По словам Ге Ванга, директора Центра биомедицинской визуализации Вирджинии Техник, новые комбинации технологий медицинской визуализации обещают улучшить раннее скрининг, постановку рака, терапевтическую оценку и другие аспекты персонализированной медицины, которые появились в рецензируемых журнал PLoS One.
Интеграция нескольких крупных томографических сканеров в единую структуру «представляет собой новый образ мышления в мире биомедицинских изображений» и превращается в «грандиозное слияние» многих методов визуализации, известных как «всемо-томография», объяснил Ван, лидер автор статьи.
У Ван есть история «первых» в мире визуализации, в том числе первая статья о спиральной многослойной / конической пучке (компьютерная томография) CT в 1991 году, биолюминесцентная томография в 2004 году и о внутренней томографии в 2007 году.
«Святой Грааль биомедицинской визуализации – это интегрированная система, способная производить томографические, одновременные, динамические наблюдения за очень сложными биологическими явлениями in vivo», – сказал Ванг.
В настоящее время двухмерная визуализация, такая как позитронно-эмиссионная томография и магнитно-резонансная томография (ПЭТ / МРТ), является «мощным примером синергии», используя эту технологию как гибридную технологию при оценке проблем в онкологии и кардиологии, сказал Ван. «Больше нет одиноких ПЭТ-сканеров. Сегодня все связано с компьютерными томографическими сканерами », – добавил Ванг.
В течение последнего десятилетия Ван и его коллеги исследовали подходы к сплавлению различных методов сканирования. В последнее время им стало интересно выйти за рамки двухрежимного изображения, и выяснилось, что технология всенаправленной томографии – это «внутренняя томография», которая позволяет интегрировать несколько крупных томографических сканеров в одну архитектуру.
Он объяснил, что многие из реальных проблем рака или сердечно-сосудистых заболеваний локализованы или часто наблюдаются в относительно небольшом регионе интереса (ROI) в организме человека. Чтобы получить теоретически точную реконструкцию этой небольшой области, Ван и другие показали, что, используя некоторые предварительные знания и общие свойства при ROI, они могут точно воссоздать ROI из данных, собранных с помощью узкого рентгеновского луча, ROI.
«Мы называем этот новый подход« внутренней томографией », – добавил Ван. «В нашей последней работе мы подняли внутреннюю томографию от ее происхождения в рентгеновской КТ до общего принципа томографической визуализации и продемонстрировали ее обоснованность для различных томографических модальностей, включая однофотонную эмиссионную компьютерную томографию (ОФЭКТ), МРТ и фазоконтрастность томография “, сказал Ван.
Поскольку внутренняя томографическая визуализация может быть теоретически точной и практически информативной для каждого из основных методов визуализации, становится возможным сделать каждый сканер «более тонким» или более компактным. Это сжатие создает необходимое пространство для обеспечения того, чтобы все задействованные томографические модальности были тесно связаны в пространстве, и управляет ими параллельно, обеспечивая пространственную и временную синхронизацию. «Необходимо отображать сложные коррелятивные отношения между разнообразными физиологическими особенностями», – пояснил Ван.
Потенциальные клинические применения для омнитомографии могут улучшить персонализированную медицину. «В качестве примера, допускаемого внутренней томографией, внутренний CT-MRI-сканер может ориентироваться на быстродействующее сердце для регистрации функций и структур, доставки лекарств или стволовых клеток и руководства сложными процедурами, такими как замена клапанов сердца», – сказал Ванг ,
Omni-томография как единая технология “также дает рычаги воздействия на значительно уменьшенную дозу облучения при реконструкции МРТ с использованием МРТ, – заявил Ванг. С другой стороны, «он может генерировать детали с более высоким разрешением в изображениях МРТ».
Снижение дозы облучения является горячей темой в области КТ. Медицинское рентгеновское излучение, которое используется более 100 лет, составляет лишь около 10 процентов общего облучения в США в конце 1980-х годов. Последующий рост использования различных медицинских методов рентгенографии в настоящее время составляет примерно половину общего радиационного облучения населения США.
«Омни-томография – это многообещающее направление для биомедицинской визуализации и системной биомедицины», – сказал Ванг. Коллективные усилия Ванга связаны с проектом Physiome Project, всемирным мероприятием, направленным на то, чтобы систематически понять физиологическое состояние человека от генома до сложных организмов. Этот проект поддерживает всемирный репозиторий моделей и наборов данных и является неотъемлемой частью системной медицины. «Биомедицинская визуализация играет важную роль в проекте Physiome, и особенно это может быть омнитомография», – добавил Ван.