超长轴向视野PET/CT临床应用介绍

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发布时间：2020-01-22
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（原创 2020-01-22 CMDE 中国器审）
　　一、引言
　　正电子发射断层及X射线计算机断层扫描系统（PET/CT）是在细胞分子水平上进行人体功能代谢显像的成像技术，临床常用于辅助医务人员对肿瘤学、神经系统、心血管系统等疾病进行诊断和评估。
　　传统PET/CT中PET探测器轴向视野短，导致扫描时间较长、患者注射药物辐射剂量较大、图像信噪比较低等问题。为解决这些问题，研究人员在1990年左右提出了覆盖全身的长轴向视野概念，但由于技术限制一直未能实现商用化。从2015年开始，基于数字化探测器平台开始了uEXPLORER PET/CT的研制，提出了可扩展的无缝多单元设计、跨单元符合、分布式数据采集等技术，实现了覆盖全身的超长轴向视野PET/CT技术，为分子影像领域提供了高性能的临床应用平台以及强大的前沿研究工具。
　　二、uEXPLORER PET/CT技术优势
　　相比传统PET/CT，uEXPLORER主要有以下优势：
　　（一）1940mm超长轴向视野：对全身器官一床位覆盖，从而确保人体各处的放射性示踪药物都可以被覆盖和检测到，单次扫描即可完成从头到脚的全身成像。
　　（二）高灵敏度：可以大幅度缩短扫描时间，全身PET采集时间可以从传统PET的10-20min降低至40s以下；能够减少辐射剂量，提高图像质量，观察解剖结构细节。
　　（三）全身动态采集成像：扫描过程中单床位覆盖了全身所有器官，同一时刻可对所有的器官同时观察，可支持短至1s的全身动态成像，为前沿临床研究提供了强有力的工具。
　　三、uEXPLORER PET/CT临床应用前景
　　基于以上特性，uEXPLORER可在分子及代谢功能研究领域开拓更多的前沿应用，包括癌症微转移探测、免疫治疗抗体显像、单细胞追踪、干细胞治疗成像、靶向放射诊疗等研究领域。
　　（一）癌症微转移成像：癌症患者一般都需要进行术后放化疗，降低癌症微转移灶引起的转移复发风险^[1-2]。传统PET由于系统灵敏度和图像信噪比的制约，在小于5mm的局部微转移灶的探测上，难以提供有指导性的影像证据。uEXPLORER可以在控制噪声的前提下，支持1mm左右的高清小像素重建，还原微小病灶代谢信息^[3]，可以清晰地观察到接近解剖层级的结构细节^[4]，在查找癌症微转移灶方面有巨大潜力。
　　（二）快速成像：uEXPLORER可以支持超短时间采集，在正常注药剂量下，全身扫描时间可以从传统的20min缩短至30s左右，患者可以在一个屏气周期内完成PET采集，得到无呼吸运动的PET数据，从数据源上消除患者呼吸运动影响，提高对肺部及其周围受呼吸运动影响部位的病症检出率和定位准确性^[5]。
　　（三）免疫治疗抗体显像：PET技术可应用于活体的单克隆抗体追踪以及定量检测 ^[6]。当前标记抗体的核素通常选用Zr-89（半衰期78.4小时）和I-124（半衰期100.2小时）等长半衰期核素。长半衰期意味着更长久的辐射伤害，而控制剂量水平又导致有效符合事件例数过少，该应用在传统PET中大大受限。uEXPLORER的高灵敏度可以有效解决该问题，较低的剂量即可得到临床可用的图像，为抗体类药物的药代动力学及毒理研究提供有力的研究平台。
　　四、结语
　　uEXPLORER的超长视野、高灵敏度和突破性的全身动态成像技术，将在癌症微转移准确探测、快速成像及免疫治疗抗体显像等领域开拓更多的分子及代谢功能应用与研究。

参考文献：
[1] Bourgier, C. et al. (2018) ‘[The major debate: Micrometastases and breast cancer - To be for nodal irradiation].’, Cancer radiotherapie : journal de la Societe francaise de radiotherapie oncologique. France, 22(6–7), pp. 478–480.
[2] Saha, S. et al. (2018) ‘Challenging the conventional treatment of colon cancer by sentinel lymph node mapping and its role of detecting micrometastases for adjuvant chemotherapy.’, Clinical & experimental metastasis. Netherlands, 35(5–6), pp. 463–469.
[3] Simon R. Cherry, Ramsey D. Badawi, Joel S. Karp, William W. Moses, Pat Price, Terry Jones 2017 Total-body imaging: Transforming the role of positron emission tomography SCIENCE TRANSLATIONAL MEDICINE 9 (381).
[4] Badawi, R. D. et al. (2019) ‘First Human Imaging Studies with the EXPLORER Total-Body PET Scanner.’, Journal of nuclear medicine : official publication, Society of Nuclear Medicine. Society of Nuclear Medicine, 60(3), pp. 299–303.
[5] 钱根年, 陈自谦, 赵春雷, et al. 影响PET/CT图像质量技术因素的探讨[J]. 中国医疗设备, 2011, 26(2):12-14.
[6] Mayer, A. T. and Gambhir, S. S. (2018) ‘The Immunoimaging Toolbox.’, Journal of nuclear medicine : official publication, Society of Nuclear Medicine. Society of Nuclear Medicine, 59(8), pp. 1174–1182.

审评一部 谷晓芳 供稿