专利名称：通过将再生材料有目的添加到塑料件中避免磁共振测试中的磁化率伪影的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于磁共振系统的元件(component)，以及磁共振系统，以及制造该元件的方法，其中，在所得磁共振图像中的磁化率伪影减少。
背景技术：
在磁共振(MR)测试(数据采集)中，静态的、多特斯拉基础磁场(称为BO场)的均匀性是很重要的。不仅是基础磁场之中或者附近出现金属结构会引起磁场中的不均匀性，而且只要塑料元件具有偏离于I的相对磁导率，此类塑料元件也会引起磁场中的不均匀性。这种偏离已知为磁化率μ^= Xv+lo此类磁化率伪影在解剖MR图像中作为空间分辨率中的误差是很显著的。在功能性磁共振成像(fMRI)中，有必要将检测对象(subject)物体的解剖图和fMRI图叠加。通过向检测对象提供感官刺激(视觉、声音或触碰)，并且探测由于刺激引起的大脑中血氧水平的改变来获取fMRI图像。根据患者大脑的解剖图辨认脑中增长的氧饱和度的一个位置或多个位置，能够识别出大脑中感觉活动发生的局部区域，并且能够做出如下结论，即该脑部活动为正常或者病态。因为从此类刺激活动中得到的血氧水平的改变非常小，所以磁共振数据探测的这种类型对磁化率伪影格外敏感。在fMRI过程中采集磁共振数据期间，为了在磁共振系统中实现最多的所希望的条件，依惯例在单独的过程中获得必要的解剖图，在fMRI过程之前执行该单独的过程。典型的，在向患者给药较大量造影剂的情况下，通过计算的X射线断层摄影术来采集解剖图。此外还典型的是，在fMRI过程的几天前就得到解剖图，因此，在精确地叠加解剖图和fMRI图会存在困难。在实际fMRI过程中，典型的使用传统的二维数码放射性图像，并且要求管理造影剂以监控过程。另一种可能是使用经食管超声(TEE)。在上述类型的过程中，以及对于其他磁共振数据采集过程来说，在最小化此类磁化率伪影的出现的尝试，已知 的是由塑料来制造磁共振系统的元件。然而如上所述，即使塑料材料也并不具有严格等于I的磁导率，即所谓的自由空间的磁导率。还如上所述，正是该与预-空间磁导率的偏离才是磁化率伪影的根本原因。此外，磁共振系统中的塑料元件必须呈现出除了低磁化率外的多种其他特性，例如对于弯曲疲劳应力的不敏感性、生物相容性、弹性、外观、可加工性、长期稳定性和对环境影响的不敏感性，这些特性经常彼此间竞争，以及与所渴望的低磁化率竞争。
发明内容
本发明的目的是提供一种配置用于磁共振系统的塑料件，以及制造此类塑料件的方法，其中，塑料件呈现出极低的磁化率，并且提供了其他性质的组合，这就使得该元件适用于磁共振成像系统。上述目的根据本发明通过添加了目标量的再生塑料材料的塑料元件得以实现。优选地，所述再生材料含有一定量的如下的玻璃纤维，该玻璃纤维已经再生为全部再生材料自身的部分。在本文所用到的术语“再生塑料材料”是指以常规的方式再生塑料材料，通过使该材料经历一次或多次的研磨、熔融或喷雾(spraying)，从而使得再生材料中不仅在分子方面而且在机械方面相比于材料的原始(非再生)状态发生改变。根据本发明已经确定，即此类材料所产生的磁化率伪影明显依赖所添加的再生材料的比例，最佳为添加约50重量％的再生材料，从而所得材料包含大致等量的非再生塑料材料和再生塑料材料。除了上述元件本身以外，本发明还涉及包括塑料元件的磁共振系统，所述塑料元件具有这种有目的添加的再生塑料材料。本发明还涉及在磁共振图像中降低磁化率伪影的方法，包括以下步骤:制造至少一个上文所述的具有有目的添加的再生塑料材料的塑料元件，和在磁共振系统中在系统内的以下位置处配备此类元件，在所述位置处元件的磁化率会在所得磁共振图像中生成或促进生成磁化率伪影，导致元件的磁导率偏离一，并且用此类磁共振系统采集磁共振数据，和用所采集的数据生成磁共振图像。前述至少一个塑料元件的制造可以通过注射成型，将非再生塑料材料的颗粒和再生塑料材料的颗粒作为混合物提供到注射成型机的输入口来实施。
