Отзывы икс рей: — 2017 , 1.8 , Kia Spectra, ,

ООО «Активлизинг»

СПЕЦИАЛЬНЫЕ ПРОГРАММЫ ЛИЗИНГА ДЛЯ ЮРИДИЧЕСКИХ ЛИЦ

ООО «Актив-Рент»
СПЕЦИАЛЬНЫЕ ПРОГРАММЫ ЛИЗИНГА ДЛЯ ФИЗИЧЕСКИХ ЛИЦ

СПЕЦИАЛЬНЫЕ ПРОГРАММЫ ЛИЗИНГА ДЛЯ ЮРИДИЧЕСКИХ И ФИЗИЧЕСКИХ ЛИЦ

СООО «Ресо-БелЛизинг»

СПЕЦИАЛЬНЫЕ ПРОГРАММЫ ЛИЗИНГА ДЛЯ ЮРИДИЧЕСКИХ ЛИЦ

Вариант 1

• Аванс 40% от стоимости авто
• Ставка удорожания 0,01% в год
• Срок лизинга — 1 год
• Валюта лизинга — EUR, USD

• Без аванса
• Срок лизинга — 2 года
• Валюта лизинга — EUR, USD, RUB

ООО «Автопромлизинг»

СПЕЦИАЛЬНАЯ ПРОГРАММА ЛИЗИНГА НА АВТОМОБИЛИ LADA

• Аванс от 20%
• Валюта — BYN
• Срок лизинга от 1 года до 4 лет
• Выгодное АВТОКАСКО

Более подробную информацию можно уточнить на сайте лизинговой компании.

Профессиональный чип-тюнинг в Рассказово — гарантия 5 лет

Профессиональный чип-тюнинг в Рассказово. Увеличение мощности, прибавка крутящего момента, улучшение реакции педали газа, снижение расхода топлива авто. Гарантия 5 лет. Только фирменные, лицензионные прошивки — Паульс, АДАКТ, Мотор — Мастер, Ледокол.

Наши предложения:

1. Тестдрайв в течении 10 дней.
2. Обращаясь к нам, Вы автоматически становитесь нашим клиентом и получаете скидку на дальнейшее обслуживание авто.
3. Вас что-то не устроило или Вы сомневаетесь — 100% возврат денег и оригинальная (заводская) прошивка.

Что такое чип — тюнинг

Что такое чип — тюнинг, наверное, объяснять не надо, многие автомобилисты прекрасно это знают, кто еще не знает — вот цитата из википедии:

«Чип-тюнинг — настройка режимов работы электронных контроллеров путём коррекции внутренних управляющих программ (firmware). В основном понятие применяется для обозначения коррекции программы блока управления двигателем автомобиля с целью увеличения мощности»

Или сказать простым языком чип-тюнинг это — прошивка ЭБУ (электронного блока управления) автомобиля.

Для чего делается прошивка ЭБУ

• увеличение мощности
• прибавка крутящего момента
• коректировка, исправление ошибок заводской программы (прошивки ЭБУ)
• улучшение реакции педали газа
• устранение провала в разгоне
• снижение расхода топлива

Увеличение мощности

Увеличивается реальная мощность двигателей в среднем — атмосферных до 10%, на наддувных моторах до 35%. Любителям резвой езды понравится старт со светофора или выполнить «шустрый» уверенный обгон впереди идущего автомобиля. Сократится провал, практически станет незаметным на машине с автоматической коробкой передач при резком нажатии акселератора.

Расход топлива

Водители со спокойным стилем вождения получают заметную экономию топлива, вкрайнем случае расход остается прежним, нормализуется работа двигателя, появляется «плавность хода», снижение шума работы двигателя — меняется угол опережения зажигания.

Оборудование

Используем только фирменное и проверенное оборудование известных производителей, способное безошибочно считать и записать в ЭБУ програмное обеспечение. Combiloder, Open Box, Motor Master Scan, программа Pcm Flash.

Отзывы и предложения, автосервис; «Чип-тюнинг 68»

Мы будем признательны, если Вы добавите комментарий, оставите запись в нашей гостевой книге. Вы можете написать свои отзывы, пожелания, о работе и оказанных услугах, задавать интересующие Вас вопросы.

Ждем Ваших комментариев и отзывов!

Цены на AWS X-Ray

Если приложение получает 2000 входящих запросов в час, при этом используется частота отслеживания 10 %, стоимость сервиса будет рассчитываться по следующей формуле.

Записанные маршруты

Количество записанных маршрутов в месяц = 2000 запросов в час × 24 часа × 31 день × 10 % = 148 800 маршрутов

Количество оплачиваемых записанных маршрутов в месяц = 148 800 маршрутов − 100 000 маршрутов на уровне бесплатного пользования = 48 800 маршрутов

Ежемесячная плата за записанные маршруты = 48 800 маршрутов × 0,000005 USD = 0,24 USD

Дополнительно предположим, что в день выполняется 100 запросов, каждый из которых обрабатывает данные, захваченные за последний час (200 маршрутов), и извлекает за один запрос полные данные 50 маршрутов.

Извлеченные и обработанные маршруты
Количество обработанных маршрутов в месяц = 100 запросов × 200 маршрутов в час × 31 день = 620 000 маршрутов
Количество извлеченных маршрутов в месяц = 100 запросов × 50 маршрутов на запрос × 31 день = 155 000 маршрутов
Общее количество извлеченных/обработанных маршрутов в месяц = 155 000 маршрутов + 620 000 маршрутов = 775 000 маршрутов
Оплачиваемое количество извлеченных/обработанных маршрутов в месяц = 775 000 маршрутов − 1 000 000 маршрутов уровня бесплатного пользования = 0 маршрутов
Ежемесячная плата за извлеченные и обработанные маршруты = 0 маршрутов × 0,0000005 USD = 0 USD

Кроме того, предположим, что вы активировали ведение аналитики X‑Ray для любой или для всех групп X‑Ray.

Обработанные маршруты аналитики X‑Ray
Количество записанных маршрутов в месяц = 2000 запросов в час × 24 часа × 31 день × 10 % = 148 800 маршрутов
Месячная плата за обработанные маршруты = 148 800 маршрутов * 0,000001 USD = 0,15 USD

Полная стоимость использования AWS X‑Ray за месяц составит 0,24 USD + 0,15 USD = 0,39 USD.

Примера. Эльче — Атлетик. Прогноз на матч 16 августа 2021 года

“Эльче” выглядел как безнадежный аутсайдер год назад. Да, команда смогла удивить всех удачным финишем в Сегунде летом 2020-го, когда, буквально чудом взобравшись на 6-е место и получив последний пропуск в плей-офф, смогла его выиграть. Но с Пачетой, что добился этого прогресса, владелец клуба расстался, сделав ставку на Хорхе Альмирона. Тот даже не так уж и провалился, просто с ним “зелено-полосатые”, как и ожидалось, были среди худших в Ла Лиге. Благо, что вовремя аргентинца сменили на Франа Эскриба. Тот после увольнения из “Сельты” был без работы с 2019-го года, но ставку на себя оправдал. В итоге новичок смог выиграть непростую борьбу за выживание и занял спасительное 17-е место. Но общие результаты не особенно впечатляли: только 8 побед и 36 очков в 38 матчах, такого зачастую не хватает, чтобы сохранить прописку. Нужно прибавлять, но за счет чего? Кое-какие деньги нашлись, и состав пополнился неплохими игроками – Иваном Марконе из “Боки Хуниорс” (самый дорогой новичок, под 4 миллиона), Мохикой, Лукасом Бойе. Но все равно это потенциально 1 из слабейших клубов нынешней темпорады.

“Атлетик” оставил довольно противоречивое впечатление. С одной стороны, Марселино Гарсия Тораль, который пришел уже в разгар сезона, подтвердил свое умение выигрывать трофеи. Он с “басками” взял Суперкубок Испании (тот снова проводился в непривычном формате), причем последовательно выиграл у “Реала” и “Барселоны”. С другой стороны, оба финала Копы дель Рей (1, с “Реалом Сосьедад”, переносили с 2020-го года) были проиграны, причем “сине-гранатовым” разгромно, 0-4. Кто мог тогда представить, что это последний титул Месси в Каталонии… Да и в Примере в итоге славная команда из Бильбао заняла только 10-е место. Вроде бы на 1 выше, чем сезоном ранее, но очков набрали на 5 меньше! Но это явно не те задачи, что привык решать Марселино, с “Валенсией” финишировавший дважды кряду в зоне Лиги Чемпионов. На “Сан-Мамесе” верят, что сейчас, после полноценной предсезонки, с ним их любимцы прибавят. Хотя усиления это межсезонье в кадровом плане не принесло, так, по-минимуму: отпустили явно сдавшего Ибаи Гомеса, подтянули молодежь, в основном, как принято в Стране Басков, собственную.

