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लैब वैज्ञानिकों ने दुनिया के पहले कुल-शरीर पीईटी स्कैनर का निर्माण करने में मदद की

Anonim

ऊर्जा विभाग के लॉरेंस बर्कले नेशनल लेबोरेटरी (बर्कले लैब) के वैज्ञानिकों ने दुनिया की पहली कुल-बॉडी पॉजिट्रॉन उत्सर्जन टोमोग्राफी (पीईटी) स्कैनर, एक चिकित्सा इमेजिंग डिवाइस बनाने में मदद करने के लिए तैयार किया है जो कैंसर और अन्य बीमारियों का निदान करने के तरीके को बदल सकता है और इलाज किया।

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यह परियोजना एक यूसी डेविस शोध टीम के नेतृत्व में एक संघ है और इसमें बर्कले लैब और पेंसिल्वेनिया विश्वविद्यालय के वैज्ञानिक शामिल हैं। यह हाल ही में घोषित पांच साल, राष्ट्रीय स्वास्थ्य संस्थान से $ 15.5 मिलियन ट्रांसफॉर्मेटिव रिसर्च अवॉर्ड द्वारा समर्थित है।

कंसोर्टियम का लक्ष्य एक पीईटी स्कैनर बनाना है जो पूरे मानव शरीर को एक साथ जोड़ता है, आज के पीईटी स्कैनर से एक बड़ी छलांग जो केवल एक समय में 20 सेमी सेगमेंट स्कैन करता है। एक बीमारी के प्रक्षेपवक्र का निदान करने और ट्रैक करने में सक्षम होने के अलावा आज संभव नहीं है, कुल शरीर पीईटी स्कैनर रोगी की विकिरण खुराक को 40 के कारक से कम कर देगा, या स्कैनिंग समय को 20 मिनट से घटाकर 30 सेकंड तक घटा देगा ।

विलियम मूसा के आणविक बायोफिजिक्स और इंटीग्रेटेड बायोइमेजिंग डिवीजन के नेतृत्व में बर्कले लैब का योगदान इलेक्ट्रॉनिक्स विकसित करना है जो स्कैनर के डिटेक्टरों द्वारा एकत्र किए गए डेटा को कंप्यूटर पर भेजता है, जो डेटा को रोगी की त्रि-आयामी छवि में परिवर्तित करता है। नए स्कैनर में आधे मिलियन डिटेक्टर होंगे, और प्रत्येक डिटेक्टर का डेटा इलेक्ट्रॉनिक रूप से कंप्यूटर पर प्रेषित होना चाहिए, इसलिए कार्य अविश्वसनीय रूप से जटिल है।

"हम डिटेक्टरों और कंप्यूटर एल्गोरिदम के बीच इलेक्ट्रॉनिक इंटरफ़ेस विकसित कर रहे हैं - और इस स्कैनर के लिए इलेक्ट्रॉनिक्स पहले किए गए कार्यों की तुलना में अधिक जटिलता का क्रम है, " मूसा कहते हैं। "लेकिन बर्कले लैब के पास पीईटी स्कैनर समेत परमाणु चिकित्सा इमेजिंग के लिए एक लंबा इतिहास विकास उपकरण है, और यह परियोजना हमारे शोध में एक और मील का पत्थर है।"

परियोजना में शामिल अन्य बर्कले लैब वैज्ञानिक क्यूयू पेंग हैं, जो इलेक्ट्रॉनिक उपकरण पर मूसा की सहायता कर रहे हैं; और बिल जगस्ट, क्लीनिकल न्यूरोलॉजी रिसर्च के लिए पीईटी इमेजिंग तकनीकों का एक लंबे समय तक उपयोगकर्ता, जो परियोजना के लिए चिकित्सा डॉक्टरों के सलाहकार बोर्ड पर कार्य करता है।

