в целом кольцевую ПЭТ-систему 40 обнаружения, расположен в кольцевом центральном зазоре 16 разделенной градиентной катушки 30. В целом кольцевая ПЭТ-система 40 обнаружения выполнена с возможностью отображения области RPET формирования изображения ПЭТ, объем которой может быть идентичен объему области R формирования магнитно-резонансного изображения, или, как изображено на фиг.4-6, ее размер может отличаться, и она также может быть сдвинута поступательно или быть другой формы. Кольцевая подпорка 42 оказывает механическую поддержку для половин разделенной градиентной катушки 30 в области зазора 16. ПЭТ-система 40 обнаружения, в этом иллюстрируемом варианте осуществления, поддерживается автономно элементами 44 крепления, проходящими через отверстия 46 в подпорке 42 и отверстия 48 в корпусе 34 электромагнита. Отверстия 48 являются трубчатыми отверстиями, соответствующим образом запечатанными для поддержки вакуума и целостности корпуса 34 криогенного резервуара. Независимая поддержка ПЭТ-системы 40 обнаружения является предпочтительной, потому что разделенная градиентная катушка 10 имеет тенденцию перемещаться и увеличивать скорость во время функционирования из-за сил Лоренца. Некоторое движение градиентной катушки 10 ожидается, даже когда она ограничена жестким диэлектрическим каркасом, подпоркой 42 или другими механическими ограничителями. Такое движение, если передается ПЭТ-системе 40 обнаружения, в результате приводит к ухудшению полученных изображений ПЭТ.
Конфигурация по фиг.3 является иллюстративным примером. В других предлагаемых вариантах осуществления, подпорка 42 заменена непрерывным блоком жесткого цилиндрического диэлектрического каркаса, и ПЭТ-система 40 обнаружения установлена в круговой канавке негибкого каркаса, и изолирована от вибраций негибкого каркаса креплениями с вибрационной изоляцией, например, аэростатическими подшипниками. Также может быть реализована активно управляемая компенсация вибрации посредством множества креплений с пьезо-управляющим устройством, которые управляются с обратной связью акселерометрами MEMS. Также предполагается использование градиентной катушки, которая не разделена и не имеет кольцевого зазора 16. В таких вариантах осуществления, в целом кольцевая ПЭТ-система обнаружения расположена соответствующим образом при меньшем радиусе внутри неразделенной градиентной катушки.
Гибридная система может включать в себя другие компоненты, которые не изображены для простоты. Например, радиочастотный экран (не изображен на фиг.3) может распространяться на отверстия 48 для обеспечения радиочастотной (RF) изоляции. Могут быть обеспечены дополнительные сквозные отверстия для электрических и других соединений с ПЭТ-системой 40 обнаружения, или такие соединения могут быть проложены вдоль или внутри выбранных элементов 44 крепления. Поскольку сквозные отверстия являются относительно маленькими, то их можно вставлять между основных обмоток 32 электромагнита так, чтобы магнитная схема основного электромагнита была практически не затронута добавлением ПЭТ-системы 40 обнаружения. Магнитно-резонансный сканер также использует одну или несколько радиочастотных катушек (не изображены на фиг.3), причем такие катушки, по выбору, включают в себя локальные катушки, расположенные в канале 36, обычно цилиндрическую общую катушку, скомпонованную концентрически с каналом 36, или их комбинацию.
Согласно фиг.4 и фиг.5, в целом кольцевая ПЭТ-система 40 обнаружения включает в себя обод детекторов излучения, выполненный с возможностью отображения области RPET формирования изображения ПЭТ. В варианте осуществления по фиг.4 и фиг.5, в целом кольцевая ПЭТ-система 40 обнаружения выполнена в виде двух ободов детекторов 60a, 60b излучения, расположенных симметрично около дискообразной электронной монтажной платы 62. Обода детекторов 60a, 60b излучения являются обычно полными ободами, охватывающими 360°, хотя также предполагается наличие нескольких угловых зазоров в этих ободах. На фиг.4 и фиг.5 также схематически изображена типичная общая радиочастотная катушка 63, например, общая квадратурная катушка "птичья клетка" или поперечная электромагнитная (TEM) катушка. Иллюстрируемая общая катушка 63 расположена при меньшем радиусе, чем градиентная катушка 10 и ПЭТ-система 40 обнаружения. При соответствующей компоновке, ориентированные в осевом направлении провода общей радиочастотной катушки 63 (схематически изображенной в разрезе на фиг.5) выполнены соответствующим образом из проводящих медных полосковых линий, достаточно тонких для передачи излучения 511 килоэлектрон-вольт. В других вариантах осуществления, у общей радиочастотной катушки может быть общий радиус с кольцевой ПЭТ-системой 40 обнаружения и ориентированными в осевом направлении проводами, расположенными в азимутальных положениях между ПЭТ-модулями детектора. Кроме того, в некоторых вариантах осуществления общая радиочастотная катушка 63 может быть вообще не включена, и локальная катушка, например, массив катушек или поверхностных катушек, локальная катушка для головы и т.п., используемая для обеспечения как радиочастотного возбуждения, так и магнитно-резонансного обнаружения.
