Biograph mCT Flow - FlowMotion技术优势

随着Biograph mCT Flow的问世，其搭载的FlowMotion平台突破性的打破了PET扫描床位的概念，在临床应用中，让PET可以像CT一样连续扫描，能根据不同患者的身高及所罹患疾病，使用＊合适的PET扫描模板及扫描范围，实现PET个体化的检查。同时，由于没有了床位，大大减少了既往床位重叠（一般床位重叠在33%到50%不等）的问题，进一步提升了扫描速度。实现＊快3分钟实现全身PET扫描（如下图所示）。

当然，要实现PET/CT连续扫描，必然突破三大技术难关。一：要实现数据的精确定位，收集数据发生的时间点信息很难；二：要实现动态数据的实时拟合，数据的精确配准很难；三：要实现动态信息的实时临床影像结果显示，全新动态算法的突破很难

Biograph mCT Flow以三大技术创新，实现了PET/CT连续进床扫描，完成了PET像CT一样扫描的突破。

磁力病人载控系统：(Magnetically Driven Patient Bed)

精确定位数据发生的时间点信息，来自于精确控制检查床的位置和速度：西门子采用＊＊的磁力驱动床取代传统皮带-齿轮传动病床，不仅让进床更平滑，同时加载精确化定位控制系统，整个系统让位移精度和进床速度都控制在亚毫米级；在扫描中，实现动态PET数据同步位置编码信息的共享储存。此外，病床零弯曲确保了PET与CT图像的准确融合。[1]

固态电子架构：(Solid-state Electronic Architecture)

实现及时且有效的动态数据整合，对于数据配准的精确度和处理能力要求很高：西门子采用了基于PETLINKTM数据流缓冲区(PETLINKTM Stream Buffer, PSB)固态电子架构体系，该体系能将连续进床扫描时产生的所有大数据，以＊快速度，＊完整的实时记录并随时处于预读取状态。 [2, 3, 4]

动态数据处理：(Dynamic Data Processing)

连续进床扫描带来的动态数据，催生了全新的处理算法：西门子FlowMotion动态数据处理算法将所有PMT性能差异，进床速度变化，不同位置信息的死时间、放射源衰变等等因素全部计算在内，识别动态相应线，完成归一化 (Normalization) 校准，将数据流模拟3D数据段，＊终获得重建数据 [5, 6] 。

PETCT步进式和连续式采集对照表
比较内容	步进式(S&S)	连续式(FlowMotion)
采集方式	床位数为单位(Bed/Min)	速度为单位(mm/s)
采集模板	采集模板固定	可依据不同病情选择＊适合的模板
采集范围	固定床位数 必须以床位为单位的扫描范围选择	自定义调节 在PET扫定位窗口中可以通过拖动虚线轻松的调整扫描范围的长度
采集时间	每床位固定	自定义调节
采集矩阵可变	不可以（固定）	可以根据用户需求在同一个患者的扫描中改变采集矩阵
重叠采集	绿色箭头和红色箭头分别为一个扫描床位，上下两个床位有重叠部分	无重叠
辐射剂量	多 由于床位设置，CT扫描范围必须迁就床位选择范围，导致不必要的辐射剂量	少 有效减少不必要的CT辐射剂量
病人体验	容易紧张，有顿挫感	舒适，无顿挫感
重建范围	固定	用户可自定义重建范围

由对照图可知FlowMotion采集的优点如下：

1、采集速度快  FlowMotion可＊＊设定采集范围，不同采集部位设不同速度，无床位重叠，大大缩短采集时间，提供每日检查通量。

2、辐射剂量低   FlowMotion能减少不必要的CT曝光剂量；

3、病人体验好   FlowMotion连续进床采集，采集速度更快，病人没有顿挫感；检查体验更舒适

4、融合更准确   FlowMotion磁力病人载控系统，连续进床，患者不易发生移动，融合＊＊度高；

5、图像质量佳   FlowMotion根据不同疾病及不同部位采集需求可设置不同的采集及重建参数，提高图像质量；

6、多样化采集   FlowMotion可调整采集矩阵，一次采集获得多样化数据，有利于精确诊断；

7、用户自主化   FlowMotion在采集和重建上，实现多方位用户自定义式操作。

除此以外，临床实践过程中，FlowMotion的应用被进一步拓展，由于扫描速度得到提升，可在药物注射后，进行反复多次PET全身快速成像，利用List Mode，整合单位时间数据，获得PET全身动态扫描结果。通过PET全身动态扫描，可以协助了解各个部位放射性同位素时间活度信息。可以说，这一应用的拓展，实现了PET从三维到四维的跨越。通过时间活度曲线图的分析，将推动临床对放射性同位素在体内，尤其是病灶部位分布及变化规律有进一步了解，通过计算机计算获得Patlak及拟合线，以此获得的同位素在不同部位的斜率及截值信息，提供既SUV以外更多的客观评价数值，甚至可能重新定义PET/CT临床诊断和进一步提升PET在疾病诊断中的价值。

近年来，随着FlowMotion技术的推广，国内外专家逐渐了解践行PET全身连续快速成像及PET全身动态扫描，其临床价值已经获得越来越多的认可，而这一技术的发展，也催生了临床应用习惯的改变，可以说是科研转化落地，＊终提升临床价值的典范。

（建议添加医院PET全身动态扫描结果及时间活动曲线）

参考文献：

Henley, Alan W., and Carlyle L. Reynolds, Patient bed for multiple position emission scans, U.S. Patent No. 6,885,165. 26 (2005).

J E Breeding, et al., PETLINK™ Stream  Buffer:  Using an FPGAbased RAID  Controller  with Solid-State Drives to Achieve Lossless,  High  Count-Rate  64-bit Coincidence Event Acquisition  for  3-D PET, IEEE Nuclear Science Symposium Conference Record 2011, MICI 8.M-184.

J F William, et al., Positron emission tomography event stream buffering, U.S. Patent No.   8,060,696  (2011).

J F William, et al., Tracking Coincidence Events in PET Even When Count Rates Are Extremely High: The Lost-Event Tally Packet Concept, IEEE Transactions on Nuclear Science 59:5, 1915 – 1919 (2012).

D F Newport., et al., CONTINUOUS TOMOGRAPHY BED MOTION DATA PROCESSING APPARATUS AND METHOD, Patent No. US 6,915,004 B2 (2005).

D Brasse, et al., Continuous bed motion acquisition on a whole body combined PET/CT system, IEEE Nuclear Science Symposium Conference Record 2: 951-955 (2002).