專利名稱：用于安置在磁共振設備的圓柱形患者容納腔內(nèi)的探測單元的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于安置在磁共振設備的圓柱形患者容納腔內(nèi)的探測單元，其包括具有PET探測器部件的環(huán)形PET探測器裝置以及在該PET探 測器裝置內(nèi)同軸設置的具有長導體的高頻線圈裝置。
背景技術：
磁共振斷層造影(MRT)和正電子放射斷層造影(PET)都是用于顯示人體 內(nèi)部以及尤其是在PET情況下用于顯示生物化學過程的成像方法。目前感 興趣的是，將MRT與PET組合在一臺設備中，以便將兩種成像模態(tài)同時或 短時間內(nèi)相繼用于同 一 個患者。為此建議，在磁共振設備中的由基本》茲場磁鐵和梯度線圏組成的；茲鐵 裝置內(nèi)部設置必要時可取出的PET探測器。在其內(nèi)部通常被高頻屏蔽件圍 繞的PET探測器裝置中為了 MRT攝像同軸地設置高頻線圏裝置。兩種成i象方法以及進而兩種裝置分享同一同心區(qū)域，這意。未著，PET 探測器裝置和高頻線圈裝置占用在垂直于磁共振設備縱軸的平面內(nèi)的同一 同心區(qū)域，該縱軸通常也被稱為Z-軸，其中同心點處于Z-O。為此建議，PET探測器裝置設置在磁共振設備的磁體的患者容納腔內(nèi)， 同時將高頻線圈裝置也裝入到該環(huán)形PET探測器裝置內(nèi)。但是在此還存在 一些問題。首先高頻線圏與PET探測器會相互干擾，因為在PET探測器裝 置內(nèi)的電流產(chǎn)生可能被高頻線圈采集到的并可能導致干擾信號的干擾場。 為了避免這種干擾建議，至少在高頻線圈裝置與PET探測器裝置之間設有 高頻屏蔽件，從而相對地屏蔽掉各自的干擾場。在此整個PET探測器裝置 也可以按法拉第籠的形式被這樣的高頻屏蔽件圍繞。另 一 個問題是，這樣的洋蔥皮形式的結構極端地縮小了患者容納腔。 這樣的話，高頻線圈裝置的為患者所存留的內(nèi)直徑就非常小，因此可能使 患者舒適度降低地承受極大的心理上的影響、例如幽閉恐怖癥以及基于大 的身體體積的諸多問題。
如果采用這樣的高頻屏蔽件，則另外加重了上述問題，其原因是，高 頻線圈裝置的導體不能更長地直接設置在高頻屏蔽件附近，因為需要一定 的磁通返回空間，以便高頻磁場的磁力線能封閉。因此高頻線圈裝置的導 體與高頻屏蔽件之間應該具有一定的距離，這導致進一步縮窄為患者存留的空間。發(fā)明內(nèi)容因此本發(fā)明所要解決的技術問題是，提供一種探測單元，借助它可實 現(xiàn)更大的患者容納腔。為了解決該技術問題，在本文開頭所述類型的探測單元中按照本發(fā)明 所述長導體至少區(qū)段性地沿相互間隔距離的探測器部件之間的間隙延伸。PET探測器裝置由多個PET探測器部件構成，該探測器部件例如分別 包括由LSO制成的晶體塊、光電二極管和相應的電子器件。如果這些單個 的探測器部件之間現(xiàn)已存在尤其沿軸向的間隙，則高頻線圈裝置的長導體 可以有利地沿這些間隙延伸，這意味著，其走向是遵循該間隙的走向。因 此在要求相同的同心空間區(qū)域的情況下實現(xiàn)了 PET探測器裝置與高頻線圈 裝置最佳的幾何組合。另外，這種相互結合的系統(tǒng)的組合結構可以優(yōu)化制個體積進行攝像，也就是說，借助于同一臺設備尤其同時進行MRT和PET 檢查。 