Обод детекторов 60a, 60b излучения выполнен с возможностью обнаружения излучения 511 килоэлектрон-вольт, что соответствует формированию изображения ПЭТ. Несмотря на то, что не изображено в деталях, обод детекторов 60a, 60b излучения может, например, быть обычной конфигурацией сцинтилляционного слоя, выполненного из материала, который генерирует сцинтилляции, реагирующие на излучение 511 килоэлектрон-вольт, и массива детекторов с фотоумножителем (PMT), скомпонованных для обнаружения сцинтилляций. В других вариантах осуществления, детекторы PMT заменены твердотельными детекторами, например, детекторами с кремниевым фотоумножителем (SiPM) или детекторами типа лавинный фотодиод (APD), выполненными с возможностью обнаружения сцинтилляций.
Дискообразная электронная монтажная плата 62 является в целом кольцевой и расположена коаксиально с ободом детекторов 60a, 60b излучения и является функционально связанной с ободом детекторов 60a, 60b излучения для генерации электрических сигналов, указывающих на обнаружение излучения 511 килоэлектрон-вольт ободом детекторов излучения 60a, 60b. Предполагается, что монтажная схема 62 охватывает угловой диапазон менее 360°, то есть, что в целом кольцевая монтажная схема 62 имеет один или несколько угловых зазоров. Функционирующее соединение между детекторами 60a, 60b излучения и монтажной схемой 62, как правило, включает в себя соединения электрического смещения для применения рабочего напряжения смещения по всем детекторам PMT, детекторам SiPM, детекторам APD или другим детекторам, и соединения электрического сигнала для приема импульсов тока или других электрических сигналов из детекторов, указывающих на обнаружение излучения 511 килоэлектрон-вольт.
Дискообразная в целом кольцевая электронная монтажная плата 62 соответствующим образом включает в себя электронные схемы передающей среды ПЭТ, например, соединения сигнала, напряжения смещения и гальванического питания, и пути сигнала, напряжения смещения и электропроводящего питания, пути распределения опорного тактового сигнала, схему синхронизации и т.д. По выбору функции более высокого уровня, например, интегрирование импульсов и аналого-цифровое преобразование (ADC), преобразование временных интервалов в код (TDC), обработка одиночных и совпадающих событий и т.д., обычно также интегрируют на дискообразной кольцевой электронной монтажной плате 62. В качестве альтернативы, некоторые или все функциональные средства более высокого уровня могут быть расположены удаленно от кольцевой ПЭТ-системы 40 обнаружения, например, с осуществлением в относящемся к ней компьютере, функционально связанном с кольцевой ПЭТ-системой обнаружения посредством платы ADC или другого соответствующего соединительного аппаратного обеспечения. В некоторых вариантах осуществления, электронная монтажная плата может включать в себя электропроводящий “земляной” слой из алюминия, меди или другого электропроводящего материала. Такой “земляной” слой, по выбору, может обеспечивать охлаждение электронных схем или способствовать ему.
