东京大学 东京大学和国家放射科学研究所的研究人员设计了一种检测患者体内绝对氧浓度的方法，这可能导致更有效的癌症治疗
研究结果发表在《通信物理学》上
信用:太加山屋，抄送 日本专家设计了一种简单的方法，从标准的医学影像扫描中收集更详细的信息
一个由东京大学和NIRS国家放射科学研究所的原子物理学家和核医学专家组成的研究小组设计了一个计时器，该计时器可以使正电子发射断层扫描仪检测病人体内组织的氧浓度
这种对正电子断层扫描仪的升级可能会通过快速识别具有更强细胞生长的肿瘤部分，带来更好的癌症治疗前景
“患者在未来正电子发射断层扫描中的体验将与现在相同
核医学医生Dr
NIRS的高桥美和子是《通信物理学》研究出版物的合著者
“对我们来说，这是一个快速的项目，我认为在未来十年内，对于真正的病人来说，这也应该成为一个非常快速的医学进步
我希望医疗器械公司可以非常经济地应用这种方法，”东京大学文理研究生院助理教授涩谷贤三说，他是该出版物的第一作者
正电子断层扫描 正电子扫描以带正电的电子反物质形式命名
正电子由于其微小的尺寸和极低的质量，在医学应用中不会造成危险
正电子产生伽马射线，这是一种类似于x光的电磁波，但波长较短
当接受正电子发射断层扫描时，病人会接受少量的弱放射性液体，通常由修饰的糖分子组成，通常注射到他们的血液中
液体循环一小段时间
血流或新陈代谢的差异会影响放射性的分布
然后病人躺在一个巨大的管状正电子断层扫描仪中
当放射性液体发出正电子，然后衰变为伽马射线时，伽马射线探测器环会绘制出病人身体发出的伽马射线的位置
当医生不仅需要关于结构的信息，还需要关于体内组织代谢功能的信息时，他们会要求进行正电子断层扫描
用同样的正电子发射断层扫描来检测氧气浓度将会增加一层关于人体功能的有用信息
氧气浓度以纳秒为单位测量 正电子的寿命是两条非常短的路径的选择，这两条路径都是从正电子从放射性正电子断层扫描液体中释放出来时开始的
在较短的路径上，正电子立即与电子碰撞并产生伽马射线
在稍长的路径上，正电子最初转变成另一种称为电子素的粒子，然后衰变为伽马射线
无论哪种方式，人体内正电子的寿命都不会超过20纳秒，或者说是五千万分之一秒
“结局是一样的，但一辈子不是
涩谷说:“我们的建议是使用带计时器的正电子断层扫描来区分正电子的寿命，这样我们就可以绘制病人体内的氧浓度。”
东京大学和国家放射科学研究所的研究人员设计了一种检测患者体内绝对氧浓度的方法，这可能导致更有效的癌症治疗
研究者的名字从左至右:山野太加、高桥美和子、西基多文彦和涩谷健二
信用:太加山屋，抄送 涩谷和他的同事开发了一个正电子的预期寿命图，使用微型正电子断层扫描仪来记录正电子在已知氧气浓度的液体中的形成和衰变时间
研究小组的新结果显示，当氧气浓度高时，路径越短的可能性越大
研究人员预测，他们的技术将能够根据正电子在正电子断层扫描中的寿命来检测患者身体任何组织中的绝对氧浓度
使用正电子扫描已经使用的伽马射线探测器来探测正电子的寿命是可能的
研究小组预测，将这项研究从实验室转移到床边的大部分工作将是升级伽马射线探测器和软件，以便伽马射线探测器不仅可以记录位置，还可以记录准确的时间数据
该研究出版物的合著者、NIRS大学成像物理小组的负责人太谷雅马哈教授说:“对于仪器的开发来说，这应该不会增加太多的成本。”
增强正电子发射断层扫描，更有效地治疗癌症 医学专家早就知道，肿瘤中的低氧浓度会阻碍癌症治疗，原因有二:首先，肿瘤中的低氧水平通常是由血流不足引起的，这在快速生长、侵袭性强且难以治疗的肿瘤中更为常见
第二，低氧水平会降低放射治疗的效果，因为放射治疗所需的癌细胞杀伤效果部分是通过辐射能将细胞中存在的氧转化为破坏脱氧核糖核酸的自由基来实现的
因此，检测身体组织中的氧浓度将告知医学专家如何更有效地攻击患者体内的肿瘤
高桥说:“我们设想将更强的放射治疗瞄准肿瘤的侵袭性、低氧浓度区域，将较低强度的治疗瞄准同一肿瘤的其他区域，以给患者带来更好的结果和更少的副作用。”
涩谷说，研究小组受到启发，将波兰研究人员去年发表的关于正电子揭示氧浓度能力的理论模型付诸实践
即使有COVID-19大流行相关的限制，该项目在短短几个月内从概念到出版
涩谷和他的同事们现在正致力于拓展他们的工作，寻找任何其他可能通过正电子寿命揭示的医学细节
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