用于pet-mr掃描器的分體橋的制作方法

用于pet-mr掃描器的分體橋的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種用于PET-MR掃描器的分體橋。PET-MRI設備包括患者支承組件，其具有用以容納目標的支架、用以附接于支架并使支架選擇性地行進的托架組件以及用以接收支架和托架的后橋。患者支承組件還包括用以接收支架和托架組件并設置用于沿其的平移的前橋，其中，前橋包括第一區段和第二區段，該第二區段與第一區段間隔開，以在鄰近PET-MRI設備的PET檢測器陣列的區域中在第一區段與第二區段之間形成前橋中的間隙。前橋和后橋包括防傾斜軌道組件，其用以與支架和托架組件互相作用以便防止該支架和該托架組件在橫越越過前橋的第一區段與第二區段之間的間隙時傾斜。
【專利說明】用于PET-MR掃描器的分體橋
【技術領域】
[0001]本發明的實施例大體涉及正電子發射斷層掃描(PET)和磁共振(MR)成像，并且更具體地，涉及并入提供患者支承同時減少圖像劣化的分體橋的組合式PET-MR系統。
【背景技術】
[0002]PET成像涉及形成感興趣的目標中的正電子發射放射性核素的斷層掃描圖像。標記有放射性核素的制劑給予定位在檢測器環內的目標。當放射性核素衰減時，從其發射被稱為“正電子”的帶正電荷的光子。當這些正電子行進穿過目標的組織時，它們失去動能并且最終與電子碰撞，從而導致互相湮滅。正電子湮滅導致以近似511keV發射的一對反向傳播的伽馬射線。
[0003]這些伽馬射線由檢測器環的閃爍體檢測。當被伽馬射線撞擊時，每個閃爍體發光，從而使光伏元件(諸如，光電二極管)啟動。來自光生伏打裝置(photovoltaic)的信號作為伽馬射線的入射被處理。當兩個伽馬射線近似同時撞擊反向地定位的閃爍體時，記錄符合。數據分類單元對符合進行處理，以確定哪些是真實符合事件并挑選出代表死時和單個伽馬射線檢測的數據。符合事件被揀選(bin)并整合以形成PET數據的框架，其可被重構為描繪標記有放射性核素 的制劑和/或其代謝物在目標中的分布的圖像。
[0004]MR成像涉及使用磁場和激勵脈沖來檢測具有凈自旋(net spin)的核子的自由感應衰減。當諸如人體組織的物質經受均勻的磁場(偏振場(polarizing field)Btl)時,組織中自旋的單獨磁矩試圖與該偏振場對齊，但是以它們的特性拉莫爾頻率按隨機次序對其進行處理。如果物質或組織經受位于χ-y平面中并接近拉莫爾頻率的磁場(激勵場B1),則凈對齊矩(net aligned moment)或“縱向磁化” Mz可旋轉或“傾斜”到χ-y平面中以產生凈橫向磁矩Mt。在激勵信號B1結束之后通過激勵的自旋發射信號，并且該信號可被接收并處理以形成圖像。
[0005]當利用這些信號來產生圖像時，采用磁場梯度(Gx、Gy和Gz)。典型地，待成像的區域按其中這些梯度根據所使用的具體定位方法變化的測量循環的順序掃描。得到的一組接收的NMR信號被數字化并處理，以利用許多公知的重構技術中的一種重構圖像。
[0006]在組合式PET-MR系統中，需要患者處理系統，以便運送患者進出成像系統的孔洞。患者處理系統包括定位在孔洞內的橋，其延伸通過成像系統的長度，其中，橋提供用于沿其平移以使患者移動穿過成像系統的患者支承平板架或床的路徑和支承。雖然在獨立MR系統中孔洞內的橋的結構和質量對圖像獲取和圖像質量沒有影響，但是在PET-MR系統中并非如此。就是說，與在獨立MR系統中不同，PET-MR系統需要PET檢測器區中的最小質量以便設置用于最佳圖像獲取。具體地，PET檢測器區中的質量使伽馬射線衰減，這減少通向檢測器的PET信號并且使圖像質量(IQ)劣化。
[0007]因此，將合乎需要的是，提供用于在PET-MR系統中使用的橋，其有助于減少圖像質量的劣化。對于橋而言，還將合乎需要的是，提供改進的圖像質量而不損害患者支承功能性和適用性。
【發明內容】

[0008]本發明的實施例提供了并入分體橋的組合式PET-MR系統，其在減少圖像劣化的同時提供患者支承。
