申 強(qiáng) 李建紅 王榮福②*

PET-MRI新技術(shù)應(yīng)用進(jìn)展*

申 強(qiáng)①李建紅①王榮福①②*

多模態(tài)成像系統(tǒng)雖已應(yīng)用于臨床，但PET-MRI的出現(xiàn)是醫(yī)學(xué)影像學(xué)的革命性進(jìn)步，是繼PET-CT之后具有里程碑意義的影像設(shè)備。MRI不但解決了CT檢查中的部分局限性，還可提供豐富的形態(tài)學(xué)和功能信息，而PET在分子功能和代謝水平對(duì)人體生理及疾病狀態(tài)方面進(jìn)行研究的同時(shí)，還可在腫瘤、心血管疾病和神經(jīng)系統(tǒng)疾病的診斷、治療決策、療效評(píng)價(jià)及預(yù)后評(píng)估中起到重要的作用。

正電子發(fā)射體層成像；磁共振成像；腫瘤；心血管疾病；神經(jīng)系統(tǒng)疾病

申強(qiáng),男,(1988- ),碩士研究生，醫(yī)師。北京大學(xué)國(guó)際醫(yī)院核醫(yī)學(xué)科，從事放射治療與影像診斷工作。

專欄——核醫(yī)學(xué)技術(shù)臨床應(yīng)用及新進(jìn)展

編者按：核醫(yī)學(xué)是利用先進(jìn)的顯像設(shè)備和具有靶向結(jié)合功能的放射性藥物進(jìn)行臨床診斷、疾病治療以及生物醫(yī)學(xué)研究的一門學(xué)科，是核科學(xué)技術(shù)在醫(yī)學(xué)中應(yīng)用的重要新興領(lǐng)域。核醫(yī)學(xué)顯像是以核素示蹤技術(shù)為基礎(chǔ)，以放射性濃度為重建變量，以組織吸收功能的差異作為診斷依據(jù)。將放射性藥物引入機(jī)體后，探測(cè)并記錄引入體內(nèi)靶組織或器官的放射性示蹤劑發(fā)射的γ射線或γ光子，以時(shí)間-放射性活度曲線或影像的方式顯示出來(lái)，不僅可以顯示臟器或病變的位置、形態(tài)及大小等解剖學(xué)結(jié)構(gòu)，更重要的是可以同時(shí)提供有關(guān)臟器和病變的血流、功能、代謝和受體密度的信息，甚至是分子水平的化學(xué)信息，因此有助于疾病的早期診斷。隨著近年來(lái)新型分子影像設(shè)備的引進(jìn)、國(guó)產(chǎn)化和具有高度特異性分子探針的研發(fā)和轉(zhuǎn)化應(yīng)用，核醫(yī)學(xué)技術(shù)在臨床應(yīng)用中倍受關(guān)注和重視。

欄目主編：王榮福

王榮福，醫(yī)學(xué)和藥學(xué)博士，二級(jí)教授、主任醫(yī)師、博士生導(dǎo)師。全國(guó)“核技術(shù)及應(yīng)用”重點(diǎn)學(xué)科學(xué)術(shù)帶頭人，現(xiàn)任北京大學(xué)醫(yī)學(xué)部核醫(yī)學(xué)系主任、北京大學(xué)第一醫(yī)院和北京大學(xué)國(guó)際醫(yī)院核醫(yī)學(xué)科主任。中國(guó)醫(yī)學(xué)裝備協(xié)會(huì)理事、核醫(yī)學(xué)裝備與技術(shù)專業(yè)委員會(huì)副主任委員，全國(guó)高建委名醫(yī)名院發(fā)展促進(jìn)專業(yè)委員會(huì)核醫(yī)學(xué)專業(yè)主委，中國(guó)核學(xué)會(huì)核醫(yī)學(xué)分會(huì)副主任委員，中國(guó)抗癌協(xié)會(huì)腫瘤影像專業(yè)委員會(huì)副主任委員。美國(guó)《J Mol Biol Techniques》雜志主編，標(biāo)記免疫與臨床雜志副主編；《中國(guó)醫(yī)學(xué)裝備》等國(guó)內(nèi)外多種學(xué)術(shù)期刊編委和審稿專家。承擔(dān)多項(xiàng)國(guó)家和部委級(jí)課題，主編教材15部和專著3部，發(fā)表400多篇論文，獲3項(xiàng)中國(guó)發(fā)明專利和4項(xiàng)部委級(jí)成果獎(jiǎng)。主要從事分子與臨床核醫(yī)學(xué)，腫瘤靶向核素診治以及甲狀腺疾病核素診治，放射免疫顯像與治療，受體、反義與基因及腫瘤新生血管顯像、放射性藥物研發(fā)及SPECT、SPECT-CT、PET-CT和PET-MR技術(shù)與臨床應(yīng)用研究等。

