X 射線光譜成像已獲得醫(yī)療用途認(rèn)證

十一年前，人們還對(duì)X射線光譜成像的技術(shù)可行性和臨床發(fā)展持懷疑態(tài)度。CERN 研討會(huì)形成了一個(gè)充滿活力的專家社區(qū)，推動(dòng)這些想法具體化，他們相信該技術(shù)的潛力。

CERN作為世界上最大的物理實(shí)驗(yàn)室，在微電子和粒子探測(cè)器方面具有行業(yè)領(lǐng)先的能力以及全球化科研合作的悠久歷史，這使其成為舉辦此類研討會(huì)的最佳場(chǎng)所。本次研討會(huì)匯集了相關(guān)領(lǐng)域超過 100 名參與者，如臨床醫(yī)生、放射科醫(yī)生、醫(yī)學(xué)物理學(xué)家、生物學(xué)家、示蹤劑研發(fā)者、成像系統(tǒng)專家以及探測(cè)器和 ASIC 開發(fā)人員。

今年的研討會(huì)，大家在這里慶祝了一個(gè)重要里程碑：美國(guó)食品和藥物管理局 (FDA) 于 2021 年批準(zhǔn)“近十年來CT成像領(lǐng)域的第一個(gè)重大技術(shù)改進(jìn)”，西門子光子計(jì)數(shù)CT。這是世界上第一臺(tái)正式批準(zhǔn)用于常規(guī)醫(yī)療用途的X射線光譜成像掃描儀。 “CERN 研討會(huì)在推進(jìn)這項(xiàng)技術(shù)并將其從實(shí)驗(yàn)室?guī)У脚R床方面發(fā)揮了重要作用?！比A盛頓大學(xué)放射學(xué)系教授兼主席 Dushyant Sahani 醫(yī)學(xué)博士說，“X射線光譜成像將通過向患者提供更低劑量、更好的圖像來徹底改變醫(yī)學(xué)診斷成像，從而實(shí)現(xiàn)優(yōu)化寶貴醫(yī)院資源的新模式。”

在更接近CERN的瑞士洛桑大學(xué)醫(yī)院，來自MARS Bioimaging 公司的 3D 彩色 X 射線手腕掃描儀正在等待批準(zhǔn)開始臨床試驗(yàn)。CERN 和新西蘭 MARS Bioimaging 公司于 2008 年共同合作開發(fā)了這款基于 Medipix3 技術(shù)的 3D 彩色 X 射線掃描儀。

使X射線光譜成像成為可能的許多技術(shù)都源于基礎(chǔ)科研，特別是來自用于高能物理實(shí)驗(yàn)的探測(cè)器研發(fā)。CERN 知識(shí)轉(zhuǎn)化小組負(fù)責(zé)人 Giovanni Anelli說：“CERN 制定了積極的知識(shí)轉(zhuǎn)化政策，我為 Medipix 項(xiàng)目參與者和我們的商業(yè)合作伙伴在開創(chuàng)高分辨率X射線光譜成像方面所發(fā)揮的作用感到自豪?！?/p>

醫(yī)療設(shè)備中使用的 X 射線通常涵蓋很寬的能段，可以將不同能量段的X射線視為不同的顏色。在傳統(tǒng)探測(cè)器中，拍攝的圖像是基于每個(gè)像素吸收的總 X 射線能量而形成的黑白圖像。當(dāng)使用光譜探測(cè)器時(shí)，圖像還包含入射 X 射線的“顏色”，使用更少的放射劑量的同時(shí)提供更好、更清晰的圖像，在診斷疾病時(shí)具有顯著優(yōu)勢(shì)。在某些情況下，MRI（磁共振成像）甚至可能變得多余?；蛘撸瑢⒏街谏飿?biāo)記上的金屬造影劑注入體內(nèi)，可以避免昂貴的 PET-CT（正電子發(fā)射斷層- 計(jì)算機(jī)斷層）掃描。

使用 X 射線能量信息的概念首先應(yīng)用于雙能 CT (DECT) 系統(tǒng)。DECT需要在不同的 X 射線管電壓 (kVp) 下依次拍攝兩張圖像。由于每張圖像具有不同的平均 X 射線能量，因此與單張圖像相比，這些圖像可以結(jié)合起來產(chǎn)生更清晰的圖像。但是，兩次拍攝掃描通常要求患者接受更高的輻射劑量，所以通常僅在必要時(shí)使用 DECT。另一方面，光譜探測(cè)器會(huì)比 DECT 系統(tǒng)顯示更多的信息，只需拍攝單個(gè)圖像，無需使用額外劑量，始終可以獲取能量信息。

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