PET/CT已进入医疗领域20年,在其发展历程中,PET/CT对肿瘤疾病、心血管疾病以及神经系统疾病的诊断,已成为无可争议的优势检查项目,并越来越受到临床、患者以及社会的关注。
飞利浦全新的全数字化PET/CT“威龙”——Vereos PET/CT系统,秉承“创新为你”的品牌理念,从源头开始,做好影像链每一环节,从而实现PET/CT精准成像。见图1。
图1 飞利浦Vereos PET/CT系统
Vereos PET/CT采用飞利浦的专利DPC数字光子探测器芯片,取代传统PET/CT采用的模拟光电倍增管(Photomultiplier Tube,PMT)和模数转化电路,实现一一对应的数字采集处理,大幅提升PET/CT性能。不同于传统技术已经成熟的PET/CT,传统PET/CT研究成果主要侧重于临床医学方向,而Vereos PET/CT在临床研究领域具有非常大的研究空间,同时使得技术和临床研究结合更加紧密。在全数字Vereos PET/CT上可实现更多Beyond Imaging的高端应用,如研究新型分子探针、指导临床诊疗、指导精准放疗、探索神经系统退行性病变、研究肿瘤靶向治疗药物、靶向治疗预评等。
PET/CT是集成了正电子发射型计算机断层扫描仪的PET和X线计算机断层扫描仪的CT于一体化的高端影像检查设备。PET/CT技术的发展非常迅速,而飞行时间之差的技术(Time of Flight,TOF)的推出,无疑是促进了PET的技术更上一个台阶。TOF技术能力越强,信噪比提升越大,临床图像以及临床病灶探测能力越强。全数字化Vereos PET/CT所搭载的TOF技术,其时间分辨率达到了310 ps的先进水平。TOF时间分辨率越短,配合专利的DPC数字光子探测器芯片与晶体的一一对应技术,使得符合事件的定位更加精确,系统有效的灵敏度增益更高,扫描速度更快,各个象限的图像分辨率更好,进而能够得到更高质量的临床图像,同时用药量也更少。通过采用更新一代310 ps的飞行时间技术,Vereos PET/CT实现了临床和科研的高端要求:① 更精确地定量和定性诊断——纠正了传统技术PET中大量的误诊和漏诊;② 更低的注射剂量——为医院节省药物费用,极大地降低后期运行成本;③ 更快的扫描速度——提高机器使用效率,提高医院经济效益;④ 对放疗业务的全面兼容——提升医院在肿瘤方面的综合实力。
全数字化Vereos PET/CT的全视野1 mm超高清重建技术也给医生带来极大的诊断信心。与传统PET/CT相比,不只是PET图像的中央部分实现了HD高清,而是整个采集视野全面实现HD高清(图2)。该优势不仅能使医生更加清楚地观察微小病灶的细节,而且在勾画感兴趣区时可以提供更加有力的“武器”。
图2 PET/CT成像
Vereos PET/CT可以实现PET极速采集。采集速度慢一直是PET应用的瓶颈,10~20 min的采集速度,不仅仅影响患者采集的舒适性,更制约了受检病人的流通量。Vereos PET/CT将原来扫描时间由传统的60 s/床位,可以压缩到9 s/床位,3 min即可实现一个病人体部的PET采集,而图像质量毫无影响。搭配iPatient智能化采集平台和基于List-Mode的智能重建平台,从采集、存储到重建,一气呵成,促进患者快速流通,改善检查时间长、病人流通慢的问题。
PET/CT另一个不可忽视的重要组成就是CT,CT的每一次重大进展都与探测器技术的革新密不可分。微平板探测器技术则开创了未来CT探测器发展的新方向,通过集成芯片技术和模块加工工艺的革新,实现了信号的无损传输及微平板模块探测器的无缝拼接,在信噪比和射线利用率上得到大幅度的提升,最终获得高清微辐射成像。见图3。
图3 飞利浦Vereos PET/CT系统侧面图
在动态双采样飞焦点球管和稳定射线输出技术的支持下,飞利浦独家具备768及1024两种超高分辨率重建技术,微平板探测器的零信号损耗实现了图像信噪比的大幅提升,在获得更多有用信息的同时,避免噪声信号的干扰。其大幅度提高图像的空间分辨率和密度分辨率,在早期肿瘤、肺间质病变、小关节成像、骨小梁病变等方面有巨大应用价值。见图4。
图4 诊断图像
PET/CT作为先进的医学分子影像设备已广泛应用于临床。然而,随着PET/CT的应用推广,越来越多患者开始担心PET/CT检查时的辐射问题。加上媒体对辐射安全知识的扩大宣传,甚至让一些肿瘤病人因担心辐射而对这项检查产生恐惧心理。Vereos PET/CT“威龙”采用了一系列的高端低剂量技术,能够大幅降低PET/CT的辐射剂量。
超级灵敏度技术iSensitivity刷新PET的超低剂量显像。在310 ps的TOF技术基础上进一步提高了灵敏度增益,提升图像质量,使得常规PET采集只需2~3 mCi的药物剂量,降低辐射剂量的同时,药物成本减少了一半,为患者及医护人员提高人性化的低剂量关怀。
智能低剂量Dose Right技术,通过实时剂量调节,实现最优低剂量CT扫描。通过使用定位图像测量被扫描患者的平均体型大小,在扫描过程中根据患者的体型情况实时调节剂量,在优异的图像质量和低剂量之间取得平衡。
此外飞利浦iDose低剂量平台解决了如何在微弱X射线下清晰成像的难题,使CT进入低剂量微辐射成像时代(图5)。iDose低剂量平台可以消除射线剂量减低带来的多种伪影、噪声以及影像质地改变,也可以应用于所有检查部位及扫描序列,且重建速度可达24幅/s,确保工作流程的顺畅。PET/CT检查中,通常需要用低剂量的CT图像做衰减矫正。以往,低剂量CT图像质量太差不能用于诊断,需要加做诊断图像质量CT。通过iDose技术,可直接提升低剂量衰减矫正CT图像到诊断水平,无需再做诊断性CT。降低CT辐射剂量的同时,简化了流程。
图5 图像重建发展历程
iPatient量体成像平台使智能采集成为可能。研究人员基于其长期收集的大量成像数据,加以分析处理,设计制定了适合不同人群的个性化最优采集方案。扫描医师只需输入患者的基本信息,iPatient量体成像就会依据这些基本信息选择适合该患者的最佳采集方案,无需医师再手动输入采集参数,除了解放医师的双手之外,更重要的是保证患者图像的均一性,为临床医师准确诊断疾病打下坚实基础。
IntelliSpace Portal“会思考”的星云后处理工作站是飞利浦推出的全新的影像后处理网络工作站,解决了传统不同影像设备需要配置不同后处理终端的弊端,一台服务器可接收来自不同设备的影像数据,医师们可随时随地分析浏览数据,不再受时间和地域的限制。全面的影像后处理解决方案及智能诊断分析软件,把医师们从繁琐的鼠标点击中解脱出来,诊断任务自动预处理,并可自动识别并分离人体解剖结构,被誉为“懂解剖的工作站”。
全数字化Vereos PET/CT,凭借着超低的辐射剂量、超快的扫描速度、超高的分辨率及3D融合影像,展示出传统PET前所未有的新特性,重新定义了高端PET/CT产品的衡量标准,将为PET的发展及应用带来巨大变革,引领着全数字分子影像的新时代。