MR/PET成像平台的开发首次提供了真正的协同成像平台，其中来自每个组件模态的信息可用于改善其个体图像质量。例如，使用高分辨率MR成像扫描来改善PET图像的质量或者使用PET图像来抑制来自高度欠采样的动态MR成像扫描的欠采样伪像。目前，MR/PET系统的安装基础相对较小。然而，这两种方式提供的信息的互补性质以及收集同时信息中隐含的协同作用使得该平台成为诊断病症的首选。对于肿瘤成像，有几种应用可以使MR/PET技术因其改进的工作流程和功能而做出重大改进。可能从同时采集MR/PET的能力中获益的肿瘤学应用之一是肺癌。肺癌是西方世界癌症相关死亡的主要原因。早期发现肺癌具有挑战性，因为症状通常与其他常见的呼吸系统疾病非常相似。多排螺旋计算机断层扫描通常用于评估肺部疾病，并且可以常规进行而无需静脉造影剂给药和低辐射剂量。虽然计算机断层扫描对结节检测具有高度敏感性，但即使在原发性恶性肿瘤的情况下，它在区分恶性结节和良性结节方面的特异性也有限。用流式脱氧葡萄糖F18PET评估肺结节内的代谢活动与计算机断层扫描相比，通常可以改善鉴别良性和恶性结节，56使PET/CT成为评估许多原发性恶性肿瘤全身转移负担的首选方式。
　　 然而，大家担心PET/CT在肺亚厘米的检测和表征中的准确性。具体地，直径小于1厘米的结节具有高假阴性率。78对于小病灶，FDGPET的高假阴性率似乎与呼吸和心脏运动以及使用常规PET/CT扫描仪时获取PET和CT图像的顺序性质有关。研究表明当使用外部监测装置进行呼吸运动校正时，肺结节PET/CT中标准摄取值量化的轻微改善。因此，运动校正的PET重建可以潜在地改善肺结节的检测和表征。
　　 混合PET/MR系统允许同时采集PET和MR成像。已经表明，与自由呼吸径向T1加权MR采集同时进行的PET采集具有与用于FDG-狂热病变和大于5厘米的病变的PET/CT相似的精确度。然而，尽管同时采集了PET和MR，但混合PET/MR对于未显示FDG亲合力的小肺结节具有低灵敏度。因此，类似于PET/CT，常规同时PET/MR对于小肺结节的检测和表征仍然有限，因为它无法可靠地检测小病灶中的FDG摄取，这可能与运动模糊和呼吸有关运动。
　　 腹部运动仍然是PET图像重建的一个突出问题，特别是在不适用刚体近似的腹部。先前用于PET图像重建的大多数运动校正算法依赖于使用回顾性校正，其中数据根据获取的时间相对于呼吸周期的阶段进行分组，如通过附加运动跟踪装置。在该设置中，对应于不同数据采集时间的列表模式数据集的不同段通常将被分组在一起，而不管呼吸运动是周期性的或生理过程是否静止。结果是，这种算法的性能是高度可变的，因为它在很大程度上取决于整个检查过程中呼吸运动的可重复性。不幸的是，研究表明呼吸运动对于健康的人类控制而言差异很大，对于那些存在病变的个体而言则更是如此。因此，通过外部跟踪装置进行的呼吸运动校正效果有限13并继续成为PET图像重建领域的积极研究领域。因此，没有处理这一挑战的标准。
　　 第一个系统原型交付后不久就引入了MR/PET数据的运动校正算法。在MR/PET的设置中，使用同时采集模式，由此同时采集MR和PET数据，允许使用MR信号跟踪呼吸运动。可以前瞻性地和回顾性地使用基于MR的跟踪信息。在概念上，与先前用于PET/CT的那些非常相似，其中数据再次被回顾性地重新排序。因此，这些算法易于实现，但效果有限，因为它们仍然存在前面提到的一些限制。
　　 前瞻性运动校正算法依赖于关于腹部变形的连续信息来生成运动场，然后可以使用该运动场动态地扭曲系统矩阵，以便所有列表模式数据可以固有地核心配准到单个运动状态或门。因此，它们不需要呼吸运动是周期性的，并且还可以在动态研究期间通过简单地将列表模式数据合并用于生理上适当的时间窗来使用。这种方法在概念上与本卷其他地方提出的方法不同。因此，稍后将介绍其基本要素。
　　 为了使用这种方法获得单动自由PET重建，传统的直线模型通过运动分量扩展，其中呼吸运动信息被整合在PET系统矩阵内。为此，期望最大化算法
　　 说明了预期弹性体运动校正方法的基本要素。在该方法中，列表模式PET数据根据对象在其获取时的变形被分配系统矩阵，如从基于MR的信号识别的。当存在运动时，这相当于响应线的弹性变形，从而将对象映射到其原始配置。当运动是周期性的时，这种方法在功能上等同于回顾性运动校正。然而，当呼吸不规则时，只要可以从MR成像信号容易地识别腹部的配置状态，它仍然允许校正PET计数。
