[發明專利]采用光學透鏡作光傳導的開放式PET/MR成像系統

在審

• 申請號: 201310047164.5
• 申請日: 2013-02-02
• 公開（公告）號: CN103126678A
• 公開（公告）日: 2013-06-05
• 發明（設計）人: 杜一平;葉慧慧
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: A61B5/055
• 分類號: A61B5/055;A61B6/03;G01R33/48;G01T1/29
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 周烽

技術領域

本發明涉及成像、診斷和相關領域，尤其涉及采用光學透鏡作光傳導的開放式PET/MR成像系統。

背景技術

正電子發射斷層掃描（PET）是一種特殊的核醫學成像技術，被用來獲得特定器官或腫瘤的具有生物化學或生理學信息的圖像，是惡性腫瘤和神經功能檢測最重要的影像技術。通過注射或口服，放射性藥物進入身體，并被特定器官吸收。當正電子被電子湮沒時產生兩個沿近似相反方向行進的511KeV的伽瑪光子。湮沒事件所產生的兩個伽瑪光子可以由一對相向安置的輻射探頭來探測。射入到輻射探頭中的閃爍晶體的伽瑪光子會產生多個大致在可見光頻率范圍內的光子。所述光子通過光電轉換器件（如光電倍增管）產生電信號。湮沒事件通過由兩個相向布置的探頭中幾乎同時探測到兩個511KeV伽瑪光子來確定。如果兩個光子的探測時間高度重合，這兩個光子的探測被認為是重合事件。這兩個光子被認為來自同一湮沒事件。所述兩個相向布置的探頭的幾何連接線就是這兩個光子的標識響應線或LOR。湮沒事件在所述響應線上發生。在探測到大量重合事件后，由每個重合事件所限定的LOR被用于重建身體內發射正電子的放射性核素的三維分布。PET成像被廣泛用于獲得心、腦、肺、肝等身體器官的機能圖像和用于腦、肺、肝的腫瘤檢測當中。PET成像在腫瘤診斷中具有靈敏度高、特異性高、全身顯像和安全性好等特點。

另一方面，磁共振成像（MRI）主要被用于獲得人體的高分辨率解剖圖像。MRI?具有良好的軟組織對比度。MRI主要由身體的氫原子核對射頻能量的吸收和發射來獲得信號。開放式磁共振成像設備的主要部件包括兩塊平行相向的磁體、與磁體結合在一起的梯度場線圈和射頻激發線圈。磁體用于產生均勻的靜態B₀主磁場。磁體安置形式主要有兩種：兩塊上下安置的磁體產生垂直B₀主磁場，兩塊在同一水平面上安置的磁體產生水平B₀主磁場。梯度場線圈在X、Y和Z方向上分別產生B₀場的梯度。射頻激發線圈產生共振頻率下的磁激發所必需的交變B₁磁場。身體內發出的磁共振信號由射頻線圈接收和后繼電路采樣獲得。信號采集結束后，經過相應的圖像重建獲得圖像。

另一方面，高強度聚焦超聲治療儀（HIFU）可以將高強度超聲波能量聚焦在身體的特定部位，將所述部位的組織在一定的時間間隔內加熱到一定的溫度。通過持續的高溫達到損壞局部組織的目的。HIFU被廣泛用于癌癥的治療。由HIFU在體內產生的溫度升高的空間分布可以通過特定的MRI技術實現實時檢測。

將PET和MRI模態合并成單個設備的構思在本領域中是普遍公知的。例如參見美國專利No.4,939,464，該專利被整體結合于此以作參考。最初的思想集中在通過諸如光纖之類的光導將來自位于MR視場內部的閃爍晶體的光傳輸到位于磁場外部的光電倍增管光電轉換器件。由于光電倍增管不能在強磁場環境下工作，并且對磁場擾動敏感，光電倍增管必須置于強磁場范圍之外。然而，這樣的設計不能獲得高性能PET圖像，并且復雜的設計導致制造成本的提高。此外，在中國專利（公開號?CN?101132731A）所公布的一機型PET-MRI中，所采用的光電轉換器件必須能夠在強磁場環境下工作。在所述的一機型PET-MRI中，不能采用對磁場敏感的光電倍增管。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術的不足，提供一種采用光學透鏡作光傳導的開放式PET/MR成像系統。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：一種采用光學透鏡作光傳導的開放式PET/MR成像系統，包括磁共振成像部、第一PET檢測器、第二PET檢測器、床部或座椅部；其中，磁共振成像部為大致平板狀，分別相對于被檢體左右放置；床部或座椅部位于磁共振成像部形成的空腔內；第一PET檢測器和第二PET檢測器均為筒狀，相對地配置于床部的上下兩側或座椅部31的前后兩側。

其中，磁共振成像部為大致平板狀，分別相對于被檢體左右放置；磁共振成像部包括：第一靜磁場磁極、第二靜磁場磁極、第一梯度場線圈、第二梯度場線圈、第一射頻發送線圈、第二射頻發送線圈、射頻接收線圈。

第一靜磁場磁極和第二靜磁場磁極共同產生開放式MRI的靜磁場。在此，兩塊磁極可以是永久磁體、超導磁體或電磁磁體。所述并行磁體沿水平方向相對安置，產生沿水平方向的主磁場B₀。

第一梯度場線圈和第二梯度場線圈對于被檢體施加相互垂直的X、Y、Z方向的梯度磁場Gx、Gy、Gz。第一梯度場線圈和第二梯度場線圈為圓盤狀，被配置在第一靜磁場磁極和第二靜磁場磁極的內側。