Прогноз. “Эльче” снова выглядит как 1 из основных кандидатов отправиться в Сегунду. А вот “Атлетик” должен и прибавить – у Марселино было время досконально изучить команду. Ждем в этой паре победу гостей из Бильбао (коэффициент 2,01 от букмекерской компании Лига Ставок).

Коэффициенты букмекеров на Атлетик Бильбао победит:

Счет — 0:0.

Прогноз не прошел. — Ставка: Атлетик Бильбао победит, Коэф.: 2.01, (100 у.е.)

Рентгеновская компьютерная томография | Nature Reviews Методы Праймеры

28.

Coursey, C.A. et al. Двухэнергетическая мультидетекторная компьютерная томография: как она работает, что она может нам рассказать и когда мы можем использовать ее для визуализации органов брюшной полости и таза? Радиография 30 , 1037–1055 (2010).

Google ученый

39.

Хофстен, О.В., Бертилсон, М., Линдблом, М., Холмберг, А. и Фогт, У. Компактная фазово-контрастная рентгеновская микроскопия Цернике с использованием одноэлементной оптики. Опт. Lett. 33 , 932–934 (2008).

ADS Google ученый

43.

Дэвид К., Нохаммер Б., Солак Х. и Зиглер Э. Дифференциальная рентгеновская фазово-контрастная визуализация с использованием интерферометра сдвига. заявл. Phys. Lett. 81 , 3287–3289 (2002).

ADS Google ученый

50.

Ларссон, Д. Х., Вогберг, В., Ярошенко, А., Йилдирим, А. Э. & Герц, Х. М. Лабораторная рентгеновская фазово-контрастная томография мелких животных с короткой экспозицией с высоким разрешением. Sci. Отчет 6 , 39074 (2016).

ADS Google ученый

60.

Рамачандран Г. Н. и Лакшминараян А. В. Трехмерная реконструкция по рентгенограммам и электронным микрофотографиям: применение сверток вместо преобразований Фурье. Proc. Natl Acad. Sci. США 68 , 2236–2240 (1971).

ADS MathSciNet Google ученый

72.

Park, J. et al. Компьютерная томография сверхвысокого разрешения с использованием глубокой сверточной нейронной сети. Phys. Med. Биол. 63 , 145011 (2018).

Google ученый

76.

Доннелли, Э. Методы оценки качества кости: обзор. Clin. Ортоп. Relat. Res. 469 , 2128–2138 (2011).

Google ученый

80.

Limaye, A. in Developments in X-Ray Tomography VIII (ed.Сток, С., Р.) (SPIE, 2012).

93.

Вильяррага-Гомес, Х., Херасо, Э. Л. и Смит, С. Т. Рентгеновская компьютерная томография: от медицинской визуализации до размерной метрологии. Precis. Англ. 60 , 544–569 (2019).

Google ученый

105.

Таммас-Вильямс, С., Уизерс, П. Дж., Тодд, И. и Прангнелл, П. Б. Влияние пористости на возникновение усталостной трещины в титановых компонентах, полученных аддитивным способом. Sci. Отчет 7 , 7308 (2017).

ADS Google ученый

135.

Сенку, Р. М., Янг, З., Ван, Ю. К., Уизерс, П. Дж. И Сутис, К. Моделирование повреждений и разрушения полимерных композитов, армированных углеродным волокном, на основе многомасштабных изображений. Compos. Sci. Technol. 198 , 108243 (2020).

Google ученый

154.

дю Плесси, А. и Брокховен, К. Взгляд вглубь природы: обзор микрокомпьютерной томографии в биомимикрии. Acta Biomater. 85 , 27–40 (2019).

Google ученый

165.

Immel, A. et al. Влияние рентгеновского излучения на древнюю ДНК в окаменелых костях — рекомендации по безопасной рентгеновской визуализации. Sci. Отчет 6 , 32969 (2016).

ADS Google ученый

Общий подход к обзору рентгеновской визуализации — Основы диагностической визуализации для студентов

Имейте систему, придерживайтесь ее и систематически просматривайте изображения. Используйте метод, позволяющий оценить все предоставленные изображения. Вам следует индивидуализировать процесс просмотра изображений, чтобы вы усвоили и стандартизировали свой подход.

При интерпретации медицинских изображений используется методика симметрии, т. Е. Большая часть анатомии грудной клетки симметрична справа налево, поэтому вы можете сравнивать и контрастировать в пределах изображения. Например, это не относится к сердцу, но полезно для костей и легких. По возможности оцените изображение из стороны в сторону, чтобы найти симметрию.

Воздух поднимается вверх, и это может дать вам представление о положении пациента во время съемки, т. Е. В вертикальном положении, на спине или в положении лежа.Патологические скопления газа / воздуха также увеличиваются в зависимости от положения пациента, например пневмоторакс лучше всего виден в верхушке гемиторакса на рентгеновском снимке грудной клетки в вертикальном положении.

Изображения могут быть изменены путем добавления положительного контраста (барий, водорастворимый йод и т. Д.) Или отрицательного контраста (воздух, углекислый газ и т. Д.) Для облегчения обнаружения отклонений от нормы.

Пациент (имя / идентификационный номер (а) / дата рождения, пол).

Дата и время съемки изображения.

Убедитесь, что латеральность правильная, т.е. правый или левый маркер должен соответствовать правильной анатомической ориентации.

Определите, доступны ли предыдущие изображения для сравнения.

Эти элементы имеют решающее значение для соответствия изображения конкретной клинической ситуации. Просмотр самых последних изображений имеет первостепенное значение. Сравнение самой последней визуализации с предыдущей позволит обнаружить изменения, связанные с патологией или лечением.

Если рентгеновские лучи слишком светлые (белые), это связано с недостаточным количеством рентгеновских лучей, достигающих детектора. Это может быть связано с тем, что рентгенолог не запрограммировал рентгеновский аппарат для доставки адекватной дозы рентгеновского излучения, или это может быть связано с тем, что большой пациент поглощает чрезмерное количество падающего рентгеновского луча. Если для получения изображения было введено слишком много излучения, результирующее изображение будет слишком темным (черным).Обе ошибки снижают диагностическую ценность рентгеновского снимка.

По возможности изображения следует получать в анатомическом положении. Процесс стандартизации расположения пациента для рентгеновских лучей приводит к предсказуемому внешнему виду изображений и помогает интерпретатору изображений в разработке концепции того, как выглядят нормальные изображения.

Это впоследствии облегчает обнаружение аномалий в анатомии, поскольку интерпретатор имеет прочную основу в том, как выглядят нормальные изображения.Неанатомическое позиционирование может изменить внешний вид рентгеновского снимка, и нужно изучить влияние этого неоптимального позиционирования на полезность окончательного изображения (изображений), чтобы не ошибаться, предполагая, что изображения ненормальные.

Повернутое, наклонное, плохое вдохновение

Лучшее позиционирование

Изредка предоставленные изображения не включают важную анатомию, например рентгеновское изображение грудной клетки не включает одну из гемидиафрагм. Это может привести к ошибке. Если исключенная анатомия имеет клиническое значение, необходимы повторные рентгенограммы.

Просмотр рентгеновских снимков:

• Имя, возраст, пол, дата получения изображения
• Рентгеновский снимок слишком темный или слишком светлый?
• Рентгеновский снимок повернут относительно анатомического положения?
• На доступном изображении отсутствует важная анатомия?

Рис 5.1 Портативный вертикальный рентгеновский снимок, на котором изображение не было получено с правильным расположением тела, пациент поворачивается и наклоняется доктором Брентом Бербриджем, доктором медицины, FRCPC, консультантами по медицинской визуализации при университете, Медицинский колледж, Университет Саскачевана, используется в соответствии с CC -BY-NC-SA 4.0 лицензия.