探測器裝置通常至少在高頻線圈側設有高頻屏蔽件，其有利地防止干 擾場可能引起的兩個裝置相互的影響。如果高頻屏蔽件直接設置在PET探 測器裝置的面朝高頻線圈裝置的表面上，則所述間隙在按照本發(fā)明的長導 體布設結構中有利地構成磁通回流空間。該間隙不僅用于幾何的優(yōu)化結構， 而且用作石茲通回流空間。所述間隙可以有利地構成沿軸向連續(xù)的凹槽，這意味著，存在沿軸向 連續(xù)延伸的間隙或者所述間隙沿軸向成一排地設置。因此長導體的相應部 段在直線的區(qū)段上沿所述間隙延伸。長導體的精確布局、尤其是在多大的半徑上延伸特別通過所存在的高 頻屏蔽件或高頻屏蔽件的距離確定。為了有足夠的磁通回流空間和高頻場 具有足夠好的質(zhì)量并進而達到所拍攝圖像具有足夠好的質(zhì)量，要求一定的間距以形成石茲通回流空間。在此最終還要對兩種情況加以區(qū)別。在一種優(yōu)選的實施方式中，所述長導體至少沿其徑向橫截面的一部分、 優(yōu)選全部在所述間隙內(nèi)延伸。在該實施方式中高頻線圏裝置的長導體幾何 形狀完全集成到PET探測器裝置中，也就是說，其中主要的徑向尺寸最終 由PET探測器裝置確定。當一定條件下通過所述間隙形成與高頻屏蔽件之 間的足夠距離時，就實現(xiàn)了這種擴展設計。如上所述，如果高頻屏蔽件直接設置在PET探測器裝置的高頻線圈一側的表面上，則所述間隙本身最終構成了完整的磁通回流空間。在另一種實施方式中，可以使長導體在所述間隙之上延伸。在需要與 高頻屏蔽件之間更大距離的情況下，例如業(yè)已證實這種設計是必要的。例 如由所述間隙形成的凹槽在用高頻屏蔽件遮蓋時可能深度不夠，因為所述間隙在朝外的區(qū)域同時用于安裝例如PET探測器部件的電子組件。盡管如 此在此總體上獲得了一種沿徑向更狹長的探測單元，因為基于所述凹槽可 能長導體要進一步向外設置，而不超出與高頻屏蔽件之間所需要的距離。相宜地，所述長導體在有關所述間隙的中央延伸。這意味著，長導體 與間隙的側表面的每側距離相同。因此長導體安置在兩側面之間的中點。 如果長導體在所述間隙內(nèi)延伸，則相對于間隙底部的最小距離等于到間隙 的側邊界的距離。因此在間隙的由高頻屏蔽件覆蓋的表面形成均勻的結構 只寸稱的；茲通回流空間。相宜地，至少所述長導體的沿間隙延伸的部段設計為優(yōu)選具有圓形橫 截面的金屬線。與傳統(tǒng)的設計為尤其由銅片制成的扁導體的設計相反，通部段也具有離探測器部件、尤其離覆蓋探測器部件的高頻屏蔽件盡可能遠 的距離。該金屬線的直徑尤其應該至少為4mm。在此這種圓形結構不是強 制性的；也可以規(guī)定長導體僅在與PET探測器部件相鄰的近旁變得更窄。 為了達到磁通回流空間具有足夠的延伸長度，可以規(guī)定，所述金屬線與用 于將高頻線圈裝置相對于PET探測器裝置屏蔽的高頻屏蔽件之間至少間隔 其直徑的距離，優(yōu)選間隔其直徑的5到IO倍的距離。通過該足夠的距離達 到高頻場的高質(zhì)量并進而達到所生成的圖像具有高質(zhì)量。在此PET探測器 裝置的相關高頻屏蔽件仍然用作高頻電流的回流面。高頻線圈裝置尤其也可以設計為鳥籠線圈。其中兩個其中心由縱軸構 成的端環(huán)通過軸向延伸的長導體連接。在這樣的布設結構中，端環(huán)可以沿 軸向設置在所述PET探測器裝置之前和之后。因此基本上在線圈的外部區(qū)域內(nèi)提供了更大的磁通回流空間。