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杏彩体育医学物理学和生物技术:2023 年亮点

标签: 技术交流 2023-12-31 

  杏彩体育今年,一项医学创新当选为年度突破:开发一种数字桥梁,恢复大脑和脊髓之间的沟通,使瘫痪的人能够自然地站立和行走。还有其他几项神经工程进展,包括一种神经假体,可以恢复与那些不能说话的人的交流,以及一种屡获殊荣的植入物,可以帮助调节脊髓损伤患者的血压。

  这只是物理学相关研究对医疗保健行业影响的一个例子。2023 年,从用更少的造影剂产生高质量图像的光子计数探测器到帮助生长新脑组织的水凝胶,再到射穿式 FLASH 质子治疗。以下是值得我们注意的更多亮点。

  在今年宣布的正电子发射断层扫描(PET)技术的众多发展中,纪念斯隆凯特琳癌症中心和马德里康普顿斯大学的一个研究小组设计了一种新颖的图像重建方法,可以同时对两种不同的PET示踪剂进行活体成像。这种“多路复用PET”技术增加了单次扫描期间可获得的信息量,可以在临床前或临床PET系统上实施,而无需修改硬件或图像采集软件。

  双同位素成像使用纯正电子发射器和正电子-伽马射线发射放射性核素的多路复用PET概述。(图片由E C Pratt等人提供。英 10.1038/s40-y)

  为了满足日益增长的临床对PET扫描的需求,比利时根特大学的研究人员正在开发一种步入式全身PET扫描仪。他们提出的直立成像系统看起来有点像机场安检扫描仪,预计比标准PET仪器更便宜、使用起来更快捷。

  加州大学戴维斯分校的研究人员使用全身 PET 对三名健康个体和五名从 COVID-19 中恢复的患者的 T 细胞生物分布进行了首次人体免疫 PET 成像。人体免疫细胞分布和动力学的量化可以揭示免疫系统如何应对病毒感染,并帮助研究人员开发新的疫苗和改进的治疗方法。

  MR引导的放射治疗,当患者在治疗台上时,使用MRI高精度地可视化肿瘤和周围器官,从而实现了临床进步,例如在治疗过程中实时修改计划和移动肿瘤的成像。但集成的MR-linac系统具有做更多事情的潜力。

  苏黎世大学医院的研究人员研究了一种称为适应性分割的方法,该方法通过根据每天肿瘤和风险器官(OAR)之间的距离调整规定剂量来利用分割间运动(而不是简单地补偿它)。换句话说,当肿瘤-OAR分离度很大时,患者会被开出较高的辐射剂量,而在分离度较小的日子里,患者的辐射剂量较低。

  在其他地方,多伦多大学Sunnybrook健康科学中心的一个研究小组研究了在MR-直线加速器上使用弥散加权成像(DWI)来改善侵袭性脑癌胶质母细胞瘤的治疗。这里的想法是使用 DWI 来识别难治性肿瘤的区域,并向这些靶点提供更高的剂量。

  另一项值得密切关注的技术是由Leo Cancer Care率先推出的直立放射治疗。早在一月份,有一种患者定位系统,该系统允许癌症患者在坐直时接受放射治疗——与必须仰卧形成鲜明对比——这种姿势应该减少治疗期间的器官运动,也可能对患者来说更舒适。从那时起,几项研究证实了这种直立方法对各种肿瘤类型的益处,已经下了订单,定位系统现在正在等待 510(k) 监管批准,以便在美国临床使用。

  每年,我们都会看到巧妙的可穿戴设备出现,用于无数新的医疗保健监测和诊断应用;2023年也不例外。

  移动式心脏监护仪Sarnab Bhattcharya、Nanshu Lu及其同事正在开发一种胸部电子纹身,可以检测心脏病的早期迹象。(图片由德克萨斯大学奥斯汀分校提供)

  首先,德克萨斯大学奥斯汀分校(University of Texas at Austin)的一个团队创造了一种超薄、可拉伸的电子纹身,可提供连续的心脏监测。电子纹身通过医用敷料附着在胸部,可以在诊所外检测心脏病的早期迹象。同时,加州大学圣地亚哥分校开发的可穿戴超声换能器可用于监测患有严重心血管疾病的患者杏彩体育,并帮助运动员跟踪他们的训练情况。

  今年报道的其他新型可穿戴设备包括一种环形设备,可以准确测量佩戴者抓挠皮肤的强度,一种小型超声扫描仪,可以更早地检测乳腺癌杏彩体育,以及耳塞式生物传感器,可以连续同时测量大脑的电活动和汗液中的乳酸水平。

  最后,维也纳医科大学的研究人员设计了一种可以像运动胸罩一样佩戴的原型 MRI 线圈。所谓的 BraCoil 是一种类似背心的仅接收线圈阵列,由柔性线圈元件制成,能够对仰卧(仰卧)和俯卧(前卧)的患者进行 3 T MR 成像。BraCoil 旨在提高舒适度,减少准备和采集时间,与标准线圈相比,信噪比提高了三倍杏彩体育。

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