專利名稱：具有pet單元的磁共振設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種磁共振設備，具有一梯度線圈和一用于檢測正電子發射 斷層成像數據的PET單元，其中，所述PET單元包括一個上面布置有至少 一個PET檢測器的撐管，所迷撐管布置在所述梯度線圈內部。
背景技術：
在過去的幾年中，除磁共振斷層成像(MR)外，正電子發射斷層成像 (PET)在醫學診斷領域也越來越多地得到廣泛使用。MR涉及的是一種用于 顯示人體內部結構和片層圖像的成像方法，PET則使活體內新陳代謝活動的 可視化和量化成為可能。
PET充分利用正電子發射體和正電子湮滅的特性來從量上確定器官或 細胞區的功能。病人在接受檢查之前服用一種用放射性核素做標記的相應的 放射性藥物。放射性核素衰變時發射正電子，這些正電子短時間后與電子相 互作用，從而出現所謂的湮滅現象。此過程中產生兩個朝相反方向(即偏移 180° )飛離的伽馬量子。兩個位置相對的PET檢測模塊在一特定時間窗口 內對這兩個伽馬量子進行檢測(符合測量)，借此確保發生湮滅的位置處于 兩個檢測器模塊之間的連接線上。
為能進行檢測，進行PET時，檢測模塊通常情況下必須覆蓋機架孤長 的大部分。檢測模塊被分成復數個邊長僅為幾毫米的檢測元件。每個檢測元 件在檢測到伽馬量子時產生一份表明時間和驗證位置(即相應的檢測元件)的事件記錄。這些信息被傳輸到高速邏輯電路上進行比較。如果在最大的時 間間隔內有兩個事件同時發生，就可認為兩個相應檢測元件之間的連4妄線上 發生了伽馬衰變過程。PET圖像的重建通過層析算法(即所謂的背投法)而 實現。
在一個設備內部同時進行MR檢查和PET檢查是有利的。借此可在一 次測量過程中既獲取形態學上的MR數據，又測定PET數據。這就需要將 PET檢測器布置在MR設備內部，以便^吏成像體積以理想方式發生重合。舉 例而言，PET檢測器可布置在位于MR設備內部的支撐結構(撐管、機架) 上。例如，可以是60個檢測器呈環狀布置在撐管上。這些檢測器可整合成 檢測塊，其中須為每個檢測器設置制冷終端和供電線。這些組件同樣須布置 在MR設備內。另外還須存在一定數量的同樣布置在MR設備內的信號處理 單元。這些信號處理單元通過供電線與檢測器相連，用于進行信號處理。
無論是PET檢測器還是信號處理單元，通常需要在其上面進行維護操 作。在此過程中，相關單元和檢測器可能需要進行更換，或者出于維修目的 必須可被移除和被接觸到。進行此類維護工作時，應盡量避免對設備的其它 部位，尤其是對未涉及到的PET檢測器和信號處理單元產生影響。
發明內容
本發明的目的是提供一種具有一 PET單元的磁共振設備，可以簡單方 式在所述PET單元上進行維護操作。
這個目的通過一種根據權利要求l所述的磁共振設備而達成。從屬權利 要求的方案是有利實施方式。
采用本發明一種實施方案的磁共振設備包括一個用于獲取磁共振數據 和正電子發射斷層成像數據的PET單元。此外，所述磁共振設備還包括一個磁體和一個梯度線圈，其中，PET單元包括一個撐管，撐管上布置有至
少一個PET檢測器，撐管布置在梯度線圈內部。撐管可移動地安裝在磁共 振設備內部，使得通過撐管的移動能夠接觸到PET檢測器。通過撐管的可 移動安裝方式，無需拆卸磁共振設備即可對PET檢測器進行維護。通過這 種方式，特定而言可縮短必要的維護時間，提高可重復性。可在很大程度上 避免維護結束后復雜的校準程序。
根據本發明的一種有利實施方式，梯度線圈與撐管之間布置有至少一個 滑動軸承。設置軸承是可以實現撐管移動的一種簡單方案。實現移動的同時 還可實現對撐管的導引，在此情況下，維護結束后撐管可重新回復至起始位 置。借此確保經過維護的PET檢測器可重新回到其原始位置。
根據本發明的一種有利實施方式，所述磁共振設備包括一個滑軌，所述 滑軌通過支承元件與撐管的一個在撐管移動過程中逐漸遠離磁共振設備的 末端相連。借此可在撐管移動過程中實現對撐管的附加導引。特定而言可減 小位于磁共振設備內部的軸承所受到的作用力。