因此端環(huán)總體上在PET探測器裝置之外 延伸，長導體通過該PET探測器裝置至少區(qū)段式地沿著所述間隙或在所述 間隙內(nèi)延伸。當然也可以設想，將端環(huán)在采用沿方位角延伸的間隙情況下 按幾何特征集成組合到PET探測器裝置中。但是還是要考慮較小的磁通回 流空間。通常所采用的PET探測器裝置具有大約20至30cm的長度，而例如用 作身體線圈的線圈可能具有的長度達50cm。在這種情況下PET探測器設置 在中央，兩個端環(huán)在外部延伸而長導體如已描述的那樣延伸通過所述間隙。在這種端環(huán)位于PET探測器裝置之前或之后的布設結構中可以有利地 將端環(huán)和/或所述長導體的不在探測器裝置內(nèi)部延伸的部段設計為尤其由銅片制成的扁導體。利用這種尤其在實際上重要的端環(huán)區(qū)域內(nèi)的導體結構產(chǎn) 生高質(zhì)量的高頻場。當然可以設想將長導體沿其全長構造成金屬線形，從 而使制造更簡單。但是也可以采用長導體的一種混合結構，即，在與端環(huán)想這樣一種實施方式，即，長導體沿全長設計成金屬線式的、尤其是圓形 的，同時分段地或錐形地向外實施向更大直徑擴展。另外，沿軸向設置在所述PET探測器裝置之前和之后的端環(huán)安置在尤 其由泡沫材料制成的間隔件上，該間隔件沿徑向基本具有所述探測器裝置 的尺寸并用作磁通回流空間。其中端環(huán)相宜地具有也相當于長導體結構的 半徑，由此獲得環(huán)形的高頻線圈裝置。通過間隔件不僅固定端環(huán)，同時還 提供了磁通回流空間，該磁通回流空間在這些特別是電流流經(jīng)的區(qū)域具有 足夠的大小。但是磁通回流空間在端環(huán)區(qū)域內(nèi)的最小厚度不能明顯低于30 至40mm，當例如用于高頻線圈或PET探測器裝置的連接導線同樣延伸通 過該區(qū)域時，對此尤其要注意。在高頻線圈裝置所有導體元件均處于同 一半徑上的這種結構中，在按 照本發(fā)明的探測單元中端環(huán)部分也進一步遠離患者，從而一方面獲得更大 的空間，另 一 方面可以實現(xiàn)單位吸收率(SAR)的優(yōu)化(SAR=Spezifische Absorptionsrate)。
在該間隙中填充的介電材料固定，尤其是被澆注在其中。因此這些長導體 部段成為整個裝置的整體組成部分，同時只存在較小的事后移動的危險。
另外當然也可以設想，將至少所述長導體的沿所述間隙延伸的部段借 助于一些尤其由聚四氟乙烯制成的固定件固定。在此可以與點式固定方式 一樣地設想一種穿過的固定方式。整個固定結構可以固定在端環(huán)區(qū)域內(nèi)或 者例如固定在對笨測單元的內(nèi)村上。
在此按照本發(fā)明的探測單元不僅可以是可移動的單元，其僅在需要時 裝入到磁共振設備中，或者是固定安裝在磁共振設備內(nèi)的探測單元。在為 可移動的單元的情況下可以設想既是全身:l笨測單元，也是頭部探測單元。
與此相關地還要設計探測單元的尺寸。
相宜地，該探測單元可以具有支承管，所述PET探測器裝置以及必要 時高頻線圈裝置固定在該支承管的內(nèi)側面上。因此支承管向外包圍PET探 測器裝置和高頻線圈裝置以及在可移動的或為維護目的是可取出的探測單 元的情況下例如也可以包括導向裝置，借助于該導向裝置可以通過與磁共 振設備上的導向裝置相互作用舒服方便地在患者容納腔內(nèi)導引移動探測單元。此外這樣的支承管也用于固定位于其中的裝置。在這種情況下PET探測器裝置直接固定在該支承管上?？梢栽O想多種用于固定高頻線圈裝置的 可能性。該高頻線圈裝置可以通過相應的固定元件、尤其還借助于間隔件同樣固定在支承管上，但是也可以設想在PET探測器裝置上固定。另外可 以設想將高頻線圈裝置安裝在一 內(nèi)襯上，而該內(nèi)襯又可能固定在所述支承 管上。
