DE102008026378A1

DE102008026378A1 - Magnetic resonance-positron emission tomography-device for use in medical diagnosis, has detection units with optical converter to convert electrical signals into optical signals, and processing unit that is processed by optical signals

Info

Publication number: DE102008026378A1
Application number: DE200810026378
Authority: DE
Inventors: Heiko Kallert; Ralf Ladebeck; Ralph Dr. Oppelt; Markus Dr. Vester
Original assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Priority date: 2008-06-02
Filing date: 2008-06-02
Publication date: 2009-11-19

Abstract

The device (101) has a processing unit (109) and detection units for receiving of positron emission tomography (PET)-signals and conversion of the PET-signals into electrical signals. The detection units include an optical converter that converts the electrical signals into optical signals. The detection units and the processing unit are connected by glass fiber lines for transmitting of the optical signals. The processing unit is designed in such a manner that the processing unit is processed by the optical signals.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Magnetresonanzgerät mit einer PET-Einheit, umfassend wenigstens eine Detektoreinheit zum Empfang eines PET-Signals und dessen Umwandlung in ein elektrisches Signal und wenigstens eine Verarbeitungseinheit.The The present invention relates to a magnetic resonance apparatus with a PET unit, comprising at least one detector unit for receiving a PET signal and converting it to an electrical one Signal and at least one processing unit.

Neben der Magnetresonanztomographie (MR) findet auch die Positronenemissionstomographie (PET) zunehmend weitere Verbreitung in der medizinischen Diagnose. Während es sich bei der MR um ein bildgebendes Verfahren zur Darstellung von Strukturen und Schnittbildern im Inneren des Körpers handelt, ermöglicht die PET eine Visualisierung und Quantifizierung von Stoffwechselaktivitäten in-vivo.Next Magnetic Resonance Imaging (MR) also finds positron emission tomography (PET) is becoming more widely used in medical diagnosis. While MR is an imaging technique for the representation of structures and sectional images inside the body PET enables visualization and quantification of metabolic activities in vivo.

Die PET nutzt die besonderen Eigenschaften der Positronenstrahler und der Positronen-Annihilation aus, um quantitativ die Funktion von Organen oder Zellbereichen zu bestimmen. Dem Patienten werden dabei vor der Untersuchung entsprechende Radiopharmaka verabreicht, die mit Radionukliden markiert sind. Die Radionuklide senden beim Zerfall Positronen aus, die nach kurzer Distanz mit einem Elektron in Wechselwirkung treten, wodurch eine so genannte Annihilation eintritt. Dabei entstehen zwei Gamma-Quanten, die in entgegengesetzter Richtung (um 180° versetzt) auseinander fliegen. Die Gamma-Quanten werden von zwei gegenüberliegenden PET-Detektormodulen innerhalb eines bestimmten Zeitfensters erfasst (Koinzidenz-Messung), wodurch der Ort der Annihilation auf eine Position auf der Verbindungslinie zwischen diesen beiden Detektormodulen bestimmt wird.The PET uses the special properties of the positron emitters and of positron annihilation to quantitatively evaluate the function of Organs or cell areas to determine. The patient will be there before the examination administered appropriate radiopharmaceuticals, the are labeled with radionuclides. The radionuclides send positron upon decay out, which interacts with an electron after a short distance occur, whereby a so-called annihilation occurs. Thereby arise two gamma quanta, which are in the opposite direction (offset by 180 °) fly apart. The gamma quanta are from two opposing PET detector modules recorded within a certain time window (coincidence measurement), making the place of annihilation to a position on the connecting line between these two detector modules is determined.

Zum Nachweis muss das Detektormodul bei der PET im Allgemeinen einen Großteil der Gantry-Bogenlänge bedecken. Es ist in Detektorelemente von wenigen Millimetern Seitenlänge unterteilt. Jedes Detektorelement generiert bei Detektion eines Gamma-Quants eine Ereignisaufzeichnung, die die Zeit sowie den Nachweisort, d. h. das entsprechende Detektorelement angibt. Diese Informationen werden an eine schnelle Logik übermittelt und verglichen. Fallen zwei Ereignisse in einem zeitlichen Maximalabstand zusammen, so wird von einem Gamma-Zerfallsprozess auf der Verbindungslinie zwischen den beiden zugehörigen Detektorelementen ausgegangen. Die Rekonstruktion des PET-Bildes erfolgt mit einem Tomografiealgorithmus, d. h. der sog. Rückprojektion.To the Evidence that the detector module in the PET generally has a Cover most of the gantry arc length. It is in detector elements of a few millimeters side length divided. Each detector element generates upon detection of a gamma quantum an event log which records the time and location of detection, i. H. indicates the corresponding detector element. This information are transmitted to a fast logic and compared. Fall two events in a temporal maximum distance together, so is caused by a gamma decay process on the connecting line between assumed the two associated detector elements. The Reconstruction of the PET image is done with a tomography algorithm, d. H. the so-called back projection.

Bei PET-Untersuchungen werden Messdaten typischerweise von mehreren 100 Detektorelementen zeitgenau erfasst. Nur Ereignisse von zwei Sensoren, die innerhalb eines bestimmten Zeitfensters gleichzeitig erfasst werden, kommen überhaupt zur Auswertung. Bei PET-Geräten werden in die Signale nahe dem Detektorelementen digitalisiert und rechnerisch ausgewertet.at PET exams are typically measured by multiple measurements Detected 100 detector elements on time. Only events from two sensors, which is detected simultaneously within a certain time window be, ever come to the evaluation. For PET devices are digitized into the signals near the detector elements and computationally evaluated.

Bei kombinierten MR-PET-Geräten ist die PET-Gantry nahe einer Patientenöffnung des MR-PET-Geräts zu integrieren. Die ohnehin bei MR-Geräten bestehenden Platzprobleme werden dadurch zusätzlich intensiviert. Es ist daher wünschenswert, möglichst wenige Komponenten der PET-Einheit in die PET-Gantry selbst zu integrieren. Hinzu kommt, dass wegen des hohen statischen Magnetfelds, das für MR-Untersuchungen erforderlich ist, ein auswertender Computer eine gewisse Mindestentfernung aufweisen muss. Dazu können beispielsweise eine oder mehrere Signalverarbeitungseinheiten außerhalb der PET-Gantry und sogar außerhalb des eigentlichen MR-PET-Geräts angeordnet werden. Die Signale der Detektorelemente müssen dann über Signalleitungen nach außen zur Signalverarbeitungseinheit geführt werden. Folglich ist zur Auswertung und Erfassung der Signale der Detektorelemente eine Vielzahl von Verbindungsleitungen zu einer auswertenden Signalverarbeitungseinheit erforderlich. Dies muss möglichst platzsparend, also mit möglichst wenigen oder dünnen Signalleitungen realisiert werden.at Combined MR-PET devices, the PET gantry is close to one Patient interface of the MR-PET device. The space problems that already exist with MR devices additionally intensified. It is therefore desirable as few components of the PET unit as possible in the PET gantry to integrate yourself. On top of that, because of the high static Magnetic field required for MR examinations an evaluating computer have a certain minimum distance got to. For this purpose, for example, one or more signal processing units outside the pet gantry and even outside of the actual MR-PET device are arranged. The signals The detector elements must then have signal lines out to the signal processing unit become. Consequently, for the evaluation and detection of the signals of the Detector elements a plurality of connecting lines to a evaluating signal processing unit required. This must be as space-saving as possible, so with as few as possible or thin signal lines can be realized.