ПЭТ-система 40 обнаружения, включающая в себя обод детекторов 60a, 60b излучения и в целом кольцевую электронную монтажную плату 62, расположена в центральном кольцевом зазоре 16 разделенной градиентной катушки 10. Разделенная градиентная катушка 10 генерирует градиенты магнитного поля вдоль выбранных направлений, например, вдоль осевой параллели или параллели z-направления с осью DA цилиндра и вдоль x- и y-направлений, поперечных к осевому или z-направлению. Разделенная градиентная катушка 10 генерирует такие градиенты посредством наложения изменяющегося в пространстве (как правило, линейно изменяющегося в пространстве) магнитного поля на статическое B0 магнитное поле в объеме R формирования магнитно-резонансного изображения. Генерируемые градиенты также, как правило, изменяются во времени. Разделенная градиентная катушка 10 разработана так, что существует изоцентр 64, то есть точка в пространстве, в которой наложенное изменяющееся в пространстве и изменяющееся во времени магнитное поле равно нулю независимо от направления или интенсивности мгновенного сгенерированного градиента магнитного поля. Несмотря на то, что это описано для разделенной градиентной катушки 10, наличие такого изоцентра является обычной практикой конструирования градиента, независимо от того, является ли градиентная катушка разделенной градиентной катушкой или нет. Изоцентр 64 обычно расположен в центре области R магнитного резонанса, представляющей интерес, которая отображается во время формирования магнитно-резонансного изображения, как изображено на фиг.4 и фиг.5. Однако изоцентр может быть расположен в другом месте, и в некоторых вариантах осуществления положение изоцентра может, по выбору, регулироваться для данной градиентной катушки, создающей магнитное поле, посредством регулировки DC градиентной катушки.
Так как градиенты магнитного поля являются, в общем, трехмерными по природе, например, с возможностью генерации вдоль любого из трех Декартовых x-, y- и z-направлений, то изоцентр 64 является точкой в пространстве. Для такого цилиндрического магнитно-резонансного сканера, как иллюстрируемый в этом описании, также удобно определить изоплоскость 66 градиентной катушки, через которую проходит изоцентр 64, и которая является поперечной к осевому направлению или оси DA цилиндра. Для осевого градиента магнитного поля, то есть градиента, ориентированного вдоль оси DA цилиндра, наложенное изменяющееся магнитное поле является предпочтительно нулевым в изоплоскости 66 и является обычно маленьким по всей изоплоскости 66. Для градиента поперечного магнитного поля, то есть градиента, ориентированного в поперечном направлении к оси DA цилиндра, наложенное изменяющееся магнитное поле, как правило, не является нулевым в изоплоскости 66, но, как правило, является маленьким в радиальных положениях, сопоставимых с радиусом градиентной катушки.
Соответственно, при выполнении в целом кольцевой электронной монтажной платы 62 в виде диска, расположенного в изоплоскости 66 градиентной катушки 10, как изображено на фиг.4, электронная монтажная плата 62 подвергается изменяющимся во времени магнитным полям, налагаемыми градиентной катушкой 10, маленькой или нулевой величины. В результате вихревые токи, наведенные градиентами магнитного поля, изменяющегося во времени, в электрических проводах, "земляном" слое или других электропроводящих элементах в целом кольцевой электронной монтажной платы 62 имеют маленькое или нулевое значение. Силы Лоренца на в целом кольцевой электронной монтажной плате 62 из-за градиентов магнитного поля также являются маленькими или нулевыми.
Для типичной печатной платы, имеющей расстояния между слоями в диапазоне 0,2-0,3 миллиметра, возможная область для наведенных сигналов является достаточно маленькой, что напряжения, наводимые градиентами магнитного поля, меньше приблизительно 10 милливольт. Большие величины мощности (больше 1 киловатт) могут распределяться в пределах слоя при использовании нескольких медных слоев с низким сопротивлением, например, с использованием обычной заготовки многослойной печатной платы для изготовления монтажной платы 62. Слои питания могут также быть скомпонованы как внешние слои многослойной монтажной схемы для обеспечения экранирования для более чувствительных слоев высокоскоростной сигнализации, которые скомпонованы как внутренние слои.
Несмотря на то, что в целом кольцевая электронная монтажная плата 62 изображена на фиг.5 как непрерывное зубчатое колесо, предполагается ввести один или несколько разрывов или зазоров в целом кольцевую электронную монтажную плату 62 или в электропроводящие пути в целом кольцевой электронной монтажной платы 62 для дополнительного подавления формирования вихревого тока. В некоторых вариантах осуществления, в схеме электронной монтажной платы 62 не определены какие-либо завершенные кольцевые проводящие пути, одинакового протяжения с окружностью в целом кольцевой электронной монтажной платы 62 или вокруг канала 36.
Другое преимущество использования в целом кольцевой электронной монтажной платы 62 как передающей среды для кольцевой ПЭТ-системы 40 обнаружения, по сравнению с использованием гибкой электропроводящей разводки кабеля для передающей среды, заключается в том, что схема в целом кольцевой электронной монтажной платы 62 имеет жесткие и фиксированные пути. Сигналы из в целом кольцевой ПЭТ-системы 40 вводятся в процессор совпадающих событий с блоком 70 формирования опорных тактовых импульсов. Жесткие и фиксированные пути электронной монтажной платы 62 преимущественно обеспечивают возможность вычисления точного относительного тайминга событий обнаружения излучения для обнаружения практически совпадающих событий обнаружения излучения 511 килоэлектрон-вольт, указывающих на событие электрон-позитронной аннигиляции. Блок 70 включает в себя необязательный процессор времени пролета или имеет доступ к нему, если ПЭТ-система должна выполнять локализацию времени пролета. В такой ПЭТ времени пролета разность времени пролета между двумя практически совпадающими событиями обнаружения излучения 511 килоэлектрон-вольт используется для дополнительной локализации события электрон-позитронной аннигиляции в пространстве. Такая обработка времени пролета влечет за собой точное вычисление относительных времен события обнаружения, чему способствует точная задержка передачи электрического сигнала, определяемая электронной монтажной платой 62. Напротив, гибкая разводка кабеля может в результате привести к длинам пути, которые изменяются по ориентации или длине, что приводит к менее точной обработке времени пролета или добавлению оптической синхронизации, которая увеличивает сложность и стоимость ПЭТ-системы. Обработка времени пролета генерирует данные ПЭТ времени пролета, причем каждое содержит практически совпадающие события обнаружения 511 килоэлектрон-вольт с определением линии отклика, с некоторой локализацией вдоль этой линии отклика, обеспечиваемой информацией времени пролета. В обычной без обработки времени пролета, событие электрон-позитронной аннигиляции локализуется только до линии отклика. Для обычной ПЭТ жесткие и фиксированные длины пути, обеспечиваемые электронной монтажной платой 62, однако, обеспечивают четко определенные задержки передачи (электрического) сигнала, которые обеспечивают устойчивое к ошибкам создание временного окна для идентификации практически совпадающих событий обнаружения 511 килоэлектрон-вольт. Данные ПЭТ (локализованные или обычным способом или с временем пролета) соответствующим образом сохраняются в управляющем элементе ПЭТ-системы и блоке 72 хранения данных и восстанавливаются с использованием соответствующего алгоритма восстановления, например, отфильтрованной обратной проекции, итерационной обратной проекции и т.д.
Согласно фиг.6, преимущество дискообразной в целом кольцевой электронной монтажной платы 62 может также аппроксимативно быть реализовано в целом кольцевыми электронными монтажными платами другой формы, которые расположены близко к изоплоскости 66. В варианте осуществления по фиг.6, модифицированная градиентная катушка 10' не разделена, но имеет паз 16', чтобы вместить модифицированную в целом кольцевую ПЭТ-систему 40' обнаружения. Паз 16' не имеет склонность к большому радиальному интервалу дискообразной электронной монтажной платы 62. Соответственно, в целом кольцевая электронная монтажная плата 62', всюду локально ориентированная в поперечном направлении к плоскости обода детекторов излучения, то есть к изоплоскости 66 градиентной катушки 10' для компоновки гибридного сканера по фиг.6, и расположена при большем радиусе кольца, чем модифицированный обод детекторов 60' излучения. В целом кольцевая электронная монтажная плата 62' выполнена с поперечным направлением маленькой величины к плоскости обода детекторов излучения, чтобы постоянно находиться вблизи изоплоскости 66.
Несмотря на то, что не изображена, также предполагается в целом кольцевая электронная монтажная плата, которая является комбинацией дискообразной в целом кольцевой электронной монтажной платы 62 и ориентированной в поперечном направлении в целом кольцевой монтажной платы 62'. Несмотря на то, что не изображено, кольцевая монтажная плата 62 может быть реализована только с частичным разделением детектора 60 ПЭТ (предпочтительно с внешней стороны) на 60a и 60b, которые остаются физически связанными. В такой компоновке вытянутые провода шины и другие провода, или те, которые формируют проводящие пути, практически одинакового протяжения с зубчатым колесом монтажной платы, предпочтительно расположены на дискообразной части 60 платы, на которую меньше всего воздействует магнитное поле, изменяющееся во времени. Ориентированная в поперечном направлении часть 62' монтажной платы в этих вариантах осуществления предпочтительно используется для более коротких электрических проводов, например, проводов, электрически соединяющих PMT, SiPM, APD или другие детекторы с ближайшими частями шин сигнала и смещения, расположенных на дискообразной части платы 60.
Аналогично, если ориентированная в поперечном направлении в целом кольцевая монтажная плата 62' используется одна, как изображено на фиг.6, то вытянутые провода шины и другие провода, или те, которые формируют проводящие пути практически одинакового протяжения с зубчатым колесом монтажной платы, предпочтительно размещены на монтажной плате 62' так близко к изоплоскости 66 градиентной катушки 10', как это можно практически выполнить, чтобы воздействие изменяющегося во времени магнитного поля было минимальным.
Несмотря на то, что описана гибридная система ПЭТ/МР, раскрытые конфигурации передающей среды ПЭТ также соответствующим образом применяются в автономных ПЭТ-сканерах, в системах ПЭТ/SPECT (гамма-томография) и т.д. Кроме того, кроме детекторов ПЭТ предполагается интеграция других детекторов излучения с системой МР. Например, обод детекторов 60a, 60b, 60' излучения может быть заменен ободом, содержащим множество детекторов излучения для формирования изображения гамма-томографии (SPECT). В таких вариантах осуществления, детекторы излучения, как правило, выполнены с возможностью обнаружения излучения, которое может отличаться от 511 килоэлектрон-вольт. Для SPECT/МР обод детекторов излучения в некоторых вариантах осуществления может быть выполнен в виде передвижных головок детектора излучения с возможностью движения вдоль обода (например, движения вдоль кольцевого зазора 16 разделенной градиентной катушки 10 или вдоль паза 16' градиентной катушки 10'), аналогично конфигурации головок детектора излучения, используемой в некоторых гамма-камерах. Такие системы SPECT/МР могут легко использовать раскрытые конфигурации 62, 62' передающей среды, раскрытые для иллюстрации в этом описании в отношении иллюстративной ПЭТ-системы 40.
Изобретение описано со ссылкой на предпочтительные варианты осуществления. После прочтения и осмысления предыдущего подробного описания могут быть разработаны модификации и изменения. Подразумевается, что изобретение включает все такие модификации и изменения, которые охватываются объемом прилагаемой формулы изобретения, или их эквиваленты.

Claims (11)

1. Система формирования изображений, содержащая:
обод детекторов (60a, 60b, 60') излучения,
в целом кольцевую электронную монтажную плату (62, 62'), расположенную коаксиально с ободом детекторов излучения и функционально связанную с ободом детекторов излучения, для генерации электрических сигналов, указывающих на обнаружение излучения ободом детекторов излучения, причем обод детекторов излучения и в целом кольцевая электронная монтажная плата выполнены с возможностью обнаружения излучения 511 килоэлектрон-вольт, указывающего на события электрон-позитронной аннигиляции, и
магнитно-резонансный сканер (30), при этом в целом кольцевая электронная монтажная плата (62, 62') расположена пересечением изоплоскости (66) создающей магнитное поле градиентной катушки (10, 10') магнитно-резонансного сканера.
2. Система формирования изображений по п.1, в которой в целом кольцевая электронная монтажная плата (62) охватывает угловой диапазон меньше 360°.
3. Система формирования изображений по п.1, в которой в целом кольцевая электронная монтажная плата (62) является дискообразной и расположена в изоплоскости (66) упомянутой градиентной катушки (10).
4. Система формирования изображений по п.3, в которой обод детекторов излучения содержит два обода (60a, 60b) детекторов излучения, расположенных симметрично относительно дискообразной в целом кольцевой электронной монтажной платы (62).
5. Система формирования изображений по п.3, в которой в целом кольцевая электронная монтажная плата (62) охватывает радиальный диапазон, который, по меньшей мере частично, перекрывает радиальный диапазон, охватываемый ободом детекторов (60a, 60b) излучения.
6. Система формирования изображений по п.1, в которой в целом кольцевая электронная монтажная плата (62) содержит:
часть (62) диска, лежащую в изоплоскости (66) упомянутой градиентной катушки (10).
7. Система формирования изображений по п.6, в которой в целом кольцевая электронная монтажная плата содержит:
поперечную часть (62') с центром на изоплоскости (66) упомянутой градиентной катушки (10'), ориентированную в поперечном направлении к дисковой части (62).
8. Система формирования изображений по любому из пп.1-7, в которой схема в целом кольцевой электронной монтажной платы (62, 62') не определяет какие-либо завершенные кольцевые проводящие пути одинакового протяжения с окружностью в целом кольцевой электронной монтажной платы.