根據本發明的一種有利實施方式，所述滑軌具有一個用于容置一個延長 部的連接點，支承元件可在撐管移動過程中進入所述延長部。這樣就可將滑 軌實施得相對較短，從而使滑軌在正常工作過程中可完全位于磁共振設備的 內部。只有在維護時才需將磁共振設備打開，將延長部裝上，通過移動使撐 管至少部分伸出在磁共振設備外面。
根據本發明的一種有利實施方式，所述磁共振設備包括至少一個布置在 撐管上的用于處理PET信號的處理單元，所述處理單元布置在撐管的在撐 管移動過程中逐漸遠離磁共振設備的末端上。處理單元優選不布置在磁體和 梯度線圈內部，這樣在選擇結構類型時，就可降低對實施方案的小型化要求。磁共振設備的位于梯度線圈內部的部件必須實施為小尺寸組件，以便將患者 檢查腔的直徑最大化。
根據本發明的一種有利實施方式，所述磁共振設備包括一個外殼，所述
外殼包括至少兩個外殼部件，其中，所述外殼部件以可分離的方式彼此相連， 且設計為，當第一外殼部件被移除時可實現撐管的移動。通過可移除外殼部 件可在磁共振設備處于工作狀態時將位于撐管末端的元件(例如處理單元和 滑軌)隱藏起來。進行維護時可簡單地將外殼部件移除，再從磁共振設備中 抽出撐管。
根據本發明的一種有利實施方案，撐管與梯度線圈之間布置有一個激勵 線圈，所述激勵線圈的布置方式使其可隨撐管一起發生移動。
根據權利要求l所述的磁共振設備，其中，撐管內側布置有一個高頻輻 射屏蔽裝置，所述屏蔽裝置的布置方式使其可隨撐管一起發生移動。
下面借助實施例和附圖對本發明的其他優點和實施方式進行說明，其
中
圖1為MR-PET組合設備的示意圖2為本發明處于備用狀態的優選實施方式； 圖3為本發明處于維護操作的實施方式；以及 圖4為本發明的替代性實施方式。
具4本實施方式
本發明的實施例優選應用在組合式MR-PET設備上。組合式設備的優勢 在于，以等中心方式既可獲得MR數據，又可獲得PET數據。借此可通過第 一醫學成像設備(PET)的數據精確定義位于感興趣區內的待檢體積，并在 另一醫學成像設備(例如磁共振)中對這些信息加以利用。雖然可將感興趣區的體積信息從外部PET設備傳輸到MR設備上，但這會增加數據記錄。所 有可以用磁共振或其他成像方法確定的數據通常都可在以PET數據集為基 礎選定的感興趣區上加以測定。舉例而言，除光譜數據外，通過在感興趣區 內進行磁共振檢查，還可獲得fMR數據、彌散圖、Tl或T2加權圖像或定量 參數圖。也可采用計算機斷層成像的方法(例如灌注測量、雙能成像)或X 射線透視檢查法。上述方法的優點在于，借助PET數據集可極為明確地將 感興趣區縮減至患者所特有的病變區。
此外，通過使用多種示蹤劑，還可在PET數據集中表示不同的生物學 特性，從而對感興趣區和通過感興趣區而確定的體積進行進一步優化，或者 同時選出復數個需要在后續檢查中加以分析的不同待檢體積。
圖1顯示的是已知的用于疊生MR圖像和PET圖像的裝置1。裝置1由 一個已知的MR管狀機架2構成。MR管狀機架2所定義的縱向z與圖1的 繪圖平面正交。
如圖1所示，MR管狀機架2內部同軸布置有復數個PET檢測單元3, 這些PET檢測單元成對地相對布置在縱向z周圍。PET檢測單元3優選由 一個放大電路(AMP) 6和一個具有前置式LSO晶體4陣列的APD光電二 極管陣列5構成。但本發明并不局限于具有APD光電二極管陣列5和前置 式LSO晶體4陣列的PET檢測單元3，也可用其他類型的光電二極管、晶
體和裝置來進行檢測。
用于疊生的MR圖像和PET圖像的圖像處理通過計算機7而實現。 MR管狀機架2沿其縱向z定義一圓柱形第一視場。復數個PET檢測單 元3沿縱向z定義一圓柱形第二視場。根據本發明，PET檢測單元3的第二 視場與MR管狀機架2的第 一視場基本一致。其實現方式是對PET檢測單元3沿縱向Z的布置密度進行調節。
