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华人学者开发更精细的肺癌成像法

来源:生物通 作者: 2015-12-31
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摘要: 肺癌患者都知道,精确的医学成像可以帮助外科医生消除肿瘤,保留健康的组织。延伸阅读:PNAS:抑制肺癌的“分子刹车”。最近,美国德克萨斯大学阿灵顿分校(UTA)和华盛顿大学的研究人员,正致力于开发一种解决方案,他们开发出一种新的,个性化的呼吸运动系统,利用数学模型来捕捉病人的肺部图像,能对被破坏的肿瘤提供......


肺癌患者都知道,精确的医学成像可以帮助外科医生消除肿瘤,保留健康的组织。目前的技术依靠压在病人胸部的扫描设备,胸部压缩可能产生不适感,并且产生的图像,处理起来是昂贵的,可能无法提供肿瘤部位的最准确的描述。延伸阅读:PNAS:抑制肺癌的“分子刹车”。

最近,美国德克萨斯大学阿灵顿分校(UTA)和华盛顿大学的研究人员,正致力于开发一种解决方案,他们开发出一种新的,个性化的呼吸运动系统,利用数学模型来捕捉病人的肺部图像,能对被破坏的肿瘤提供更清晰、更精确的图像。

这项工作是由美国国家科学基金会一项为期三年、250000美元的基金资助支持的,有望带来改进的、更精确的放射疗法。UTA工业、制造与系统工程系的助理教授和数据分析专家王守毅(音译,Shouyi Wang),在该项目的首席研究员,王博士2003年毕业于哈尔滨工业大学获控制科学和工程学学士学位,2005年在荷兰Delft科技大学获系统和控制工程硕士学位,2011年在Rutgers University-New Brunswick获工业与系统工程博士学位。曾先后在美国罗格斯大学、华盛顿大学担任研究助理、研究科学家,2013年8月至今在德克萨斯大学阿灵顿分校担任助理教授。

王博士研制的这种方法,监测的是呼吸门控,或病人一次接一次呼吸的运作,并使用收集到的数据,在胸部放松的阶段,将一束放射光线集中在靶定区域,这个阶段能够提供癌变部位的最好影像。

王博士说:“我们将开发一种强大的新数学模型,考虑不同的因素,考虑到所有的主要变量,并预测性能和特定患者的最佳方法。呼吸门控是一种现成的技术,但它一直没有得以被人们接受,用于放射治疗中管理呼吸运动。我们提供证据表明,它可以更好地被利用,它可以更好地实施,并且是符合成本效益的。”

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王博士的研究有三个目标:

1、 创建一种数学模型,预测一名患者将如何受益于呼吸门控。该模型将使用华盛顿大学收集的数据,也将考虑医生的经验和先验知识。

2、 创建一种个性化的运动管理模型,考虑到个别病人的诊断因素。

3、 对门控模型的成本效益进行分析,表明医院可以从这项技术中受益,并使用它来降低成本。

王博士在华盛顿大学的合作者,首次尝试充分利用计算机引导呼吸门控法方法,这一方法最近才付诸实践。

这个过程是自动化的,在病人的胸部或腹部有一个传感器,可发送一个信号来启动或停止常见的正电子发射断层扫描和计算机断层扫描PET/CT。该系统允许更精确的成像,并消除了对胸部进行压缩的需要。UTA工程学院院长Khosrow Behbehani说,王博士的研究成果充分体现了该大学推进健康和人类疾病研究的承诺。

Behbehani说:“作为工程师,我们的工作经常可让我们提出解决方案,提高人们的生活质量。王博士的研究可能会在肺癌患者接受治疗时,提供缓解他们的痛苦,大大减少不适感,使他们受益于更有效的成像技术和疗法。”


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