美国和日本的研究人员展示了第一个不需要断层扫描的实验性截面医学图像，断层扫描是用于重建CT和PET扫描图像的数学过程。这项工作发表在10月14日的《自然-光子学》上，可能会带来更便宜、更容易和更精确的医学成像。加州大学戴维斯分校生物医学工程和放射学教授、该论文的资深作者Simon Cherry说，这一进展是通过开发新的、超快的光子探测器实现的。

切里说："我们实际上是在以光速成像，这在我们的领域中是一种圣杯。"

实验工作由加州大学戴维斯分校生物医学工程系的项目科学家Sun Il Kwon和日本滨松光子公司的Ryosuke Ota领导，新的光子检测器技术就是在这里开发的。其他合作者包括由福井大学玉川洋一教授领导的研究小组和由北里大学长谷川智之教授领导的研究小组。

在使用X射线或伽马射线的成像中，需要用数学方法从数据中重建断面图像，这就是断层扫描的过程。在PET扫描中，标记有微量放射性同位素的分子被注入并被体内的器官和组织所吸收。这种同位素，如氟-18，是不稳定的，在衰变时发射正电子。

超快速光子检测

每当这些正电子中的一个遇到体内的电子时，它们就会相互湮灭并同时发出两个湮灭光子。追踪这些光子的来源和轨迹，理论上可以创造出被同位素标记的组织的图像。但是直到现在，研究人员在没有断层重建这一额外步骤的情况下无法做到这一点，因为探测器的速度太慢，无法精确确定两个光子的到达时间，从而根据它们的时间差确定它们的位置。

当湮灭光子撞击探测器时，它们会产生产生信号的切伦科夫光子。Cherry和他的研究人员想出了如何检测这些切伦科夫光子，其平均时间精度为32皮秒。这意味着他们可以以4.8毫米的空间精度确定湮灭光子产生的位置。这种速度和精度水平使研究小组能够直接从湮灭光子中产生放射性同位素的横截面图像，而不必使用断层扫描。

 

在他们的论文中，研究人员描述了他们用新技术进行的各种测试，包括在一个模仿人脑的测试对象上进行的测试。他们感到有信心，这种程序最终可以扩展到临床诊断所需的水平，并有可能使用较低的辐射剂量创建更高质量的图像。用这种方法还能更快地创建图像，甚至有可能在PET扫描期间实时创建，因为不需要事后重建。

PET扫描目前很昂贵，而且在某些方面有技术限制，因为目前的临床扫描仪无法捕捉到湮灭光子的旅行时间中存在的全部信息。这项新发现涉及一个紧凑的设备设置，并可能导致使用放射性同位素对人体进行廉价、简便和准确的扫描。

原文链接：https://www.xianjichina.com/special/detail_500302.html

来源：贤集网