पॉज़िट्रॉन एमिशन टोमोग्राफी (PET) और सिंगल-फोटॉन एमिशन कंप्यूटेड टोमोग्राफी (SPECT) जैसी न्यूक्लियर मेडिसिन के तौर-तरीके कैंसर डायग्नोस्टिक्स और कार्डियक इमेजिंग सहित स्वास्थ्य सेवा के कई क्षेत्रों में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। साथ ही, नवीन अनुसंधान परियोजनाओं का लक्ष्य आवश्यक रेडियोधर्मी ट्रेसर की मात्रा को कम करके, आवश्यक इमेजिंग समय को कम करके या छवि गुणवत्ता को बढ़ाकर, इन आणविक इमेजिंग तकनीकों में लगातार सुधार करना है। हाल ही में वार्षिक बैठक सोसाइटी ऑफ न्यूक्लियर मेडिसिन एंड मॉलिक्यूलर इमेजिंग (एसएनएमएमआई), शोधकर्ताओं ने PET और SPECT इंस्ट्रूमेंटेशन में नवीनतम प्रगति प्रस्तुत की।
सीटी मुक्त पीईटी विकिरण खुराक को कम करता है
लंबे अक्षीय क्षेत्र-दृश्य वाले टोटल-बॉडी पीईटी स्कैनर अत्यंत कम खुराक वाले पीईटी स्कैन को सक्षम कर सकते हैं। लेकिन क्षीणन मानचित्र प्राप्त करने के लिए साथ में किया गया सीटी स्कैन इन कम-खुराक लाभों को नकारते हुए पर्याप्त विकिरण खुराक प्रदान कर सकता है। एसएनएमएमआई की वार्षिक बैठक में मोहम्मदरेज़ा तेइमूरिसिचनी सीमेंस मेडिकल इमेजिंग ने एक पूरी तरह से मात्रात्मक पीईटी इमेजिंग तकनीक प्रस्तुत की जिसके लिए एक साथ सीटी स्कैन की आवश्यकता नहीं होती है और रोगी को वितरित विकिरण की मात्रा को नाटकीय रूप से कम कर देता है। दृष्टिकोण बाल रोगियों और कई स्कैन की आवश्यकता वाले लोगों के लिए विशेष लाभ साबित हो सकता है।
"अधिकांश आधुनिक पीईटी स्कैनर गामा फोटॉनों का पता लगाने के लिए ल्यूटेटियम-आधारित स्किंटिलेटर्स का उपयोग करते हैं" एक प्रेस बयान में तीमूरिसिचनी बताते हैं। "स्किन्टिलेटर में ल्यूटेटियम में रेडियोआइसोटोप की थोड़ी मात्रा होती है - 3% से कम - 176लू, जो स्कैन के दौरान बैकग्राउंड रेडिएशन का उत्सर्जन करता है। हमारे अध्ययन में, हमने सीटी के उपयोग के बिना क्षीणन मानचित्रों और मात्रात्मक पीईटी छवियों को एक साथ पुनर्निर्माण करने के लिए एक संचरण स्रोत के रूप में इस पृष्ठभूमि विकिरण का उपयोग किया।
शोधकर्ताओं ने सीमेंस बायोग्राफ विजन क्वाड्रा पीईटी/सीटी स्कैनर के साथ प्राप्त नैदानिक एफडीजी-पीईटी स्कैन से डेटा का उपयोग करके अपनी प्रस्तावित पुनर्निर्माण तकनीक का मूल्यांकन किया। रोगी को लगभग 170 एमबीक्यू . का इंजेक्शन लगाया गया था 18एफ-एफडीजी और 55 मिनट की अवधि के लिए इंजेक्शन के बाद 10 मिनट स्कैन किया गया। से 202 और 307 केवी गामा फोटॉन का उपयोग करना 176लू ने क्षीणन मानचित्रों को फिर से बनाने के लिए, उन्होंने विभिन्न सीटी-मुक्त पुनर्निर्माण एल्गोरिदम का उपयोग करके पीईटी छवियां उत्पन्न कीं।
मानक पीईटी / सीटी छवियों के साथ परिणामों की तुलना करने से पता चला है कि क्षीणन मानचित्रों में सबसे बड़ी मात्रा का ठहराव रोगी सीमा के आसपास दिखाई दिया। जांच किए गए विभिन्न अंगों में से, मस्तिष्क में सबसे बड़ी मात्रात्मक त्रुटि थी (गतिविधि को कम करके आंका गया 15-21%)। हालांकि, सीटी-मुक्त पुनर्निर्मित पीईटी छवियों ने जांच की गई दो पुनर्निर्माण तकनीकों के लिए 4.8% और 10% की औसत अंग मात्रात्मक त्रुटियों को दिखाया।
रोगी की खुराक को कम करने के साथ-साथ, प्रस्तावित विधि संभावित क्षीणन मानचित्र गलत पंजीकरण को भी समाप्त करती है जो सीटी और पीईटी स्कैन के बीच रोगी की गति के कारण उत्पन्न हो सकती है। यह दृष्टिकोण हाइब्रिड पीईटी/एमआर स्कैनर में क्षीणन सुधार के लिए एक विश्वसनीय तकनीक भी प्रदान कर सकता है।
