Меньше лучевой нагрузки во время диагностики и лечения рака молочной железы и легких: новый метод Фраунгофера сочетает рентгеновскую визуализацию и радар.

Методы визуализации играют важнейшую роль в медицине, применяясь во всех областях: от диагностики и лечения до последующих обследований. Рентгеновская маммография доминирует в области ранней диагностики рака молочной железы, обеспечивая быстрые и точные двухмерные изображения. Трёхмерная компьютерная томография (КТ) используется для диагностики рака , но, поскольку она связана с высокими дозами радиации, она сама по себе представляет риск для здоровья.

В то время как естественная годовая доза облучения человека составляет около 2,1 миллизиверта, КТ грудной клетки требует примерно в три раза больше. В рамках проекта MultiMed, посвященного мультимодальной медицинской 3D-визуализации, исследователи Института Фраунгофера разрабатывают метод, сочетающий рентгеновскую визуализацию и радиолокацию. Ожидается, что это не только повысит точность и эффективность диагностики, мониторинга и лечения рака молочной железы и легких , но и облегчит нагрузку на пациентов.

Радар в медицине: аутсайдер с потенциалом

Радары применяются во многих областях: аэропорты используют их для мониторинга воздушного движения, а радарные датчики входят в состав автомобильных систем помощи водителю. Однако в медицине этот метод пока что не применяется. Тем не менее, он также может предоставлять трёхмерные изображения , не представляя никакого риска для здоровья.

Радар имеет более низкое разрешение и не может проникать так глубоко, как другие методы. Однако он предоставляет существенную информацию, которую другие методы не могут предоставить напрямую. Радар обнаруживает различия в диэлектрической проницаемости и электропроводности, поэтому его можно использовать для выявления изменений в тканях.

Задача заключается в объединении типов измерений, полученных двумя методами. Исследователи разрабатывают специальные способы объединения данных изображений, полученных двумя системами. Этот подход, называемый «совместной регистрацией», устанавливает пространственную взаимосвязь между радарными и рентгеновскими данными.

Чтобы ещё больше повысить качество изображений и визуализировать внутренние области тела в трёх измерениях с помощью радара, исследователи работают над новыми алгоритмами реконструкции радарных изображений. Это позволит получать более чёткие изображения и более детальное представление о свойствах тканей.

Одновременно оптимизируется и рентгеновская КТ-реконструкция: данные радара включаются в рентгеновскую реконструкцию для создания мультимодального алгоритма КТ. Это повышает качество и уровень детализации КТ-изображений, уменьшает количество артефактов, мешающих визуализации, и снижает лучевую нагрузку.

Исследовательская группа уже разработала первые фантомы для визуализации, чтобы протестировать этот метод. Такие фантомы представляют собой искусственные модели, реалистично имитирующие структуру тканей и обеспечивающие необходимые сигналы для радиолокационных и рентгеновских измерений.

Цель: обнаружить изменения в тканях на ранней стадии, точно и с низким уровнем радиации.

В результате трёхлетнего проекта планируется создать мультимодальную лабораторную систему. Эта испытательная и опытно-конструкторская среда будет сочетать КТ-визуализацию с использованием рентгеновских лучей и радиолокационную визуализацию для обеспечения более полного и точного анализа.

«Новый подход позволяет выявлять изменения в тканях на ранней стадии и с большой точностью, а также с гораздо меньшей нагрузкой на пациентов, чем раньше», — говорит руководитель проекта Виктория Хойзингер-Хесс из Института динамики высоких скоростей имени Фраунгофера (Институт Эрнста Маха, EMI).

Внимание, автоперевод! За ошибки перевода ответственности не несём. Первоисточник по ссылке.