Čip z CERNu se uplatnil v barevném 3D rentgenovém skeneru  
Černobílým rentgenovým snímkům a skenům je už asi odzvoněno. Do klinických testů půjde revoluční zařízení společnosti Mars Bioimaging, které pracuje se spektrální CT a umí úžasné snímky biologických tkání.

Jeden z prvních barevných 3D rentgenových snímků člověka. Kredit: Mars Bioimaging.
Jeden z prvních barevných 3D rentgenových snímků člověka. Kredit: Mars Bioimaging.
Rentgenový snímek už asi viděl každý. Velmi dlouho to ale byly jenom takové černobílé momentky, které připomínaly poslední pozůstatek éry němého filmu v jednadvacáté století. Kontrastní černobílé snímky z rentgenu obstojně posloužily mnoha lékařům a ještě mnohem více pacientům. Některé věci ale nezvládnou zobrazit v potřebné kvalitě.


Ruka na snímku patří Philu Butlerovi, jednomu z tvůrců nového zařízení. Kredit: Mars Bioimaging.
Ruka na snímku patří Philu Butlerovi, jednomu z tvůrců nového zařízení. Kredit: Mars Bioimaging.
Situaci by teď měla změnit společnost se slibným názvem Mars Bioimaging, která sídlí na Novém Zélandu. Vyvinuli skener pro zobrazování biologických tkání, který vytváří 3D rentgenové snímky v barvě. Zachycuje na nich kosti, tuk a měkké tkáně. Klíčovým prvkem nového skeneru je čip, který vyvinuli v CERNu pro využití v obsluze Velkého hadronového srážeče LHC. Je to fascinující ukázka toho, jak se špičkové projekty vědy vyplácejí lidstvu i dlouhou dobu po svém spuštění. LHC je v tomto případě podobný americkému projektu letů na Měsíc Apollo, který přinesl pozoruhodné vynálezy s širokým uplatněním.


Podle lidí společnosti Mars Bioimaging teď budeme svědky podobné revoluce, jako když fotografové přecházeli z černobílých fotek na barevné. V tradičních rentgenech a na počítačové tomografii procházejí rentgenové paprsky skrz tkáň a zařízení na druhé straně měří jejich intenzitu. Hustší materiály snižují energii rentgenových paprsků více než řídké materiály, takže se jejich tvar ukáže na černobílém 2D obrázku.

Barevný 3D rentgenový snímek kotníku. Zobrazuje kosti, měkké tkáně i tuky. Kredit: Mars Bioimaging.
Barevný 3D rentgenový snímek kotníku. Zobrazuje kosti, měkké tkáně i tuky. Kredit: Mars Bioimaging.
Průlomové zařízení využívá novou technologii, které autoři říkají spektrální CT. Jde o to, že měří zeslabování (atenuaci) specifických vlnových délek rentgenového záření. Získaná spektroskopická data pak zpracuje speciální algoritmus, který vytvoří barevný 3D snímek. Na něm jsou pak krásně vidět kosti, svaly, voda, tuk, některé projevy chorob, atd. Podle prvních zkušeností jsou takové snímky estetickým dílkem.

Mars Bioimaging – logo.
Mars Bioimaging – logo.

Srdcem skeneru pro spektrální CT je čip Medipix3. Tenhle čip je vlastně detektor, který zachytí a zaznamená každou částici, která zasáhne pixely na jeho senzoru. Medipix3 byl původně vyvinutý v CERNu, aby s velkou přesností sledoval částice ve Velkém hadronovém srážeči LHC.


Mars Bioimaging již otestovali malou verzi tohoto skeneru. Zkusili s ním diagnostikovat stav kostí a kloubů, pátrat po nádorech, a také po časných známkách onemocnění cévní soustavy. Výsledky jsou prý zatím velmi slibné. Podle autorů přístroje vše nasvědčuje tomu, že by se skenery se spektrální CT mohly prosadit v klinické praxi. Díky nim by bylo možné zpřesnit diagnózy a více personalizovat léčbu pacientů. Klinické testy začínají za pár měsíců na Novém Zélandu, kde se jich dočkají pacienti na ortopedii a revmatologii.

Video:  Phil Butler: MARS Bioimaging & University of Canterbury


Literatura
CERN 10. 7. 2018.

