เครื่องสแกน PET แบบจุดดูแลให้การถ่ายภาพแบบโต้ตอบ

เครื่องสแกน PET แบบจุดดูแลให้การถ่ายภาพแบบโต้ตอบ

เทคโนโลยีการถ่ายภาพระดับโมเลกุล เช่น PET ถูกนำมาใช้ ในการวินิจฉัย ภายในร่างกายการประเมินการลุกลามของโรค และแนวทางการรักษา PET ยังให้ศักยภาพในการถ่ายภาพของแกนด์ theranostic ที่ปัจจุบันอยู่ระหว่างการพัฒนาสำหรับการรักษาเฉพาะบุคคล อย่างไรก็ตาม ระบบ PET ทั้งตัวแบบมาตรฐานนั้นจำเป็นต้องติดตั้งในห้องสแกนขนาดใหญ่โดยเฉพาะ 

และอาจไม่ใช่วิธีที่คุ้มค่าที่สุดในการสนับสนุน

การแปลลิแกนด์ PET แบบใหม่ นอกจากนี้ การย้ายผู้ป่วยไปยังเครื่องสแกนไม่สามารถทำได้เสมอไป

สิ่งที่จำเป็นคือเครื่องสแกน PET แบบพกพาและอเนกประสงค์ที่สามารถนำไปให้ผู้ป่วยเพื่อถ่ายภาพที่ข้างเตียงหรือในห้องทรีตเมนต์ ทีมงานจากมหาวิทยาลัยวอชิงตันในเซนต์หลุยส์กำลังพัฒนาอุปกรณ์ดังกล่าว นั่นคือเครื่องสแกน PET แบบ point-of-care (POC) สำหรับการถ่ายภาพระดับโมเลกุลด้วยโทโมกราฟิก 3 มิติ POC-PET ขนาดกะทัดรัดจะใช้การสร้างภาพขึ้นใหม่อย่างรวดเร็วเพื่อให้การตอบกลับแบบสดแก่ผู้ปฏิบัติงาน ทำให้การสแกนแบบโต้ตอบเพื่อปรับคุณภาพของภาพให้เหมาะสมที่สุด

หยวนจวนไท่

หยวน-ชวนไท กล่าวว่า “POC-PET อาจถูกใช้เพื่อให้ข้อเสนอแนะแบบเกือบเรียลไทม์เพื่อทำความเข้าใจและเพิ่มประสิทธิภาพการส่งมอบแกนด์ theranostic ใหม่ในระยะการพัฒนา “นอกจากนี้ยังอาจใช้เพื่อตรวจสอบการจัดส่งหรือปรับแต่งขนาดยาของแกนด์ theranostic เพื่อปรับโปรโตคอลการรักษาและสนับสนุนยาเฉพาะบุคคล”

อุปกรณ์ต้นแบบTai และเพื่อนร่วมงานได้สร้างต้นแบบ POC-PET ที่พิสูจน์แนวคิดโดยใช้เครื่องตรวจจับ PET แบบระนาบสองเครื่องซึ่งแต่ละเครื่องประกอบด้วยอาร์เรย์คริสตัล LYSO ขนาด 48 × 48 ควบคู่กับหลอดโฟโตมัลติเพลเยอร์ เครื่องตรวจจับหนึ่งตัวติดอยู่กับระยะการหมุน และตัวที่สองติดตั้งบนแขนหุ่นยนต์อิสระหกองศา ทำให้สามารถรวบรวมเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นโดยบังเอิญจากหลายมุมรอบเป้าหมายได้

นักวิจัยได้ใช้เอ็นจิ้นการสร้างภาพ 3 มิติที่รวดเร็ว 

ซึ่งใช้กับหน่วยประมวลผลกราฟิกหลายตัว (GPU) เพื่ออ่านเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นโดยบังเอิญและเรขาคณิตของเครื่องตรวจจับ และทำการสร้างใหม่ในโหมดรายการโดยใช้เมทริกซ์ระบบที่เรียบง่าย เมทริกซ์ของระบบจะคำนวณแบบทันที โดยอิงตามตำแหน่งของเครื่องตรวจจับที่เปลี่ยนไป เนื่องจากข้อมูลถูกรวบรวมและสร้างใหม่อย่างต่อเนื่อง ระบบจะแสดงภาพที่อัปเดตแบบเกือบเรียลไทม์

ในการจำแนกลักษณะของต้นแบบ นักวิจัยได้ถ่ายภาพแหล่งกำเนิดระนาบระหว่างเครื่องตรวจจับก่อน ภาพน้ำท่วมแสดงให้เห็นว่ามีเพียงคริสตัลขนาด 38 × 38 ตรงกลางในแต่ละอาร์เรย์เท่านั้นที่สามารถแก้ไขได้อย่างชัดเจนและใช้สำหรับการทดลองถ่ายภาพครั้งต่อไป เครื่องตรวจจับ PET แสดงเวลาในการแก้ปัญหาโดยบังเอิญ (CRT) ที่ประมาณ 740 ps FWHM สำหรับผลึกส่วนกลาง

จากนั้น พวกเขาใช้ POC-PET เพื่อสร้างภาพหลอนทรงกระบอกที่มีเนื้องอกทรงกลมเก้าก้อน (เส้นผ่านศูนย์กลาง 3.6–11.4 มม.) ที่เต็มไปด้วย สารละลาย 64 Cu พวกเขาย้ายเครื่องตรวจจับทั้งสองไปยังตำแหน่งที่แตกต่างกันเจ็ดแห่งและรวบรวมเหตุการณ์บังเอิญจาก 27 มุมสุ่มตัวอย่าง

