专利名称：具有pet单元的磁共振设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种磁共振设备，具有一梯度线圈和一用于检测正电子发射 断层成像数据的PET单元，其中，所述PET单元包括一个上面布置有至少 一个PET检测器的撑管，所迷撑管布置在所述梯度线圈内部。
背景技术：
在过去的几年中，除磁共振断层成像(MR)外，正电子发射断层成像 (PET)在医学诊断领域也越来越多地得到广泛使用。MR涉及的是一种用于 显示人体内部结构和片层图像的成像方法，PET则使活体内新陈代谢活动的 可视化和量化成为可能。
PET充分利用正电子发射体和正电子湮灭的特性来从量上确定器官或 细胞区的功能。病人在接受检查之前服用一种用放射性核素做标记的相应的 放射性药物。放射性核素衰变时发射正电子，这些正电子短时间后与电子相 互作用，从而出现所谓的湮灭现象。此过程中产生两个朝相反方向(即偏移 180° )飞离的伽马量子。两个位置相对的PET检测模块在一特定时间窗口 内对这两个伽马量子进行检测(符合测量)，借此确保发生湮灭的位置处于 两个检测器模块之间的连接线上。
为能进行检测，进行PET时，检测模块通常情况下必须覆盖机架孤长 的大部分。检测模块被分成复数个边长仅为几毫米的检测元件。每个检测元 件在检测到伽马量子时产生一份表明时间和验证位置(即相应的检测元件)的事件记录。这些信息被传输到高速逻辑电路上进行比较。如果在最大的时 间间隔内有两个事件同时发生，就可认为两个相应检测元件之间的连4妄线上 发生了伽马衰变过程。PET图像的重建通过层析算法(即所谓的背投法)而 实现。
在一个设备内部同时进行MR检查和PET检查是有利的。借此可在一 次测量过程中既获取形态学上的MR数据，又测定PET数据。这就需要将 PET检测器布置在MR设备内部，以便^吏成像体积以理想方式发生重合。举 例而言，PET检测器可布置在位于MR设备内部的支撑结构(撑管、机架) 上。例如，可以是60个检测器呈环状布置在撑管上。这些检测器可整合成 检测块，其中须为每个检测器设置制冷终端和供电线。这些組件同样须布置 在MR设备内。另外还须存在一定数量的同样布置在MR设备内的信号处理 单元。这些信号处理单元通过供电线与检测器相连，用于进行信号处理。
无论是PET检测器还是信号处理单元，通常需要在其上面进行维护操 作。在此过程中，相关单元和检测器可能需要进行更换，或者出于维修目的 必须可被移除和被接触到。进行此类维护工作时，应尽量避免对设备的其它 部位，尤其是对未涉及到的PET检测器和信号处理单元产生影响。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有一 PET单元的磁共振设备，可以简单方 式在所述PET单元上进行维护操作。
这个目的通过一种根据权利要求l所述的磁共振设备而达成。从属权利 要求的方案是有利实施方式。
采用本发明一种实施方案的磁共振设备包括一个用于获取磁共振数据 和正电子发射断层成像数据的PET单元。此外，所述磁共振设备还包括一个磁体和一个梯度线圈，其中，PET单元包括一个撑管，撑管上布置有至
少一个PET检测器，撑管布置在梯度线圈内部。撑管可移动地安装在磁共 振设备内部，使得通过撑管的移动能够接触到PET检测器。通过撑管的可 移动安装方式，无需拆卸磁共振设备即可对PET检测器进行维护。通过这 种方式，特定而言可缩短必要的维护时间，提高可重复性。可在很大程度上 避免维护结束后复杂的校准程序。
根据本发明的一种有利实施方式，梯度线圈与撑管之间布置有至少一个 滑动轴承。设置轴承是可以实现撑管移动的一种简单方案。实现移动的同时 还可实现对撑管的导引，在此情况下，维护结束后撑管可重新回复至起始位 置。借此确保经过维护的PET检测器可重新回到其原始位置。
