今年, 物理世界 团队选择了一项医疗创新作为 年度突破:数字桥的开发可以恢复大脑和脊髓之间的通讯,使瘫痪的人能够自然站立和行走。我们还报道了其他几项神经工程进展,包括一种神经假体 为那些不能说话的人恢复沟通 以及一个屡获殊荣的植入物可以帮助 调节血压 对于脊髓损伤的人。
这只是物理相关研究对医疗保健行业影响的一个例子。 2023 年,我们撰写了一系列医学物理和生物技术的进展,来自 光子计数探测器 与水凝胶相比,使用更少的造影剂即可产生高质量图像,有助于 长出新的脑组织 至 直通式FLASH质子治疗。以下是一些引起我们注意的亮点。
小说以核医学为主题
在今年宣布的正电子发射断层扫描 (PET) 技术的众多进展中,由纪念斯隆·凯特琳癌症中心和马德里康普顿斯大学领导的一个研究小组设计了一种新颖的图像重建方法,该方法能够实现 体内 同时对两种不同的 PET 示踪剂进行成像。这种“多重 PET”技术增加了单次扫描期间可获得的信息量,可以在临床前或临床 PET 系统上实施,而无需修改硬件或图像采集软件。
为了满足日益增长的 PET 扫描临床需求,比利时根特大学的研究人员正在开发一种 步入式全身 PET 扫描仪。他们提出的直立成像系统看起来有点像机场安检扫描仪,预计比标准 PET 仪器更便宜、使用更快。
加州大学戴维斯分校的研究人员使用全身 PET 进行了首次人体实验 T 细胞生物分布的免疫 PET 成像 在三名健康人和五名从 COVID-19 中康复的患者中。人体免疫细胞分布和动力学的量化可以揭示免疫系统如何应对病毒感染,并帮助研究人员开发新的疫苗和改进的治疗方法。
未来的放射治疗
MR 引导放射治疗的引入,使用 MRI 在患者位于治疗台上时高精度地可视化肿瘤和周围器官,从而实现了临床进步,例如治疗期间的实时计划修改和移动肿瘤的成像。但集成的 MR-linac 系统还有更多的潜力。
苏黎世大学医院的研究人员研究了一种称为 自适应分割,它通过每天根据肿瘤和危及器官 (OAR) 之间的距离调整处方剂量来利用分次间运动(而不是简单地补偿它)。换句话说,当患者的肿瘤与 OAR 间距较大时,患者会接受较高的放射剂量;而当肿瘤与 OAR 间距较小时,患者会接受较低的剂量。
在其他地方,多伦多大学桑尼布鲁克健康科学中心的一个团队研究了使用 MR 直线加速器上的扩散加权成像 (DWI) 改善侵袭性脑癌胶质母细胞瘤的治疗。这里的想法是使用 DWI 来识别治疗耐药的肿瘤区域,并向这些目标提供更高的剂量。
另一项需要密切关注的技术是直立放射治疗的引入,该技术由 狮子座癌症护理。早在一月份我们就报道过 患者定位系统 这使得癌症患者可以在直立时接受放射治疗,而不是仰卧,这种姿势可以减少治疗过程中的器官运动,并且对患者来说也可能更舒适。此后,多项研究证实了这种直立方法对各种肿瘤类型的益处,并已下达订单,该定位系统目前正在等待美国 510(k) 监管机构的临床使用许可。
可穿戴奇迹
每年我们都会看到精巧的可穿戴设备的出现,用于无数新的医疗保健监控和诊断应用; 2023 年也不例外。
首先,德克萨斯大学奥斯汀分校领导的一个团队创造了一种超薄、可拉伸的材料 提供连续心脏监测的电子纹身。电子纹身通过医用敷料附着在胸部,可以在诊所外检测出心脏病的早期迹象。与此同时,一个 可穿戴超声换能器 加州大学圣地亚哥分校开发的可用于监测患有严重心血管疾病的患者,并帮助运动员跟踪他们的训练。
医学物理学和生物技术:2022 年我们最喜欢的研究
今年报道的其他新颖可穿戴设备包括 指环装置 它可以准确地测量佩戴者抓挠皮肤的强度, 小型超声波扫描仪 可以提供乳腺癌的早期检测,以及 耳塞式生物传感器 连续、同时测量大脑的电活动和汗液中的乳酸水平。
最后,维也纳医科大学的研究人员设计了一种 可以像运动胸罩一样佩戴的原型 MRI 线圈。所谓的 BraCoil 是一种背心状的仅接收线圈阵列,由柔性线圈元件制成,可以对仰卧(仰卧)和俯卧(仰卧)位置的患者进行 3 T MR 成像。 BraCoil 旨在提高舒适度并减少准备和采集时间,与标准线圈相比,信噪比也提高了三倍。
物理世界对年度突破的报道得到了支持 物理学进展报告,为您的突破性研究提供无与伦比的可见性。
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