在一項有利的擴展設計中，PET探測器裝置和/或高頻線圈裝置的連接 電纜可以集成在所迷支承管內(nèi)。其中在該支承管內(nèi)設有凹槽，通過該凹槽 導引相應的電纜敷設。作為替代或補充方式也可以將用于冷卻所述PET探 測器裝置和/或高頻線圈裝置的冷卻系統(tǒng)集成組合在所述支承管內(nèi)。這樣的 冷卻系統(tǒng)也可以設置在支承管內(nèi)的空腔或凹槽中。因此該支承管在進一步 減小探測單元內(nèi)直徑的意義上用于集成地安置探測單元的元件，從而使這 些元件不再需要沿徑向的另外空間。相宜地，所述PET探測器裝置在其端側設有環(huán)形的屏蔽元件。這些屏 蔽元件盡可能是不透射伽瑪射線的并因此起到從PET探測器裝置外部屏蔽
散射射線的作用。如上文已描述的那樣，該探測單元朝內(nèi)通過內(nèi)襯封閉。在這樣的內(nèi)襯 上例如也可以固定高頻線圈裝置。其此外還用于保護部件及優(yōu)化的光學結 構。此外，本發(fā)明還涉及一種磁共振設備，其包括圓柱形基本磁場磁鐵和 一個或多個在該基本磁場磁鐵內(nèi)部設置的梯度線圈，其中，該磁共振設備 包括固定在所述梯度線圈之內(nèi)的按照本發(fā)明的探測單元。因此這樣的探測單元構成磁共振設備的一個用于拍攝PET及MRT圖像的組成部分。當然在 此尤其實現(xiàn)了更大的患者容納腔。
下面借助附圖從對具體實施方式
的說明中給出本發(fā)明的其他優(yōu)點和詳 情。附圖中圖1示出按照本發(fā)明應用在磁共振設備中的探測單元的四分之一圓周 的橫截面圖；圖2示出沿圖1中的線II - II的縱剖面圖；圖3示出圖l和2中所示的探測單元的高頻線圈裝置的俯視圖；圖4示出按照本發(fā)明的磁共振設備。
具體實施方式
圖1示出在磁共振設備內(nèi)在梯度線圈18內(nèi)部在患者容納腔19中應用 的探測單元1的橫截面圖，其中為了視圖清晰起見僅示出了整個圓周的四 分之一。探測單元1包括PET探測器裝置2，該探測器裝置包括探測器部 件3和在探測器部件之間安置的電子器件4。該PET探測器裝置2通過高 頻屏蔽件6相對于在此僅示出長導體5的高頻線圈裝置屏蔽。PET探測器 裝置2以及高頻線圏裝置被一個支承管7圍繞，PET探測器裝置固定在該 支承管上。在該支承管與PET探測器裝置2之間還設有高頻屏蔽件8。PET探測器裝置2及高頻線圈裝置的連接電纜和用于冷卻PET探測器 裝置2及高頻線圈裝置的冷卻系統(tǒng)均集成在該支承管7內(nèi)，這在圖中未詳 細示出。如同在圖1中所看到的那樣，PET探測器部件3沿方位角方向彼此間