　　 所有数据均在MR/PET扫描仪上收集。该系统由全身3-T扫描仪组成，该扫描仪配有与MR成像兼容的PET子系统。PET子系统依赖于与雪崩光电二极管闪烁探测器耦合的正硅酸l晶体阵列。MR和PET子系统在电气和机械上都是独立的，这允许获取两种模态的同时数据。PET子系统具有488个单独的探测器根据机构审查委员会批准的方案招募患者。
　　 使用三维径向T1加权序列和列表模式数据获取同时MR/PET数据。径向序列使用黄金角度增量对XY平面中的一组平行盘进行采样，径向视图和沿Z轴的标准相位编码步骤。该序列是自导航的，提供了根据它们在呼吸循环中的位置来定购所获取的视图的能力。然后使用压缩感测算法重建图像以获得2×2×4厘米3的有效空间和时间分辨率分别为3秒。k空间中的所获取的每条线在PET列表模式数据中被时间索引，从而可以准确地建立所获取的线和响应线之间的时间对应关系。在重建根据它们在呼吸循环中的相位排序的视图时，计算提供从每个呼吸有序运动状态到参考状态的非弹性变换的变换矩阵。然后，这些运动矢量提供扭曲响应线的处方。
　　 稳定呼吸运动对回顾性重新排序性能的影响，其中MR衍生的呼吸有序信号是针对2个不同的受试者呈现的，呼吸周期差异很大。对于具有更规律的呼吸循环的受试者，PET计数可以更均匀地分布在5个呼吸门上。结果，运动校正导致图像质量的可测量的改善。对于呼吸周期较少的受试者，呼吸循环的不规则性导致大量PET计数错误分配;结果，运动校正导致图像质量的不显着改善。这些图像说明了预期呼吸运动校正方案的概念优势的重要性以及回顾性运动校正方法的固有缺点。
　　 如前所述，通过使用组合的MR/PET平台可以显着改善肺结节检测。这一点由此呈现来自肺部怀疑恶性肿瘤的受试者的PET图像。受试者的呼吸运动导致来自小病变的信号显着模糊，因此评估的标准摄取值不能保证积极的行动过程。在运动校正上，模糊显着减少，导致病变定位改善以及示踪剂摄取的定量评估得到改善。
　　 基于MR/PET的运动校正的改进的小病变检测的另一示例。与前一种情况一样，通过使用来自k空间中心的信号对MR成像数据进行回顾性重新排序来利用运动信息来合成5个运动状态。此时，尽管损伤尺寸小，但在通过使用运动校正算法改善图像中的模糊之后，可以观察到标准摄取值的相当大的改善。
　　 20世纪90年代后期PET/CT平台的发展清楚地说明了结合具有固有补充信息的图像模态的临床吞吐量和诊断优势。PET/CT平台的发展动力虽然概念简单，但却导致PET/CT技术广泛应用于传统的PET扫描。然而，多年来，PET和CT采集的连续性以及保持CT采集时间短的需要，不允许PET/CT组件模式之间真正的协同相互作用，其中组合平台允许更好地生成图像比单独使用每种模态单独获取的图像。
　　 MR/PET是第一个混合成像平台，其中当各个成像模态的显着特征以协同方式组合时，可以为其每个组件模态生成的图像原则上可以具有改进的质量。在MR/PET中，这主要是由于采集的同时性质，其允许收集关于具有固有时间和空间共定位的成像体积的信息。这种共定位允许利用采集物理和几何中的差异来改善图像质量。MR/PET最直接的优势之一源于MR的采集速度和可定制的采集策略。特别，通过与PET事件的检测完全同步地快速获取图像，可以近实时地使用关于成像体积的几何配置的信息来补偿腹部运动的有害影响。上述示例说明了可以利用这些能力所带来的收益而没有整体数据采集时间的固有负担。
　　 诸如在前述示例中使用的自导航成像序列表示用于在组合MR/PET扫描中集成运动校正能力的理想车辆。然而，存在从MR成像信号收集运动信息的其他选项，其可能潜在地导致用于评估成像体积的几何变化的更全面和稳健的手段。尽管这些方法仍处于早期开发阶段，但初步结果表明它们对评估不规则和非平稳运动具有内在优势。总体而言，迄今为止所展示的技术发展和实验结果表明，PET运动校正可能是MR/PET平台最强大和最突出的特征之一。最初的临床经验表明，从这种方法中可以获得相当大的益处，对患者工作流程的干扰非常小。在撰写本文时，设备制造商正在积极评估与此处介绍类似的方法的商业原型。