[0009]根據本發明的一個方面，一種PET-MR設備包括:磁共振成像(MRI)系統,其具有定位在磁體的孔洞周圍的多個梯度線圈和RF線圈組件，該RF線圈組件聯接于脈沖發生器以發射RF脈沖序列并且布置成從孔洞中的感興趣的目標接收得到的MR信號；以及正電子發射斷層掃描(PET)系統，其具有圍繞環繞孔洞的PET管定位的檢測器陣列，其中，檢測器陣列控制成獲取感興趣的目標的PET發射物。PET-MRI設備還包括患者支承組件，其構造成設置用于感興趣的目標的支承和移動穿過孔洞以實現從感興趣的目標獲取MR信號和PET發射物，其中，患者支承組件包括:支架，其構造成容納感興趣的目標；托架組件，其構造成附接于支架并使支架選擇性地行進穿過孔洞；以及后橋，其構造成接收支架和托架組件并設置用于沿其的平移，后橋從PET管的后緣向外延伸到孔洞的體積的外側。患者支承組件還包括前橋，其構造成接收支架和托架組件并設置用于沿其的平移，其中，前橋安裝于PET管并且還包括從PET管的前緣延伸到孔洞的體積中的第一區段和從PET管的后緣延伸到孔洞的體積中的第二區段，其中，第二區段與第一區段間隔開以便在鄰近PET系統的檢測器陣列的區域中在第一區段與第二區段之間形成前橋中的間隙，并且其中，后橋和前橋包括防傾斜軌道組件，其構造成與支架和托架組件互相作用以便防止該支架和該托架組件在橫越越過前橋的第一區段與第二區段之間的間隙時傾斜。
[0010]根據本發明的另一個方面，一種用于在組合式PET-MRI成像系統中使用的患者支承組件包括:支架，其構造成容納感興趣的目標；低矮外形托架組件(LPCA)，其能夠附接于支架并且構造成驅動支架穿過PET-MRI成像系統的成像體積；以及橋組件,其構造成容納支架和LPCA并設置用于沿其的平移。橋組件包括后橋和前橋，該前橋包括第一區段和第二區段，其中，前橋包括分體橋，其包括在鄰近PET-MRI成像系統的PET檢測器陣列的區域中形成在第一區段與第二區段之間的間隙。橋組件還包括防傾斜軌道組件，其構造成與支架和LPCA互相作用以便防止該支架和該LPCA在橫越越過前橋的第一區段與第二區段之間的間隙時傾斜。
[0011]根據本發明的又一個方面，一種PET-MRI設備包括構造成從感興趣的目標獲取MR信號的磁共振成像(MRI)系統，MRI系統具有定位在磁體的孔洞周圍的多個梯度線圈和聯接于脈沖發生器以發射RF脈沖序列的RF線圈組件。PET-MRI設備還包括正電子發射斷層掃描(PET)系統，其集成到MRI系統中并且具有定位在環繞孔洞的PET管上的PET檢測器，其中，PET檢測器控制成獲取感興趣的目標的PET發射物。PET-MRI設備還包括患者支承組件，其構造成設置用于感興趣的目標的支承和移動穿過孔洞以實現從感興趣的目標獲取MR信號和PET發射物，其中，患者支承組件包括低矮外形托架組件(LPCA)，其構造成驅動患者支架以便設置用于感興趣的目標平移穿過孔洞，其中，LPCA包括形成在其上的一對滑動葉片。患者支承組件還包括橋組件，其構造成設置用于LPCA和支架沿其平移，其中，橋組件包括具有在鄰近檢測器陣列的區域中形成在其中的間隙的分體前橋，并且其中，分體前橋還包括防傾斜軌道組件，其構造成與LPCA上的滑動葉片互相作用以防止LPCA在橫越越過分體前橋中的間隙時傾斜。[0012]一種PET-MRI設備，其包括:磁共振成像(MRI)系統，其具有定位在磁體的孔洞周圍的多個梯度線圈和RF線圈組件，RF線圈組件聯接于脈沖發生器以發射RF脈沖序列并且布置成從孔洞中的感興趣的目標接收得到的MR信號；正電子發射斷層掃描(PET)系統，其具有圍繞環繞孔洞的PET管定位的檢測器陣列，其中，檢測器陣列控制成獲取感興趣的目標的PET發射物；以及患者支承組件，其構造成設置用于感興趣的目標的支承和移動穿過孔洞以實現從感興趣的目標獲取MR信號和PET發射物，患者支承組件包括:支架，其構造成容納感興趣的目標；托架組件，其構造成附接于支架并使支架選擇性地行進穿過孔洞；后橋，其構造成接收支架和托架組件并設置用于沿其的平移，后橋從PET管的后緣向外延伸到孔洞的體積的外側；前橋，其構造成接收支架和托架組件并設置用于沿其的平移，前橋安裝于PET管并且包括:從PET管的前緣延伸到孔洞的體積中的第一區段；以及從PET管的后緣延伸到孔洞的體積中的第二區段，其中，第二區段與第一區段間隔開以便在鄰近PET系統的檢測器陣列的區域中在第一區段與第二區段之間形成前橋中的間隙；并且其中，后橋和前橋包括防傾斜軌道組件，其構造成與支架和托架組件互相作用以便防止支架和托架組件在橫越越過前橋的第一區段與第二區段之間的間隙時傾斜。
[0013]優選地，前橋包括形成在其中的線圈定位區域，其構造成收容MRI系統的線圈矩陣陣列(CMA)，線圈定位區域包括前橋的第一區段和第二區段的互相鄰近的部分并且包括形成在第一區段與第二區段之間的間隙。
[0014]優選地，后橋和前橋中的每一個還包括多個滾柱軸承，其構造成使支架和LPCA組件能夠沿平行于孔洞的軸線的方向平移穿過MRI系統和PET系統。
[0015]優選地，許多多個滾柱軸承定位在前橋的第一區段和第二區段的形成線圈定位區域的部分中，其中，線圈定位區域中的許多滾柱軸承定位成穿過形成在CMA中的開口槽，使得不存在從滾柱軸承到CMA的負載傳遞。
