J-PET原型设备的临床应用 (JPETClinic)

J-PET 扫描仪是世界上第一台基于塑料条闪烁体的正电子断层扫描仪，用于测量正正电子 (o-Ps) 原子的寿命。 这是一款模块化扫描仪，由克拉科夫雅盖隆大学实验粒子物理和应用系设计和安装。 J-PET 扫描仪基于 2014 年和 2016 年获得专利的技术。

与诊断中常用的 PET 扫描仪不同，J-PET 扫描仪具有三个重要特征：

1. J-PET 闪烁体由塑料制成，而不是常规 PET 扫描仪中使用的生产成本高昂的 LSO（氧原硅酸镥）或 LYSO（氧原硅酸钇钇）闪烁晶体；
2. J-PET 是模块化的，可以适应患者的体型并扩展到全身 PET 扫描仪，因为：
3. J-PET 可用于测试称为“正电子生物标记物”的附加参数，该参数迄今为止尚未使用。

广告。 1. 传统PET扫描仪使用LSO或LYSO闪烁晶体，利用光电效应将伽马光子转换为荧光光子，以获取正电子湮没（e+）过程中发射的伽马光子的能量、时间和位置信息，通过使用适当的 e+ 发射放射性药物。 J-PET中使用的塑料闪烁体利用了康普顿效应，即高能光子在闪烁体的自由或弱束缚电子上发生散射的现象。

广告。 2. 模块化 J-PET 扫描仪还可以轻松地与现有计算机断层扫描 (CT) 系统集成，从而可以同时进行两种类型的检查。

广告。 3. J-PET扫描仪采用正电子成像。 PET 技术使用发射正电子辐射 (β+) 的放射性同位素。 传统 PET 扫描仪对电子 (e-) 和正电子 (e+) 湮灭产生的伽马射线光子的分布进行成像。 湮灭之前可能会出现正电子原子，这是一种由电子 (e-) 及其反粒子 - 正电子 (e+) 组成的准稳定系统，在患者体内发生的所有湮灭事件中，大约有 30-40% 会出现这种情况。 。

通过正电子素原子的状态发生这种湮灭的时间取决于是否会产生一个正电子素，其中e-和e+将具有平行自旋（三重态↑↑，该系统称为正电子素 - o-Ps）或反平行自旋（状态单线态 ↑ ↓，该系统称为对正电子 - p-Ps）。 o-Ps 在真空中的平均寿命（142 纳秒 [ns]）比 p-Ps 的平均寿命（125 皮秒 [ps]）长 1000 倍以上。 o-Ps 在真空中的平均寿命（142 纳秒 [ns]）比 p-Ps 的平均寿命（125 皮秒 [ps]）长 1000 多倍。 第二个区别是 o-Ps 湮灭发生在 3 个光子以上，这是迄今为止传统 PET 尚未检测到的。 o-Ps 原子的湮没时间可以作为一个额外的诊断参数（“正电子生物标志物”），在 J-PET 扫描仪中进行测量和分析。

这种“正电子生物标记物”在病变检测、图像质量和量化方面的临床应用尚未确定，而本研究旨在解决这一问题。