Рис. 5.2 Портативный рентгеновский снимок в вертикальном положении, сделанный с пациентом в правильном положении доктором Брентом Бербриджем, доктором медицины, FRCPC, Медицинским консультантом по визуализации при Медицинском колледже Университета Саскачевана, используется в соответствии с CC-BY-NC-SA 4.0 лицензия.

Мобильный рентгеновский снимок вне больницы: предварительный обзор | BMC Health Services Research

Выборка исследования

При поиске литературы мы обнаружили 1,615 пунктов. После удаления дубликатов нам нужно было оценить 1,480 записей. Из них 233 были отобраны для просмотра тезисов после просмотра заголовков. После прочтения 233 рефератов для оценки оставалось 27 полных текстов статей. На рис. 1 представлен обзор включенных и исключенных исследований, а также причины исключения из результатов поиска в PubMed, Cinahl и Embase.

Блок-схема процесса выбора для поиска литературы

В таблице 4 показано извлечение данных 12 включенных исследований. Одно из включенных исследований было рандомизировано [17], одно исследование было кластерным рандомизированным [18] и одно исследование было рандомизированным пилотным исследованием [19], в то время как остальные не рандомизированы или не занимают высоких позиций в иерархии доказательств. Существовали различия в дизайне исследования, расчетах мощности и количестве пациентов ( n = 69–1.192), но во всех исследованиях мобильный рентген сравнивался с больничным рентгеном.Вмешательства представляли собой мобильный рентген и мобильный рентген в сочетании с госпитальным рентгеном [17,18,19,20,21,22,23,24, 26,27,28,29]. Чаще всего выполнялись рентгенологические исследования грудной клетки [17, 20, 20, 21, 22, 26, 27, 28, 29], бедра и таза [17, 20, 20, 21, 22, 26, 27, 28]. , 29] и брюшной полости [17, 20, 20, 21, 22, 26, 27, 28, 29]. Некоторые исследования включали только рентген грудной клетки [19, 21].

Какова целевая группа пациентов?

Как показано в Таблице 4, исследуемыми группами были немощные пожилые люди [19, 22], пациенты с деменцией [19], бездомные [18, 23], потребители наркотиков [23], просители убежища [23] и медсестры. жители дома [17, 20, 20, 21, 22, 26, 27, 28, 29].

Какие улучшения здоровья населения?

Улучшение здоровья населения измеряется несколькими различными исходами, которые косвенно могут указывать на улучшение состояния здоровья. Результатами 12 исследований были делирий, измеренный методом оценки путаницы [19], чувствительность и специфичность мобильного рентгена для выявления туберкулеза [18], удовлетворенность пациентов и медицинской помощью, измеренная с помощью качественных интервью [24, 28] и анкет [19]. , 20,21, 27], качество изображения и стоимость [18,19,20,21,22,23,24,25,26,27,28].

В одном исследовании авторы предполагают, что мобильный рентген, по-видимому, увеличивает достоверность предполагаемого диагноза, поэтому во многих случаях лечения можно избежать [27]. Обследование с использованием мобильного рентгена также может помешать лечению пациентов в больнице [22]. Меньшему количеству пациентов может потребоваться транспортировка в больницу, и, вероятно, меньшее количество пациентов станет бредовым [19, 21, 22, 27]. В литературе также описаны места, где можно использовать мобильный рентген за пределами больницы, например, в домах престарелых [17, 20, 21, 22] и приютах [18, 23].

Для жителей домов престарелых мобильный рентген считался разумной альтернативой больничному рентгеновскому обследованию, поскольку их можно было лечить дома [21]. Лечение пациентов на дому снизило частоту делирия [19]. Уменьшение количества переводов в больницу было положительным результатом, поскольку транспортировка пациентов из домов в больницу может ухудшить состояние пациентов с деменцией или дезориентацией [19, 21, 22, 27]. Осмотр в знакомой обстановке может успокоить пациентов, поскольку неуверенность во время транспортировки в больницу ощущается как боль или замешательство [19, 22, 23, 25, 27, 28].

Каков опыт оказания помощи?

В пяти включенных исследованиях изучались качество, полезность, знания, препятствия, критерии успеха и ожидания от мобильных рентгеновских лучей, предлагаемых обитателям домов престарелых [17, 21, 24, 27, 28]. В 5 исследованиях пациенты, медицинский персонал, медсестры и лечащие врачи были опрошены с использованием как качественных [24, 28], так и количественных методов [17, 21, 27]. Согласно литературным данным, основная часть пациентов и медицинского персонала была удовлетворена мобильным рентгеновским обследованием и преимуществами, которые мобильный рентген имел как для пациентов, так и для персонала [19, 21, 24,25,26,27,28] .Результаты показали, что пациенты хорошо переносят мобильный рентген, поскольку пациенты были счастливы, что им не нужно было уходить в течение нескольких часов, чувствовали себя в безопасности и что это было намного лучше, чем посещение больницы для обследования [21, 24, 28]. Ни в одном из исследований пациенты не относились к процедуре отрицательно. Персонал домов престарелых указал на такие полезные факторы, как безопасность и комфорт для пациентов, которые могут оставаться в своей обычной среде, отсутствие необходимости в транспортировке и отсутствие необходимости в персонале отсутствовать в домах престарелых во время сопровождения пациента в больницу [ 19, 21, 27].Барьеры на пути внедрения мобильного рентгеновского излучения были определены как организационные изменения, финансовые препятствия и структурные изменения для персонала [28]. Таким образом, внедрение мобильного рентгена требует хороших отношений между домом престарелых и организацией, предоставляющей мобильный рентген [28].

Несколько исследований указывают на то, что диагностическое качество изображений может быть проблемой, поскольку медицинскому персоналу, возможно, придется выбирать между достаточно хорошим качеством изображения без транспортировки пациентов и оптимальным качеством изображения с транспортировкой [19, 21, 22, 24, 25].Prech et al. изучили качество изображения грудной клетки, бедра и таза с помощью визуального градационного анализа и обнаружили, что в больнице не было значительных различий в качестве изображения между мобильным рентгеном и рентгеновским снимком [17]. Kjelle et al. изучили использование диагностической визуализации среди жителей домов престарелых и выявили различия между больницами с мобильной службой и без нее. Авторы обнаружили, что жители домов престарелых реже используют более продвинутую радиологию по сравнению с населением в целом, и указали, что мобильная рентгенография приводит к меньшему количеству КТ и ультразвуковых исследований в больнице [25].

Является ли мобильная рентгенография экономически эффективным вмешательством по сравнению с рентгеном в больнице?

Мы нашли одно проспективное исследование, в котором сравнивались затраты на мобильный рентген и рентген в больнице [29]. Авторы обнаружили существенные различия в стоимости мобильных рентгеновских аппаратов и рентгеновских аппаратов в больницах с социальной точки зрения. Социальная польза для пожилых пациентов в домах престарелых была высокой, что уменьшало беспокойство и возможные риски, связанные с переводом из дома престарелых в больницу для проведения рентгенографии [20].

Kjelle et al. описали в своем исследовании интервью, что было важно заручиться поддержкой высшего руководства во всех организациях, что было проблемой [28]. Поддержка была необходима для того, чтобы выделить деньги на проект. Финансовые препятствия могут привести к тому, что менеджеры больниц не захотят вкладывать средства в мобильное оборудование, персонал и транспортные средства. Несмотря на то, что мобильная рентгенография может сэкономить деньги, из-за меньшего количества госпитализаций и меньшего количества перевозок экономия не всегда видна в бюджете отделения в больнице [25].

В целом литературные данные свидетельствуют о том, что мобильная рентгенография более эффективна по сравнению с рентгеном в больнице, но это не подтверждается данными рандомизированного контролируемого исследования. В исследованиях изучаются такие затраты, как затраты на пациента, заработная плата, капитальные затраты на оборудование и эксплуатационные расходы [21, 24, 25]. Многие пациенты не были бы обследованы, если бы не существовало мобильной рентгенологической службы [27].

Обзор оптических молекулярных изображений и зондирования на основе рентгеновского возбуждения in vivo

1.

