PET/MR成像系统的制作方法

本实用新型涉及医学影像技术领域，特别是涉及一种PET/MR成像系统。

背景技术：

随着医学技术的不断发展，将磁共振(magnetic resonance，MR)扫描器和PET(Positron Emission Tomography，正电子发射断层摄影)扫描器混合成混合式成像系统逐渐受到医学领域的青睐。在实际使用过程中，为了避免混合式成像系统中的体发射线圈发出的射频信号向外辐射影响周围部件(特别是PET探测器)的工作，该混合式成像系统在PET扫描器的PET探测器的外围设置了屏蔽壳。但是该屏蔽壳的设置，虽然能够避免射频信号向外辐射，但是其大大影响了混合式成像系统中主磁体的磁场的均匀性，因而在很大程度上干扰了磁共振成像。

为解决上述问题，传统技术中，通常是通过在梯度线圈中设置匀场条，通过该匀场条来均衡主磁体产生的磁场。但是，在实际使用过程中，为了使主磁体产生的磁场变均匀，所增加的匀场条的厚度较厚，这样占用了上述混合式成像系统有限的设计空间，并且使预留给患者成像区域的孔径的可用空间减小，导致一些体型较大的患者或者患有其他心理疾病(例如幽闭恐惧症)的患者无法进入扫描空间，其适用性较低。

技术实现要素：

基于此，有必要针对上述提出的混合式成像系统适用性较低的问题，提供一种PET/MR成像系统。

本实用新型提供一种PET/MR成像系统，包括：设置在体发射线圈和梯度线圈之间的PET探测器、以及包覆在所述PET探测器外围且磁化率不等于1的屏蔽匀场壳；所述屏蔽匀场壳用于调整所述成像系统中的主磁体所产生的磁场的均匀性，以及用于屏蔽所述体发射线圈发射的射频信号。

上述所提供的PET/MR成像系统，利用磁化率不等于1的屏蔽匀场壳包覆在PET探测器的外围，屏蔽匀场壳不仅用于屏蔽体发射线圈发射的射频信号，同时还用于调整成像系统中的主磁体所产生的磁场的均匀性，从而无需再在主磁体中额外增加匀场条，就可以实现主磁体产生的磁场变均匀，这样可以给患者预留足够大的患者成像区域的孔径，体型较大的患者或者患有其他心理疾病的患者也可以进入扫描空间，提高了成像系统的适用性。

在其中一个实施例中，包括多个所述PET探测器，每个所述PET探测器的外围均包覆一个屏蔽匀场壳。

上述所提供的PET/MR成像系统，通过在每个探测器的外围包覆一个磁化率不等于1的屏蔽匀场壳，其大大提高了匀场的效率，并且避免了PET探测器之间的相互干扰。

在其中一个实施例中，包括多个所述PET探测器，每个屏蔽匀场壳包覆在两个或两个以上的所述PET探测器的外围。

上述所提供的PET/MR成像系统，屏蔽匀场壳既屏蔽上述体发射线圈发射的射频信号，又对上述主磁体产生的磁场进行匀场，省去了匀场条的使用，从而大大节省了成像区域的孔径的可用空间，这样留给患者成像区域的孔径较大，可以满足体型较大的患者或者患有其他心理疾病的患者进入扫描空间，提高了成像系统的适用性。

在其中一个实施例中，所述屏蔽匀场壳为电导率大于或者等于5西门子/厘米的屏蔽壳。

上述所提供的PET/MR成像系统，屏蔽匀场壳为电导率大于或者等于5西门子/厘米的屏蔽壳，其可以更好的均匀主磁体产生的磁场，从而大大提高了成像系统的成像效果。

在其中一个实施例中，所述屏蔽匀场壳的形状与所包覆的PET探测器的形状相同；所述屏蔽匀场壳的体积大小与所述主磁体产生的磁场的强度相关。

上述所提供的PET/MR成像系统，屏蔽匀场壳的形状与所包覆的PET探测器的形状相同，其可以使用相同的模具进行生产，节省了工序，同时还减少了生产成本。

在其中一个实施例中，所述屏蔽匀场壳包括可开合的侧壁、设置在所述侧壁底部的下盖体以及设置在所述侧壁顶部的上盖体；所述侧壁的一个侧边设置有卡槽，所述侧壁的另一个侧边设置有与所述卡槽适配的卡扣；所述PET探测器位于所述侧壁、所述上盖体和所述下盖体构成的容置腔内。

