Dieses Jahr wird die Physik-Welt Das Team wählte eine medizinische Innovation aus Durchbruch des Jahres: die Entwicklung einer digitalen Brücke, die die Kommunikation zwischen Gehirn und Rückenmark wiederherstellt und es einem gelähmten Mann ermöglicht, auf natürliche Weise zu stehen und zu gehen. Wir berichteten auch über mehrere andere Fortschritte in der Neurotechnik, darunter eine Neuroprothese stellt die Kommunikation für diejenigen wieder her, die nicht sprechen können und ein preisgekröntes Implantat, das helfen könnte regulieren den Blutdruck bei Menschen mit Rückenmarksverletzungen.
Und das ist nur ein Beispiel für die Auswirkungen physikalischer Forschung auf den Gesundheitssektor. Im Jahr 2023 haben wir über zahlreiche Fortschritte in der Medizinphysik und Biotechnologie geschrieben Photonenzählende Detektoren die qualitativ hochwertige Bilder mit weniger Kontrastmitteln erzeugen, bis hin zu Hydrogelen, die dabei helfen neues Gehirngewebe wachsen lassen zu Shoot-Through-FLASH-Protonentherapie. Hier sind noch ein paar weitere Highlights, die uns ins Auge gefallen sind.
Neuartige Interpretationen der Nuklearmedizin
Unter den vielen Entwicklungen in der Positronen-Emissions-Tomographie (PET), die dieses Jahr angekündigt wurden, hat ein Forschungsteam unter der Leitung des Memorial Sloan Kettering Cancer Center und der Complutense-Universität Madrid eine neuartige Bildrekonstruktionsmethode entwickelt, die dies ermöglicht in vivo Bildgebung von zwei verschiedenen PET-Tracern gleichzeitig. Diese „Multiplex-PET“-Technik, die die während eines einzelnen Scans erreichbare Informationsmenge erhöht, kann auf präklinischen oder klinischen PET-Systemen implementiert werden, ohne dass die Hardware oder Bilderfassungssoftware geändert werden muss.
Um der ständig steigenden klinischen Nachfrage nach PET-Scans gerecht zu werden, entwickeln Forscher an der Universität Gent in Belgien ein begehbarer Ganzkörper-PET-Scanner. Ihr vorgeschlagenes aufrechtes Bildgebungssystem, das ein wenig wie ein Flughafen-Sicherheitsscanner aussieht, soll sowohl billiger als auch schneller zu verwenden sein als Standard-PET-Instrumente.
Und Forscher an der UC Davis nutzten die Ganzkörper-PET, um erstmals eine Studie am Menschen durchzuführen immunoPET-Bildgebung der T-Zell-Bioverteilung bei drei gesunden Personen und fünf Patienten, die sich von COVID-19 erholten. Die Quantifizierung der Verteilung und Kinetik von Immunzellen beim Menschen kann Aufschluss darüber geben, wie das Immunsystem auf Virusinfektionen reagiert, und Forschern bei der Entwicklung neuer Impfstoffe und verbesserter Behandlungen helfen.
Strahlentherapie für die Zukunft
Die Einführung der MR-gesteuerten Strahlentherapie, bei der mittels MRT Tumore und umgebende Organe mit hoher Genauigkeit sichtbar gemacht werden, während der Patient auf dem Behandlungstisch liegt, ermöglicht klinische Fortschritte wie Echtzeit-Planänderungen und die Bildgebung sich bewegender Tumore während der Behandlung. Aber integrierte MR-Linac-Systeme haben das Potenzial, noch viel mehr zu leisten.
Forscher des Universitätsspitals Zürich untersuchten einen Ansatz namens adaptive Fraktionierung, das die Bewegung zwischen den Fraktionen ausnutzt (anstatt sie einfach zu kompensieren), indem es die verschriebene Dosis an jeden Tag an die Entfernung zwischen dem Tumor und den gefährdeten Organen (Organs-at-Risk, OAR) anpasst. Mit anderen Worten: Einem Patienten wird an Tagen, an denen der Abstand zwischen Tumor und OAR groß ist, eine höhere Strahlendosis verschrieben, an Tagen, an denen dieser Abstand klein ist, eine niedrigere Dosis.