Введение

Оптическое построение молекулярных изображений и зондирование с помощью рентгеновского возбуждения использует принципиально другой тип взаимодействия и подход к зондированию для возбуждения оптических репортеров в биологические ткани и обнаруживают и локализуют излучение.Биологическая полезность и цели рентгеновского зондирования для лучшего понимания физиологии и патофизиологии тканей являются движущими мотивами, лежащими в основе технических достижений в этой области. Основными преимуществами рентгеновского излучения в качестве источника возбуждения зонда являются (i) высокая проницаемость и (ii) широкая доступность и признание источников рентгеновского излучения в биомедицинской визуализации. По сравнению с другими методами молекулярного зондирования в ткани сильные стороны молекулярного зондирования на основе рентгеновских лучей могут быть менее очевидными, поскольку эта методология начала появляться только в последнее десятилетие. ^{1 — 3} Тем не менее, способность чувствовать сквозь ткань с использованием традиционных источников рентгеновского излучения при одновременном использовании оптического молекулярного контраста дает потенциальные преимущества в отношении проницаемости по глубине и пространственного разрешения. Оптическое зондирование обеспечивает превосходную молекулярную чувствительность по сравнению с методами контрастирования на основе рентгеновских лучей, поскольку рентгеновский контраст обычно основан на фотоэлектрическом эффекте с пиковым затуханием в диапазоне энергий кэВ, ⁴ и обычно необходимо использовать рентгеноконтрастные агенты. присутствуют в тканях в больших количествах, близких к миллимолярным, что делает их полезными только для визуализации объема крови и утечки.Область молекулярного зондирования на основе рентгеновских лучей извлекает выгоду из чрезвычайно большого набора детекторов и сенсоров для оптического излучения, которые имеют чувствительность к уровню одиночных фотонов, что делает детекторную сторону отбора проб потенциально очень эффективной.

Возможно, наиболее привлекательной с научной точки зрения частью этой методологии является концепция использования одного источника излучения (например, рентгеновских лучей) в качестве возбуждающего зонда в сочетании с другим типом излучения в качестве сигнала. Эта концептуальная основа для разработки гибридного метода визуализации проиллюстрирована на рис.1 для нескольких возможных типов эмиссионного излучения. Проиллюстрированы рентгеновские активации с испусканием через пути, которые можно обнаружить через ткань, включая (а) индуцированную рентгеновскими лучами флуоресценцию, (б) индуцированную рентгеновскими лучами оптическую люминесценцию (в центре внимания этого обзора), (в) рентгеновское излучение электромагнитная индукция, индуцированная лучами, и (d) акустика, индуцированная рентгеновскими лучами. Хотя не все эти подходы подробно рассматриваются здесь, идеальные характеристики такого гибридного метода включают:

• i. уникальный молекулярный зонд, способный с высокой аффинностью связываться с биологическими мишенями;

• ii.высокая контрастность или специфичность за счет высокого отношения сигнал / фон;

• iii. тип сигнала излучения, который может быть обнаружен с высоким отношением сигнал / шум; и

• iv. возбуждающее излучение с высокой проницаемостью для визуализации через ткань (1 / μ≈d, где μ — экспоненциальный коэффициент ослабления, а d — толщина ткани).

Типы сигналов излучения показаны на рис. 1, а значения затухания показаны на рис. 1 (e) и 1 (f).

Рис. 1

Схема различных схем обнаружения для зондов, включая (а) XRF, где рентгеновские лучи являются одновременно возбуждением и испусканием, (b) рентгеновская оптическая люминесценция, где выходной сигнал излучения является оптическим от любой сцинтилляции или черенковские процессы, (c) рентгеновская электромагнитная индукция, когда в ткани индуцируется либо ядерный момент, либо электромагнитное изменение, так что на выходе получается радиочастотный сигнал, и (d) рентгеновский акустический, когда выходной сигнал индуцируется локализованным нагрев, вызывающий переходный процесс ультразвука.Как показано ниже, на (e) спектр затухания в воде показан для электромагнитного излучения, а на (f) показан спектр затухания акустических частот в ткани.

В случае оптического излучения самая большая привлекательность состоит в том, что оптические молекулярные зонды составляют, возможно, наиболее развитую и разнообразную группу датчиков для получения изображений биологических объектов. Существуют тысячи оптических датчиков, и некоторые из них коммерчески доступны для использования в доклинической визуализации. Следовательно, доклинические оптические системы визуализации являются наиболее широко используемыми для визуализации всего тела животных ⁵ , а визуализация функций и патологий тканей с помощью многих типов оптических пятен широко используется как in vivo , так и ex vivo .Вторая важная особенность обнаружения оптического излучения — это его очень высокая чувствительность вплоть до уровня одиночных фотонов. Однако из-за рассеяния и поглощения тканями происходит экспоненциальное затухание оптических сигналов с глубиной в ткани, хотя возможно получение изображений через несколько сантиметров ткани. Комбинация возбуждения сканирующим рентгеновским излучением с обнаружением оптического излучения может обойти ограничения разрешения диффузной оптической визуализации, обладая преимуществом оптической чувствительности и широкого выбора агентов оптической визуализации.В качестве альтернативы, комбинации оптического зондирования с другими инструментами структурной визуализации, такими как ультразвук, МРТ или компьютерная томография (КТ), также являются коммерчески доступной парадигмой.

Выбор источников рентгеновского излучения, типов и режимов детекторов также весьма разнообразен. Энергетический диапазон необходимых рентгеновских лучей зависит от типа зонда и механизмов его физического взаимодействия, как показано на рис. 2. Механизмы взаимодействия варьируются от рентгеновских лучей с низкой энергией кэВ, где взаимодействие с зондом осуществляется через фотоэлектрический эффект. , вплоть до низких энергий МэВ, когда генерация черенковского излучения является доминирующей модой для возбуждения зонда.В целом, необходимо рассмотреть следующие варианты: (i) источник рентгеновского излучения, (ii) молекулярный зонд, (iii) детектор излучения и (iv) методика восстановления изображения. Эти темы рассматриваются следующим образом, с акцентом на преимущества и недостатки существующих подходов и на то, как вышеупомянутые варианты взаимосвязаны. По мере развития технологий необходимо думать о мотивации, движущих факторах и возможностях. Этот обзор начинается с исторического обзора от истоков методов рентгеновской флуоресценции (XRF) до методов рентгеновской оптической люминесценции, с акцентом на молекулярную чувствительность и полезность, а затем заканчивается акцентом на том, что необходимо для развития этой области. возможности.

Рис. 2

Иллюстрация четырех основных категорий зондов, возможных с возбуждением рентгеновскими лучами, грубо разделенных на категории с точки зрения их возможностей (верхняя полоса) для прямого рентгеновского возбуждения или вторичного черенковского излучения и (нижняя полоса) по их эмиссионные возможности переходят от XRF к рентгеновской люминесценции. Каждая категория имеет как молекулярную (верхний ряд), так и наночастицы (нижний ряд) формы, которые активны в рентгеновских лучах.

2.

От флуоресценции рентгеновских лучей до оптической люминесценции рентгеновских лучей

Основные принципы использования рентгеновских лучей для отбора проб тканей восходят к успешным истокам XRF-зондирования, где концентрация следов металлов, таких как Fe, Zn, Cu, Hg и Se количественно определяются в ткани путем обнаружения вторичных характеристических рентгеновских лучей, испускаемых при облучении образца возбуждением падающими рентгеновскими лучами или гамма-лучами. ^{6 — 8} В этом случае слово «флуоресценция» используется для обозначения излучения этих специфических рентгеновских лучей, имеющих узкие энергетические полосы, характерные для переходов внутренней электронной оболочки металлов. Фактическое взаимодействие между рентгеновским лучом и фоновой средой приводит к преобладанию рассеянных Комптоном фотонов, которые вносят основной вклад в фон. XRF-визуализация также была разработана как компьютерная томография, ^{9 — 12} и в последнее время широко разработана как инструмент микроскопии для получения изображений микроэлементов на срезах тканей. ¹³ Одна из самых поразительных особенностей XRF заключается в том, что несмотря на высокую специфичность к металлам, чувствительность низка по сравнению с большинством инструментов молекулярной визуализации in vivo . Пределы обнаружения составляют около 0,1 мг / г, что приближает его к высокому миллимолярному диапазону чувствительности, в то время как для сравнения методы флуоресценции и ядерной медицины имеют концентрационную чувствительность от наномолярного до пикомолярного. ⁸ Как и в случае с оптическими методами, чувствительность в тонких тканях может быть значительно выше, чем при использовании in vivo . ^{14 , 15} Проблемами, ограничивающими обнаружение в XRF, являются (i) высокий фон от комптоновского рассеяния, (ii) высокий шум детектора и (iii) низкая эффективность захвата сигналов детектором. Зондирование тканей и визуализация почти требуют использования моноэнергетических гамма-лучей или источников синхротронного рентгеновского излучения для подавления неспецифического фона и достижения более высокого отношения сигнал / шум. ^{16 , 17} Сила синхротронного подхода состоит в том, что фон низкий и большинство более сильных эмиссионных линий четко отделены друг от друга.

