Slikanje

Večina raziskav v preteklosti se je osredotočala na anatomsko slikanje, zlasti na CT in MRI, kar je privedlo do radiologije kot neodvisnega področje medicine. Po drugi strani pa je hiter napredek pri celični in molekularni biologiji privedel do razvoja tehnik molekularnega slikanja, ki se najpogosteje izvajajo z uporabo zelo občutljive pozitronske emisijske tomografije (PET). Vendar se molekularno slikanje še vedno sooča z izzivi, zlasti z ustrezno kvantifikacijo, ki pogosto zahteva razvoj bolj občutljivih in bolj zanesljivih tehnologij detektorjev. Podobno, tehnologije molekularnega slikanja zagotavljajo le boljši ali slabši surogat osnovnih bioloških procesov. Kinetična analiza pa je potrebna za ekstrakcijo želene biološke informacije iz dinamičnih slikovnih podatkov.

Glavna prizadevanja programskega stebra Slikanje se osredotočajo na reševanje ključnih problemov z razvojem:

  • Naprednih detektorjev za PET/MRI: Čeprav je PET že uveljavljen slikovni način za molekularno slikanje, je njegova uporaba včasih kompromitirana zaradi neustrezne kakovosti slike. Le-to bi lahko izboljšali z uporabo detektorjev, ki bi omogočili večjo krajevno ločljivost. Z raziskavami smo pokazali, da uporaba polprevodniških detektorjev, ki omogočajo zaznavanje dogodkov ločljivostjo okrog 1 mm, bistveno izboljša kvaliteto slike. Neobčutljivost polprevodniških detektorjev na magnetno polje pa omogoča tudi konstrukcijo kombiniranih sistemov PET/MRI za izboljšanje diagnostične učinkovitosti. Uporaba Čerenkovih sevalcev, ki omogočajo časovno resolucijo pod 100ps (FWHM) lahko še izboljša časovno resolucijo v primerjavi z običajnimi scintilacijskimi detektorji. Glavni cilj naših raziskav je razvoj visoko-ločljivostnih PET senzorjev in evalvacija njihovega kliničnega vpliva.
  • Naprednih pulznih sekvenc in sond za MRI: Obstajajo številne potencialne klinične aplikacije MRI, ki jih je že mogoče izvesti in vitro ali ex vivo, ne pa in vivo zaradi omejitev obstoječe strojne opreme za MRI ali pomanjkanja ustreznih MRI pulznih sekvenc. Dva taka primera sta MRI v zobozdravstvu in MRI krvnih strdkov. Naš cilj je razviti ustrezna orodja, ki bi te dve potencialni aplikaciji za MRI približala klinični uporabi.
  • Napredne kinetične analize: Trenutno večina metod za kinetično analizo zagotavlja zanesljive rezultate samo za celotno regijo (region of interest; ROI), na primer za tumor kot celoto. To vodi v precejšnjo izgubo informacije na prostorski ravni, ki je pomembna za oceno heterogenosti bolezni. Glavni cilj naših raziskav je razviti robustne in prikladne metode za kinetično analizo na nivoju volumskih elementov, kjer vsak volumski element predstavlja svojo lastno, neodvisno analitično regijo. Te metode bomo uporabili za hkratno ocenjevanja celične proliferacije in sprememb ožilja kot odgovor na molekularne tarčne antiangiogenske terapije, kot so VEGFR TKI, z uporabo dinamičnega 18F-fluorotimidin (FLT) slikanja PET/CT.