PET/MRI 嵌入系统技术方案

本发明专利技术涉及一种执行正电子发射断层造影术(PET)成像的嵌入系统。所述嵌入系统可以可逆地安装到一个现有系统中，使得PET功能可以被引入到现有系统中，而不需要明显修改所述现有系统。本发明专利技术还涉及一种多模态成像系统，其能够执行PET成像和磁共振成像(MRI)。所述PET和MRI成像可以被同时或顺序地执行，而这两种成像模态的性能不会受到彼此成像模态工作的影响。

PET/MRI embedded system

The present invention relates to an embedded system for performing positron emission tomography (PET) imaging. The embedded system can be installed in an existing system irreversibly, enabling the PET function to be introduced into the existing system without the need to significantly modify the existing system. The invention also relates to a multimodal imaging system capable of performing PET imaging and magnetic resonance imaging (MRI). The PET and MRI imaging can be performed at the same time or in sequence, and the performance of the two imaging modalities is not affected by the imaging modality of each other.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】PET/MRI嵌入系统
本专利技术涉及非介入式成像技术，包括正电子发射断层成像(PET)和核磁共振成像(MRI)。本专利技术还涉及多模态模态成像技术，所述多模态成像技术可以将不同的结构性和/或功能性成像设备集成到单个系统中。具体地，本专利技术涉及PET嵌入技术，所述PET嵌入技术提供了一种简单的方法，该方法可以将PET功能集成到现有系统中，且不需要对现有系统进行大幅度的修改。
技术介绍
正电子发射断层造影术(PET)是一种专门的放射过程，其可以产生和检查身体的靶器官或组织中的机能过程的三维图像。具体地，在PET研究中，首先在患者体内引入一种携带放射性示踪剂的生物活性分子。然后，PET系统可以检测示踪剂发射的γ射线，并通过分析检测到的信号来构建体内示踪剂浓度的三维图像。由于在PET研究中使用的所述生物活性分子是靶器官或组织的天然代谢底物，因此PET可以评估所述靶器官或组织的生理机能和解剖结构及其生化特性。在通过其他诊断设备，比如计算机断层扫描(CT)或核磁共振成像(MRI)，检测到所述疾病相关的任何解剖变化之前，所述靶器官或组织的上述性质的变化可以提供用来识别疾病发作过程的基本信息。在乳腺癌预防和诊断领域，一些PET成像模态已经被开发了以用于更好的筛选和分期乳腺癌。正电子发射乳腺断层显像(PEM)是PET的一种形式，与其他常规的PET研究能够实现的效果相比，其可以用来产生身体某一特定部位(即乳房)的更高分辨率的图像。当前的PEM扫描仪通常包括一对安装有PET探测器的压迫桨。在训练有素的医护人员的指导下，患者可以将她的乳房置于所述一对压迫桨之间。然后再施加温和的压力，使得全部的乳房组织能够在所述PET探测器之间轻轻地推拉以用于检查。PET的独特高灵敏度-在皮摩尔范围内-可以检测到体内微量的放射性标记物，使得PET成为分子成像的可选方式。在这方面，将PET与其他诊断方法相结合的方法为核成像领域创造了一种重要的新视角，通过结合PET和其他诊断方法可以实现身体结构和机能信息的同时获取，并提供更多的关于恶性(癌性)肿瘤和其他病变的确切信息。