[0016]優選地，前橋還包括一組側向輪，其用于在垂直于支架和托架組件沿前橋的行進的方向上使支架和托架組件側向定位在前橋上。
[0017]優選地，防傾斜軌道組件包括定位在后橋和前橋的相對側的一對防傾斜導軌，一對防傾斜導軌中的每一個包括形成在其上的上凸緣。
[0018]優選地，托架組件還包括構造成使支架和托架組件沿前橋和后橋移動的雙向驅動裝置。
[0019]優選地,患者支承組件還包括構造成支承后橋的后基座結構。
[0020]優選地,患者支承組件還包括能夠在PET管的前緣處附接于前橋的患者托臺。
[0021]一種用于在組合式PET-MRI成像系統中使用的患者支承組件，患者支承組件包括:支架，其構造成容納感興趣的目標；低矮外形托架組件(LPCA)，其能夠附接于支架并且構造成驅動支架穿過PET-MRI成像系統的成像體積；橋組件，其構造成容納支架和LPCA并設置用于沿其的平移，橋組件包括:后橋；前橋，其包括第一區段和第二區段，前橋包括分體橋，分體橋包括在鄰近PET-MRI成像系統的PET檢測器陣列的區域中形成在第一區段與第二區段之間的間隙；以及防傾斜軌道組件，其構造成與支架和LPCA互相作用以便防止支架和LPCA在橫越越過前橋的第一區段與第二區段之間的間隙時傾斜。
[0022]優選地，支架和LPCA均包括形成在其上的滑動葉片，其構造成與防傾斜軌道組件互相作用以防止傾斜。[0023]優選地，防傾斜軌道組件包括形成在前橋的相對側的一對防傾斜導軌，一對防傾斜導軌中的每一個包括凹槽和上凸緣，其中，上凸緣構造成在LPCA和支架橫越越過前橋的第一區段與第二區段之間的間隙時將向下壓力施加到滑動葉片上。
[0024]優選地，橋組件還包括多個滾柱軸承，多個滾柱軸承沿其長度定位并且構造成在支架平移穿過PET-MRI成像系統的成像體積時支承支架。
[0025]優選地，患者支承組件還包括一組安裝塊，其構造成設置用于將前橋的第一區段和第二區段安裝于PET-MRI成像系統的PET管，其中，一組安裝塊嵌入在PET管上，并且將PET管與定位在PET管與感興趣的目標之間的PET管外皮間隔開。
[0026]一種PET-MRI設備，其包括:磁共振成像(MRI)系統，其構造成從感興趣的目標獲取MR信號，MRI系統具有定位在磁體的孔洞周圍的多個梯度線圈和聯接于脈沖發生器以發射RF脈沖序列的RF線圈組件；正電子發射斷層掃描(PET)系統，其集成到MRI系統中并具有定位在環繞孔洞的PET管上的PET檢測器，其中，PET檢測器控制成獲取感興趣的目標的PET發射物；患者支承組件，其構造成設置用于感興趣的目標的支承和移動穿過孔洞以實現從感興趣的目標獲取MR信號和PET發射物，患者支承組件包括:低矮外形托架組件(LPCA)，其構造成驅動患者支架以便設置用于感興趣的目標平移穿過孔洞，LPCA包括形成在其上的一對滑動葉片；橋組件，其構造成設置用于LPCA和支架沿其平移，橋組件包括具有在鄰近檢測器陣列的區域中形成在其中的間隙的分體前橋；并且其中，分體前橋包括防傾斜軌道組件，其構造成與LPCA上的滑動葉片互相作用以防止LPCA在橫越越過分體前橋中的間隙時傾斜。
[0027]各種其它特征和優點將從下列詳細描述和附圖變得顯而易見。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]附圖示出了目前設想用于實施本發明的實施例。
[0029]在附圖中:
圖1是用于與本發明的實施例一起使用的示例性PET-MR成像系統的示意性方框圖。
[0030]圖2是根據本發明的實施例的患者支承組件的透視圖。
[0031]圖3是根據本發明的實施例的并入圖2的患者支承組件的圖1的PET-MR成像系統的側視立面圖。
[0032]圖4是根據本發明的實施例的圖2的患者支承組件的一部分的端視圖。
[0033]圖5是根據本發明的實施例的用于在圖2的患者支承組件中使用的低矮外形(lowprofile)托架組件(LPCA)的透視圖。
[0034]圖6是根據本發明的實施例的圖2的患者支承組件的一部分的透視圖。
[0035]圖7是根據本發明的實施例的包括在圖1和圖3的PET-MR成像系統中的PET管結構的透視圖。
【具體實施方式】
[0036]提供用于在PET-MR系統中使用的患者支承組件。患者支承組件包括其中具有間隙的分體橋，其有助于通過使PET檢測器陣列的區域中的質量最小化而減少PET圖像質量的劣化。防傾斜特征集成到分體橋設計中，其設置用于低矮外形托架組件(LPCA)和支架在PET檢測器陣列的區域中的間隙跨越支承。
