Filling the blank — PET/CT的历史
2020-12-24 来源:西门子
Filling the blank — PET/CT的历史
原创Z MI V CLUB
本期为大家带来,由PET/CT的发明者之一:David Townsend教授,讲解研发世界第一台PET/CT时,那些不为人知的故事(文末附完整视频)。
在设计之初,David Townsend教授和他的团队对PET/CT进行了深度的灵 魂 拷 问:
§ 哪些是PET/CT必备的功能?
§ PET/CT定量的“长期”愿景是什么?
§ 最初的PET/CT设计方向有哪些?
灵魂拷问1:哪些是PET/CT必备的功能?
1995~1998年,Townsend教授和他的团队在Pittsburgh建造了第一台PET/CT原型机。他们认为,PET/CT必须要:
1. 能在同一个系统中将解剖图像和功能图像进行配准融合,
2. 可以用CT图像对PET进行衰减校正。
尽管团队的目标非常明确,但遇到的困难是一个接一个:
一、CT和PET的配准偏移:
检查床随着床体的移动,在床板向前延伸的过程中,床板会因重力作用向下略微弯曲,导致CT和PET的配准发生误差。为此,西门子研发了现在大家熟悉的沿轨道移动的检查床。
二、呼吸运动的影响:
呼吸运动在肺底和肝顶部会形成运动伪影,伪影会影响医生的视觉评估,同时也影响CT对PET图像的衰减校正。
三、CT和PET视野(FOV)不匹配:
CT通常是50cm视野,而PET视野可能是60、65甚至70 cm,这导致了二者视野不匹配。通过算法将CT视野进行拓展,实现在PET视野范围内进行全面的衰减校正。
四、CT硬化线(beam hardening)和造影剂问题:两者都会影响衰减校正。
五、PET/CT影像专用浏览器:要同时观察PET和CT影像,必须开发一个能显示融合影像的专用浏览器。
灵魂拷问2:PET/CT设计之初,对定量功能的“长期”愿(yan)景(jiu)有哪些?
从1995年开始,Townsend教授及其团队对PET/CT定量的精准性及临床应用做了一系列研究:
包括各种校正算法(衰减校正、散射校正、不同造影剂下的校正算法等)、重建算法、用PET/CT指导癌症治疗等等。
其中,Townsend教授特别提到了PET/CT的连续进床技术(continuous bed motion, CBM)。教授指出,既往由于床的运动精度不足,无法实现连续进床扫描。但他们在2004年的研究中就发现,连续进床的扫描方式可以提高PET/CT图像定量的准确性。
灵魂拷问3:PET/CT最初的设计方向?
以上这些早期的研究成果直到今天对于PET/CT系统都是非常重要的。Townsend教授团队利用这些研究结果对原型机进行改进,并且对三百名不同类型的癌症患者进行了PET/CT扫描。
结果证实:全新的PET/CT融合影像系统既能满足病灶的精准定位,同时也能识别正常的生理性摄取。在这份最初的观察研究中,约有20~30%的患者因为PET/CT检查,改变了原来的诊断或治疗方案。
2001年,西门子在原型机的基础上,发布了世界上第一台商业化的PET/CT系统:Biograph Classic,并于当年在Tennessee大学正式安装使用。
PET/CT在临床中的应用就此拉开了序幕......
PET/CT定量的发展方向
在之后的演讲中,Townsend教授提出了他个人认为在PET/CT定量方面至关重要的问题:
o监测注射质量:
注射放射性药物时,一旦发生渗漏,将产生完全不同的SUV值和时间活度曲线。
o低剂量PET成像:
以极低的剂量进行PET/CT成像时,如何确保定量的准确性。包括低剂量PET、低剂量CT及相应的校正技术。
o多参数PET成像:
多参数成像技术将超越SUV,从图像中提取更多的定量信息。
演讲的最后,Townsend教授再次郑重感谢他的团队——那些和他一起创造历史的人们。
除了以上正经内容之外,Townsend教授还在演讲中:
- 与Richard Wahl教授“互怼”
- 感谢Ritual教授帮他拍照片
- 纠正了Matt对于1999年美国时代杂志封面的错误描述
- 对Johnathan荣登Times的“嫉妒”
以及,
- 抱怨永远难用的幻灯笔......
于是,这样一位幽默又傲娇的教授引起了本编的好奇...
简单一搜:
David Townsend教授简介
粒子物理学博士,核物理学家,PET/CT发明者之一。
Townsend教授在上世纪80年代初就开始从事PET系统的研发工作,设计和制造了第一台基于BGO晶体探测器的PET系统。1995年,Townsend教授提出并主持了第一台融合影像PET/CT系统的设计、研究和制造项目。这台PET/CT系统被《时代》杂志评为2000年度最伟大的医学发明,完美结合CT和PET技术的各自优势,彻底改变了医学影像诊断学,使癌症的早期诊断成为可能,更好的实现治疗疗效监测和评价。为了表彰他在PET/CT方面的工作,Townsend教授获得了2004年分子影像学学会颁发的杰出临床科学家奖;他与Ronald Nutt教授(PET/CT共同发明者)分享了2010年IEEE医疗技术创新奖。目前Townsend教授被新加坡国立大学任命为新加坡A STAR-NUS临床成像研究中心主任。
然后,又稍微复杂的一搜:
Emm…膝盖是什么?