上述所提供的PET/MR成像系统，通过在屏蔽匀场壳的侧壁上设置卡槽及与其适配的卡扣，使得PET探测器容易放入屏蔽匀场壳及容易从屏蔽匀场壳中取出。

在其中一个实施例中，所述屏蔽匀场壳包括可弯折的侧壁、设置在所述侧壁底部的下盖体以及设置在所述侧壁顶部的上盖体；所述下盖体与所述侧壁的底部可拆卸连接，所述上盖体与所述侧壁的顶部可拆卸连接。

上述所提供的PET/MR成像系统，屏蔽匀场壳的侧壁与上盖体和下盖体均可拆卸连接，方便PET探测器放入屏蔽匀场壳及从屏蔽匀场壳中取出。

在其中一个实施例中，所述屏蔽匀场壳为长方体结构、圆柱状结构、三棱柱结构中的任意一种。

在其中一个实施例中，所述屏蔽匀场壳为磁化率大于10的屏蔽壳。

在其中一个实施例中，所述梯度线圈的内壁上开设有凹槽，所述凹槽中内嵌有匀场条。

上述所提供的PET/MR成像系统，梯度线圈内壁开设的凹槽中内嵌有匀场条，可以使得主磁体产生的磁场更均匀，而匀场条内嵌在梯度线圈内壁的凹槽中，不会影响预留给患者成像区域的孔径的大小。

本实用新型提供的PET/MR成像系统，利用磁化率不等于1的屏蔽匀场壳包覆在PET探测器的外围，屏蔽匀场壳不仅用于屏蔽体发射线圈发射的射频信号，同时还用于调整成像系统中的主磁体所产生的磁场的均匀性，从而无需再额外增加针对主磁场的匀场条，就可以实现主磁体产生的磁场变均匀，同时给患者预留足够大的患者成像区域的孔径，体型较大的患者或者患有其他心理疾病的患者也可以进入扫描空间，提高了成像系统的适用性。

附图说明

图1为PET/MR成像系统的结构示意图；

图2为本实用新型一个实施例提供的PET/MR成像系统的侧视图；

图3为本实用新型中PET探测器与包覆在PET探测器外围的屏蔽匀场壳的剖视图；

图4为本实用新型另一个实施例提供的PET/MR成像系统的侧视图；

图5为本实用新型另一个实施例提供的PET/MR成像系统的侧视图；

图6为本实用新型另一个实施例提供的PET/MR成像系统中屏蔽匀场壳的结构示意图；

图7为本实用新型另一个实施例提供的PET/MR成像系统中屏蔽匀场壳的另一个结构示意图。

附图标记：

100：PET/MR成像系统； 101：主磁体； 102：梯度线圈；

103：体发射线圈； 104：局部线圈； 105：成像区域；

106：患者床； 108：PET探测器； 150：成像对象；

201：屏蔽匀场壳； 2011：侧壁； 2012：下盖体；

2013：上盖体； 2014：卡槽； 2015：卡扣；

2021：侧壁； 2022：下盖体； 2023：上盖体。

具体实施方式

随着医学技术的不断发展，将磁共振(magnetic resonance，MR)扫描器和PET(Positron Emission Tomography，正电子发射断层摄影)扫描器混合成混合式成像系统逐渐受到医学领域的青睐。为了更好地理解本实用新型的内容，现结合附图1对上述混合式成像系统(PET/MR成像系统)的结构进行简单介绍。

如图1所示，PET/MR成像系统100通常包括主磁体101、梯度线圈102、体发射线圈103、局部线圈104、PET探测器108和屏蔽壳(屏蔽壳在图中未示出)。其中，梯度线圈102设置在体发射线圈103的外层，主磁体101设置在梯度线圈102的外层，局部线圈104设置在成像对象150的待检查部位，PET探测器108位于体发射线圈103和梯度线圈102之间，且屏蔽壳设置在PET探测器108的外围，用来避免射频信号向外辐射。