正電子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層顯像技術(shù)(positron emission computed tomography，PET)能夠通過(guò)可視化特殊顯影劑在細(xì)胞組織內(nèi)濃集程度來(lái)反映體內(nèi)細(xì)胞的代謝水平[1]。PET的出現(xiàn)使核醫(yī)學(xué)顯像診斷真正地步入了分子水平的新時(shí)代，尤其是在腫瘤的診斷、分期及療效判斷方面，PET發(fā)揮了重要作用，大量的臨床應(yīng)用及研究充分證實(shí)了PET的診斷價(jià)值；但因PET本身物理性能的限制，難以清楚顯示體內(nèi)組織器官的精細(xì)解剖結(jié)構(gòu)，其在定位診斷有一定局限性。而PET-CT通過(guò)將PET與CT融合在同一圖像上，解決了PET單獨(dú)使用時(shí)解剖結(jié)構(gòu)顯示不清楚的難題[2]。目前，PET-CT的臨床使用價(jià)值在多種腫瘤的診斷與化療效果評(píng)估中已經(jīng)得到廣泛認(rèn)可，尤其在腫瘤復(fù)發(fā)與遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移的患者中優(yōu)先推薦進(jìn)行PET-CT檢查以評(píng)估腫瘤的進(jìn)展情況[3-4]。然而，與MRI相比CT無(wú)法清楚地顯示軟組織病變情況，仍有大量軟組織腫瘤患者在PET-CT檢查之后需要進(jìn)行MRI檢查。此外，PETCT中CT部分使患者接觸大量放射線的問(wèn)題引起患者與醫(yī)生的顧慮。因此，近年來(lái)PET-MRI開始投入臨床。PET-MRI解決的主要臨床問(wèn)題是MRI檢查是無(wú)輻射的，同時(shí)對(duì)軟組織具有高分辨率，極大提高了分子影像圖像的質(zhì)量，以及與組織分子結(jié)構(gòu)、分子代謝和功能代謝相關(guān)的精細(xì)圖像，為臨床診斷提供了更加可靠和客觀的信息。

1 PET-MRI技術(shù)發(fā)展歷程

PET-MRI是在PET及PET與CT融合一體化的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的新技術(shù)[5]。PET與MRI兩種技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)同步數(shù)據(jù)采集并圖像融合，則可獲得人體結(jié)構(gòu)、功能和代謝等全方位的信息，并減少輻射危害，這將對(duì)于精準(zhǔn)醫(yī)療的個(gè)性化診治具有重要臨床價(jià)值。但PET與MRI融合存在許多技術(shù)上的重大難題，其中包括：①如何避免磁共振高磁場(chǎng)與PET的相互影響；②如何改進(jìn)磁共振掃描線圈，以實(shí)現(xiàn)一次掃描全身成像；③如何擴(kuò)展磁共振的孔徑及相關(guān)材料的研發(fā)。隨著PET與MRI融合技術(shù)的不斷發(fā)展，其關(guān)鍵技術(shù)難題不斷突破，采用雪崩光電二極管(avalanche photodiode，APD)取代PET傳統(tǒng)的光電倍增管(photo multiplier tube，PMT)，這種新型光子探測(cè)器既能在強(qiáng)磁場(chǎng)中正常工作，又不會(huì)影響磁共振影像，還能承受射頻場(chǎng)的影響[6]。

近年來(lái)，開發(fā)采用了硅光電倍增管(Silicon photo multiplier，SiPM)，由稱為微元的G-APD陣列組成，單個(gè)微元的增益與PMT相當(dāng)[7-8]。通常一個(gè)SiPM內(nèi)部包含數(shù)千至上萬(wàn)個(gè)微元，整個(gè)陣列共陰極，總輸出信號(hào)相當(dāng)于并行同時(shí)輸出所有微元信號(hào)，SiPM的優(yōu)點(diǎn)為探測(cè)效率高、工作電壓低、體積小以及對(duì)磁場(chǎng)不敏感等，基于SiPM的PET探測(cè)器在時(shí)間和空間分辨率上均有顯著提高，從而實(shí)現(xiàn)了飛行時(shí)間(time of flight，TOF)技術(shù)，對(duì)提高圖像分辨率和診斷準(zhǔn)確率具有重要意義。磁共振掃描線圈也取得歷史性突破，從最初的正交線圈到表面線圈，再到相控陣表面線圈，進(jìn)而發(fā)展到一體化相控陣表面線圈，實(shí)現(xiàn)了從頭頂?shù)侥_趾的全身MR掃描，數(shù)據(jù)一次采集完成并能獲得高分辨率的圖像，這為PET與MRI的融合奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

對(duì)于CT而言，MRI的一大優(yōu)勢(shì)就是無(wú)電離輻射傷害。PET與MRI融合一體化的PET-MRI產(chǎn)生的輻射主要來(lái)自PET，如正電子核素標(biāo)記的藥物18F-FDG等，由于融合需要對(duì)PET材料及技術(shù)的革新，目前PET-MRI的PET靈敏度較以前更高，獲得同等質(zhì)量的PET圖像其所需要的藥物劑量極大降低。有學(xué)者基于美國(guó)國(guó)家電氣制造商協(xié)會(huì)(National Electrical Manufacturers Association，NEMA)圖像標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，相比PET-CT(常規(guī)每床位2 min)PET-MRI只需要一半的藥量(每床位4 min)即可獲得同等的圖像質(zhì)量。此外，PET-MRI一個(gè)重要特點(diǎn)是當(dāng)MRI和PET同時(shí)掃描時(shí)，由于磁共振是多序列多參數(shù)成像，掃描時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，PET掃描結(jié)束時(shí)MRI仍在繼續(xù)成像，這時(shí)PET可以相對(duì)延長(zhǎng)掃描時(shí)間來(lái)進(jìn)一步提高信噪比，從而降低PET前期藥物注射劑量。目前，相比PET-CT，帶TOF的PET-MRI降低了56﹪的注射劑量，而藥物劑量的減少使輻射劑量大幅度降低[9-10]。輻射劑量很低是PET-MRI的突出優(yōu)勢(shì)。

2 PET-MRI成像技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

早期MRI為局部顯像，耗時(shí)較多，近期采用平行采集技術(shù)和全身顯像，快速和超快速M(fèi)RI，縮短采集時(shí)間，分辨率明顯提高；采用全身成像矩陣(total imaging matrix，TIM)技術(shù)：76個(gè)線圈和36個(gè)通道，采集速度和圖像質(zhì)量明顯增加。3.0T的磁體有全身通用機(jī)及頭部專用機(jī)，全身通用機(jī)的磁體一般較長(zhǎng)(如Siemens為2.0 m)，Philips開發(fā)了1.57 m的短磁體型，重量?jī)H為5500 kg。Siemens的頭部專用機(jī)磁體長(zhǎng)度為1.5 m。降噪問(wèn)題已是磁體設(shè)計(jì)中普遍關(guān)注的問(wèn)題，通過(guò)在磁體內(nèi)置真空層、減少渦電流及應(yīng)用緩沖材料，大多數(shù)設(shè)備的噪聲水平可降至以往的40﹪左右。

2.1 TOF技術(shù)

PET技術(shù)也有了較快的發(fā)展，如最近進(jìn)入臨床應(yīng)用的HD·PET將信噪比提高了2倍，擁有全視野(field of view，F(xiàn)OV)統(tǒng)一的2 mm空間分辯率。TOF技術(shù)的出現(xiàn)，使得一體化PET-MRI真正的應(yīng)用于臨床和科研，TOF源于某個(gè)正電子的兩個(gè)光子到達(dá)晶體的時(shí)間差可被測(cè)量，理論上可由此精確計(jì)算出正電子的位置。然而，現(xiàn)實(shí)中測(cè)量到的光子TOF有一定誤差，該誤差為系統(tǒng)時(shí)間分辨率。系統(tǒng)時(shí)間分辨率與光速的乘積即是系統(tǒng)確定湮沒(méi)輻射位置的定位精度，目前TOF技術(shù)雖未知正電子的確切位置，但能夠肯定其分布在定位精度對(duì)應(yīng)的圓形區(qū)域，確定正電子位置重建過(guò)程中參與的體素?cái)?shù)量的多少；正電子位于定位精度內(nèi)各個(gè)體素的概率符合正態(tài)分布，因此圖像信息計(jì)算更加精確。

TOF技術(shù)的優(yōu)勢(shì)為：①利用光子的飛行時(shí)間信息將正電子的位置限定在小范圍內(nèi)，減少了重建該事件涉及到的體素?cái)?shù)量，使局部信息濃度升高；②對(duì)重建范圍內(nèi)各體素的信息量有正確的預(yù)判使信息分布更合理。

TOF技術(shù)在一體化同步掃描PET-MRI設(shè)備中發(fā)揮著極其重要的作用。具有TOF技術(shù)的一體化PETMRI的TOF的作用表現(xiàn)在：①減少PET掃描時(shí)間，從而提高PET-MRI整體掃描速度。在PET-CT設(shè)備中，是PET掃描速度落后于CT掃描速度；而在PET-MRI設(shè)備中，即使MRI只進(jìn)行單一序列掃描，其掃描速度也遠(yuǎn)比PET掃描速度慢。無(wú)TOF技術(shù)的PET-MRI全身掃描大約需要40～60 min，而具有TOF技術(shù)的TOF-PET-MRI可以將全身掃描時(shí)間縮短到15 min左右。

2.2 PET-MR的融合

現(xiàn)階段，西門子、飛利浦和GE公司均推出了相關(guān)的PET-MRI產(chǎn)品，并且已經(jīng)推廣到臨床應(yīng)用[11]。目前一體化PET-MR的融合主要有PET與MRI掃描儀串聯(lián)3類。

(1)PET與MRI掃描儀串聯(lián)。將兩套獨(dú)立的系統(tǒng)串聯(lián)起來(lái)，共用一張掃描床，即異機(jī)采集圖像，只需對(duì)現(xiàn)有的兩套系統(tǒng)做很小的修改，然后通過(guò)軟件融合，這種設(shè)計(jì)與PET-CT較相似。同時(shí)兩套獨(dú)立系統(tǒng)也可單獨(dú)使用。

(2)插入式掃描。將可移動(dòng)的PET斷層掃描插入MRI孔徑內(nèi)，主要技術(shù)難題是在磁場(chǎng)中引進(jìn)電路。其優(yōu)點(diǎn)是使得PET與MRI的FOV一致，能同時(shí)采集PET與MRI數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)PET與MRI的完美融合，縮短影像數(shù)據(jù)總采集時(shí)間。缺點(diǎn)是將PET插入MRI孔徑后會(huì)減小掃描孔徑的大小，因而限制其應(yīng)用。

(3)完全集成式掃描。將PET探測(cè)器環(huán)完全整合到MRI掃描架上，能夠?qū)θ碛跋襁M(jìn)行數(shù)據(jù)采集，該方式的PET-MRI在技術(shù)上難度最大，且費(fèi)用較高，并對(duì)操作人員的技術(shù)要求更高，因此該技術(shù)到目前為止尚未完全實(shí)現(xiàn)。

3 PET-MRI成像技術(shù)應(yīng)用

PET-MRI多模態(tài)成像技術(shù)將MRI的軟組織對(duì)比度、功能序列與PET的分子信息相結(jié)合可同步采集，并從功能、分子水平及形態(tài)等多方面提供腫瘤的生物學(xué)及微環(huán)境信息[12]。18F-FDG PET直接反應(yīng)腫瘤細(xì)胞的葡萄糖代謝活性，可提供多個(gè)反應(yīng)細(xì)胞活性的定量指標(biāo)，如標(biāo)準(zhǔn)化攝取值(standardized uptake value，SUV)、病灶總糖酵解(total lesion glygolysis，TLG)值和紋理特征；MR功能成像序列，如彌散加權(quán)成像(diffusion weighted imaging，DWI)、動(dòng)態(tài)對(duì)比增強(qiáng)磁共振成像(dynamic contrast enhanced-magnetic resonance imaging，DCE-MRI)以及血氧水平依賴功能磁共振成像(blood oxygenati on level dependentfunctional magnetic resonance imaging，BOLD-fMRI)等均可用于腫瘤治療療效的預(yù)測(cè)。

