บาคาร่าเว็บตรง การถ่ายภาพ ในร่างกาย : ภาพที่สร้างขึ้นใหม่แยกนิวไคลด์กัมมันตภาพรังสีสามตัวอย่างชัดเจน: 111ในต่อมน้ำเหลืองใต้ขากรรไกร (สีแดง), 125 I ในต่อมไทรอยด์ (สีเขียว) และ99m Tc ในต่อมน้ำเหลืองใต้หู (สีน้ำเงิน) สเกลบาร์ : 1 มม. แผนภาพแสดงตำแหน่งที่นิวไคลด์กัมมันตรังสีสะสมในหนูเมาส์ การถ่ายภาพ ในร่างกายมีบทบาทสำคัญในด้านการแพทย์ เภสัชศาสตร์ และชีววิทยา
การถ่ายภาพด้วยสารตามรอยเรืองแสง
เป็นแนวทางหนึ่งที่มีแนวโน้ม เนื่องจากมีตัวติดตามหลายประเภทเพื่อให้เห็นภาพการกระจายของโมเลกุลจำนวนมากพร้อมๆ กัน อย่างไรก็ตาม เนื้อเยื่อชีวภาพจะกระจายและลดแสงที่มองเห็น ทำให้การสร้างภาพใหม่และการวัดปริมาณของสีย้อมเรืองแสงทำได้ยาก
นักวิจัยสามารถใช้ radionuclides ที่เปล่งรังสีเอกซ์สำหรับการ ถ่ายภาพ ในร่างกายโดยใช้เทคนิคต่างๆ เช่น single photon emission computed tomography (SPECT) และ positron emission tomography (PET) เพื่อติดตามภาพที่อยู่ลึกเข้าไปในร่างกาย อย่างไรก็ตามการถ่ายภาพด้วยรังสีหลายรังสีนั้นค่อนข้างยุ่งยาก มีนิวไคลด์กัมมันตภาพรังสีน้อยกว่ามากสำหรับการถ่ายภาพเมื่อเปรียบเทียบกับจำนวนสีย้อมเรืองแสง และช่วงพลังงานของเส้นการปล่อยรังสีบางส่วนอาจใกล้เคียงกันหรือทับซ้อนกัน
สิ่งที่จำเป็นคือเครื่องตรวจจับความไวสูงที่มีความละเอียดเชิงพื้นที่สูงและความละเอียดด้านพลังงานที่ดีพอที่จะแก้ไขการทับซ้อนที่อาจเกิดขึ้นระหว่างตัวตรวจจับรังสีหลายตัว เพื่อให้บรรลุสิ่งนี้ นักวิจัยด้านชีวการแพทย์ในญี่ปุ่นได้ร่วมมือกับเพื่อนร่วมงานในด้านดาราศาสตร์เพื่อปรับเทคโนโลยีที่ใช้ในการสังเกตการณ์อวกาศเพื่อการวิจัยทางชีวการแพทย์
นำโดยAtsushi YagishitaจากKavli IPMUและNational Cancer Center Japanนักวิจัยได้พัฒนาอิมเมจ IPMU ซึ่งเป็นระบบการถ่ายภาพทางชีวการแพทย์โดยใช้เครื่องตรวจจับแคดเมียมเทลลูไรด์ซึ่งเดิมพัฒนาขึ้นสำหรับการสังเกตการณ์รังสีเอกซ์และรังสีแกมมาแบบแข็ง เครื่องสร้างภาพแสดงความละเอียดเชิงพื้นที่และพลังงานสูง แต่ไม่สามารถขจัดสัญญาณรบกวนทั้งหมดได้อย่างสมบูรณ์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อสร้างภาพนิวไคลด์กัมมันตรังสีที่มีเส้นการปล่อยรังสีคล้ายคลึงกัน ดังนั้นนักวิจัยจึงปรับปรุงเพิ่มเติมโดยใช้วิธีการวิเคราะห์สเปกตรัมที่ใช้ในดาราศาสตร์เอ็กซ์เรย์
การวิเคราะห์ทางสเปกโตรสโกปี
การวิเคราะห์ทางสเปกโตรสโกปี: ข้อมูลที่ได้จากอิมเมจ IPMU (เส้นสีดำทึบ) และสเปกตรัมจากนิวไคลด์กัมมันตภาพรังสีแต่ละตัว (เส้นประสี) ระบุและแยกออกโดยใช้วิธีการติดตั้ง เมื่อถ่ายภาพนิวไคลด์กัมมันตภาพรังสีหลายตัว เป้าหมายคือการสร้างสเปกตรัมและภาพจากนิวไคลด์กัมมันตภาพรังสีแต่ละตัว โดยปราศจากการปนเปื้อนจากตัวปล่อยอื่นๆ ในตัวอย่าง วิธีการวิเคราะห์ทางสเปกโตรสโกปีเกี่ยวข้องกับการปรับสเปกตรัมที่สังเกตได้เข้ากับแบบจำลองของเส้นการปล่อยกัมมันตภาพรังสีในแถบพลังงานจำเพาะ
จากนั้น ใช้อัตราส่วนความเข้มที่กำหนดระหว่างนิวไคลด์ การปนเปื้อนใดๆ ในภาพสามารถคำนวณและกำจัดได้ นักวิจัยจากRIKENและInstitute of Space and Astronautical Science/JAXAยังได้อธิบายเทคนิคการถ่ายภาพแบบใหม่ในNature Biomedical Engineering
การทดสอบระบบ
เพื่อตรวจสอบแนวทางใหม่ของพวกเขา นักวิจัยได้วัดสารละลายของตัวปล่อยรังสีแกมมาไอโอดีน-125 ( 125 I) และอินเดียม-111 ( 111 นิ้ว ) พวกเขาตรวจสอบตัวอย่าง 125 I บริสุทธิ์และตัวอย่างที่มีกิจกรรมเดียวกันคือ125 I ผสมกับ111 In วิธีการวิเคราะห์ของพวกเขาแยกสเปกตรัมออกจากนิวไคลด์กัมมันตภาพรังสีและองค์ประกอบพื้นหลังโดยสิ้นเชิง หลังการประมวลผล ภาพ 125 I จากทั้งสองตัวอย่างแสดงความเข้มของสัญญาณเท่ากัน ซึ่งแสดงให้เห็นถึงความสามารถในการขจัดสัญญาณรบกวนจากแหล่งกำเนิดรังสีอื่นๆ และรับภาพที่แม่นยำของนิวไคลด์กัมมันตภาพรังสีเป้าหมายเท่านั้น
เราประเมินประสิทธิภาพเชิงปริมาณของภาพ
เมื่อใช้นิวไคลด์กัมมันตภาพรังสีหลายตัว และยืนยันว่าความเข้มของภาพแสดงถึงกัมมันตภาพรังสีอย่างถูกต้อง” ยากิชิตะกล่าวกับPhysics World
นักวิจัยยังได้ประเมินความละเอียดเชิงพื้นที่ของอิมเมจ IPMU โดยการสร้างภาพหลอนที่มีรูขนาดต่างๆ ที่เต็มไปด้วยสารละลาย111 In, 125 I หรือ technetium-99m ( 99m Tc) และสร้างภาพใหม่ใน 21-25, 26-29 และ แถบพลังงาน 135–143 keV ตามลำดับ สำหรับตัวอย่างทั้งหมด รูปภาพแสดงให้เห็นอย่างชัดเจนถึงรูขนาด 350 และ 500 ไมโครเมตร ในขณะที่รูบางขนาด 250 ไมโครเมตรก็มีความโดดเด่นเช่นกัน ทีมงานทราบว่าความละเอียดเชิงพื้นที่ประมาณ 300 ไมโครเมตรนี้คล้ายคลึงกับความละเอียดของระบบ SPECT ของสัตว์ขนาดเล็กที่ล้ำสมัย
การทดลองในร่างกาย
สุดท้าย ยากิชิตะและเพื่อนร่วมงานใช้อิมเมจ IPMU เพื่อแสดงภาพเนื้อเยื่อต่อมไทรอยด์ ต่อมน้ำเหลืองด้านล่าง และต่อมน้ำเหลืองในหูพร้อมกันในหนู โดยใช้125 I, 111 In และ99m Tc ตามลำดับ สเปกตรัมที่ได้จากเครื่องสร้างภาพ IPMU แสดงเส้นการปล่อยรังสีที่แยกจากกันอย่างชัดเจนจากนิวไคลด์กัมมันตภาพรังสีทั้งสาม
จากนั้นทีมงานได้สร้างภาพของตัวติดตามทั้งสามตัวในแถบพลังงานที่เกี่ยวข้อง ในขณะที่ภาพดิบมีสัญญาณรบกวนและภาพซ้อนที่เกิดจากการปล่อยกัมมันตภาพรังสีอื่น ๆ เทคนิคการปรับให้เหมาะสมระบุแหล่งกำเนิดรังสีที่ไม่ต้องการและสร้างภาพแยกกันของนิวไคลด์กัมมันตภาพรังสีในร่างกาย
ในภาพ125 I (ในแถบพลังงาน 26–29 keV) ต่อมไทรอยด์ที่สะสมไอโอดีนสามารถระบุได้อย่างแม่นยำโดยการลบเสียงรบกวนพื้นหลังและ111ในการปนเปื้อน นักวิจัยตั้งข้อสังเกตว่าภาพที่ประมวลผลไม่แสดงกิจกรรมในต่อมน้ำเหลืองซึ่ง125 I จะไม่สะสม
กล้อง Compton ถ่ายภาพพร้อมกัน PET และ SPECT tracers ในร่างกายมนุษย์
สำหรับการเปรียบเทียบ พวกเขาถ่ายภาพเมาส์ตัวเดียวกันโดยใช้เครื่องสแกน SPECT/CT ของสัตว์ขนาดเล็กทั่วไป สเปกตรัมความละเอียดพลังงานต่ำแสดงให้เห็นเพียงยอดเดียว ในขณะที่ภาพ SPECT ใน หน้าต่างพลังงาน 125 I แสดงต่อมน้ำเหลืองได้ชัดเจนกว่าไทรอยด์ ผลลัพธ์เหล่านี้ชี้ให้เห็นว่าอิมเมจ IPMU มีคุณภาพสูงกว่าอิมเมจ SPECT บาคาร่าเว็บตรง
