Гибридные системы получения изображений методами позитронно-эмиссионной/магнитно-резонансной томографии
Изобретение относится к области техники медицинской томографии, в частности, относится к объединенным системам получения изображений методами магнитно-резонансной (MR) и позитронно-эмиссионной томографии (PET). Гибридная система получения изображений содержит магнитно-резонансный сканер (10) и систему (12) получения изображений вторым способом, расположенную в том же самом пространстве (16), изолированном от высоких частот. Система получения изображений вторым способом содержит детекторы (68, 70, 70') излучения, выполненные таким образом, что они регистрируют, по меньшей мере, одно из излучений: высокоэнергетические частицы и высокоэнергетические фотоны. В некоторых вариантах осуществления изобретения в зазоре между магнитно-резонансным сканером и системой получения изображений вторым способом по выбору может быть растянут выдвижной экран (92), защищающий от высоких частот. В некоторых вариантах осуществления изобретения вместе с магнитно-резонансным сканером размещены катушки (52) шиммирования, и они выполнены таким образом, что компенсируют искажение статического магнитного поля магнитно-резонансного сканера, вызванное близостью системы получения изображений вторым способом. Технический результат - повышение помехозащищенности, создание компактной гибридной системы. 5 н. и 25 з.п. ф-лы, 9 ил.
Настоящая заявка на изобретение относится к области техники медицинской томографии. В частности, она относится к объединенной системам получения изображений методами магнитно-резонансной (MR, далее - МР) и позитронно-эмиссионной томографии (PET, далее - ПЭТ) и описана применительно к этим конкретным системам. В более широком толковании, приведенное ниже описание относится к системам получения изображений, объединяющим средство МР-томографии со средством, в котором используют возбужденные частицы, например, с вышеупомянутым средством ПЭТ, со средством однофотонной эмиссионной компьютерной томографии (SPECT, далее - ОЭКТ), со средством трансмиссионной компьютерной томографии (CT, далее - КТ), со средством лучевой терапии и т.д.
В гибридной системе получения изображений два или более средств получения медицинских изображений объединены в одном и том же здании или помещении или даже на одной и той же платформе. Гибридные системы получения изображений предоставляют медицинскому персоналу возможность объединения преимуществ средств, являющихся составными частями этих систем, для сбора более полезной информации о пациенте. Гибридные системы получения изображений также облегчают, в пространственном и временном отношении, регистрацию изображений из средств, являющихся составными частями этих систем, по сравнению со сбором таких изображений посредством отдельных обособленных систем получения изображений. Обособленные системы получения изображений имеют более длительное время задержки между исследованиями, и причинение минимального беспокойства пациенту между исследованиями становится затруднительным.
Преимущества гибридных систем получения изображений уже были реализованы в промышленном масштабе. Например, в системе ОЭКТ/КТ "Precedence", выпускаемой фирмой "Philips Medical Systems", г.Эйндховен, Нидерланды, предусмотрено наличие компьютерного томографа и гамма-камеры, предназначенной для получения изображений методом ОЭКТ. Последняя содержит две детекторные головки, установленные на роботизированных манипуляторах, расположенных с выносом относительно платформы КТ на том краю системы, куда помещают пациента. Использована удлиненная кушетка для пациента, обеспечивающая возможность достаточного перемещения пациента вдоль оси. Таким образом, имеются возможности получения изображений обоими средствами: компьютерным томографом (КТ) и однофотонным эмиссионным компьютерным томографом (ОЭКТ) при ограниченных видоизменениях либо платформы компьютерного томографа (КТ), либо пространственно обособленной гамма-камеры. Аналогичным образом, система ПЭТ/КТ "Gemini", также выпускаемая фирмой "Philips Medical Systems", г.Эйндховен, Нидерланды, обеспечивает оба средства получения изображений: позитронно-эмиссионный томограф (ПЭТ) и компьютерный томограф (КТ).
Однако конструкция гибридной системы получения изображений, содержащей магнитно-резонансный (МР) томограф и второе средство системы получения изображений, использующее высокоэнергетические частицы или фотоны (например, системы ОЭКТ или ПЭТ), вызывает сложности. В типичном оборудовании для магнитно-резонансной томографии магнитно-резонансный томограф расположен в специально спроектированном пространстве, изолированном от высоких частот, которое создано путем окружения его экраном, защищающим от высокочастотных помех, типа клетки Фарадея. Пространство, изолированное от высоких частот, защищает чувствительную систему регистрации магнитного резонанса от внешних высокочастотных помех. Кроме того, экран, защищающий от высокочастотных (ВЧ) помех, помогает уменьшить высокочастотное излучение из высокочастотных передающих катушек МР-томографа в окружающую среду за пределы помещения, в котором расположен томограф. Сомнительно, что электронная аппаратура детекторов, используемых в ПЭТ-томографах или в других системах получения изображений, регистрирующих высокоэнергетические частицы или фотоны, обычно создает высокие уровни высокочастотных помех. Наоборот, магнитное поле, создаваемое магнитно-резонансным томографом, искажает отклик детекторов фотонов, используемых в ПЭТ-томографе. Следовательно, при рассмотрении возможности размещения магнитно-резонансного томографа и системы получения изображений, регистрирующей высокоэнергетические частицы или фотоны, в одном и том же помещении в непосредственной близости друг от друга существует присущая им практическая несовместимость между ними.
Чо и др. (Cho et al.) в опубликованной заявке на патент США №2006/0052685 предложен способ преодоления этой присущей несовместимости путем размещения ПЭТ-томографа за пределами пространства, изолированного от высоких частот, в котором содержится магнитно-резонансный томограф. К сожалению, этот подход искажает многие из преимуществ гибридной системы МР/ПЭТ. Перемещение пациента между системами МР-томографа и ПЭТ должно производиться через снабженное заслонкой отверстие в стене помещения, изолированного от высоких частот, в котором содержится МР-томограф. Медицинский персонал должен переходить туда и обратно между помещением, в котором содержится ПЭТ-томограф, и помещением, изолированным от высоких частот, в котором содержится МР-томограф. Система, предложенная Чо и др. (Cho et al.), содержит систему длинного рельсового пути для перемещения пациента между МР-томографом и ПЭТ-томографом, расположенными в отдельных помещениях. Такое перемещение на большое расстояние может представлять неудобство для пациента, и смещение или иное движение пациента во время такого длительного перемещения может вносить ошибки пространственного совмещения в изображения, полученные посредством МР-томографии и ПЭТ. Кроме того, могут возникать трудности при перемещении локальных катушек, используемых для получения изображений методом магнитного резонанса, на большое расстояние вдоль рельса.
Другой предложенный ранее подход состоит в том, что детекторы излучения для ПЭТ встраивают в платформу магнитно-резонансного томографа. Было предложено следующее: влияние магнитных полей рассеяния на детекторы излучения для ПЭТ может быть уменьшено путем разумного размещения детекторов излучения в точках нулевого магнитного поля. Однако этот подход не направлен на решение проблемы высокочастотных помех от детекторов излучения, создающих помехи для системы регистрации магнитного резонанса. Кроме того, встроенные детекторы излучения для ПЭТ занимают ценное пространство отверстия в МР-томографе.
Видоизмененный вариант объединенного подхода, раскрытый в патенте США №4939464, выданном Хэммеру (Hammer), состоит во встраивании в магнитно-резонансный томограф только лишь сцинтилляторов ПЭТ-томографа. Свет сцинтилляции, созданный явлениями при регистрации излучения, улавливают и передают посредством волоконной оптики в дистанционные оптические датчикам системы ПЭТ. Этот подход уменьшает, но не устраняет использование пространства отверстия МР-томографа компонентами ПЭТ и дополнительно привносит в систему ПЭТ проблемы, связанные с чувствительностью, вследствие оптических потерь в протяженных волоконно-оптических системах передачи света. Кроме того, несмотря на то что дистанционное размещение электроники регистрации света является целесообразным, некоторые типы сцинтилляционных кристаллов проявляют спонтанную радиоактивность, которая все же может создавать существенные высокочастотные помехи,
Недостаток существующих гибридных подходов состоит в том, что эти подходы не являются способствующими модернизации существующего магнитно-резонансный томографа. Подход Чо и др. (Cho et al.) требует наличия помещения для ПЭТ-томографа, расположенного соответственно таким образом, что оно является смежным с помещением, изолированным от высоких частот, в котором расположен магнитно-резонансный томограф, и, кроме того, требует врезания сквозного прохода в разделительную стену и добавление сложной и громоздкой системы рельсового пути для соединения ПЭТ и МР томографов, расположенных в отдельных помещениях. Аналогичным образом, подходы, в которых детекторы излучения для ПЭТ встроены в отверстие МР-томографа, создают дополнительную сложность процесса модернизации и могут быть нереализуемыми для некоторых существующих МР-томографов.
