混合成像设备制造技术

一种混合成像设备，其包括：磁共振断层成像装置，其包括RF共振器结构和具有纵轴线的梯度线圈系统；具有探测器装置的发射断层成像装置，该发射断层成像装置包括至少一个光电传感器和具有至少一个读出印刷电路板的印刷电路板配置组件，在该读出印刷电路板上安装有发射断层成像电子器件；内部屏蔽装置，以用于相互屏蔽所述发射断层成像装置的读出电子器件并且用于屏蔽所述磁共振断层成像装置的RF共振器结构，其中，光电传感器关于纵轴线设置在印刷电路板配置组件的径向内部和RF共振器结构的径向外部，其中，所述内部屏蔽装置设置在光电传感器的径向外部和/或集成在光电传感器中。因此，具有紧凑的设计，并且能够实现探测MR和ET成像的优化的性能。

Hybrid imaging device

【技术实现步骤摘要】
混合成像设备
本专利技术涉及一种混合成像设备，其包括：磁共振断层成像(MRT)装置，其包括RF共振器结构和具有纵轴线的梯度线圈系统；具有探测器装置的发射断层成像(ET)装置，该发射断层成像装置包括至少一个光电传感器和印刷电路板配置组件，其中，印刷电路板配置组件具有至少一个读出印刷电路板，在该读出印刷电路板上安装有发射断层成像电子器件；内部屏蔽装置，以用于相互屏蔽所述发射断层成像装置的发射断层成像电子器件和所述磁共振断层成像装置的RF共振器结构，其中，光电传感器关于纵轴线设置在印刷电路板配置组件的径向内部和RF共振器结构的径向外部。这种混合成像设备例如从[3]中已知。
技术介绍
在设计MR-ET混合扫描仪时的最大挑战之一是：防止两种成像模式的部件的干涉和相互影响。例如，在MR-PET混合扫描仪中，一方面，PET部件与磁共振断层成像的敏感磁场相互作用，另一方面，磁共振断层成像装置的强磁场、静态B0场和梯度场影响PET电子器件并且因此影响PET数据采集。附加地出现电磁干扰。将RF线圈调谐到拉莫尔频率并且产生MHz范围中的磁场B1，所述磁场具有在μT范围内的垂直于B0方向的幅度，以便激发自旋。由于高频，不能防止产生电场分量。功率在此达到kW范围并且干扰PET电子器件。此外，RF线圈能够探测所激发的自旋的非常小的信号，其中，接收信号能够位于μV范围中。因此，磁共振断层成像线圈对噪声非常敏感，并且当其处于磁共振断层成像扫描仪的拉莫尔频率的范围中时甚至能够探测最小的(干扰)信号。因为在现代的MR-PET扫描仪中存在大量电子元件、还有FPGA、ASIC和在MHz范围中的不同的信号线路，以及甚至磁共振断层成像扫描仪中的PET数据的数字化可能伴随宽带噪声发生，PET电子器件所发送的信号也可能会干扰RF线圈的接收信号或者与其完全重叠，使得不可能探测到MR信号。出于相同的原因，磁共振断层成像装置始终借助于适宜的措施、例如借助法拉第笼来屏蔽。作为结果，对于组合式MR和PET系统需要PET电子器件的屏蔽系数高的屏蔽件。当与PET电子器件不同的电子设备、例如SPECT(单光子发射计算机断层扫描)电子设备安装在被屏蔽的检查室中时，同样的情况也适用。因此，在检查室中在法拉第笼内始终需要所述组合式系统的电子设备的附加的屏蔽件。因此，通常存在防止PET电子器件周围的电磁场的屏蔽件。在这里，屏蔽强度取决于电导率。电导率越高，屏蔽系数就越高。因此，金属或碳通常用作为屏蔽材料。在这里应注意，屏蔽不应与梯度场相互作用。在每次磁共振断层成像检查期间发生的接通和关断梯度线圈会在屏蔽件的面上感应出涡流。感应出的涡流本身产生磁场，这叠加梯度场并且因此干扰相位和频率编码，并且因此最终干扰磁共振断层成像图像的空间分辨率。这同样可能导致由于所述涡流而产生不期望的放热。这对于占空比高的磁共振断层成像序列、如EPI、EPIK或扩散成像是特别关键的，其中梯度线圈尽可能快地并且通常以高的梯度幅度相继地切换。除了PET电子器件的屏蔽件以外，在已知的MR-PET混合扫描器中还设有RF发射和接收线圈的屏蔽件，以便防止环境对RF线圈的谐振电路的影响。在此，通常使用适宜的、开槽的铜罩，该铜罩对于梯度场而言是透明的并且同时如在高频范围中的闭合的导体那样起作用。PET装置通常作为PET环存在，然而其它几何形状也是可能的。通常，PET环构造成盒形状。在这里存在盒内的PET探测器(通常具有闪烁晶体)、读出电子器件和预处理件。然后，一个环由多个盒组成。在此，通常在盒壳体上安装铜罩或制造由碳制成的盒壳体。替代地，使用完全电闭合的PET环。