התקדמות הגלאים יכולה להוביל לסריקות רפואיות זולות וקלות יותר

Share on facebook
Share on twitter
Share on linkedin
Share on telegram
Share on whatsapp
Share on email
פרסומת
MAGNEZIX מגנזיקס


חוקרים בארה"ב וביפן הדגימו את תמונת החתך הרפואית הראשונה שאינה מצריכה טומוגרפיה, תהליך מתמטי המשמש לשחזור תמונות בסריקות CT ו-PET. העבודה, שפורסמה ב-14 באוקטובר ב-Nature Photonics, עשויה להוביל להדמיה רפואית זולה, קלה ומדויקת יותר.

ההתקדמות התאפשרה על ידי פיתוח של גלאי פוטון חדשים ומהירים במיוחד, אמר סיימון צ'רי, פרופסור להנדסה ביו-רפואית ולרדיולוגיה באוניברסיטת קליפורניה, דייויס ומחבר בכיר בעיתון.

"אנחנו ממש מדמיינים במהירות האור, שהיא משהו כמו גביע קדוש בשדה שלנו", אמרה שרי.

עבודת ניסוי הובלה על ידי Sun Il Kwon, מדען פרויקט במחלקה להנדסה ביו-רפואית של UC Davis ו-Ryosuke Ota ב-Hamatsu Photonics, יפן, שם פותחה טכנולוגיית גלאי הפוטונים החדשה. משתפי פעולה אחרים כללו קבוצות מחקר בראשות פרופסור יואיצ'י טמאגאווה מאוניברסיטת פוקוי, ועל ידי פרופסור טומויוקי האסגאווה מאוניברסיטת קיטאסאטו.

תהליך הטומוגרפיה נדרש לשחזור מתמטי של תמונות חתך מהנתונים בהדמיה המשתמשת בקרני רנטגן או בקרני גמא. בסריקות PET, מולקולות המתויגות בכמויות עקבות של איזוטופ רדיואקטיבי מוזרקות ונלקחות על ידי איברים ורקמות בגוף. האיזוטופ, כמו פלואור-18, אינו יציב ופולט פוזיטרונים כשהוא מתפרק.

זיהוי פוטון מהיר במיוחד

בכל פעם שאחד מהפוזיטונים הללו נתקל באלקטרון בגוף, הם משמידים זה את זה ובו זמנית פולטים שני פוטוני השמדה. מעקב אחר המקור והמסלול של הפוטונים הללו יוצר באופן תיאורטי תמונה של הרקמות המתויגות באיזוטופים. אבל עד עכשיו, חוקרים לא היו מסוגלים לעשות זאת ללא הצעד הנוסף של שחזור טומוגרפי, מכיוון שהגלאים היו איטיים מכדי לקבוע במדויק את זמני ההגעה של שני פוטונים ובכך לאתר את מיקומם על סמך הפרש הזמן שלהם.

כאשר פוטוני ההשמדה פוגעים בגלאי, הם יוצרים פוטוני צ'רנקוב המייצרים את האות. צ'רי ועמיתיו החוקרים הבינו כיצד לזהות את הפוטונים הללו של צ'רנקוב בדיוק תזמון ממוצע של 32 פיקושניות. משמעות הדבר היא שהם יכולים לקבוע היכן הופיעו פוטוני ההשמדה בדיוק מרחבי של 4.8 מילימטרים. רמה זו של מהירות ודיוק אפשרה לצוות המחקר להפיק תמונות חתך של איזוטופ רדיואקטיבי ישירות מפוטוני ההשמדה מבלי צורך להשתמש בטומוגרפיה.

בעיתון שלהם, החוקרים מתארים בדיקות שונות שערכו בטכניקה החדשה שלהם, כולל על אובייקט בדיקה המחקה את המוח האנושי. הם מרגישים בטוחים שבסופו של דבר הליך זה ניתן להרחבה לרמה הדרושה לאבחון קליני ויש לו פוטנציאל ליצור תמונות באיכות גבוהה יותר תוך שימוש במינון קרינה נמוך יותר. ניתן גם ליצור תמונות מהר יותר בשיטה זו, אולי אפילו בזמן אמת במהלך סריקת ה-PET, מכיוון שאין צורך בשחזור לאחר מעשה.

סריקות PET הן יקרות כיום ומוגבלות מבחינה טכנית במובנים מסוימים, שכן המידע המלא הקיים בזמן הנסיעה של פוטוני ההשמדה אינו נלכד בסורקים הקליניים הנוכחיים. תגלית חדשה זו כוללת מערך ציוד קומפקטי ויכולה להוביל לסריקות זולות, קלות ומדויקות של גוף האדם באמצעות איזוטופים רדיואקטיביים.

מחברים שותפים נוספים הם: אריק ברג ב-UC Davis; Fumio Hashimoto ו- Tomohide Omura, Hamamatsu Photonics; Kyohei Nakajima ו-Izumi Ogawa, University of Fukui.

המחקר נתמך בחלקו על ידי מענקים מה-NIH.

מקור הסיפור:

חומרים מסופקים על ידי אוניברסיטת קליפורניה – דייויס. מקור נכתב על ידי כריסטינה דפטולה. הערה: ניתן לערוך את התוכן לפי הסגנון והאורך.

.



קישור לכתבת המקור – 2021-10-29 20:40:34

Share on facebook
Facebook
Share on twitter
Twitter
Share on linkedin
LinkedIn
Share on telegram
Telegram
Share on whatsapp
WhatsApp
Share on email
Email
פרסומת
MAGNEZIX מגנזיקס

עוד מתחומי האתר