Als Detektorelemente werden häufig Kristalle zum Nachweis der Ereignisse verwendet. Diese sind beispielsweise schaltungs technisch in einer 3×3-Matrix aufgebaut. Hier sind also neun Detektionseinheiten in einem Detektorelement zusammengefasst. Bei einer derartigen Anordnung ist es möglich, die neun Detektionseinheiten mit einer verminderten Anzahl von Signalleitungen auszulesen. Hierbei wird über gesonderte Signalleitungen die ausgelöste Detektionseinheit identifiziert und das eigentliche Nutzsignal übertragen. Da nicht alle neun Detektionseinheiten gleichzeitig ausgelesen werden müssen, lässt sich die Anzahl der Signalleitungen reduzieren.When Detector elements are often used to detect crystals Events used. These are, for example circuit technical built in a 3 × 3 matrix. So here are nine detection units combined in a detector element. In such an arrangement is it possible to use the nine detection units with one Read reduced number of signal lines. This is about separate signal lines the triggered detection unit identified and transmitted the actual useful signal. Since not all nine detection units are read out at the same time must, the number of signal lines can be to reduce.

Prinzipiell ist eine Integration elektronischer Komponenten zur Digitalisierung der PET-Signale nahe der Detektionseinheit im MR-PET-Gerät möglich. Die digitalisierten Signale werden dann über Signalleitungen zum auswertenden Computer außerhalb des Geräts übertragen. Allerdings ist eine Beeinflussung des MR-Systems durch die für die Digitalisierung notwendigen Komponenten nicht auszuschließen, wodurch Bildartefakte entstehen können.in principle is an integration of electronic components for digitization the PET signals near the detection unit in the MR-PET device possible. The digitized signals are then transmitted Signal lines to the evaluating computer outside the Transmit device. However, this is an influence of the MR system through the necessary for digitization Components can not be excluded, causing image artifacts can arise.

Marsden et al. beschreiben in „Simultaneous PET and NMR”, The Britisch Journal of Radiology, 75 (2002), Seiten 53–59 ein MR-PET-Gerät, bei dem die Szintillationskristalle über vier Meter lange Glasfaserleitungen mit Fotomultipliern verbunden sind. Die Fotomultiplier können daher außerhalb des Untersuchungsraums angeordnet werden. Eine Beeinflussung der Photonen-Detektion durch den MR-spezifischen Teils des MR-PET-Geräts ist bei dieser Anordnung ausgeschlossen. Der analoge Transport des PET-Signals ist jedoch wegen der hohen Dämpfung aufgrund einer begrenzten optischen Kopplungseffizienz schwierig zu realisieren. Marsden et al. describe in "Simultaneous PET and NMR", The British Journal of Radiology, 75 (2002), pages 53-59 an MR-PET device, in which the scintillation crystals are connected to photomultipliers via four-meter-long fiber optic cables. The photomultipliers can therefore be arranged outside the examination room. An influence tion of the photon detection by the MR-specific part of the MR-PET device is excluded in this arrangement. However, the analog transport of the PET signal is difficult to realize because of the high attenuation due to limited optical coupling efficiency.

Alternativ ist es möglich, mittels Fotodioden die durch in der PET-Gantry angeordnete Szintillationskristalle erzeugten Lichtblitze in ein elektrisches Signal umzuwandeln, und über geschirmte Koaxialleitungen an einen Computer zur weiteren Verarbeitung und Auswertung zu übertragen. Bei dieser Ausführungsform können die PET-Signale bereits innerhalb des MR-PET-Geräts digitalisiert werden. Nachteilig daran ist, dass durch die Digitalisierung breitbandiges Rauschen erzeugt wird, durch das das empfindliche MR-Signal gestört werden kann. Alternativ ist es möglich, analoge Signale über die Koaxialleitungen zu übertragen. Hier ist nachteilhaft, dass in diesem Fall stark geschirmte Koaxialleitungen erforderlich sind. Die daher vergleichsweise dicken Koaxialleitungen sind bei der Systemintegration aufgrund der beengten Platzverhältnisse mit Nachteilen verbunden. Zusätzlich besteht die Gefahr von elektromagnetischen Interferenzen mit dem MR-Signal. Ein weiterer Nachteil der Koaxialleitungen ist die Entstehung und der Transport von Mantelwellen auf der Koaxialleitung. Mantelwellen können zu einer Fehlfunktion des MR-Teils führen und ebenfalls eine lokale Überhitzung des Patienten herbeiführen.alternative It is possible by means of photodiodes through the in the PET gantry arranged scintillation crystals generated light flashes in a convert electrical signal and over shielded coaxial cables to a computer for further processing and evaluation. In this embodiment, the PET signals already digitized within the MR-PET device. The disadvantage of this is that broadband through the digitization Noise is generated, which disturbed the sensitive MR signal can be. Alternatively, it is possible to transmit analog signals via to transmit the coaxial cables. Here is disadvantageous that in this case strongly shielded coaxial cables required are. The therefore comparatively thick coaxial cables are at the system integration due to the limited space associated with disadvantages. In addition, there is the danger of electromagnetic interference with the MR signal. Another Disadvantage of coaxial cables is the formation and transport Sheath shafts on the coaxial line. Sheath waves can lead to a malfunction of the MR part and also cause local overheating of the patient.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein MR-PET-Gerät anzugeben, bei dem PET-Signale auf einfache und effiziente Weise transportiert werden können.It The object of the present invention is an MR-PET device indicate where the PET signals in a simple and efficient way can be transported.

Diese Aufgabe wird durch ein Magnetresonanzgerät gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.These The object is achieved by a magnetic resonance apparatus according to claim 1 solved. Advantageous embodiments are the subject the dependent claims.