पीईटी स्कैन का उपयोग शरीर में अंगों और ऊतकों को कैसे काम कर रहे हैं यह दिखाकर विभिन्न बीमारियों का निदान और ट्रैक करने के लिए किया जाता है। आम तौर पर, एक रेडियोधर्मी ट्रैसर जो एक बीमारी के लिए विशिष्ट चयापचय प्रक्रिया को लक्षित करता है उसे रोगी को दिया जाता है। पीईटी स्कैनर तब पता लगाता है कि ट्रेसर शरीर में कहां एकत्रित होता है, जो रोग को प्रभावी रूप से इमेजिंग करता है। उदाहरण के लिए, ट्यूमर में जमा होने वाले ट्रैसर का उपयोग कैंसर के इलाज, चरण और उपचार के लिए किया जाता है।

कई दशकों तक, बर्कले लैब वैज्ञानिकों ने पीईटी स्कैनर और अन्य चिकित्सा इमेजिंग प्रौद्योगिकियों के लिए उन्नत इलेक्ट्रॉनिक उपकरण विकसित करने में विशिष्टता हासिल की है। यह प्रयास बर्कले लैब की ओपनपीईटी परियोजना में विकसित हुआ है, जो वुंग-सेन्ग चोंग के नेतृत्व में एक संसाधन है जो वैज्ञानिकों को अनुसंधान केंद्रित केंद्रित पीईटी स्कैनर के लिए इलेक्ट्रॉनिक्स पर सहयोग करने में सक्षम बनाता है।

कुल-शरीर पीईटी स्कैनर बर्कले लैब के पीईटी से संबंधित शोध में नवीनतम परियोजना है, जो उस समय आ रहा है जब प्रौद्योगिकी इस बिंदु पर उन्नत हो गई है कि स्कैनर के आधे मिलियन डिटेक्टरों से उत्पन्न डेटा को कुशलता से संसाधित करना संभव है।

नए पीईटी स्कैनर के लिए अत्याधुनिक उपकरण विकसित करने में बर्कले लैब वैज्ञानिकों द्वारा सामना की जाने वाली कुछ चुनौतियों की सराहना करने के लिए, पीईटी स्कैनर कैसे काम करते हैं, इस पर विचार करें: चूंकि रेडियोट्रेसर शरीर में ध्यान केंद्रित करता है, ट्रेसर क्षय में सकारात्मक होता है और गामा उत्सर्जित करता है विपरीत दिशाओं में किरणें। इन दोनों गामा किरणों को उनके शरीर के विपरीत किनारों पर डिटेक्टरों द्वारा पता चला है। स्किंटिलिंग क्रिस्टल विकिरण को प्रकाश में परिवर्तित करते हैं, और एक प्रकाशक प्रकाश को विद्युत संकेत में परिवर्तित करता है।

दो गामा किरणों के पता लगाने के बीच का समय अंतर यह निर्धारित करने के लिए किया जाता है कि पॉजिट्रॉन एक रेखा के साथ कहां स्थित है, जो इंगित करता है कि शरीर में रेडियोट्रासर कहाँ जमा होता है। इस काम के लिए, इलेक्ट्रॉनिक उपकरण में लगभग 300 पिकोसेकंड का समय संकल्प होना चाहिए (एक पिकोसेकंद एक सेकंड का एक ट्रिलियनवां है)।

मूसा का कहना है, "समय संकल्प असाधारण रूप से अच्छा होना चाहिए। यह एक डिटेक्टर के साथ ऐसा करना एक चुनौती है, और ऐसा करने के लिए आधे मिलियन डिटेक्टरों के साथ पुनरुत्पादन और स्थिरता के मामले में नई चुनौतियों का परिचय मिलता है।" "हमारी भूमिका यह सुनिश्चित करने के लिए है कि डिटेक्टरों और उनके संबंधित इलेक्ट्रॉनिक्स, कुल शरीर के पैमाने पर काम करने के लिए स्थानिक और लौकिक संकल्प हों।"

वैज्ञानिकों को उम्मीद है कि लगभग दो वर्षों में एक प्रोटोटाइप विकसित होगा।

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कहानी स्रोत:

लॉरेंस बर्कले नेशनल लेबोरेटरी द्वारा प्रदान की जाने वाली सामग्री। दान क्रोटज़ द्वारा लिखित मूल। नोट: सामग्री शैली और लंबाई के लिए संपादित किया जा सकता है।