探测器的进步可能会导致更便宜和更容易的医学扫描

研究人员展示了第一张没有断层扫描的实验性横截面医学图像，断层扫描是一种用于重建ct和PET扫描图像的数学过程。这项发表在10月14日《自然光子学》上的工作可能会导致更便宜、更容易和更精确的医学成像。

加州大学戴维斯分校生物医学工程和放射学教授、论文高级作者西蒙切里(Simon Cherry)表示，这一进展是通过开发新的超快光子探测器实现的。“我们实际上以光速成像，这是我们领域的圣杯，”Cherry说。

这项实验工作由加州大学戴维斯分校生物医学工程系的项目科学家Sun Il Kwon和滨松光子公司的Ryosuke Ota领导，该公司开发了新的光子探测器技术。其他合作者包括由福井大学教授Yoichi Yuchuan和北里大学校长Tomiichi Tanigawa教授领导的研究小组。

断层摄影需要使用X射线或伽马射线从成像数据中以数学方式重建横截面图像。在PET扫描中，用微量放射性同位素标记的分子被注射并被体内的器官和组织吸收。氟18等同位素不稳定，衰变时会放出正电子。超快光子探测

每当这些正电子中的一个在体内遇到一个电子，它们就会相互湮灭，同时发出两个湮灭光子。理论上，追踪这些光子的来源和轨迹可以创建用同位素标记的组织图像。但直到现在，研究人员在没有额外的层析重建步骤的情况下还无法做到这一点，因为探测器太慢，无法准确确定两个光子的到达时间，从而无法根据时间差确定它们的位置。

当湮灭光子击中探测器时，会产生切伦科夫光子，从而产生信号。Cherry和他的研究人员发现了如何检测这些Cherenkov光子，平均计时精度为32皮秒。这意味着他们可以以4.8毫米的空间精度确定湮灭光子的位置。这一水平的速度和精度使研究小组能够直接从湮灭光子生成放射性同位素的横截面图像，而无需使用断层扫描。

在他们的论文中，研究人员描述了他们使用新技术进行的各种测试，包括模拟人脑的测试对象。他们认为，该程序最终可以扩展到临床诊断所需的水平，并且有可能以更低的辐射剂量创建更高质量的图像。使用这种方法，可以更快地创建图像，甚至在PET扫描期间实时创建，因为不需要后期重建。