Erfindungsgemäß wird ein Magnetresonanzgerät mit einer PET-Einheit angegeben, umfassend wenigstens eine Detektoreinheit zum Empfang eines PET-Signals und dessen Umwandlung in ein elektrisches Signal und wenigstens eine Verarbeitungseinheit. Die Detektoreinheit umfasst wenigstens einen Wandler, durch den das elektrische Signal in ein optisches Signals umwandelbar ist, wobei die Detektionseinheit und die Verarbeitungseinheit durch wenigstens eine optische Übertragungsleitung zur Übertragung des optischen Signals verbunden sind und die Verarbeitungseinheit derart ausgebildet ist, dass durch sie das optische Signal verarbeitet werden kann. Durch die zunächst erfolgende Umwandlung des PET-Signals in ein elektrisches Signal und anschließende Umwandlung in ein optisches Signal wird die direkte Einkopplung des PET-Signals in optische Übertragungsleitungen vermieden. Das optische Signal kann beispielsweise für die optische Übertragung entsprechend aufbereitet werden. Bekannte Probleme bei der optischen direkten Übertragung des PET-Signals werden dadurch vermieden. Zusätzlich sind optische Übertragungsleitungen besonders Platz sparend ausführbar, da sie im Vergleich zu geschirmten Koaxialleitungen besonders dünn sind. Auch sind optische Signale gegenüber elektromagnetischer Interferenzen, beispielsweise mit dem MR-Signal, weniger anfällig als elektrische Signale.According to the invention a magnetic resonance device with a PET unit specified, comprising at least one detector unit for receiving a PET signal and its conversion into an electrical signal and at least a processing unit. The detector unit comprises at least a transducer through which the electrical signal into an optical Signal is convertible, wherein the detection unit and the processing unit by at least one optical transmission line for transmission the optical signal are connected and the processing unit is designed such that it processes the optical signal can be. By the first conversion of the PET signal into an electrical signal and subsequent Conversion to an optical signal becomes direct coupling of the PET signal in optical transmission lines avoided. The optical signal can be used, for example, for optical transmission be prepared accordingly. Known problems with the optical direct transmission of the PET signal is thereby avoided. additionally Optical transmission lines are particularly space-saving executable because they compare to shielded coaxial cables are particularly thin. Also, optical signals are against electromagnetic Interference, for example, with the MR signal, less prone as electrical signals.

In einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung wird das optische Signal durch einen Vertical Cavity Surface Emitting Laser erzeugt. Derartige Laser sind besonders geeignet, da sie einen geringen Strombedarf haben und daher eine geringe Wärmeentwicklung aufweisen.In an advantageous embodiment of the invention is the optical Signal generated by a vertical cavity surface emitting laser. Such lasers are particularly suitable because they require little power and therefore have a low heat development.

Vorteilhaft ist eine Ausführung der Erfindung derart, dass die optische Übertragungsleitung wenigstens eine Glasfaser umfasst. Hier ist eine besonders platzsparende Ausführung möglich.Advantageous is an embodiment of the invention such that the optical transmission line comprises at least one glass fiber. Here is a particularly space-saving Execution possible.

In einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung ist der Wandler derart ausgebildet, dass das elektrische Signal auf eine Trägerwelle einer ersten Frequenz moduliert wird, das modulierte Signal in ein optisches Signal konvertiert und in die optische Übertragungsleitung gespeist wird und bei dem die Verarbeitungseinheit derart ausgebildet ist, dass das optische Signal demoduliert wird. Unter Ausnutzung der Signalmodulation ist eine effiziente Übertragung des Signals möglich.In An advantageous embodiment of the invention is the converter formed such that the electrical signal to a carrier wave a first frequency is modulated, the modulated signal in an optical Signal is converted and into the optical transmission line is fed and wherein the processing unit is formed is that the optical signal is demodulated. Under exploitation The signal modulation is an efficient transmission of the signal possible.

Vorteilhaft ist eine Ausführung der Erfindung derart, dass der Wandler derart ausgebildet ist, dass mehrere elektrische Signale von mehreren Detektionseinheiten auf Trägerwellen unterschiedlicher Frequenzen moduliert und diese gebündelt in das optische Signal konvertiert werden. Durch diese Art der Übertragung (Multiplexen) können mehrere Signale über eine Übertragungsleitung übertragen werden, so dass die Gesamtzahl an Leitungen gering ausfallen kann.Advantageous is an embodiment of the invention such that the converter is formed such that a plurality of electrical signals from a plurality Detection units on carrier waves different Modulated frequencies and these bundled into the optical Signal to be converted. By this kind of transmission (Multiplexing) can transmit multiple signals over a transmission line so that the total number of lines can be low.

In einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung umfasst die Verarbeitungseinheit wenigstens eine Umwandlungseinheit zur Umwandlung des optischen Signals in ein elektrisches Nutzsignal. Das elektrische Nutzsignal lässt sich auf einfache Weise durch einen Computer auswerten.In an advantageous embodiment of the invention comprises the Processing unit at least one conversion unit for conversion of the optical signal into an electrical useful signal. The electric A useful signal can be easily generated by a computer evaluate.

In einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung umfasst die Verarbeitungseinheit einen Analog-Digital-Konverter zur Digitalisierung des elektrischen Nutzsignals. Das digitalisierte Nutzsignal lässt sich auf einfache Weise demodulieren und weiterverarbeiten, so dass kein analoger Demodulator benötigt wird.In an advantageous embodiment of the invention comprises the Processing unit an analog-to-digital converter for digitization of the electrical useful signal. The digitized useful signal can be easily demodulate and process, so no analog demodulator is needed.

Vorteilhaft ist eine Ausführung der Erfindung derart, dass der Analog-Digital-Konverter derart ausgebildet ist, dass durch ihn das elektrische Nutzsignal unterabgetastet wird. Durch die Unterabtastung erfolgt eine Verschiebung des Frequenzbandes, wodurch die Demodulation vereinfacht wird.Advantageous is an embodiment of the invention such that the analog-to-digital converter is formed such that subsampled by him the electrical useful signal becomes. Subscanning results in a shift of the frequency band, whereby the demodulation is simplified.

In einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung ist der Wandler derart ausgebildet, dass das elektrische Signal akzentuiert (pre-emphasis) wird und die Verarbeitungseinheit derart ausgebildet, dass das optische Signal deakzentuiert (de-emphasis) wird. Dabei werden beim elektrischen Signal die höheren Frequenzanteile durch den Wandler angehoben und durch die Verarbeitungseinheit abgesenkt. Dieses an sich bekannte Prinzip der „Emphasis” dient der Rauschunterdrückung.In An advantageous embodiment of the invention is the converter designed such that the electrical signal accentuates (pre-emphasis) is and the processing unit formed such that the optical Signal is de-emphasized (de-emphasis). Here are the electrical Signal the higher frequency components raised by the converter and lowered by the processing unit. This known Principle of the "Emphasis" serves the noise suppression.

