正电子发射断层成像（PET）/磁共振（MR）成像原理外文翻译资料

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正电子发射断层成像（PET）/磁共振（MR）成像原理

Jonathan A. Disselhorst¹, Ilja Bezrukov^1,2, Armin Kolb¹, Christoph Parl¹, and Bernd J. Pichler¹

¹德国图宾根，埃伯哈德卡尔图宾根大学，临床前成像和放射性药物系，维尔纳西门子影像中心以及²德国图宾根，马普研究所智能系统

从理论的研究到越来越多地应用于诊所之中，PET/MR混合系统正在快速地发展着。本文概述了PET/MR混合系统的发展，总结了PRT/MR仪表化的最新发展水平，校正技术和数据分析。目前，在PET探测器的发展上，强磁场需要有重大的改变，而这一改变在PET成像上实现了，例如硅光电倍增管的出现。在一个超过十年的PET/MR活跃发展期，几种系统设计方案被提出了。在此期间，结合了PET和MR的系统的技术背景被阐明了，相关技术难点也一一讨论了。PET系统衰减校正的必然性需要基于磁共振资料的新方法来解决。因此，有了在这一领域的最新发展的概述。更进一步的，为PET系统开发的基于磁共振的运动校正技术被提出了。例如一个完整的PET/MR系统提供了一个具有高瞬时分辨率测量装置平台，而不需要加入另外的装置。PET/MR系统中的磁共振部分可提供有关疾病过程信息或者脑功能解剖图像。此背景下，在多分子成像这一新的领域数据分析方面，我们发现了新的机会。

关键词：正电子发射断层扫描;磁共振成像;多模式成像;仪器仪表

核医学杂志2014年; 55：2S-10S

DOI：10.2967/ jnumed.113.129098

利用核成像，生物代谢过程可以实现可视化并在分子水平上进行测定。在利益的不断推动下多通道分子/解剖成像范围不断增加，PET/MR混合系统应运而生。将这两种技术结合到一台机器上可以减少登记错误，并在同时进行扫描，可以减少成像时间。尽管现代PET扫描仪的分辨率是相当高的，大约4-5毫米，全宽在临床系统的视场（FOV）中心半最大值，附加解剖信息是有利的，尤其是当以高特异性示踪剂对于某些靶被使用。基于此，PET/CT的组合系统在十多年前被引入（1）。然而，MR可以提供经济信息与未经CT附加辐射剂量高得多的软组织对比度。磁共振的另一个主要优点是，它可以提供功能信息和经济数据。然而，PET的灵敏度比的MR高得多（10摩尔/升的PET对比;10摩尔/升的MR）；因此，PET仍然是分子成像的重要组成部分。然而，结合这两种方式获得的功能数据可以提供有关的补充信息，例如，DIS-易于操作和大脑中达到诊断功能以及帮助。MR可以提供以下类型的功能信息，其中包括：灌注，扩散，和光谱揭示代谢物。PET/MR的额外的优点是运动校正方面的潜力，以及基于解剖信息的重构（2,3）。

PET/MR的另一个优点是正电子范围在磁场的减少，这个优点是PET/MR组合系统初始发展的驱动力。正电子湮灭之前走的距离在垂直于磁场的方向减小，特别是在更高的场强下，从而导致面内改善分辨率正比于磁场强度（4）。

第一次MR与PET结合的尝试是利用不同的机器分开采集图像，随后进行图像融合（5）。这种工作方式非常适用于大脑，但是在有更多的运动器官的情况下较为繁琐。使用单一成像装置获得两种模式使图像配准更简单和使全身成像具有多个方式。早期的PET/MR设备的提出和设计（4,6）甚至早于PET/CT的引入（1）。通过精确地定位病变的解剖位置，混合型PET/CT极大地提高了PET的实用性，并已完全取代独立的PET装置。在此期间，PET/MR混合系统仍然活跃的研究的领域。

尽管对PET/MR组合系统的兴趣和研究持续了二十年以上，目前只有少数系统可以商购（见表1）。一些技术上的困难使得结合这两种模式具有挑战性。它要求对两种模式的精确设计，以实现类似于其独立成像的对应性能和规格。主要的挑战是，这两种模式彼此干涉，此外，组件和绝对的PET量化具有空间限制也是一大难点，这主要是因为正确的衰减地图是很难用磁共振获得。骨头，金属植入物，MR硬件和其他致密材料显著衰减辐射时，却很难在MR成像上看出，如果不是不可能的话。

大部分复杂化的PET/MR系统设计难点，至少部分得到了解决。在本文中，我们讨论了PET/MR组合系统的原理，各种可用的设计，近期以及目前最新的检测技术，以及关于PET/MR组合系统的几个具体软件实现方案。此外，简要讨论了这种最新的混合技术可预见的将来。

表一

文献中描述的PET/MR系统的缩写概述