图1为从连续再生步骤中得到的玻璃纤维Durathan AKV50 (具有50%玻璃纤维的聚酰胺6.6)的平均长度和中值长度的图。图2为幻影(phantom)自身的磁共振图像。图3显示了图2的幻影的四个图像，已经向其中添加了各种类型的塑料材料，解释了磁化率伪影的出现。
具体实施例方式根据本发明可知，有目的有意的在注射成型过程之前向新的塑料材料中加入一定百分比的再生塑料材料大大降低了所得元件或物体的磁化率，其中所述注射成型过程实施用来形成将用于磁共振系统中部件或元件。已经发现新材料和再生材料的磁特性彼此补偿，从而元件或部件作为一个整体具有为I的相对磁导率。在从患者采集磁共振数据期间患者所配戴的听筒的情况中，已经发现在使用Durathan BKV30 (具有30%玻璃纤维的聚酰胺6)时出现最小的磁化率伪影，但仍不是磁化率为零。根据本发明可知，加入目标量的再生材料(最佳为约50重量％)将使所得元件的磁化率降到0，即元件具有为I的磁导率。测试了具有和不具有玻璃纤维的聚酰胺6，以根据本发明选取材料，以及由此量化在降低磁化率伪影方面产生最佳效果的目标材料的数量。首先确定具有玻璃纤维的聚酰胺6比不具有玻璃纤维的聚酰胺6表现出明显更低的伪影，正如上文所述，添加到具有玻璃纤维的新的聚酰胺中的具有玻璃纤维的再生聚酰胺6的最佳值为为50%。所观察到的磁化率伪影降低这一效果的原因被认为是再生过程中发生塑料材料的分子重量的改变与同样由于再生过程而发生的玻璃纤维在长度上的机械改变的组合。对于再生过程(研磨、熔融和喷雾)来说较典型的再加工(reworking)致使塑料改性(sheering)，并且因此降低了分子量，以及缩短了玻璃纤维。然而，分子量的降低的程度通常显著小于玻璃纤维长度的减少。因此，再生Durathan BKV30的机械性能(刚性、耐用性等)主要由残留的玻璃纤维长度来确定。在每个循环步骤中，玻璃纤维的平均值进一步减小。图1在连续再生步骤(lx、2x、3x、4x、5x)中展示了 Durathan AKV50 (具有50%玻璃纤维的聚酰胺6.6)中玻璃纤维的平均长度和中值长度。图2显示了以幻影本身获取的磁共振图像。图3展示了添加了不同类型塑料材料的四个图像A、B、C和D。图A显示了具有BKV白(BKV white)、具有推进剂(propellant)、所有新材料的幻影。图B显示了具有BKV天然(BKV natural)、着色白(colored white)、具有推进物、包含50%研磨(再生)材料的幻影。图C显示了具有BKV天然(BKV natural)、着色白(colored white)、具有推进剂、包含50%(再生)材料的幻影。图D显示了具有BKV天然、具有推进剂、包含全新材料的幻影。为了获取图3中的图像，成袋(sacks)的不同材料添加至图2所示的幻影。如图3所示，图B显示了最少的磁化率伪影，从而表明了前述约50%新材料和50%再生材料的混合达到了最佳效果。尽管本领域的专业技术人员会提出修改和变化，但是发明人意图在本专利中包括那些合理的且恰当的在其为本领域贡献范围之内所有修改和变化。
权利要求
1.磁共振相容性元件,包括: 元件体，其配置用于形成磁共振图像数据采集设备的部件，在所述磁共振图像数据中生成静止的、均匀的、多特斯拉的磁场；并且 所述元件体包括含非再生玻璃纤维的塑料材料和含再生玻璃纤维的塑料材料的混合物，该混合物在使用所述磁共振图像数据采集设备采集的磁共振图像数据所重建的图像中基本上排除所述部件产生磁化率伪影。
