电子磁共振应用范围 一文带您了解——正电子发射型磁共振成像系统（PETMR）

一文带您了解——正电子发射型磁共振成像系统（PETMR）

杨大爷（化名）因左侧肢体无力、晨起突发意识不清来到大医一院急诊就诊。MR检查发现右侧额叶肿物，是肿瘤脑转移还是脑内原发肿瘤，一时间难以确定。由于这两种疾病治疗方法不同，临床医生建议行PET进行全身扫描，杨大爷随后来到核医学科检查。PET/MR提示除右额叶肿物，全身其他各部位未见恶性肿瘤征象，从而确定右额叶肿物为脑内原发肿瘤，核医学科医生结合肿物的PET及MR影像特点，考虑为胶质母细胞瘤。杨大爷在得到明确诊断后，立刻进行了手术治疗，术后恢复良好出院。

上述的PET/MR究竟是什么？

它有哪些诊断优势？

又适用于哪些疾病诊疗呢？

什么是PET/MR？

PET/MR是把正电子发射计算机断层扫描仪（PET）与磁共振成像系统（MR）有机的整合在一起，实现一次扫描同时获得两种模态数据，是目前世界上最先进的分子影像学检查设备，是高端医学影像诊断设备领域最尖端技术的代表。临床上，因PET/MR独特的成像优势，在越来越多的疾病诊疗过程中发挥愈加重要的作用。

联影“时空一体”超清TOF PET/MR uPMR 790

PET/MR有哪些优势？

PET/MR整合了PET和MR双模态成像的优势，既结合了MR系统的软组织高分辨率、多参数多功能成像特性，又结合了PET系统的放射性示踪剂高灵敏度、数据半定量化特性，实现在分子水平对疾病进行功能代谢及形态结构的成像检查，其优势主要有：

⬥ 更加精准：真正实现一体化协同采集，实现时间分辨率极速融合、空间分辨率精准匹配。

⬥ 更加高效：PET/MR一次检查可获取完整的解剖、功能、生理信息，完美实现解剖结构与代谢功能信息的实时精准融合。

⬥ 更多信息：PET利用多种特异性分子探针显示病灶分子代谢、受体表达、蛋白活性状态等，MR多参数多序列成像充分显示组织成分特征，从而提供更丰富的信息。

⬥ 更加安全：PET/MR中MR部分无辐射，与PET/CT相比，大幅度减低了对人体的辐射损伤，更适合儿童、需要多次复查的肿瘤患者、以及肿瘤高危人群的筛查。

PET/MR适用于哪些疾病的诊疗？

PET/MR与其它影像设备相比具有明显优势，在临床有着广泛的应用：

与PET/CT肿瘤显像比较，在寻找原发灶方面，PET/MR更容易 发现脑、肝脏、泌尿系统、胰腺及前列腺等脏器的原发肿瘤；

在肿瘤全身分期方面，对脑转移瘤、肝转移瘤、肾转移瘤等诊断灵敏度更高 ；

在肿瘤局部分期方面，对前列腺癌、子宫内膜癌、宫颈癌及直肠癌等肿瘤更准确 ；

在阿尔茨海默病、帕金森综合征等神经系统退行性病变、癫痫的定位诊断以及心肌灌注及心肌活力评价、心室功能评估、心肌病的辅助诊断方面，PET/MR也具有明显优势 。

大医一院作为辽南地区首家一体化PET/MR装机的单位，前期试运行阶段已完成千余例次显像，积累了丰富的PET/MR显像及诊断经验，现在已正式投入临床使用。未来，我们将不断整合资源，力求在肿瘤、神经、心血管等疾病的临床及科研领域取得更大的突破，进一步提升医院以及辽南地区整体医疗水平，助力精准医疗迈上新的台阶。

