西门子PET/CT产品介绍
西门子公司PET/CT产品特点介绍
西门子作为PET和PET/CT产品的创造者和领导者，在25年的开拓和创新领域里，以强大的技术实力和雄厚的资金投入不断研发出适应医疗市场开展和医学进步的核医学影像产品。她以完美的硬件设计、丰富的运用软件、友善的操作界面、优秀的图像质量
获得了全球第一的市场占有率，每年独揽全球最权威的市场调研机构Frost
&
Sullivan组织的各项评比奖项，并以她独特的临床价值占据了医学影像的最顶峰。
Biograph
Sensation
16是西门子公司于2003年首家创新性地研制出高档PET配备16排螺旋CT的一体化整合影像系统。它是将西门子全球最高档次、速度最快的PET机型Accel〔LSO晶体〕与西门子近年推出的性能卓越的亚秒级高档16排螺旋CT
Sensation
16结合在一起，采用一次非创伤性诊断方法就可以得到完美的图像，不仅可以精确地显示机体的解剖结构，而且可以从分子水平展现机体器官及活体组织的功能变化情况。
西门子PET/CT产品称为Biograph
系列，根据配置的CT层数不同，分为Biograph
2，Biograph
6，Biograph
16。它不是简单的将PET和CT结合在一起的1+1=2的产品，它完全采用的一体化的整合设计理念，在机架内，CT和PET呈前后排列，二者机架孔径完全一致，使用同一张检查床，由一台工作站控制PET和CT的采集、重建和融合。它既可作为PET/CT使用进行功能/解剖成像，又可以分开独立使用，提供高分辨率的PET及CT图像。
biograph
biograph
biograph
下面将对Biograph
系列的性能特点作详细说明：
1．速度最快的探测晶体——
LSO
(硅酸镥)
探测晶体的开展代表了PET/CT产品的开展，为了适应医学影像的开展，西门子投入上千万美金研发出了一种新型的探测晶体——LSO(硅酸镥)并获得专利，它具有密度高，强度大，不水解的优良物理特性，而且余辉时间短〔40ns〕，相对光输出量高，被认为是目前综合性能最好的探测晶体，它在提高探测效率的同时大大缩短了患者的检查时间，开辟了全身显像仅要7分钟的新纪元！在2003第50届美国核医学年会上推出了LSO=fast
PET的理念，并获得当年最正确图像奖！
LSO晶体的主要优势是快速扫描，LSO
PET/CT全身扫描时间仅需7—15分钟，而传统BGO
PET/CT全身扫描时间约需30分钟。LSO
PET/CT的高病人流通量使得每日可做多至17例全身检查，明显提高医院的经济效益，加快设备的投资回报。另一方面，快速的全身扫描使病人受检时因身体位移造成图像质量受到影响的因素大大减少，因此明显提高了诊断的准确性。LSO
PET/CT的快速扫描特别适合于VIP患者、危重患者、儿童患者等不适于长时间接
受检查的病人。
LSO晶体在PET/CT上另一突出的应用是C11核素全身扫描。C11为短半衰期〔约20分钟〕核素，其标记的醋酸和乙酰胆碱对肿瘤其特异性优于常规PET显像剂FDG。在同等用药量情况下只有LSO晶体的快速PET/CT显像才能完成C11全身检查。拓展显像药物的使用种类不但能带动PET/CT的更好运作，同时选择更具有靶器官亲和力的核素能使医院的医疗水品、科研档次上一新台阶。
2．医学影像的开展趋势——3D采集
2D采集
3D采集
图像的三维(3D)采集和重建一直是医学影像追求的目标，与传统的二维(2D)采集相比，三维技术具有速度快、用药少、图像质量高的特点，西门子在PET领域25年的创新开发使其具有业内最领先的图像重建技术，3D采集和重建算法的应用更是将PET图像采集和重建时间缩短到以前难以想象的7分钟。这不仅对提高患者流通量，而且为减轻患者痛苦，降低移动造成的伪影具有极其重要的作用。
3．前后统一的大机架孔径——70cm
PET/CT的概念不仅仅是一种显像产品，如今，它已经介入了治疗的领域。以往都采用CT图像进行放射治疗方案的模拟定位，现在，有了PET/CT的融合图像，将大大提高对病灶的探测效率。所以为了能够让所有的放射治疗定位装置顺利通过检查孔径，对机架孔径的要求国际放射治疗协会规定至少要到达70cm，PET和CT的孔径一直是为了保证定位的精确性。
4．检查床设计——底座驱动单支点悬臂式
众所周知，目前PET/CT的设计还存在PET与CT检查不在同一检查床位进行的问题。如果使用以往用在PET或CT上的床板驱动式检查床，由于PET和CT检查床板伸出的长度不一致，容易造成受力臂变化导致床板下沉不一致而影响对位精度。西门子独具匠心的检查床专利设计，采用底座驱动单支点悬臂式，这样由于床板的长度保持不变就不会产生上述的现象〔见下列图〕，并使得PET和CT的融合图像更加精确，从而保证放射治疗的效果。
CT
petET
CTT
PET
5．Biograph
中的CT
CT一直是西门子值得骄傲的拳头产品，PET/CT中配置的CT有2、6、16层三种档次。从硬件上，采用更先进的驱动方式，屏弃了陈旧的皮带驱动，无级变速，没有皮带与齿轮之间的摩擦阻碍，使高速稳定的旋转成为可能；提高探测器的X线敏感性和光电转换率并打破了效率极低的传统的固定等宽排列探测器排列方式，采用不等宽顺应排列探测器
AAD，目前已成为高档螺旋CT的指标之一；计算机的同步升级......从软件上，满足立体等性像素，重建技术到达任意层厚重建,重建层厚与螺距不相关；
提供高速重建速度；进行锥形线束重建；提供最低剂量的检查，提高人机对话的能力......,16层CT成为业内最快最先进的螺旋CT！
Biograph
16拓展了以往普通PET/CT难以涉及的领域——高级的心脏显像，充分发挥了多层螺旋CT在心血管疾病的临床运用功能，其扫描速度的提高和各种后处理软件的应用，使无创血管造影成为常规。进行多层螺旋CT心脏检查无任何创伤和痛苦，同时与单层螺旋CT相比，得到更良好的冠脉成像，造影剂用量平均减少30%，大大降低了病人的检查费用，减少了预造影剂引起的不良反响，并有效预测冠心病发生，发现冠状动脉钙化是否狭窄，以及冠状动脉内有否斑块形成。
6.Biograph
——
最早通过FDA认证和上市的16层PET/CT
西门子的biograph
16是目前最早通过FDA认证，并且已经安装好进行临床应用的最高档PET/CT系统。
上海华山PET中心安装的该型号PET/CT是全球第三台，亚洲第一台。卫生部北京医院也已经安装第一台新一代机型。
7．一体化的设计——工作站
西门子独有的一体化设计的高性能影像采集和处理工作站，可以提供连续的工作流程方便完成快速的采集、重建和图像融合，基于Windows
NT
syngo(新沟通)视窗图标界面提供先进的多系统影像显示、图像对位及融合能力。
8．最直观、最简单用户平台——
syngo
〔新沟通〕
sygno〔新沟通〕是西门子提供的全新的一体化软件平台，采用友善直观的用户界面，视窗图标语言，简单易学，减少了操作人员的培训周期及费用，优化的工作流程是业界唯一的多产品共享平台，能在同一操作界面上同时进行CT、MRI、核医学及DSA等所有影像学资料的分析，一健式操作，指令的编号和参数的输入，如同使用的语言一样，可以根据用户的喜好来选择。软件模式通过DICOM
3.0网络完成，并且可以和医院的HIS/RIS/PASC网络连接，大大优化了工作流程。
新一代更高速机型
——
biograph
HS
biograph
HS（High
Speed)
机型是2003年RSNA〔北美放射年会〕上推出的最新机型，biograph
HS家族的共同特征是采用了超高速数字信号处理电路
—Pico
3D。由于采用了Pico
3D技术，使PET的计数率提高了70%，能量分辨率得到显著改善，小于15%，在原来LSO机型上又有了更进一步的提高。进一步拓宽了示踪剂的应用范围，如C11,甚至超短半衰期82Rb的应用也成为可能，提高了PET/CT在新药物和新功能方面的应用。
升级后技术参数比拟：
技术参数
Pico-3D
常
规
优
点
时间分辨率
0.5纳秒
2纳秒
保证更好的能量和时间分辨率
减少随机和散射符合模数转换
10比特
6比特
有效改善能量分辨率
数字处理电路采样率
15.6
兆/秒/通道
7.8
兆/秒/通道
更快速的处理接收的数字信号
符合时间窗
5纳秒
6纳秒
明显减少随机符合使用Pico-3D之前的探头计数率及图像质量
使用Pico-3D之后探头计数率提高70%，图像质量得到改善
目前市场最高分辨率机型
——
biograph
HR
biograph
HR（High
Resolution)是在HS机型根底上推出的最高端机型，biograph
HR家族的共同特征是采用了晶体倍增技术
—
Hi-Rez，使晶体的总数从原来9216块增加到24336块，数量提高2.5倍。到达了目前商业化机型中最多的24336块，PET的分辨率到达4.6mm，使脑部图像和体部深处病灶的分辨率得到显著提高。
Biograph
HR技术参数比拟：
比拟工程
原有PET/CT
HI-REZ
PET/CT
说
明
晶体材料
更小更多的LSO晶体组成的模块提供更高的空间分辨率
晶体单元模块矩阵
8×8或更小
13×13
矩阵越大径向空间分辨率越好
晶体尺寸
6.43mm×6.43mm
4.0mm×4.0mm
越小空间分辨率越好
晶体数量
＜11,000块
24,336块
数量越多
探测环数
24环
39环
环数越多轴向分辨率越高
图像层数
47层
81层
层数越多图像越清晰
每层图像层厚
3.43mm
2.0mm
层厚越薄小病灶探测能力越强
体积像素分辨率
250mm3
98mm3
越小空间分辨率越好
空间分辨率
≤6.3mm
≤4.6mm
HI-REZ是业界最高分辨率
优势：
§
体积像素分辨率改善超过了250%，极大提高了诊断疾病的信心、病灶的定位能力以及治疗方案地制定和随访。
§
在整个探测视野拥有杰出的探测灵敏度，确保了病灶的探测效率和诊断信心。
§
无以伦比的超薄取样层厚，减少了局部容积效应，增加了定量分析的精确性。
§
更快的显像时间获得更高的病人满意度，并保持一个高水平的图像质量。
超高分辨率PET/CT与常规PET/CT模型PET图像比照
常规的PET/CT
Hi-REZ
技术的PET/CT
超高分辨率PET/CT与常规PET/CT脑PET图像比照
Hi-REZ
技术的PET/CT
常规的PET/CT
西门子
PET/CT
biograph,biograph
HS
和
biograph
HR
机型性能参数比拟：
Biograph
Biograph
HS
Biograph
HR
说
明
PET局部
㈠PET探测器组件
1．晶体材料
LSO〔硅酸镥〕
LSO〔硅酸镥〕
LSO〔硅酸镥〕
LSO被誉为“将是最有开展潜力的PET用闪烁晶体〞。PET晶体的开展代表核医学药物的开展。
选型必备参数
2．晶体单元模块矩阵
8×8
8×8
13×13
晶体切割越小
分辨率越好
3．每个探测器模块上的晶体数
169
晶体数量越多
图像分辨率越好
4．晶体数目
9216个
9216个
24336个
晶体数量越多
图像分辨率越好
决定机型档次和图像质量的必备参数
5．晶体大小
〔体积〕
6.4×6.4×25mm
〔1024mm3〕
6.4×6.4×25mm
〔1024mm3〕
4×4×20mm
〔320mm3〕
体积越小分辨率越高
必备参数
6．晶体物理密度
7.4
g/cm3
7.4
g/cm3
7.4
g/cm3
晶体密度越大
探测效率越好
必备参数
7．晶体余辉时间
ns
ns
ns
越短越好：
1.显像时间缩短
2.有效减少随机和散射计数提高真符合计数率
3.高效率低本钱发挥超短半衰期核素显像优势
必备参数
8．二级余晖成分
无
无
无
提高计数率真实性的客观条件
必备参数
9．晶体相对光输出量
（相对NaI)
75%
75%
75%
越高越好保证对射线
高探测效率
必备参数
10．探测器环数
24环
24环
39环
晶体环数越多决定
图像分辨率越好
必备参数
11．探测器环直径
82.4
cm
82.4
cm
82.4
cm
较大的探测器环导致中心分辨率降低，直径约小探测效率越好
必备参数
12.PET机架孔径
70cm
70cm
70cm
保证放疗定位可行性及图像融合精确性必要条件
必备参数
㈡PET采集和处理性
能参数
1．图像采集模式
全3D
全3D
全3D
提高图像计数率
必备参数
2．3D采集符合时间窗宽
ns
4.5
ns
4.5
ns
越短真实计数率越高，随机和散射符合计数越少
必备参数
3．3D采集符合时间分辨率
ns
2.25
ns
2.25
ns
越短真实计数率越高，随机和散射符合计数越少
必备参数
4．层厚
3.375mm
3.375mm
2mm
图像层数越薄
分辨率越好
必备参数
5．图像层数
47层
47层
81层
图像层数越多
分辨率越好
必备参数
6.全身显像时间
7-15分钟
5-15分钟
5-15分钟
重要参数
7.能量分辨率
35%
15%
15%
越小真符合计数率越好，越能够降低随机和散射符合计数率
重要参数
8.采集能量范围
350
KeV
650
KeV
425
KeV
650
KeV
425
KeV
650
KeV
能窗越窄越好
重要参数
㈢PET系统性能参数
1．数模转换器数字时间分辨率
ns
0.5
ns
0.5
ns
提高探测效率的必备参数
2．数字处理电路采样率
7.8
M/秒/通道
15.6
M/秒/通道
15.6
M/秒/通道
提高探测效率的必备参数
3．3D采集空间分辨率
①轴向分辨率〔FWHM〕
在离中心
1cm处：≤6.5mm
在离中心10cm处：≤7.5mm
在离中心
1cm处：≤6.5mm
在离中心10cm处：≤7.5mm
在离中心
1cm处：≤4.6mm
在离中心10cm处：≤5.8mm
越小对细微病灶的探测效率越高
必备参数
②径向分辨率〔FWHM〕
在离中心
1cm处：≤6.5mm
在离中心10cm处：≤7.5mm
在离中心
1cm处：≤6.5mm
在离中心10cm处：≤7.5mm
在离中心
1cm处：≤4.6mm
在离中心10cm处：≤5.8mm
越小对细微病灶的探测效率越高
必备参数
4．3D采集散射分数
校正前〔NEMA-2001〕
36%@
350kev
36%@425kev
36%@425kev
5．3D采集灵敏度
999
kcps/uCi/ml
@425kev
999
kcps/uCi/ml
@425kev
999
kcps/uCi/ml
@425kev
灵敏度取决于单位放射性产生的计数，包括真事件散射和随机。只有在相同的测量条件下，两个系统的灵敏度才具有可比性。而西门子使用425-650keV能窗。
6.3D采集真符合灵敏度〔NEMA-2001〕
950
kcps@37kBq/cc
950
kcps@37kBq/cc
950
kcps@37kBq/cc
越大越好
意义不如等噪音计数率
7．峰时的等噪音计数率〔峰时NECR〕
〔NEMA-2001〕
56kcps
85kcps
85kcps
越大越好
必备参数
8．体积均匀性
<5%
<5%
<5%
越小越好
参考参数
5．轴向视野
16.2cm
16.2cm
16.2cm
越大越好
必备参数
5．横向视野
58.5
cm
58.5
cm
58.5
cm
越大越好
必备参数
6．全身扫描范围
182cm
182cm
182cm
越大越好
必备参数
7.机架冷却方式
水冷
水冷
水冷
水冷优势：
1．密闭绝缘机架内环境恒温，保证系统性能稳定2.灰尘少易维护
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