通過(guò)巧妙地結(jié)合兩種醫(yī)學(xué)成像技術(shù)，A*STAR 科學(xué)家找到了一種生成高分辨率肺部圖像的方法，該圖像既具有高分辨率，又可以解釋呼吸引起的肺部運(yùn)動(dòng)1。該方法預(yù)計(jì)將極大地幫助臨床醫(yī)生在放射治療期間針對(duì)肺部腫瘤。
肺部癌性腫瘤通常通過(guò)用高能 X 射線(xiàn)照射來(lái)治療，但由于患者呼吸時(shí)肺部會(huì)擴(kuò)張和收縮，腫瘤是移動(dòng)的目標(biāo)，因此這種治療方法很復(fù)雜。
目前，有兩種生物醫(yī)學(xué)成像技術(shù)用于幫助臨床醫(yī)生定位肺部腫瘤，兩者各有優(yōu)缺點(diǎn)。三維計(jì)算機(jī)斷層掃描 (3D-CT) 提供高分辨率圖像，但只能提供及時(shí)快照，并且存在 X 射線(xiàn)暴露的安全問(wèn)題。相比之下，四維磁共振成像(4D-MRI)不使用電離輻射，可以連續(xù)跟蹤肺部運(yùn)動(dòng)，但其空間分辨率低，會(huì)產(chǎn)生模糊的圖像。
現(xiàn)在，新加坡 A*STAR 高性能計(jì)算研究所的 Soo Kng Teo 和同事將這兩種技術(shù)結(jié)合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)了兩種方法的最佳效果——一種能夠準(zhǔn)確解釋肺部運(yùn)動(dòng)的高分辨率成像方法。
研究人員使用 3D-CT 獲得了清晰的肺部靜態(tài)圖像。他們以數(shù)學(xué)方式將該靜態(tài)圖像與從使用 4D-MRI 獲得的圖像中提取的四維(三個(gè)空間維度加時(shí)間)信息相結(jié)合。這使他們能夠?qū)崿F(xiàn)高空間分辨率，從而實(shí)現(xiàn)出色的清晰度并顯示肺部腫瘤在幾個(gè)呼吸周期內(nèi)的運(yùn)動(dòng)(見(jiàn)圖)。
他們?cè)诹伟┗颊呱砩蠝y(cè)試了他們的成像技術(shù)，并獲得了令人印象深刻的結(jié)果：平均誤差小于兩毫米。
與所有醫(yī)療創(chuàng)新一樣，該技術(shù)在醫(yī)院的采用取決于獲得醫(yī)療設(shè)備公司的支持并滿(mǎn)足許多監(jiān)管要求。“最大的障礙將是說(shuō)服設(shè)備制造商采用成像方法，”Teo 說(shuō)。
這項(xiàng)研究還有很大的擴(kuò)展空間。例如，Teo 解釋說(shuō)，成像技術(shù)可以應(yīng)用于其他器官或其他成像方式。“令人鼓舞的是，一些臨床醫(yī)生正在考慮將我們的方法應(yīng)用于其他器官，例如肝臟，它也會(huì)隨著呼吸而顯著移動(dòng)，”Teo 說(shuō)。“此外，我們的計(jì)算方法可以結(jié)合來(lái)自不同成像方法的信息，以產(chǎn)生更全面的數(shù)據(jù)集。”
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