其中，上述主磁体101可以是由超导线圈构成，用来产生主磁场，在一些情况下也可以采用永磁体。在磁共振成像时，成像对象150会由患者床106进行承载，随着床板的移动，将成像对象150移入主磁体101磁场分布较为均匀的成像区域105内。通常对于MR扫描器，空间坐标系(即设备的坐标系)的z方向设置为与MR扫描器机架的轴向相同，将患者的身长方向与z方向保持一致进行成像，MR扫描器的水平平面设置为xz平面，x方向与z方向垂直，y方向与x和z方向均垂直。

但是，需要说明的是，上述屏蔽壳的设置，虽然能够避免射频信号向外辐射，但是其大大影响了混合式成像系统中主磁体101的磁场的均匀性，因而在很大程度上干扰了磁共振成像。为避免该问题，传统技术的做法是在梯度线圈102开多个匀场通道，在匀场通道中设置匀场条，通过该匀场条来调节主磁体101产生的主磁场的均匀性，使其更加均匀。但是，在实际使用过程中，为了使主磁体101产生的磁场变均匀，所增加的匀场条的厚度较厚，而且在梯度线圈102内开设匀场通道占用了混合式成像设备的设计空间，这使得上述图1中的体发射线圈103和梯度线圈102均要向内径方向收缩，从而导致原先预留给患者成像区域105的孔径的可用空间减小，导致一些体型较大的患者或者患有其他心理疾病(例如幽闭恐惧症)的患者无法进入扫描空间，其适用性较低。本实用新型提供的PET/MR成像系统旨在解决传统技术的如上技术问题。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，通过下述实施例并结合附图，对本实用新型实施例中的技术方案做进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

图2为本实用新型一个实施例提供的PET/MR成像系统的侧视图。如图2所示，该PET/MR成像系统包括：设置在体发射线圈103和梯度线圈102之间的PET探测器108、以及包覆在所述PET探测器108外围且磁化率不等于1的屏蔽匀场壳201；所述屏蔽匀场壳201用于调整所述成像系统中的主磁体101所产生的磁场的均匀性，以及用于屏蔽所述体发射线圈103发射的射频信号。图2中以屏蔽匀场壳201为中空的长方体为例示出，需要说明的是，本实施例对屏蔽匀场壳201的形状不做限定。图3为所述PET探测器108与包覆在所述PET探测器108外围的所述屏蔽匀场壳201的剖视图，图3以屏蔽匀场壳201为中空的长方体及PET探测器108为长方体为例示出，需要说明的是，本实施例对屏蔽匀场壳201及PET探测器108的形状不做限定。

具体的，本实施例中，梯度线圈102是用于在主磁体101上附加梯度磁场的线圈。实际工作中，梯度线圈102至少要提供三种梯度磁场，可以用来对应产生磁共振成像所需的层面选择梯度、频率编码梯度和相位编码梯度。另外上述梯度线圈102可以是导电金属类材质，例如金、铜、铁等，其可以是筒状结构，可选的，该筒状结构可以是圆形的筒状结构，也可以是方形的筒状结构，本实施例对筒状结构的具体形状也不做限定。

另一方面，上述体发射线圈103可以是导电金属类材质，例如金、铜、铁等，其可以是筒状结构，可选的，该筒状结构可以是圆形的筒状结构，也可以是方形的筒状结构，本实施例对筒状结构的具体形状也不做限定，只要上述梯度线圈102能够包覆在体发射线圈103的外围即可。可选的，体发射线圈103与上述梯度线圈102的结构可以保持一致。

另外，上述PET探测器108设置在上述体发射线圈103和梯度线圈102之间。常用的PET探测器108结构为BGO(Bi2O3-GeO2系化合物的总称锗酸铋的缩写)晶体组成的矩阵阵列耦合在2×2光电倍增管阵列上，或者耦合在2个双光电倍增管阵列上所形成的，可选的，还可以是将BGO晶体组成的矩阵阵列耦合在位置灵敏型光电倍增管上所形成的结构。可选的，该PET探测器108可以为一个，还可以为多个，图2中示出的PET探测器108仅是一种示例。