Datum: 12.07.2018
Tisk článku

Čip - Benková Jana
Knihy.ABZ.cz
 
 
cena původní: 169 Kč
cena: 162 Kč
Čip
Benková Jana
Související články:

Jak vytisknout 3D kostru živého zvířete?     Autor: Stanislav Mihulka (04.04.2013)
Převratné terahertzové mikročipy nabízejí nový pohled skrz hmotu     Autor: Stanislav Mihulka (16.02.2017)
Fotoakustický tomograf – perspektivní nástupce radiologického mamografu     Autor: Dagmar Gregorová (21.06.2018)



Diskuze:

Treba znova vymýšľať koleso?

Michael Chomo,2018-07-13 10:22:51

A komu tím prospejú?

V medicínskom snímkovaní už existuje množstvo softvérov, ktoré ponúkajú lepšie zobrazovanie tkanív ako toto riešenie. (napr. https://sie.ag/2Jkncn8)

RTG snímky sú naozaj dostatočným riešením. Pokiaľ lekár potrebuje snímky tkanív, ktoré RTG nedokáže vytvoriť, pošle pacienta na CT/PET scan poprípade na MR vyšetrenie. A snímky z týchto strojov sa dajú plne spracovať v medicínskych zobrazovacích softvéroch, ktoré ponúkajú také mnostvo spôsobov zobrazenia v takej kvalite, o ktorej tento "úžasný nový vynález" môže len snívať.

Ale už vidím tie titulky v novinách o "úžasnej novej technológii umožňujúcej 3D zobrazenie tkanív, vďaka ktorej sa svetová medicína posunie o desiatky rokov vpred".

Odpovědět


Re: Treba znova vymýšľať koleso?

Marek Fucila,2018-07-14 02:40:58

Snímky na odkazovanej stránke sú skutočne "jaw breaking". Klobúk dolu. (Hneď si viem predstaviť koľko CT na slovensku mohlo mať lepší softvér, keby sa toľko nekradlo...)

Otázka je, čo vlastne tento nový skener prináša. Z článku som to pochopil tak, že tkanivo ožarujú viacerými frekvenciami súčasne a ten čip to dokáže spracovať. O fungovaní CT mám len hmlistú predstavu, ale predpokladám, že teraz sa používa jediná frekvencia, a že toto by bol upgrade žiariča + čipu. Tiež si viem predstaviť, že to dokážu použiť v obyčajnom 2D röntgene. Plus, čo sa v článku nepíše, ale zrejme by to vylepšio röntgeny na letiskách. Ak teda objavili koleso a nejde len o zviditeľnenie sa pod značkou CERNu - možno ostatní už robia to isté, s inými čipmi. :-)

Odpovědět

Davka ziarenia

Michal Lichvár,2018-07-12 16:11:03

Vyzerá to slubne na špecifické problémy, ale neverím, že dôjde k náhrade klasických rtg. Tie totiž ponúkajú dostatočne dobré riešenie s nízkymi dávkami žiarenia.

Samotné CT ožaruje pacienta rádovo viac ako obyčajné rtg vyšetrenie:
http://www.sukupova.cz/davky-z-jednotlivych-rentgenovych-vysetreni/

Dokonca "Uvádza sa, že v USA môže byť v súčasnosti 1,5-2 % onkologických ochorení spôsobených CT vyšetreniami. (3) Je preto potrebné indikovať CT vyšetrenie len v prípade, že benefit prevýši riziko."
http://www.lovcisarlatanov.sk/nakolko-nebezpecne-su-zobrazovacie-vysetrenia/

Predpokladám, že táto nová technológia vyžaduje ešte vyššie dávky ako CT, čiže žijúcim pacientom sa bude indikovať len v nevyhnutných prípadoch.

Odpovědět


Re: Davka ziarenia

Vaclav Prochazka,2018-07-12 20:06:57

Hmmm ...
tak možná nejde jen o dávku záření, ale o problém, že to celé zpracovává jakýsi dostatečně nevyzkoušený algoritmus. Jaká je skutečná citlivost této metody a její specifičnost? Kolik věcí, které budou na tom krásném 3D obrázku ve skutečnosti v člověku ani nenajdete? Takovým pěkným příkladem je 3D sonografie, která reálně pro pacienty nic zásadního nepřináší, kromě působivých a značně nepřesných 3D obrázků nenarozených dětí ....

Odpovědět




Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni


















Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace