未来医疗技术展望:检测设备相互融合

2012-07-09 17:14:57来源: 环球科学杂志

    MRI和PET被融合到一台设备中,不仅可以同时采集患者的两种影像信息,也大大节省了医疗费用。多种医疗设备的融合正在成为未来的趋势。

  选择PET(正电子发射计算机断层扫描)还是MRI(磁共振成像)?MRI可以提供清晰的图像,让医生对人体器官的结构和功能有细致的了解;而PET则可以提供更深入的、关于人体细胞代谢的信息。这两类信息在临床诊断上都必不可少,所以医生们经常会面临这样的抉择,而结果往往是病人必须先后进行两种影像学检查,支付不菲的医疗费用。而西门子公司的Biograph mMR(“m”代表分子级别)将这两种技术巧妙地结合在一起。Biograph mMR是一个磁场强度为3特斯拉的混合系统。

  “融合这两项技术的想法由来已久。”西门子医疗医学影像与治疗集团首席执行官本德·蒙塔格(Bernd Montag)博士说, “MRI和PET真正融合在一起,实现同步采集数据,这还是第一次,这样不仅能改进很多疾病的诊断方式,尤其是神经疾病、肿瘤、心脏病,还有助于医生制定适当的治疗计划”。初步研究表明,能够同步采集MRI和PET数据的Biograph mMR将两次检查合二为一之后,扫描全身只需要短短的30分钟,而顺次进行MRI和PET检查需要一个小时以上的时间。因此,用一台系统取代两台系统后,可以加速工作流程,降低成本。“关于诊断质量,我们已经从临床获得了令人鼓舞的反馈信息。”蒙塔格说。

  在此之前,将MR I和PET技术融合在一起几乎是不可能的,因为采用光电倍增管的传统PET探测器,无法在MRI系统产生的强磁场中使用。此外,MRI设备里空间狭小,也限制了它们的融合。西门子医疗磁共振业务部负责人沃尔特·马尔岑曾多弗(Walter Mrzendorfer)说:“两种大型仪器的结合涉及各种技术问题,我们必须克服技术障碍。”为了解决这些问题,西门子组建了一个全球性的合作网络,囊括了德国图宾根大学医院、尤里希研究中心、美国埃默里大学等机构的科学家共同展开研究。

  他们采取的一条重要途径是对现有PET进行重大改进。PET扫描时,患者体内会生成伽马量子。这些量子导致位于PET探测器前部的闪烁晶体释放光子。过去,一般使用光电倍增管(长度为几厘米的电子管)增强这些光子信号,然后对其进行测量。但MRI系统的强磁场会使光电倍增管产生的电子流转向,从而无法获得任何明确的信号。这是阻碍两种技术结合的最大障碍。

  “Biograph mMR使用雪崩光电二极管(APD)取代光电倍增管,APD的体积比电子管小得多,”西门子医疗PET探测器研发项目负责人马蒂亚斯·施曼特(Matthias Schmand)解释说。虽然APD也是测量光子造成的电子流,但这是在半导体内进行的,不需要对外部磁场作出敏感的反应。“此外,APD还克服了第二个障碍:它十分小巧,这也大大缩小了PET探测器的体积。”施曼特说。这个缩小的PET叫mMR PET,其中包含内置的冷却体系,保证PET设备的平稳运行。同时,mMR PET还具备专门的屏蔽系统,来消除磁场对于PET数据采集链的干扰。研发人员把这个小巧的PET探测器置于MRI内部后,二者就不再相互影响了。

  这些设计上的创新,让Biography mMR真正实现了MRI和PET数据的同步采集,使这两种数据在空间和时间上保持精确的一致性,并减少了扫描过程中由于患者移动躯体而造成的干扰信号。

  现在,医疗仪器的小型化和多功能化已经成为一个趋势。“我认为在未来的医疗成像领域,不同技术的融合会非常盛行,尤其是为了在一次检查中同时获得有关身体结构和功能的信息,这会大大降低临床工作流程的复杂度。”蒙塔格说。

 

关键字:展望  检测设备  相互  融合

编辑:鲁迪 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/medical_electronics/2012/0709/article_2957.html
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