3.1 MRI

3.1.1 DWI

DWI是觀察活體水分子微觀運(yùn)動(dòng)的成像方法，利用MRI對(duì)運(yùn)動(dòng)檢測(cè)敏感的基本特性從分子水平反映人體各組織水分子的擴(kuò)散功能變化，從而反映組織變化特征[13]。DWI圖像的對(duì)比主要取決于組織間的表觀彌散系數(shù)(apparent diffusion coefficient，ADC)值，ADC值可反映瘤體內(nèi)細(xì)胞密度、細(xì)胞膜完整性及腫瘤對(duì)于新輔助治療的敏感性等[14]。

3.1.2 DCE-MRI

DCE-MRI是一種MRI功能成像技術(shù)，通過(guò)組織時(shí)間-信號(hào)強(qiáng)度曲線及數(shù)學(xué)模型進(jìn)行半定量及定量計(jì)算，反映血流灌注特征，并間接反映組織缺血、乏氧情況，在評(píng)價(jià)腫瘤微血管的結(jié)構(gòu)和功能中發(fā)揮著重要作用[15]。

3.1.3 BOLD-fMRI

BOLD-fMRI基于血紅蛋白氧飽和水平進(jìn)行成像，其通過(guò)計(jì)算血液中氧合血紅蛋白(HbO2)和去氧血紅蛋白(dHb)的比例以判斷組織的氧分壓情況。BOLD-fMRI通常采用表觀橫向弛豫率(R2*)值作為量化指標(biāo)。高R2*值代表dHb含量增加，即組織氧含量較低，而低R2*值則代表組織氧含量較高。目前，BOLD-fMRI在預(yù)測(cè)腫瘤的放化療療效中的應(yīng)用較少，但Hallac等[16]研究表明，由于治療后腫瘤組織減少，相應(yīng)區(qū)域氧分壓降低，使R2*值相應(yīng)升高。因此，治療后R2*值的變化情況將可能用于預(yù)測(cè)治療效果。

3.218F-FDG PET

3.2.1 SUV與TLG

SUV是PET顯像中常用的半定量分析參數(shù)，SUV值可以比較顯像劑在腫瘤組織與正常組織中的攝取情況[17]。由于腫瘤組織內(nèi)代謝異?；钴S，其SUV值明顯增高，而治療后由于腫瘤組織減少，顯像劑攝取相應(yīng)減少，使SUV值下降。將一定比值的SUVmax值(通常為40﹪～50﹪)作為閾值來(lái)劃定腫瘤分割邊界，以此估算腫瘤代謝體積(metabolic tumor volumes，MTV)。感興趣區(qū)域(region of interest，ROI)內(nèi)平均SUV與MTV的乘積即為TLG值，反映整個(gè)腫瘤組織內(nèi)葡萄糖的代謝情況，根據(jù)治療后TLG值的變化可以推斷腫瘤的退化程度[18]。

3.2.2 紋理特征

紋理是指圖像灰度的分布情況，而紋理特征是對(duì)圖像中紋理內(nèi)部灰度級(jí)變化的特征進(jìn)行量化得出的數(shù)值。近年來(lái)，紋理特征分析作為一種新的影像生物標(biāo)志物被應(yīng)用到腫瘤學(xué)成像領(lǐng)域，成為一種評(píng)估腫瘤內(nèi)部異質(zhì)性的非侵襲性方法。異質(zhì)性高的腫瘤預(yù)后差，提示異質(zhì)性可用于反映腫瘤本身的侵襲性或?qū)χ委煹牡挚剐訹19]。

3.3 PET-MRI的臨床應(yīng)用

MRI和PET相結(jié)合的成像模式已經(jīng)得到廣泛的認(rèn)同，兩者互相補(bǔ)充，所獲得圖像兼有MRI高空間分辨率，高對(duì)比度的優(yōu)勢(shì)，又有PET成像高靈敏性，分子水平成像的特點(diǎn)[20-22]。PET-MRI的出現(xiàn)指導(dǎo)著科研、臨床及轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域往更高、更遠(yuǎn)的方向發(fā)展。目前，PET-MRI仍處于臨床應(yīng)用探索階段，主要應(yīng)用于腫瘤、神經(jīng)精神疾病及心血管疾病等領(lǐng)域[23]。