[0037]參考圖1，示出了可并入本發明的實施例的示例性混合PET-MR成像系統10的主要構件。系統的操作可從操作員控制臺12控制，操作員控制臺12包括鍵盤或其它輸入裝置13、控制面板14和顯示屏幕16。控制臺12通過鏈路18與單獨的計算機系統20通信，計算機系統20使操作員能夠控制圖像的產生和在顯示屏16上的顯示。計算機系統20包括許多模塊，諸如圖像處理器模塊22、CPU模塊24和存儲器模塊26。計算機系統20還可連接于永久或后備存儲器、網絡，或者可通過鏈路34與單獨的系統控制器32通信。輸入裝置13可包括鼠標、鍵盤、軌跡球、觸摸激活屏幕、光棒或任何相似或等同的輸入裝置，并且可用于交互式幾何形狀規則(geometry prescription)。
[0038]系統控制器32包括互相通信并通過鏈路40連接于操作員控制臺12的一組模塊。系統控制器32通過鏈路34接收指示待執行的掃描序列或多個掃描序列的命令。為了 MR數據獲取，RF傳輸/接收模塊38通過發送描述待產生的多個RF脈沖序列和RF脈沖序列的時序(timing)、強度和形狀的指令、命令和/或請求而命令掃描器48執行期望的掃描序列，以對應于數據獲取窗口的時序和長度。在這點上，傳輸/接收開關44控制數據從RF傳輸模塊38經由放大器46流向掃描器48和從掃描器48流向RF接收模塊38。系統控制器32還連接于一組梯度放大器42，以指示在掃描期間產生的梯度脈沖的時序和形狀。
[0039]由系統控制器32產生的梯度波形指令發送到具有Gx、Gy和Gz放大器的梯度放大器系統42。放大器42可位于掃描器48或系統控制器32的外部,或者可集成在其中。每個梯度放大器激勵大體以50表示的梯度線圈組件中的對應物理梯度線圈，以產生用于空間編碼獲取信號的磁場梯度。梯度線圈組件50形成包括偏振磁體54和RF線圈組件56的磁體組件52的一部分。可選地，梯度線圈組件50的梯度線圈可獨立于磁體組件52。RF線圈組件可包括如示出的整體式RF傳輸線圈56。RF線圈組件的線圈56可構造用于既傳輸又接收，或用于僅傳輸或僅接收。脈沖發生器57可如示出地集成到系統控制器32中，或者可集成到掃描裝備48中，以產生用于梯度放大器42和/或RF線圈組件56的脈沖序列信號或更多個脈沖序列信號。另外，脈沖發生器57可與脈沖序列的產生同步地生成PET數據消隱信號。這些消隱信號可在單獨的邏輯線上生成用于隨后的數據處理。從由患者中的受激核發射的激勵脈沖產生的MR信號可由全身線圈56感測，并且接著經由T/R開關44傳輸到RF傳輸/接收模塊38。MR信號在系統控制器32的數據處理區段68中被解調、濾波和數字化。
[0040]MR掃描在已在數據處理器68中獲取一組或更多組原始k空間數據時完成。該原始k空間數據在操作成將數據變換(通過傅里葉變換或其它技術)成圖像數據的數據處理器68中重構。該圖像數據通過鏈路34傳送至計算機系統20，其中，其存儲在存儲器26中。可選地，在一些系統中，計算機系統20可采取數據處理器68的圖像數據重構和其它功能。響應于從操作員控制臺12接收的命令，存儲在存儲器26中的圖像數據可歸檔在長期存儲器中，或者可由圖像處理器22或CPU24進一步處理，并且傳送至操作員控制臺12，并且呈現在顯示器16上。
[0041 ] 在組合式MR-PET掃描系統中，PET數據可與以上描述的MR數據獲取同時地獲取。因此，掃描器48還包含構造成檢測來自從目標發射的正電子湮滅的伽馬射線的正電子發射檢測器陣列或環70。檢測器陣列70優選地包括布置在門架(gantry)周圍的多個閃爍體和光生伏打裝置。然而，檢測器陣列70可具有用于獲取PET數據的任何合適的結構。另外，檢測器陣列70的閃爍體包、光生伏打裝置和其它電子設備無需與由MR構件54、56施加的磁場和/或RF場隔離。然而，設想本發明的實施例可包括如本領域中已知的這種隔離，或者可與各種其它隔離技術組合。
[0042]由檢測器陣列70檢測的伽馬射線入射由檢測器陣列70的光生伏打裝置變換成電信號并且由一系列前端電子設備72調節。這些調節電路72可包括各種放大器、濾波器和模擬-數字轉換器。由前端電子設備72輸出的數字信號接著由符合處理器74處理，以匹配作為潛在符合事件的伽馬射線檢測。當兩個伽馬射線撞擊彼此大致相對的檢測器時，在不存在隨機噪聲和信號伽馬射線檢測的互相作用的情況下，可能的是在沿檢測器之間的線的某處發生正電子湮滅。因此，由符合處理器74確定的符合被分類為真實符合事件并且最終由數據分類器76整合。來自分類器76的符合事件數據或PET數據由系統控制器32在PET數據接收端口 78處接收，并且存儲在存儲器26中用于隨后處理68。PET圖像接著可由圖像處理器22重構，并且可與MR圖像組合以產生混合結構和代謝或功能圖像。調節電路72、符合處理器74和分類器76均可位于掃描器48或系統控制器32的外部，或者可集成在其中。