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich in den nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispielen in Zusammenhang mit den Figuren. Es zeigen:Further Advantages and embodiments of the invention will become apparent in the following described embodiments in connection with the Characters. Show it:

1 eine schematische Darstellung eines MR-PET-Geräts, 1 a schematic representation of an MR-PET device,

2 eine schematische Darstellung eines MR-PET-Geräts gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, 2 a schematic representation of an MR-PET device according to an embodiment of the invention,

3 eine PET-Kassette gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, 3 a PET cassette according to an embodiment of the invention,

4 eine schematische Darstellung der verwendeten Signalumwandlung und 4 a schematic representation of the signal conversion used and

5 eine Übersicht der verwendeten Frequenzbänder. 5 an overview of the frequency bands used.

Die Ausführungsbeispiele der Erfindung lassen sich bevorzugt bei einem kombinierten MR-PET-Gerät verwenden. Ein kombiniertes Gerät hat den Vorteil, dass sowohl MR- als auch PET-Daten isozentrisch gewonnen werden können. Dies ermöglicht, das Untersuchungsvolumen innerhalb der interessierenden Region mit den Daten der ersten Modalität (PET) genau zu definieren und diese Informationen in der weiteren Modalität (z. B. Magnetresonanz) zu nutzen. Eine Übertragung der Volumeninformation der interessierenden Region von einem externen PET- auf ein MR-Gerät ist zwar möglich, jedoch ist ein erhöhter Aufwand für die Registrierung der Daten gegeben. Im Allgemeinen lassen sich an der auf dem PET-Datensatz ausgewählten interessierenden Region sämtliche mit Magnetresonanz oder sonstigen bildgebenden Verfahren bestimmbaren Daten ermitteln. Beispielsweise können statt der Spektroskopiedaten auch fMRI-Daten, Diffusions-Karten, T1 oder T2 gewichtete Bilder oder quantitative Parameter-Karten mittels Magnetresonanzuntersuchungen in der interessierenden Region gewonnen werden. Ebenfalls können Methoden der Computertomographie (z. B. Perfusionsmessung, Mehrfachenergiebildgebung) oder Röntgen eingesetzt werden. Vorteilhaft an dem beschriebenen Verfahren ist jeweils, dass sich die interessierende Region mittels des PET-Datensatzes sehr gezielt auf eine spezifisch vorliegende Pathologie des Patienten einengen lässt.The Embodiments of the invention are preferred in a combined MR-PET device. A combined Device has the advantage that both MR and PET data isocentric can be won. This allows the study volume within the region of interest with the data of the first modality (PET) to define exactly and this information in the further Modality (eg magnetic resonance) to use. A transmission the volume information of the region of interest from an external PET on an MR device is possible, however, is a increased effort for the registration of the data given. In general, can be selected at the on the PET record all with magnetic resonance or determine the data that can be determined by other imaging techniques. For example Instead of spectroscopy data, fMRI data, diffusion maps, T1 or T2 weighted images or quantitative parameter maps by means of magnetic resonance examinations in the region of interest be won. Also, methods of computed tomography (eg perfusion measurement, multiple energy imaging) or X-ray be used. An advantage of the described method in each case, that the region of interest by means of the PET data set very targeted to a specific pathology of the patient narrows down.

Ergänzend ist jedoch auch möglich, durch Verwendung mehrerer so genannter Tracer verschiedene biologische Eigenschaften im PET-Datensatz darzustellen und so die interessierende Region und das dadurch festgelegte Volumen noch weiter zu optimieren oder mehrere verschiedene Untersuchungsvolumina auf einmal auszuwählen, die dann in nachfolgenden Untersuchungen analysiert werden.additional However, it is also possible by using several so-called Tracer to represent different biological properties in the PET record and so the region of interest and the volume defined thereby to further optimize or several different study volumes at once, then in subsequent investigations to be analyzed.

Die 1 zeigt eine bekannte Vorrichtung 1 zur überlagerten MR- und PET-Bilddarstellung. Die Vorrichtung 1 besteht aus einer bekannten MR-Röhre 2. Die MR-Röhre 2 definiert eine Längsrichtung z, die sich orthogonal zur Zeichnungsebene der 1 erstreckt.The 1 shows a known device 1 for superimposed MR and PET image display. The device 1 consists of a known MR tube 2 , The MR tube 2 defines a longitudinal direction z which is orthogonal to the plane of the drawing 1 extends.

Wie dies in der 1 gezeigt ist, sind koaxial innerhalb der MR-Röhre 2 mehrere, um die Längsrichtung z paarweise gegenüberliegend angeordnete PET-Detektionseinheiten 3 angeordnet. Die PET-Detektionseinheiten 3 bestehen vorzugsweise aus einem APD-Fotodiodenarray 5 mit einem vorgeschalteten Array aus LSO-Kristallen 4 und einer elektrischen Verstärkerschaltung (AMP) 6. Die Erfindung ist aber nicht auf die PET-Detektionseinheiten 3 mit dem APD-Fotodiodenarray 5 und dem vorgeschalteten Array aus LSO-Kristallen 4 beschränkt, sondern zur Detektion können gleichsam auch anders geartete Fotodioden, Kristalle und Vorrichtungen verwendet werden.Like this in the 1 shown are coaxial within the MR tube 2 a plurality of PET detection units arranged in pairs opposite to the longitudinal direction z 3 arranged. The PET detection units 3 preferably consist of an APD photodiode array 5 with an upstream array of LSO crystals 4 and an electrical amplifier circuit (AMP) 6 , However, the invention is not based on the PET detection units 3 with the APD photodiode array 5 and the upstream array of LSO crystals 4 limited, but for detection, as well as other types of photodiodes, crystals and devices can be used.

Die Bildverarbeitung zur überlagerten MR- und PET-Bilddarstellung erfolgt durch einen Rechner 7.The image processing for superimposed MR and PET image display is performed by a computer 7 ,

Entlang ihrer Längsrichtung z definiert die MR-Röhre 2 ein zylindrisches, erstes Gesichtsfeld. Die Vielzahl der PET-Detektionseinheiten 3 definiert entlang der Längsrichtung z ein zylindrisches, zweites Gesichtsfeld. Erfindungsgemäß stimmt das zweite Gesichtsfeld der PET-Detektionseinheiten 3 im wesentlichem mit dem ersten Gesichtsfeld der MR-Röhre 2 überein. Realisiert wird dies durch eine entsprechende Anpassung der Anordnungsdichte der PET-Detektionseinheiten 3 entlang der Längsrichtung z.Along its longitudinal direction z defines the MR tube 2 a cylindrical, first field of vision. The multitude of PET detection units 3 defines along the longitudinal direction z a cylindrical, second field of view. According to the invention, the second field of view of the PET detection units is correct 3 essentially with the first field of view of the MR tube 2 match. This is realized by a corresponding adaptation of the arrangement density of the PET detection units 3 along the longitudinal direction z.