3.3.1 PET-MR在腫瘤治療中的應(yīng)用

對(duì)于腫瘤的診斷評(píng)估而言，PET-MRI可能是最適合、最準(zhǔn)確的成像方式。PET-MRI在腫瘤的鑒別診斷、分期、療效評(píng)估和復(fù)發(fā)檢測(cè)方面準(zhǔn)確性極大提高，同時(shí)由于融合圖像能夠確定病灶的精確位置及與周圍組織的解剖關(guān)系，在確定腫瘤放射治療生物靶區(qū)和制定外科手術(shù)切除范圍等方面有著明顯的優(yōu)勢(shì)。在PET-MRI中，MRI除了解剖型MRI掃描、功能序列外，還結(jié)合有彌散張量成像(diffusion tensor imaging，DTI)、動(dòng)脈自旋標(biāo)記(arterial spin labeling，ASL)及質(zhì)子光譜等功能，對(duì)疾病診斷的準(zhǔn)確率明顯提高。Buchbender等[24]比較了PET-MRI和PET-CT在腦、頭頸部、胸腹及骨盆腫瘤TNM分期的準(zhǔn)確性，發(fā)現(xiàn)PET-MRI在這些腫瘤實(shí)體(比如頭頸部鱗癌)T分期中有較高的準(zhǔn)確性，但在N分期中MRI全身分期方法檢測(cè)的準(zhǔn)確性與PET-CT無(wú)明顯差異，PET-MRI本身并未展現(xiàn)其優(yōu)勢(shì)，而腦腫瘤、肝腫瘤的M分期準(zhǔn)確率仍然是受益于MRI居高的軟組織對(duì)比度。Buchbender等[25]采用同樣的方法對(duì)原位骨腫瘤、軟組織瘤及黑色素瘤進(jìn)行TNM分期，對(duì)比發(fā)現(xiàn)PETMRI有望在原位骨腫瘤和軟組織瘤的T分期中發(fā)揮優(yōu)勢(shì)，而這兩種多模式成像對(duì)腫瘤的N分期無(wú)明顯差異，對(duì)M分期的確定與腫瘤轉(zhuǎn)移部位相關(guān)。

3.3.2 PET-MR在神經(jīng)系統(tǒng)疾病中的應(yīng)用

MRI在神經(jīng)系統(tǒng)應(yīng)用最早，且最成熟。近年來(lái)，已有關(guān)于腦專用型PET-MRI在腦顯像中的潛在臨床應(yīng)用價(jià)值的初步報(bào)道，而隨著全身型PETMRI的出現(xiàn)，其在神經(jīng)系統(tǒng)中的應(yīng)用受到越來(lái)越多的關(guān)注[26-27]。對(duì)急性缺血性中風(fēng)后小腦皮質(zhì)失聯(lián)絡(luò)(cortico cerebellar diaschisis，CCD)的患者行PET-MRI顯像，可檢測(cè)出多種神經(jīng)聯(lián)絡(luò)故障，比如纖維變性、代謝障礙等，還可以幫助確定中風(fēng)后可修復(fù)的腦組織范圍。此外，由于PET可對(duì)老年癡呆癥的病理生理進(jìn)行評(píng)估，而MRI彌散張量成像、功能磁共振成像和默認(rèn)模式網(wǎng)絡(luò)可獲取腦結(jié)構(gòu)的獨(dú)特信息，因此一體化的PET-MRI能夠破譯神經(jīng)退行性疾病中各種癡呆類型的一系列病理生理變化[28]。

3.3.3 PET-MR在心血管系統(tǒng)疾病中的應(yīng)用

隨著PET顯像技術(shù)在臨床上的應(yīng)用和發(fā)展，其在阻塞性冠狀動(dòng)脈疾病(coronary artery disease，CAD)診斷中的靈敏度和特異性達(dá)90﹪以上[29-30]。MRI在阻塞性CAD的診斷方面同樣具有優(yōu)勢(shì)，MRI可在造影劑二乙基三胺五乙酸(diethylene triamine pentaacetic acid，DTPA)快速注入冠狀動(dòng)脈后對(duì)其狹窄程度進(jìn)行顯像，其靈敏度和特異度分別為91﹪和81﹪[31-32]。結(jié)合PET和MRI的顯像優(yōu)勢(shì)，利用一體化的PET-MRI掃描，將MRI獲得的MR血管造影等形態(tài)信息，連同PET成像獲得的功能信息(灌注)，進(jìn)行數(shù)據(jù)重建、整合，可幫助區(qū)分心外膜狹窄和微血管功能障礙或區(qū)分存活心肌間的瘢痕形成和功能失調(diào)[33]。