进一步地，上述PET探测器108外围包覆有屏蔽匀场壳201，其中，屏蔽匀场壳201的磁化率不等于1，其可以用于匀场以及将体发射线圈103的射频信号进行屏蔽，可选的，该屏蔽匀场壳201可以采用铁铜混合屏蔽壳，也可以采用碳钢混合屏蔽壳。本实施例对屏蔽匀场壳201的材质不做限定，只要其最终的磁化率不等于1即可。也就是说，本实施例中，上述屏蔽匀场壳201一方面能够用于屏蔽上述体发射线圈103发射的射频信号，另一方面也能够用于调整所述成像系统中的主磁体101所产生的磁场的均匀性，其无需在主磁体101上设置匀场条，仅需要改磁化率不等于1的屏蔽匀场壳201即可实现屏蔽射频信号和匀场的功能，因此，其大大节省了成像区域105的孔径的可用空间，便于各种类型的患者进入，提高了成像系统的适用性。

可选的，屏蔽匀场壳201的磁化率大于10，当屏蔽匀场壳201磁化率越大时，对主磁体101产生的磁场的匀场效果更佳。可选的，屏蔽匀场壳201可以采用铁磁性屏蔽壳，例如硅钢等。

本实施例中，将磁化率不等于1的屏蔽匀场壳包覆在PET探测器的外围，该屏蔽匀场壳不仅用于屏蔽体发射线圈发射的射频信号，同时还用于调整成像系统中的主磁体所产生的磁场的均匀性，从而无需再在主磁体中额外增加匀场条，就可以实现主磁体产生的磁场变均匀，这样可以给患者预留足够大的患者成像区域的孔径，体型较大的患者或者患有其他心理疾病的患者也可以进入扫描空间，提高了成像系统的适用性。

作为上述实施例的一种可能的实施方式，上述屏蔽匀场壳201可以为电导率大于或者等于5西门子/厘米的屏蔽壳，其可以更好的均匀主磁体产生的磁场，从而大大提高了成像系统的成像效果。

作为上述实施例的另一种可能的实施方式，上述屏蔽匀场壳201可以是中空的长方体结构，可以是中空的圆柱状结构，也可以是中空的三棱柱结构，还可以是其他任意的能封闭容纳上述PET探测器108的结构，本实施例对屏蔽匀场壳201的形状不做限定，上述图2示出的屏蔽匀场壳201的结构均仅是一种示例。

另外，上述屏蔽匀场壳201的形状与所包覆的PET探测器108的形状可以相同，也可以不同，只要屏蔽匀场壳201能够包覆住PET探测器108即可。当屏蔽匀场壳201的形状与所包覆的PET探测器108的形状相同时，其可以使用相同的模具进行生产，节省了工序，同时还减少了生产成本。需要说明的是，上述屏蔽匀场壳201的体积大小与上述主磁体101产生的磁场的强度相关，具体可以根据主磁体101产生的磁场的强度决定屏蔽匀场壳201的体积。

图4为本实用新型另一个实施例提供的PET/MR成像系统的侧视图。该实施例中，PET/MR成像系统中包括多个PET探测器108，且每个PET探测器108的外围均包覆一个屏蔽匀场壳201。

需要说明的是，在本实施例中，多个PET探测器108的形状可以相同，也可以不同，并且包覆在每个PET探测器108外围的多个屏蔽匀场壳201的形状可以相同也可以不同。可选的，多个PET探测器的形状和包覆在PET探测器外围的屏蔽匀场壳的形状也可以相同。图4中示出的仅是每个PET探测器108形状相同、且包覆在每个PET探测器108外围的多个屏蔽匀场壳201的形状也相同、且PET探测器的形状和包覆在PET探测器外围的屏蔽匀场壳的形状也相同的一种示例。

本实施例提供的PET/MR成像系统，通过在每个探测器的外围包覆一个磁化率不等于1的屏蔽匀场壳，其大大提高了匀场的效率，并且避免了PET探测器之间的相互干扰；另外，当PET探测器的形状和包覆在PET探测器外围的屏蔽匀场壳的形状相同时，其可以减少开模的个数，大大减少了制作工序，也降低了成像系统的制作成本。

图5为本实用新型另一个实施例提供的PET/MR成像系统的侧视图。在上述实施例的基础上，可选的，包括多个所述PET探测器108，每个屏蔽匀场壳201包覆在两个或两个以上的所述PET探测器108的外围。

