[其他]用在磁共振成像系统中的空间固定耦合成像设备

说明书

技术领域

本发明主要涉及用于对动物或人进行成像的设备及方法。特别地，本发明涉及用多模式成像装置产生三维活体内时间分辨图像。 

背景技术

作为分子成像模式之一的光学成像是一门新兴学科，其能够使用生物标志物反映活体功能。引入人或动物体内的生物标志物自发或在刺激作用下发光，专用探测器接收这种光。由于探测器能收集连续数据，因此，其输出长时的功能信息。然而，单一的探测器仅能提供二维图像，要确定所发生过程的具体三维位置，需要影像融合（co-registration）或图像融合（image fusion）。另外，由于光学成像所探测的辐射来自于漫射辐射（与所遇到的弹道性辐射例如x射线相反），要重构图像是困难的。因此，为识别想要功能的位置，需要另一种模态的成像方法，以提供结构关联性、例如CT或MRI。附加模态得到的图像与光学成像器的数据相集成或融合，以形成三维数据集。另外，每个模态都具有其限制性特征：光学成像器需要尽可能大的光密性的空间。而MRI需要能将其与外部磁场相隔离的周围环境，并限制在其周围使用顺磁性物体。CT或核医疗机器的外周需防护电离辐射。核医疗成像设备还须接近辐射源。 

现有技术表明，要使用光学成像外加另一模式，需从光学成像器中提取成像物体，并将其送入另一设备。例如，申请人为Cable等的美国专利申请2006/0258941教导了一种实验主体处理系统，其包括轨道和机械臂，能在光学成像器与第二成像系统、主要是MRI之间自动移动实验主体。 

其它公司提供了具有特殊容器的光学成像设备，其中实验主体通常在麻醉后搁放于该特殊容器中。容器在从一种模式到另一种模式的过程中重新手动放置。 

上述方法需要实验主体在各步骤中完全不动，并且成像设备需要是闭合的。然而，甚至在最佳条件下，实验主体也可能发生轻微旋转，或未准确位于成像设备的中心，甚至仅其呼吸都会引起所监测功能发生结构偏差。 

美国专利申请2008/0087833公开了一种多模式探测系统，用于对感兴趣区域、包括病人的器官（例如胸或脑）进行成像。使用γ探测器和在可旋转台上旋转的x射线探测器来扫描感兴趣区域，以产生单光子发射计算机断层成像（SPECT）和“显微CT”图像。然而，由于γ射线无法在磁体孔内旋转，且机器的电子部件会受到离子辐射的损害，因此该装置并不适于MR成像。所公开的系统与光学成像也不兼容，因为光学成像需要光密封性装置。还公开了数个设备，这些设备能使接收线圈部分或全部从MRI内移除，而同时病人仍留在MRI内。例如，申请人为Wu等的美国专利6,591,128公开了一种射频线圈系统，其具有可拆卸、可再定位或可互换的部件。该发明旨在提供一种方案，以解决因使用单独的接收线圈而产生的问题，即，单独的接收线圈设置在MRI设备内本已拥挤的空间中，限制了系统能容纳的附加测量设备的数量和种类。该发明所公开的射频线圈系统尤其适用于进行脑成像；具体地，使系统能容纳例如管道和其它治疗性或生命维持装置等医疗装置，以及容纳例如用于功能性MRI研究的探针等器械。 

申请人为Kroeckel的美国专利7,266,406公开了另一种用于构建具有可移动式接收线圈的MRI器械的方法。该发明公开了一种器械，其中，可通过将线圈朝向或远离患者身体移动而改变接收线圈到患者身体的距离。该发明的目的是，使接收线圈与能容纳附加器械的体积之间紧密接触的精度增大，并通过限制患者在由前述的容纳器与患者身体紧密接触而形成的全封闭空间内停留的时间来使患者安心。该发明未提供任何用于使接收线圈平行于主磁场轴线（即，与在获取MRI信息过程中实验主体平躺所位于的平面平行）移动的装置。相反，该发明提供了多个沿轴设置的接收线圈，而实验主体物理地移动进入特殊的接收线圈。显然，多个接收线圈增加了MRI系统的成本和复杂性。 

具有可移动式接收线圈的MRI系统的第三个例子是申请人为Martin等的美国专利6,275,722，该发明公开了一种具有射频线圈的MRI系统，该射频线圈可从感兴趣区域上方扫过。该发明中的接收线圈用于扫过患者身体内的感兴趣体积，首要地，通过对实施手术的小体积组织进行精确的MRI成像，以使外科医生确定手术（例如，肿瘤切除）是否成功。 

所有这些设计都受限于一个附加缺点：当接收线圈所探测的体积位于MRI静态磁场的中点时，可获得最佳空间分辨率；然而，上述专利所公开的设计无一例能将所研究的体积与接收线圈同时放置在该中点。