3.3.4 PET-MRI在其他疾病中的應(yīng)用

PET-MRI對(duì)其他疾病的診治與預(yù)后也有潛在的應(yīng)用價(jià)值。MRI采集骨圖像無(wú)骨偽影干擾，常被用于關(guān)節(jié)、韌帶、肌腱、軟骨結(jié)構(gòu)和骨髓的評(píng)估。此外，PET-MRI在克羅恩病、潰瘍性結(jié)腸炎、干燥綜合征、血管炎、系統(tǒng)性紅斑狼瘡和代謝綜合征等的診斷中也有著不可忽視的作用[28]。同時(shí)，PET-MRI低輻射的安全性，有利于兒科疾病的診斷和隨訪檢查。

4 展望

將各種醫(yī)學(xué)成像模式相結(jié)合已經(jīng)成為一種趨勢(shì)，能夠更好地診斷疾病的發(fā)生，進(jìn)而針對(duì)病癥進(jìn)行治療和療效監(jiān)控[34-36]。PET-MRI改變了傳統(tǒng)成像模式，可定點(diǎn)同時(shí)評(píng)估腫瘤形態(tài)、分子代謝及功能信息，如擴(kuò)散和灌注、葡萄糖和氨基酸吸收程度及細(xì)胞增殖的速度以及定量定性病灶成分[37]；其對(duì)于不同類型腫瘤的診斷，評(píng)估腫瘤生物學(xué)行為包括分期、分級(jí)、浸潤(rùn)深度及遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移，評(píng)價(jià)治療療效及預(yù)后方面具有較高的準(zhǔn)確率、靈敏度及特異度。除了解剖-功能成像，還可進(jìn)行PET-MRI聯(lián)合功能成像，為腦部及全身的多模態(tài)研究帶來(lái)新的先進(jìn)手段。PET-MRI不僅可用于科學(xué)研究，對(duì)臨床多種疾病，如神經(jīng)系統(tǒng)疾病、腫瘤及心血管疾病等的診斷和治療計(jì)劃的制定將起到革命性的推動(dòng)作用。將PET與MRI影像進(jìn)行配準(zhǔn)，各自的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，PET-MRI的分子顯像研究最具有活力[38]。

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The application progress of PET-MRI new technique/

SHEN Qiang, LI Jian-hong, WANG Rong-fu//
China Medical Equipment,2017,14(4):7-12.

Even though multimodal imaging system has already been applied in clinic, the PET-MRI still is a revolutionary progress of medical imaging, and it is a landmark after PETCT imaging equipment. MRI not only can solve the limitations of CT, but also can provide abundant morphology and function information; at the same time, PET also play important role in the diagnosis of tumor, nervous system diseases and cardiovascular disease; and in the treatment decision, treatment effect evaluation and prognosis evaluation when it is applied in research of physiological and disease state at the levels of molecular activity and metabolism of human body. With the rapid development of science and technology, this article has summarized the imaging technology and clinical application of PET-MRI in recent years.

Positron emission computed tomography; MRI; Tumor; Cardiovascular disease; Nervous system disorder

10.3969/J.ISSN.1672-8270.2017.04.001

1672-8270(2017)04-0007-06

R812

A

2016-12-23

國(guó)家重大科學(xué)儀器設(shè)備開發(fā)專項(xiàng)(2011YQ03011409)“基于多模態(tài)分子影像技術(shù)的新型腫瘤新生血管靶向顯像劑及治療藥物研究”；國(guó)家“十二五”支撐項(xiàng)目(2014BAA03B03)“99Tcm-RRL新型靶向腫瘤新生血管放射性藥物的實(shí)驗(yàn)研究”

①北京大學(xué)國(guó)際醫(yī)院核醫(yī)學(xué)科 北京 102206

②北京大學(xué)第一醫(yī)院核醫(yī)學(xué)科 北京 100034

*通訊作者：rongfu_wang@163.com

[First-author’s address] Department of Nuclear Medicine, Peking University International Hospital, Beijing 102206, China.