[0043]如在圖1中進一步示出的，患者支承組件80包括在PET-MR成像系統10中，以在數據獲取期間將患者支承在成像系統內。患者支承組件80延伸到成像系統10的主磁體孔洞82中，并且延伸穿過成像系統，以使其長度大體平行于孔洞軸線。患者支承組件80使患者能夠相對于成像系統10移動到各個位置，包括在成像系統10的孔洞外側的載入位置和至少一個成像位置，其中，當處于成像位置時，患者的至少一部分定位在成像體積內(即，在孔洞內)。
[0044]現在參考圖2和圖3，示出患者支承組件80的詳細視圖。患者支承組件80包括支承患者并設置用于往來于成像系統10輸送患者的患者床84。患者床84包括基礎結構86和托臺88，托臺88能夠從基礎結構86移除，以使患者能夠從床轉移到PET-MR成像系統10的孔洞82中用于執行成像掃描。托臺88還包括便于托臺移動穿過成像系統10的支架90。根據示例性實施例，支架90構成為薄的Kevlar支架。患者床84的高度可根據需要調節，以便使托臺88適當地定位用于將患者轉移到成像系統10中，使得支架90可從基礎結構86滑出并進入成像系統10。
[0045]患者支承組件80中還包括具有前橋94和后橋96的橋組件92。橋組件92為患者支架90提供路徑以在成像系統10(圖1)的孔洞82內移動并穿過孔洞82以使患者移動到成像系統10內的期望成像位置。根據示例性實施例，后橋96和前橋94具有帶有Kevlar或另一種纖維增強塑料(FRP)的外皮的泡沫芯部的結構，以便提供具有最小材料量并由此最小化由橋廣生的PET裳減的堅固橋。
[0046]如在圖2中看見的，后橋96從成像系統10的后緣98向外延伸，其中，后橋96由后基座結構100支承。前橋94具有分體橋構型，并且包括通過間隙106互相分離的第一區段102和第二區段104。第一區段102的外緣由前橋底座108支承，其中，前橋底座108提供關于第一區段102與其的連接的可調節性。第二區段104的外緣利用后基座結構100裝配并連接于其以便由其支承。第一區段102和第二區段104中的每一個的內緣110直接安裝于成像系統10(即，成像系統的PET管)以便錨固于其，如將在下面更詳細地說明的。[0047]根據本發明的實施例，前橋94的第一區段102和第二區段104中的每一個的內緣110位于成像系統10(圖1)的檢測器陣列70的任一側附近，使得檢測器陣列70與第一區段102和第二區段104之間的間隙106對齊。有益地，檢測器陣列70與前橋94的第一區段102與第二區段104之間的間隙106的對齊最小化檢測器陣列70的區域中的質量，以便由此減少在PET成像期間可由于這種質量的存在而產生的伽馬射線的衰減。由檢測器陣列70中的檢測器接收的PET信號因此被改進，并且最小化圖像品質(IQ)的劣化。
[0048]出于使支架90能夠沿橋組件92平移的目的，低矮外形支架組件(LPCA) 112還包括在患者支承組件80中。LPCA112由雙向驅動裝置114驅動，雙向驅動裝置114包括用于沿橋組件92的長度推進LPCA112的一對傳動帶116，其中，帶在間隙106上面延伸，使得LPCAl 12和支架90甚至在橫越間隙106時繼續由雙向驅動裝置驅動。如圖2所示，LPCA112最初可定位在后橋96的遠端處。當患者出于成像掃描的目的經由患者床84輸送至PET-MR成像系統10時，LPCAl 12由雙向驅動裝置114沿后橋96并沿前橋94驅動以接近患者床84。LPCAl 12與患者托臺88的支架90接觸，使得使鉤118或相似類型的鎖定機構接合支架90上的容器或接收機構(未示出)。在將LPCA112固定于支架90之后，LPCAl 12和支架90可根據要求沿橋組件92平移，以使患者定位在成像系統10的孔洞82內的多個成像位置。
[0049]如圖2所示，后橋96和前橋94均包括多個豎直地定向的滾柱軸承或輪120，其沿前橋94和后橋96的長度隔開，用于在其沿整個掃描范圍平移期間支承支架90和LPCA112，其中，成對的間隔開的滾柱軸承120沿前橋94和后橋96的長度定位。根據本發明的一個實施例，許多水平定向的錐形輪122 (或相似引導裝置)還在選定位置處包括在后橋96和前橋94上。水平定向的錐形輪122用于協助使支架90和LPCA112側向地定位在橋組件92上，使得支架90和LPCA112保持定心在橋組件92上。