隔一定距離地設置并比電子器件4高，從而形成內(nèi)凹形式的間隙9。高頻線圈裝置的長導體5的部段5a在該間隙9內(nèi)延伸，其具有圓形橫截面并設計 為金屬線形式的。長導體的直徑在此實施例中為4mm。長導體5沿方位角 方向設置在間隙9的中央，使得其離間隙的側壁和間隙的底部具有相同的、 比其直徑大的距離。因為間隙9的表面設有高頻屏蔽件6，長導體5也與該 高頻屏蔽件6之間間隔足夠的距離，雖然它并不突出于所述探測器裝置2。 間隙9起》茲通回流空間的作用，高頻屏蔽件6起回流面的作用。4姿照本發(fā) 明相應地表現(xiàn)為 一種出色的幾何組合性，從而明顯地增大了探測單元的內(nèi) 直徑。金屬線形式的長導體部段5a借助于該長導體部段5a澆注于其中的介 電材料10保持在其間隙9內(nèi)的位置上。該介電材料10例如可以是透光的 樹脂。另外也可以設想，將長導體5的部段5a延伸通過一些固定裝置。探測單元1也可以選擇向內(nèi)用內(nèi)襯11覆蓋。圖2示出探測單元1沿圖1中的線II - II的縱剖面圖。在中央可以看 到探測器裝置2的電子器件區(qū)域4。間隙9向內(nèi)延伸。例如銅制的長導體5 的設計為圓金屬線形式的部段5a在該間隙9內(nèi)延伸。沿軸向在探測器裝置 2之前和之后長導體5延長到另一個部段5b，該部段設計為在此用銅片制 成的扁導體以及連接在端環(huán)13上。帶有部段5a和5b的長導體5以及端環(huán) 13構成高頻線圈裝置14,其在此按照烏籠線圈的形式設計。在通過介電材 料10將在間隙9內(nèi)延伸的長導體5部段5a固定時，部段5b及端環(huán)13的扁 導體安置在由泡沫材料制成的間隔件15上?？梢钥吹礁哳l屏蔽件6側向一 直延續(xù)到支承管7處的探測單元1的邊緣，使得通過間隔件15在端環(huán)13 的區(qū)域形成足夠大的磁通回流空間。如同同樣從圖2中所看到的那樣，在支承管7中集成組合有用于冷卻 PET探測器裝置2及高頻線圈裝置14的冷卻系統(tǒng)16和PET探測器裝置2 及高頻線圏裝置的連接電纜17。另外，探測器裝置2側向以環(huán)狀屏蔽元件12為界。該屏蔽元件對于伽 馬射線盡可能是不可通過的并進而起到對PET探測器3之外的散射射線的 屏蔽作用。探測單元又直接與梯度線圏相連地裝入到磁共振設備中。朝患者容納 腔19的方向可選"t奪地"i殳置內(nèi)襯11 。
圖3表示探測單元1的內(nèi)側面俯視圖?？梢郧宄乜吹礁哳l線圈裝置
14的鳥籠式結構。兩個具有相應共振電容器20的端環(huán)13通過長導體15連 接，該長導體在探測器部件3之間的間隙9內(nèi)延伸的部段5a設計為金屬線 形的，而在間隙外在部段5b內(nèi)為扁導體。
最后，圖4表示按照本發(fā)明的》茲共振設備21?？梢钥吹?，在梯度線圏 22內(nèi)固定一個限定患者容納腔23的探測單元1。
權利要求
1. 一種用于安置在磁共振設備(21)的圓柱形患者容納腔(13， 23)內(nèi)的探 測單元，其包括具有PET探測器部件(3)的環(huán)形PET探測器裝置(2)以及在該 PET探測器裝置(2)內(nèi)同軸設置的具有長導體(5)的高頻線圈裝置(14),其特 征在于，所述長導體(5)至少區(qū)段性地沿相互間隔距離的探測器部件(3)之間 的間隙(9)延伸。
2. 按照權利要求1所述的探測單元，其特征在于，所述長導體(5)至少 沿其徑向橫截面的 一部分、優(yōu)選為全部在所述間隙(9)內(nèi)延伸。
3. 按照權利要求1或2所述的探測單元，其特征在于，所述長導體(5) 關于所述間隙(9)的中央延伸。
4. 按照權利要求1至3中任一項所述的探測單元，其特征在于，所述 長導體(5)的至少沿所述間隙(9)延伸的部段(5a)設計為優(yōu)選具有圓形橫截面 的金屬線，其直徑尤其至少為4mm。