Согласно одному объекту настоящего изобретения в нем раскрыта гибридная система получения изображений, содержащая магнитно-резонансный томограф, и систему получения изображений вторым способом, расположенную в том же самом пространстве, изолированном от высоких частот, что и магнитно-резонансный томограф. Система получения изображений вторым способом содержит детекторы излучения, выполненные таким образом, что они регистрируют, по меньшей мере, одно из излучений, которыми являются высокоэнергетические частицы и высокоэнергетические фотоны.
Согласно другому объекту настоящего изобретения в нем раскрыта гибридная система получения изображений, содержащая: магнитно-резонансный томограф; систему получения изображений вторым способом, расположенную в том же самом пространстве, изолированном от высоких частот, что и магнитно-резонансный томограф; и катушки шиммирования, расположенные вместе с одной из систем, которыми являются магнитно-резонансный томограф и система получения изображений вторым способом, и сконфигурированные таким образом, что выполняют одну из следующих функций: (i) компенсируют искажение статического магнитного поля магнитно-резонансного томографа, вызванное близостью системы получения изображений вторым способом, и (ii) генерируют компенсирующее магнитное поле (B S) в системе получения изображений вторым способом.
Согласно еще одному объекту настоящего изобретения в нем раскрыта система получения изображений, содержащая: пространство, изолированное от высоких частот; магнитно-резонансный томограф; и переключаемые магнитные шиммы, выполненные таким образом, что они обеспечивают шиммирование статического магнитного поля магнитно-резонансного томографа. Переключаемые магнитные шиммы имеют, по меньшей мере, первую переключаемую установку шиммирования статического магнитного поля посредством изменяющего магнитное поле ферромагнитного объекта, расположенного в пространстве, изолированном от высоких частот, в первом положении, и вторую переключаемую установку шиммирования статического магнитного поля посредством изменяющего магнитное поле ферромагнитного объекта, расположенного в пространстве, изолированном от высоких частот, во втором положении.
Согласно еще одному объекту настоящего изобретения в нем раскрыта система получения изображений, содержащая: позитронно-эмиссионный томограф (ПЭТ), содержащий детекторы излучения; и экранирующие катушки, выполненные таким образом, что путем их электрического возбуждения генерируют компенсирующее магнитное поле, которое уменьшает магнитное поле, воспринимаемое детекторами излучения.
Согласно еще одному объекту настоящего изобретения в нем раскрыт способ модернизации, содержащий следующие операции: размещают систему получения изображений вторым способом внутри помещения, изолированного от высоких частот, в котором содержится магнитно-резонансный томограф; и создают, по меньшей мере, одно из средств, которыми являются средство электрического экранирования и средство магнитного экранирования, расположенное вместе с магнитно-резонансным томографом, вместе с системой получения изображений вторым способом или между системой получения изображений вторым способом и магнитно-резонансным томографом, для уменьшения взаимных влияний между системой получения изображений вторым способом и магнитно-резонансным томографом.
Одно из преимуществ состоит в усовершенствованной эффективности выполняемых действий за счет объединения способности получения изображений методом магнитного резонанса и способности получения изображений методом ПЭТ или иным вторым способом в одну гибридную систему получения изображений, размещенную в одном помещении.
Другое преимущество состоит в предоставлении возможности присоединения системы получения изображений вторым способом, расположенной в непосредственной близости от магнитно-резонансного томографа, без сопутствующего ухудшения качества изображений, получаемых методом магнитного резонанса.
Еще одно преимущество состоит в предоставлении возможности присоединения системы получения изображений вторым способом, расположенной в непосредственной близости от магнитно-резонансного томографа, без сопутствующего ухудшения качества изображений, получаемых вторым способом.
Еще одно преимущество состоит в предоставлении возможности результативной и эффективной модернизации существующей системы магнитно-резонансного томографа, размещенной в помещении, изолированном от высоких частот, путем добавления к ней системы получения изображений вторым способом.
Еще одно преимущество состоит в предоставлении возможности сканирования методом магнитного резонанса, сопровождаемого получением изображений методом ПЭТ или иным вторым способом, или наоборот, без каких-либо беспокойств для пациента за исключением поступательного перемещения на короткое расстояние.
Дополнительные преимущества настоящего изобретения станут понятными для обычных специалистов в данной области техники по прочтении и осмыслении приведенного ниже подробного описания.
Варианты настоящего изобретения могут быть реализованы в виде различных компонентов и компоновок компонентов и в виде различных операций и схем последовательности операций. Фигуры приведены только лишь для иллюстрации предпочтительных вариантов осуществления изобретения, и их не следует истолковывать как ограничивающие настоящее изобретение.
На Фиг.1-5 схематично изображена гибридная система получения изображений на различных этапах процедуры получения изображений мозга, которая приведена в качестве примера, в том числе приведено схематичное изображение двух альтернативных вариантов схем прокладки высокочастотного кабеля для подключения катушки для локальной томографии головы, используемой в той части процедуры получения изображений мозга, в которой изображения получают методом магнитного резонанса:
На Фиг.1 схематично изображена гибридная система получения изображений во время помещения в нее пациента;
на Фиг.2 схематично изображена гибридная система получения изображений, в которой стол для пациента поднят, будучи расположенным на одном уровне с системами получения изображений, являющимися составными частями этой системы, но при этом система получения изображений вторым способом не находится в ее наиболее близком положении;
на Фиг.3 схематично изображена гибридная система получения изображений, в которой система получения изображений вторым способом перемещена в ее более близкое положение, при этом часть ложа пациента, перекрывающаяся зоной обследования гибридной системы получения изображений, показана линией воображаемого контура;
на Фиг.4 схематично изображена гибридная система получения изображений, в которой стол для пациента перемещен в магнитно-резонансный томограф для получения изображений мозга, при этом выборочные внутренние компоненты магнитно-резонансного томографа показаны линиями воображаемого контура; и
на Фиг.5 схематично изображена гибридная система получения изображений, в которой стол для пациента перемещен в систему получения изображений вторым способом для получения изображений мозга, при этом выборочные внутренние компоненты системы получения изображений вторым способом показаны линиями воображаемого контура.
На Фиг.6 схематично изображена гексагональная компоновка семи фотоэлектронных умножителей, по существу, окруженных кожухом, выполненным из ферромагнитного материала.
На Фиг.7 схематично изображена альтернативная компоновка, в которой одиночный фотоэлектронный умножитель, по существу, окружен кожухом, выполненным из ферромагнитного материала.
На Фиг.8 схематично изображены активные и частично пассивные компоновки для экранирования детекторов излучения системы получения изображений вторым способом.
На Фиг.9 схематично изображен другой вариант осуществления гибридной системы получения изображений, в которой выдвижной экран, защищающий от высоких частот, способен по выбору выдвигаться в зазор между магнитно-резонансным томографом и системой получения изображений вторым способом.
