專利名稱：通過將再生材料有目的添加到塑料件中避免磁共振測試中的磁化率偽影的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于磁共振系統(tǒng)的元件(component)，以及磁共振系統(tǒng)，以及制造該元件的方法，其中，在所得磁共振圖像中的磁化率偽影減少。
背景技術(shù)：
在磁共振(MR)測試(數(shù)據(jù)采集)中，靜態(tài)的、多特斯拉基礎(chǔ)磁場(稱為BO場)的均勻性是很重要的。不僅是基礎(chǔ)磁場之中或者附近出現(xiàn)金屬結(jié)構(gòu)會引起磁場中的不均勻性，而且只要塑料元件具有偏離于I的相對磁導(dǎo)率，此類塑料元件也會引起磁場中的不均勻性。這種偏離已知為磁化率μ^= Xv+lo此類磁化率偽影在解剖MR圖像中作為空間分辨率中的誤差是很顯著的。在功能性磁共振成像(fMRI)中，有必要將檢測對象(subject)物體的解剖圖和fMRI圖疊加。通過向檢測對象提供感官刺激(視覺、聲音或觸碰)，并且探測由于刺激引起的大腦中血氧水平的改變來獲取fMRI圖像。根據(jù)患者大腦的解剖圖辨認(rèn)腦中增長的氧飽和度的一個位置或多個位置，能夠識別出大腦中感覺活動發(fā)生的局部區(qū)域，并且能夠做出如下結(jié)論，即該腦部活動為正?；蛘卟B(tài)。因?yàn)閺拇祟惔碳せ顒又械玫降难跛降母淖兎浅Ｐ?，所以磁共振?shù)據(jù)探測的這種類型對磁化率偽影格外敏感。在fMRI過程中采集磁共振數(shù)據(jù)期間，為了在磁共振系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)最多的所希望的條件，依慣例在單獨(dú)的過程中獲得必要的解剖圖，在fMRI過程之前執(zhí)行該單獨(dú)的過程。典型的，在向患者給藥較大量造影劑的情況下，通過計算的X射線斷層攝影術(shù)來采集解剖圖。此外還典型的是，在fMRI過程的幾天前就得到解剖圖，因此，在精確地疊加解剖圖和fMRI圖會存在困難。在實(shí)際fMRI過程中，典型的使用傳統(tǒng)的二維數(shù)碼放射性圖像，并且要求管理造影劑以監(jiān)控過程。另一種可能是使用經(jīng)食管超聲(TEE)。在上述類型的過程中，以及對于其他磁共振數(shù)據(jù)采集過程來說，在最小化此類磁化率偽影的出現(xiàn)的嘗試，已知 的是由塑料來制造磁共振系統(tǒng)的元件。然而如上所述，即使塑料材料也并不具有嚴(yán)格等于I的磁導(dǎo)率，即所謂的自由空間的磁導(dǎo)率。還如上所述，正是該與預(yù)-空間磁導(dǎo)率的偏離才是磁化率偽影的根本原因。此外，磁共振系統(tǒng)中的塑料元件必須呈現(xiàn)出除了低磁化率外的多種其他特性，例如對于彎曲疲勞應(yīng)力的不敏感性、生物相容性、彈性、外觀、可加工性、長期穩(wěn)定性和對環(huán)境影響的不敏感性，這些特性經(jīng)常彼此間競爭，以及與所渴望的低磁化率競爭。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種配置用于磁共振系統(tǒng)的塑料件，以及制造此類塑料件的方法，其中，塑料件呈現(xiàn)出極低的磁化率，并且提供了其他性質(zhì)的組合，這就使得該元件適用于磁共振成像系統(tǒng)。上述目的根據(jù)本發(fā)明通過添加了目標(biāo)量的再生塑料材料的塑料元件得以實(shí)現(xiàn)。優(yōu)選地，所述再生材料含有一定量的如下的玻璃纖維，該玻璃纖維已經(jīng)再生為全部再生材料自身的部分。在本文所用到的術(shù)語“再生塑料材料”是指以常規(guī)的方式再生塑料材料，通過使該材料經(jīng)歷一次或多次的研磨、熔融或噴霧(spraying)，從而使得再生材料中不僅在分子方面而且在機(jī)械方面相比于材料的原始(非再生)狀態(tài)發(fā)生改變。根據(jù)本發(fā)明已經(jīng)確定，即此類材料所產(chǎn)生的磁化率偽影明顯依賴所添加的再生材料的比例，最佳為添加約50重量％的再生材料，從而所得材料包含大致等量的非再生塑料材料和再生塑料材料。除了上述元件本身以外，本發(fā)明還涉及包括塑料元件的磁共振系統(tǒng)，所述塑料元件具有這種有目的添加的再生塑料材料。本發(fā)明還涉及在磁共振圖像中降低磁化率偽影的方法，包括以下步驟:制造至少一個上文所述的具有有目的添加的再生塑料材料的塑料元件，和在磁共振系統(tǒng)中在系統(tǒng)內(nèi)的以下位置處配備此類元件，在所述位置處元件的磁化率會在所得磁共振圖像中生成或促進(jìn)生成磁化率偽影，導(dǎo)致元件的磁導(dǎo)率偏離一，并且用此類磁共振系統(tǒng)采集磁共振數(shù)據(jù)，和用所采集的數(shù)據(jù)生成磁共振圖像。前述至少一個塑料元件的制造可以通過注射成型，將非再生塑料材料的顆粒和再生塑料材料的顆粒作為混合物提供到注射成型機(jī)的輸入口來實(shí)施。


