Tiempos ultrarrápidos permiten la imagenología PET sin reconstrucción
Por el equipo editorial de MedImaging en español Actualizado el 17 Nov 2021 |
Imagen: Detectores de fotones de Cherenkov acoplados que escanean una muestra (Fotografía cortesía de Simon Cherry/ UCD)
Una técnica experimental, basada en la detección de fotones de Cherenkov, podría crear imágenes transversales sin necesidad de reconstrucción tomográfica, según un nuevo estudio.
La nueva técnica en desarrollo en la Universidad de California Davis (UCD; EUA), Hamamatsu Photonics (Japón), la Universidad de Fukui (Japón) y otras instituciones, se basa en la teoría de que si se detecta lo suficientemente rápido, la aniquilación consecutiva de fotones puede localizarse directamente en el espacio 3D utilizando información de tiempo de vuelo sin reconstrucción tomográfica. Hasta ahora esto no ha sido posible, ya que los detectores de fotones eran demasiado lentos para localizar con precisión su ubicación en función de los cambios de tiempo.
Los investigadores desarrollaron con éxito una nueva tecnología de detector de fotones de Cherenkov que, cuando se combina con una red neuronal convolucional (CNN) para la estimación del tiempo, dio como resultado una precisión de tiempo promedio de 32 ps (correspondiente a una precisión espacial de 4,8 mm), que consideran suficiente para producir imágenes de corte transversal de un radionúclido emisor de positrones directamente a partir de los fotones de aniquilación coincidentes detectados, sin la necesidad de más algoritmos de reconstrucción tomográfica. El estudio fue publicado el 14 de octubre de 2021 en la revista Nature Photonics.
“Estamos, literalmente, imaginando a la velocidad de la luz, que es algo así como un santo grial en nuestro campo. Las imágenes también se pueden crear más rápidamente con este método, potencialmente incluso en tiempo real durante la PET, ya que no se necesita una reconstrucción después de los hechos”, concluyeron el autor principal, el profesor Simon Cherry, PhD, de la UCD, y sus colegas. “Este nuevo descubrimiento implica una configuración de equipo compacto y podría conducir a escaneos económicos, fáciles y exactos del cuerpo humano utilizando isótopos radiactivos”.
En la tomografía por emisión de positrones (PET), se inyectan en el cuerpo moléculas marcadas con trazas de un isótopo radiactivo. El isótopo inestable emite positrones a medida que se descompone; siempre que uno de estos positrones encuentra un electrón en el cuerpo, se aniquilan entre sí y simultáneamente emiten dos fotones de aniquilación. El seguimiento del origen y la trayectoria de los fotones crea una imagen de los tejidos marcados con isótopos. Pero hasta ahora, se requería una reconstrucción tomográfica, ya que el proceso de detección era demasiado lento.
Enlace relacionado:
Universidad de California Davis
Hamamatsu Photonics
Universidad de Fukui
La nueva técnica en desarrollo en la Universidad de California Davis (UCD; EUA), Hamamatsu Photonics (Japón), la Universidad de Fukui (Japón) y otras instituciones, se basa en la teoría de que si se detecta lo suficientemente rápido, la aniquilación consecutiva de fotones puede localizarse directamente en el espacio 3D utilizando información de tiempo de vuelo sin reconstrucción tomográfica. Hasta ahora esto no ha sido posible, ya que los detectores de fotones eran demasiado lentos para localizar con precisión su ubicación en función de los cambios de tiempo.
Los investigadores desarrollaron con éxito una nueva tecnología de detector de fotones de Cherenkov que, cuando se combina con una red neuronal convolucional (CNN) para la estimación del tiempo, dio como resultado una precisión de tiempo promedio de 32 ps (correspondiente a una precisión espacial de 4,8 mm), que consideran suficiente para producir imágenes de corte transversal de un radionúclido emisor de positrones directamente a partir de los fotones de aniquilación coincidentes detectados, sin la necesidad de más algoritmos de reconstrucción tomográfica. El estudio fue publicado el 14 de octubre de 2021 en la revista Nature Photonics.
“Estamos, literalmente, imaginando a la velocidad de la luz, que es algo así como un santo grial en nuestro campo. Las imágenes también se pueden crear más rápidamente con este método, potencialmente incluso en tiempo real durante la PET, ya que no se necesita una reconstrucción después de los hechos”, concluyeron el autor principal, el profesor Simon Cherry, PhD, de la UCD, y sus colegas. “Este nuevo descubrimiento implica una configuración de equipo compacto y podría conducir a escaneos económicos, fáciles y exactos del cuerpo humano utilizando isótopos radiactivos”.
En la tomografía por emisión de positrones (PET), se inyectan en el cuerpo moléculas marcadas con trazas de un isótopo radiactivo. El isótopo inestable emite positrones a medida que se descompone; siempre que uno de estos positrones encuentra un electrón en el cuerpo, se aniquilan entre sí y simultáneamente emiten dos fotones de aniquilación. El seguimiento del origen y la trayectoria de los fotones crea una imagen de los tejidos marcados con isótopos. Pero hasta ahora, se requería una reconstrucción tomográfica, ya que el proceso de detección era demasiado lento.
Enlace relacionado:
Universidad de California Davis
Hamamatsu Photonics
Universidad de Fukui
Últimas Imaginología General noticias
- Aplicación RA convierte escaneos médicos en hologramas para ayudar en planificación quirúrgica
- Tecnología de imágenes proporciona nuevo enfoque innovador para diagnosticar y tratar cáncer de intestino
- Puntuación de calcio coronario por TC predice ataques cardíacos y accidentes cerebrovasculares
- Modelo de IA detecta 90 % de casos de cáncer linfático a partir de imágenes de PET y TC
- El algoritmo de aprendizaje profundo basado en TC diferencia con precisión las fracturas vertebrales benignas de las malignas
- Tecnología innovadora revoluciona imágenes mamarias
- Sistema de última generación mejora la precisión de procedimientos intervencionistas y diagnóstico guiados por imágenes
- Dispositivo basado en catéter con nuevo enfoque de imágenes cardiovasculares ofrece visión sin precedentes de placas peligrosas
- Modelo de IA dibuja mapas para identificar con precisión tumores y enfermedades en imágenes médicas
- Sistema de TC habilitado por IA proporciona resultados de imágenes más precisos y confiables
- Exámenes de TC tórax de rutina pueden identificar pacientes con riesgo de enfermedad cardiovascular
- Software de planificación quirúrgica preoperatoria de RA hace que la cirugía sea más segura y eficiente
- Biopsia virtual impulsada por IA ayuda a evaluar cáncer de pulmón a partir de exploraciones médicas
- Nuevos materiales imprimibles en 3D para cirugía reconstructiva se pueden monitorear mediante rayos X o TC
- TC con conteo de fotones mejora evaluación de enfermedad arterial coronaria
- Nuevo radiotrazador ilumina exploración PET para detección más temprana de enfermedades