英国研究人员开发了一种新的手持扫描仪,他们希望这种扫描仪能改变癌症和关节炎的诊断。
该设备可以在几秒钟内生成非常详细的3D图像,为它们首次在临床环境中使用铺平了道路,并为早期疾病诊断提供了可能。
一项新的研究发现,该技术可以实时为医生提供成像扫描。
通讯作者保罗·比尔德教授是伦敦大学学院医学物理和生物医学工程以及威康/EPSRC介入和外科科学中心的教授,他说:“这项研究的突破在于获取图像的时间加快了,比以前的扫描仪快了100到1000倍。”
“这种速度避免了运动引起的模糊,提供了其他扫描仪无法提供的高质量的详细图像。
“这也意味着可以实时获取图像,而不是花费五分钟或更长时间,从而使动态生理事件可视化成为可能。”
他补充说,这种新型扫描仪的一个潜在用途是评估炎症性关节炎,这需要扫描双手的所有20个手指关节。
新的扫描仪可以在几分钟内完成这项工作,而旧的扫描仪需要近一个小时,这对年老体弱的病人来说可能太长了。
光声断层扫描(PAT)成像使用激光产生的超声波来可视化不到毫米尺度的静脉和动脉的细微变化,深度可达15mm。
到目前为止,现有的PAT技术——需要患者保持完全不动,否则会有图像模糊的风险——速度太慢,无法产生足够高质量的3D图像。
专家说,老式的PAT扫描仪可能需要5分钟以上的时间来拍摄一张图像,但通过将时间缩短到几秒钟或更短的时间,图像质量得到了提高,而且更适合身体虚弱或身体不好的人。
研究人员表示,这种新的扫描仪可以在三到五年内帮助诊断癌症、心血管疾病和关节炎,还需要进一步的测试。
在这项发表在《自然生物医学工程》杂志上的研究中,研究小组对10名2型糖尿病、类风湿性关节炎或乳腺癌患者以及7名健康人进行了扫描仪测试。
在三名2型糖尿病患者中,扫描仪能够产生详细的足部3D图像,它也被用来可视化与乳腺癌相关的皮肤炎症。
该研究的资深作者、伦敦大学学院医学成像副教授、伦敦大学学院放射学顾问安德鲁·普拉姆说:“糖尿病患者经常遭受的并发症之一是四肢(如脚和小腿)的血流量低,这是由于这些区域的微小血管受损。”
“但到目前为止,我们还不能确切地看到是什么导致了这种损害,也不能描述它是如何发展的。”
对于癌症,肿瘤通常具有高密度的小血管,这些血管太小而无法用其他成像技术看到。
研究人员表示,他们的新技术可以用来检测肿瘤并相对容易地监测它。
来自伦敦大学学院医学物理与生物医学工程学院的Nam Huynh博士与同事Edward Zhang博士共同开发了这种扫描仪,他说:“它还可以通过观察肿瘤中的血管来帮助癌症外科医生更好地区分肿瘤组织和正常组织,帮助确保在手术中切除所有肿瘤,并将复发的风险降至最低。”
“我可以设想很多有用的方式。”
英国癌症研究中心的研究信息负责人萨姆·戈弗雷博士资助了这项研究,他说:“癌症能够劫持我们的血液,迅速构建不规则的微血管网络,帮助肿瘤生长。”
“这项研究使我们能够第一次以非常高的细节水平看到这些网络。
“虽然还处于早期阶段,但这种扫描仪是一项令人兴奋的发展,它可以让我们以一种侵入性较小的方式看到更多的肿瘤。”
与早期的PAT扫描仪不同,这种扫描仪一次测量组织表面上超过10,000个不同点的超声波,而新的扫描仪同时检测多个点的超声波,减少了获得图像所需的时间。