圖2顯示的是MR設備201的剖視圖。這個MR設備由一管狀外殼203 構成，所述外殼具有一個位于中間的患者檢查腔205。出于檢查目的，可將 一患者檢查臺207送入患者檢查腔205內。此處僅對患者檢查臺207進行了 局部圖示。外殼內部布置有一個環形磁4本209。磁4本209內部布置有一個梯 度線圈211。梯度線圈211內部布置有一個撐管213。撐管213上存在復數個 內部安裝有PET檢測器217的凹槽215。撐管213的末端存在復數個信號處 理單元219，這些信號處理單元通過電線221與PET檢測器M7相連。
也可提供PET檢測器217的冷卻裝置(此處出于清楚起見未對其進行圖 示)。冷卻管可靠近信號處理單元219布置。冷卻管可與電線221平行布置。
撐管213同樣包括MR設備通常所具有的激勵線圈的電子組件(未圖 示)。將激勵線圈整合在撐管213內部這一實施方案可使PET檢測器217有
利地具有緊湊結構。
撐管213與梯度線圈211之間布置有復數個軸承222。可沿撐管213的 圓周設置復數個軸承222。這些軸承可實施為滑動軸承或滾動軸承。也可孑吏 用其他類型的軸承。撐管213既不與梯度線圈211固定相連，也不與外殼203 固定相連，因此，撐管可沿水平方向發生相對于梯度線圈211的移動。為保 持撐管213的位置，設置有一支承元件225，支承元件與一環形件227相連。 環形件227又與撐管213相連，因此，撐管213由支承元件"5支承。支承 元件225在其下端包括一個滑動單元"9,滑動單元可在一滑軌231中沿水 平方向運動。滑軌231、滑動單元229和環形件2Z7均布置在外殼203內部。
圖3顯示的是處于開啟狀態的MR設備201。外殼203實施為兩部分。 第一外殼部件203a包括磁體磁體209和梯度線圈"1。第二外殼部件203b可移除，此處所示即處于移除狀態。將第二外殼部件203b移除后，就能夠 沿水平方向從梯度線圈211中抽出撐管213。在此過程中，軸承222和滑動 單元229位于遠離MR設備的一個末端232上，并用于導引撐管213，從而 使撐管的移動得到簡化。滑軌231上可安裝一個延長部233，滑動單元229 一離開滑軌231即可容置于所述延長部中。
撐管213被抽離外殼部件203a的程度足以使PET檢測器217被接觸到。 借此可對PET檢測器217、電線221和信號處理單元219實施維護工作。也 可對這些組件進行更換。為說明這一問題，附圖對處于移除狀態的一個PET 檢測器217' 、 ""^艮電線221'和一個信號處理單元219'進行了圖示。
軸承222和滑動單元229與滑軌231和延長部233 —起用于對撐管213 進行導引。撐管213發生移動后，必須使其精確回復至起始位置，因為撐管 213在MR設備201內部的定位非常重要。
本發明的實施例的優點在于，只需斷開待維護和/或待更換PET檢測器 217的電氣和機械連接。借此可加快維護速度，減小發生故障的可能性。通 過使用凹槽215， PET檢測器217即便在更換時也能保持彼此相對位置。借 此可在很大程度上避免采取復雜的校準措施。
作為替代方案，可在支承元件225上設置滾子來代替具有相應滑動單元 229的滑軌231。此時可通過軸承222實現對撐管213的導引，從而避免撐管 213發生扭曲。也可使用其他類型的支承元件225。
圖4顯示的是本發明的替代性實施方式。之前實施為固定安裝的軸承222 在此實施為可移除。將撐管213插入梯度線圏211后，可將軸承222移除。 軸承222對撐管213的支承作用在這種實施方式中是通過一支承元件241而 實現的。支承元件241固定在磁體209上，在軸承222 ^^移除的情況下，用于朝磁體209的相反方向為撐管213提供支承作用。其優點在于，實現對撐 管213的支承，不需要梯度線圈211與撐管213之間發生直接的物理接觸。 因此，梯度線圈211在工作過程中所產生的振動只能通過空氣在梯度線圏211 與撐管213之間的間隙中傳播，即程度有限。