In 2 ist ein MR-PET-Gerät 101 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Es entspricht im Wesentlichen dem in 1 gezeigten Aufbau. Das MR-PET-Gerät 101 befindet sich in einem abgeschirmten Raum 103, der zur Abschirmung des Magnetfelds dient. Die PET-Gantry umfasst 56 PET-Kassetten 105, von denen hier lediglich vier dargestellt sind. In einem an den abgeschirmten Raum 103 angrenzenden Bedienungsraum 107 ist eine Verarbeitungseinheit 109 aufgestellt. Jede PET-Kassette 105 ist über ein Glasfaserbündel 111 mit der Verarbeitungseinheit 109 verbunden. Aus Gründen der besseren Übersichtlichkeit sind hier lediglich vier Glasfaserbündel 111 dargestellt. In der 2 sind lediglich die zur Erläuterung in der Erfindung notwendigen Verbindungsleitungen des MR-PET-Geräts 101 und der Verarbeitungseinheit 109 dargestellt. In einer tatsächlichen Implementierung der Erfindung wird das MR-PET-Gerät 101 durch eine Vielzahl weiterer Leitungen mit der Verarbeitungseinheit 109 verbunden sein. Dazu zählen beispielsweise Steuerleitungen für die Gradientenspulen und die Körperspule, sowie Signalleitungen zur Weiterleitung eines MR-Signals.In 2 is an MR-PET device 101 represented according to a preferred embodiment of the invention. It essentially corresponds to the one in 1 shown construction. The MR-PET device 101 be finds itself in a screened room 103 which serves to shield the magnetic field. The PET gantry includes 56 PET cassettes 105 of which only four are shown here. In one to the screened room 103 adjacent operating room 107 is a processing unit 109 established. Every PET cassette 105 is over a fiber optic bundle 111 with the processing unit 109 connected. For reasons of clarity, here are only four fiber optic bundles 111 shown. In the 2 are only necessary for explanation in the invention connecting lines of the MR-PET device 101 and the processing unit 109 shown. In an actual implementation of the invention, the MR-PET device becomes 101 through a variety of other lines with the processing unit 109 be connected. These include, for example, control lines for the gradient coils and the body coil, as well as signal lines for the transmission of an MR signal.

In 3 ist beispielhaft eine der PET-Kassetten 105 dargestellt. Sie umfasst 16 Detektionseinheiten 151, durch die ein PET-Signal eines im MR-PET-Gerät 101 befindlichen Patienten aufnehmbar, und in ein optisches Signal umwandelbar ist. Jede der Detektionseinheiten 151 ist über eine Glasfaserleitung 111a, 111b bzw. 111c mit einer optischen Empfangseinheit 153 verbunden. Aus Gründen der besseren Übersichtlichkeit sind lediglich drei Glasfaserleitungen 111a, 111b und 111c dargestellt. In einer Implementierung der Erfindung ist jede der Detektionseinheiten 151 über eine entsprechende Glasfaserleitung 111a, 111b oder 111c mit einer Verbindungseinheit 153 verbunden. Die Verbindungseinheiten 153 sind beispielsweise in der Verarbeitungseinheit 109 angeordnet. Die Glasfaserleitungen 111a, 111b und 111c sind hier nur verkürzt dargestellt.In 3 is an example of one of the PET cassettes 105 shown. It comprises 16 detection units 151 through which a PET signal is emitted in the MR-PET device 101 resident patients, and is convertible into an optical signal. Each of the detection units 151 is over a fiber optic cable 111 . 111b respectively. 111c with an optical receiving unit 153 connected. For the sake of clarity, only three fiber optic cables 111 . 111b and 111c shown. In one implementation of the invention, each of the detection units is 151 via an appropriate fiber optic cable 111 . 111b or 111c with a connection unit 153 connected. The connection units 153 are for example in the processing unit 109 arranged. The fiber optic cables 111 . 111b and 111c are shown here only shortened.

Es bestehen mehrere Möglichkeiten, das optische Signal über die Glasfaserleitungen 111a, 111b und 111c zu übertragen. Dabei ist es im Allgemeinen erforderlich, dass PET-Signal vor der Konvertierung in ein optisches Signal, das dann über die Glasfaserleitungen 111a, 111b und 111c übertragen wird aufzu bereiten. In den Detektionseinheiten 151 befinden sich LSO-Kristalle, die die beim Gamma-Zerfall erzeugten Gamma-Quanten durch Szintillation sichtbar machen. Ebenfalls umfassen die Detektionseinheiten 151 Avalanche-Photodioden (APD), durch die die Lichtblitze des Szintillation-Kristalls in ein elektrisches Signal umgewandelt werden. Durch einen Lichtemitter wird das elektrische Signal in ein optisches Signal umgewandelt, das dann über die Glasfaserleitungen 111a, 111b und 111c übertragen wird. Als Lichtemitter können beispielsweise LED, DFB-Laser oder bevorzugt Vertical Cavity Surface Emitting Lasers (VCSEL) verwendet werden. Auf der Gegenseite, also innerhalb der Verarbeitungseinheit 109 wird das optische Signal wieder in ein auswertbares elektrisches Signal umgewandelt. Dies kann beispielsweise mittels einer PIN-Diode erfolgen. Vorteilhaft ist, dass das PET-Signal auf diese Weise digitalisiert werden kann, ohne den MR-Teil des MR-PET-Geräts 101 zu beeinflussen.There are several possibilities, the optical signal over the fiber optic cables 111 . 111b and 111c transferred to. It is generally required that the PET signal before conversion into an optical signal, which then passes through the fiber optic cables 111 . 111b and 111c will be prepared to prepare. In the detection units 151 There are LSO crystals that visualize the gamma quantum generated by gamma decay by scintillation. Also include the detection units 151 Avalanche photodiodes (APD), which convert the light flashes of the scintillation crystal into an electrical signal. A light emitter converts the electrical signal into an optical signal, which then passes through the fiber optic cables 111 . 111b and 111c is transmitted. As a light emitter, for example, LED, DFB laser or preferably vertical cavity surface emitting lasers (VCSEL) can be used. On the opposite side, ie within the processing unit 109 the optical signal is converted back into an evaluable electrical signal. This can be done for example by means of a PIN diode. It is advantageous that the PET signal can be digitized in this way, without the MR part of the MR-PET device 101 to influence.

