UCLの研究者によって開発された 新しい携帯スキャナーで 数秒で高度に詳細な 3D 光音画像を生成できます臨床環境での使用を初めて可能にし,早期の疾患診断の可能性を提供すること.
報告書は,自然生物医学工学チームは,彼らの技術が医師にリアルタイムに 光音響トモグラフィー (PAT) 画像スキャンを提供でき, 血管の正確な画像を提供できることを示しています患者のケアを伝えるのに役立ちます.
Photoacoustic tomography imaging uses laser-generated ultrasound waves to visualise subtle changes (an early marker of disease) in the less-than-millimetre-scale veins and arteries up to 15mm deep in human tissues.
しかし現在までのPAT技術では 臨床医が使うのに十分な高品質の3D画像を 生産するのに遅すぎました
PATスキャンでは患者は全く動かない状態で ゆっくりスキャンする時の動きは 画像が曖昧になり 臨床的に有用な画像が保証されない可能性があります
古いPATスキャナーでは 画像を撮るのに 5分以上かかりました その時間を数秒以下に縮めることで画像の質はかなり向上し,弱体や弱体な人にとってはるかに適しています.
研究者らは,この新しいスキャナーは,3~5年以内に癌,心血管疾患,関節炎の診断に役立つ可能性があると述べています.
関連著者 ポール・ビーアード教授 (UCL医学物理学と生物医学工学とウェルカム/EPSRC介入と外科科学センター) は次のように述べています"近年,光音画像技術で 長い道のりを歩んできた"臨床での使用には 障害がありました
"この研究で発見されたのは,画像の取得にかかる時間の加速です. これは,以前のスキャナーよりも100倍から1,000倍速くなります.
"この速度により 動きによる模糊が避けられ 他のスキャナーが提供できない 高度な詳細な画像が 提供されます.画像はリアルタイムで取得できますダイナミックな生理現象を視覚化することが可能になります.
"この技術的進歩により このシステムは 初めて臨床使用に適しており 以前にはできなかった 人間の生物学と病気の側面を 調べることができます
"現在,我々の発見を確認するために より大きな患者集団を対象としたさらなる研究が必要です"
この新しいスキャナには 炎症性関節炎の 診断が 主要な 可能性があり 両手の 20 本の指の関節を スキャンする必要があります古いPATスキャナーには ほぼ1時間かかります高齢者や弱体な患者にとっては 時間が長すぎると言いました
スキャナーを患者にテストする
この研究では 臨床前試験中に10人の 型2糖尿病,リウマチス関節炎,乳がん患者と 7人の健康なボランティアに スキャナーをテストしました
2型糖尿病の3人の患者では 脚の微小血管の詳細な 3D画像をスキャンし 血管の変形や構造変化を明らかにしましたこのスキャナーを使って 乳がんに関連した皮膚炎症を視覚化しました.
UCLHの医学画像学副教授で コンサルタントの放射線科医で 研究のシニア著者である Andrew Plumbは次のように述べています"糖尿病 の 患者に よく 起こっ て いる 合併症 の 一つ は,四肢 の 血流 が 低下 する こと です.足や下足など,これらの領域の小さな血管に損傷があるためしかし今までは 損傷の原因が 具体的に何なのか 特定できませんでした.
左足の滑らかで均質な血管と 右足の同じ部分に 変形した 曲がりくねった血管が見えました未来に組織損傷を引き起こす可能性がある問題を示します早期診断を容易にするため,またより一般的に病気の進行をよりよく理解するために,光音画像は,もっと詳細な情報を与えることができます".
光音響トモグラフィー
2000年の初期開発以来PATは長い間 生物学的なプロセスに対する理解を革命的に変え,がんや他の主要な疾患の臨床評価を改善する可能性があると宣伝されています.
光を吸収して音波を生成するときに生じる光音効果を使います
PATスキャナーでは 生物組織に短時間レーザー波を 発射します このエネルギーの一部は 対象物の色によって吸収されます熱と圧力のわずかな増加を引き起こし 微弱な超音波を生成し 組織に関する情報を含みますこのプロセスは2分の"で完了します
UCLの物理学者や技術者が発見したのは 超音波は光を用いて検出できるということです
2000年代初頭には 音波が薄いプラスチックフィルムの 厚さの微妙な変化を引き起こし 高度に調整されたレーザービームを用いて測定できるシステムを 開発しました
結果はこれまで見たことのない 組織構造を明らかにしました
PAT が 病気 の 検出 に どの よう に 役立ち ます か
糖尿病の合併症である周辺血管疾患 (PVD) など病気を示す小さな血管の変化の初期兆候は,MRIスキャンなどの従来の画像技術では見られません..
