组合磁共振/正电子发射断层显像系统技术方案

本发明专利技术提供了一种组合磁共振（ＭＲ）成像和正电子发射断层显像（ＰＥＴ）系统。在一个实施方式中，提供一种包括彼此分开的射频（ＲＦ）天线和ＲＦ屏板以建立ＲＦ场回流区的系统。ＲＦ屏板包含多个开口，并且在ＲＦ屏板的多个开口中放置多个闪烁体晶体，使得多个闪烁体晶体的至少部分放置在ＲＦ场回流区中。也提供了其他的实施方式，并且这里所描述的每一种实施方式都可以独立使用，或彼此组合使用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种组合磁共振成像和正电子发射断层显像系统。
技术介绍
经常期望将磁共振(MR，magnetic resonance)成像与正电子发射断层显像(PET，positron emission tomography)组合在一套装置中，以融合由MR提供的高分辨率解剖成像以及由PET提供的功能信息。在制造组合MR/PET系统中的一个困难在于MR系统的RF发射天线对PET系统的光电检测电子装置能产生有害影响。为避免来自RF天线的这些有害影响，可以使用一种RF屏板(screen)(例如，一种连续铜层)，通过将PET系统的所有零部件放置在与RF天线隔开的RF屏板的相反一侧，以将PET系统的光电检测电子装置与RF天线屏蔽开。采用这种设计，需要较大直径的梯度线圈(gradient coil)，以提供PET系统的零部件所需要的空间。由于磁体隧道内的径向空间是有限并且昂贵的，这就大大地增加了生产成本。这种设计的另一缺点在于因为RF屏板在病人与PET检测器之间，所以，从病人发射出的伽玛射线，在到达PET检测器之前，能被RF屏板削弱。因此，需要克服了这些问题的组合MR/PET系统。
技术实现思路
本专利技术由所附权利要求进行限定，本部分的任何内容都不应当视为对那些权利要求的限制。为了介绍，下面的实施方式描述了一种组合磁共振(MR)成像和正电子发射断层显像(PET)系统。在一个实施方式中，提供一种包括彼此分开的射频(RF)天线和RF屏板以建立RF场回流区(field reflux zone)的系统。RF屏板包含多个开口，并且在RF屏板的多个开口中放置多个闪烁体晶体，使得多个闪烁体晶体的至少部分放置在RF场回流区中。还提供了其他的实施方式，并且，这里所描述的每一实施方式都可以独立使用，或者彼此组合使用。下面参照附图描述实施方式。附图说明图1是一种实施方式的组合MR/PET系统的图示。具体实施例方式参见附图，图1是一种实施方式的组合MR/PET系统100的图示。本系统100包括射频(RF)天线110和RF屏板120。RF屏板120与RF天线110分开放置，并且将RF屏板120与RF天线110之间的区域称为“RF场回流区”115。系统100还包括多个闪烁体晶体130、多个与LSO晶体130连接的光检测器140、以及多个与APD 140连接的前置放大器150。闪烁体晶体130可以采取任何适当的形式，包括但并不限于活性铊碘化钠(NaI(Tl))晶体、锗酸铋(BGO)晶体、硅酸钆(GSO)晶体、以及硅酸镥(LSO)晶体。同样，光检测器也可以采取任何适当的形式，包括但并不限于雪崩光电二极管(APD)、位置敏感雪崩光电二极管(APD)、盖革模式操作二极管、以及硅光电倍增管(PMT)。在目前优选实施方式中，闪烁体晶体130是硅酸钆(LSO)晶体，而光检测器140则是雪崩光电二极管(APD)。在这里使用时，短语“与…连接”意思是直接与…连接，或者，通过一个或多个指定或未指定的元件间接与…连接。图1可以视为MR-PET系统的横截面(或者切面)。如图1中概略所示，RF天线110的左边是基部，检查对象(通常是病人200)躺睡在上面，而前置放大器150的右边，则是MR系统的其他零部件，诸如磁体210和梯度线圈220。在图1中，RF天线110、RF屏板120、磁体210、以及梯度线圈220是MR系统的部分，而LSO晶体130、APD 140、以及前置放大器150是PET系统的部分。在操作中，就PET而言，将正电子发射放射药剂注入病人200体内。每一发射的正电子对病人体内的电子起作用，并导致“湮灭现象(annihilation event)”，这种现象产生一对在相反方向发射的伽马射线(或者量子)。