专利名称：用于叠加mri图像和pet图像的设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于叠加MRI图像和PET图像的设备。
技术背景磁共振断层造影仪(MRI仪)已知主要有三个功能部件，它们表示在 图5中为基本场系统21 、梯度系统22和高频系统23 (也称为HF系统或 身体共振器)。基本场系统21通常是一个磁体以及提供一个强的静态磁场。 梯度系统22提供一个约至1kHz的低频范围内的可调磁场，它有沿一个或 多个方向线性上升或下降的变化过程。HF系统23在基本上通过所述静态 ^f兹场给定的核自旋共振频率(通常42.45MHz)时的高频范围内提供一个振 动磁场用于使核自旋偏转，此外它还可以用于接收驰豫的核自旋信号。在常见的磁共振断层造影仪中，这三个部件围绕着要检查的病人按下 面列举的顺序沿径向从里向外布置高频系统23，梯度系统22和基本场系 统21。病人躺在卧榻24上，他沿径向处于高频系统23内部。除磁共振断层造影(MRI)夕卜，近年来正电子放射断层造影(PET)也 越来越广泛地应用于医学诊断。MRI涉及显示身体内部的结构和切面图的 成像法，而PET可以实现体内代谢活性的可^L化和定量化。PET利用正电子放射源和正电子湮没的特殊性质，以便定量地确定器 官或细胞区的功能。在这里，检查前给予病人相应的放射性药剂，它们以 放射性同位素为标志。放射性同位素衰变时发射正电子，它们经短的间隔 与一个电子发生相互作用，由此开始所谓的湮没。在这里形成两个y量子， 它们沿相反的方向(错开180。)彼此飞开。y量子在规定的时间窗内被两个 对置的PET检测模件检测(同时测量)，由此确定湮没地点在这两个PET 检测模件之间连线上的 一个位置。为了探测，PET检测模件绕病人环状布置以及通常覆盖弓形台架的大 部分长度。每个PET检测模件在检测一个y量子时产生一个事件记录，它 给出时间和察觉地点，亦即相应的检测器元件。这些信息通过快速逻辑运算传输和比较。若在最大时间间隔中的两个结果是重合的，则从两个相关pet检测模件之间连线上的一个y衰变过程出发。pet图像的再现借助断层 造影运算法则，亦即所谓的背面投影进行。基于通过mri和pet获得的不同的信息，在许多情况下叠加两种方法 的图像是值得追求的。为了在一台仪器内组合mri和pet成像方法，需要在基本场系统和梯 度场系统的内部设置hf系统和pet检测器的一些为获得数据两者所需的 单元。 一种将hf系统定位在环形布局的pet斥企测器内部的同心结构，迄 今仍存在着许多疑难问题。首先，hf系统的处于内部的线圈装置的结构降低了环形布局的pet 检测器的灵敏度，这就要求在pet图像再现时进行修正。此外，通过hf系统和环形布局的pet检测器从里到外套叠，显著减 小给病人预留的内径。除此之外，必须大大减小对于hf身体共振器的高质量所需要的在环形 布局的pet检测器与hf导体结构之间的距离(场回流空间)。最后，基于径向的位置状况，根本没有可能屏蔽(例如通过中隔)环 形布局的pet检测器以防环形布局的pet检测器外侧的y射线。一种解决办法例如可以高度集成或衔接hf系统和pet检测器，由此 导致机械结构更高的成本和发生故障时更高的费用。另 一种解决办法是基 本上取消集成，如在图6中作为参考示例表示的那样，但由此产生比较大 的位置需求。附图标记22表示梯度系统22。附图标记23表示有场回流空 间的hf系统。附图标记25表示环形布局的pet冲企测单元。附图标记26 表示梯度系统22与pet检测单元的支承管27之间的装配间隙。附图标记 28表示hf屏蔽件，以及附图标记29表示内村或hf系统23的支承管。发明内容本发明要解决技术问题是提供一种mri图像和pet图像叠加设备，它 能较少限制病人隧道的内径并尽管如此仍能保证屏蔽和杰出的图像质量。上述技术问题通过一种叠加磁共振断层造影图像和正电子放射断层造 影图像的设备得以解决。按照本发明， 一种叠加磁共振断层造影和正电子放射断层造影图像的设备，包括一个定义纵轴线的磁共振断层造影磁体； 一个沿径向设在磁共 振断层造影磁体内部的磁共振断层造影梯度线圈； 一个沿径向设在磁共振 断层造影梯度线圏内部的磁共振断层造影HF线圈；以及多个绕纵轴线成对 相对置的正电子放射断层造影检测单元。所述多个正电子放射断层造影检 测单元沿径向安排在磁共振断层造影梯度线圈内部，以及可以沿纵轴线装 入该设备内和可以从该设备中取出。