Es ist möglich, das durch die APD bereitgestellte elektrische Signal direkt in ein optisches Signal umzuwandeln. Dies hat zur Folge, dass das optische Signal dieselbe Form wie das elektrische Signal hat. Dieser Ansatz ist vergleichsweise einfach auszuführen, jedoch besteht hier eine erhöhte Sensitivität gegenüber Variationen der Amplitude innerhalb des optischen Signalpfades. In diesem Fall sind Stabilisierungsmaßnahmen notwendig, beispielsweise Trainings-Sequenzen, Normalisierung auf einen Stand-by-Strom oder ein so genannter Pilotton.It is possible, the electrical provided by the APD Convert signal directly into an optical signal. This has to Result that the optical signal the same shape as the electrical Signal has. This approach is comparatively easy to execute, however, there is an increased sensitivity here versus variations in amplitude within the optical Signal path. In this case, stabilization measures necessary, for example, training sequences, normalization a standby current or a so-called pilot tone.

Beim Verfahren mit Trainingssequenzen wird zu eindeutig festgelegten Zeitpunkten (z. B. beim Start einer Messsequenz) ein Signal oder eine Signalfolge übertragen. Zeitlicher Verlauf und Amplitudenverlauf dieser Signalfolge sind sowohl auf Sende- als auch auf Empfangsseite bekannt. Aus diesem idealen Signal und dem tatsächlich empfangenen Signal kann auf Empfangsseite eine Kanalschätzung durchgeführt werden. Mit deren Ergebnis ist es während des Messbetriebes möglich, von emp fangenen, amplitudenverfälschten Signalen auf die tatsächlich gesendeten, unverfälschten Signale zurückzurechnen.At the Procedure with training sequences is too clearly defined Time points (eg when starting a measurement sequence) a signal or transmit a signal sequence. Time course and amplitude course This signal sequence is on both the transmit and the receive side known. For this ideal signal and that actually received signal can be performed on the receiving side of a channel estimation become. Their result is during measuring operation possible, from those who were received, from those who were distorted by the amplitude Signals on the actually sent, unadulterated To recalculate signals.

Die Methode der Normalisierung geht davon aus, dass die in einem geeignet lange gewählten Zeitraum gemittelte Signalstärke eine von den PET-Ereignissen unabhängige Konstante ist. Fluktuationen der gemittelten Signalstärke lassen auf Schwankungen der Übertragungseigenschaften der optischen Strecke schließen. Anhand der auf Empfangsseite gemittelten Signalstärke lässt sich von empfangenen, amplitudenverfälschten Signalen auf die tatsächlich gesendeten, unverfälschten Signale zurückzurechnen. Gegebenenfalls muss auf Senderseite sichergestellt werden, dass die Bedingung konstanter gemittelter Signalleistung auch dort eingehalten wirdThe Method of normalization assumes that in a suitable long-time selected average signal strength is a constant independent of the PET events. Fluctuations in the average signal strength can vary close the transmission characteristics of the optical path. Based on the signal strength averaged on the receive side of received, amplitude-corrupted signals on the to recalculate actually sent, unadulterated signals. If necessary, it must be ensured on the sender side that the condition of constant averaged signal power is maintained there as well becomes

Beim Pilottonverfahren wird beispielsweise ein in seiner Amplitude bekanntes zusätzliches Signal mit übertragen, das empfangsseitig nach der Demodulation ein Signal mit entsprechender Empfangsamplitude hervorruft. Bei Abweichungen dieser Amplitude von dem Sollwert werden sende- und/oder empfangsseitig Parameter derart geändert, dass diese Abweichungen verschwinden. Somit ist sichergestellt, dass auch das eigentliche, in seiner Amplitude nicht bekannte zu übertragende Signal amplitudenrichtig übertragen wird.At the For example, a pilot tone method becomes one known in its amplitude additional signal transmitted at the receiving end after demodulation, a signal with a corresponding reception amplitude causes. In case of deviations of this amplitude from the setpoint send and / or receive parameters changed in such a way, that these deviations disappear. This ensures that that also the actual, not known in its amplitude to be transmitted Signal is transmitted in the correct amplitude.

Alternativ ist es möglich, eine Amplitudenmodulation des elektrischen Signals des APD auf eine Trägerwelle vorzunehmen. Die derart modulierte Trägerwelle steuert dann den VCSEL zur Erzeugung des zu übertragenden Lichtsignals an. Folglich wird die modulierte Trägerwelle in das optische Signal übersetzt, dass dann über die Glasfaserleitungen übertragen wird. Durch Verwendung der Amplitudemodulation ist Frequenzmultiplex möglich, wodurch sich die Anzahl der erforderlichen Glasfaserleitungen reduzieren lässt. Allerdings ist Amplitudenmodulation anfällig für Fluktuationen der Amplitude, die innerhalb des Signalpfades der Glasfaserleitungen auftreten können.Alternatively, it is possible to use an amplitude mode modulation of the APD's electrical signal to a carrier wave. The thus modulated carrier wave then drives the VCSEL to generate the light signal to be transmitted. Consequently, the modulated carrier wave is translated into the optical signal which is then transmitted over the fiber optic lines. Frequency division multiplexing is possible using amplitude modulation, which reduces the number of fiber optic lines required. However, amplitude modulation is susceptible to amplitude fluctuations that may occur within the signal path of the fiber optic cables.

Es ist ebenfalls möglich, Frequenzmodulation oder Phasenmodulation einer Trägerwelle zu verwenden, um das elektrische Signal der APD zu modulieren, bevor es über die Glasfaser übertragen wird. Diese beiden Modulationsarten sind unempfindlich gegenüber Fluktuationen der Amplitude im optischen Signalweg. Frequenz-Multiplexen ist ebenfalls möglich. Durch Erhöhung der Bandbreite des modulierten Signals ist es zusätzlich möglich, das Signal-zu-Rauschen-Verhältnis zu verbessern. Falls eine Erhöhung des Signal-zu-Rauschen-Verhältnisses nicht erforderlich ist, lassen sich ebenfalls Schmalband-Frequenzmodulation bzw. Schmalband-Phasenmodulation verwenden.It is also possible, frequency modulation or phase modulation a carrier wave to use the electrical signal modulate the APD before it is transmitted across the fiber. These two types of modulation are insensitive Fluctuations of the amplitude in the optical signal path. Frequency multiplexing is also possible. By increasing the bandwidth the modulated signal it is additionally possible to improve the signal-to-noise ratio. If one Increasing the signal-to-noise ratio is not necessary, can also be narrow band frequency modulation or narrow band phase modulation.