С тех пор, как XRF возник в течение нескольких десятилетий, захватывающим направлением развития было использование других режимов возбуждения или других излучаемых сигналов, которые могли бы обеспечивать молекулярно-специфические сигналы. Кроме того, эти разработки могут обеспечить более широкий диапазон доступных сигналов ¹⁸ при переходе от строго рентгеноконтрастных агентов к другим режимам возбуждения радиолюминесценции. Это проиллюстрировано на рис. 2. Для любого агента-зонда, молекулы или наночастицы, молекулярная специфичность может быть получена одним из двух способов, либо непосредственно путем зондирования самого атома / молекулы / наночастицы, которая локализуется где-то, либо путем использования специфичности молекулярной мишени, где видимый сигнал XRF исходит от метки на молекуле-носителе.Хотя некоторые атомы металлов могут быть отличными метками, более высокие уровни сигнала могут быть достигнуты за счет использования наночастиц с более высоким поперечным сечением на частицу. Но в более общем плане этот переход влечет за собой необходимость исследовать, какие типы молекул или молекулярных комплексов будут обеспечивать достаточный или лучший сигнал от возбуждения рентгеновскими лучами, а также какие типы излучения могут обеспечить максимальную излучательную способность ткани для обнаружения с высоким отношением сигнал / шум. .

Тогда естественным переходом будет использование более чувствительного режима детектирования, который может достигать уровня одиночных фотонов, такого как либо изотопное гамма-излучение в ядерной медицине, либо методы оптической люминесценции, такие как флуоресценция или фосфоресценция, для увеличения уровня сигнала и / или или подавить фон и уровни шума. ¹⁸ Чтобы сохранить проникновение в ткани, ранние попытки исследовали рентгеновское люминесцентное изображение от люминофоров, излучающих от красного до инфракрасного, поскольку это окно длин волн имеет высокое пропускание через ткань, хотя и со значительным диффузным рассеянием. Другими окнами излучения могут быть электромагнитные области от ГГц до МГц, которые имеют исключительно низкое затухание, хотя это еще предстоит полностью изучить. В качестве альтернативы можно использовать акустическую эмиссию, которая широко применяется в фотоакустике.Эта область называется рентгеноакустической визуализацией или радиоакустикой. ^{19 — 23} Эти режимы измерения взаимодействия рентгеновских лучей показаны на рис. 2, причем схема падающего излучения и обнаружения находится вверху, а физический режим контраста — внизу. Интересно, хотя и сложно, сравнивать чувствительность обнаружения для каждого из этих четырех возможных режимов обнаружения, потому что диапазон взаимодействий и диапазон детекторов очень разнообразны. Чувствительность к взаимодействию для рентгеновской акустики обычно низкая, поскольку общее количество энергии, выделяемой дозой излучения в ткани, невелико.Однако ультразвуковые преобразователи очень хорошо разработаны и обладают высокой чувствительностью, поэтому некоторые предварительные исследования показали, что такой режим обнаружения возможен. Тем не менее, чувствительность детектирования флуоресцентного излучения может быть на порядки выше, чем акустического детектирования в условиях биологической визуализации, из-за способности детекторов улавливать одиночные кванты излучения в оптике. Но геометрия и конструкция любой системы обнаружения могут на порядки изменить эту чувствительность.

Режим возбуждения оптически активного контрастного вещества зависит от механизма взаимодействия с излучением, как показано на рис. 2, и энергетического спектра источника излучения. В то время как синхротронные или изотопные источники могут генерировать моноэнергетические пучки рентгеновских лучей или гамма-лучей, наиболее эффективные практические источники рентгеновского излучения основаны на тормозном эффекте электронного луча, падающего на цель, создавая источник широкого спектра, как показано на Рис. 3 (а) и 3 (б).Лишь небольшая часть энергии испускается в виде рентгеновских лучей, а спектр сильно взвешен по фотонам с наименьшей энергией. Таким образом, возбуждение пучка от традиционных источников рентгеновского излучения с широким энергетическим спектром мало специфично. Основными режимами возбуждения, как показано на рис. 3 (c), являются:

• 1. Прямое или косвенное электронное возбуждение сцинтиллятора через верхние синглетные состояния пи-электронов, что в конечном итоге приводит к радиационному распаду. Сложность процессов зависит от природы как среды, так и сцинтиллятора, которая определяет их взаимодействие.Конечные продукты гидролиза воды (то есть H *, HO *, OH-, h4O +, h3 и h3O2) доминируют во взаимодействиях, поскольку вода находится в наибольшей концентрации, и они могут передавать энергию сцинтиллятору. Хорошо известным примером этого является хинин, который, по-видимому, проявляет как сцинтилляцию, так и флуоресценцию; однако взаимодействие со средой, как правило, является доминирующим фактором в этой индукции.

• 2. Мягкие столкновения электронов в среде, приводящие к черенковскому излучению как часть процессов мягких столкновений, которые возбуждают молекулы за счет прямого поглощения синглетного состояния.Это пропорционально показателю преломления среды для черенковского излучения, а затем перекрытию черенковского спектра с поглощением молекул. Почти все молекулы с полосой поглощения в видимом диапазоне с высоким выходом излучения будут работать для этого метода, хотя красные поглощающие молекулы более значимы из-за синего поглощения черенкова кровью в тканях.

Рис. 3

Энергетические спектры рентгеновского излучения от тормозного излучения через линейный ускоритель (a) для разных энергий и спектр для 6 МВ при разных диаметрах пучка (b), показывающий более высокие энергии при меньших пучках.Схема процессов от рентгеновского излучения до оптического излучения показана на (c) либо с прямым сцинтилляцией молекулы, опосредованной различными радиолитическими событиями в среде, либо с непрямым переносом последовательностью фотоэлектрических или комптоновских испускаемых электронов, генерирующих черенковский свет. , который затем дает оптические фотоны, поглощаемые молекулой. Каскад, индуцированный излучением, проиллюстрирован на (d) серией событий взаимодействия между вторичными электронами и фотонами, ведущих к широким механизмам диссипации энергии в среде.

Общая эффективность обоих этих режимов обычно низкая, хотя молекулы с высоким квантовым выходом излучения, такие как флуоресцеин, могут сделать этот процесс более благоприятным. Возникающий каскад излучения, рис. 3 (d), приводит к широкому спектру механизмов взаимодействия, которые могут еще больше снизить эффективность любого отдельного пути. Тем не менее, энергия одиночного рентгеновского фотона (1 МВ) в 106 раз выше, чем у оптического фотона (1 эВ), что указывает на то, что даже небольшой процесс эффективности может привести к десяткам или сотням оптических фотонов на рентгеновский фотон.

3.

Рентгеновская оптическая томография

Рентгеновская люминесцентная томография была впервые постулирована в 2010 году, показывая, что радиолюминесцентные частицы могут быть визуализированы изнутри тканевых фантомов путем сканирования рентгеновских лучей для их возбуждения и захвата излучения. сигнала. ^{4 , 24} Это было усовершенствовано, чтобы включить моделирование диффузного переноса света с учетом потери сигнала как функции расстояния между местом излучения и обнаружением света на поверхности.Использование частичного угла для визуализации почти необходимо для этого типа работы, и несколько групп продемонстрировали, как это может быть достигнуто на фантомах ^{25 — 29} и in vivo . ^{30 , 31} Основным ограничением в этом аспекте работы была чувствительность к главным образом используемым наносцинтилляторам. Исследованные механизмы взаимодействия в основном связаны с прямым возбуждением частицы пучком рентгеновских лучей, где зависимость от фотоэлектрического эффекта требует использования материалов с высоким атомным номером, Z, и в основном кристаллических структур для получения достаточного выхода радиолюминесценции из процесс (см. рис.2). Эффективность существенно зависит от энергии рентгеновского излучения E, используемого из-за сильной зависимости поперечного сечения взаимодействия фотоэлектрического эффекта с энергией, составляющей σ≈Z4 / E3.

