[发明专利]同步拍摄磁共振图像数据和核医学图像数据的拍摄装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于同步拍摄磁共振图像数据和核医学图像数据，尤其是PET图像数据的拍摄装置，该拍摄装置包括集成在磁共振装置中的核医学检测装置。 

背景技术

将结构上的成像与功能和分子成像结合使得功能或分子信息能对应于特定的解剖结构，例如组织或器官，因此最终能实现结构-功能-关系的配准。在诊疗上已经使用的例如是组合结构和功能的磁共振成像，其中，例如通过特殊激励激活的脑部区域叠加高分辨率的解剖图像。另一个例子是组合正电子发射断层造影(PET)和计算机X射线断层扫描(CT)，这种组合使得能够发现全部人体结构中局部变化的新陈代谢活动。组合磁共振装置(MR)和PET的拍摄装置现在在诊断领域进行测试。 

PET和SPECT(单光子发射型计算机断层造影术)例如用于核医学成像技术，该成像技术首先描绘检查目标的功能过程。在PET中产生活器官的图像，这使得能够显示之前服用的、弱放射性的示踪物质在器官中的分布，所述物质这样富集在器官中，使得生化和生理过程被描绘。在此，使用放射性核素作为(示踪)物质，其在衰变时发出正电子。在短距离，例如2-3mm后，正电子与电子相遇并且发生所谓的湮灭。在此，两个粒子，正电子和电子消失，并且产生两个能量为分别511keV的高能光子(伽马辐射)。所述光子以约180度的角度相互远离。例如在检测环上测量两个光子，光子同时击中检测环上的两个不同位置。通过两个测量结果的一致性能够证明正电子发射并估计湮灭的位置。 

也建议有构造这样一个系统，该系统能够同步核医学成像和荧光成像(也经常成为光学成像)。在荧光成像时，体内荧光或生物体发光的物质通过激励光激发出荧光，接着辐射出特定波长的光线。这种光线可以被检测到，因此最终产生图像，该图像表明被激励的物质位于何处。 

通过同时测量不同分子目标促使核医学成像和荧光成像结合并且要求这样的成像技术，该成像技术能够被用作广泛使用的光线成像技术之间的“翻译平台”，这些技术使用报告生物发光或荧光的物质或注射荧光物质，而核医学检测使用放射性示踪物质。在此，已经建议用于小动物的X射线断层造影的成像装置，其将光学成像和PET，或将光线成像和SPECT相互结合。这种混合技术用于医疗应用的一种可能方式例如是利用PET或者SPECT的灵敏的全身潜能，以便利用带有光线成像装置的内窥镜或导管来进行“光学的活组织检查”，使得最终能够在已经在PET或SPECT扫描中显著的位置高分辨率并且高敏感度地进行荧光信号的局部“映射”。 

由于磁共振成像提供良好的结构分辨率，也建议，将光学成像，亦即利用生物发光或荧光物质的荧光成像与磁共振成像组合。以这种方式可以将高分辨率的三维结构成像与光学成像组合，其中，应用范围从拍摄小动物到拍摄人的乳房或人的大脑。由于最后不能仅基于此进行弥散的荧光图象的空间分辨的三维重建，可以使用空间配准的磁共振图像，以便发现具有不同光线特性的组织的边界并因此提高三维荧光重建的精度。 

适于通过多个模态成像的对比剂也可以结合这种混合模态检查。一些大的生物分子，例如缩氨酸或蛋白质，和小微粒，如微囊、脂质体或纳米颗粒形成恰当的平台，用来产生能够提供用于多于一种成像模态的对比的对比剂。发展这种对比剂的动机在于，该对比剂使得能够在不同成像平台和在不同尺度范围通过唯一一种对比剂检查同一目标。这种适于多种模态的对比剂例如可以用于然后执行荧光成像并且之后借助于同一种对比剂进行磁共振成像、PET或SPECT。利用这种对比剂的另一种方式可以在组合不同成像模态的拍摄装置中发现。例如可以在组合的PET-MR系统利用PET的高敏感度发现身体中PET-MR对比剂高吸收域，之后可以实现这一对比剂高分辨率的磁共振成像，其中，仅需在观察到PET信号的区域拍摄磁共振图像。 

已经建议有多种混合的对比剂，其适用于光学成像(亦即荧光成像)和磁共振成像。对此例如是带有顺磁的包套物的荧光原子团，带有高自身弛豫度的原子团、包含氧化铁-纳米颗粒和原子团的脂蛋白，包含钆和荧光剂的脂质体，以及既带有磁性纳米颗粒也带有荧光剂的抗体。在一些情况下，额外设计这些颗粒和蛋白质以使之适于接收PET或SPECT成像的放射性核素。 

在现有技术中已知的PET检测装置例如包括闪光块阵列，该阵列将射入 的伽马光子的能量转化为可见光的低能光子。然后通过光电探测器接收这种可见的光线，光电探测器例如可以是CCD探测器(电荷耦合器件)、APD探测器(雪崩光电二极管)、或CMOS传感器(互补金属氧化物半导体)。