9. Система формирования изображений по любому из пп.1-7, в которой градиентная катушка (10, 10') магнитно-резонансного сканера (30) содержит:
разделенную градиентную катушку (10), имеющую кольцевой зазор (16) с центром на изоплоскости (66), обод детекторов (60а, 60b) излучения и в целом кольцевую электронную монтажную плату (62), расположенную в кольцевом зазоре этой разделенной градиентной катушки.
10. Система формирования изображений по любому из пп.1-7, в которой градиентная катушка (10, 10') магнитно-резонансного сканера (30) содержит:
градиентную катушку (10'), имеющую круговой паз (16') с центром на изоплоскости (66), и вмещающий обод детекторов (60') излучения и в целом кольцевую электронную монтажную плату (62').
11. Система формирования изображений по любому из пп.1-7, также содержащая:
процессор (70), выполненный с возможностью идентификации разности времени пролета между двумя практически совпадающими событиями обнаружения излучения 511 килоэлектрон-вольт, причем этот процессор учитывает задержку передачи электрического сигнала, определяемую в целом кольцевой электронной монтажной платой (62, 62').
RU2010139476/28A 2008-02-25 2009-02-02 Передающая среда для детекторов излучения, расположенная в изометрической плоскости RU2496125C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US3102408P 2008-02-25 2008-02-25
US61/031,024 2008-02-25
PCT/IB2009/050410 WO2009107005A2 (en) 2008-02-25 2009-02-02 Iso-plane backbone for radiation detectors

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2010139476A RU2010139476A (ru) 2012-04-20
RU2496125C2 true RU2496125C2 (ru) 2013-10-20

Family

ID=41016529

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010139476/28A RU2496125C2 (ru) 2008-02-25 2009-02-02 Передающая среда для детекторов излучения, расположенная в изометрической плоскости

Country Status (6)

Country Link
US (1) US8547100B2 (ru)
EP (1) EP2247962B1 (ru)
JP (1) JP5390539B2 (ru)
CN (1) CN101960330B (ru)
RU (1) RU2496125C2 (ru)
WO (1) WO2009107005A2 (ru)

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2459215C2 (ru) * 2007-04-04 2012-08-20 Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. Расщепленная градиентная катушка и использующая ее гибридная рет/mr-система визуализации
EP2247962B1 (en) * 2008-02-25 2014-04-09 Koninklijke Philips N.V. Iso-plane backbone for radiation detectors
DE102008025677B4 (de) * 2008-05-29 2012-09-27 Siemens Aktiengesellschaft Magnetresonanzgerät mit einer PET-Einheit
JP5322277B2 (ja) * 2009-03-16 2013-10-23 日立金属株式会社 Ｐｅｔ／ｍｒｉ一体型装置
AU2010273298B2 (en) 2009-07-15 2014-10-23 Viewray Technologies, Inc. Method and apparatus for shielding a linear accelerator and a magnetic resonance imaging device from each other
WO2011063342A1 (en) 2009-11-20 2011-05-26 Viewray Incorporated Self shielded gradient coil
JP5789861B2 (ja) * 2010-11-01 2015-10-07 国立研究開発法人放射線医学総合研究所 Ｐｅｔ−ｍｒｉ装置
CN102686155B (zh) * 2011-01-06 2015-04-22 株式会社东芝 Pet-mri装置
CN102967835B (zh) * 2011-08-31 2017-07-04 通用电气公司 用于磁共振成像设备的螺旋梯度线圈
US8981779B2 (en) 2011-12-13 2015-03-17 Viewray Incorporated Active resistive shimming fro MRI devices
JP2013228226A (ja) * 2012-04-24 2013-11-07 Toshiba Corp Ｐｅｔ−ｍｒｉ装置
EP2672286A1 (en) 2012-06-05 2013-12-11 Koninklijke Philips N.V. TEM resonator system especially for use in an MRI system
EP2746800A1 (en) * 2012-12-20 2014-06-25 Universiteit Gent Molecular gradient coil for hybrid SPECT-MRI imaging system
US9446263B2 (en) 2013-03-15 2016-09-20 Viewray Technologies, Inc. Systems and methods for linear accelerator radiotherapy with magnetic resonance imaging
CN105326504A (zh) * 2014-06-05 2016-02-17 北京大基康明医疗设备有限公司 Mri-pet头部分子影像线圈和mri-pet头部分子影像系统