しかしPAT画像では 組織が損傷する前に 治療が可能になり 傷の治癒や断肢を 防ぐことができますPVD は,アメリカ と ヨーロッパ で 25 万 人 以上 に 影響 し て い ます.追加されています
ガンの場合も同様です 腫瘍はしばしば小さな血管の密度が高く 他の画像技術では見られないほど小さいのです
同僚であるエドワード・チャン博士と共に スキャナーを開発したUCL医学物理学と生物医学工学の Nam Huynh 博士は次のように述べています"光音画像を用いて 腫瘍を検出し 比較的簡単に監視できる"腫瘍内の血管を視覚化することで 腫瘍組織と正常組織を より良く区別するのに役立ちます手術中に腫瘍を完全に除去し,再発のリスクを最小限に抑えるのに役立ちます役に立つかもしれない"と答えました
ハイン 博士 は,この 技術 の 重要な 利点 の 一つ は,血球 に 敏感 な こと で ある と 付け加えました.血球 の よう な 光 を 吸収 する 分子 が 超音波 を 生み出す の です.
スキャナー速度の改善とテスト
この研究では UCLの研究者が 画像取得に必要な時間を短縮することで 速度問題を克服しようとしましたスキャナー設計や 画像生成の数学に 革新を加えることで達成しました.
超音波を1万点以上で 測定したものです 超音波は新しいスキャナーで同時に複数の点で検出画像取得時間を大幅に短縮します.
研究チームはデジタル画像圧縮に使用されているものと似た数学的原理も採用しました超音波 の 数千 枚 (数万 枚 の 代わりに) の 測定 から 高品質 の 画像 を 復元 する こと が でき まし たこれらの革新により,画像撮影時間は数秒または1秒未満に短縮されました.動きの模糊をなくし,組織の動的変化の画像を撮影できるようにする.
科学者らは,研究結果とスキャン機が臨床的に有用である程度を確認するために より大きな患者グループでのさらなる研究が必要だと述べた.
医学画像撮影のための光声断層画像開発の最初のステップは2000年に行われました しかしこの技術の起源は 1880年に遡ります電話を発明したばかりの太陽光が音に変換される様子を観察しました
2019年,UCLの研究チームのメンバーは,現在世界中でPAT技術に基づくさまざまなスキャナーを販売しているUCLのスピンアウト企業,DeepColor Imagingを設立しました.
この研究は,UKの癌研究,エンジニアリングと物理科学研究協議会,ウェルカム,欧州研究協議会と国立健康研究研究所 ロンドン大学院病院生物医学研究センター.
ストーリー ソース:
UCLの研究者によって開発された 新しい携帯スキャナーで 数秒で高度に詳細な 3D 光音画像を生成できます臨床環境での使用を初めて可能にし,早期の疾患診断の可能性を提供すること.
報告書は,自然生物医学工学チームは,彼らの技術が医師にリアルタイムに 光音響トモグラフィー (PAT) 画像スキャンを提供でき, 血管の正確な画像を提供できることを示しています患者のケアを伝えるのに役立ちます.
Photoacoustic tomography imaging uses laser-generated ultrasound waves to visualise subtle changes (an early marker of disease) in the less-than-millimetre-scale veins and arteries up to 15mm deep in human tissues.
しかし現在までのPAT技術では 臨床医が使うのに十分な高品質の3D画像を 生産するのに遅すぎました
PATスキャンでは患者は全く動かない状態で ゆっくりスキャンする時の動きは 画像が曖昧になり 臨床的に有用な画像が保証されない可能性があります
古いPATスキャナーでは 画像を撮るのに 5分以上かかりました その時間を数秒以下に縮めることで画像の質はかなり向上し,弱体や弱体な人にとってはるかに適しています.
研究者らは,この新しいスキャナーは,3~5年以内に癌,心血管疾患,関節炎の診断に役立つ可能性があると述べています.
関連著者 ポール・ビーアード教授 (UCL医学物理学と生物医学工学とウェルカム/EPSRC介入と外科科学センター) は次のように述べています"近年,光音画像技術で 長い道のりを歩んできた"臨床での使用には 障害がありました
"この研究で発見されたのは,画像の取得にかかる時間の加速です. これは,以前のスキャナーよりも100倍から1,000倍速くなります.
"この速度により 動きによる模糊が避けられ 他のスキャナーが提供できない 高度な詳細な画像が 提供されます.画像はリアルタイムで取得できますダイナミックな生理現象を視覚化することが可能になります.
"この技術的進歩により このシステムは 初めて臨床使用に適しており 以前にはできなかった 人間の生物学と病気の側面を 調べることができます
"現在,我々の発見を確認するために より大きな患者集団を対象としたさらなる研究が必要です"
この新しいスキャナには 炎症性関節炎の 診断が 主要な 可能性があり 両手の 20 本の指の関節を スキャンする必要があります古いPATスキャナーには ほぼ1時間かかります高齢者や弱体な患者にとっては 時間が長すぎると言いました
スキャナーを患者にテストする
この研究では 臨床前試験中に10人の 型2糖尿病,リウマチス関節炎,乳がん患者と 7人の健康なボランティアに スキャナーをテストしました
2型糖尿病の3人の患者では 脚の微小血管の詳細な 3D画像をスキャンし 血管の変形や構造変化を明らかにしましたこのスキャナーを使って 乳がんに関連した皮膚炎症を視覚化しました.