圖1為從連續(xù)再生步驟中得到的玻璃纖維Durathan AKV50 (具有50%玻璃纖維的聚酰胺6.6)的平均長度和中值長度的圖。圖2為幻影(phantom)自身的磁共振圖像。圖3顯示了圖2的幻影的四個圖像，已經(jīng)向其中添加了各種類型的塑料材料，解釋了磁化率偽影的出現(xiàn)。
具體實(shí)施例方式根據(jù)本發(fā)明可知，有目的有意的在注射成型過程之前向新的塑料材料中加入一定百分比的再生塑料材料大大降低了所得元件或物體的磁化率，其中所述注射成型過程實(shí)施用來形成將用于磁共振系統(tǒng)中部件或元件。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)新材料和再生材料的磁特性彼此補(bǔ)償，從而元件或部件作為一個整體具有為I的相對磁導(dǎo)率。在從患者采集磁共振數(shù)據(jù)期間患者所配戴的聽筒的情況中，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在使用Durathan BKV30 (具有30%玻璃纖維的聚酰胺6)時出現(xiàn)最小的磁化率偽影，但仍不是磁化率為零。根據(jù)本發(fā)明可知，加入目標(biāo)量的再生材料(最佳為約50重量％)將使所得元件的磁化率降到0，即元件具有為I的磁導(dǎo)率。測試了具有和不具有玻璃纖維的聚酰胺6，以根據(jù)本發(fā)明選取材料，以及由此量化在降低磁化率偽影方面產(chǎn)生最佳效果的目標(biāo)材料的數(shù)量。首先確定具有玻璃纖維的聚酰胺6比不具有玻璃纖維的聚酰胺6表現(xiàn)出明顯更低的偽影，正如上文所述，添加到具有玻璃纖維的新的聚酰胺中的具有玻璃纖維的再生聚酰胺6的最佳值為為50%。所觀察到的磁化率偽影降低這一效果的原因被認(rèn)為是再生過程中發(fā)生塑料材料的分子重量的改變與同樣由于再生過程而發(fā)生的玻璃纖維在長度上的機(jī)械改變的組合。對于再生過程(研磨、熔融和噴霧)來說較典型的再加工(reworking)致使塑料改性(sheering)，并且因此降低了分子量，以及縮短了玻璃纖維。然而，分子量的降低的程度通常顯著小于玻璃纖維長度的減少。因此，再生Durathan BKV30的機(jī)械性能(剛性、耐用性等)主要由殘留的玻璃纖維長度來確定。在每個循環(huán)步驟中，玻璃纖維的平均值進(jìn)一步減小。圖1在連續(xù)再生步驟(lx、2x、3x、4x、5x)中展示了 Durathan AKV50 (具有50%玻璃纖維的聚酰胺6.6)中玻璃纖維的平均長度和中值長度。圖2顯示了以幻影本身獲取的磁共振圖像。圖3展示了添加了不同類型塑料材料的四個圖像A、B、C和D。圖A顯示了具有BKV白(BKV white)、具有推進(jìn)劑(propellant)、所有新材料的幻影。圖B顯示了具有BKV天然(BKV natural)、著色白(colored white)、具有推進(jìn)物、包含50%研磨(再生)材料的幻影。圖C顯示了具有BKV天然(BKV natural)、著色白(colored white)、具有推進(jìn)劑、包含50%(再生)材料的幻影。圖D顯示了具有BKV天然、具有推進(jìn)劑、包含全新材料的幻影。為了獲取圖3中的圖像，成袋(sacks)的不同材料添加至圖2所示的幻影。如圖3所示，圖B顯示了最少的磁化率偽影，從而表明了前述約50%新材料和50%再生材料的混合達(dá)到了最佳效果。盡管本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員會提出修改和變化，但是發(fā)明人意圖在本專利中包括那些合理的且恰當(dāng)?shù)脑谄錇楸绢I(lǐng)域貢獻(xiàn)范圍之內(nèi)所有修改和變化。
權(quán)利要求
1.磁共振相容性元件,包括: 元件體，其配置用于形成磁共振圖像數(shù)據(jù)采集設(shè)備的部件，在所述磁共振圖像數(shù)據(jù)中生成靜止的、均勻的、多特斯拉的磁場；并且 所述元件體包括含非再生玻璃纖維的塑料材料和含再生玻璃纖維的塑料材料的混合物，該混合物在使用所述磁共振圖像數(shù)據(jù)采集設(shè)備采集的磁共振圖像數(shù)據(jù)所重建的圖像中基本上排除所述部件產(chǎn)生磁化率偽影。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的元件，其中所述含非再生玻璃纖維的塑料材料和含再生玻璃纖維的塑料材料的混合物向所述元件體給予基本上等于I的磁導(dǎo)率。