US10470662B2 (en) 2014-06-23 2019-11-12 Koninklijke Philips N.V. Magnetic resonance imaging system with integrated photon detector ring
US9442130B2 (en) * 2014-09-11 2016-09-13 Toshiba Medical Systems Corporation Detection of shock in detector electronics
US9606245B1 (en) 2015-03-24 2017-03-28 The Research Foundation For The State University Of New York Autonomous gamma, X-ray, and particle detector
JP2019508087A (ja) * 2015-12-31 2019-03-28 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェＫｏｎｉｎｋｌｉｊｋｅ Ｐｈｉｌｉｐｓ Ｎ．Ｖ． 最密巻線を有する磁場勾配コイル及びその製造方法
GB2568245A (en) * 2017-11-07 2019-05-15 Elekta ltd Shielding of magnetic resonance imaging apparatus
JP7127126B2 (ja) 2017-12-06 2022-08-29 ビューレイ・テクノロジーズ・インコーポレイテッド 放射線治療のシステム、方法およびソフトウェア
US11209509B2 (en) 2018-05-16 2021-12-28 Viewray Technologies, Inc. Resistive electromagnet systems and methods
CN109150179A (zh) * 2018-08-23 2019-01-04 上海联影医疗科技有限公司 时钟分发系统及方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2004102385A (ru) * 2001-06-26 2005-02-27 Юропиен Организейшн Фо Ньюклиер Рисерч (Ch) Сканер для позитронной эмиссионной томографии
US20050082486A1 (en) * 2003-10-16 2005-04-21 Schlyer David J. Compact conscious animal positron emission tomography scanner
US7180074B1 (en) * 2001-06-27 2007-02-20 Crosetto Dario B Method and apparatus for whole-body, three-dimensional, dynamic PET/CT examination
US20080011950A1 (en) * 2006-07-17 2008-01-17 General Electric Company PET detector methods and apparatus

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5389909A (en) 1993-11-08 1995-02-14 General Electric Company Open architecture magnetic resonance imaging passively shimmed superconducting magnet assembly
JP3663262B2 (ja) 1995-10-23 2005-06-22 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ 開放形磁気共鳴作像磁石
US6198957B1 (en) * 1997-12-19 2001-03-06 Varian, Inc. Radiotherapy machine including magnetic resonance imaging system
AU3754299A (en) * 1998-04-24 1999-11-16 Case Western Reserve University Geometric distortion correction in magnetic resonance imaging
US20040113099A1 (en) * 2001-02-06 2004-06-17 Hartmut Eickhoff Gantry system for transport and delivery of a high energy ion beam in a heavy ion cancer therapy facility
GB0115742D0 (en) 2001-06-28 2001-08-22 Univ Cambridge Tech Combined pet-mri apparatus
US6946841B2 (en) 2001-08-17 2005-09-20 Igor Rubashov Apparatus for combined nuclear imaging and magnetic resonance imaging, and method thereof
DE10246310A1 (de) 2002-10-04 2004-04-22 Siemens Ag Gradientenspulensystem und Magnetresonanzgerät mit dem Gradientenspulensystem
US7276906B2 (en) 2002-11-20 2007-10-02 Koninklijke Philips Electronics N.V. Self-shielded gradient field coil for magnetic resonance imaging
US6894498B2 (en) 2003-03-12 2005-05-17 Mrscience Llc Active vibration compensation for MRI gradient coil support to reduce acoustic noise in MRI scanners
GB2401946B (en) 2003-03-25 2006-10-04 Siemens Ag Generator for time-variable magnetic fields of a magnetic resonance instrument and magnetic resonance instrument with the generator
DE602005012265D1 (de) 2004-06-17 2009-02-26 Koninkl Philips Electronics Nv Magnetresonanzabbildungssystem mit eisenunterstütztem magnetfeldgradientensystem
JP4365762B2 (ja) * 2004-09-30 2009-11-18 株式会社日立製作所 核医学診断装置および核医学診断装置の冷却方法
EP1853161A4 (en) 2004-12-29 2011-03-23 Siemens Medical Solutions COMBINED PET / MR SYSTEM AND APD-BASED PET DETECTOR FOR USE IN SIMULTANEOUS PET / MR PRESENTATION
DE102005015070B4 (de) 2005-04-01 2017-02-02 Siemens Healthcare Gmbh Kombiniertes Positronen-Emissions-Tomographie-und Magnetresonanz-Tomographie-Gerät
JP5345383B2 (ja) 2005-04-22 2013-11-20 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ 検出器画素、放射線検出器および方法、陽電子放出断層撮影システム、撮像検出器およびその較正方法、検出器セルの無効化方法