เหตุการณ์ในโหมดรายการที่สร้างขึ้นใหม่โดยไม่มีข้อมูล TOF มีสิ่งประดิษฐ์ที่มองเห็นได้ บวกกับจุดร้อนนอกภาพหลอน ในทางตรงกันข้าม รูปภาพที่สร้างใหม่ด้วยข้อมูล TOF ได้ลดสิ่งประดิษฐ์ลงอย่างมาก การสร้างภาพขึ้นใหม่โดยใช้ GPU ใช้เวลาประมาณ 48 วินาทีสำหรับการทำซ้ำ 10 ครั้ง

ภาพหลอนในการประเมินการสแกนเชิงโต้ตอบที่เสนอ 

นักวิจัยได้แบ่งข้อมูลโหมดรายการจำลองออกเป็น 6 กลุ่มและสร้างภาพใหม่ 6 ภาพโดยเพิ่มชุดข้อมูลครั้งละหนึ่งชุด โดยมีหรือไม่มีข้อมูล TOF (โดยใช้ CRT 300 ps) ข้อมูลสี่หรือห้ากลุ่มก็เพียงพอแล้วที่จะได้ภาพที่มีประโยชน์ และการสร้างใหม่โดยใช้ข้อมูล TOF แสดงให้เห็นสิ่งประดิษฐ์ที่น้อยลง เวลาในการสร้างใหม่ประมาณ 65 วินาทีสำหรับการทำซ้ำสิบครั้ง

Tai ตั้งข้อสังเกตว่าเครื่องตรวจจับที่มี CRT ต่ำกว่า 300 ps มีวางจำหน่ายทั่วไปแล้ว และกำลังกลายเป็นมาตรฐานอุตสาหกรรมสำหรับ PET ทางคลินิก “มันไม่ง่ายเลยที่จะบรรลุ 100 ps CRT ถึงกระนั้น” เขากล่าว “อย่างไรก็ตาม การจำลองของเราแนะนำว่า 300 ps CRT จะเพียงพอต่อการสร้างระบบ POC-PET ที่มีประโยชน์”

ในที่สุด ทีมงานได้จำลองภาพหลอนลำตัวขนาดเท่าร่างกาย (ที่มีเนื้องอกขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 4-11 มม.) ที่ถ่ายภาพโดยระบบ POC-PET ที่ใหญ่ขึ้น สแกนเนอร์มีแผงด้านหน้าที่มีโมดูลตรวจจับ PET ขนาด 4×6 โดยแต่ละโมดูลมีคริสตัล LYSO ขนาด 32×32 และแผงด้านหลังที่มีโมดูลเครื่องตรวจจับ PET ขนาด 3×8 แต่ละโมดูลทำจากคริสตัล LYSO ขนาด 16×16

นักวิจัยสร้างภาพหลอนจากสี่มุม สร้างเหตุการณ์โหมดรายการขึ้นใหม่จากมุมสุ่มตัวอย่างหนึ่ง แล้วเพิ่มมุมเพิ่มเติมจนกว่าจะรวมเหตุการณ์ทั้งหมด การสร้างภาพใหม่ใช้เวลา 55 วินาทีสำหรับมุมเดียว และ 108 วินาทีเมื่อใช้ข้อมูลทั้งหมด พวกเขาสังเกตว่าถึงแม้จะมีมุมสุ่มตัวอย่างเพียงสามมุม แต่เนื้องอกส่วนใหญ่ก็สามารถแก้ไขได้ การใช้มุมสุ่มตัวอย่างสี่มุมระบุเนื้องอกทั้งหมดได้อย่างชัดเจน ผลลัพธ์เหล่านี้ชี้ให้เห็นว่าระบบ POC-PET ความไวสูงสามารถโต้ตอบกับภาพวัตถุขนาดร่างกายในเวลาน้อยกว่า 7 นาที

ขณะนี้นักวิจัยกำลังมองหาเงินทุนเพื่อพัฒนาต้นแบบผลิตภัณฑ์ “เราคิดว่าเครื่องสแกน POC-PET ทางคลินิกอาจมีแผงที่สามารถติดตั้งไว้หลังเก้าอี้ (หรือเตียง) และแผงตรวจจับที่เคลื่อนที่ได้” Tai บอกกับPhysics World “เครื่องนี้มีขนาดเล็กกว่าการออกแบบเครื่องสแกน PET ขนาดมาตรฐานสำหรับร่างกายอย่างมาก และมีศักยภาพสูงสำหรับการใช้งานภาพโมเลกุลในอนาคต”

“การเกิดขึ้นของแถบแบนเหล่านี้จึงไม่ใช่แค่เรื่องของคุณสมบัติของวัสดุทางวิศวกรรมตามที่คิดไว้ก่อนหน้านี้ แต่ยังเกี่ยวข้องกับความเรียบของระดับรถ Landau ต่ำสุดและมีการเชื่อมต่อที่ซ่อนอยู่ลึกกับฟังก์ชันคลื่นควอนตัมฮอลล์บนพรู” Kruchkov กล่าว .

Credit : เกมส์ออนไลน์แนะนำ >>>สล็อตเว็บตรง