當軸承222安裝后，就可以類似于圖2和圖3所示實施例的方式將撐管 213抽出。為此目的，撐管213與支承元件214之間的連接是可解除的。
在所示實施例中，設置有布置在撐管213內部的分立式體線圈243。所 述體線圈通過其他支承元件245支承在撐管213上。梯度線圈211和撐管213 的內部分別設置有一個高頻(HF)屏蔽裝置247。在將體線圈243支承在撐 管213上以及將HF屏蔽裝置247安裝在撐管213上的情況下，在對PET檢 測器217進行過維護操作后，體線圈243相對于其屏蔽裝置247的位置并不
會發生改變，這樣就無需進行重新校準。
體線圈243的這種實施方案也可通過圖2和圖3所示的實施方式而實現。
圖2和圖3所示的將4本線圈整合在撐管213內部的實施方案也可替換成此處
所示的用支承元件241進行支承的實施方案。
權利要求
1.一種磁共振設備，具有一個梯度線圈(211)和一個用于獲取正電子發射斷層成像數據的PET單元，其中，所述PET單元包括一個撐管(213)，所述撐管上布置有至少一個PET檢測器(217，217′)，所述撐管(213)布置在所述梯度線圈(211)內部，其特征在于，所述撐管(213)可移動地安裝在所述磁共振設備內部，使得通過所述撐管的移動能接觸到所述PET檢測器(217，217′)。
2. 根據權利要求l所述的磁共振設備，其中， 所述梯度線圈與所述撐管("3)之間布置有至少一個滑動軸承。
3. 根據權利要求l所述的磁共振設備，其中， 所述梯度線圈與所述撐管之間布置有至少一個滾動軸承。
4. 根據權利要求l、 2或3所述的磁共^泉設備，還包括一個滑軌(229), 所述滑軌通過一支承元件(225)與所述撐管(2")的一個在所述撐管移動 過程中逐漸遠離所述磁共振設備的末端相連。
5. 根據權利要求4所述的磁共振設備，其中，所述滑軌具有一個用于容置一延長部的連接點，所述支承元件可在所述 撐管(213)的移動過程中進入所述延長部。
6. 根據上述權利要求中任一項權利要求所述的磁共振設備，還包括至 少一個布置在所述撐管(213)上的用于處理PET信號的信號處理單元，所 述信號處理單元布置在所述撐管(213)的在所述撐管移動過程中逐漸遠離 所述磁共振設備的末端(232)上。
7. 根據上迷權利要求中任一項權利要求所述的磁共纟展設備，還包括一個外殼(203)，所述外殼包括至少兩個外殼部件U03a, 203b)，其中，所述 外殼部件(203a, 203b)以可分離的方式彼此相連，且設計為當第一外殼部 件(203b)被移除時，可實現所述撐管(213)的移動。
8. 根據上述權利要求中任一項權利要求所述的磁共振設備，其中， 所述撐管(213)具有復數個用于容置PET檢測器(2n， 2H')的凹槽(215)。
9. 根據上述權利要求中任一項權利要求所述的磁共振設備，其中， 所述撐管(213)與所述梯度線圈(2U)之間布置有一激勵線圈，所迷激勵線圈的布置方式使其可隨所述撐管(213) —起移動。
10. 根據上迷權利要求中任一項權利要求所述的磁共振設備，其中， 所述撐管(213)的內側布置有一高頻輻射屏蔽裝置，所述屏蔽裝置的布置方式使其可隨所述撐管(213) —起移動。
全文摘要
一種磁共振設備，具有一個梯度線圈和一個用于檢測正電子發射斷層成像數據的PET單元，其中，所述PET單元包括一個撐管，所述撐管上布置有至少一個PET檢測器。所述撐管布置在所述梯度線圈內部，且以可移動的方式進行安裝，通過所述撐管的移動能夠接觸到所述PET檢測器。通過這種方式可在實施維護工作時輕松簡單地接觸到所述PET檢測器。
文檔編號G01R33/44GK101526595SQ20091011828
公開日2009年9月9日 申請日期2009年3月3日 優先權日2008年3月3日
發明者斯蒂芬·斯托克, 詹姆斯·科貝爾 申請人:西門子公司