Menschenbilder vom weltweit ersten Ganzkörperscanner enthüllt

Saints vs. EXPLORER, der weltweit erste medizinische Bildscanner, der ein 3D-Bild des gesamten menschlichen Körpers auf einmal aufnehmen kann, hat seine ersten Scans erstellt.

Der EXPLORER ist eine Kombination aus Positronen-Emissions-Tomographie (PET) und Röntgen-Computertomographie (CT), die den ganzen Körper gleichzeitig erfassen kann. Da das Gerät Strahlung viel effizienter erfasst als andere Scanner, kann EXPLORER in nur einer Sekunde ein Bild erzeugen und im Laufe der Zeit Filme produzieren, die speziell markierte Medikamente verfolgen können, während sie sich im ganzen Körper bewegen.

Die Entwickler erwarten, dass die Technologie unzählige Anwendungen haben wird, von der Verbesserung der Diagnose über die Verfolgung des Krankheitsverlaufs bis hin zur Erforschung neuer Arzneimitteltherapien.

Die ersten Bilder von Scans von Menschen, die das neue Gerät verwenden, werden auf dem bevorstehenden Treffen der Radiological Society of North America gezeigt, das am 24. November in Chicago beginnt. Der Scanner wurde in Zusammenarbeit mit der in Shanghai ansässigen United Imaging Healthcare (UIH) entwickelt, die das System auf der Grundlage ihrer neuesten Technologieplattform entwickelt hat und die Geräte schließlich für den breiteren Gesundheitsmarkt herstellen wird.

„Während ich mir jahrelang vorgestellt hatte, wie die Bilder aussehen würden, bereitete mich nichts auf das unglaubliche Detail vor, das wir auf diesem ersten Scan sehen konnten“, sagte Cherry, angesehener Professor am UC Davis Department of Biomedical Engineering. „Obwohl es noch eine Menge sorgfältiger Analysen zu tun gibt, denke ich, dass wir bereits wissen, dass EXPLORER ungefähr das hält, was wir versprochen haben.

Badawi, Chef der Nuklearmedizin an der UC Davis Health und Vizevorsitzender für Forschung in der Abteilung für Radiologie, sagte, er sei verblüfft, als er die ersten Bilder sah, die in Zusammenarbeit mit der UIH und der Abteilung für Nuklearmedizin am Zhongshan Hospital in Shanghai aufgenommen wurden.

„Der Detaillierungsgrad war erstaunlich, vor allem, wenn wir die Rekonstruktionsmethode etwas weiter optimiert haben“, sagte er. „Wir konnten Merkmale sehen, die man bei normalen PET-Scans einfach nicht sieht. Und die dynamische Sequenz, die den Radiotracer zeigt, der sich im Laufe der Zeit dreidimensional um den Körper bewegt, war, offen gesagt, atemberaubend. Es gibt kein anderes Gerät, das solche Daten beim Menschen erhalten kann, also ist das wirklich neu.“

Badawi und Cherry haben vor 13 Jahren erstmals einen Ganzkörperscanner konzipiert. Ihre Idee wurde 2011 mit einem Zuschuss des National Cancer Institute in Höhe von 1,5 Millionen Dollar gestartet, was es ihnen ermöglichte, ein weitreichendes Konsortium von Forschern und anderen Mitarbeitern aufzubauen. Es erhielt einen riesigen Schub im Jahr 2015 mit einem Zuschuss von 15,5 Millionen Dollar von der NIH. Die Finanzierung ermöglichte es ihnen, mit einem kommerziellen Partner zusammenzuarbeiten und den ersten EXPLORER Scanner zu bauen.

Cherry sagte, er erwarte, dass EXPLORER einen tiefgreifenden Einfluss auf die klinische Forschung und die Patientenversorgung haben wird, da es qualitativ hochwertigere diagnostische PET-Scans produziert, als dies je möglich gewesen wäre. EXPLORER scannt auch bis zu 40 mal schneller als aktuelle PET-Scans und kann in nur 20 bis 30 Sekunden einen diagnostischen Scan des gesamten Körpers erstellen.

Alternativ kann der EXPLORER mit einer Strahlendosis scannen, die bis zu 40-mal geringer ist als ein aktueller PET-Scan, was neue Forschungswege eröffnet und es möglich macht, viele wiederholte Studien an einem Individuum durchzuführen oder die Dosis in pädiatrischen Studien drastisch zu reduzieren, wo die Kontrolle der kumulativen Strahlendosis besonders wichtig ist.

„Der Kompromiss zwischen Bildqualität, Aufnahmezeit und eingespritzter Strahlendosis wird für verschiedene Anwendungen variieren, aber in allen Fällen können wir besser, schneller oder mit weniger Strahlendosis oder einer Kombination davon scannen“, sagte Cherry.

Erstmals kann ein bildgebender Scanner auswerten, was in allen Organen und Geweben des Körpers gleichzeitig passiert. So könnte beispielsweise der Blutfluss quantitativ gemessen werden oder wie der Körper überall im Körper Glukose aufnimmt. Die Forscher stellen sich vor, den Scanner zu verwenden, um Krebs zu untersuchen, der sich über einen einzelnen Tumorort, Entzündungen, Infektionen, immunologische oder metabolische Störungen und viele andere Krankheiten hinaus verbreitet hat.

UC Davis arbeitet eng mit UIH zusammen, um das erste System im EXPLORER Imaging Center in gemieteten Räumen in Sacramento liefern und installieren zu lassen, und die Forscher hoffen, bereits im Juni 2019 Forschungsprojekte und bildgebende Verfahren für Patienten mit EXPLORER zu starten. Das UC Davis-Team arbeitet auch eng mit Hongcheng Shi, dem Direktor für Nuklearmedizin am Zhongshan Hospital in Shanghai, zusammen, um den Umfang der frühen Humanstudien mit dem Scanner fortzusetzen und zu erweitern.

„Ich glaube nicht, dass es lange dauern wird, bis wir bei einer Reihe von EXPLORER-Systemen auf der ganzen Welt sehen werden“, sagte Cherry. „Aber das hängt davon ab, die Vorteile des Systems sowohl klinisch als auch für die Forschung zu demonstrieren. Nun konzentrieren wir uns auf die Planung der Studien, die zeigen, wie EXPLORER unseren Patienten zugute kommt und zu unserem Wissen über den gesamten menschlichen Körper in Gesundheit und Krankheit beiträgt.“

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