发射出并到达LSO晶体130的伽马量子，通过LSO晶体130转化为可见光的光子，通过APD 140对光子进行检测并转化为电信号。前置放大器150放大这些电信号，并用这些电信号生成PET图像。PET系统是一种被动系统，因为它仅仅检查从病人200发射出的伽马量子，但并不给病人200发送任何东西。与之相反，MR系统是一种主动系统。在操作中，磁体210磁化病人200，以及，梯度线圈220使得由磁体210产生的静态磁场按受控的方式空间变化，以实现用于MR图像再现的空间分辨率。RF天线110(或者RF线圈)包括不同的电子器件(例如，电容器、导体、半导体)，向病人200发射RF信号并从病人200接收RF信号。当在存在所施加的静态磁场的情况下，通过RF天线110将RF磁场脉冲的脉冲施加于病人200时，病人200中核子的磁矩在所施加静态磁场方向的周围进动，接着，在断开激励之后，发射RF信号，通过RF天线110对其进行检测。对根据接收到的RF信号所获得的数据，通过应用适当的再现算法就能计算出病人的分层(slice)图像。RF天线和梯度线圈对彼此能产生有害的影响。例如，来自RF天线的RF功率进入梯度线圈之中可以消失，而来自梯度线圈的噪声则能影响RF天线。RF发射天线对PET系统的光电检测电子器件(例如，APD和前置放大器)也能产生有害的影响。为了避免这些有害影响，可以使用RF屏板将梯度线圈和PET系统的光电检测电子器件与RF天线屏蔽开。正如
技术介绍
部分所讨论的，如果PET系统的所有零部件都放置在与RF天线隔开的RF屏板的相反一侧，则将由于需要较大直径的梯度线圈和磁体来提供PET系统的零部件所需要的空间，使系统的生产成本大大增加。同样，因为RF屏板将在LSO晶体与病人之间，所以，从病人发射出的伽马射线，在到达LSO晶体之前，被RF屏板削弱。尽管APD 140和前置放大器150对RF信号敏感，但LSO晶体并非如此，利用以上事实，图1中的系统100避免了这些问题。在本实施方式中，不是PET系统的所有零部件都置于连续RF屏板的一侧，而是RF屏板120包括多个开口，并将LSO晶体130置于RF屏板的开口中，使得LSO晶体130的至少部分放置在RF屏板120与RF天线110之间的RF场回流区115中。LSO晶体130能伸进RF场回流区115中，因为它们与这个区域的RF场不会相互作用。采用这种布置，对RF信号敏感的PET零部件放置在RF屏蔽120之后，而对RF信号不敏感的零部件则至少部分地放置在RF屏蔽屏板之前。本实施方式的一个优点在于，以这样一种方式组合MR和PET模态(modality)，将MR和PET必需的零部件结合在一起，使得零部件不会互相影响，同时使用尽可能小的空间。在不使RF屏板120后的PET电子器件的工作状态劣化的情况下，使LSO晶体130结合到RF屏板120中，同时仍然保持RF敏感的PET电子器件在RF屏板120后面，使用的空间小于PET系统的所有零部件都在RF屏板120后面的空间。与
技术介绍
中所描述的设计相比，将LSO晶体130放置在已经为RF场回流区115所必需的径向空间中，而不是给系统增加另外的径向长度，节约了MR扫描设备内的径向空间。由于只需要较小直径的磁体和梯度线圈，这得到了一种需要较低生产成本的系统。作为可供选择的方案，使用不变的梯度线圈和磁体则能形成更大的病人隧道。此外，因为本实施方式避免将RF屏蔽放在LSO晶体130前面，所以本实施方式避免了在
技术介绍
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【技术保护点】
一种用于执行磁共振（ＭＲ）和正电子发射断层显像（ＰＥＴ）的系统，所述系统包括：射频（ＲＦ）天线；包含多个开口的ＲＦ屏板，所述ＲＦ屏板与所述天线分开放置，从而，在所述ＲＦ天线与所述ＲＦ屏板之间建立ＲＦ场回流区；以及多个 闪烁体晶体，放置在所述ＲＦ屏板的多个开口中，其中，所述多个闪烁体晶体的至少部分放置在所述ＲＦ场回流区中。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：拉尔夫拉德贝克，沃尔夫冈伦兹，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：DE[]