近日，核技术应用研究中心团队在分子影像技术领域取得重要突破，相关研究成果以《Performance evaluation of a small-animal PET scanner with 213 mm axial length using NEMA NU 4-2008 standards》为题，发表于《Medical Physics》期刊。
正电子发射断层成像(PET)作为功能成像的核心技术，在肿瘤诊疗、神经科学及心血管疾病研究中具有不可替代性。基于啮齿类动物与人类的高度生理病理相似性，小动物PET成像已成为疾病机制研究和药物研发的关键手段。然而，当前国际主流小动物PET设备普遍存在两大技术瓶颈：1)轴向长度无法满足大鼠全身成像需求;2)长轴设备大角度符合影响空间分辨与灵敏度等问题，严重制约多器官动态示踪研究。
核技术应用研究中心团队攻克了长轴PET成像中灵敏度与空间分辨率相互制约的难题，成功研制全球首台兼具长轴向视野与高灵敏度的动物专用PET系统。该设备核心参数为：内径142 mm，轴向长度213 mm。依据国际标准NEMA NU 4-2008测试，其空间分辨率达0.88 mm(国际同类最优水平)，系统灵敏度突破10.31%(超现有长轴设备30%以上)，大鼠全身成像计数率高达682 kcps。通过优化晶体阵列排布和深度效应补偿算法(图1)，显著提升大视野成像的信噪比与定量精度。
基于该设备成功实现了SD大鼠全身动态代谢成像(图2)，成像结果清晰呈现了18F-FDG示踪剂从尾静脉注射后，经心脏循环至肝肾代谢的全过程，在单台设备上经单次扫描完成了大鼠多器官药代动力学连续监测。该技术突破为多靶点示踪成像、肿瘤转移机制研究及新药疗效评估提供了高精度研究平台，相关技术已申请国家发明专利3项。
我所博士生韦庆为该论文第一作者，章志明研究员为通讯作者。上述工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、山东省自然科学基金、中国科学院科研仪器设备研制项目的支持。
图1 长轴动物PET扫描仪
图2 大鼠全身动态成像结果