"यह अध्ययन व्यावहारिक सीटी-कम मात्रात्मक पीईटी इमेजिंग की दिशा में एक महत्वपूर्ण कदम है," तीमूरिसिचनी नोट करता है। "रोगी विकिरण जोखिम को कम करने के अलावा, एक वास्तविक कम खुराक मात्रात्मक पीईटी स्कैन अनुसंधान अध्ययनों पर एक बड़ा प्रभाव डाल सकता है जिसका उद्देश्य आणविक स्तर पर मानव शरीर विज्ञान को बेहतर ढंग से समझना और रेडियोफर्मास्यूटिकल्स के विकास से जुड़े अनुसंधान पर है। इसकी पूरी क्षमता का पता लगाने के लिए वर्तमान में बड़ी संख्या में रोगियों पर एल्गोरिदम का मूल्यांकन किया जा रहा है।"
सेल्फ-कोलिमेटिंग एसपीईसीटी तेजी से कार्डियक इमेजिंग प्रदान करता है
की एक टीम शिघुआ विश्वविद्यालय बीजिंग में एक कार्डियक SPECT सिस्टम तैयार किया है जो मौजूदा SPECT उपकरणों की तुलना में 10 से 100 गुना तेजी से स्कैन करता है। नई प्रणाली एक बहु-परत वास्तुकला में सक्रिय डिटेक्टरों को नियोजित करती है जो पता लगाने और कोलाइमेशन की दोहरी कार्यक्षमता को पूरा करती है। यह "सेल्फ-कोलिमेशन" अवधारणा नाटकीय रूप से कम स्कैन समय, बेहतर छवि गुणवत्ता, रोगी थ्रूपुट में वृद्धि और रोगियों के लिए विकिरण जोखिम को कम करने के लिए पारंपरिक SPECT दृष्टिकोणों में सुधार करती है।
"SPECT कोरोनरी हृदय रोग के रोगियों के निदान और जोखिम स्तरीकरण के लिए एक महत्वपूर्ण गैर-आक्रामक इमेजिंग उपकरण है," कहते हैं डेबिन झांग एक प्रेस बयान में। "हालांकि, पारंपरिक SPECT एक यांत्रिक कोलाइमर पर भरोसा करने के परिणामस्वरूप लंबे स्कैन समय और खराब छवि गुणवत्ता से ग्रस्त है। नई SPECT प्रणाली उच्च गुणवत्ता के साथ तेज़-फ़्रेमयुक्त गतिशील स्कैन करने में सक्षम है।"
सेल्फ-कोलिमेटिंग कार्डिएक SPECT में तीन समान समलम्बाकार संसूचक इकाइयाँ होती हैं, जो एक अर्ध-षट्भुज बनाने के लिए जुड़ती हैं जो एक गोलाकार क्षेत्र-दृश्य को घेरती है। प्रत्येक डिटेक्टर यूनिट में एक आंतरिक टंगस्टन प्लेट होती है जिसमें कई एपर्चर होते हैं, इसके बाद चार स्टैक्ड डिटेक्टर परतें होती हैं, जिनमें से तीन में एक शतरंज की बिसात के पैटर्न में व्यवस्थित होते हैं और बाहरी एक में बारीकी से पैक किए गए स्किन्टिलेटर होते हैं। ये स्किंटिलेटर फोटॉन डिटेक्शन और कोलिमेशन के दोहरे कार्य करते हैं।
शोधकर्ताओं ने धातु प्लेट में तीन एपर्चर पैटर्न की तुलना की (जो कि कोलिमेशन का हिस्सा भी प्रदान करता है) और पाया कि 140 एपर्चर के यादृच्छिक वितरण ने ग्रिड पैटर्न में 48 या 140 एपर्चर की तुलना में बेहतर सिग्नल-टू-शोर प्रदर्शन प्रदान किया। इस यादृच्छिक विन्यास का उपयोग करते हुए, कार्डियक SPECT की फील्ड-ऑफ-व्यू में औसत संवेदनशीलता 0.68 थी।
फैंटम के स्कैन में, सिस्टम हॉट-रॉड फैंटम में 4 मिमी रॉड को अलग कर सकता था, और कार्डियक फैंटम में एक दोष की पहचान करने में सक्षम था, जितना कि 2 एस।
टीम ने निष्कर्ष निकाला है कि प्रस्तावित डिटेक्टर डिज़ाइन में रोगी की श्वसन गति के प्रभाव को समाप्त करके, रोगी के थ्रूपुट को बढ़ाकर, अल्ट्रा-लो-डोज़ इमेजिंग को सक्षम करने और मायोकार्डियल रक्त प्रवाह और कोरोनरी फ्लो रिजर्व को सटीक रूप से मापने के द्वारा, गतिशील कार्डियक स्पैक्ट के नैदानिक अनुप्रयोगों का विस्तार करने की क्षमता है।