例如，自10年前推出联合PET/CT(计算机断层扫描)的系统以来，相较于利用同一PEC/CT扫描仪进行一次扫描几乎同时获得的结构性X射线CT图像而言，肿瘤学、神经病学、心脏病学和放射学领域的医务人员可以充分利用双模态系统的优势来构建和分析三维功能性PET图像。为此，有许多临床表明核磁共振成像(MRI)优于CT。例如，与CT相比，MRI可以提供更好的软组织对比度，并且不使用电离辐射，从而显著降低了总体所需的辐射剂量以及对病人的相关风险或危害。此外，除了结构性成像之外，MRI也可用于实现身体机能活动的可视化。例如，功能性MRI或者fMRI，可以测试大脑不同部位血液流动的变化。在这种类型的研究中，由于神经元活跃时需要更多的氧气，因此反映大脑血氧水平的信号可以被可靠地用于反映大脑的活跃度。因此，针对目前在无损诊断成像领域中对精确且透明的高分辨率的需求，将三维功能性PET信息与同等高质量的形态学和/或功能性MRI信息集成在单个装置内，为下一代多模态成像技术建立了明确的新的研究和发展方向。相较于简单地组合单独获取的PET和MRI数据，能够同时进行双模态成像的PET/MR混合系统具有更多的优点。这些优点不仅包括具有极大的便利性、灵活性和在多模态下获取更多数据时速度的提高，而且还大大简化了患者管理的流程，并显著降低了患者成本。更重要的是，同时进行多模态数据的采集和处理可以确保PET和MRI数据的注册精确度更高，从而为医务人员提供更详细和更可靠的诊断信息。然而，尽管在这一领域作出了巨大的努力，但是一些技术难题仍然存在，影响了实现全面的PET/MR集成和实时同步数据采集。具体地，PET和MRI是两种先进的成像技术，其需要收集和处理微弱的和易于受干扰的电信号。因此，如何结合这两种模态且不降低其原有的最佳性能是具有挑战性的。此外，如何将硬件组件集成到单个设备，克服可用空间上的物理约束也是另外一个挑战。为了解决成像模态下的信号失真和相关性能退化的问题，已经提出并尝试了不同的方法。许多提出的方法旨在通过扩大PET/MR集成系统中各个硬件组件之间的物理距离来减少信号之间的相互干扰。然而，这种方法可能会显著降低一种或两种成像模态的探测灵敏度，并将进一步加剧空间限制的问题。还有一些方法仅仅针对硬件集成，而没有把同步数据采集考虑在内。也就是说，虽然MRI和PET两者的诊断成像可以使用一次单个设备来完成，但这种双成像模态的数据采集是连续的并不是同步的。例如，协调的解决方案是以串联的方式将标准的MRI和PET扫描仪机械地组合在一起。在这种情况下，患者的身体将首先通过MRI扫描仪进行扫描，然后再通过PET扫描仪进行扫描。可选地，PET组件可以集成到MRI机架中，但是只有当MRI中磁场完全关闭时才能获取PET数据。任何成像协议都不允许实时同步进行PET/MR混合成像。另外，连续PET和MRI扫描的总成像时间也会被延长。因此，需要提供一种改进的多模态诊断成像技术来克服所述技术难题。
技术实现思路
本专利技术的一个目的旨在公开一种新的多模态成像系统，所述成像系统可以真正同步进行PET和MR成像，同时可以实现与其单独成像相似甚至更好的性能和要求。具体地，所述系统的同步数据采集基本可以实现在这两种模态下动态获取的结构性和功能性数据集的完美的时间相关性。本专利技术的一个目的旨在公开一种新的多模态成像系统，所述成像系统能够改进PET和MRI成像的信号检测灵敏度以及各硬件和软件特征，几乎完全可以消除和/或校正PET和MRI成像模态之间的相互干扰。本专利技术的一个目的旨在公开一种专门适用于检查受试者乳腺或乳房的多模态成像系统。本专利技术的一个目的旨在公开一种PET嵌入系统，所述系统可以方便地安装到现有系统，同时不需要显著地修改现有系统的结构、操作和功能，从而降低用户成本，包括研究人员、医院和病人。本专利技术的另一目的旨在公开一种PET嵌入系统，所述系统可以为需要根据特定需求布置PET探测器的终端用户提供极大的灵活性，例如，在成像受试者与在成像研究期间保持相同的位置时，可以获取最佳成像信号和数据或进行活组织检查。因此，在本专利技术的一个方面，公开了一种PET嵌入系统。所述嵌入系统包括PET探测器。在一些实施例中，所述PET探测器可以包括多个检测模块，每个检测模块具有闪烁体表面。