Со ссылкой на Фиг.1-5, гибридная система получения изображений содержит магнитно-резонансный сканер 10, систему 12 получения изображений вторым способом и ложемент для пациента, такой как, например, проиллюстрированное ложе 14 для пациента, расположенное между магнитно-резонансным сканером 10 и системой 12 получения изображений вторым способом. Экран, защищающий от высокочастотных помех, по существу, окружает помещение или пространство 16, изолированное от высоких частот, и служит его границей. Магнитно-резонансный сканер 10, система 12 получения изображений вторым способом и ложе 14 для пациента расположены внутри помещения, изолированного от высоких частот. В некоторых вариантах осуществления изобретения магнитно-резонансным сканером 10 является серийно выпускаемый магнитно-резонансный томограф, такой как, например, магнитно-резонансный томограф модели "Achieva" или "Intera", выпускаемый фирмой "Philips Medical Systems", г.Эйндховен, Нидерланды. В более общем случае магнитно-резонансным сканером 10 может являться томограф, по существу, любого типа, например, изображенный на фигуре томограф с магнитом с горизонтальным цилиндрическим отверстием, томограф с открытым отверстием и т.п.
Помещение 16, изолированное от высоких частот, сооружено таким образом, что, по существу, изолирует чувствительную приемную систему, регистрирующую магнитный резонанс, магнитно-резонансного сканера 10 от внешних высокочастотных помех. В качестве экрана, защищающего от высокочастотных помех, который служит границей помещения 16, изолированного от высоких частот, может быть использовано, по существу, любое известное средство экранирования, и он обычно содержит клетку Фарадея, размер которой равен размеру помещения, которая расположена вокруг стен, потолка и пола физического помещения. Помещение 16, изолированное от высоких частот, имеет типичный размер для размещения оборудования для получения изображений методом магнитного резонанса, например, оно представляет собой комнату, площадь пола которой составляет, приблизительно, 7 метров × 9 метров, хотя также предусмотрена возможность использования помещений большей или меньшей площади и/или помещений с иными размерами площади пола. В области техники магнитного резонанса известно, что в помещении, изолированном от высоких частот, предпочтительно предусмотрено наличие непроницаемых для высоких частот дверей и окон для доступа.
В некоторых вариантах осуществления изобретения системой 12 получения изображений вторым способом является позитронно-эмиссионный томограф (ПЭТ). Однако могут использоваться и другие системы получения изображений вторым способом, например, гамма-камера для получения изображений методом ОЭКТ, трансмиссионный компьютерный томограф (КТ) и т.д. Как правило, система 12 получения изображений вторым способом сконфигурирована таким образом, что регистрирует, по меньшей мере, одно из излучений, которыми являются высокоэнергетические частицы и высокоэнергетические фотоны. Например, ПЭТ-томограф регистрирует фотоны с энергией 511 килоэлектрон-вольт (кэВ), сгенерированные в результате явлений аннигиляции пар позитрон - электрон; гамма-камера выполнена таким образом, что регистрирует выбранные частицы, гамма-лучи и т.д., излученные выбранным радиоактивным медицинским препаратом; компьютерный томограф регистрирует прошедшие рентгеновские лучи и т.д. В некоторых вариантах осуществления изобретения системой 12 получения изображений вторым способом является ПЭТ-томограф модели "Allegro", выпускаемый фирмой "Philips Medical Systems", г.Эйндховен, Нидерланды. Также предусмотрен вариант, в котором сама система 12 получения изображений вторым способом содержит две или большее количество систем получения изображений, являющихся ее составными частями. Например, системой 12 получения изображений вторым способом может являться система ОЭКТ/КТ "Precedence" или система ПЭТ/КТ "Gemini", обе из которых также выпускаются фирмой "Philips Medical Systems", г.Эйндховен, Нидерланды.
Расположение ложа 14 для пациента между магнитно-резонансным сканером 10 и системой 12 получения изображений вторым способом является целесообразным потому, что оно физически разделяет две различных системы 10, 12 получения изображений, являющиеся составными частями общей системы. Это физическое разделение уменьшает вредное влияние статического магнитного поля, сгенерированного магнитно-резонансным сканером 10, на систему 12 получения изображений вторым способом, и также уменьшает вредное влияние ферромагнитной массы и высокочастотных помех, источником которых является система 12 получения изображений вторым способом, на магнитно-резонансный сканер 10. Ложе 14 для пациента содержит основание 20 и линейно перемещаемый поддон 22, поддерживающий пациента, который соединен с основанием 20 и выровнен таким образом, что может быть по выбору перемещен в зону 24 обследования магнитно-резонансного сканера 10 для получения изображений методом магнитного резонанса и в зону 26 обследования системы 12 получения изображений вторым способом для получения изображений вторым способом (например, для получения изображений методом ПЭТ). Линейно перемещаемый поддон 22, поддерживающий пациента, автоматически перемещают посредством двигателя (на фигуре не показан), установленного в основании 20 или в одной из систем 10, 12 получения изображений. В альтернативном варианте двигатель может отсутствовать, и перемещение поддона 22 может производиться вручную. Возможно, но не обязательно, поддон 22, поддерживающий пациента, содержит, по меньшей мере, одну рукоятку или иной воспринимаемый на ощупь элемент (на фигуре не показан), выполненный таким образом, что он облегчает перемещение поддона, поддерживающего пациента, вручную.
На Фиг.1 схематично показана схема расположения гибридной системы во время помещения в нее пациента. (Следует отметить, что соответствующий пациент, который помещен в систему, и изображения которого получают, на фигурах не показан.) Основание 20 может быть выполнено опускающимся пониженным во время помещения на него пациента для обеспечения возможности более легкой погрузки пациента на поддон 22, поддерживающий пациента, но это не является обязательным условием. Система 12 получения изображений вторым способом может быть установлена на рельсах 28 для обеспечения возможности перемещения системы 12 получения изображений вторым способом в менее близкое положение, показанное на Фиг.1 и 2, или в более близкое положение, показанное на Фиг.3-5, но это не является обязательным условием. Система 12 получения изображений вторым способом является относительно более близкой к магнитно-резонансному томографу в более близком положении и является относительно менее близкой к магнитно-резонансному сканеру 10 (или, другими словами, относительно более удаленной от магнитно-резонансного сканера 10) в менее близком положении. В менее близком (то есть в более дальнем) положении может существовать зазор между концом ложа 14 для пациента и системой 12 получения изображений вторым способом, но это не является обязательным условием. В некоторых вариантах осуществления изобретения необязательный зазор является достаточно большим для обеспечения возможности прохода медицинского персонала между ложем 14 для пациента и системой 12 получения изображений вторым способом, чтобы облегчить доступ пациента. Также предусмотрен вариант, в котором система получения изображений вторым способом остается неподвижной, а магнитно-резонансный томограф установлен на рельсах, что обеспечивает возможность относительного перемещения двух систем получения изображений, являющихся составными частями общей системы.
Проиллюстрированной процедурой получения изображений является процедура получения изображений мозга, в которой используют катушку 30 для локальной томографии головы, которой может являться только приемная катушка, только передающая катушка или передающая/приемная катушка. В более общем случае может выполняться процедура получения изображений, по существу, любой анатомической части тела пациента или процедура получения изображений всего тела. В проиллюстрированной процедуре получения изображений мозга используют локальную катушку 30 для приема сигналов магнитного резонанса, и она также может использоваться для передачи высокочастотных импульсов для возбуждения магнитного резонанса, но это не является обязательным условием. Для других процедур получения изображений могут использоваться иные локальные катушки или совокупности катушек, такие как, например, катушка для локальной томографии руки, совокупность локальных многоканальных катушек или совокупность катушек для кодирования чувствительности изображения (SENSE), сконфигурированных для получения изображений туловища, и т.п. Некоторые процедуры получения изображений могут быть выполнены вообще без локальной катушки с использованием вместо нее катушки для томографии всего тела или иной катушки (на фигурах не показана), установленный в магнитно-резонансном сканере 10. Процедура получения изображений может также включать в себя введение подходящего магнитного контрастного вещества для улучшения контраста магнитного резонанса и/или радиоактивного фармацевтического препарата для создания радиоактивности для получения изображений системой 12 получения изображений вторым способом и т.д. В некоторых подходах на пациента могут быть помещены реперные метки, выполненные таким образом, что они отображаются как магнитно-резонансным сканером 10, так и системой 12 получения изображений вторым способом, для улучшения или для обеспечения возможности выполнения пространственной регистрации изображений, полученных этими двумя способами, после сбора данных об изображениях.