[0050]仍參考圖2，看見前 橋94的第一區段102和第二區段104中的每一個在緊挨著間隙106的相應第一區段102和第二區段104的內緣110附近的區域中包括其中的切除區域或部分124。前橋94的第一區段102和第二區段104的切除區域124共同形成用于收容PET-MR成像系統10的線圈矩陣陣列(CMA)(未示出)的區域。為了協助LPCA112和支架90橫越越過切除區域124并橫跨間隙106，豎直地定向的滾柱軸承或輪120在第一區段102和第二區段104的切除區域124中包括在前橋94上。根據示例性實施例，六個滾柱軸承120在對應于CMA中的開口槽的位置處定位在第一區段102和第二區段104的切除區域124中。通過使滾柱軸承120定位在穿過CMA上的開口槽的位置處，防止任何負載從軸承轉移到CM。
[0051]如在上面指示的，具有通過間隙106與第二區段104分離的第一區段102的作為分體橋的前橋94的結構導致PET檢測器陣列70的區域中的最小質量，使得最小化通過可減少通向檢測器陣列70的PET信號的橋組件的、伽馬射線的任何不必要的衰減，并且防止圖像質量的任何劣化。然而，認識到前橋94的第一區段102與第二區段104之間的間隙106的存在可導致關于橫越前橋94的LPCA112和支架90的問題。就是說，因為LPCA112的長度較短，所以存在LPCA112在跨越間隙106時傾斜并落入間隙106中的傾向。為了防止LPCAl 12和/或支架90在其越過間隙106時的這種傾斜，包括防傾斜導軌128的防傾斜軌道組件126設置在前橋94和后橋96上，其與LPCA112和支架90互相作用以防止其傾斜。如圖2所示，前橋94上的軌道128從第一區段102延伸到第二區段104，以便在間隙106上面延伸。
[0052]在圖4和圖5中示出前橋94和后橋96上的防傾斜軌道128以及軌道128與LPCAl 12和支架90的互相作用的更詳細視圖。根據示例性實施例，軌道128中的每一個包括上凸緣130、用于將軌道128緊固于橋94、96的下區段132以及凹槽134，凹槽134充當遍及橋組件92的長度的夾緊防護部和溢流收集器(spill collector)用于在與LPCA112和支架90互相作用時容納溢流。軌道的構件因此形成將LPCA112和支架90接收在其中的凹槽134。根據一個實施例，一組可調節的定位球塞136沿凸緣130的下側設置在防傾斜軌道128上，以便控制和防止LPCAl 12和/或支架90的傾斜。前橋94和后橋96上的防傾斜軌道128的一個可選實施例在圖6中示出，其中，防傾斜軌道128的凸緣130上的可調節的定位球塞由形成在防傾斜軌道128的凸緣130上的多個滾柱或輪138替換。
[0053]再次參考圖4和圖5，支架90和LPCA112中的每一個包括形成在其相對側的滑動葉片140，其與防傾斜軌道128上的凸緣130互相作用。根據一個實施例，滑動葉片140由高潤滑材料(諸如，超高分子量聚乙烯(UHWM)或相似的合適材料)形成，使得在滑動葉片140與防傾斜軌道128上的凸緣130之間存在最小摩擦量。大體上，LPCAl 12和支架90在雙向驅動裝置114(圖2)使它們橫越越過橋組件92上的滾柱軸承120(圖2)時沿橋組件92上的滾柱軸承120滾動。然而，當LPCA112橫跨間隙106時，LPCAl 12可開始傾斜，這是因為不存在用以支承LPCA112的滾柱軸承120或橋92。因此，當LPCA112橫越前橋94的第一區段102與第二區段104之間的間隙106并趨于傾斜時，凸緣130上的可調節的定位球塞(或滾柱)136/138試圖通過下壓LPCA112上的滑動葉片140而使LPCA112保持筆直。凸緣130和其上的可調節的定位球塞/滾柱136/138因此防止LPCA112的任何傾斜并在其橫越跨過間隙106時提供L PCAl 12的間隙106控制。
[0054]現在參考圖7，根據本發明的實施例，更詳細地示出前橋94安裝于PET-MR成像系統10。包括在PET-MR成像系統10中的PET管結構142的截面在圖7中示出，其中，PET管結構142包括形成在孔洞82周圍的PET管144。PET管外皮146還包括在PET管結構142中，并且定位在PET管144與正在成像的患者之間。根據示例性實施例，PET管結構142還包括安裝塊148，安裝塊148在其中前橋94 (圖2)的第一區段102和第二區段104將固定于PET管144的區域中嵌入在PET管144上(即，安裝塊148定位在檢測器陣列70的相對側中的每一個并與其鄰近)。安裝塊148構造成將PET管144與PET管外皮146間隔開，其中，PET管144與PET管外皮146間隔開提供了其間的隔熱。PET管144與PET管外皮146的分離和由其提供的隔熱實現了在PET-MR成像系統10操作期間降低PET管外皮146的溫度，由此提高在掃描期間的患者安全性和舒適性。