An anderer Stelle untersuchte ein Team am Sunnybrook Health Sciences Centre der Universität Toronto den Einsatz von diffusionsgewichtete Bildgebung (DWI) auf einem MR-Linac um die Behandlung des aggressiven Hirntumors Glioblastom zu verbessern. Die Idee hier besteht darin, DWI zu verwenden, um Regionen behandlungsresistenter Tumore zu identifizieren und höhere Dosen an diese Ziele abzugeben.
Eine weitere Technologie, die man genau im Auge behalten sollte, ist die Einführung der aufrechten Strahlentherapie, die Pionierarbeit geleistet hat Leo-Krebspflege. Bereits im Januar berichteten wir über a Patientenpositionierungssystem Dadurch können Krebspatienten die Strahlentherapie im aufrechten Sitzen erhalten – im Gegensatz zur Rückenlage – eine Position, die die Organbewegung während der Behandlung reduzieren soll und möglicherweise auch für den Patienten komfortabler ist. Seitdem haben mehrere Studien die Vorteile dieses aufrechten Ansatzes für verschiedene Tumorarten bestätigt, es wurden Bestellungen aufgegeben und das Positionierungssystem wartet nun auf die behördliche 510(k)-Zulassung für den klinischen Einsatz in den USA.
Tragbare Wunder
Jedes Jahr erleben wir das Aufkommen genialer tragbarer Geräte für unzählige neue Überwachungs- und Diagnoseanwendungen im Gesundheitswesen; und 2023 war keine Ausnahme.
Zunächst einmal hat ein Team unter der Leitung der University of Texas in Austin ein ultradünnes, dehnbares Material entwickelt elektronisches Tattoo, das eine kontinuierliche Herzüberwachung ermöglicht. Über einen medizinischen Verband auf der Brust befestigt, könnte das E-Tattoo auch außerhalb der Klinik frühe Anzeichen einer Herzerkrankung erkennen. Mittlerweile a tragbarer Ultraschallwandler Das an der University of California in San Diego entwickelte Verfahren könnte zur Überwachung von Patienten mit schwerwiegenden Herz-Kreislauf-Erkrankungen eingesetzt werden und Sportlern dabei helfen, den Überblick über ihr Training zu behalten.
Medizinische Physik und Biotechnologie: unsere Lieblingsforschung im Jahr 2022
Zu den weiteren neuartigen Wearables, über die dieses Jahr berichtet wurde, gehören: Ringgerät das genau misst, wie stark sein Träger seine Haut kratzt, a miniaturisierter Ultraschallscanner Dies kann eine frühere Erkennung von Brustkrebs ermöglichen, und Ohrhörer-Biosensoren die kontinuierlich und gleichzeitig die elektrische Aktivität des Gehirns und den Laktatspiegel im Schweiß messen.
Schließlich entwarfen Forscher der Medizinischen Universität Wien einen Prototyp einer MRT-Spule, die wie ein Sport-BH getragen werden kann. Der sogenannte BraCoil ist ein westenartiges Nur-Empfangs-Spulenarray aus flexiblen Spulenelementen, das eine 3-T-MR-Bildgebung von Patienten sowohl in Rückenlage (auf dem Rücken liegend) als auch in Bauchlage (auf dem Bauch liegend) ermöglicht. Die BraCoil wurde entwickelt, um den Komfort zu verbessern und die Vorbereitungs- und Aufnahmezeit zu verkürzen. Außerdem sorgte sie im Vergleich zu Standardspulen für eine bis zu dreifache Verbesserung des Signal-Rausch-Verhältnisses.
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- Quelle: https://physicsworld.com/a/medical-physics-and-biotechnology-highlights-of-2023/
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