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组合方式:PET-CT-UUI的优势

02 Mar 2018 塞缪尔·文宁 
成像设置示意图

法国的研究人员将传统的PET-CT和超快超声成像(UUI)结合在一起,创造了一种新的混合成像方式,可以识别代谢活动,同时以高分辨率捕获快速现象。这种方法应同时产生解剖,代谢和功能方面的信息,同时成本相对较低。在概念验证研究中,研究小组详细介绍了该技术如何使肿瘤学和心脏病学领域受益(自然生物医学。 。 2 85)。

人数优势
医学成像的当前趋势包括耦合成像模式,以增加扫描过程中获得的参数数量。尤其是这导致了PET-CT和SPECT-CT成像的出现,或者最近出现了 PET-MRI扫描仪的开发。然而,这种混合形式的优点被它们的额外成本和图像处理中增加的复杂性所抵消。

PET成像可以观察放射性标记分子(例如氟氧葡萄糖(FDG))的代谢,并且其与CT的结合长期以来一直是癌症成像的参考,因为这种结合既提供了代谢信息,又提供了解剖学信息。但是,PET-CT无法检测动态现象,因此仅用作静态成像模式。相反,UUI具有每秒捕获3D体积的数千个图像的独特能力,并且超分辨率换能器的发展使得能够捕获微观细节,例如组织微脉管系统。因此,将三种方式结合起来将提供独特的解剖学,分子和功能性见解。

合并PET-CT和UUI
来自的团队 兰格文研究所, 插入巴黎笛卡尔大学, 由...领着 贝特朗·塔维提安(Bertrand Tavitian)米凯尔·坦特(Mickael Tanter)解决了设计第一个原型的挑战。他们的最初工作是将UUI换能器探头与PET-CT扫描仪耦合在一起。换能器位于要成像的器官上方,并且合奏插入扫描仪绅士内部。

初步结果表明,换能器的存在对PET-CT扫描质量的影响可忽略不计,而其在门架体积内的位置则可对目标物体进行无标记的共配准。下一步是将CT,PET和UUI体积重新采样到相同的体素大小,然后将它们融合在一起以获得所需的器官表示。

提供新见解
然后,研究人员测试了这种新模式的功能。例如,他们将肿瘤组织植入小鼠体内,并专注于动物’ 体内 代谢和血管生成是用于肿瘤分层的癌症的两个主要标志。 PET-CT扫描捕获了肿瘤吸收的造影剂FDG,而超声成像则跟踪了血管的灌注情况。尽管分析显示肿瘤体积和灌注血管区域均随时间增加,但它们的生长速度却有所不同:灌注血管体积与肿瘤体积之比不断下降,从植入后第14天的51%降至植入后第32天的28%。

混合成像方式还有助于根据代谢和血管特征识别肿瘤状态。确实,肿瘤有时会通过破坏能量代谢来影响细胞–可以通过跟踪FDG吸收来检测的功能–而在早期阶段,新陈代谢还没有改变。这种差异可以指导对患者的治疗选择。

实验表明,拟议的方法可以明确地区分肿瘤中经常出现的三种不同的代谢状态:纯厌氧代谢(res),以及仅需氧代谢(gly),以及厌氧和有氧代谢混合(wt)。

最后,UUI可以更轻松地观察到诸如跳动的心脏等现象,并且添加了FDG摄取的PET图像使对心脏解剖结构的描绘更加精确。

权衡收益
组合成像模式通常会带来额外的开发复杂性和成本。在这方面,在PET-CT扫描仪中集成相对便宜且便携式的超声换能器探头是吸引人的。 PET-UUI同时运行的事实允许对成像的体积进行配准,并在多个成像参数之间建立地形关系。

现在还不知道这种成像组合是否会推动新的突破还为时过早,但是将其与生理学和病理生理学联系起来的潜力是有希望的。它可能成为癌症成像的新标准,其中表征代谢和脉管系统的能力将特别有用。

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