把PET“戴”在头上 看大脑的“模样”

什么？PET还能做成头盔？

别皮 此“头盔”非彼“头盔”

将PET做成头盔“戴”在头上，患者可以不受地点、环境限制，以任意姿势实现PET的实时动态成像。

便携式设计：占地面积小、高度可调、配备轮子，便于在大多数临床和介入环境中移动。

 

适应不同体位：甚至可以边扫PET边玩手机      

当PET变成头盔，至少有三大“妙用”：

一、病人可用任意pose进行扫描：系统的横向和轴向视野分别为200毫米和124毫米，站立、坐姿、卧姿，皆可成像。

打破了以往传统PET扫描只能平躺、静止状态，无需将头部放置于幽闭的探测环中，舒适度UP UP UP

 

受试者：数字PET实验室意大利籍博士生 Emanuele

图片提供者：数字PET实验室博士生 周峰

二、半球形设计减少了检测通道的数量，设备便携、可移动，不受时空限制和姿态限制，能实现实时动态成像。

比如在脑卒中康复训练时，指定病人做一个动作，头盔PET就可以实时观测到脑反射状态，从而知道此动作对病人特定脑区的恢复有没有作用，医生便可针对不同脑区恢复需求拟定不同训练动作。

三、灵敏度更高、空间分辨率逼近物理极限，将头盔PET应用到脑部手术中，可以及时监测到病灶区域，从而精准切除。

目前，头盔PET设备已由数字PET实验室研发成功，相关研究文章于近期发表于《IEEE TRANSACTIONS ON RADIATION AND PLASMA MEDICAL SCIENCES》。

该文章以华中科技大学同济医学院附属同济医院神经内科 张旻教授、数字PET实验室Nicola D'ascenzo教授（意大利籍）共同完成的国际合作重点研发项目为依托，数字PET实验室博士生周峰为第一作者，博士生Emanuele（意大利籍）、张博、房磊等，联合同济医院核医学科主任 朱小华教授、神经内科副主任医师 巴黎博士等医工合作完成。

头盔PET是全数字PET“高性能”、“宽应用”的又一集中体现，实现了三个方面的技术创新：

MVT技术创新带来的高计数率：紧凑的头盔结构要求PET设备能够在单位时间内响应更多的γ光子。MVT技术对γ光子的探测信号进行源头直接数字化，保证了对密集γ光子的完整采集，实现了高计数率性能。

半球形探测器布局带来的高灵敏度：半球形探测器布局相比传统圆环型PET扫描仪能够更好地适应头部形状，具有更高的立体角覆盖率，从而能探测到更多有效数据，实现更高的灵敏度。

软件符合策略带来的高准确性：探测器对闪烁脉冲信号直接数字化后，数据被传输到服务器中进行闪烁脉冲恢复、信号特征提取、符合判断以及图像重建。软件符合策略保证了数据处理的效率和精度，提高了PET信号探测的准确性。

依托数字PET技术的“杀手锏”，在最新的性能评估中，头盔PET也实现了指标的“三高”：

高灵敏度：峰值灵敏度为55.24 cps/kBq；

高噪声等效计数率：在40.65 kBq/mL的放射性活度下，噪声等效计数率峰值达到(151±2) kcps；

高空间分辨率：通过3D-OSEM-PSF重建算法，空间分辨率可提升至约2.0 mm（FWHM）。

2023年，数字PET团队成功研发了全球首台商用脑部专用全数字PET。作为数字PET2.0的典型成果，头盔PET再次体现了数字PET在脑科学、脑疾病研究中“人无我有”的巨大创新潜力。

未来，团队成员还致力于将头盔PET实时动态成像与脑机接口完美结合，实现对影像和生物电信号数据同步动态采集，通过人工智能技术进行融合，绘制脑网络图谱，最终推动大脑功能研究领域的创新、促进材料科学、电子工程和数据处理等技术领域的发展。