由此显著简化设备的维护，因为PET 4企测单元可以沿纵轴线方便地取出。此外优选地还设一根有许多凹穴的支承管，这些凹穴分别沿纵轴线延 伸以用于容纳至少一个正电子放射断层造影检测单元。按照本发明的设备具有下列优点(a) 正电子放射断层造影检测单元包括电子设备在内布置为，可以逐 个和无需费事拆卸沿径向设在外部的结构地沿纵轴线取出它们。(b) 在同心地布局并与此同时与磁共振断层造影HF线圏和正电子放 射断层造影检测单元分开的情况下只需要最小的位置。可以通过沿z方向拉出进行单个检测器的更换。(d)由于在PET晶体区域内薄的管壁，使Y射线被处于PET环内部 的结构的衰减降到最低程度。采用"简单的"水冷或气冷，因为这样的冷却处于HF发射天线外部，在这 种情况下避免MRI图像内的褶皱伪影。(f) 采用支承管可以实现高的刚度，由此减少机械变形以及梯度线圈 的噪声传输。(g) 通过多重屏蔽，也就是说，通过HF屏蔽和通过用于正电子放射 断层造影检测单元的凹穴内的屏蔽结构，可以使MR信号与PET信号高度"脱耦"。
现在参见
本发明优选的实施例。 附图中图1表示按本发明第一个实施例的一种用于叠加磁共振断层造影图像和正电子放射断层造影图像的设备；图2表示按本发明用于叠加磁共振断层造影图像和正电子放射断层造 影图像的设备图1所示部分的纵剖视图；图3表示按本发明第二个实施例的一种用于叠加磁共振断层造影图像 和正电子放射断层造影图像的设备；图4表示按本发明第三个实施例的一种用于叠加磁共振断层造影图像 和正电子放射断层造影图像的设备；图5表示按现有技术的一种已知的用于磁共振断层造影图像显示的设 备；以及图6表示一种用于叠加磁共振断层造影图像和正电子放射断层造影图 像的设备的参考示例。
具体实施方式
下面参见
本发明的实施例。图1表示按本发明第一个实施例的一种用于叠加磁共振断层造影图像 和正电子放射断层造影图像的设备，以及图2表示按本发明用于叠加磁共 振断层造影图像和正电子放射断层造影图像的设备图1所示部分的纵剖视 图。按本发明，用于叠加磁共振断层造影图像和正电子放射断层造影图像 的设备1具有一个磁共振断层造影磁体(未示出)，它定义如图5中表示的 纵轴线z。磁共振断层造影磁体构成一个基本场系统，它提供一个强的静态 磁场。此外，设备1具有一个沿径向设在磁共振断层造影磁体内部以及优选 地与纵轴线z同轴地布置的磁共振断层造影梯度线圈2。磁共振断层造影梯 度线圈2构成一个梯度系统，它提供在低频范围内的一个可调磁场。除此之外，设备1还有一个沿径向设在磁共振断层造影梯度线圏2内 部以及优选地与纵轴线z同轴地布置的磁共振断层造影HF线圈3。磁共振 断层造影HF线圈3构成一个HF系统，它在基本上通过静态^t场给定的核 自旋共振频率(例如在1T时约42.45MHz,在1.5T时约63.87MHz或在3T 时约127.74MHz)时的高频范围内提供一个振动;兹场用于使核自旋转向。 此外磁共振断层造影HF线圈3还可以用于接收松驰的核自旋信号。此外，设备1还有多个绕纵轴线Z成对相对置的正电子放射断层造影检测单元5。所述多个正电子放射断层造影检测单元5沿径向设在磁共振断 层造影梯度线圈2内部以及优选与纵轴线z同轴地布置。正电子放射断层造影检测单元5分别由一个包括前接的镥-羟基原硅酸 盐-晶体阵列和放大器电路的雪崩光电二极管阵列组成，这非常有利于实现正电子放射断层造影检测单元5结构紧凑的设计。但本发明不仅限于使用 包括前接的镥-羟基原硅酸盐-晶体阵列和放大器电路的雪崩光电二极管阵 列。也可以采用其他类型的结构紧凑的正电子放射断层造影检测单元。附图标记6表示磁共振断层造影梯度线圈2与PET检测单元5的支承 管7之间的间隙。附图标记8表示安置在支承管7内侧的HF屏蔽件。附图 标记9表示内衬或HF系统3的发射天线的支承管。按本发明，所述多个正电子放射断层造影检测单元5可以沿纵轴线z 装入到设备1内和可以从设备1中取出。支承管7有许多凹穴4 (见图2), 它们分别沿纵轴线z延伸用于容纳至少一个正电子放射断层造影检测单元由此在设备1内节省沿径向的空间，其结果是导致在说明书前言中列 举的优点。优选地，在凹穴4的内侧敷设用于屏蔽和导热的金属层。尤其可以在 凹穴4内敷设薄的金属层，它用作附加地屏蔽正电子放射断层造影检测单 元5以及还可以防止干4尤的射线。图2清楚地表示出所述多个正电子放射断层造影^^测单元5如何能沿 纵轴线z装入到设备内并能从该设备中取出。