需要说明的是，在本实施例中，多个PET探测器108的形状可以相同，也可以不同，并且包覆在每个PET探测器108外围的多个屏蔽匀场壳201的形状可以相同也可以不同。图5中示出的仅是每个PET探测器108形状相同、且包覆在每个PET探测器108外围的多个屏蔽匀场壳201的形状也相同的一种示例。

本实施例中，屏蔽匀场壳既屏蔽上述体发射线圈发射的射频信号，又对上述主磁体产生的磁场进行匀场，省去了匀场条的使用，从而大大节省了成像区域的孔径的可用空间，这样留给患者成像区域的孔径较大，可以满足体型较大的患者或者患有其他心理疾病的患者进入扫描空间，提高了成像系统的适用性；另外，当多个PET探测器的形状相同，且多个屏蔽匀场壳的形状也相同时，其可以减少开模的个数，大大减少了制作工序，也降低了成像系统的制作成本。

图6为本实用新型另一个实施例提供的PET/MR成像系统中屏蔽匀场壳的结构示意图。图6的屏蔽匀场壳以圆柱状为例示出，在上述实施例的基础上，可选的，所述屏蔽匀场壳201包括可开合的侧壁2011、设置在所述侧壁2011底部的下盖体2012以及设置在所述侧壁顶部的上盖体2013；所述侧壁2011的一个侧边设置有卡槽2014，所述侧壁2011的另一个侧边设置有与所述卡槽2014适配的卡扣2015；所述PET探测器108位于所述侧壁2011、所述上盖体2013和所述下盖体2012构成的容置腔内。需要说明的是，本实施例中，上述卡扣2015可以在侧壁2011的任意一端设置一个，也可以在侧壁2011的两端各设置一个，还可以在侧壁2011的中间进行设置，本实施例对卡扣2015的个数不做限定，上述卡槽2014与上述卡扣的个位位置相对应。图6中示出的仅是在侧壁2011的下端设置相匹配的卡扣2015和卡槽2014的一种示例。

本实施例中，通过在屏蔽匀场壳的侧壁上设置卡槽及与其适配的卡扣，使得PET探测器容易放入屏蔽匀场壳及容易从屏蔽匀场壳中取出。

图7为本实用新型另一个实施例提供的PET/MR成像系统中屏蔽匀场壳的另一个结构示意图。在上述实施例的基础上，可选的，所述屏蔽匀场壳201包括可弯折的侧壁2021、设置在所述侧壁2021底部的下盖体2022以及设置在所述侧壁2021顶部的上盖体2023；所述下盖体2022与所述侧壁2021的底部可拆卸连接，所述上盖体2023与所述侧壁2021的顶部可拆卸连接。需要说明的是，本实施例中，上述侧壁2011与上述上盖体2023及上述下盖体2022的可拆卸连接可以采用销轴连接、转轴连接，本实施例对上述侧壁2011与上述上盖体2023及上述下盖体2022的可拆卸的连接方式不做限定。图7中示出的仅是上述侧壁2011与上述上盖体2023及上述下盖体2022分别采用销轴连接的一种示例。

本实施例中，屏蔽匀场壳的侧壁与上盖体和下盖体均可拆卸连接，方便PET探测器放入屏蔽匀场壳及从屏蔽匀场壳中取出。

需要说明的是，上述两个实施例仅分别示出了屏蔽匀场壳201的两种结构，上述两个实施例对屏蔽匀场壳201的结构不做限定，只要其能够包覆在PET探测器的外围即可。

基于上述任一实施例，所述成像系统中，所述梯度线圈102的内壁上开设有凹槽，所述凹槽中内嵌有匀场条，可选的，匀场条可以为现有梯度线圈中内嵌的匀场条的1/5～1/3。上述匀场条可以由若干个小线圈组成，各个小线圈的大小可以不同。需要说明的是，本实施例对匀场条的形状不做限定，只要其最终可以对主磁体101所产生的磁场可以匀场即可。

本实施例中，梯度线圈内壁开设的凹槽中只需内嵌传统梯度线圈中内嵌的匀场条的数量的1/5～1/3，就可以使得主磁体产生的磁场更均匀，而匀场条内嵌在梯度线圈内壁的凹槽中，不会影响预留给患者成像区域的孔径的大小，便于各种类型的患者进入，提高了成像系统的适用性。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。