Simulationen erachten neuen diagnostischen bildgebenden Verfahren sicher zu sein

    Gamma- und Neutronenabbildungs​​bieten mögliche Verbesserungen gegenüber bestehenden Techniken, wie Röntgenstrahlung oder CT , aber ihre Sicherheit noch nicht vollständig verstanden . Mit Hilfe von Computersimulationen , die Abbildung der Leber und der Brust mit Gamma- oder Neutronenstrahlung gefunden wurde , sicher zu sein und liefert Strahlungswerte auf dem Niveau konventioneller medizinischer Bildgebung, nach Ansicht der Forscher an der Duke Medizin .

    Die Ergebnisse, die in der Juni- Ausgabe der Zeitschrift Medical Physics veröffentlicht wird Forschern helfen, Prüfung von Gamma- und Neutronen Bildgebung in Tieren und Menschen später zu verschieben.

    Konventionelle medizinische Imaging-Tools - einschließlich Röntgenstrahl, Ultraschall , CT und MRI - Erkennen Krankheit von der Suche nach der Anatomie Oder Form und Größe der Anomalie . Bei der Verwendung dieser Tools , um Krebs, ein Bildschirm Tumor muss groß genug sein, um erfaßt werden , und wenn gefunden wird, wird eine chirurgische Biopsie allgemeinen erforderlich , um zu bestimmen , ob es gutartig oder bösartig ist .

    Herzog Forscher arbeiten an der Imaging-Technologien zu entwickeln, die Krankheit in einem frühen Stadium zu erkennen , lange bevor der Tumor groß genug, um mit konventionellen Methoden erkannt werden wachsen. Zwei bildgebenden Verfahren sie erforscht werden, sind Neutronen Stimulated Emission Computertomographie und Gamma Stimulated Emission Computertomographie .

     Simulierten 3D- Dosismessungen der Brust ( 1 von 2)
    Dies zeigt simulierten 3D Dosismessungen der Brust , die die Dosis für den ganzen Körper übertragen wird. Die Dosis wird auf einem roten und gelben Farbe der Karte , wo gelbe zeigt maximale Dosis angezeigt.
    Bildnachweis: Duke Medizin

    Die Forschung hat gezeigt , dass viele Tumoren haben eine out-of- Balance Konzentration von Spuren -Elemente natürlich im Körper gefunden werden, wie beispielsweise Aluminium und Rubidium . Diese Elemente Streu aus ihrer normalen Konzentration in den frühesten Stadien des Tumorwachstums , die möglicherweise ein frühes Signal von Krankheiten.

    Die Neutronen- und Gammabildgebungsverfahrengemessen werden , die Konzentrationen der Elemente in dem Körper , die Bestimmung der molekularen Eigenschaften ohne die Notwendigkeit einer Biopsie oder Injektion von Kontrastmedien . Das Ziel ist, dass diese Tests in der Lage , zwischen gutartigen und bösartigen Läsionen , sowie gesunden Gewebe unterscheiden.

     Simulierten 3D- Dosismessungen der Brust ( 2 von 2)
    Dies zeigt simulierten 3D Dosismessungen des Abdomen / Leber , die die Dosis für den ganzen Körper übertragen wird. Die Dosis wird auf einem roten und gelben Farbe der Karte , wo gelbe zeigt maximale Dosis angezeigt.
    Bildnachweis: Duke Medizin

    "Gamma und Neutronen- Bildgebung kann schließlich in der Lage , die uns helfen , Krebserkrankungen früher zu erkennen , ohne eine invasive Biopsie durchführen zu können ", sagt Anuj Kapadia , Ph.D. , Assistant Professor für Radiologie an der Duke University School of Medicine und leitende Autor der Studie.

    Gamma- und Neutronen Bildgebung kann auch Anwendungen für Patienten, die eine Behandlung von Krebs . Die Patienten warten derzeit Wochen oder Monate , um zu sehen , wenn ihr Krebs auf eine bestimmte Behandlung anspricht und Schrumpfung in der Größe, aber Gamma- und Neutronen Bildgebung kann in der Lage zu sagen, ob eine Behandlung früher arbeiten durch den Nachweis molekularer Veränderungen direkt innerhalb des Tumors sein .

    Zwar verbesserte diagnostische Tests würde Kliniker mit nützlichen Tools bieten , ist eine anhaltende Frage der Sicherheit von Gamma- und Neutronenstrahlung besonders . Beim Eintritt in den Körper zu streuen Neutronen beträchtlich , mit der Möglichkeit des Erreichens mehrere lebenswichtige Organe. So haben Forscher besorgt über wie viel Strahlung im Zielorgan gegen das umgebende Gewebe absorbiert. Zum Beispiel werden in einer Brust abzutasten , wie viel Strahlung unnötig in das Herz oder die Lunge geliefert ?

    Mit detaillierten Computersimulationen Kapadia und seine Kollegen geschätzt, die Strahlendosis für die Leber und der Brust geliefert mit Neutronen- und Gamma Bildgebung. Sie fanden heraus, dass die Mehrheit der Strahlung direkt in dem Strahlenbündel Organe geliefert wird, und eine viel niedrigere Dosis wurde von Gewebe außerhalb des Strahls absorbiert.

    In simulierten Brust durchgeführt , wurde die Strahlung fast vollständig in den Bereich der Brust abgetastet beschränkt. Die Anwendung in der Still entfielen 96 Prozent der Strahlung im Neutronen Scans und 99 Prozent in gamma -Scans. Das Herz und die Lungen , die weniger als 1 Prozent der Strahlungsdosis .

    Bei Abbildung der Leber in Simulation, vermittelt die Neutronen Abtastung der höchsten Bestrahlungsdosis für die Leber, während sie in der Gamma -Scan, der Magenwand absorbiert die größte Menge an Strahlung in dem direkten Pfad des Strahls aufgrund seiner Lage . Weitere Arbeiten sind erforderlich , um eine bessere Ausrichtung und Gammastrahlungsdosenin Leber Scans zu reduzieren.

    " Die Ergebnisse zeigen , dass trotz der Verwendung eines stark streuenden Teilchen, wie ein Neutron ist die Dosis von Neutronen- Bildgebung auf Augenhöhe mit anderen klinischen bildgebende Verfahren wie Röntgen-CT ", sagte Kapadia . " Neutronen- und Gammastrahlung können lebensfähig Bildgebung Alternativen werden, wenn eine weitere Prüfung gibt ihnen sicher und effektiv zu sein."

    Die Forscher wird diese Informationen benutzen , um ihre Studien in Tieren zu bewegen , und später, Menschen.