UCLHの医学画像学副教授で コンサルタントの放射線科医で 研究のシニア著者である Andrew Plumbは次のように述べています"糖尿病 の 患者に よく 起こっ て いる 合併症 の 一つ は,四肢 の 血流 が 低下 する こと です.足や下足など,これらの領域の小さな血管に損傷があるためしかし今までは 損傷の原因が 具体的に何なのか 特定できませんでした.
左足の滑らかで均質な血管と 右足の同じ部分に 変形した 曲がりくねった血管が見えました未来に組織損傷を引き起こす可能性がある問題を示します早期診断を容易にするため,またより一般的に病気の進行をよりよく理解するために,光音画像は,もっと詳細な情報を与えることができます".
光音響トモグラフィー
2000年の初期開発以来PATは長い間 生物学的なプロセスに対する理解を革命的に変え,がんや他の主要な疾患の臨床評価を改善する可能性があると宣伝されています.
光を吸収して音波を生成するときに生じる光音効果を使います
PATスキャナーでは 生物組織に短時間レーザー波を 発射します このエネルギーの一部は 対象物の色によって吸収されます熱と圧力のわずかな増加を引き起こし 微弱な超音波を生成し 組織に関する情報を含みますこのプロセスは2分の"で完了します
UCLの物理学者や技術者が発見したのは 超音波は光を用いて検出できるということです
2000年代初頭には 音波が薄いプラスチックフィルムの 厚さの微妙な変化を引き起こし 高度に調整されたレーザービームを用いて測定できるシステムを 開発しました
結果はこれまで見たことのない 組織構造を明らかにしました
PAT が 病気 の 検出 に どの よう に 役立ち ます か
糖尿病の合併症である周辺血管疾患 (PVD) など病気を示す小さな血管の変化の初期兆候は,MRIスキャンなどの従来の画像技術では見られません..
しかしPAT画像では 組織が損傷する前に 治療が可能になり 傷の治癒や断肢を 防ぐことができますPVD は,アメリカ と ヨーロッパ で 25 万 人 以上 に 影響 し て い ます.追加されています
ガンの場合も同様です 腫瘍はしばしば小さな血管の密度が高く 他の画像技術では見られないほど小さいのです
同僚であるエドワード・チャン博士と共に スキャナーを開発したUCL医学物理学と生物医学工学の Nam Huynh 博士は次のように述べています"光音画像を用いて 腫瘍を検出し 比較的簡単に監視できる"腫瘍内の血管を視覚化することで 腫瘍組織と正常組織を より良く区別するのに役立ちます手術中に腫瘍を完全に除去し,再発のリスクを最小限に抑えるのに役立ちます役に立つかもしれない"と答えました
ハイン 博士 は,この 技術 の 重要な 利点 の 一つ は,血球 に 敏感 な こと で ある と 付け加えました.血球 の よう な 光 を 吸収 する 分子 が 超音波 を 生み出す の です.
スキャナー速度の改善とテスト
この研究では UCLの研究者が 画像取得に必要な時間を短縮することで 速度問題を克服しようとしましたスキャナー設計や 画像生成の数学に 革新を加えることで達成しました.
超音波を1万点以上で 測定したものです 超音波は新しいスキャナーで同時に複数の点で検出画像取得時間を大幅に短縮します.
研究チームはデジタル画像圧縮に使用されているものと似た数学的原理も採用しました超音波 の 数千 枚 (数万 枚 の 代わりに) の 測定 から 高品質 の 画像 を 復元 する こと が でき まし たこれらの革新により,画像撮影時間は数秒または1秒未満に短縮されました.動きの模糊をなくし,組織の動的変化の画像を撮影できるようにする.
科学者らは,研究結果とスキャン機が臨床的に有用である程度を確認するために より大きな患者グループでのさらなる研究が必要だと述べた.
医学画像撮影のための光声断層画像開発の最初のステップは2000年に行われました しかしこの技術の起源は 1880年に遡ります電話を発明したばかりの太陽光が音に変換される様子を観察しました
2019年,UCLの研究チームのメンバーは,現在世界中でPAT技術に基づくさまざまなスキャナーを販売しているUCLのスピンアウト企業,DeepColor Imagingを設立しました.
この研究は,UKの癌研究,エンジニアリングと物理科学研究協議会,ウェルカム,欧州研究協議会と国立健康研究研究所 ロンドン大学院病院生物医学研究センター.
ストーリー ソース:
