武漢專家研發(fā)全數(shù)字頭盔PET設(shè)備
(田娟)只需將頭盔PET設(shè)備“戴”在頭上，無需聯(lián)合CT及磁共振，不再受地點(diǎn)、環(huán)境限制，患者即可以任意姿勢完成腦部實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)掃描成像，這是華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)學(xué)院附屬同濟(jì)醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科張旻教授、核醫(yī)學(xué)科朱小華教授、華中科技大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院數(shù)字PET實(shí)驗(yàn)室尼科拉·達(dá)森佐教授聯(lián)合研發(fā)的全數(shù)字頭盔PET設(shè)備。
據(jù)介紹，這項(xiàng)創(chuàng)新將改變腦疾病患者的檢查體驗(yàn)，為腦科學(xué)研究打開新的大門。日前，相關(guān)研究文章發(fā)表于國際權(quán)威期刊《IEEE輻射與等離子體醫(yī)學(xué)科學(xué)匯刊》上。
大腦，由數(shù)十億個(gè)神經(jīng)元和錯(cuò)綜復(fù)雜的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，其結(jié)構(gòu)和功能的高度復(fù)雜性一直是醫(yī)學(xué)研究的難題。捕捉大腦在自然狀態(tài)下的高分辨率活動(dòng)圖像，對于深入了解大腦的功能和運(yùn)行機(jī)制至關(guān)重要。
PET與頭部CT、磁共振等著重反映大腦解剖結(jié)構(gòu)的設(shè)備不同，是目前唯一可在活體上顯示生物分子代謝、受體及神經(jīng)遞質(zhì)活動(dòng)的新型影像技術(shù)。該技術(shù)利用不同的放射性示蹤劑來觀察大腦的代謝活動(dòng)，為研究和治療重大腦部疾病如阿爾茨海默病、帕金森病、癲癇、腦部腫瘤等奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
但傳統(tǒng)的PET設(shè)備往往需與CT或磁共振聯(lián)用，用以重建清晰的圖像，且設(shè)備體積龐大、無法移動(dòng)、探測效率低、成本高昂。同時(shí)，患者檢查時(shí)需平躺并保持靜止，使得PET在腦網(wǎng)絡(luò)和功能研究中的應(yīng)用受到制約。此外，傳統(tǒng)模擬數(shù)字混合的PET技術(shù)復(fù)雜度高、穩(wěn)定性差，所以開發(fā)和研制高性能的腦部專用PET迫在眉睫。
該團(tuán)隊(duì)全數(shù)字頭盔PET的技術(shù)核心是將傳統(tǒng)的PET設(shè)備創(chuàng)新性地設(shè)計(jì)成頭盔形式，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)成像。其緊湊的結(jié)構(gòu)和全數(shù)字技術(shù)，使設(shè)備實(shí)現(xiàn)高計(jì)數(shù)率的數(shù)據(jù)采集。同時(shí)，半球形頭盔設(shè)計(jì)能更好地適應(yīng)頭部形狀，提供更高的立體角覆蓋率，從而探測到更多有效數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)更高的靈敏度。此外，軟件符合策略在數(shù)據(jù)處理過程中保證了效率和精度，提高了PET信號探測的準(zhǔn)確性。這一設(shè)備不僅為腦科學(xué)研究人員提供了探索未知領(lǐng)域的尖端工具；也為應(yīng)對老齡化社會中神經(jīng)退行性疾病的早期診斷、藥物療效監(jiān)測及新藥開發(fā)提供了有力支持。
據(jù)悉，目前團(tuán)隊(duì)成員正致力于對初代全數(shù)字頭盔PET設(shè)備的優(yōu)化和升級，并在掃描的同時(shí)采集動(dòng)態(tài)腦電信號，通過人工智能技術(shù)對多模態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行融合，繪制腦網(wǎng)絡(luò)圖譜，推動(dòng)大腦功能研究領(lǐng)域的創(chuàng)新，并促進(jìn)材料科學(xué)、電子工程和數(shù)據(jù)處理等技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展。(完)