EP1875273B1 (en) 2005-04-22 2011-11-16 Koninklijke Philips Electronics N.V. Pet/mr scanner with time-of-flight capability
US7218112B2 (en) * 2005-05-12 2007-05-15 Siemens Aktiengesellschaft Combined MR/PET system
DE102005040107B3 (de) 2005-08-24 2007-05-31 Siemens Ag Kombiniertes PET-MRT-Gerät und Verfahren zur gleichzeitigen Aufnahme von PET-Bildern und MR-Bildern
US8295905B2 (en) * 2006-06-20 2012-10-23 Imris Inc. Movable integrated scanner for surgical imaging applications
EP2117427B1 (en) * 2007-01-11 2016-11-30 Koninklijke Philips N.V. Pet/mr scanners for simultaneous pet and mr imaging
RU2459215C2 (ru) * 2007-04-04 2012-08-20 Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. Расщепленная градиентная катушка и использующая ее гибридная рет/mr-система визуализации
DE102007037103B4 (de) * 2007-08-07 2015-12-17 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zum bildlichen Darstellen von funktionellen und elektrischen Aktivitäten des Gehirns
DE102007037102B4 (de) * 2007-08-07 2017-08-03 Siemens Healthcare Gmbh Kombinierte MR-/PET-Vorrichtung auf mobiler Basis
EP2247962B1 (en) * 2008-02-25 2014-04-09 Koninklijke Philips N.V. Iso-plane backbone for radiation detectors
DE102008025677B4 (de) * 2008-05-29 2012-09-27 Siemens Aktiengesellschaft Magnetresonanzgerät mit einer PET-Einheit
KR20110139274A (ko) * 2009-03-19 2011-12-28 와이어쓰 엘엘씨 ［2-(8,9-다이옥소-2,6-다이아자바이사이클로［5.2.0］논-1(7)-엔-2-일)에틸］포스폰산 및 이의 전구체의 제조 방법
US20110270078A1 (en) * 2010-04-30 2011-11-03 Wagenaar Douglas J Methods and systems of combining magnetic resonance and nuclear imaging
US20120265050A1 (en) * 2011-04-04 2012-10-18 Ge Wang Omni-Tomographic Imaging for Interior Reconstruction using Simultaneous Data Acquisition from Multiple Imaging Modalities

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2004102385A (ru) * 2001-06-26 2005-02-27 Юропиен Организейшн Фо Ньюклиер Рисерч (Ch) Сканер для позитронной эмиссионной томографии
US7180074B1 (en) * 2001-06-27 2007-02-20 Crosetto Dario B Method and apparatus for whole-body, three-dimensional, dynamic PET/CT examination
US20050082486A1 (en) * 2003-10-16 2005-04-21 Schlyer David J. Compact conscious animal positron emission tomography scanner
US20080011950A1 (en) * 2006-07-17 2008-01-17 General Electric Company PET detector methods and apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
CN101960330B (zh) 2013-12-04
JP2011514518A (ja) 2011-05-06
US20110018541A1 (en) 2011-01-27
WO2009107005A3 (en) 2010-03-18
CN101960330A (zh) 2011-01-26
WO2009107005A2 (en) 2009-09-03
EP2247962B1 (en) 2014-04-09
EP2247962A2 (en) 2010-11-10
US8547100B2 (en) 2013-10-01
JP5390539B2 (ja) 2014-01-15
RU2010139476A (ru) 2012-04-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2496125C2 (ru) Передающая среда для детекторов излучения, расположенная в изометрической плоскости
US8334697B2 (en) Split gradient coil and PET/MRI hybrid system using the same
US8525116B2 (en) MR/PET imaging systems
EP2111558B1 (en) Hybrid pet/mr imaging systems
US8013607B2 (en) Magnetic shielding for a PET detector system
EP2117427B1 (en) Pet/mr scanners for simultaneous pet and mr imaging
WO2008140547A1 (en) Patient bed for pet/mr imaging systems
Nishikido et al. Development of a full-ring “add-on PET” prototype: a head coil with DOI-PET detectors for integrated PET/MRI
JPWO2012056504A1 (ja) Ｐｅｔ／ｍｒｉ一体型装置
WO2021060286A1 (ja) 放射線画像化ユニット及び放射線検出器モジュール
US20220099769A1 (en) Imaging device, method for designing a circuit board arrangement, and circuit board arrangement
Akram et al. Study on a prototype oval body PET insert for a 3T MRI system

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20200203