Катушка 30 для локальной томографии головы соединена с остальной частью приемной системы сигналов магнитного резонанса магнитно-резонансного сканера 10 высокочастотным кабелем, например коаксиальным кабелем. На Фиг.1-5 в качестве примеров показаны две системы прокладки кабеля. В первой системе прокладки кабеля высокочастотный кабель 32 (показанный с использованием сплошной линии) остается соединенным с катушкой 30 для локальной томографии головы как в течение всего времени получения изображений методом магнитного резонанса, так и в течение всего времени получения изображений вторым способом. Высокочастотный кабель 32 скомпонован таким образом, что проходит под линейно перемещаемым поддоном 22, поддерживающим пациента, и его первый конец остается соединенным с катушкой 30 для локальной томографии головы (как показано на фигуре) или с портом устройства, соединенного с катушкой 30 для томографии головы, в обоих случаях: когда поддон 22, поддерживающий пациента, перемещают в зону 24 обследования магнитно-резонансного сканера 10, а также когда поддон 22, поддерживающий пациента, перемещают в зону 26 обследования системы 12 получения изображений вторым способом. В основании 20 или вблизи него может быть расположено натяжное устройство, намоточный барабан 36 или иной натяжной механизм, предназначенный для подтягивания провисшего кабеля, но это не является обязательным условием.
Во втором альтернативном варианте системы прокладки кабеля высокочастотный кабель 42 (показанный с использованием штрихпунктирной линии) выполнен имеющим автоматический разъединитель 44, который отсоединяет первый конец высокочастотного кабеля от катушки 30 для томографии головы или от порта устройства, соединенного с катушкой 30 для томографии головы (как показано на фигуре), в ответ на перемещение поддона 22, поддерживающего пациента, в зону 26 обследования системы 12 получения изображений вторым способом или по направлению к ней. Рядом с магнитно-резонансным сканером 10 на том конце отверстия 60 магнитно-резонансного сканера 10, которое является дальним от ложа 14 для пациента, может быть расположено натяжное устройство, намоточный барабан 46 или иной натяжной механизм, предназначенный для подтягивания провисшего кабеля, но это не является обязательным условием.
На Фиг.2 схематично показана гибридная система после того, как на нее помещен пациент, и после того, как основание 20 ложа 14 для пациента было отрегулировано по высоте путем подъема поддона 22, поддерживающего пациента, таким образом, что он расположен на одном уровне с зонами 24, 26 обследования систем 10, 12 получения изображений.
На Фиг.3 схематично показана гибридная система после дополнительной операции перемещения системы 12 получения изображений вторым способом в более близкое положение. В этом более близком положении линейно перемещаемый поддон 22, поддерживающий пациента, вместе с основанием 20 может быть перемещен в любую из зон 24, 26 обследования для получения изображений. Как обозначено линией воображаемого контура на Фиг.3, в проиллюстрированном варианте осуществления изобретения часть 48 ложа 14 для пациента перекрывается зоной 26 обследования системы 12 получения изображений вторым способом тогда, когда система 12 получения изображений вторым способом находится в более близком положении. Такая компоновка является удобной для обеспечения возможности механического соединения консоли 50, поддерживающей пациента, или иного поддерживающего приспособления системы 12 получения изображений вторым способом с ложем 14 для пациента. В других вариантах осуществления изобретения такое перекрытие не предусмотрено, и соединение происходит на краю зоны 26 обследования или вне зоны 26 обследования. В некоторых вариантах осуществления изобретения предусмотрено, что система получения изображений вторым способом не содержит консоль для пациента или иное поддерживающее приспособление, и вместо этого ложе для пациента продлено в виде консоли через зону обследования системы получения изображений вторым способом.
На Фиг.4 схематично показана гибридная система после того, как поддон 22, поддерживающий пациента, был перемещен в зону 24 обследования магнитно-резонансного сканера 10 для того, чтобы начать получение изображений методом магнитного резонанса. На Фиг.4 систему 12 получения изображений вторым способом не используют, но она находится в ее более близком положении вдоль рельсов 28. Дополнительно к этому или в альтернативном варианте получение изображений методом магнитного резонанса может быть выполнено при наличии системы 12 получения изображений вторым способом, которая не используется и находится в ее менее близком положении вдоль рельсов 28 (например, в том положении вдоль рельсов, которое показано на Фиг.1 и 2). Положение системы 12 получения изображений вторым способом обычно оказывает влияние на однородность статического магнитного поля магнитно-резонансного сканера 10, поскольку система получения изображений вторым способом обычно содержит большую массу металла или иного ферромагнитного материала, которая может искажать статическое магнитное поле. В магнитно-резонансном сканере 10 могут быть предусмотрены катушки 52 шиммирования, которые создают компенсирующее магнитное поле, корректирующее искажение статического магнитного поля, созданного вследствие наличия системы 12 получения изображений вторым способом, но это не является обязательным условием. Кроме того, понятно, что это искажение зависит от того, расположена ли система 12 получения изображений вторым способом в менее близком положении (Фиг.1 и 2) или в более близком положении (Фиг.3-5), поскольку расстояние между системой 12 получения изображений вторым способом и магнитно-резонансным сканером 10 является различным для этих двух положений. В некоторых вариантах осуществления изобретения катушки 52 шиммирования выполнены в виде переключаемых магнитных шиммов, сконфигурированных таким образом, что они имеют первую переключаемую установку шиммирования статического магнитного поля магнитно-резонансного сканера 10, когда система 12 получения изображений вторым способом находится в более близком положении (Фиг.3-5), и вторую переключаемую установку шиммирования статического магнитного поля, когда система 12 получения изображений вторым способом находится в менее близком (то есть более удаленном) положении (Фиг.1 и 2). Например, в рельсах 28 или вместе с ними может содержаться индуктивный, основанный на весе или действующий иным способом датчик 54, предназначенный для обнаружения того, когда система 12 получения изображений вторым способом находится в более близком положении, и выходной сигнал датчика 54 используют для переключения катушек 52 шиммирования между двумя установками шимма. В других вариантах осуществления изобретения вместо датчика 54, установленного на рельсе, может использоваться ручное переключение шиммов, оптически инициируемое переключение шиммов или иные механизмы управления. В одном подходе катушки 52 шиммирования могут содержать катушки шиммирования первого (посредством градиентных катушек МР-томографа) и второго порядка. В другом подходе могут использоваться катушки 52 шиммирования, специально сконфигурированные таким образом, что обеспечивают шиммирование для двух состояний функционирования.
Продолжая ссылку на Фиг.4, для получения изображений методом магнитного резонанса поддон 22, поддерживающий пациента, линейно перемещают внутрь отверстия 60 (края которого обозначены на Фиг.4 пунктирными линиями) магнитно-резонансного сканера 10. В проиллюстрированном примере отверстие 60 имеет расширяющиеся концы, которые, например, иногда используют для того, чтобы придать отверстию ощущение более "открытого", или для приспособления к форме магнитного поля и т.п. Для получения изображений методом магнитного резонанса пациента обычно размещают таким образом, чтобы интересующая анатомическая область (обозначенная положением катушки 30 для томографии головы в данном примере получения изображений мозга) была расположена в центре зоны 24 обследования магнитно-резонансного сканера 10. Следует отметить следующее: по мере перемещения поддона 22, поддерживающего пациента, внутрь магнитно-резонансного сканера 10 происходит сматывание дополнительной длины высокочастотного кабеля 32 с намоточного барабана 36. В альтернативном варианте схемы прокладки высокочастотного кабеля по мере перемещения поддона 22, поддерживающего пациента, внутрь магнитно-резонансного сканера 10 часть длины высокочастотного кабеля 42 наматывают обратно на намоточный барабан 46 для подтягивания провисшего кабеля.
После того как получение изображений методом магнитного резонанса завершено, поддон 22, поддерживающий пациента, на котором транспортируют пациента, выдвигают из зоны 24 обследования магнитно-резонансного сканера 10.
Со ссылкой на Фиг.5, если желательно выполнить процедуру получения изображений вторым способом, то поддон 22, поддерживающий пациента, перемещают в зону 26 обследования системы 12 получения изображений вторым способом. Следует отметить, что это влечет за собой некоторую гибкость со стороны системы прокладки высокочастотного кабеля. При использовании кабеля 32 к перемещению в систему получения изображений вторым способом приспосабливаются следующим образом. Кабель 32 прикреплен посредством штырькового разъема в точке 62 крепления (которая обозначена только на Фиг.5) к краю поддона 22, поддерживающего пациента. При выдвижении поддона 22, поддерживающего пациента, из зоны 24 обследования магнитно-резонансного сканера 10 (предполагая, что сначала выполнялась процедура получения изображений методом магнитного резонанса) намоточный барабан 36 подтягивает провисший кабель. Как только точка 62 крепления проходит мимо намоточного барабана 36 и по направлению к системе 12 получения изображений вторым способом, намоточный барабан начинает убирать дополнительную длину кабеля в соответствии с перемещением поддона. Намоточный барабан 36 вмещает достаточную длину кабеля для того, чтобы в него поместился кабель, "сложенный вдвое", вдоль поддона, когда поддон 22 полностью введен в зону 26 обследования системы 12 получения изображений вторым способом. Следует отметить, что при использовании этой компоновки порядок получения изображений является обратимым, то есть сначала может быть выполнена процедура получения изображений вторым способом, после которой выполняют процедуру получения изображений методом магнитного резонанса.
Продолжая ссылку на Фиг.5, с другой стороны, если использована альтернативная схема прокладки кабеля, то сначала должна выполняться процедура получения изображений методом магнитного резонанса. Затем, когда поддон 22, поддерживающий пациента, перемещают из отверстия магнитно-резонансного сканера 10, то намоточный барабан 46 разматывает дополнительную длину кабеля 42 в соответствии с перемещением поддона. Однако, когда поддон 22, поддерживающий пациента, продолжает перемещаться (или быть перемещаемым) по направлению к системе 12 получения изображений вторым способом, то кабель 42 вытягивается на его полную длину. В этой точке дальнейшее перемещение поддона 22, поддерживающего пациента, по направлению к системе 12 получения изображений вторым способом вызывает отсоединение конца кабеля 42 от катушки 30 для томографии головы или от порта, до которого прикрепляется катушка для томографии головы, автоматическим разъединителем 44. Поддон 22, поддерживающий пациента, и катушка 30 для томографии головы продолжают перемещаться (или быть перемещаемыми) в зону 26 обследования системы 12 получения изображений вторым способом для начала получения изображений вторым способом. Для обеспечения возможности выполнения в первую очередь процедуры получения изображений вторым способом автоматический разъединитель 44 может быть выполнен в виде стыкуемого соединения, позволяющего производить как автоматическое соединение, так и автоматическое разъединение.
Продолжая ссылку на Фиг.5 и с дополнительной ссылкой на Фиг.6, система 12 получения изображений вторым способом содержит кольцо детекторов 68 излучения, расположенных вокруг отверстия 69 системы 12 получения изображений вторым способом. На Фиг.5 для иллюстративных целей показан один модуль 70 детекторов излучения из кольца детекторов 68 излучения. На Фиг.6 на виде в перспективе изображен модуль 70 детекторов излучения, как он виден из точки в зоне 26 обследования. Модуль 70 детекторов излучения содержит семь фотоэлектронных умножителей 72, имеющих гексагональную схему расположения и обращенных к гексагональному сцинтиллятору 74. Статическое магнитное поле, созданное магнитно-резонансным сканером 10, потенциально может оказывать неблагоприятное воздействие на работу фотоэлектронных умножителей 72. В некоторых вариантах осуществления изобретения это воздействие уменьшено за счет обеспечения магнитного экранирования для детекторов излучения, например, посредством кожуха 76 из ферромагнитного материала, расположенного, по существу, вокруг фотоэлектронных умножителей 72. Кожух 76 может представлять собой кожух или оболочку из ферромагнитного материала, которые, по существу, окружают собой фотоэлектронные умножители 72, или тонкопленочное ферромагнитное покрытие фотоэлектронных умножителей 72 и т.п. Кроме того, кожух 76 может уменьшать высокочастотные помехи от фотоэлектронных умножителей, которые в противном случае могли бы оказывать неблагоприятное воздействие на чувствительную систему регистрации магнитного резонанса магнитно-резонансного сканера 10. Для улучшения экранирования от высокочастотных помех, обеспечиваемого кожухом, может быть использован слой меди или иного цветного металла, имеющего высокую электропроводность, в комбинации с ферромагнитным материалом. Кожух 76 выполнен имеющим преимущественно гексагональную форму для обеспечения возможности плотной упаковки модулей 70 в кольце детекторов 68 излучения; однако могут быть использованы и другие геометрические конфигурации. Если кожух 76 дополнительно, по существу, окружает собой кристалл 74 сцинтиллятора, то магнитно-резонансный сканер 10 также, по существу, экранирован от высокочастотных помех, которые могут создаваться при случайных событиях радиоактивного распада в сцинтилляторе. По меньшей мере, та часть кожуха 76, которая расположена перед поверхностью кристалла 74 сцинтиллятора, на которой происходит регистрация излучения, должна быть выполнена достаточно тонкой, чтобы регистрируемое излучение (например, фотоны с энергией 511 кэВ в случае ПЭТ-томографа) могло, по существу, беспрепятственно проходить сквозь него.
Со ссылкой на Фиг.7 в другом подходе для обеспечения магнитного экранирования детекторов излучения видоизмененный модуль 70' содержит фотоэлектронные умножители 72, экранированные по отдельности индивидуальными кожухами 76', выполненными из ферромагнитного материала. Кожух 76' может представлять собой наружную трубку или трубчатый корпус либо оболочку из ферромагнитного материала, которые, по существу, окружают собой каждый фотоэлектронный умножитель 72, или ферромагнитное тонкопленочное покрытие каждого фотоэлектронного умножителя 72, и т.п. В варианте осуществления изобретения, проиллюстрированном на Фиг.7, кристалл 74 сцинтиллятора оставляют неэкранированным.
Со ссылкой на Фиг.8 также предусмотрен вариант с активным магнитным экранированием. Как показано на Фиг.8, статическое магнитное поле B 0, созданное магнитно-резонансным сканером 10, может быть, по меньшей мере, частично подавлено экранирующим магнитным полем B S, созданным экранирующими катушками 78 (схематично обозначенными на Фиг.8 центральными точками и предназначены для генерации экранирующего магнитного поля B S), надлежащим образом расположенными в системе 12 получения изображений вторым способом. Поскольку статическое магнитное поле B 0 рассеяния в фотоэлектронных умножителях мало (в некоторых гибридных системах оно обычно равно, приблизительно, 15 гауссов), то экранирующие катушки 78 могут представлять собой относительно маломощные устройства.
Продолжая ссылку на Фиг.8, в качестве еще одного альтернативного варианта может быть организовано пассивное магнитное экранирование 76" (показанное на Фиг.8 пунктирными линиями), по существу, не являющееся охватывающим, путем изменения направления магнитного поля B 0 рассеяния от магнитно-резонансного сканера 10 в детекторах 68 излучения на то направление, в котором оно создает меньшие помехи для детекторов 68 излучения. На Фиг.8 линии магнитной индукции, переориентированные вследствие пассивного магнитного экранирования 76'', показаны пунктирными линиями. Пассивным магнитным экраном 76, 76', 76'' может являться любое ферромагнитное вещество, такое как, например, железо, сталь и т.п., или вещество, представляющее собой мю-металл.
В проиллюстрированных вариантах осуществления изобретения в качестве детекторов излучения используют фотоэлектронные умножители, имеющие относительно высокую чувствительность к магнитным полям рассеяния. Как правило, предусмотрено наличие одного или большего количества средств 76, 76', 76'', 78 магнитного экранирования для уменьшения магнитных полей рассеяния от магнитно-резонансного сканера 10 в детекторах 68, 70, 70' излучения системы 12 получения изображений вторым способом до величины меньшей, чем несколько гауссов, причем необходимая степень уменьшения зависит от ориентации поля относительно датчиков, в частности, фотоэлектронные умножителей. Однако в альтернативном варианте экранирование может отклонять линии магнитной индукции таким образом, чтобы они шли параллельно оси анода и катода каждого фотоэлектронного умножителя, что существенно уменьшает влияние магнитного поля на работу фотоэлектронного умножителя. В этом случае может быть допустимым наличие магнитных полей с более сильной интерференцией. В других вариантах осуществления изобретения могут использоваться твердотельные датчики, имеющие намного меньшую чувствительность к магнитным полям рассеяния. В этих вариантах осуществления изобретения пассивное и/или активное магнитное экранирование может отсутствовать.
И вновь со ссылкой на Фиг.5 детекторы излучения имеют связанную с ними электронную аппаратуру, например, локальные электронные схемы 80 на печатных платах, расположенные вместе с модулями детекторов излучения, один или большее количество централизованных блоков 82 электронной аппаратуры, расположенных в платформе (как показано на фигуре) или дистанционно, и т.п. Магнитно-резонансный сканер 10 является чувствительным к одной или к большему количеству частот магнитного резонанса. Основной частотой магнитного резонанса обычно является частота протонной магнитно-резонансной визуализации. Другими частотами магнитного резонанса, представляющими интерес, могут являться, в том числе, спектроскопические частоты, задействованные в спектроскопии магнитного резонанса, подчастоты, используемые при дискретизации и демодуляции данных магнитного резонанса, и т.п. Частотами магнитного резонанса, представляющими интерес, могут являться, в том числе, например, частоты, связанные с ядрами 1H, 13C, 19F, 23Na, 31P и с другими ядрами, проявляющими свойства магнитного резонанса. До сего времени проблема высокочастотных помех, созданных электронной аппаратурой 80, 82 системы 12 получения изображений вторым способом являлась существенным препятствием для размещения такой системы 12 получения изображений вторым способом, в том же самом помещении 16, изолированном от высоких частот, где размещен магнитно-резонансный сканер 10. Однако высокочастотные помехи могут быть уменьшены или устранены несмотря на то, что электронная аппаратура 80, 82 по-прежнему остается в помещении 16, изолированном от высоких частот, в котором размещен магнитно-резонансный сканер 10. Это может быть сделано при признании того факта, что источником большей части высокочастотных помех являются коммутационные аспекты электронной аппаратуры. Основными источниками переключений являются, в том числе, следующие: (i) импульсные источники питания, используемые, например, для работы детекторов 68 излучения; и (ii) динамические запоминающие устройства и электронные схемы синхронной цифровой обработки, синхронизируемые высокочастотными тактовыми сигналами.
Электронная аппаратура 80, 82, размещенная в помещении 16, изолированном от высоких частот, вместе с магнитно-резонансным сканером 10 может не содержать импульсные источники питания, но это не является обязательным условием. Например, могут использоваться линейные источники питания, которые не переключаются с высокой частотой и, следовательно, не создают существенные высокочастотные помехи. В альтернативном варианте импульсные источники питания могут быть расположены снаружи помещения 16, экранированного от высокочастотных помех, и питание подают через электрически отфильтрованные вводы кабеля питания через стену помещения 16.
Аналогичным образом электронная аппаратура 80, 82, размещенная в помещении 16, изолированном от высоких частот, вместе с магнитно-резонансным сканером 10 может не содержать динамические запоминающие устройства, синхронно тактируемые электронные устройства или устройства обоих этих типов, но это не является обязательным условием. Типичная система ПЭТ, ОЭКТ или КТ имеет большое количество датчиков, количество которых достигает тысяч или десятков тысяч, и каждый датчик выводит поток данных, которые должны быть сохранены. Соответственно, типичная система ПЭТ, ОЭКТ или КТ содержит динамическое запоминающее устройство, объем памяти которого значительно превышает один гигабайт. В электронной аппаратуре 80, 82 это запоминающее устройство может быть целесообразно заменено нетактируемым статическим запоминающим устройством, например, флэш-памятью или аналогичным устройством, которое не синхронизируют высокочастотными тактовыми импульсами и которое, следовательно, не создает существенных высокочастотных помех, но это не является обязательным условием. Аналогичным образом, тактируемые электронные схемы синхронной цифровой обработки могут быть заменены электронными схемами асинхронной цифровой обработки или даже схемами аналоговой обработки, но это не является обязательным условием. В альтернативном варианте электронная аппаратура 80, 82 может быть переведена в "тихий" режим, в котором во время получения изображений методом магнитного резонанса генераторы тактовых импульсов для динамических запоминающих устройств и другой электронной аппаратуры могут быть выключены, а источники питания для детекторов 68 излучения отключены либо вручную, либо под управлением системы.
В дополнение к этому или в альтернативном варианте электронная аппаратура 80, 82 содержит другие функциональные возможности, уменьшающие высокочастотные помехи, влияющие на магнитно-резонансный сканер 10. Признавая, что основная проблема связана с высокочувствительной системой регистрации магнитного резонанса в магнитно-резонансном сканере 10, электронная аппаратура 80, 82 может быть выполнена таким образом, что созданные высокочастотные помехи являются спектрально отделенными от частоты магнитного резонанса, но это не является обязательным условием. Соответствующим подходом к решению проблемы является использование электронной аппаратуры 80, 82, работающей на таких тактовых частотах и/или частотах переключений для импульсных источников питания, которые не совпадают с частотой или с частотами магнитного резонанса и которые не имеют гармоник на частоте или на частотах магнитного резонанса. Кроме того, электронная аппаратура 80, 82 может содержать один или большее количество узкополосных режекторных фильтров, настроенных таким образом, чтобы блокировать непреднамеренную генерацию высокочастотных помех на частоте или на частотах магнитного резонанса магнитно-резонансного сканера 10, которая, например, может являться следствием случайного теплового шума и т.п. даже в тех электронных схемах, которые настроены на частоты, далекие от частоты магнитного резонанса, но это не является обязательным условием. Кроме того, централизованная электронная аппаратура 82 может содержать экран 83 от высокочастотных помех, расположенный, по существу, вокруг централизованной электронной аппаратуры. В альтернативном варианте электронная аппаратура может быть расположена вне помещения 16, изолированного от высоких частот.
Используя один или большее количество этих подходов (таких как, например, исключение тактируемого запоминающего устройства, исключение импульсных источников питания, использование электронной аппаратуры, работающей на частотах, выбранных таким образом, чтобы предотвратить создание высокочастотных помех на частоте или на частотах магнитного резонанса, использование соответствующих узкополосных режекторных фильтров и т.п.), электронная аппаратура 80, 82 может содержаться в том же самом помещении 16, изолированном от высоких частот, в котором находится магнитно-резонансный сканер 10. В компоновке, показанной на Фиг.1-5, отсутствует какой-либо экран, защищающий от высокочастотных помех, между магнитно-резонансным сканером 10 и системой 12 получения изображений вторым способом.
Со ссылкой на Фиг.9 описан другой подход к построению гибридной системы получения изображений, содержащей магнитно-резонансный сканер 10 и систему 12 получения изображений вторым способом, которые расположены в одном и том же помещении 16, изолированном от высоких частот. Гибридная система, показанная на Фиг.9, содержит ложе 14 для пациента, расположенное между магнитно-резонансным сканером 10 и системой 12 получения изображений вторым способом. Однако в отличие от гибридной системы, показанной на Фиг.1-5, в гибридной системе из Фиг.9 система 12 получения изображений вторым способом не установлена на рельсах. Вместо этого система 12 получения изображений вторым способом является неподвижной, и между ложем 14 для пациента и консолью 50 для пациента или иным поддерживающим приспособлением системы 12 получения изображений вторым способом вставлен мост 90, обеспечивающий путь для перемещения поддона 22, поддерживающего пациента, между основанием 20 и зоной 26 обследования системы 12 получения изображений вторым способом. При наличии вставленного моста 90 гибридная система получения изображений 12 функционирует, по существу, как гибридная система получения изображений, показанная на Фиг.1-5, для выполнения процедуры получения изображений вторым способом.
