扫描的创新可以提高个性化医疗

以下研究Ge Wang弗吉尼亚理工大学的生物医学成像中心主任是记录在最近的一篇论文,发表在《公共科学图书馆期刊。

多个主要的集成层析扫描到一个框架”是一种新的思维方式的生物医学成像的世界”,并发展成为“大融合”许多成像模式称为“omni-tomography,”王解释说,这篇文章的主要作者。

王有“第一次”的历史影像世界,包括螺旋第一篇论文摘要多层/ cone-beam CT(计算机断层扫描)在1991年,2004年生物发光断层扫描,和内部断层扫描是在2007年。

“生物医学成像的圣杯是一个集成系统能够生产层析,同时,动态观察体内高度复杂的生物现象,”王说。

目前,二重形式等成像正电子发射断层扫描和磁共振成像(PET / MRI)是“提供一个强大的协同效应的例子”,使用这两个作为混合动力技术在肿瘤学和心脏病学评估问题时,王说。“不再有孤独的宠物扫描仪。今天都加上电脑断层扫描仪,”王补充说。

在过去的十年中,王先生和他的同事们调查方法来融合各种扫描技术。最近,他们感兴趣超越双模成像,并发现omni-tomography的使能技术是“内部断层”,允许多个主要的层析扫描仪集成到一个架构。

他解释说,许多癌症或心脏病的现实问题是局部或经常观察到在一个相对较小的区域(ROI)在一个人类的身体中。为了获得一个理论上精确重建这个小区域,小王和其他人已经表明,通过使用一些先验知识和共同性质的ROI,他们可以从收集的数据精确重建ROI窄x射线覆盖的ROI。

“我们称之为新方法“内部断层”,”王说。”在我们的最新作品,提升内部断层一般从它的起源在x射线CT层析成像原理,并展示其有效性为不同的层析方法包括单光子发射计算机断层扫描(SPECT),核磁共振,相差断层,”王说。

因为内部层析成像可以理论上精确和实践信息的所有主要的成像模式,它成为可行的使每个扫描仪“苗条”或更紧凑。这个压缩创建必要的空间,把所有的涉及到层析模式紧密在一起的空间,并行和运营,实现空间和时间同步。“有必要描述复杂的相关多元化的生理特性之间的关系,“王进一步解释道。

潜在的临床应用omni-tomography可以提高个性化医疗。”作为一个例子使内部断层,室内CT-MRI扫描仪可以为注册功能和目标地心脏结构,提供药物和干细胞,等复杂的程序和指导心脏瓣膜置换,”王说。

Omni-tomography作为一个统一的技术”也给杠杆时大大降低辐射剂量MRI-aided内部CT重建实现,”王断言。另一方面,“它能生成高分辨率的细节在MRI图像。”

减少辐射剂量CT领域的一个热门话题。医用x射线,在使用100多年,只有约占总数的10%美国辐射暴露在1980年代末。的后续发展各种医用x射线成像方法的使用占大约一半的美国人口的总辐射暴露。

“Omni-tomography生物医学成像和系统生物医学是一种很有前途的方向,”王说。王的团队努力Physiome相关项目,在全球范围内进行理解个体的生理状态从基因组规模复杂生物系统的方式。这个项目支持全球存储库模型和数据集和系统医学不可分割的一部分。Physiome项目“生物医学成像仪器,特别是可以omni-tomography,”王说。

这项工作是由美国国立卫生研究院资助的部分/国家生物医学成像和生物工程研究所的格兰特EBO11785和美国国立卫生研究院/国家心脏,肺和血液研究所授予HLO98912。

论文的合著者谁是隶属于弗吉尼亚理工大学——维克森林大学生物医学工程与科学学院包括:Hengyong Yu Wenxiang琮、Haiou沈,马克菲尔特,詹姆斯•班尼特王曰。

其他合作者包括:杰张肯塔基大学的,郝高的加州大学洛杉矶分校的维克多堰贝勒的卫生保健系统,德州仪器公司的小陈徐,和迈克尔Vannier芝加哥大学的。