微型粒子加速器可以节省造影剂造影

2017年3月10日——最普遍的方法获取冠状血管阻塞的冠状动脉图像血管造影术。然而,对一些病人来说,在这一过程中使用的造影剂可能会导致健康问题。团队在慕尼黑工业大学(TUM)已经证明可以显著减少所需数量的这些物质如果从微型x射线单色的使用粒子加速器。

等软组织器官和血管检查几乎是不可能的x射线图像。检测冠状动脉血管狭窄或其他变化,病人因此通常注射碘化对比剂。

这些物质有时会有害健康,但是:“尤其是在肾机能不全,患者可能出现的并发症,在某些情况下甚至肾衰竭,“Daniela Munzel解释说,医学博士,为放射学教授兼职教学TUM Klinikum雷希特测量。“这就是为什么我们正在研究使用低浓度的造影剂的可能性。”

有一种方法可以减少剂量已经由部门的科学家们开发诊断和介入放射学Klinikum雷希特der测量,在密切合作与慕尼黑工业大学生物医学物理的椅子的物理系。他们在论文中所描述的方法发表在自然科学报告,不是基于新的造影剂。相反,它使用慕尼黑紧凑的生成依赖于特殊的x射线光源(MuCLS),世界上第一个mini-synchrotron,慕尼黑工业大学正式就职于2015年底。

“传统的x射线源生成一个相对广泛的能级。相比之下,MuCLS产生的x射线的能量可以控制更精确,”物理学家埃琳娜Eggl说,这篇论文的第一作者。

造影剂碘和钆等有吸收边。这意味着,当一定的物质暴露在x射线能量,最终的图像的对比明显的器官是特别好的。低于吸收边缘——大约30 kiloelectron伏特(凯文)碘-对比迅速恶化。对比也变得较弱的能量远高于吸收边缘。

因此,当使用传统的广谱x射线源,足够数量的对比剂必须使用以抵消这种效应并获得足够的清晰图象诊断。MuCLS能够产生完全最优能量的x射线。生产这样的单色的x射线的能力已经存在一段时间。在过去,然而,这仅仅是可能与圆形粒子加速器几百米的直径。相比之下,MuCLS的大小相当于一辆汽车。

数据显示,单色的x射线将能够减少所需浓度的碘约三分之一没有损失的对比。钆,甚至会有一种更大的减少。更多的研究是必要的,然而,在真正的病人可以用单色的x射线检查。

“我们仍然在最开始的这项技术的发展,“Eggl说。MuCLS是第一个机器的。此外,它是专为基础研究,而不是为病人做检查。但是详细的计算机模拟和测试与猪的心脏,使用血管与碘染色,研究人员能够证明该方法的可行性。

弗朗茨·菲佛,慕尼黑工业大学生物医学物理学的教授,认为团队的结果作为医学研究的一个有希望的开始紧凑的同步加速器:“MuCLS提供了许多医疗应用的可能性,我们计划继续在医学领域研究与我们的合作伙伴,”他说。

这项研究是由德国研究基金会(DFG) Munich-Centre先进光子学(MAP)集群卓越,先进的激光应用中心(爱),省教育和研究,DFG戈特弗里德威廉莱布尼茨的程序。

更多信息:www.nature.com/srep

引用
Eggl E。Mechlem K。Braig E。Kulpe S。,等。“Mono-Energy冠状动脉造影紧凑同步源”。科学报告。2017年2月9日在线发表。DOI:10.1038 / srep42211