根据本发明的一种有利实施方式，所述磁共振设备包括一个滑轨，所述 滑轨通过支承元件与撑管的一个在撑管移动过程中逐渐远离磁共振设备的 末端相连。借此可在撑管移动过程中实现对撑管的附加导引。特定而言可减 小位于磁共振设备内部的轴承所受到的作用力。
根据本发明的一种有利实施方式，所述滑轨具有一个用于容置一个延长 部的连接点，支承元件可在撑管移动过程中进入所述延长部。这样就可将滑 轨实施得相对较短，从而使滑轨在正常工作过程中可完全位于磁共振设备的 内部。只有在维护时才需将磁共振设备打开，将延长部装上，通过移动使撑 管至少部分伸出在磁共振设备外面。
根据本发明的一种有利实施方式，所述磁共振设备包括至少一个布置在 撑管上的用于处理PET信号的处理单元，所述处理单元布置在撑管的在撑 管移动过程中逐渐远离磁共振设备的末端上。处理单元优选不布置在磁体和 梯度线圈内部，这样在选择结构类型时，就可降低对实施方案的小型化要求。磁共振设备的位于梯度线圈内部的部件必须实施为小尺寸組件，以便将患者 检查腔的直径最大化。
根据本发明的一种有利实施方式，所述磁共振设备包括一个外壳，所述
外壳包括至少两个外壳部件，其中，所述外壳部件以可分离的方式彼此相连， 且设计为，当第一外壳部件被移除时可实现撑管的移动。通过可移除外壳部 件可在磁共振设备处于工作状态时将位于撑管末端的元件(例如处理单元和 滑轨)隐藏起来。进行维护时可简单地将外壳部件移除，再从磁共振设备中 抽出撑管。
根据本发明的一种有利实施方案，撑管与梯度线圈之间布置有一个激励 线圈，所述激励线圈的布置方式使其可随撑管一起发生移动。
根据权利要求l所述的磁共振设备，其中，撑管内侧布置有一个高频辐 射屏蔽装置，所述屏蔽装置的布置方式使其可随撑管一起发生移动。
下面借助实施例和附图对本发明的其他优点和实施方式进行说明，其
中
图1为MR-PET组合设备的示意图2为本发明处于备用状态的优选实施方式； 图3为本发明处于维护操作的实施方式；以及 图4为本发明的替代性实施方式。
具4本实施方式
本发明的实施例优选应用在组合式MR-PET设备上。组合式设备的优势 在于，以等中心方式既可获得MR数据，又可获得PET数据。借此可通过第 一医学成像设备(PET)的数据精确定义位于感兴趣区内的待检体积，并在 另一医学成像设备(例如磁共振)中对这些信息加以利用。虽然可将感兴趣区的体积信息从外部PET设备传输到MR设备上，但这会增加数据记录。所 有可以用磁共振或其他成像方法确定的数据通常都可在以PET数据集为基 础选定的感兴趣区上加以测定。举例而言，除光谱数据外，通过在感兴趣区 内进行磁共振检查，还可获得fMR数据、弥散图、Tl或T2加权图像或定量 参数图。也可采用计算机断层成像的方法(例如灌注测量、双能成像)或X 射线透视检查法。上述方法的优点在于，借助PET数据集可极为明确地将 感兴趣区缩减至患者所特有的病变区。
此外，通过使用多种示踪剂，还可在PET数据集中表示不同的生物学 特性，从而对感兴趣区和通过感兴趣区而确定的体积进行进一步优化，或者 同时选出复数个需要在后续检查中加以分析的不同待检体积。
图1显示的是已知的用于叠生MR图像和PET图像的装置1。装置1由 一个已知的MR管状机架2构成。MR管状机架2所定义的纵向z与图1的 绘图平面正交。
如图1所示，MR管状机架2内部同轴布置有复数个PET检测单元3, 这些PET检测单元成对地相对布置在纵向z周围。PET检测单元3优选由 一个放大电路(AMP) 6和一个具有前置式LSO晶体4阵列的APD光电二 极管阵列5构成。但本发明并不局限于具有APD光电二极管阵列5和前置 式LSO晶体4阵列的PET检测单元3，也可用其他类型的光电二极管、晶
体和装置来进行检测。
用于叠生的MR图像和PET图像的图像处理通过计算机7而实现。 MR管状机架2沿其纵向z定义一圆柱形第一视场。复数个PET检测单 元3沿纵向z定义一圓柱形第二视场。根据本发明，PET检测单元3的第二 视场与MR管状机架2的第 一视场基本一致。其实现方式是对PET检测单元3沿纵向Z的布置密度进行调节。
图2显示的是MR设备201的剖视图。这个MR设备由一管状外壳203 构成，所述外壳具有一个位于中间的患者检查腔205。出于检查目的，可将 一患者检查台207送入患者检查腔205内。此处仅对患者检查台207进行了 局部图示。外壳内部布置有一个环形磁4本209。磁4本209内部布置有一个梯 度线圈211。梯度线圈211内部布置有一个撑管213。撑管213上存在复数个 内部安装有PET检测器217的凹槽215。撑管213的末端存在复数个信号处 理单元219，这些信号处理单元通过电线221与PET检测器M7相连。
也可提供PET检测器217的冷却装置(此处出于清楚起见未对其进行图 示)。冷却管可靠近信号处理单元219布置。冷却管可与电线221平行布置。
撑管213同样包括MR设备通常所具有的激励线圈的电子組件(未图 示)。将激励线圈整合在撑管213内部这一实施方案可使PET检测器217有
利地具有紧凑结构。
撑管213与梯度线圈211之间布置有复数个轴承222。可沿撑管213的 圆周设置复数个轴承222。这些轴承可实施为滑动轴承或滚动轴承。也可孑吏 用其他类型的轴承。撑管213既不与梯度线圈211固定相连，也不与外壳203 固定相连，因此，撑管可沿水平方向发生相对于梯度线圈211的移动。为保 持撑管213的位置，设置有一支承元件225，支承元件与一环形件227相连。 环形件227又与撑管213相连，因此，撑管213由支承元件"5支承。支承 元件225在其下端包括一个滑动单元"9,滑动单元可在一滑轨231中沿水 平方向运动。滑轨231、滑动单元229和环形件2Z7均布置在外壳203内部。
图3显示的是处于开启状态的MR设备201。外壳203实施为两部分。 第一外壳部件203a包括磁体磁体209和梯度线圈"1。第二外壳部件203b可移除，此处所示即处于移除状态。将第二外壳部件203b移除后，就能够 沿水平方向从梯度线圈211中抽出撑管213。在此过程中，轴承222和滑动 单元229位于远离MR设备的一个末端232上，并用于导引撑管213，从而 使撑管的移动得到简化。滑轨231上可安装一个延长部233，滑动单元229 一离开滑轨231即可容置于所述延长部中。
撑管213被抽离外壳部件203a的程度足以使PET检测器217被接触到。 借此可对PET检测器217、电线221和信号处理单元219实施维护工作。也 可对这些組件进行更换。为说明这一问题，附图对处于移除状态的一个PET 检测器217' 、 ""^艮电线221'和一个信号处理单元219'进行了图示。
轴承222和滑动单元229与滑轨231和延长部233 —起用于对撑管213 进行导引。撑管213发生移动后，必须使其精确回复至起始位置，因为撑管 213在MR设备201内部的定位非常重要。
本发明的实施例的优点在于，只需断开待维护和/或待更换PET检测器 217的电气和机械连接。借此可加快维护速度，减小发生故障的可能性。通 过使用凹槽215， PET检测器217即便在更换时也能保持彼此相对位置。借 此可在很大程度上避免采取复杂的校准措施。
作为替代方案，可在支承元件225上设置滚子来代替具有相应滑动单元 229的滑轨231。此时可通过轴承222实现对撑管213的导引，从而避免撑管 213发生扭曲。也可使用其他类型的支承元件225。
图4显示的是本发明的替代性实施方式。之前实施为固定安装的轴承222 在此实施为可移除。将撑管213插入梯度线圏211后，可将轴承222移除。 轴承222对撑管213的支承作用在这种实施方式中是通过一支承元件241而 实现的。支承元件241固定在磁体209上，在轴承222 ^^移除的情况下，用于朝磁体209的相反方向为撑管213提供支承作用。其优点在于，实现对撑 管213的支承，不需要梯度线圈211与撑管213之间发生直接的物理接触。 因此，梯度线圈211在工作过程中所产生的振动只能通过空气在梯度线圏211 与撑管213之间的间隙中传播，即程度有限。
当轴承222安装后，就可以类似于图2和图3所示实施例的方式将撑管 213抽出。为此目的，撑管213与支承元件214之间的连接是可解除的。
在所示实施例中，设置有布置在撑管213内部的分立式体线圈243。所 述体线圈通过其他支承元件245支承在撑管213上。梯度线圈211和撑管213 的内部分别设置有一个高频(HF)屏蔽装置247。在将体线圈243支承在撑 管213上以及将HF屏蔽装置247安装在撑管213上的情况下，在对PET检 测器217进行过维护操作后，体线圈243相对于其屏蔽装置247的位置并不
会发生改变，这样就无需进行重新校准。
体线圈243的这种实施方案也可通过图2和图3所示的实施方式而实现。
图2和图3所示的将4本线圈整合在撑管213内部的实施方案也可替换成此处
所示的用支承元件241进行支承的实施方案。
权利要求
1.一种磁共振设备，具有一个梯度线圈(211)和一个用于获取正电子发射断层成像数据的PET单元，其中，所述PET单元包括一个撑管(213)，所述撑管上布置有至少一个PET检测器(217，217′)，所述撑管(213)布置在所述梯度线圈(211)内部，其特征在于，所述撑管(213)可移动地安装在所述磁共振设备内部，使得通过所述撑管的移动能接触到所述PET检测器(217，217′)。
2. 根据权利要求l所述的磁共振设备，其中， 所述梯度线圈与所述撑管("3)之间布置有至少一个滑动轴承。
3. 根据权利要求l所述的磁共振设备，其中， 所述梯度线圈与所述撑管之间布置有至少一个滚动轴承。
4. 根据权利要求l、 2或3所述的磁共^泉设备，还包括一个滑轨(229), 所述滑轨通过一支承元件(225)与所述撑管(2")的一个在所述撑管移动 过程中逐渐远离所述磁共振设备的末端相连。
5. 根据权利要求4所述的磁共振设备，其中，所述滑轨具有一个用于容置一延长部的连接点，所述支承元件可在所述 撑管(213)的移动过程中进入所述延长部。
6. 根据上述权利要求中任一项权利要求所述的磁共振设备，还包括至 少一个布置在所述撑管(213)上的用于处理PET信号的信号处理单元，所 述信号处理单元布置在所述撑管(213)的在所述撑管移动过程中逐渐远离 所述磁共振设备的末端(232)上。
7. 根据上迷权利要求中任一项权利要求所述的磁共纟展设备，还包括一个外壳(203)，所述外壳包括至少两个外壳部件U03a, 203b)，其中，所述 外壳部件(203a, 203b)以可分离的方式彼此相连，且设计为当第一外壳部 件(203b)被移除时，可实现所述撑管(213)的移动。
8. 根据上述权利要求中任一项权利要求所述的磁共振设备，其中， 所述撑管(213)具有复数个用于容置PET检测器(2n， 2H')的凹槽(215)。
9. 根据上述权利要求中任一项权利要求所述的磁共振设备，其中， 所述撑管(213)与所述梯度线圈(2U)之间布置有一激励线圈，所迷激励线圈的布置方式使其可随所述撑管(213) —起移动。
10. 根据上迷权利要求中任一项权利要求所述的磁共振设备，其中， 所述撑管(213)的内侧布置有一高频辐射屏蔽装置，所述屏蔽装置的布置方式使其可随所述撑管(213) —起移动。
全文摘要
一种磁共振设备，具有一个梯度线圈和一个用于检测正电子发射断层成像数据的PET单元，其中，所述PET单元包括一个撑管，所述撑管上布置有至少一个PET检测器。所述撑管布置在所述梯度线圈内部，且以可移动的方式进行安装，通过所述撑管的移动能够接触到所述PET检测器。通过这种方式可在实施维护工作时轻松简单地接触到所述PET检测器。
文档编号G01R33/44GK101526595SQ20091011828
公开日2009年9月9日 申请日期2009年3月3日 优先权日2008年3月3日
发明者斯蒂芬·斯托克, 詹姆斯·科贝尔 申请人:西门子公司