2.根据权利要求1所述的元件，其中所述含非再生玻璃纤维的塑料材料和含再生玻璃纤维的塑料材料的混合物向所述元件体给予基本上等于I的磁导率。
3.根据权利要求1所述的元件，其中所述含非再生玻璃纤维的塑料材料和含再生玻璃纤维塑料材料是具有玻璃纤维的聚酰胺6。
4.根据权利要求1所述的元件，其中所述含非再生玻璃纤维的塑料材料和含再生玻璃纤维的塑料材料是具有30%玻璃纤维的聚酰胺6。
5.根据权利要求4所述的元件，其中，所述混合物包含50重量％的具有玻璃纤维的非再生聚酰胺6和50重量％的具有玻璃纤维的再生聚酰胺6。
6.根据权利要求1所述的元件，其中，所述混合物包含50重量％的所述含非再生玻璃纤维的塑料材料和50重量％的所述含再生玻璃纤维的塑料材料。
7.磁共振系统，包括: 磁共振数据采集单元，可操作用于采集检测对象的磁共振数据，所述磁共振数据采集设备包括基本场磁体 ，其生成了静止的、均匀的、多特斯拉的磁场，所述检测对象位于该磁场中，同时从该检测对象采集所述磁共振图像数据； 所述磁共振图像数据采集设备包括元件体，其配置用于形成所述磁共振图像数据采集设备的部件；并且 所述元件体包括含非再生玻璃纤维的塑料材料和含再生玻璃纤维的塑料材料的混合物，该混合物在使用所述磁共振图像数据采集设备采集的磁共振图像数据所重建的图像中基本上排除所述部件产生磁化率伪影。
8.根据权利要求7所述的磁共振系统，其中，所述含非再生玻璃纤维的塑料材料和含再生玻璃纤维的塑料材料的混合物向所述元件体给予基本上等于I的磁导率。
9.根据权利要求8所述的磁共振系统，其中，所述含非再生玻璃纤维的塑料材料和含再生玻璃纤维的塑料材料是具有玻璃纤维的聚酰胺6。
10.根据权利要求9所述的磁共振系统，其中，所述含有非再生玻璃纤维的塑料材料和含再生玻璃纤维塑料材料是具有30%玻璃纤维的聚酰胺6。
11.根据权利要求10所述的磁共振系统，其中，所述混合物包含50重量％的具有玻璃纤维的非再生聚酰胺6和50重量％的具有玻璃纤维的再生聚酰胺6。
12.根据权利要求7所述的磁共振系统，其中，所述混合物包含50重量％的所述含非再生玻璃纤维的塑料材料和50重量％的所述含再生玻璃纤维的塑料材料。
13.制造所述磁共振相容性元件的方法，包括: 将含非再生玻璃纤维的塑料材料的颗粒与含再生玻璃纤维的塑料材料的颗粒混合以形成含有约50重量％的含非再生玻璃纤维的塑料材料和约50重量％的含再生玻璃纤维的塑料材料的混合物；和将所述混合物作为材料输入注射成型机并且，在所述注射成型机中制造元件体，该元件体配置以形成磁共振图像数据采集设备的部件。
14.在磁共振成像中减少磁化率伪影的方法，包括: 配置元件体用于形成磁共振图像数据采集设备的部件，在该磁共振图像数据采集设备中形成静止的、均匀的、多特斯拉的磁场； 从含非再生玻璃纤维的塑料材料和含再生玻璃纤维的塑料材料的混合物形成所述元件体，该混合物在使用所述磁共振图像数据采集设备采集的磁共振图像数据所重建的图像中基本上排除所述部件产生磁化率伪影； 操作该磁共振图像数据采集设备以在所述操作磁共振图像数据采集设备中从物体上采集磁共振图像数据；和 在处理器中由所采集的磁共振图像数据重建物体的磁共振图像，从而形成基本上没有磁化率伪影的重建 磁共振图像。
全文摘要
本发明涉及通过以具有有目的添加的塑料材料或再生塑料材料制造磁共振系统的一个或多个元件而在磁共振图像中显著减少或避免磁化率伪影。
文档编号G01R33/565GK103197270SQ20131000199
公开日2013年7月10日 申请日期2013年1月4日 优先权日2012年1月5日
发明者S.科普尔, K.珀泽尔特, A.普赖斯勒 申请人:西门子公司