По сравнению с прямым взаимодействием рентгеновских лучей, процесс черенковской радиолюминесценции обеспечивает вторичный механизм возбуждения. Преимущество использования черенкова заключается в том, что он создается во всем объеме, пропорциональном дозе, и обеспечивает широкополосный сине-белый источник света в ткани.Хотя слабым местом является то, что он производится только из вторичных электронов с энергией выше порогового значения 220 кэВ в ткани и с выходом около 1% от общей доставленной дозы. Таким образом, хотя у этого возбуждения есть привлекательные оптические особенности, оно требует источников рентгеновского излучения высокой энергии и все же дает ограниченный световой поток. Тем не менее, черенковское люминесцентное изображение было продемонстрировано с использованием изотопов in vivo , а также с помощью линейных ускорителей, используемых в лучевой терапии. Последний обеспечивает способ изображения ткани с более высокой точностью благодаря способности сканировать луч через ткань и использовать инструменты обработки изображений для восстановления изображений с высоким разрешением.Основное преимущество этого подхода состоит в том, что флуоресцентное и фосфоресцентное возбуждение может быть достигнуто непосредственно путем поглощения черенковского света молекулярным зондом. Эти молекулярные зонды меньше по размеру, и многие из них могут быть биосовместимыми, как обсуждается ниже.

4.

Источники рентгеновского излучения, лучи и конструкция системы

4.1.

Источники рентгеновского излучения и управление пучком

Одним из ключевых значений молекулярного зондирования на основе рентгеновских лучей является концепция, согласно которой положение источника возбуждения известно априори и может использоваться в процессе реконструкции изображения. так что даже если излучение размывается из-за оптического рассеяния через ткань, может быть восстановлено изображение с высокой точностью.Первоначально это было продемонстрировано в рентгеновской оптической люминесцентной томографии Pratx et al., ³ с использованием рентгеновской визуализации с кэВ и реконструкции изображений. Моделирование диффузии может использоваться для уменьшения ошибок, связанных с интенсивностью излучения люминесценции, уменьшающейся при распространении ткани. Используемая геометрия непосредственно соответствует геометрии, доступной для рентгеновской компьютерной томографии, потому что на ее основе лежит технология источника. В диапазоне энергий кэВ возможны лучи с строчной разверткой или томография с частичным углом, ^{12 , 29 , 32} и в пучках фотонов МВ от линейных ускорителей, многолепестковых коллиматоров (MLC) и клещей доступны для динамической формы балок. ³³ Полноэкранное изображение также может работать, хотя и без значительного осевого разрешения из-за оптического рассеяния в ткани, но обеспечивает очевидное высокое разрешение при боковом изображении поверхности ткани. ³⁴

4.2.

Temporal Acquisition

Первые исследования индуцированной рентгеновскими лучами оптической люминесценции, основанной на сцинтилляции, не были получены во временной выборке, потому что источники рентгеновского излучения были непрерывными, и поэтому временная выборка не имела внутренней ценности.Однако при построении изображений люминесценции с черенковским возбуждением есть как неотъемлемая ценность в удалении фонового черенковского света возбуждения, так и преимущество детектирования с синхронизацией с импульсным источником рентгеновского излучения. Линейные ускорители, производимые для клинического использования, чаще всего имеют сгустки импульсных электронов, которые ускоряются короткими импульсами длительностью 3–5 мс с низкой частотой повторения около 100–400 Гц. Этот отбор образцов значительно медленнее, чем для флуоресценции с временным разрешением, но подходит для методов фосфоресценции с временным разрешением, и поэтому первые демонстрации in vivo были сосредоточены на отображении люминесценции от кислородных датчиков, которые имеют триплетные состояния, которые гасятся в этой временной шкале.Однако существуют более быстрые импульсные источники рентгеновского излучения, такие как небольшие источники рентгеновского излучения для портативных рентгеновских лучей ²⁰ или даже большие источники, используемые для промышленной импульсной радиографии. ³⁵ Самые быстрые коммерчески доступные источники импульсного рентгеновского излучения имеют длину импульса в диапазоне десятков наносекунд, а полнота спада обычно не охарактеризована или не указана. Таким образом, быстрое временное стробирование для таких вещей, как флуоресценция органических молекул, со временем жизни обычно в наносекундном диапазоне, потребует деконволюции для функции отклика прибора рентгеновского детектора, ^{36 , 37} , как это обычно делается. в работе по счёту одиночных фотонов с временной корреляцией. ³⁸

Временное стробирование было продемонстрировано с использованием люминесцентного излучения для подавления черенковского светового сигнала и обеспечения почти бесфонового зондирования ткани. Визуализация одного лимфатического узла была продемонстрирована Zhang et al., ³³ с использованием агента, чувствительного к кислороду, и восстановление продолжительности жизни между 22 и 44 мс предоставило возможность определять местное парциальное давление кислорода (pO2). Возможно обнаружение других люминесцентных частиц, и микросферы европия являются коммерчески доступными агентами для связывания с нацеливающими частями, время жизни которых составляет 100 микросекунд. ³⁹ В качестве альтернативы силиконовые наночастицы также имеют длительный срок службы и могут использоваться в качестве генератора световых сигналов с целевой доставкой. ⁴⁰

4.3.

Боковое и осевое пространственное разрешение

Возможно, одной из наиболее неразвитых областей молекулярного зондирования на основе рентгеновских лучей является управление источником рентгеновского излучения для улучшения пространственного разрешения. Достижения в конформной и адаптивной лучевой терапии привели к усовершенствованию инструментов на линейном ускорителе для управления распределением дозы луча.MLC, присутствующие на выходе линейного ускорителя, достигли очень высокой степени точности, где может быть достигнута миллиметровая точность падения дозы. Такая же точность затем может быть применена там, где поперечная и осевая протяженность пучков используются для регулировки отбора образцов ткани. Как упоминалось выше, поперечное разрешение в значительной степени контролируется MLC и зажимами линейного ускорителя, но осевое разрешение определяется выбором типа излучения луча (электроны, фотоны и протоны) или глубины сканирования луча, как показано на рис.4 (а). Таким образом, линейные контроллеры MLC обеспечивают простой технологический способ формирования лучей для линейного сканирования, точечного сканирования, многоточечного или многострочного сканирования [см. Рис. 4 (a)] или, в более общем смысле, набора ортогональных базисных функций в исходные шаблоны для таких подходов, как сжатое зондирование. ^{41 , 43 , 44}

Рис.4

Боковые пространственные ограничения пучка в ткани определяются линейным ускорителем (a), формирующим пучок с помощью MLC (вставка на фото ниже) с иллюстрация того, как MLC могут использоваться для точечного растрового сканирования или многоточечного сканирования. ⁴¹ (b) На глубину зондирования влияет выбор излучения и энергии пучка, как показано на кривых зависимости глубины от дозы для электронных пучков. Сканирование можно аксиально модулировать по глубине за счет изменения болюса накопления между тканью и лучом, как показано на (c). Боковое разрешение ограничено возможностью срезать или фокусировать рентгеновский луч, как показано в моделировании методом Монте-Карло лучей на 6 и 18 МВ (d), где луч направлен вниз, а оси XY показывают размеры в миллиметрах. в ткань, а цветовая полоса представляет собой черенковскую шкалу интенсивности. ⁴² Окончательное поперечное пространственное разрешение можно деконволюционировать с помощью ширины луча, показать чувствительность к субмиллиметровым объектам, как показано на (e), где тонкие люминесцентные капилляры различного диаметра, d, использовались для демонстрации чувствительности для разрешения полной ширины на полувысоте (FWHM) до диаметра 0,2 мм. ³³ FWHM — это свертка ширины луча с d.

Если необходимо ограничить глубину проникновения, можно использовать электронное облучение, которое имеет ограниченную глубину проникновения, и даже применить переменный болюс или область накопления к лучу перед тканью, как показано на рис.4 (b), тем самым позволяя изменять глубину дискретизации вне линейного ускорителя, точно так же, как MLC регулирует поперечный компонент луча. Глубина дискретизации электронов может варьироваться, поскольку у них самая крутая кривая спада по сравнению с фотонами. В качестве альтернативы, в системах с кэВ были показаны различные попытки использовать зеркала для фокусировки рентгеновских лучей или волоконно-оптические конусы ^{45 — 47} , и по мере развития этой технологии может оказаться возможным ограничить поперечное разрешение с помощью этого подхода к фокусировке.