Когда мост 90 удален (что показано на Фиг.9), то между системой 12 получения изображений вторым способом и ложем 14 для пациента имеется зазор. Когда необходимо выполнить процедуру получения изображений методом магнитного резонанса, то мост 90 удаляют и через зазор между системой 12 получения изображений вторым способом и ложем 14 для пациента протягивают выдвижной экран 92, защищающий от высоких частот. В проиллюстрированном варианте осуществления изобретения выдвижной экран 92, защищающий от высоких частот, намотан вокруг установленного на потолке цилиндрического намоточного барабана 94 аналогично тому, как устроен выдвижной экран для диапроектора. В других предусмотренных вариантах осуществления изобретения выдвижной экран, защищающий от высоких частот, может быть установлен вдоль стены и протянут горизонтально через зазор между системой 12 получения изображений вторым способом и ложем 14 для пациента, будучи подвешенным на потолочной направляющей или на потолочных держателях. В других предусмотренных вариантах осуществления изобретения выдвижной экран, защищающий от высоких частот, может представлять собой складываемый свободно стоящий экран, защищающий от высоких частот, веерного типа, который раскрывают и размещают в зазоре между системой 12 получения изображений вторым способом и ложем 14 для пациента. Экран 92, защищающий от высоких частот, должен быть гибким или должен иметь гибкие шарниры в случае компоновки веерного типа и может быть выполнен, например, из проволочной сетки, проволочных нитей или иных распределенных проводящих элементов, внедренных в гибкий пластмассовый лист или в иной гибкий связующий материал. В альтернативном варианте экран 92, защищающий от высоких частот, может представлять собой тонкий гибкий металлический лист, например, алюминиевую фольгу. Выдвижной экран, защищающий от высоких частот, также может быть выполнен в виде раздвижных дверей, двухстворчатых складывающихся дверей или иных выдвижных конфигураций.
Выдвижной экран 92, защищающий от высоких частот, или его видоизмененные варианты также могут использоваться в тех вариантах осуществления изобретения, в которых система 12 получения изображений вторым способом установлена на рельсах 28 или в которых процедуру получения изображений методом магнитного резонанс выполняют при наличии системы 12 получения изображений вторым способом, находящейся в менее близком (то есть в более дальнем) положении, проиллюстрированном на Фиг.2. Если зазор является достаточно малым, то также предусмотрен вариант, в котором мост 90 отсутствует, и поддон 22 проходит через зазор (который может быть лишь немного более широким, чем ширина экрана 92, защищающего от высоких частот) без моста. Кроме того, несмотря на то что в проиллюстрированном варианте осуществления изобретения выдвижной экран 92, защищающий от высоких частот, протягивают между системой 12 получения изображений вторым способом и ложем 14 для пациента, в других предусмотренных вариантах осуществления изобретения имеется зазор между ложем для пациента и магнитно-резонансным томографом, и выдвижной экран, защищающий от высоких частот, протягивают между магнитно-резонансным томографом и поддоном, поддерживающим пациента. В иных предусмотренных вариантах осуществления изобретения зазор отсутствует, и вместо этого выдвижной экран, защищающий от высоких частот, имеет вырез такого размера, что он вмещает ложе для пациента.
В некоторых вариантах осуществления изобретения выдвижной экран 92, защищающий от высоких частот, содержит ферромагнитную проволочную сетку, ферромагнитные нити, частицы мю-металла или иной распределенный магнитный материал, поэтому экран, защищающий от высоких частот, также обеспечивает магнитную изоляцию системы 12 получения изображений вторым способом от статического магнитного поля, сгенерированного магнитно-резонансным томографом. В этом случае экран 92 перемещают на место во время получения изображений вторым способом, а также во время получения изображений методом магнитного резонанса.
Преимуществом раскрытых здесь гибридных систем является компактность. Путем размещения ложа 14 для пациента между системами 10, 12 получения изображений и путем реализации раскрытых здесь подходов для ослабления вредных взаимодействий между системами 10, 12 получения изображений, легко сконструировать такую гибридную систему, которая устанавливается в типовом помещении, изолированном от высоких частот, которое используют для размещения в нем магнитно-резонансных томографов. Некоторые из таких типичных помещений, изолированных от высоких частот, имеют площадь пола, приблизительно, 7 метров × 9 метров. В этой компоновке система 12 получения изображений вторым способом расположена на расстоянии от магнитно-резонансного сканера 10 с зазором менее семи метров, а в более предпочтительном варианте - с зазором менее четырех метров, который является достаточным для размещения между ними ложа 14 для пациента.
В типичной компоновке линейно перемещаемый поддон 22, поддерживающий пациента, имеет длину, равную, приблизительно, двум метрам вдоль направления линейного перемещения, для того чтобы разместить человека-пациента. Диапазон линейного перемещения линейно перемещаемого поддона 22 соответственно сделан меньшим, чем пятикратная длина поддона, поддерживающего пациента, вдоль направления линейного перемещения, а в более предпочтительном варианте соответственно сделан меньшим, чем четырехкратная длина поддона 22, поддерживающего пациента. Для максимальной компактности диапазон линейного перемещения может быть сделан приблизительно равным трехкратной длине поддона 22, поддерживающего пациента: одна длина поддона отведена для того положения поддона 22, поддерживающего пациента, на основании 20, в котором на него помещают пациента; одна длина поддона отведена для перемещения поддона 22, поддерживающего пациента, в отверстие магнитно-резонансного томографа; и одна длина поддона отведена для перемещения поддона 22, поддерживающего пациента, в систему получения изображений вторым способом.
Выше было приведено описание изобретения со ссылкой на предпочтительные варианты его осуществления. Иные люди после прочтения и понимания приведенного выше подробного описания могут придумать модификации и изменения настоящего изобретения. Подразумевают, что настоящее изобретение создано как включающее в себя все такие модификации и изменения, если они не выходят за пределы объема прилагаемой формулы изобретения или ее эквивалентов.
1. Гибридная система получения изображений, содержащая:
магнитно-резонансный сканер (10); и
систему (12) получения изображений вторым способом, расположенную в том же самом пространстве (16), изолированном от высоких частот, что и магнитно-резонансный сканер, причем система получения изображений вторым способом содержит детекторы (68, 70, 70') излучения для детектирования, по меньшей мере, высокоэнергетических частиц и высокоэнергетических фотонов; и
средства (76, 76', 76'', 78) магнитного экранирования, выполненные таким образом, что они способны уменьшать магнитные поля от магнитно-резонансного сканера (10) в детекторах (68, 70, 70') излучения системы (12) получения изображений вторым способом.
2. Гибридная система получения изображений по п.1, в которой системой (12) получения изображений вторым способом является позитронно-эмиссионный томографический сканер (ПЭТ), а средства (76, 76', 76'', 78) магнитного экранирования содержат:
один или большее количество кожухов (76, 76') из ферромагнитного материала, расположенных, по существу, вокруг детекторов (70, 70') излучения системы получения изображений вторым способом, причем каждый кожух включает в себя, по меньшей мере, участок, содержащий ферромагнитный материал, который является достаточно тонким для того, чтобы быть, по существу, прозрачным для высокоэнергетических частиц или фотонов, регистрируемых детекторами излучения.
3. Гибридная система получения изображений по п.2, в которой детекторы излучения (70, 70') содержат фотоэлектронные умножители (72) и сцинтилляторы (74), а кожухи (76, 76') содержат отдельный ферромагнитный кожух, расположенный, по существу, вокруг либо каждого фотоэлектронного умножителя, либо группы фотоэлектронных умножителей.
4. Гибридная система получения изображений по п.1, в которой средства (76, 76', 76'', 78) магнитного экранирования содержат:
катушки (78) активного экранирования, выполненные для генерации компенсирующего магнитного поля (BS), которое, по меньшей мере, частично подавляет магнитные поля от магнитно-резонансного сканера (10) в детекторах (68, 70, 70') излучения.
5. Гибридная система получения изображений по п.1, в которой
магнитное экранирование (76''), выполненное таким образом, что оно изменяет направление магнитных полей от магнитно-резонансного сканера (10) в детекторах излучения (68, 70, 70') в направлении меньших помех для детекторов излучения.
