未来医疗技术：检测设备的相互融合之路

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 M?rzendorfer)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。

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