这一次,西门子医疗将重新定义PET/CT!
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关注“扫描时间长、辐射剂量大”一直制约PET/CT的发展,难以满足医疗机构日益增长的检查需求,若一味追求更快的扫描速度,就不得不牺牲PET图像质量。我们从国外网站了解到,西门子医疗于2018年在欧美上市的Biograph Vision PET/CT能够解决目前PET/CT遇到的这一矛盾,我们一起来看看它是怎样做到的。
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TOF是机遇也是挑战上世纪60年代,科学家们发现,有一种技术能够完美解决PET的低灵敏度和低分辨率的瓶颈,做到“扫描速度与图像质量”兼得。那就是飞行时间技术(Time of Flight,TOF),TOF成熟于上世纪80年代,是工业界公认的PET技术发展的终极方向。
患者在进行PET/CT检查前,需要先进行药物注射,药物会被病灶组织选择性吸收,并会发生正电子湮灭反应,连续地发出γ光子,γ光子以成对的形式出现,方向相反成180度,轨迹在同一条直线上即响应线。PET探测器围绕人体呈环状,可以接受发自人体不同方向的伽马光子。
TOF技术通过测量来自同一信号的两个光子到达探测器的时间差,可以把病灶定位在一个较小的区域内,减少病灶与正常组织信号的相互干扰。TOF时间分辨率越高(数字越小),病灶的识别就越准确,图像信噪比就越高,PET就可以在短时间获得高质量的图像。
但是,想要提高TOF时间分辨率并非易事。自从TOF技术应用到PET以来,经过多年发展,PET时间分辨率只是从1980年代的750ps发展到目前的350-550ps,带来的TOF增益并不显著。(ps,皮秒,1,000,000,000,000 皮秒 = 1秒)
随着硬件技术的进步,实验室中已经能够实现 ≤ 200ps 的极限TOF时间分辨率。200ps与目前的350ps-550ps相比,其增益将高达6~7,是目前TOF的两倍。
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西门子已经打破技术掣肘!西门子医疗通过对PET/CT硬件构架的重新设计,打造出一款以超高TOF时间分辨率为核心技术的全新产品,后数字化时代的“追光者”——Biograph Vision。
据悉,Biograph Vision追光者应用了三大核心技术,首先是光子冻结技术。Biograph Vision运用的光子冻结技术,实现了目前世界上商用PET/CT系统的最高TOF分辨率——214ps,直逼实验室最佳理论值。
214ps TOF可以将本来广泛分布在孔径各处(70cm~78cm)的信号量集中在到3.2cm的精准信号源区域内。相比其他机型,Vision在图像信噪比和有效灵敏度方面有了突破性的提升,获得6倍临床增益,使Vision真正能兼顾扫描时间和图像质量
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Vision集成更多的先进技术除了对TOF的全面升级,Biograph Vision系列还应用了880x880 超大矩阵成像和UDR广域高清探测器两项划时代的技术。
880*880 超大矩阵成像
矩阵是图像的载体,矩阵越大,像素越小,呈现出的图像会越高清。像素尺寸决定了图像的最佳分辨率。因此矩阵大小对于图像的精细程度有着决定性的作用。
Biograph Vision最大可支持880x880 超大矩阵成像,像素尺寸可达 0. 8mm。而且不同于传统PET设备一味地使用大矩阵,Vision通过214ps光子冻结技术,实现了6倍系统性能提升,因此即使使用880x880超大矩阵成像,也能抑制噪声增加,并提供亚毫米像素级图像,有效提升细小结构的显示清晰度,给阅片带来全新体验!
UDR广域高清探测器
UDR广域高清探测器也是Biograph Vision搭载的核心技术之一。常规的PET/CT只能在中等活度的放射性药物范围内获得最佳性能,而在低活度或高活度区域会出现噪声过高和分辨率下降等情况,无法满足临床和科研对不同活度范围内药物成像的要求。
据悉,西门子医疗Biograph Vision UDR广域高清探测器在晶体尺寸、光电转换器、探测器冷却系统以及探测器元件排列等各个方面都使用了全新设计,能够有效拓宽信号通路,大幅减小光子堆积,同时开创性的将SiPM传感器进行无缝拼接,从而实现对晶体的100%全覆盖。多种先进技术环环相扣,全新的UDR探测器不仅大幅提升了TOF的性能,保证了系统的稳定性,还可以使Biograph Vision可以满足临床和科研条件下,使用不同示踪剂和不同放射性活度的成像需求,做到广域高清显像。
结语:除了三大核心技术,Biograph Vision还搭载了多款西门子医疗独特的设计及技术,包括78CM大孔径设计、FlowMotion 全身动态等。更多信息,可以扫描下方二维码,观看7月12日的Biograph Vision线上发布会。
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