Im Folgenden wird anhand eines weiter konkretisierten Ausführungsbeispiels die Verwendung einer frequenzmodulierten Trägerwelle zur Übermittlung des PET-Signals über den optischen Signalpfad erläutert. Da das modulierte Signal Bandpasscharakter aufweist ist es möglich, die Demodulation mittels Unterabtastung vorzunehmen, weshalb kein analoger Demodulator verwendet werden muss. Im Vergleich zu einem voll abtastenden digitalen Demodulator lässt sich so eine vergleichsweise preisgünstige Lösung realisieren. In 4 ist beispielhaft dargestellt, welche Umwandlungen des analogen elektrischen Signals der APD erfolgen, bis es in der Verarbeitungseinheit 109 ankommt. Das Signal der APD (0 bis 80 MHz) wird zunächst in einem Modulator 201 frequenzmoduliert. Dabei wird im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Trägerwelle einer Frequenz von 560 MHz verwendet. Ein geringer Frequenzhub wird verwendet, um die Bandbreite des modulierten Signals zu beschränken. Das derart modulierte Signal wird durch einen optischen Wandler 203 in ein optisches Signal umgewandelt und in eine optische Übertragungsstrecke eingespeist. Die optische Übertragungsstrecke entspricht dem Glasfaserbündel 111 der 2 und ist hier durch eine Doppelschleife 205 symbolisiert. Durch einen optischen Empfänger 207 wird das optische Signal empfangen und wieder in ein elektrisches Signal umgewandelt. Dies kann beispielsweise durch eine PIN-Diode erfolgen. Das derart erhaltende elektrische Signal wird mittels eines Band- Passfilters 209 der Bandbreite 480 bis 640 MHz gefiltert. Durch einen Analog-Digital-Konverter 211 mit einer Abtastrate von 320 MHz wird das gefilterte elektrische Signal abgetastet und digitalisiert. Das Signal wird dadurch in das Frequenzband von 0 bis 160 MHz verschoben. Das digitalisierte Signal wird mittels eines so genannten Numerical Controlled Oscillator (NCO) 213 mit einer Referenzfrequenz von 80 MHz in ein I- und ein Q-Signal einer Bandbreite von jeweils 0 bis 80 MHz übertragen. Abschließend wird das derart behandelte digitalisierte Signal mittels eines Demodulators 215 demoduliert, so dass das ursprüngliche Signal der APD in der Verarbeitungseinheit zur Verfügung steht. Die Demodulation, also die Rückgewinnung der Phase, kann durch Verwendung der arctan(Q/I)-Funktion erfolgen. Es wird folglich auf das In-Phase-Signal (I) und das Quadratur-Signal (Q) zurückgegriffen, wie es bei der Demodulation von zur Frequenz Null symmetrischen Signalen bekannt ist.The use of a frequency-modulated carrier wave for transmitting the PET signal via the optical signal path is explained below on the basis of a further concrete embodiment. Since the modulated signal has a bandpass characteristic, it is possible to sub-sample the demodulation, so no analog demodulator needs to be used. In comparison to a fully scanning digital demodulator, a comparatively inexpensive solution can thus be realized. In 4 is exemplified, which conversions of the analog electrical signal of the APD done until it in the processing unit 109 arrives. The signal of the APD (0 to 80 MHz) is first in a modulator 201 frequency modulated. In this case, a carrier wave of a frequency of 560 MHz is used in the present embodiment. A small frequency sweep is used to limit the bandwidth of the modulated signal. The thus modulated signal is transmitted through an optical converter 203 converted into an optical signal and fed into an optical transmission path. The optical transmission path corresponds to the glass fiber bundle 111 of the 2 and is here by a double loop 205 symbolizes. Through an optical receiver 207 the optical signal is received and converted back into an electrical signal. This can be done for example by a PIN diode. The thus obtained electrical signal is detected by means of a band pass filter 209 the bandwidth 480 to 640 MHz filtered. Through an analog-to-digital converter 211 With a sampling rate of 320 MHz, the filtered electrical signal is sampled and digitized. The signal is thereby shifted in the frequency band from 0 to 160 MHz. The digitized signal is generated by means of a Numerical Controlled Oscillator (NCO) 213 with a reference frequency of 80 MHz into an I and a Q signal of a bandwidth of 0 to 80 MHz each. Finally, the thus treated digitized signal by means of a demodulator 215 demodulated so that the original signal of the APD is available in the processing unit. The demodulation, ie the recovery of the phase, can be done by using the arctan (Q / I) function. Consequently, the in-phase signal (I) and the quadrature signal (Q) are used, as is known in the demodulation of signals symmetrical to the frequency zero.

In der 5 sind in einem schematischen Diagramm die beteiligten Frequenzbänder dargestellt. Auf der x-Achse 251 ist die Frequenz aufgetragen. Das Spektrum des ursprünglichen modulierten Signals 253 mit der Trägerfrequenz von 560 MHz ist hier dreieckig dargestellt, wobei das Maximum bei 560 MHz liegt. Durch die Abtastung bei 320 MHz wird das Signalspektrum 253 in ein Signalspektrum 255 umgewandelt, was durch den Pfeil 257 dargestellt ist. Das Signalspektrum 255 liegt im Frequenzband von 0 bis 160 MHz mit einem Maximum bei 80 MHz. Die im vorliegenden Ausführungsbeispiel verwendeten Frequenzen sind lediglich als Beispiele anzusehen, und lassen sich entsprechend der Implementierung durch andere Frequenzen ersetzen.In the 5 are shown in a schematic diagram of the frequency bands involved. On the x-axis 251 the frequency is plotted. The spectrum of the original modulated signal 253 with the carrier frequency of 560 MHz is shown triangular here, with the maximum at 560 MHz. By sampling at 320 MHz, the signal spectrum becomes 253 in a signal spectrum 255 converted, which by the arrow 257 is shown. The signal spectrum 255 lies in the frequency band from 0 to 160 MHz with a maximum at 80 MHz. The frequencies used in the present embodiment are to be considered as examples only, and may be replaced by other frequencies according to the implementation.