[0055]PET管結構142中的安裝塊148設置用于將前橋94(圖2)的第一區段102和第二區段104錨固于PET管144。根據一個實施例，安裝塊148均包括形成在其中的螺紋孔150，其中，PET管外皮146具有與螺紋孔150對齊的其中的開槽孔152。安裝塊148上的螺紋孔150構造成接收例如MlO Delrin螺釘(未示出)，其中，球形墊圈(未示出)用于將前橋94的第一區段102和第二區段104安裝于PET管144。前橋94的第一區段102和第二區段104因此可經由安裝塊148附于PET管144，其中，除了該安裝之外，在前橋94與PET管外皮146之間未進行接觸。
[0056]有益地，本發明的實施例因此提供了用于在PET-MR系統中使用的分體橋，其通過最小化PET檢測器陣列的區域中的質量而有助于減少PET圖像質量的劣化，以便由此減少在PET成像期間可由于這種質量的存在而產生的伽馬射線的衰減。防傾斜特征集成到分體橋設計中，該防傾斜特征設置用于支持LPCA和支架跨越在PET檢測器陣列的區域中的分體橋中的間隙。防傾斜特征提供了防傾斜支承、溢流收集器和夾緊防護功能性。CMA負載傳遞/傳輸的防止以及支架和LPCA的側向引導還借助于分體橋設計以及支架和LPCA的設計來完成。
[0057]因此，根據本發明的一個實施例，PET-MR設備包括:磁共振成像(MRI)系統，其具有定位在磁體的孔洞周圍的多個梯度線圈和RF線圈組件，該RF線圈組件聯接于脈沖發生器以發射RF脈沖序列并且布置成從孔洞中的感興趣的目標接收得到的MR信號；以及正電子發射斷層掃描(PET)系統，其具有圍繞環繞孔洞的PET管定位的檢測器陣列，其中，檢測器陣列控制成獲取感興趣的目標的PET發射物。PET-MRI設備還包括患者支承組件，其構造成設置用于感興趣的目標的支承和移動穿過孔洞以實現從感興趣的目標獲取MR信號和PET發射物，其中，患者支承組件包括:支架，其構造成容納感興趣的目標；托架組件，其構造成附接于支架并使支架選擇性地行進穿過孔洞；以及后橋，其構造成接收支架和托架組件并設置用于沿其的平移，后橋從PET管的后緣向外延伸到孔洞的體積的外側。患者支承組件還包括前橋，其構造成接收支架和托架組件并設置用于沿其的平移，其中，前橋安裝于PET管并且還包括從PET管的前緣延伸到孔洞的體積中的第一區段和從PET管的后緣延伸到孔洞的體積中的第二區段，其中，第二區段與第一區段間隔開以便在鄰近PET系統的檢測器陣列的區域中在第一區段與第二區段之間形成前橋中的間隙，并且其中，后橋和前橋包括防傾斜軌道組件，其構造成與支架和托架組件互相作用以便防止該支架和該托架組件在橫越越過前橋的第一區段與第二區段之間的間隙時傾斜。
[0058]根據本發明的另一個實施例，用于在組合式PET-MRI成像系統中使用的患者支承組件包括:支架，其構造成容納感興趣的目標；低矮外形托架組件(LPCA)，其能夠附接于支架并且構造成驅動支架穿過PET-MRI成像系統的成像體積；以及橋組件,其構造成容納支架和LPCA并設置用于沿其的平移。橋組件包括后橋和前橋，該前橋包括第一區段和第二區段，其中，前橋包括分體橋，其包括在鄰近PET-MRI成像系統的PET檢測器陣列的區域中形成在第一區段與第二區段之間的間隙。橋組件還包括防傾斜軌道組件，其構造成與支架和LPCA互相作用以便防止該支架和該LPCA在橫越越過前橋的第一區段與第二區段之間的間隙時傾斜。
[0059]根據本發明的又一個實施例，PET-MRI設備包括構造成從感興趣的目標獲取MR信號的磁共振成像(MRI)系統，MRI系統具有定位在磁體的孔洞周圍的多個梯度線圈和聯接于脈沖發生器以發射RF脈沖序列的RF線圈組件。PET-MRI設備還包括正電子發射斷層掃描(PET)系統，其集成到MRI系統中并且具有定位在環繞孔洞的PET管上的PET檢測器，其中，PET檢測器控制成獲取感興趣的目標的PET發射物。PET-MRI設備還包括患者支承組件，其構造成設置用于感興趣的目標的支承和移動穿過孔洞以實現從感興趣的目標獲取MR信號和PET發射物，其中，患者支承組件包括低矮外形托架組件(LPCA)，其構造成驅動患者支架以便設置用于感興趣的目標平移穿過孔洞，其中，LPCA包括形成在其上的一對滑動葉片。患者支承組件還包括橋組件，其構造成設置用于LPCA和支架沿其平移，其中，橋組件包括具有在鄰近檢測器陣列的區域中形成在其中的間隙的分體前橋，并且其中，分體前橋還包括防傾斜軌道組件，其構造成與LPCA上的滑動葉片互相作用以防止LPCA在橫越越過分體前橋中的間隙時傾斜。
[0060]該書面的描述使用實例以公開本發明(包括最佳模式)，并且還使本領域技術人員能夠實踐本發明(包括制造和使用任何裝置或系統并且執行任何并入的方法)。本發明的可專利范圍由權利要求限定，并且可包括本領域技術人員想到的其它實例。如果這些其它實例具有不與權利要求的字面語言不同的結構元件，或者如果這些其它實例包括與權利要求的字面語言無顯 著差別的等同結構元件，則這些其它實例意圖在權利要求的范圍內。