6. Гибридная система получения изображений по п.1, дополнительно содержащая:
рельсы (28), предназначенные для перемещения системы (12) получения изображений вторым способом между более близким положением и менее близким положением, причем более близкое и менее близкое положения находятся на различных расстояниях от магнитно-резонансного сканера (10).
7. Гибридная система получения изображений по п.6, в которой магнитно-резонансный сканер (10) содержит:
переключаемые магнитные шиммы (52), выполненные для шиммирования статического магнитного поля магнитно-резонансного сканера, причем переключаемые магнитные шиммы имеют первую переключаемую установку шиммирования статического магнитного поля, когда система (12) получения изображений вторым способом находится в более близком положении, и вторую переключаемую установку шиммирования статического магнитного поля, когда система получения изображений вторым способом находится в менее близком положении.
8. Гибридная система получения изображений по п.1, в которой система (12) получения изображений вторым способом содержит:
электронную аппаратуру (80, 82) второго способа, выполненную таким образом, что она существенно уменьшает высокочастотные помехи, сгенерированные электронной аппаратурой второго способа, на одной или более частот магнитного резонанса магнитно-резонансного сканера.
9. Гибридная система получения изображений по п.8, в которой частота тактовых импульсов электронной аппаратуры (80, 82) второго способа выбрана таким образом, что подавляет генерацию высокочастотных помех на одной или на большем количестве частот магнитного резонанса магнитно-резонансного сканера (10).
10. Гибридная система получения изображений по п.8, в которой электронная аппаратура (80, 82) второго способа не содержит импульсные источники питания.
11. Гибридная система получения изображений по п.10, в которой электронная аппаратура (80, 82) второго способа содержит один или большее количество линейных источников питания.
12. Гибридная система получения изображений по п.8, в которой электронная аппаратура (80, 82) второго способа содержит нетактируемое статическое запоминающее устройство и не содержит тактируемое динамическое запоминающее устройство.
13. Гибридная система получения изображений по п.8, в которой электронная аппаратура (80, 82) второго способа выполнена таким образом, что может быть по выбору переведена в "тихий" режим, в котором отключены генераторы тактовых импульсов для синхронных схем и динамических запоминающих устройств и выключены источники питания для детекторов (68) излучения.
14. Гибридная система получения изображений по п.8, в которой в электронной аппаратуре (80, 82) второго способа обеспечена узкополосная режекторная фильтрация для блокирования генерации высокочастотных помех на одной или на большем количестве частот магнитного резонанса магнитно-резонансного сканера.
15. Гибридная система получения изображений по п.8, в которой электронная аппаратура (80, 82) второго способа содержит:
средство (83) экранирования от высокочастотных помех, расположенное, по меньшей мере, вокруг, по меньшей мере, одной части электронной аппаратуры (82) второго способа, которая генерирует высокочастотные помехи на одной или на большем количестве частот магнитного резонанса магнитно-резонансного сканера (10).
16. Гибридная система получения изображений по п.1, в которой магнитно-резонансный сканер (10) и система (12) получения изображений вторым способом являются физически отдельными блоками, расположенными на расстоянии друг от друга с зазором, а гибридная система получения изображений дополнительно содержит:
ложе (14) для пациента, расположенное в зазоре между магнитно-резонансным сканером и системой получения изображений вторым способом и выполненное таким образом, что обеспечивает загрузку пациента, размещенного на ложе для пациента, либо в магнитно-резонансный сканер, либо в систему получения изображений вторым способом.
17. Гибридная система получения изображений по п.1, в которой система (12) получения изображений вторым способом содержит позитронно-эмиссионный сканер (ПЭТ).
18. Гибридная система получения изображений по п.1, в которой магнитно-резонансный сканер (10) и второе средство системы (12) получения изображений вторым способом расположены на расстоянии друг от друга, причем гибридная система получения изображений дополнительно содержит:
выдвижной экран (92), защищающий от высоких частот, по выбору выдвигаемый между магнитно-резонансным сканером и системой получения изображений вторым способом.
19. Гибридная система получения изображений, содержащая:
магнитно-резонансный сканер (10);
систему (12) получения изображений вторым способом, расположенную в том же самом пространстве (16), изолированном от высоких частот, что и магнитно-резонансный сканер; и
катушки (52, 78), генерирующие корректирующее магнитное поле, которые расположены, по меньшей мере, вместе с одной из систем, которыми являются магнитно-резонансный сканер и система получения изображений вторым способом, и сконфигурированы таким образом, что выполняют, по меньшей мере, одну из следующих функций: (i) компенсируют искажение статического магнитного поля магнитно-резонансного сканера, вызванное близостью системы получения изображений вторым способом, и (ii) генерируют компенсирующее магнитное поле в системе получения изображений вторым способом.
20. Гибридная система получения изображений по п.19, в которой магнитно-резонансный сканер (10) и система получения изображений вторым способом (12) являются физически отдельными блоками, которые расположены на расстоянии друг от друга с зазором, а гибридная система получения изображений дополнительно содержит:
ложе (14) для пациента, расположенное в зазоре между магнитно-резонансным сканером и системой получения изображений вторым способом и выполненное таким образом, что оно обеспечивает загрузку пациента либо в магнитно-резонансный сканер или в систему получения изображений вторым способом.
21. Гибридная система получения изображений по п.19, в которой система (12) получения изображений вторым способом содержит позитронно-эмиссионный сканер (ПЭТ).
22. Система получения изображений, содержащая:
пространство (16), изолированное от высоких частот;
магнитно-резонансный сканер (10); и
переключаемые магнитные шиммы (52), выполненные для шиммирования статического магнитного поля магнитно-резонансного сканера, причем эти переключаемые магнитные шиммы имеют, по меньшей мере, первую переключаемую установку шиммирования статического магнитного поля посредством изменяющего магнитное поле ферромагнитного объекта (12), расположенного в пространстве, изолированном от высоких частот, в первом положении, и вторую переключаемую установку шиммирования статического магнитного поля посредством изменяющего магнитное поле ферромагнитного объекта, расположенного в пространстве, изолированном от высоких частот, во втором положении.
23. Система получения изображений по п.22, в которой изменяющий магнитное поле ферромагнитный объект включает в себя систему (12) получения изображений вторым способом, расположенную в пространстве (16), изолированном от высоких частот.
24. Система получения изображений по п.23, дополнительно содержащая:
рельсы (28), предназначенные для перемещения системы (12) получения изображений вторым способом между первым положением и вторым положением.
25. Система получения изображений, содержащая:
позитронно-эмиссионный томограф (ПЭТ) (12), содержащий детекторы (70, 70') излучения; и
экранирующие катушки (78), выполненные таким образом, что путем их электрического возбуждения генерируют компенсирующее магнитное поле (BS), которое уменьшает магнитное поле, воспринимаемое детекторами излучения.
26. Система получения изображений по п.25, в которой детекторы излучения содержат:
фотоэлектронные умножители (72); и
один или большее количество сцинтилляторов (74), находящихся в поле обзора фотоэлектронных умножителей.
27. Система получения изображений по п.25, в которой экранирующие катушки (78) расположены вместе с системой (12) получения изображений вторым способом.
28. Способ модернизации, содержащий следующие операции:
размещают систему (12) получения изображений вторым способом внутри помещения (16), изолированного от высоких частот, в котором содержится магнитно-резонансный сканер (10); и
обеспечивают выдвижной экран (92), защищающий от высокочастотных помех, который по выбору может быть размещен между системой (12) получения изображений вторым способом и магнитно-резонансным сканером для уменьшения взаимных влияний между системой получения изображений вторым способом и магнитно-резонансным сканером.
29. Способ модернизации по п.28, дополнительно содержащий обеспечение средства ферромагнитного экранирования, защищающее детекторы (70, 70') излучения второго средства системы (12) получения изображений от магнитного поля, сгенерированного магнитно-резонансным сканером (10).
30. Способ модернизации по п.28, дополнительно содержащий обеспечение средством (83) экранирования от высокочастотных помех, защищающее магнитно-резонансный сканер (10) от высокочастотных помех, сгенерированных системой (12) получения изображений вторым способом.