4.4.

Мультиплексирование сигналов

Возбуждение рентгеновскими лучами неявно приводит к широкополосному сигналу, который может возбуждать более одного молекулярного зонда. Могут возникать как сцинтилляционные, так и черенковские сигналы, и можно обнаруживать множественные эмиссионные сигналы на основе временного стробирования или разделения интенсивности по длине волны. Было показано возбуждение множественных молекулярных красителей Черенковым, при этом оптимальные спектральные окна находятся в красном, ^{48 , 49} ближнем инфракрасном и коротковолновом инфракрасном (SWIR) (также называемом ближним инфракрасным диапазоном). окно II, NIR-II) ^{50 — 52} диапазонов длин волн.В частности, излучающие SWIR агенты часто представляют собой наночастицы и поэтому оптимально подходят для прямого возбуждения рентгеновскими лучами. ^{50 , 53 , 54} В этой области проводится большой объем исследований, и доступны многоцветные излучатели. ^{55 , 56} Детекторы для длин волн SWIR часто отличаются от детекторов для длин волн красного или NIR, ⁵⁷ , поэтому можно использовать отдельные детекторы для распараллеливания или спектрального разложения с помощью спектрометра. ^{58 , 59} Обнаружение с временной синхронизацией также может быть связано с разделением сигналов на основе длины волны, чтобы дополнительно максимизировать возможность одновременного обнаружения сигналов, а сигналы на основе сцинтилляций могут иметь порядок величины быстрее, чем органическая флуоресценция, которая, в свою очередь, на порядки быстрее, чем фосфоресцентные сигналы. Тщательная выборка временной последовательности рентгеновских импульсов со стробированием детектора может оптимизировать это.

5.

Реконструкция изображения

5.1.

Местоположение рентгеновского луча, используемое в качестве предварительной пространственной информации при формировании изображений

Рентгеновские фотоны испытывают гораздо меньшее рассеяние, чем оптическое излучение в ткани, и, следовательно, индуцированная рентгеновскими лучами радиолюминесценция в основном возникает внутри или очень близко к объему, который находится прямо на пути сканирующего луча. Однако пределы разрешения можно определить по комптоновскому рассеянию рентгеновских лучей, которое может происходить как внутри, так и за пределами ткани. Для источников с кэВ рассеяние обычно не является значительным, поскольку оно в основном дает мягкое рентгеновское излучение с очень малой глубиной проникновения в ткань.Это верно как вне ткани, так и внутри нее. В подходе, рассчитанном на МэВ, Linac MLC (рис.4) обеспечивает простой технологический способ формировать лучи для различных сканирований, как упомянуто выше, а также индуцировать рассеяние рентгеновских лучей вблизи границ листа, в некоторой степени, в зависимости от конкретных условий. структура конца листа. ^{60 , 61} Аналогичная ситуация существует в тканях, где при черенковском люминесцентном излучении большинство черенковских фотонов (в УФ-синем спектральном диапазоне) имеют очень короткий путь диффузии (<1 мм) в ткани. за счет гемоглобина и водопоглощения.Эти свойства составляют ключевой аспект схемы молекулярной визуализации, индуцированной рентгеновскими лучами, где распределение оптического сигнала вдоль направления сканирования может быть восстановлено путем измерения общего сигнала люминесценции и с учетом того, что весь сигнал исходит из положения сканирующего луча. в ткани, используется в качестве априорной информации в алгоритме реконструкции.

5.2.

Моделирование диффузии черенковских и оптических фотонов

Радиационный перенос диффузии фотонов через мутную среду может быть решен либо численно с помощью моделирования Монте-Карло, либо аппроксимирован аналитически с помощью диффузионного приближения.Решения Монте-Карло обычно поддерживают высокую точность и широкую применимость, ^{62 , 63} , и их использование было значительно ускорено за счет вычислений на графических процессорах. ^{64 — 69} Существуют его расширения для моделирования переноса частиц высоких энергий, которые также можно использовать, например, GEANT4, хотя и со значительно большими вычислительными затратами. ^{70 — 73} Диффузионное приближение обеспечивает приближение первого порядка переноса на расстояниях, превышающих несколько миллиметров, и широко применяется в диффузной оптической томографии.Однако ограничения этого приближения важны, а это означает, что оно должно применяться только там, где зарегистрированные фотоны рассеиваются достаточно, чтобы потерять свое первоначальное направление. Это условие может незначительно соблюдаться на черенковских изображениях в зависимости от красного и ближнего инфракрасного диапазонов длин волн. ^{74 , 75} Например, УФ-синий спектральный диапазон излучения, который всегда преобладает при измерении, в значительной степени поглощается в большинстве биологических тканей и поэтому редко распространяется при транспортировке. ^{76 , 77}

Черенковский свет обычно моделируется комплексным образом, который включает в себя отчетливое поведение широкополосного спектра длин волн фотонов с пиком в ультрафиолетовом диапазоне и затухания интенсивности с обратной квадратичной зависимостью от длины волны. ⁷⁸ Моделирование индуцированного рентгеновским излучением Черенкова, поскольку возбужденный свет содержит два связанных процесса возбуждения и излучения, и явно потребует моделирования взаимодействия рентгеновских лучей с помощью инструментов Монте-Карло, таких как GEANT4.На практике черенковский / рентгеновский луч можно считать недиффузным источником света внутри ткани, что упрощает процесс. Коды Монте-Карло, которые моделируют перенос света в биологических средах, вызванный излучением, были интегрированы в интерфейс GAMOS для GEANT4. ⁷³

5.3.

Типичные реконструкции изображений: преимущества и ограничения

В настоящее время реконструкции изображений можно грубо разделить на три категории: на основе модели ^{79 , 80} прямая деконволюция, ^{43 , 81 82 и обратная проекция. 32 , 83 Подходы, основанные на моделях, имеют самое широкое применение для геометрии измерений и механизмов возбуждения. Однако реконструкция на основе модели может быть неэффективной и даже неэффективной, когда цель находится близко или далеко от границы на стороне обнаружения. В первом случае необходима строгая прямая модель, использующая либо Монте-Карло, либо приближения с более высокой точностью для точного моделирования переноса излучения; в то время как в последнем случае любое крошечное возмущение и несогласованность оптических свойств может привести к ошибочным реконструкциям как интенсивности, так и местоположения.Реконструкция может быть улучшена путем объединения полезной априорной информации о геометрии измерения, характеристических выбросах и т. Д. В процессе регуляризации, который оказался эффективным способом, хотя и с предположением о точности априорных значений. 84 — 90}

Используя преимущества точной геометрии измерения и использования методов кодированного освещения, прямая прямая деконволюция была использована для реконструкции, например, сканированное изображение люминесценции с черенковским возбуждением (CELSI).CELSI использует коллиматорную систему [Рис. 4 (а)] линейного ускорителя, чтобы направить световой пучок, проходящий через изображаемый объект способом, эквивалентным формированию пучка возбуждения, используемому в световой микроскопии, как показано в первой строке рис. 5. Ограничивая Если пучок возбуждения направлен на один узкий лист, происхождение оптических фотонов может быть определено независимо от того, где эти фотоны были обнаружены или сколько раз они рассеялись в ткани. Прямая деконволюция также применялась для геометрии вертикального освещения, как показано во втором ряду рис.5. За счет одновременной регистрации черенковских изображений и изображений CELSI, возбуждаемых пространственно-модулированным рентгеновским лучом, восстановление изображения было улучшено за счет стратегии пространственной демодуляции на каждом временном шаге, основанной на методах сжатого зондирования. Однако прямая деконволюция обычно страдает двумя проблемами: (i) точные сверточные ядра обычно трудно определить с приемлемыми вычислительными затратами и (ii) числовая деконволюция может увеличить шум измерения, когда амплитуда приближается к нулю в частотной области.