所述每个检测模块的闪烁体表面与其他至少一个其他检测模块的闪烁体表面相对。在一些实施例中，所述多个检测模块可以围绕用于容纳目标体的采样区域。在一些实施例中，所述PET嵌入系统中的多个检测模块可以形成一个或多个相对的检测模块对，并且每个相对的检测模块对位于采样区域的侧面。在一些实施例中，所述PET探测器包括四个检测模块。所述四个检测模块以立方柱型的形式所述采样区域围成立方柱型，且每个检测模块垂直于两个其他检测模块。在一些实施例中，所述PET探测器包括八个检测模块。所述八个检测模块分成第一组的四个检测模块和第二组的四个检测模块，且所述采样区域包括第一子区域和第二子区域。所述第一组的四个检测模块以立方柱型的形式环绕所述第一子区域配置，所述第二组的四个检测模块以立方柱型的形式环绕所述第二子区域配置。在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于通过正电子发射断层显像(PET)对目标体进行成像的嵌入系统，所述嵌入系统包括PET探测器，其中，所述PET探测器包括多个检测模块，每个检测模块包括闪烁体表面；所述每个检测模块的闪烁体表面与至少一个其他检测模块的闪烁体表面相对设置；以及所述多个检测模块环绕形成采样区域，所述采样区域用于容置所述目标体。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于通过正电子发射断层显像(PET)对目标体进行成像的嵌入系统，所述嵌入系统包括PET探测器，其中，所述PET探测器包括多个检测模块，每个检测模块包括闪烁体表面；所述每个检测模块的闪烁体表面与至少一个其他检测模块的闪烁体表面相对设置；以及所述多个检测模块环绕形成采样区域，所述采样区域用于容置所述目标体。2.如权利要求1所述的嵌入系统，其特征在于，所述的多个检测模块形成一个或多个相对设置的检测模块对，每个相对的检测模块对位于所述采样区域的侧面。3.如权利要求1或2所述的嵌入系统，其特征在于，所述PET探测器包括四个检测模块，所述四个检测模块以立方柱型的形式环绕所述采样区域配置，且每个检测模块垂直于两个其他检测模块。4.如权利要求1或2所述的嵌入系统，其特征在于，所述PET探测器包括八个检测模块，所述八个检测模块包括第一组四检测模块和第二组四检测模块；所述采样区域包括第一子区域和第二子区域；所述第一组四检测模块以立方柱型的形式环绕所述第一子区域配置；以及所述第二组四检测模块以立方柱型的形式环绕所述第二子区域围配置。5.如权利要求1或2所述的嵌入系统，其特征在于，所述PET探测器包括八个检测模块，所述八个检测模块以筒型的形式环绕所述采样区域配置，且每个检测模块对应360度场的单个八分圆。6.如权利要求1-5中任意一项所述的嵌入系统，其特征在于，至少一个检测模块与所述PET探测器是可分离的，并且，在分离所述至少一个检测模块时，可进入所述采样区域内部的。7.如权利要求1-6中任意一项所述的嵌入系统，其特征在于，所述嵌入系统适于可逆地耦合到主系统。8.如权利要求7所述的嵌入系统，其特征在于，当所述嵌入系统可逆地耦合到所述主系统时，所述PET探测器可逆地附接到所述主系统中的患者支撑件上。9.一种用于分析目标体的多模态成像系统，所述系统包括至少一种PET成像模态和一种MR成像模态，其中，所述PET成像模态和所述MR成像模态能够顺序工作或同时工作；所述RF发射器适于将激发电磁辐射传送到所述目标体；以及所述RF接收器适于从所述目标体检测核磁共振信号。10.如权利要求9所述的多模态成像系统，其特征在于，所述RF发射器包括第一线圈系统。11.如权利要求9或10所述的多模态成像系统，其特征在于，所述RF接收器包括第二线圈系统。12.如权利要求11所述的多模态成像系统，其特征在于，所述第一线圈系统和所述第二线圈系统是相同的。13.如权利要求11或12所述的多模态成像系统，其特征在于，所述第一线圈系统和所...

【专利技术属性】
技术研发人员：李弘棣，陈群，
申请(专利权)人：深圳联影医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31