[發(fā)明專利]用于對物體成像的PET-MRI系統(tǒng)及其成像的方法及其表面線圈

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710839811.4
• 申請日: 2017-09-15
• 公開（公告）號: CN107831463B
• 公開（公告）日: 2023-01-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李佳琪;A.拜申克;C.戈斯瓦米;王同舟
• 申請（專利權(quán)）人: 通用電氣公司
• 主分類號: G01R33/48
• 分類號: G01R33/48;G01R33/341
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 鄭浩;劉春元

本發(fā)明提供了一種用于對物體成像的PET?MRI系統(tǒng)。所述PET?MRI系統(tǒng)包括磁共振成像子系統(tǒng)、正電子發(fā)射斷層掃描子系統(tǒng)、光學(xué)傳感器和數(shù)據(jù)處理控制器。磁共振成像子系統(tǒng)包括從物體采集磁共振信號的表面線圈。正電子發(fā)射斷層掃描子系統(tǒng)從物體采集PET發(fā)射。光學(xué)傳感器檢測表面線圈的空間位置和形狀中的至少一者。數(shù)據(jù)處理控制器與磁共振成像子系統(tǒng)、正電子發(fā)射斷層掃描子系統(tǒng)和光學(xué)傳感器通信，并且利用表面線圈的檢測到的空間位置和檢測到的形狀中的至少一者來針對衰減校正采集的PET發(fā)射。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明的實施例一般涉及正電子發(fā)射斷層掃描(“PET”)和磁共振成像(“MRI”或“MR成像”)，并且更具體地涉及用于組合式PET-MRI系統(tǒng)中的表面線圈(surface coil)的衰減校正(attenuation correction)的系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)

PET(positron emission tomography)成像涉及正電子發(fā)射的放射性核素(radionuclides)在所關(guān)注的受檢者體內(nèi)的層析圖像的形成。用放射性核素標(biāo)記的試劑被施用給定位在檢測器環(huán)內(nèi)的受檢者。隨著放射性核素衰變，從其發(fā)射出稱為“正電子”的帶正電的電子。當(dāng)這些正電子行進(jìn)通過受檢者的組織時，它們喪失動能并最終與電子碰撞，導(dǎo)致相互湮沒。正電子湮沒導(dǎo)致一對方向相反的伽馬射線以大約511keV的能量被發(fā)射，該伽馬射線隨后被檢測器環(huán)中的閃爍體(scintillator)檢測到。當(dāng)被伽馬射線撞擊時，每個閃爍體照亮，激發(fā)諸如光電二極管的光伏電池(photovoltaic)部件。

來自光伏電池的信號被處理為伽馬射線的入射。當(dāng)兩條伽馬射線大約同時撞擊相對地定位的閃爍體時，符合(coincidence)被記錄。數(shù)據(jù)分類單元處理符合以確定真符合事件并挑選出代表死時間和單次伽馬射線檢測的數(shù)據(jù)。符合事件被裝倉(binned)和集成以形成PET數(shù)據(jù)的楨，這些楨可以被重建成描繪帶放射性核素標(biāo)記的試劑和/或其代謝物在受檢者體內(nèi)的分布的圖像。

MRI(magnetic resonance imaging)獲得代表易受核磁共振(“NMR”)影響的原子核的顯著群體的物體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的數(shù)字化可視圖像。許多MRI系統(tǒng)使用容納超導(dǎo)磁體的磁體組件對靶體積(以下也稱為“成像孔”和/或簡稱“孔”)內(nèi)的待成像的患者/物體中的核(nuclei)施加強(qiáng)的主磁場。核由通常經(jīng)由RF線圈以特征NMR(拉莫爾)頻率發(fā)送的射頻(radio frequency；“RF”)信號激發(fā)。通過在空間上干擾圍繞成像孔內(nèi)的物體的局部磁場，并且當(dāng)受激發(fā)的質(zhì)子松弛回到其較低能量的正常狀態(tài)時分析來自核的所得的RF響應(yīng)(在本說明書中也稱為“MR信號”)，作為其空間位置的函數(shù)的這些核響應(yīng)的標(biāo)測圖或圖像被生成并顯示。核響應(yīng)的圖像提供了物體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的非侵入性視圖。

在許多MRI系統(tǒng)中，通常通過使用用于發(fā)射的全身體積RF線圈來獲得最佳的激勵磁場均勻度(homogeneity)。全身發(fā)送線圈常常是在這樣的MRI系統(tǒng)中最大的RF線圈。然而，如果它也用來接收RF響應(yīng)，則較大的RF線圈產(chǎn)生較低的信噪比(“SNR”)，主要是因為這樣的RF線圈常常離正在成像的信號發(fā)生組織距離較遠(yuǎn)。由于高SNR在MRI中通常是理想的，常常采用“表面線圈”來接收RF響應(yīng)以提高來自特定的感興趣體積的SNR。一般來講，表面線圈相對較小，并且被構(gòu)造成接收來自患者的局部部分的RF響應(yīng)，例如，不同的表面線圈可以用于對頭部、頸部、腿部、臂部和/或各種內(nèi)部器官進(jìn)行成像。

然而，在組合式PET-MRI系統(tǒng)中，表面線圈會潛在地使發(fā)射的伽馬射線在被檢測器環(huán)中的閃爍體檢測到之前畸變，即，衰減。因此，許多PET-MRI系統(tǒng)依靠衰減校正算法來補(bǔ)償由表面線圈引起的畸變。然而，這樣的算法常常需要以較高的精度水平獲知表面線圈的形狀、位置和材料密度。結(jié)果，許多PET-MRI系統(tǒng)局限于使用所謂的非懸浮(non-floating)的“剛性”表面線圈，該線圈通常是非柔性的，并且安裝/固定到已知的靜止位置。