成像技术融合

　　一种新型医学成像系统目前正在在慕尼黑接受临床测试。该系统名为Biograph mMR，是世界上第一个将磁共振成像和正电子发射断层扫描结合在一台扫描仪上的系统。因它的出现，医学领域有史以来首次实现在同一图像中同时显示人体器官的位置、功能和代谢。

　　慕尼黑的Klinikum rechts der Isar大学医院在促进科学进步方面享有国际声誉。2008年，该医院成功移植两只完整的手臂，在全世界引起了轰动。2010年11月，西门子医疗在该院的核医学部安装了世界上第一套完全集成式全身MRPET系统，该医院因此再次成为公众瞩目的焦点。自此该系统开始接受临床测试。

　　Biograph mMR（“m”代表分子级别）是一个3特斯拉的混合系统，其特殊功能在于它将两种重要的成像技术结合至一个系统中：正电子发射断层扫描（PET）和磁共振成像（MRI）。

　　这两种技术的运行方法存在显著的差异，但它们可提供互补的疾病信息。MR系统可以生成分辨率达到毫米级的人体解剖图像，而PET扫描仪对于研究细胞的新陈代谢非常有用。

　　“Biograph mMR使我们能够同时利用MR和PET获得全身图像并将之重叠，”Klinikum rechts der Isar核医学部主任Markus Schwaiger教授说。他对于临床试验寄予了厚望：“我们集中于肿瘤学领域的应用——也就是癌症患者。我们感兴趣的是，相比于目前的检查方法，该系统可提供的额外价值。我们希望这帮助我们进行更好、更精确的诊断。”

　　Schwaiger的期望应该是合理的，因为使用Biograph mMR进行检查的医生不仅可以看到肿瘤是否变小，还可以看到其能源消耗及新陈代谢是否因此放慢。他们可以从这些信息推断出肿瘤是否对药物作出了反应，以及治疗（如化疗）是否应该继续。

　　Biograph mMR还可以支持神经退行性疾病的诊断。它的实现可通过确定大脑中显示代谢活动减少的某些区域——这是痴呆症和其他一些疾病的标志。西门子医疗业务领域首席执行官Hermann Requardt教授预计，将PET和MR结合在一个系统中，将带来诸多好处。他说：“只有当我们能够尽可能早且尽可能准确地确定疾病、开展适当的治疗并注重成本控制，才能够克服我们的医疗系统面临的挑战。毕竟，最昂贵的代价莫过于不起作用的疗法或者因误诊而进行的治疗。”

　　“临床测试将帮助我们对疾病进展进行监测。我们将利用生成的信息为每位患者制定专门的治疗计划。此外，我们预计合并后的新技术将帮助我们更精确地查明肿瘤和执行活检，同时大幅度改善患者的舒适度，”Schwaiger如此解释。此外，新仪器还能够促进新生物标记的开发，并提供有助于开发癌症、心脏病、神经系统疾病的新疗法的见解。由于MR扫描使用磁场而无需电离辐射，这项技术尤其适合儿童检查和后续检查。

　　除空间和时间精度外，Biograph mMR还具备一个独特的优势：能够在大约30分钟内同时生成MR和PET全身图像。以前的做法需要进行两次单独检查，然后将这两种图像合并。这个过程非常耗时且精度不高，因为患者及其器官在两次检查之间会有轻微的移动。因此Biograph mMR的同时成像功能，可以实现更精确的诊断，并且可以改善患者舒适度，因为患者只需进行一次检查。

　　优势互补。MR和PET如何结合在一个系统中？西门子医疗磁共振业务部负责人Walter Märzendorfer说：“一方面，两种大型仪器的结合涉及各种技术问题。但首先我们必须克服技术障碍。”为此，位于伊利诺伊州霍夫曼伊斯塔特的西门子分子成像（MI）业务部，和位于德国埃尔兰根的Märzendorfer的业务部，汇集了各自的技术专长并形成了一个全球性的开发伙伴网络，该网络包括来自蒂宾根大学医院、德国尤里希研究中心、波士顿Athinoula A. Martinos中心和佐治亚州亚特兰大埃默里大学的研究人员。“这是团队精神的典范，”Märzendorfer表示。

　　开发商追求的一条重要途径是对现有的PET探测器进行关键变革。PET扫描在患者体内生成伽玛量子。这些量子导致位于探测器前部的闪烁晶体排放光子。过去使用光电倍增管（长度为几厘米的电子管）对这些光子进行电子放大然后对其进行测量。但MR系统的强磁场会使光电倍增管产生的电子流转向，从而无法测量任何明确的信号。在这两种技术的结合中，这构成了一个看似无法逾越的障碍。

　　那么该解决方案如何克服这一难题？“Biograph mMR使用雪崩光电二极管（APD）取代光电倍增管，APD的体积仅为电子管体积的一小部分，”西门子医疗PET探测器研发项目负责人Matthias Schmand博士解释说。虽然APD也同样测量光子造成的电子流，但这是在半导体层系统内进行的，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：小巧的体积使它们可以集成到MR壳体中，”Schmand说。

　　发展个性化医疗。Biograph mMR最初定于2011年下半年在欧洲市场进行批量生产。在这之前，西门子和Klinikum rechts der Isar的核医学部门将审查该系统如何适应医院日常业务，包括人员培训和患者检查时间安排。在此过程中，德国研究基金会（DFG）也发挥着重大作用，为德国在MR-PET领域的研究提供资金支持。

　　继慕尼黑安装Biograph mMR后，蒂宾根、埃森和莱比锡也计划于2011年安装该系统。“Biograph mMR将成为促进个性化医疗发展和更好地了解痴呆症等疾病的一项重要工具，”Märzendorfer说。因此Klinikum rechts der Isar正在经历一场技术革命。然而，在该医院177年的历史中，这并非是其第一次设立医学界的新标准。