西門子PET/CT產品介紹

西門子公司PET/CT產品特點介紹

西門子作為PET和PET/CT產品的創造者和領導者，在25年的開拓和創新領域里，以強大的技術實力和雄厚的資金投入不斷研發出適應醫療市場開展和醫學進步的核醫學影像產品。她以完美的硬件設計、豐富的運用軟件、友善的操作界面、優秀的圖像質量

獲得了全球第一的市場占有率，每年獨攬全球最權威的市場調研機構Frost

&

Sullivan組織的各項評比獎項，并以她獨特的臨床價值占據了醫學影像的最頂峰。

Biograph

Sensation

16是西門子公司于2003年首家創新性地研制出高檔PET配備16排螺旋CT的一體化整合影像系統。它是將西門子全球最高檔次、速度最快的PET機型Accel〔LSO晶體〕與西門子近年推出的性能卓越的亞秒級高檔16排螺旋CT

Sensation

16結合在一起，采用一次非創傷性診斷方法就可以得到完美的圖像，不僅可以精確地顯示機體的解剖結構，而且可以從分子水平展現機體器官及活體組織的功能變化情況。

西門子PET/CT產品稱為Biograph

系列，根據配置的CT層數不同，分為Biograph

2，Biograph

6，Biograph

16。它不是簡單的將PET和CT結合在一起的1+1=2的產品，它完全采用的一體化的整合設計理念，在機架內，CT和PET呈前后排列，二者機架孔徑完全一致，使用同一張檢查床，由一臺工作站控制PET和CT的采集、重建和融合。它既可作為PET/CT使用進行功能/解剖成像，又可以分開獨立使用，提供高分辨率的PET及CT圖像。

biograph

biograph

biograph

下面將對Biograph

系列的性能特點作詳細說明：

1．速度最快的探測晶體——

LSO

(硅酸镥)

探測晶體的開展代表了PET/CT產品的開展，為了適應醫學影像的開展，西門子投入上千萬美金研發出了一種新型的探測晶體——LSO(硅酸镥)并獲得專利，它具有密度高，強度大，不水解的優良物理特性，而且余輝時間短〔40ns〕，相對光輸出量高，被認為是目前綜合性能最好的探測晶體，它在提高探測效率的同時大大縮短了患者的檢查時間，開辟了全身顯像僅要7分鐘的新紀元！在2003第50屆美國核醫學年會上推出了LSO=fast

PET的理念，并獲得當年最正確圖像獎！

LSO晶體的主要優勢是快速掃描，LSO

PET/CT全身掃描時間僅需7—15分鐘，而傳統BGO

PET/CT全身掃描時間約需30分鐘。LSO

PET/CT的高病人流通量使得每日可做多至17例全身檢查，明顯提高醫院的經濟效益，加快設備的投資回報。另一方面，快速的全身掃描使病人受檢時因身體位移造成圖像質量受到影響的因素大大減少，因此明顯提高了診斷的準確性。LSO

PET/CT的快速掃描特別適合于VIP患者、危重患者、兒童患者等不適于長時間接

受檢查的病人。

LSO晶體在PET/CT上另一突出的應用是C11核素全身掃描。C11為短半衰期〔約20分鐘〕核素，其標記的醋酸和乙酰膽堿對腫瘤其特異性優于常規PET顯像劑FDG。在同等用藥量情況下只有LSO晶體的快速PET/CT顯像才能完成C11全身檢查。拓展顯像藥物的使用種類不但能帶動PET/CT的更好運作，同時選擇更具有靶器官親和力的核素能使醫院的醫療水品、科研檔次上一新臺階。

2．醫學影像的開展趨勢——3D采集

2D采集

3D采集

圖像的三維(3D)采集和重建一直是醫學影像追求的目標，與傳統的二維(2D)采集相比，三維技術具有速度快、用藥少、圖像質量高的特點，西門子在PET領域25年的創新開發使其具有業內最領先的圖像重建技術，3D采集和重建算法的應用更是將PET圖像采集和重建時間縮短到以前難以想象的7分鐘。這不僅對提高患者流通量，而且為減輕患者痛苦，降低移動造成的偽影具有極其重要的作用。

3．前后統一的大機架孔徑——70cm

PET/CT的概念不僅僅是一種顯像產品，如今，它已經介入了治療的領域。以往都采用CT圖像進行放射治療方案的模擬定位，現在，有了PET/CT的融合圖像，將大大提高對病灶的探測效率。所以為了能夠讓所有的放射治療定位裝置順利通過檢查孔徑，對機架孔徑的要求國際放射治療協會規定至少要到達70cm，PET和CT的孔徑一直是為了保證定位的精確性。

4．檢查床設計——底座驅動單支點懸臂式

眾所周知，目前PET/CT的設計還存在PET與CT檢查不在同一檢查床位進行的問題。如果使用以往用在PET或CT上的床板驅動式檢查床，由于PET和CT檢查床板伸出的長度不一致，容易造成受力臂變化導致床板下沉不一致而影響對位精度。西門子獨具匠心的檢查床專利設計，采用底座驅動單支點懸臂式，這樣由于床板的長度保持不變就不會產生上述的現象〔見下列圖〕，并使得PET和CT的融合圖像更加精確，從而保證放射治療的效果。

CT

petET

CTT

PET

5．Biograph

中的CT

CT一直是西門子值得驕傲的拳頭產品，PET/CT中配置的CT有2、6、16層三種檔次。從硬件上，采用更先進的驅動方式，屏棄了陳舊的皮帶驅動，無級變速，沒有皮帶與齒輪之間的摩擦阻礙，使高速穩定的旋轉成為可能；提高探測器的X線敏感性和光電轉換率并打破了效率極低的傳統的固定等寬排列探測器排列方式，采用不等寬順應排列探測器

AAD，目前已成為高檔螺旋CT的指標之一；計算機的同步升級......從軟件上，滿足立體等性像素，重建技術到達任意層厚重建,重建層厚與螺距不相關；

提供高速重建速度；進行錐形線束重建；提供最低劑量的檢查，提高人機對話的能力......,16層CT成為業內最快最先進的螺旋CT！

Biograph

16拓展了以往普通PET/CT難以涉及的領域——高級的心臟顯像，充分發揮了多層螺旋CT在心血管疾病的臨床運用功能，其掃描速度的提高和各種后處理軟件的應用，使無創血管造影成為常規。進行多層螺旋CT心臟檢查無任何創傷和痛苦，同時與單層螺旋CT相比，得到更良好的冠脈成像，造影劑用量平均減少30%，大大降低了病人的檢查費用，減少了預造影劑引起的不良反響，并有效預測冠心病發生，發現冠狀動脈鈣化是否狹窄，以及冠狀動脈內有否斑塊形成。

6.Biograph

——

最早通過FDA認證和上市的16層PET/CT

西門子的biograph

16是目前最早通過FDA認證，并且已經安裝好進行臨床應用的最高檔PET/CT系統。

上海華山PET中心安裝的該型號PET/CT是全球第三臺，亞洲第一臺。衛生部北京醫院也已經安裝第一臺新一代機型。

7．一體化的設計——工作站

西門子獨有的一體化設計的高性能影像采集和處理工作站，可以提供連續的工作流程方便完成快速的采集、重建和圖像融合，基于Windows

NT

syngo(新溝通)視窗圖標界面提供先進的多系統影像顯示、圖像對位及融合能力。

8．最直觀、最簡單用戶平臺——

syngo

〔新溝通〕

sygno〔新溝通〕是西門子提供的全新的一體化軟件平臺，采用友善直觀的用戶界面，視窗圖標語言，簡單易學，減少了操作人員的培訓周期及費用，優化的工作流程是業界唯一的多產品共享平臺，能在同一操作界面上同時進行CT、MRI、核醫學及DSA等所有影像學資料的分析，一健式操作，指令的編號和參數的輸入，如同使用的語言一樣，可以根據用戶的喜好來選擇。軟件模式通過DICOM

3.0網絡完成，并且可以和醫院的HIS/RIS/PASC網絡連接，大大優化了工作流程。

新一代更高速機型

——

biograph

HS

biograph

HS（High

Speed)

機型是2003年RSNA〔北美放射年會〕上推出的最新機型，biograph

HS家族的共同特征是采用了超高速數字信號處理電路

—Pico

3D。由于采用了Pico

3D技術，使PET的計數率提高了70%，能量分辨率得到顯著改善，小于15%，在原來LSO機型上又有了更進一步的提高。進一步拓寬了示蹤劑的應用范圍，如C11,甚至超短半衰期82Rb的應用也成為可能，提高了PET/CT在新藥物和新功能方面的應用。

升級后技術參數比擬：

技術參數

Pico-3D

常

規

優

點

時間分辨率

0.5納秒

2納秒

保證更好的能量和時間分辨率

減少隨機和散射符合模數轉換

10比特

6比特

有效改善能量分辨率

數字處理電路采樣率

15.6

兆/秒/通道

7.8

兆/秒/通道

更快速的處理接收的數字信號

符合時間窗

5納秒

6納秒

明顯減少隨機符合使用Pico-3D之前的探頭計數率及圖像質量

使用Pico-3D之后探頭計數率提高70%，圖像質量得到改善

目前市場最高分辨率機型

——

biograph

HR

biograph

HR（High

Resolution)是在HS機型根底上推出的最高端機型，biograph

HR家族的共同特征是采用了晶體倍增技術

—

Hi-Rez，使晶體的總數從原來9216塊增加到24336塊，數量提高2.5倍。到達了目前商業化機型中最多的24336塊，PET的分辨率到達4.6mm，使腦部圖像和體部深處病灶的分辨率得到顯著提高。

Biograph

HR技術參數比擬：

比擬工程

原有PET/CT

HI-REZ

PET/CT

說

明

晶體材料

更小更多的LSO晶體組成的模塊提供更高的空間分辨率

晶體單元模塊矩陣

8×8或更小

13×13

矩陣越大徑向空間分辨率越好

晶體尺寸

6.43mm×6.43mm

4.0mm×4.0mm

越小空間分辨率越好

晶體數量

＜11,000塊

24,336塊

數量越多

探測環數

24環

39環

環數越多軸向分辨率越高

圖像層數

47層

81層

層數越多圖像越清晰

每層圖像層厚

3.43mm

2.0mm

層厚越薄小病灶探測能力越強

體積像素分辨率

250mm3

98mm3

越小空間分辨率越好

空間分辨率

≤6.3mm

≤4.6mm

HI-REZ是業界最高分辨率

優勢：

§

體積像素分辨率改善超過了250%，極大提高了診斷疾病的信心、病灶的定位能力以及治療方案地制定和隨訪。

§

在整個探測視野擁有杰出的探測靈敏度，確保了病灶的探測效率和診斷信心。

§

無以倫比的超薄取樣層厚，減少了局部容積效應，增加了定量分析的精確性。

§

更快的顯像時間獲得更高的病人滿意度，并保持一個高水平的圖像質量。

超高分辨率PET/CT與常規PET/CT模型PET圖像比照

常規的PET/CT

Hi-REZ

技術的PET/CT

超高分辨率PET/CT與常規PET/CT腦PET圖像比照

Hi-REZ

技術的PET/CT

常規的PET/CT

西門子

PET/CT

biograph,biograph

HS

和

biograph

HR

機型性能參數比擬：

Biograph

Biograph

HS

Biograph

HR

說

明

PET局部

㈠PET探測器組件

1．晶體材料

LSO〔硅酸镥〕

LSO〔硅酸镥〕

LSO〔硅酸镥〕

LSO被譽為“將是最有開展潛力的PET用閃爍晶體〞。PET晶體的開展代表核醫學藥物的開展。

選型必備參數

2．晶體單元模塊矩陣

8×8

8×8

13×13

晶體切割越小

分辨率越好

3．每個探測器模塊上的晶體數

169

晶體數量越多

圖像分辨率越好

4．晶體數目

9216個

9216個

24336個

晶體數量越多

圖像分辨率越好

決定機型檔次和圖像質量的必備參數

5．晶體大小

〔體積〕

6.4×6.4×25mm

〔1024mm3〕

6.4×6.4×25mm

〔1024mm3〕

4×4×20mm

〔320mm3〕

體積越小分辨率越高

必備參數

6．晶體物理密度

7.4

g/cm3

7.4

g/cm3

7.4

g/cm3

晶體密度越大

探測效率越好

必備參數

7．晶體余輝時間

ns

ns

ns

越短越好：

1.顯像時間縮短

2.有效減少隨機和散射計數提高真符合計數率

3.高效率低本錢發揮超短半衰期核素顯像優勢

必備參數

8．二級余暉成分

無

無

無

提高計數率真實性的客觀條件

必備參數

9．晶體相對光輸出量

（相對NaI)

75%

75%

75%

越高越好保證對射線

高探測效率

必備參數

10．探測器環數

24環

24環

39環

晶體環數越多決定

圖像分辨率越好

必備參數

11．探測器環直徑

82.4

cm

82.4

cm

82.4

cm

較大的探測器環導致中心分辨率降低，直徑約小探測效率越好

必備參數

12.PET機架孔徑

70cm

70cm

70cm

保證放療定位可行性及圖像融合精確性必要條件

必備參數

㈡PET采集和處理性

能參數

1．圖像采集模式

全3D

全3D

全3D

提高圖像計數率

必備參數

2．3D采集符合時間窗寬

ns

4.5

ns

4.5

ns

越短真實計數率越高，隨機和散射符合計數越少

必備參數

3．3D采集符合時間分辨率

ns

2.25

ns

2.25

ns

越短真實計數率越高，隨機和散射符合計數越少

必備參數

4．層厚

3.375mm

3.375mm

2mm

圖像層數越薄

分辨率越好

必備參數

5．圖像層數

47層

47層

81層

圖像層數越多

分辨率越好

必備參數

6.全身顯像時間

7-15分鐘

5-15分鐘

5-15分鐘

重要參數

7.能量分辨率

35%

15%

15%

越小真符合計數率越好，越能夠降低隨機和散射符合計數率

重要參數

8.采集能量范圍

350

KeV

650

KeV

425

KeV

650

KeV

425

KeV

650

KeV

能窗越窄越好

重要參數

㈢PET系統性能參數

1．數模轉換器數字時間分辨率

ns

0.5

ns

0.5

ns

提高探測效率的必備參數

2．數字處理電路采樣率

7.8

M/秒/通道

15.6

M/秒/通道

15.6

M/秒/通道

提高探測效率的必備參數

3．3D采集空間分辨率

①軸向分辨率〔FWHM〕

在離中心

1cm處：≤6.5mm

在離中心10cm處：≤7.5mm

在離中心

1cm處：≤6.5mm

在離中心10cm處：≤7.5mm

在離中心

1cm處：≤4.6mm

在離中心10cm處：≤5.8mm

越小對細微病灶的探測效率越高

必備參數

②徑向分辨率〔FWHM〕

在離中心

1cm處：≤6.5mm

在離中心10cm處：≤7.5mm

在離中心

1cm處：≤6.5mm

在離中心10cm處：≤7.5mm

在離中心

1cm處：≤4.6mm

在離中心10cm處：≤5.8mm

越小對細微病灶的探測效率越高

必備參數

4．3D采集散射分數

校正前〔NEMA-2001〕

36%@

350kev

36%@425kev

36%@425kev

5．3D采集靈敏度

999

kcps/uCi/ml

@425kev

999

kcps/uCi/ml

@425kev

999

kcps/uCi/ml

@425kev

靈敏度取決于單位放射性產生的計數，包括真事件散射和隨機。只有在相同的測量條件下，兩個系統的靈敏度才具有可比性。而西門子使用425-650keV能窗。

6.3D采集真符合靈敏度〔NEMA-2001〕

950

kcps@37kBq/cc

950

kcps@37kBq/cc

950

kcps@37kBq/cc

越大越好

意義不如等噪音計數率

7．峰時的等噪音計數率〔峰時NECR〕

〔NEMA-2001〕

56kcps

85kcps

85kcps

越大越好

必備參數

8．體積均勻性

<5%

<5%

<5%

越小越好

參考參數

5．軸向視野

16.2cm

16.2cm

16.2cm

越大越好

必備參數

5．橫向視野

58.5

cm

58.5

cm

58.5

cm

越大越好

必備參數

6．全身掃描范圍

182cm

182cm

182cm

越大越好

必備參數

7.機架冷卻方式

水冷

水冷

水冷

水冷優勢：

1．密閉絕緣機架內環境恒溫，保證系統性能穩定2.灰塵少易維護