电子顺磁共振（EPR）原理及应用

电子顺磁共振（Electron Paramagnetic Resonance，简称EPR），亦称“电子自旋共振” (ESR)，是由不配对电子的磁矩发源的一种磁共振技术，是研究化合物或矿物中不成对电子状态的重要工具。可用于从定性和定量方面检测物质原子或分子中所含的不配对电子，并探索其周围环境的结构特性。

01 EPR原理

在垂直于B0的方向上施加频率为hv的电磁波，当满足hv=gβB0时，处于两能级间的电子发生受激发跃迁，导致部分处于低能级中的电子吸收电磁波的能量跃迁到高能级中，这就是顺磁共振现象。受激跃迁产生的吸收信号经电子学系统处理可得到EPR吸谱线。

g为波谱分裂因子，简称g因子或g值；β为电子磁矩的自然单位，称玻尔磁子。g因子和A值是EPR谱图中两个最重要的信息，通过测试g因子和A值可以判断出单电子的类型，可能的结构信息，然后通过计算及模拟得出准确结构。

02 EPR研究对象

1.自由基 :分子中含有一个未成对电子的物质，如二苯苦基肼基(DPPH)，三苯甲基，都有一个未成对电子。

2.双基(Biradical)或多基(Polyradical) :在一个分子中含有两个或两个以上未成对电子的化合物，但它们的未成对电子相距较远，相互作用较弱。

3.三重态分子(tripletmolecule) :这种化合物的分子轨道中含有两个未成对电子，且相距很近，彼此之间有很强的相互作用。如氧分子，它们可以是基态或激发态。

4.过渡金属离子和稀土离子 :这类分子在原子轨道中出现未成对电子，如常见的过渡金属离子有Ti3+(3d1)， V3+(3d7)等。

5.固体中的晶格缺陷 ，一个或多个电子或空穴陷落在缺陷中或其附近，形成了一个具有单电子的物质，如面心、体心等。

6.具有奇数电子的原子 ，如氢、氮、碱金属原子。

03 EPR应用

1.自由基中间产物的直接检测和分析

用EPR检测自由基是一种快速的、直接有效的方法，实验中将所得EPR波谱中相应吸收峰的g因子计算出来，通过与标准值比较，估算是哪种自由基，再通过化学手段消除自由基以验证上面的推断。

2.瞬态自由基的EPR检测方法及应用

自由基捕捉技术与EPR相结合的方法具有检测灵敏度高、特异选择性强和分析结果可靠等优点，被广泛用于寿命短、稳态浓度低的瞬态自由基的检测，在许多涉及细胞甚至动物体系以及化学反应机制的研究中都得以广泛应用。瞬态自由基的EPR检测的实验方法是：首先设计并合成一种能够捕获自由基的探针分子，这种探针分子必须能够快速捕获反应过程中产生的瞬态自由基，然后用EPR对捕获反应加合物的分子结构进行解析，通过逐一鉴定EPR谱线上各峰对应组分结构，推断并鉴定。

3.顺磁离子配合物的EPR谱研究

顺磁离子配合物的EPR谱研究是将顺磁性金属离子作为结构探针，与蛋白质等有机物结合，形成配位结构，通过研究顺磁离子配合物的EPR图谱能够获取配合物的分子的自旋态、配位结构和电子能级等重要信息。顺磁性离子EPR波谱的解析依赖于配合物的构型与d电子及缺陷的分布，通过对理论计算的方法的研究，能够较为深入地解析多种过渡金属离子及其化合物在不同配位场作用下的EPR信号特征及催化性能研究。

4.固体中的晶格缺陷

一个或多个电子或空穴陷落在缺陷中或其附近，形成了一个具有单电子的物质，如面心、体心等。或因为原子缺少引起的含有单电子的原子缺陷。

5.电子顺磁共振在工农业生产中的应用

电子顺磁共振在实际工农业生产中具有非常多的应用，包括食品与自由基、啤酒酿造过程中的质量控制、辐照剂量计、考古年代的测定、检测烟草自由基、种子和花粉最佳储藏条件的预测等等。

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