【權利要求】
1.一種PET-MRI設備，其包括: 磁共振成像(MRI)系統，其具有定位在磁體的孔洞周圍的多個梯度線圈和RF線圈組件，所述RF線圈組件聯接于脈沖發生器以發射RF脈沖序列并且布置成從所述孔洞中的感興趣的目標接收得到的MR信號； 正電子發射斷層掃描(PET)系統，其具有圍繞環繞所述孔洞的PET管定位的檢測器陣列，其中，所述檢測器陣列控制成獲取所述感興趣的目標的PET發射物；以及 患者支承組件，其構造成設置用于所述感興趣的目標的支承和移動穿過所述孔洞以實現從所述感興趣的目標獲取所述MR信號和所述PET發射物，所述患者支承組件包括: 支架，其構造成容納所述感興趣的目標； 托架組件，其構造成附接于所述支架并使所述支架選擇性地行進穿過所述孔洞； 后橋，其構造成接收所述支架和所述托架組件并設置用于沿其的平移，所述后橋從所述PET管的后緣向外延伸到所述孔洞的體積的外側； 前橋，其構造成接收所述支架和所述托架組件并設置用于沿其的平移，所述前橋安裝于所述PET管并且包括: 從所述PET管的前緣延伸到所述孔洞的體積中的第一區段；以及從所述PET管的后緣延伸到所述孔洞的體積中的第二區段，其中，所述第二區段與所述第一區段間隔開以便在鄰近所述PET系統的檢測器陣列的區域中在所述第一區段與所述第二區段之間形成所述前橋中的間隙；并且 其中，所述后橋和所述前橋包括防傾斜軌道組件，其構造成與所述支架和所述托架組件互相作用以便防止所述支架和所述托架組件在橫越越過所述前橋的第一區段與第二區段之間的間隙時傾斜。
2.根據權利要求1所述的PET-MRI設備，其特征在于，所述前橋包括形成在其中的線圈定位區域，其構造成收容所述MRI系統的線圈矩陣陣列(CMA)，所述線圈定位區域包括所述前橋的第一區段和第二區段的互相鄰近的部分并且包括形成在所述第一區段與所述第二區段之間的間隙。
3.根據權利要求2所述的PET-MRI設備，其特征在于，所述后橋和所述前橋中的每一個還包括多個滾柱軸承，其構造成使所述支架和所述LPCA組件能夠沿平行于所述孔洞的軸線的方向平移穿過所述MRI系統和所述PET系統。
4.根據權利要求3所述的PET-MRI設備，其特征在于，許多所述多個滾柱軸承定位在所述前橋的第一區段和第二區段的形成所述線圈定位區域的部分中，其中，所述線圈定位區域中的所述許多滾柱軸承定位成穿過形成在所述CMA中的開口槽，使得不存在從所述滾柱軸承到所述CMA的負載傳遞。
5.根據權利要求1所述的PET-MRI設備，其特征在于，所述前橋還包括一組側向輪，其用于在垂直于所述支架和所述托架組件沿所述前橋的行進的方向上使支架和托架組件側向定位在所述前橋上。
6.根據權利要求1所述的PET-MRI設備，其特征在于，所述防傾斜軌道組件包括定位在所述后橋和所述前橋的相對側的一對防傾斜導軌，所述一對防傾斜導軌中的每一個包括形成在其上的上凸緣。
7.根據權利要求1所述的PET-MRI設備，其特征在于，所述托架組件還包括構造成使所述支架和所述托架組件沿所述前橋和所述后橋移動的雙向驅動裝置。
8.根據權利要求1所述的PET-MRI設備，其特征在于，所述患者支承組件還包括構造成支承所述后橋的后基座結構。
9.根據權利要求1所述的PET-MRI設備，其特征在于，所述患者支承組件還包括能夠在所述PET管的前緣處附接于所述前橋的患者托臺。
10.一種用于在組合式PET-MRI成像系統中使用的患者支承組件，所述患者支承組件包括: 支架，其構造成容納感興趣的目標； 低矮外形托架組件(LPCA)，其能夠附接于所述支架并且構造成驅動所述支架穿過所述PET-MRI成像系統的成像體積； 橋組件，其構造成容納所述支架和所述LPCA并設置用于沿其的平移，所述橋組件包括: 后橋； 前橋，其包括第一區段和 第二區段，所述前橋包括分體橋，所述分體橋包括在鄰近所述PET-MRI成像系統的PET檢測器陣列的區域中形成在所述第一區段與所述第二區段之間的間隙；以及 防傾斜軌道組件，其構造成與所述支架和所述LPCA互相作用以便防止所述支架和所述LPCA在橫越越過所述前橋的第一區段與第二區段之間的間隙時傾斜。
【文檔編號】A61B6/03GK103445779SQ201310208561
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年5月30日 優先權日:2012年5月30日
【發明者】K.M.梅農, S.M.烏杜帕, R.薩胡, E.埃馬奇, J.L.菲爾普斯 申請人:通用電氣公司