In 6 sind schematisch die im vorliegenden Ausführungsbeispiel verwendete Detektionseinheit 151 und die Verarbeitungseinheit 109 dargestellt. Das PET-Ereignis wird in durch einen in der Detektionseinheit 151 angeordneten LSO-Kristall 301 detektiert und in ein Lichtsignal umgewandelt. Durch einen verbundenen APD 303 wird das Lichtsignal in ein elektri sches Signal umgewandelt. Nach Verstärkung des elektrischen Signals in einem Verstärker 305 wird das elektrische Signal mittels eines VCSEL 307 in ein optisches Signal umgewandelt. Das so erzeugte optische Signal wird in eine Glasfaser 309 eingekoppelt und zur Verarbeitungseinheit 109 übertragen. In der Verarbeitungseinheit 109 wird das optische Signal beispielsweise mittels einer PIN-Diode 311 (als eine Ausführung der optischen Empfangseinheit 153) wieder in ein elektrisches Signal umgewandelt. Das erhaltene elektrische Signal wird durch einen Analog-Digital-Konverter 313 unterabgetastet und so ein Auswertesignal erzeugt. Diese wird in einem digitalen Demodulator 315 unter Verwendung eines NCO 317 demoduliert. Das so erhaltene Signal wird zur Datenauswertung weiter verarbeitet.In 6 are schematically the detection unit used in the present embodiment 151 and the processing unit 109 shown. The PET event is triggered by one in the detection unit 151 arranged LSO crystal 301 detected and converted into a light signal. Through a linked APD 303 the light signal is converted into an electrical signal. After amplifying the electrical signal in an amplifier 305 the electrical signal is transmitted by means of a VCSEL 307 converted into an optical signal. The optical signal thus generated becomes a glass fiber 309 coupled and to the processing unit 109 transfer. In the processing unit 109 the optical signal is for example by means of a PIN diode 311 (as an embodiment of the optical receiving unit 153 ) again converted into an electrical signal. The electrical signal obtained is through an analog-to-digital converter 313 sub-sampled and so generates an evaluation signal. This will be in a digital demodulator 315 using an NCO 317 demodulated. The signal thus obtained is further processed for data evaluation.

Die Verwendung der optischen Übertragung der ursprünglich elektrischen PET-Signale reduziert das Risiko von Beeinflussungen des empfindlichen elektromagnetischen MR-Signals. Ebenfalls sind die optischen Signale unempfindlich gegenüber dem Einfluss des elektromagnetischen Feldes des MR-Teils des MR-PET-Geräts. Hinzu kommt, dass im Vergleich zur elektrischen Übertragung von Signalen im Fall der optischen Übertragung kein Differenz-Signal verwendet werden muss. Eine galvanische Trennung des MR-PET-Geräts und der Verarbeitungseinheit ist durch die optische Übertragung gewährleistet, ebenso wie die Vermeidung von Mantelwellen. Somit besteht keine mantelwellenbedingte Gefahr mehr für den Patienten, wie beispielsweise die lokale Überhitzung von Körperteilen im Fehlerfall. Außerdem weisen die Glasfaserleitungen im Vergleich zu geschirmten Koaxialkabeln deutlich geringere Durchmesser auf, so dass hiermit Platz gespart werden kann.The Using the optical transmission of the original Electric PET signals reduces the risk of interference the sensitive electromagnetic MR signal. Likewise are the optical signals are insensitive to the influence the electromagnetic field of the MR part of the MR-PET device. On top of that, compared to electrical transmission of signals in the case of optical transmission no difference signal must be used. A galvanic isolation of the MR-PET device and the processing unit is through the optical transmission ensured, as well as the avoidance of sheath waves. Thus, there is no risk of sheath-shaft more the patient, such as local overheating of body parts in case of error. In addition, show the fiber optic cables compared to shielded coaxial cables significantly smaller diameter, so that hereby space can be saved can.

Die Verwendung von VCSEL resultiert aufgrund der geringen elektrischen Leistungsaufnahme (typisch z. B. 12 mA bei 1,8 V) in einer geringen Wärmeerzeugung innerhalb der PET-Gantry, als es bei einer rein elektrischen Lösung möglich wäre. Zusätzlich weisen die VCSEL gute Einkopplungs-Eigenschaften des erzeugten optischen Signals in die Glasfaserleitungen auf.The Use of VCSEL results due to low electrical Power consumption (typically, for example, 12 mA at 1.8 V) in a low Heat generation within the PET gantry, as it is at a purely electrical solution would be possible. In addition, the VCSEL have good coupling characteristics of the generated optical signal in the optical fiber lines.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

- Marsden et al. describe in "Simultaneous PET and NMR", The British Journal of Radiology, 75 (2002), pages 53-59 [0009]

Claims

Magnetic resonance apparatus with a PET unit, comprising at least one detector unit for receiving a PET signal and converting it into an electrical signal and at least one processing unit ( 109 ), characterized in that the detector unit ( 151 ) at least one transducer ( 203 ), by which the electrical signal is convertible into an optical signal, wherein the detection unit ( 151 ) and the processing unit ( 109 ) are connected by at least one optical transmission line for transmission of the optical signal and the processing unit ( 109 ) is designed such that through them the optical signal can be processed.

Magnetic resonance apparatus according to Claim 1, in which the transducer ( 203 ) has at least one light source for converting the electrical signal into the optical signal.

Magnetic resonance apparatus according to claim 2, wherein the light source is a laser.

Magnetic resonance apparatus according to claim 3, wherein The laser is designed as a vertical cavity surface emitting laser is.

Magnetic resonance apparatus according to one of the above claims, wherein the optical transmission line at least one Fiberglass covers.

Magnetic resonance apparatus according to one of the preceding claims, in which the transducer ( 203 ) is formed such that the electrical signal is modulated onto a carrier wave of a first frequency, the modulated signal is converted into an optical signal and fed into the optical transmission line and wherein the processing unit ( 109 ) is designed such that the optical signal is demodulated.

Magnetic resonance apparatus according to Claim 6, in which the transducer ( 203 ) is configured such that a plurality of electrical signals of a plurality of detection units modulated onto carrier waves of different frequencies and these are bundled converted into the optical signal.

Magnetic resonance apparatus according to one of the preceding claims, in which the processing unit ( 109 ) comprises at least one conversion unit for converting the optical signal into an electrical useful signal.

Magnetic resonance apparatus according to claim 8, wherein the Unwandlungseinheit is designed as a PIN diode.

Magnetic resonance apparatus according to Claim 8 or 9, in which the processing unit ( 109 ) an analog-to-digital converter ( 211 ) for digitizing the useful electrical signal.

Magnetic resonance apparatus according to Claim 10, in which the analog-to-digital converter ( 211 ) is designed such that it is subsampled by the electrical useful signal.

Magnetic resonance apparatus according to Claim 11, in which the processing unit ( 109 ) a Numerical Controlled Oscillator ( 213 ), by which the sub-sampled useful electrical signal is converted into an in-phase signal and a quadrature signal.

Magnetic resonance apparatus according to Claim 12, in which the processing unit ( 109 ) a demodulator ( 215 ), by which the demodulation of the in-phase signal and the quadrature signal is feasible.

Magnetic resonance apparatus according to one of the preceding claims, in which the transducer ( 203 ) is designed such that the higher frequency components are raised in the case of the electrical signal and in which the processing unit ( 109 ) is designed such that the higher frequency components are lowered in the optical signal.

Magnetic resonance apparatus according to one of the preceding claims, in which the detection unit ( 151 ) comprises a scintillation crystal for converting a PET signal into a light signal.

Magnetic resonance apparatus according to Claim 15, in which the detection unit ( 151 ) comprises an avalanche photodiode for converting the light signal into the electrical signal.