在传统的系统中，护罩作为围绕PET环的屏蔽件被安装，该护罩防止PET电子器件和MR-RF线圈的相互影响。此外已知的是，通过结构化和构建频率选择性的屏蔽件来优化所述屏蔽件，使其最大程度以拉莫尔频率衰减并且同时以最小程度影响梯度场[12]。这种PET盒的设计在[1]中描述。传统的结构类型需要用于RF线圈的RF线圈罩和PET电子器件的附加的屏蔽件。为此需要在磁管中的相应多的空间，然而所述空间是受限制的且昂贵的。此外，RF线圈罩需要与RF线圈保持一定间距，因为该RF线圈罩对线圈的性能产生显著影响[2]。出于成本原因，在磁共振断层成像和特别是MR-PET系统开发中尝试实现尽可能紧凑的设计方案。MR磁体的直径越小，所述MR系统的价格就越低。此外有利的是，使磁共振断层成像接收线圈和PET探测器尽可能靠近检查对象，以便实现探测MR和PET成像的最佳信噪比，并且同时节省PET探测器。因此感兴趣的是，随着集成的进展，具有电子设备和屏蔽的PET探测器越来越靠近检查对象。为了防止在检查对象中梯度场的具有图像干扰和伪影的干扰变化，屏蔽措施必须适合于，最大程度地抑制涡流。为了实现这种紧凑的设计方案提出，将RF线圈罩集成到内部的PET屏蔽件(集成的屏蔽件)中，参见[2]。在这里，能够利用附加的小的空间增益，以便优化集成的屏蔽件和RF线圈的间距，使得RF线圈示出更好的性能。同样能够对所述集成的屏蔽件使用在[1]中描述的减小梯度影响的方法或其它已知的方法。如果将集成的屏蔽件设置在PET探测器的闪烁体晶体后方，那么可获得另一并且显着更高的空间增益，因为RF线圈距集成的屏蔽件的间距能够被闪烁体晶体占据。因此，在[3]、[4]、[9]和[11]中提出，在闪烁体晶体与光电传感器之间可设置集成的屏蔽件。然而，所述装置的缺点是，用于集成的屏蔽件的层定位在闪烁晶体与光电传感器之间。由此引起光学衰减并且减少光子在闪烁晶体与光电传感器之间的耦合输入。所述层还应是非常薄的，因为否则将吸收更多的光子。这引起，与传统的罩相比，屏蔽强度显著降低。在[9]中还提出，在SiPM传感器之间放置金属网格。这又是仅具有较低的屏蔽强度的屏蔽网格或具有适合的电屏蔽效应和次优的光学特性的屏蔽栅。此外，光电传感器不能任意紧密地彼此串联，这强制性地引起由于PET环的光学衰减而造成的灵敏度损失。从[6]和[10]中已知一种将闪烁体晶体分开并且将铜面施加到中间面中并且将它们连接的设计方案。然而，在这里不利的是，屏蔽件设置在晶体之间并且所述晶体必须被分开。从[7]和[8]中已知另一种设计方案。在此，在闪烁晶体之间插入不同的屏蔽材料。该设计方案仅适用于：使用像素化的闪烁体阵列并且所述罩的网格以像素化的晶体的尺寸存在。该设计方案不适合于单片的晶体。此外，屏蔽强度通常远低于闭合的罩的屏蔽强度。此外，PET探测器的几何形状必须匹配于屏蔽设计方案，使得例如在闪烁体阵列的管脚间距和闪烁晶体的长度的选择方面不再是自由的。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是，提出一种混合成像设备，该混合成像设备一方面具有紧凑的设计，并且另一方面能够实现探测MR和ET成像的优化的信噪比。所述目的根据本专利技术通过如下方式实现：内部屏蔽装置关于纵轴线设置在光电传感器的径向外部和/或集成在光电传感器中。在根据本专利技术的混合成像设备中，共同的集成的内部屏蔽装置用于将发射断层成像电子器件相对于RF线圈本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种混合成像设备，其包括：/n-磁共振断层成像(MRT)装置，其包括RF共振器结构(1)和具有纵轴线(z)的梯度线圈系统(8)；/n-具有探测器装置的发射断层成像(ET)装置，该发射断层成像装置包括光电传感器(3)和具有至少一个读出印刷电路板(11)的印刷电路板配置组件，在该读出印刷电路板上安装有发射断层成像电子器件；/n-内部屏蔽装置(7、7a、7b、7c)，以用于相互屏蔽所述发射断层成像装置的发射断层成像电子器件和所述磁共振断层成像装置的RF共振器结构(1)，/n其中，光电传感器(3)关于纵轴线设置在印刷电路板配置组件的径向内部和RF共振器结构(1)的径向外部，/n其特征在于，/n所述内部屏蔽装置(7、7a、7b、7c)关于纵轴线(z)设置在光电传感器(3)的径向外部和/或集成在光电传感器(3)中。/n