5. 按照權利要求4所述的探測單元，其特征在于，所述金屬線與用于 將高頻線圈裝置(14)相對于PET探測器裝置(2)屏蔽的高頻屏蔽件(6)之間至 少間隔其直徑的距離，優(yōu)選間隔其直徑的5到IO倍的距離。
6. 按照權利要求1至5中任一項所述的探測單元，其特征在于，在設 計為鳥籠式的具有兩個通過所述長導體(5)連接的端環(huán)(13)的高頻線圈裝置 (14)中，端環(huán)(13)沿軸向設置在所述探測器裝置(2)之前和之后。
7. 按照權利要求6所述的探測單元，其特征在于，所述端環(huán)(13)和/或 所述長導體(5)的不在探測器裝置(2)內(nèi)部延伸的部段(5b)設計為扁導體，尤 其是由銅片制成的扁導體。
8. 按照權利要求6或7所述的探測單元，其特征在于，所述端環(huán)(13) 安置在尤其由泡沫材料制成的間隔件(15)上，該間隔件沿徑向基本上具有所 述探測器裝置(2)的尺寸并用作磁通回流空間。
9. 按照權利要求1至8中任一項所述的探測單元，其特征在于，所述 長導體(5)的至少沿間隙(9)延伸的部段(5a)借助于在該間隙(9)中填充的介電 材料(10)固定，尤其是被澆注在其中。
10. 按照權利要求1至8中任一項所述的探測單元，其特征在于，所 述長導體(5)的至少沿間隙(9)延伸的部段(5a)借助于一些尤其由聚四氟乙烯制成的固定件固定。
11. 按照權利要求1至10中任一項所述的探測單元，其特征在于，該探測單元具有支承管(7),所述PET探測器裝置(2)以及必要時高頻線圈裝置 (14)固定在該支承管的內(nèi)側面上。
12. 按照權利要求11所述的探測單元，其特征在于，所述PET探測 器裝置(2)和/或高頻線圏裝置(14)的連接電纜(17)集成組合在所述支承管(7) 內(nèi)。
13. 按照權利要求11或12所述的探測單元，其特征在于，用于冷卻 所述PET探測器裝置(2)和/或高頻線圈裝置(14)的冷卻系統(tǒng)集成在所述支承 管(7)內(nèi)。
14. 按照權利要求1至13中任一項所述的探測單元，其特征在于，所 述PET探測器裝置(2)在其端側設有環(huán)形的屏蔽元件12。
15. 按照權利要求1至14中任一項所述的探測單元，其特征在于，該 探測單元(1 )朝內(nèi)通過內(nèi)襯(11 )封閉。
16. —種磁共振設備，其包括圓柱形基本磁場磁鐵和一個或多個設置 在該基本磁場磁鐵內(nèi)部的梯度線圈(22),其特征在于，該磁共振設備包括按 照上述權利要求1至15中任一項所述的固定在梯度線圈(22)之內(nèi)的探測單 元(1)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于安置在磁共振設備(21)的圓柱形患者容納腔(13，23)內(nèi)的探測單元，其包括具有PET探測器部件(3)的環(huán)形PET探測器裝置(2)以及在該PET探測器裝置(2)內(nèi)同軸設置的具有長導體(5)的高頻線圈裝置(14)，其中，所述長導體(5)至少區(qū)段性地沿相互間隔距離的探測器部件(3)之間的間隙(9)延伸。
文檔編號A61B6/03GK101120876SQ20071014111
公開日2008年2月13日 申請日期2007年8月8日 優(yōu)先權日2006年8月8日
發(fā)明者于爾根·尼斯特勒, 沃爾夫?qū)惼? 路德維格·埃伯勒, 雷茲萬·拉扎爾 申請人:西門子公司