選擇PET(正電子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層掃描)還是MRI(磁共振成像)？MRI可以提供清晰的圖像，讓醫(yī)生對(duì)人體器官的結(jié)構(gòu)和功能有細(xì)致的了解；而PET則可以提供更深入的、關(guān)于人體細(xì)胞代謝的信息。這兩類信息在臨床診斷上都必不可少，所以醫(yī)生們經(jīng)常會(huì)面臨這樣的抉擇，而結(jié)果往往是病人必須先后進(jìn)行兩種影像學(xué)檢查，支付不菲的醫(yī)療費(fèi)用。而西門子公司的Biograph mMR(“m”代表分子級(jí)別)將這兩種技術(shù)巧妙地結(jié)合在一起。Biograph mMR是一個(gè)磁場強(qiáng)度為3特斯拉的混合系統(tǒng)。

“融合這兩項(xiàng)技術(shù)的想法由來已久。”西門子醫(yī)療醫(yī)學(xué)影像與治療集團(tuán)首席執(zhí)行官本德?蒙塔格(Bernd Montag)博士說， “MRI和PET真正融合在一起，實(shí)現(xiàn)同步采集數(shù)據(jù)，這還是第一次，這樣不僅能改進(jìn)很多疾病的診斷方式，尤其是神經(jīng)疾病、腫瘤、心臟病，還有助于醫(yī)生制定適當(dāng)?shù)闹委熡?jì)劃”。初步研究表明，能夠同步采集MRI和PET數(shù)據(jù)的Biograph mMR將兩次檢查合二為一之后，掃描全身只需要短短的30分鐘，而順次進(jìn)行MRI和PET檢查需要一個(gè)小時(shí)以上的時(shí)間。因此，用一臺(tái)系統(tǒng)取代兩臺(tái)系統(tǒng)后，可以加速工作流程，降低成本。“關(guān)于診斷質(zhì)量，我們已經(jīng)從臨床獲得了令人鼓舞的反饋信息。” 蒙塔格說。

在此之前，將MR I和PET技術(shù)融合在一起幾乎是不可能的，因?yàn)椴捎霉怆姳对龉艿膫鹘y(tǒng)PET探測器，無法在MRI系統(tǒng)產(chǎn)生的強(qiáng)磁場中使用。此外，MRI設(shè)備里空間狹小，也限制了它們的融合。西門子醫(yī)療磁共振業(yè)務(wù)部負(fù)責(zé)人沃爾特?馬爾岑曾多弗(Walter M?rzendorfer)說：“兩種大型儀器的結(jié)合涉及各種技術(shù)問題，我們必須克服技術(shù)障礙。”為了解決這些問題，西門子組建了一個(gè)全球性的合作網(wǎng)絡(luò)，囊括了德國圖賓根大學(xué)醫(yī)院、尤里希研究中心、美國埃默里大學(xué)等機(jī)構(gòu)的科學(xué)家共同展開研究。

他們采取的一條重要途徑是對(duì)現(xiàn)有PET進(jìn)行重大改進(jìn)。PET掃描時(shí)，患者體內(nèi)會(huì)生成伽馬量子。這些量子導(dǎo)致位于PET探測器前部的閃爍晶體釋放光子。過去，一般使用光電倍增管(長度為幾厘米的電子管)增強(qiáng)這些光子信號(hào)，然后對(duì)其進(jìn)行測量。但MRI系統(tǒng)的強(qiáng)磁場會(huì)使光電倍增管產(chǎn)生的電子流轉(zhuǎn)向，從而無法獲得任何明確的信號(hào)。這是阻礙兩種技術(shù)結(jié)合的最大障礙。

“Biograph mMR使用雪崩光電二極管(APD)取代光電倍增管，APD的體積比電子管小得多，”西門子醫(yī)療PET探測器研發(fā)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人馬蒂亞斯?施曼特(Matthias Schmand)解釋說。雖然APD也是測量光子造成的電子流，但這是在半導(dǎo)體內(nèi)進(jìn)行的，不需要對(duì)外部磁場作出敏感的反應(yīng)。“此外，APD還克服了第二個(gè)障礙：它十分小巧，這也大大縮小了PET探測器的體積。”施曼特說。這個(gè)縮小的PET叫mMR PET，其中包含內(nèi)置的冷卻體系，保證PET設(shè)備的平穩(wěn)運(yùn)行。同時(shí)，mMR PET還具備專門的屏蔽系統(tǒng)，來消除磁場對(duì)于PET數(shù)據(jù)采集鏈的干擾。研發(fā)人員把這個(gè)小巧的PET探測器置于MRI內(nèi)部后，二者就不再相互影響了。

這些設(shè)計(jì)上的創(chuàng)新，讓Biography mMR真正實(shí)現(xiàn)了MRI和PET數(shù)據(jù)的同步采集，使這兩種數(shù)據(jù)在空間和時(shí)間上保持精確的一致性，并減少了掃描過程中由于患者移動(dòng)軀體而造成的干擾信號(hào)。

現(xiàn)在，醫(yī)療儀器的小型化和多功能化已經(jīng)成為一個(gè)趨勢。“我認(rèn)為在未來的醫(yī)療成像領(lǐng)域，不同技術(shù)的融合會(huì)非常盛行，尤其是為了在一次檢查中同時(shí)獲得有關(guān)身體結(jié)構(gòu)和功能的信息，這會(huì)大大降低臨床工作流程的復(fù)雜度。”蒙塔格說。

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