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大型强子对撞机衍生科技:X光片也能是三维彩色的

来源:vwin德赢   发布时间:2019-11-20   点击量:75

7月18日消息,据国外媒体报道,日前新西兰研究人员利用新技术开发出一种新的医学扫描仪,能够生成关于人体的三维彩色X射线图像。这种工具最终可能有助于诊断癌症和血液疾病,而无需进行侵入性手术。

据悉,研究人员采用的技术源自欧洲核子研究中心的粒子物理学研究人员使用的技术。新型医学扫描仪的开发人员表示,“就像从黑白胶片升级到彩色照片”。

图示:新西兰奥塔哥大学研究人员菲尔·巴特勒(Phil Butler)和他的儿子安东尼·巴特勒(Anthony Butler)共同研制了一种新型扫描仪,对菲尔·巴特勒(Phil Butler)的手腕(包括手表)进行了三维扫描。

新型扫描仪起源于一种研究宇宙基本粒子和相应功能的研究工具,就像一台相机。当电子快门打开时,它会对亚原子粒子进行计数。这使它能够生成关于软组织的高分辨率图像,其中也包括微小的疾病标记。

“我们可以分辨出各种组织的细节,如骨骼,脂肪,水和软骨,所有这些组织都在人体系统内共同发挥作用,”新西兰奥塔哥大学放射学家安东尼·巴特勒(Anthony Butler)说,他与自己的父亲、物理学家菲尔·巴特勒(Phil Butler)共同开发了这款扫描仪。巴特勒,物理学家。

“这真的就像是从黑白胶片升级到彩色照片。这是一种全新的X射线体验。”

图示:使用新型扫描仪制作的脚踝图像,显示皮肤、软骨、软组织、肌肉和骨骼。

在传统的计算机断层扫描或CT扫描中,仪器在X射线束穿过人体组织之后生成图像。由此生成的图像看起来是黑白两色的,其中致密的骨组织因吸收了X射线束而呈现出白色,而软组织因没有吸收X射线束而呈现出黑色。

新的扫描仪将单个X射线光子波长与特定材料(如钙)相匹配。然后为扫描的对象分配相应的颜色。最后该工具将相应数据转换为三维图像。

研究人员已经借助这种扫描仪生成了脚踝和手腕的图像,但最终计划扫描全身。

该技术可以促进癌症药物的开发,并有助于了解心脏病和骨骼健康。新型扫描仪的开发者希望这种设备能帮助医生设计个性化的治疗计划,包括靶向药物治疗或微创手术。

根据耶鲁大学整形外科医生Gary E. Friedlaender博士的说法,在治疗复杂位置(如骨盆)的疑难杂症时,这种新工具可以作为“通向目的地的诊断路线图”。

他说:“首先要找到对某些人症状的解释,比如肿瘤,然后找到最合适的方法,用最少的弯路和不良反应来达到目的。我们希望尽量减少对正常组织的伤害。”

从本质上说,这种扫描仪是对物理学家在大型强子对撞机上所使用的像素检测工具的改进,这种大型强子对撞机属于欧洲核子研究组织(CERN),直径近17英里。相应的像素检测工具最初设计用于在粒子移动通过加速器管时跟踪它们。

“这就是它的美妙之处:起初用于高能物理领域的技术正被用于改善社会,”欧洲核子研究中心工程师AuréliePezous表示,他主要负责推动研究中心技术的外部应用。“这对CERN来说也非常令人兴奋。”

在接下来的几个月里,一项测试新扫描仪的临床试验将会在新西兰招收骨科和风湿病患者。

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