【技术特征摘要】
20180709 DE 102018211279.71.一种混合成像设备，其包括：
-磁共振断层成像(MRT)装置，其包括RF共振器结构(1)和具有纵轴线(z)的梯度线圈系统(8)；
-具有探测器装置的发射断层成像(ET)装置，该发射断层成像装置包括光电传感器(3)和具有至少一个读出印刷电路板(11)的印刷电路板配置组件，在该读出印刷电路板上安装有发射断层成像电子器件；
-内部屏蔽装置(7、7a、7b、7c)，以用于相互屏蔽所述发射断层成像装置的发射断层成像电子器件和所述磁共振断层成像装置的RF共振器结构(1)，
其中，光电传感器(3)关于纵轴线设置在印刷电路板配置组件的径向内部和RF共振器结构(1)的径向外部，
其特征在于，
所述内部屏蔽装置(7、7a、7b、7c)关于纵轴线(z)设置在光电传感器(3)的径向外部和/或集成在光电传感器(3)中。


2.根据权利要求1所述的混合成像设备，其特征在于，所述发射断层成像装置是正电子发射断层成像(PET)装置，其中，光电传感器(3)包括多个圆形设置的传感器元件。


3.根据权利要求1或2所述的混合成像设备，其特征在于，所述内部屏蔽装置包括多个、优选重叠的由导电材料构成的屏蔽面(13、13a、13b)。


4.根据权利要求3所述的混合成像设备，其特征在于，所述屏蔽面(13、13a、13b)集成在印刷电路板配置组件的至少一个印刷电路板(10、11)中或者施加到印刷电路板配置组件的至少一个印刷电路板(10、11)上，其中，所述至少一个印刷电路板(10、11)是所述发射断层成像装置的读出印刷电路板(11)和/或传感器印刷电路板(10)。


5.根据权利要求4所述的混合成像设备，其特征在于，所述印刷电路板配置组件是多层的并且至少部分地包括多个屏蔽面(13a、13b)，其中，不同的屏蔽面(13a、13b)在印刷电路板配置组件内分布到印刷电路板配置组件的多个层上。


6.根据权利要求4或5所...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·贝尔内金，S·容格，
申请(专利权)人：布鲁克碧奥斯平MRI有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE