真空管換二極體 正子造影 + MRI 可減少誤差

作者 | 發布日期 2014 年 03 月 11 日 17:49 | 分類 醫療科技
MR-PET

台大醫院統計 18% 的癌症病患需要透過磁振掃瞄 (MRI) 與正子造影 (PET) 檢查,過去兩項檢查分屬不同的儀器,但現在合一了。台大醫院今 (11) 日正式宣佈引進西門子磁振暨正子掃瞄同步整合型系統 Biograph mMR (MR-PET),利用最新的技術,克服了傳統正子造影偵測器無法在磁振造影的高磁場環境運作的限制,造價 2.5 億元台幣。



結合 MRI 與 PET 優點一次到位

MR-PET 以革新的技術將兩項檢查合而為一,除了可讓檢查的時間總合縮短半小時,也免去病患舟車勞頓,但主要的意義在於檢查結果可以更精確。台大醫院影像醫學部主任施庭芳表示,磁振掃瞄 (MRI) 與正子造影 (PET) 都可以看到 85% 至 90% 身體內的病況,兩者如果結合同步掃瞄,便可把剩下的 10% 顯示出來,減少誤差的發生。


▲結合 MRI 影像(靠左兩部份)與 PET 影像(靠右兩部份)的 MR-PET 影像(中)(Film Credit:台大醫院)

主治醫師陳邦斌表示,MRI 擅長處理軟組織的掃瞄,例如頭部、腹部、骨盆腔等。MRI 的作用在於把病灶的位置與形狀精確描繪出來。另一方面,PET 擅長處理腫瘤細胞轉移至全身的追蹤與偵測,腫瘤細胞在各處的活性大小,可以透過 PET 展示出強弱,便可知道是否已經轉移以及活動的情形。

從「真空管」到二極體的發展

過往的 MRI 與 PET 其實無法結合,主要原因在於 MRI 製造的磁場會嚴重干擾 PET 的運作。人體 70% 都是水,MRI 透過釋出電磁波影響氫原子排列方向,當氫原子回復原來的方向會釋出電磁波,每個部位的電磁波特徵都不盡相同,便可形成體內不同的影像。至於 PET 的原理是偵測注入體內的放射性同位素釋出的正電子,與人體內電子互相抵銷的過程中產生的光子。由於訊號微弱,傳統 PET 必須透過類似真空管的「光電倍增管」將光子訊號放大,但這個光電倍增管會受到 MRI 製造的磁場所影響。

Avalanche_photodiode APD 雪崩光電二極體▲雪崩光電二極體(Photo Credit: Wikimedia Commons)

新一代的解決方案,便是用「雪崩光電二極體」(Avalanche photodiode, APD)取代光電倍增管,二極體的半導體特性,使它不會受到磁場的影響,依然能偵測光子製造出的電子流。

感光度提高 輻射劑量便可降低

西門子影像及治療事業部經理王志宇與專員謝享宏比喻,MRI 與 PET 都是一種「時間相關」的檢測儀器,MR-PET 同一時間做兩件事,就好像是結合了原有的平面 Google 地圖、3D 的 Google 地球與即時路況產生新的應用。

MR-PET 的另一個好處是可以大幅降低檢查的輻射劑量。施庭芳表示,新儀器的輻射劑量,可降低至原有劑量的三分之ㄧ或更低,略高於自然界背景值的劑量。王志宇表示,這是因為雪崩光電二極體的感光度更高,自然就不需要傳統那麼多的劑量才能被偵測到。

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