优选地，凹穴4同时起正电子 放射断层造影检测单元5的电缆输入的作用。按有利的方式，正电子放射 断层造影检测单元5可以通过安装在它上面的电缆11从凹穴4中拔出。图3表示按本发明第二个实施例的一种用于叠加磁共振断层造影图像 和正电子放射断层造影图像的设备。按此第二种实施方式，在两个相邻凹穴4之间设冷却通道10用于承接 冷却剂，如水、空气或其他任意的冷却流体。在优选地用浇铸技术制造的支承管7内加工一些冷却通道10,为的是 将正电子放射断层造影检测单元5保持在恒定的工作温度下。若浇铸材料 有高的热导率，例如通过添加能良好导热的填充料，如氧化铝、 一氮化铝、氮化硼、碳化硅或石英，则达到最佳的冷却效果。此第二个实施例可采取下列措施修改或进一步发展在间隙6本身内 设冷却元件。例如可以装入冷却垫(例如水冷装置的形式)，为的是保持磁 共振断层造影梯度线圈2的热量远离支承管7和正电子放射断层造影检测 单元5。减少噪声、振动和热量从磁共振断层造影梯度线圈2传给支承管7的 另一个可能性是将间隙6抽成真空。图4表示按本发明第三个实施例的一种用于叠加磁共振断层造影图像 和正电子放射断层造影图像的设备。在此第三个实施例中，支承管7通过真空铸造法或压注法或组合这两 种方法制成。优选地支承管7和磁共振断层造影梯度线圈2 —体式成形。 由此得到的优点是进一步减少位置需求和/或集成其他冷却层。此外，整个 结构刚性更强，其结果是导致降低噪声。本发明不受所公开的实施例的限制，而是可以在本发明通过权利要求 定义的范围内修改和实施等效的实施方式。
权利要求
1.一种叠加磁共振断层造影图像和正电子放射断层造影图像的设备，其包括定义纵轴线(z)的磁共振断层造影磁体；沿径向设在磁共振断层造影磁体内部的磁共振断层造影梯度线圈(2)；沿径向设在磁共振断层造影梯度线圈(2)内部的磁共振断层造影HF线圈(3)；以及多个绕纵轴线(z)成对相对置的正电子放射断层造影检测单元(5)，其特征在于，沿径向在磁共振断层造影梯度线圈(2)内部设置多个正电子放射断层造影检测单元(5)；以及所述多个正电子放射断层造影检测单元(5)可以沿纵轴线(z)装入到该设备内和可以从设备中取出。
2. 按照权利要求1所述的设备，其特征在于，还包括具有多个凹穴(4) 的支承管(7)，这些凹穴分别沿纵轴线(z)延伸以用于容纳至少一个正电 子放射断层造影检测单元(5)。
3. 按照权利要求2所述的设备，其特征在于，在两个相邻的凹穴(4) 之间设冷却通道(10)以用于承接冷却剂。
4. 按照权利要求2或3所述的设备，其特征在于，所述凹穴(4)在其 内侧具有金属层。
5. 按照权利要求2至4之一所述的设备，其特征在于，在所述支承管 (7)与磁共振断层造影梯度线圈(2)之间存在其中设有冷却元件的间隙(6) 。
6. 按照权利要求2至5之一所述的设备，其特征在于，在所述支承管(7) 与磁共振断层造影梯度线圈(2)之间存在抽成真空的间隙(6)。
7. 按照权利要求2至6之一所述的设备，其特征在于，所述支承管(7 ) 通过真空铸造法或压注法或组合这些方法制成。
8. 按照权利要求7所述的设备，其特征在于，所述支承管(7)和磁共 振断层造影梯度线圈(2)成一体式成形。
9. 按照权利要求1至8之一所述的设备，其特征在于，所述正电子放 射断层造影检测单元(5)各有一个包括前接的镥-羟基原硅酸盐-晶体阵列 和放大器电路的雪崩光电二极管阵列。
全文摘要
本发明涉及一种叠加磁共振断层造影图像和正电子放射断层造影图像的设备，其具有定义纵轴线(z)的磁共振断层造影磁体；沿径向设在磁共振断层造影磁体内部的磁共振断层造影梯度线圈(2)；沿径向设在磁共振断层造影梯度线圈(2)内部的磁共振断层造影HF线圈(3)；以及多个绕纵轴线(z)成对相对置的正电子放射断层造影检测单元(5)。多个正电子放射断层造影检测单元(5)沿径向设在磁共振断层造影梯度线圈(2)内部，以及可以沿纵轴线(z)装入到该设备内和可以从该设备中取出。优选地设置一根有许多凹穴(4)的支承管(7)，这些凹穴分别沿纵轴线(z)延伸以用于容纳至少一个正电子放射断层造影检测单元(5)。
文档编号A61B6/03GK101254100SQ20081000888
公开日2008年9月3日 申请日期2008年1月30日 优先权日2007年2月26日
发明者于尔根·尼斯特勒, 斯蒂芬·斯托克, 沃尔夫冈·伦兹, 洛瑟·舍恩 申请人:西门子公司