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PET/MR临床科研探索系列(二):uPMR 790助力肿瘤精准诊疗

PET/MR临床科研探索系列(二):uPMR 790助力肿瘤精准诊疗 uInnovation
2022-12-01
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联影uPMR 790 PET/MR:推动肿瘤精准诊疗一体化发展

融合PET与MR优势,实现肿瘤早期发现、精准诊断与临床科研多重突破

近年来,恶性肿瘤发病率持续上升且呈现年轻化趋势。世界卫生组织指出,约1/3的肿瘤可通过早发现、早诊断、早治疗实现治愈。在此背景下,PET/MR作为兼具功能代谢成像与高软组织分辨率的多模态影像技术,在肿瘤精准诊疗中发挥着日益重要的作用。

联影“时空一体”超清TOF PET/MR uPMR 790聚焦“精准”与“快速”两大核心需求,在硬件设计、重建算法和临床应用方面实现多项创新,显著提升肿瘤检出率、分期准确性及科研转化能力。

一、卓越PET性能,提升肿瘤检出精度

1. 超高空间分辨率
uPMR 790采用SiPM数字探测器与TOF飞行时间重建技术,结合业界最高晶体切割工艺,NEMA空间分辨率可达2.8mm,显著提高微小病灶的识别能力。中山大学肿瘤防治中心病例显示,化疗后中枢淋巴瘤患者在PET/CT未见异常的情况下,PET/MR清晰检出胼胝体区域FDG高摄取灶,证实其在微小病变检测中的优势。

图2. 中枢淋巴瘤患者的PET/CT和PET/MR扫描对比

2. 长轴向视野设计
32cm长轴向PET探测器较传统设备(20–25cm)大幅提升系统灵敏度,单床位即可覆盖全身关键器官,支持高效T分期评估。北京大学肿瘤医院食管癌案例表明,单次扫描即可完整显示食道走行,图像信噪比高,病灶边界清晰。

图3. 食管癌PET/MR扫描

3. HYPER Iterative重建技术
传统OSEM重建易导致噪声增加,影响定量准确性。联影基于ROSEM平台开发HYPER Iterative算法,通过精准控制迭代过程中的噪声水平,同步提升图像对比度与信噪比。临床数据显示,该技术可优化病灶检出能力并提高SUV值测量稳定性。

图5. OSEM vs HYPER Iterative

二、先进MRI技术,丰富肿瘤多参数信息

1. 光梭成像平台加速扫描
针对PET/MR检查时间长的问题,uPMR 790搭载光梭成像技术,实现六倍加速下的高质量三维成像。相同时间内,可由传统5mm层厚二维扫描升级为1mm等体素三维采集,显著提升病灶定位精度。

图6. 光梭技术大幅提升磁共振成像速度

2. 多对比度与多参数成像
设备集成ASL(灌注)、CEST(代谢)、DTI(白质纤维追踪)、SWI/QSM(出血钙化区分)等多种高级MRI序列,从结构、功能、代谢多维度解析肿瘤特征,并与PET数据融合分析,增强诊断依据。

针对肺部成像难题,联影开发肺部专用超短回波UTE序列,结合呼吸心跳同步技术,清晰显示肺实质结构。河南省人民医院完成全球首例新冠肺炎患者PET/MR全身扫描,全面揭示病毒对多器官的影响。

图8. 新冠肺炎确诊患者的PET/MR扫描

在肺癌研究中,CEST、IVIM与PET联合分析模型已成功用于实性肺结节良恶性分类,相关成果发表于JMRI并入选封面文章。

图9. 多参数PET/MR联合分析用于肺结节良恶性诊断和亚型分类

三、一体化重建与分析,深化影像价值挖掘

中山大学肿瘤防治中心与中国科学院深圳先进技术研究院合作,利用深度学习结合MRI先验信息,实现50%剂量PET图像满足前列腺癌诊断要求,大幅降低辐射暴露。

图10. 低剂量 PET/MR 用于前列腺癌诊断

同时,MR纹理信息被引入PET动态重建,有效提升图像信噪比及肿瘤边界描绘精度,为精准放疗规划提供支持。

图11. MR 纹理信息有助于提升 PET 动态参数成像质量

四、支持临床前研究,拓展科研应用场景

uPMR 790配备小鼠、大鼠、兔及巴马猪等动物专用线圈与衰减校正方案,支持精准定量的小动物PET/MR成像,助力新药研发与疾病机制探索。

图13. 小动物PET/MR扫描

中山大学樊卫团队开展新型18F-S5探针研究,结果显示其对胰腺导管腺癌具有高灵敏度和良好生物分布特性,具备临床转化潜力。

图15. 新型18F-S5 PET 核素研究

北京大学杨志团队开发靶向ACE2的68Ga-HZ20探针,首次在人体内实现新冠病毒受体的在体可视化,为病毒感染机制研究提供新工具。

图16. 新冠病毒靶标核素探针研发

五、推进诊疗一体化,赋能精准医疗

南京市第一医院研究表明,68Ga-PSMA-11 PET/MR对前列腺癌诊断准确性高,可在一次检查中完成局部侵犯、淋巴结转移及远处转移评估,有效指导治疗决策。

图17. 前列腺癌患者68Ga-PSMA-11 PET/MR显像

杨志团队进一步构建PSMA靶向纳米探针PMNs-813,实现诊疗一体化,为前列腺癌靶向治疗提供新路径。

图18. 新型PMNs-813纳米探针研发助力前列腺癌高特异性诊疗一体化

在放疗领域,上海市东方医院应用PET/MR指导结直肠癌肝转移患者放疗计划制定,结果显示其能更准确勾画GTV,提供优于单一模态的综合信息支持。

图19. PET/MR 指导结直肠肝转移患者放疗计划制定

总结

目前,联影uPMR 790已在肺癌、胰腺癌、前列腺癌、乳腺癌、肝癌等多个瘤种中开展应用,显著提升肿瘤检出、分期、转移判断及手术放疗规划的准确性。作为先进的多模态影像平台,其融合MR多参数成像与PET分子代谢信息的能力,为临床精准诊疗与科研创新提供了强有力支撑。基于该平台已发表肿瘤成像相关SCI论文逾20篇,持续推动医学影像技术进步。

图20. uPMR 790在肿瘤研究中发表的部分SCI文章一览

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