pet-mri研制进展及展望

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1、PET/MRI研制进展及展望许震生谭海波管一晖复旦大学附属华山医院PET中心（上海200235）内容摘要：PET/MRI的出现必将对分子影像学的发展产生深远影响，本文就目前PET/MRI研制存在的问题和进展情况做一综述，并展望其潜在的临床和科研价值。关键词：PET/MRI分子影像学全景成像矩阵ProgressandprospectsofPET/MRIimagingXUZhen-shengPETCenter,HuashanHospital,FudanUniversity(Shanghai200235)Abstract:

2、Withthedevelopmentofnucleartechnology,PET/MRIwouldhavefarreachingconsequencesformolecularimaging．ThisarticlewilltalkabouttheproblemsmetinthedevelopmentofPET/MRIanddescribetheprogresstodateandlookforwardtoitspotentialapplication．Keywords:PET/MRIMolecularimagingT

3、otalimagingmatrix刚刚迈入21世纪,许多新的仪器、新的学科、新的思维就向我们迎面扑来,传统核医学已突破了原先自身的框架而与其他学科相结合，而其他学科也已渗透到核医学领域。最突出的新学科是分子影像学(molecularimaging),分子影像学是医学影像技术与分子生物学相结合的产物,涉及物理、化学、核医学、影像学、计算机等多门学科。它在分子生物学与临床医学之间架起了相互连接的桥梁，被认为是未来最具有发展潜力的十个医学科学前沿领域之一。从临床角度看,分子影像学的内涵是借助现代影像学技术,从分子水平研究和

4、观察疾病的发生、发展中病理生理变化和代谢功能改变，使得传统的医学诊断方式发生了革命性变化，而代表分子影像学最前沿的仪器就是PET/MRI。随着PET/MRI的出现，融合二字的含义也将更加广泛,不仅是两幅图像、两种（或多种）机器、设备的融合,而是多功能、多学科、多种人才的融合。这些对传统核医学既是机遇,又是挑战。本文就PET/MRI研制进展与潜在的临床科研价值做一综述。一、PET/MRI研制进展及存在的问题二十世纪初PET/CT的研制成功，很快就进入了临床应用，实践表明PET/CT在临床和科研中均具有十分重要的价值，尤

5、其是在对肿瘤的诊断分期和疗效评价等方面。CT在与PET图像融合后，临床应用方面取得了明显的成功，而作为医学影像学必不可少的组成部分，MRI同样是经过证实的非常有用的临床诊断工具，与CT相比MRI在反映解剖形态和生理功能信息方面具有无可比拟的优越性，PET则能够极为敏感和准确地探测到人体组织新陈代新方面的异常。如果能够将这两种技术在可同步采集数据的系统中融合，则可获得人体有关结构、功能和代谢等方面的全方位信息，对于改进疾病的诊断和治疗具有重要价值（图1）。图1PET/MRI显像技术提供的解剖、生理、生化信息但PET/M

6、RI的开发与PET/CT相比要缓慢的多，因为PET和MR的融合存在一些技术上的挑战，包括避免磁共振高磁场的不良影响、PET和MR射频场的互相影响及有关材料的研发等。但鉴于MRI较CT的一些独特优势，如没有射线、软组织对比度高、能提供形态学以外的功能信息等，人们依然一直致力于PET/MRI的研究。1、PET/MRI一体机研制的最主要挑战是需要开发一种PET探测模块，既能在强磁场中正常工作，又不会影响磁共振影像，还能承受射频场的影响。传统PET的探头采用的是光电倍增管(photomultipliertube，PMT)，由

7、于磁场会使电子偏离原先的运动轨迹而导致PMT探测电子的损失，即使很微弱的磁场也足以改变PMT的增益，因此PMT在磁场中不能正常工作。目前研制的PET/MRI系统主要采用两种方法来解决这个问题。第一种方法：保留传统的对磁场敏感的PMT而调整PET和MR系统的其他特性，这也是早期研发磁共振兼容的PET所采用的方法。此法采用3～5m长的光纤将磁场内闪烁晶体产生的光子传输至放置在磁场外的PMT和电子元件，通过将闪烁体晶体放置磁场中而所有PET数据读取电子元件在磁场外可将电磁场的互相干扰(electromagneticinte

8、rference，EMI)作用最小化[1-3]。第二种方法：采用对磁场不敏感的光子探测器，如雪崩光电二极管(avalanchephotodiode．APD)代替传统的对磁场敏感的PMT。经高达9．4T磁场的测试，APD未出现任何性能降低[4]。因此，APD探头为PET—MR的成功研制提供了可能（图2）。图2使用APD技术的PET/MRI探头结构