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的元件，其中所述含非再生玻璃纖維的塑料材料和含再生玻璃纖維塑料材料是具有玻璃纖維的聚酰胺6。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的元件，其中所述含非再生玻璃纖維的塑料材料和含再生玻璃纖維的塑料材料是具有30%玻璃纖維的聚酰胺6。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的元件，其中，所述混合物包含50重量％的具有玻璃纖維的非再生聚酰胺6和50重量％的具有玻璃纖維的再生聚酰胺6。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的元件，其中，所述混合物包含50重量％的所述含非再生玻璃纖維的塑料材料和50重量％的所述含再生玻璃纖維的塑料材料。
7.磁共振系統(tǒng)，包括: 磁共振數(shù)據(jù)采集單元，可操作用于采集檢測對象的磁共振數(shù)據(jù)，所述磁共振數(shù)據(jù)采集設(shè)備包括基本場磁體 ，其生成了靜止的、均勻的、多特斯拉的磁場，所述檢測對象位于該磁場中，同時從該檢測對象采集所述磁共振圖像數(shù)據(jù)； 所述磁共振圖像數(shù)據(jù)采集設(shè)備包括元件體，其配置用于形成所述磁共振圖像數(shù)據(jù)采集設(shè)備的部件；并且 所述元件體包括含非再生玻璃纖維的塑料材料和含再生玻璃纖維的塑料材料的混合物，該混合物在使用所述磁共振圖像數(shù)據(jù)采集設(shè)備采集的磁共振圖像數(shù)據(jù)所重建的圖像中基本上排除所述部件產(chǎn)生磁化率偽影。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的磁共振系統(tǒng)，其中，所述含非再生玻璃纖維的塑料材料和含再生玻璃纖維的塑料材料的混合物向所述元件體給予基本上等于I的磁導(dǎo)率。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的磁共振系統(tǒng)，其中，所述含非再生玻璃纖維的塑料材料和含再生玻璃纖維的塑料材料是具有玻璃纖維的聚酰胺6。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的磁共振系統(tǒng)，其中，所述含有非再生玻璃纖維的塑料材料和含再生玻璃纖維塑料材料是具有30%玻璃纖維的聚酰胺6。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的磁共振系統(tǒng)，其中，所述混合物包含50重量％的具有玻璃纖維的非再生聚酰胺6和50重量％的具有玻璃纖維的再生聚酰胺6。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的磁共振系統(tǒng)，其中，所述混合物包含50重量％的所述含非再生玻璃纖維的塑料材料和50重量％的所述含再生玻璃纖維的塑料材料。
13.制造所述磁共振相容性元件的方法，包括: 將含非再生玻璃纖維的塑料材料的顆粒與含再生玻璃纖維的塑料材料的顆?；旌弦孕纬珊屑s50重量％的含非再生玻璃纖維的塑料材料和約50重量％的含再生玻璃纖維的塑料材料的混合物；和將所述混合物作為材料輸入注射成型機(jī)并且，在所述注射成型機(jī)中制造元件體，該元件體配置以形成磁共振圖像數(shù)據(jù)采集設(shè)備的部件。
14.在磁共振成像中減少磁化率偽影的方法，包括: 配置元件體用于形成磁共振圖像數(shù)據(jù)采集設(shè)備的部件，在該磁共振圖像數(shù)據(jù)采集設(shè)備中形成靜止的、均勻的、多特斯拉的磁場； 從含非再生玻璃纖維的塑料材料和含再生玻璃纖維的塑料材料的混合物形成所述元件體，該混合物在使用所述磁共振圖像數(shù)據(jù)采集設(shè)備采集的磁共振圖像數(shù)據(jù)所重建的圖像中基本上排除所述部件產(chǎn)生磁化率偽影； 操作該磁共振圖像數(shù)據(jù)采集設(shè)備以在所述操作磁共振圖像數(shù)據(jù)采集設(shè)備中從物體上采集磁共振圖像數(shù)據(jù)；和 在處理器中由所采集的磁共振圖像數(shù)據(jù)重建物體的磁共振圖像，從而形成基本上沒有磁化率偽影的重建 磁共振圖像。
全文摘要
本發(fā)明涉及通過以具有有目的添加的塑料材料或再生塑料材料制造磁共振系統(tǒng)的一個或多個元件而在磁共振圖像中顯著減少或避免磁化率偽影。
文檔編號G01R33/565GK103197270SQ20131000199
公開日2013年7月10日 申請日期2013年1月4日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月5日
發(fā)明者S.科普爾, K.珀澤爾特, A.普賴斯勒 申請人:西門子公司