黑科技!20秒全身3D成像的PET掃瞄儀來了
2019年06月21日14:10

  來源:Nature自然科研

  經過改良的全新掃瞄儀可降低輻射劑量,因而大大拓寬其了應用範圍。

  一款最新的醫學成像設備只需20秒就能完成全身3D掃瞄,不久或將在研究和臨床領域得到廣泛應用。

一款經過改良的醫療設備只需要幾十秒鍾便能完成全身掃瞄,圖為該設備生成的掃瞄圖像。 來源:加州大學戴維斯分校、複旦大學附屬中山醫院、聯影醫療
一款經過改良的醫療設備只需要幾十秒鍾便能完成全身掃瞄,圖為該設備生成的掃瞄圖像。 來源:加州大學戴維斯分校、複旦大學附屬中山醫院、聯影醫療

  傳統的正電子發射斷層掃瞄儀(PET)一般需要20分鍾的成像時間,而這款經過改良的PET掃瞄儀比傳統掃瞄儀速度更快,輻射劑量也更低。在美國國立衛生研究院近日舉辦的“高風險高回報研究研討會”上,研究人員展示了這一設備生成的最新視頻。

  美國約翰·霍普金斯大學兒科醫生、傳染病醫生Sanjay Jain表示,新設備特別適合用來給兒童成像,因為兒童通常會在掃瞄儀中亂動,影響測量數據;此外,該設備還能用來研究藥物在體內的輸送過程。

  標準的PET掃瞄儀一般需要醫生先將放射性示蹤劑注入被檢查人員的體內,再使用掃瞄儀對γ射線進行檢測。人體內的細胞會攝取並分解這些放射性分子,期間釋放出兩條γ射線。人體周圍的環狀探測器通過測量射線釋放的角度和速度,重構射線來源,為代謝分子的細胞構建3D圖。

  掃瞄儀的環只有25釐米厚,因此,醫生每次只能對一小部分身體部位進行成像。而示蹤劑分子的衰變速度很快,這也就意味著信號的消失速度很快。因此,如果要擴大成像面積,就需要給掃瞄對象注射更多的放射性分子,並讓掃瞄部位在環里來回移動。

  加州大學戴維斯分校的生物醫學工程師Ramsey Badawi和同事通過將8個PET掃瞄儀的環與一個2米長的管道相連,實現了一次性的全身成像。新型掃瞄儀只需傳統掃瞄儀1/40的時間和1/40的輻射劑量就能生成圖像,真正降低了輻射風險。研究人員還能讓掃瞄對像在掃瞄儀中停留更長時間,拍下動作捕捉圖像,從而觀察放射性示蹤劑是如何在體內擴散的。

  去年12月,美國食品和藥品監管局已經批準在美國境內使用這款改良掃瞄儀。Badawi計劃下個月在加州進行首次實際應用。

  賓夕法尼亞大學的放射科專家Abass Alavi說:“全身掃瞄儀是醫學成像領域的又一次飛躍。”目前,他正在與Badawi合作,利用改良的PET掃瞄儀研究動脈粥樣硬化。

  Alavi說,醫生將來或許能通過這個2米長的設備確定特定藥物是否有助於治療這種動脈堵塞性疾病。Badawi說,傳統的PET掃瞄儀由於成本和輻射問題,一般不做此用。

  Jain希望這款改良設備可以用來測試他所開發的一種只會被細菌細胞攝取而不會被哺乳動物細胞攝取的放射性糖類示蹤劑。將這種示蹤劑注射入疑似細菌感染的患者體內,就能找到細菌最集中的位置。此外,Jain的實驗室還在開發可以區分不同類型細菌的指示劑。作為一名研究人體內藥物輸送過程的人,他說這款改良的PET掃瞄儀“對於像我一樣的人來說就是夢想成真”。

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