Рис. 5

Геометрии черенковской радиолюминесценции, основанные на доставке Linac MLC и соответствующих немодельных реконструкциях изображений. Изображение с боковым сканированием (вверху) отправляет рентгеновские лучи в форме листа для измерения локального люминесцентного излучения, которое затем деконволюционирует с помощью ядер, полученных из диффузионного приближения. Визуализация с вертикальным сканированием (в центре) пространственно и временно модулирует черенковское освещение в соответствии с определенными диаграммами направленности, а затем возможна демодуляция с помощью одновременно полученных форм черенковского пучка возбуждения.Как и метод визуализации, используемый в КТ (внизу), изображения CELSI были получены путем вращения гентри Linac для получения синограммы, которая затем использовалась с FBP данных для реконструкции изображения. Во всех экспериментах всегда использовалось плоское зеркало, чтобы избежать прямого воздействия луча излучения на камеру.

Был использован алгоритм реконструкции обратного проецирования или фильтрованного обратного проецирования (FBP), первоначально разработанный для КТ, известный как рентгенолюминесцентный КТ (XLCT). ^{3 , 91} Подобно геометрии измерения в КТ, необработанные изображения в XLCT были получены путем вращения гентри Linac (см. Последнюю строку на рис.5) для визуализации синограммы, которая использовалась при реконструкции изображения на основе обратной проекции. Каждый элемент синограммы представляет собой интеграцию пикселей захваченного изображения, по сути, реализуя однопиксельную визуализацию, которая облегчает использование однофотонного точечного детектора для высокочувствительных измерений в сочетании с методом TCSPC и использованием спектрометра для гиперспектральные исследования. В XLCT анатомическая априорная информация может быть предоставлена ​​либо рентгеновскими снимками, либо данными черенковской поверхности. ^{44 , 92 — 94} Поскольку измерения производятся с нескольких ракурсов, визуализация XLCT in-vivo похожа на визуализацию КТ в том, что изображение всегда лучше при большем излучении, что может привести к к чрезмерной дозе облучения, поэтому необходимо тщательно продумать последовательность сканирования. Чтобы решить эту проблему, много усилий было сосредоточено на XLCT с разреженным просмотром, используя преимущества улучшенной геометрии и алгоритмов измерения. ^{92 , 95 , 96}

6.

Радиолюминесцентные репортеры: сцинтилляторы и флуорофоры

Диапазон выбора рентгеновского излучения, как уже было описано, также влияет на радиолюминесцентный репортерный агент, который оптимально используется, поскольку источники в диапазоне кэВ возбуждают исключительно сцинтилляторы, тогда как источники в МэВ диапазон может возбудить все флуорофоры, люминофоры и сцинтилляторы.

Разработка сцинтилляционных наночастиц, которые могут преобразовывать рентгеновское излучение в УФ – видимое – ИК-излучение, является очень активной областью исследований.Хотя это невероятно многообещающе, все известные сцинтилляционные репортеры проходят доклинические исследования молекулярной визуализации или используют ex vivo . ⁹⁷ Благодаря небольшому рассеянию и поглощению рентгеновских лучей в мягких тканях, этот тип люминесценции, возбуждаемой рентгеновскими лучами, позволяет получать глубокие оптические изображения in vivo со сверхвысоким пространственным разрешением и незначительной автофлуоресценцией тканей. ^{4 , 98} Наночастицы на основе фторида, легированные лантаноидами, имеют высокий атомный номер и правильное электронное энергетическое состояние для преобразования рентгеновских лучей с понижением частоты в люминесценцию УФ – видимой ИК-области. ^{98 — 101} Наночастицы NaGdF4: Eu3 + / Tb3 + являются представительным типом с эффективным люминесцентным излучением при рентгеновском облучении, поскольку энергетические переходы излучения внутри Gd3 + могут резонансно связываться с возбужденным состоянием ионов Eu3 + / Tb3 + в комбинация Gd3 + -Eu3 + / Tb3 + хозяин – допант. ^{102 — 104} Наночастицы на основе оксидов, легированных лантаноидами, также демонстрируют яркую люминесценцию, возбуждаемую рентгеновскими лучами. ^{105 — 108} Например, наночастицы на основе Gd2O2S: Tb ​​были разработаны для pH-зависимых датчиков, для мониторинга бактериальной инфекции или в виде нанокапсул, переносящих химиотерапию. ^{109 — 111} Некоторые сцинтилляционные наноматериалы в этой категории проявляют постоянную люминесценцию, возбуждаемую рентгеновскими лучами, которая все еще может излучать длительную фосфоресценцию после завершения рентгеновского облучения. ^{106 , 112 , 113} Другие композитные наноматериалы, такие как квантовые точки (КТ), ¹¹⁴ кремниевые нанокристаллы, ¹¹⁵ металлоорганические структуры, ¹¹⁶ и нанокластеры золота 117, ^{Сообщалось также, что} излучает люминесценцию при облучении рентгеновскими лучами.Таблица, содержащая список большинства используемых молекул и наночастиц in vitro или in vivo , представлена ​​в таблице 1 с кратким описанием каждого ключевого открытия.

Таблица 1

Исследования in vitro или in vivo с использованием или разработкой оптических молекулярных зондов для возбуждения рентгеновскими лучами.

МэВ Рентгеновское излучение Черенкова может использоваться в качестве управляемого источника непрямого света, который может сканировать объекты изображения для возбуждения оптических молекулярных зондов без необходимости сцинтилляции. ^{41 , 80 , 81 , 120} Хотя общий выход Черенкова низкий по сравнению со сцинтилляцией, привлекательной оптической особенностью Черенкова является его широкополосный спектр, от УФ до видимого и Длина волны ближнего ИК-диапазона, ⁵¹ , что теоретически дает возможность возбуждать почти все оптические молекулярные зонды с поглощением в этой спектральной области.Однако проблема заключается в том, что широкополосный сигнал создает проблему спектрального перекрытия при обнаружении оптического сигнала. Чтобы устранить смешение черенковского излучения и сигнала вторичного оптического излучения, фосфоресцентные зонды с большим временем жизни использовались для получения изображений люминесценции с возбуждением Черенкова с синхронизацией по времени. ¹²⁶ В качестве альтернативы детектирование со спектральным разрешением, основанное на детектировании спектрометром, может улавливать черенковскую флуоресценцию. ⁵⁸ В дополнение к этому, флуорофорные квантовые точки PdSe с SWIR (от 1000 до 1700 нм) также можно использовать с черенковской флуоресцентной визуализацией, чтобы попытаться минимизировать перекрытие излучения, основанное на более длинном стоксовом сдвиге излучателя SWIR. ⁵² Возможно, самой важной особенностью черенковской абсорбции является тот факт, что можно использовать органические красители и, следовательно, они имеют достаточно хороший потенциал для использования человеком. В частности, излучение вероятно возможно от всех одобренных FDA флуорофоров, таких как флуоресцеин, метиленовый синий и индоцианиновый зеленый, хотя квантовый выход излучения зонда играет большую роль в эффективности обнаружения.

7.

Приложения и будущие направления

7.1.

Молекулярное зондирование кислорода и pH

Оксигенация опухоли значительно влияет на результат лучевой терапии, а гипоксические ткани, такие как опухоли (определяемые как имеющие парциальное давление кислорода, pO2, менее 10 мм рт. Ст.), Как известно, более устойчивы к радиационное повреждение, чем полностью насыщенная кислородом ткань. ^{127 — 129} Следовательно, мониторинг оксигенации опухоли считается очень желательным для эффективной лучевой терапии. Визуализация на основе Черенкова обеспечивает внутренний источник света для возбуждения чувствительных к кислороду фосфоресцентных зондов во время лучевой терапии (рис.6). ³⁴ Томографические изображения кислорода были реконструированы на экспериментальных мышах для определения pO2. ^{118 , 119} Пространственное разрешение было улучшено за счет пространственного кодирования позиционирования луча с помощью линейных ускорителей MLC и последующей деконволюции ширины луча из сигнала. ^{120 , 130} Используя рентгеновский луч MV в форме сканирующего листа, возбуждение было ограничено узкими объемами, и была продемонстрирована томографическая оксигенация с субмиллиметровым разрешением и наномолярной чувствительностью на глубине нескольких миллиметров (Рис. .6). ⁸⁰ В альтернативном подходе использовались вызванные рентгеновскими лучами МВ спектральные изменения черенковского излучения, обусловленные различиями в ослаблении насыщением крови кислородом, значениями SO2. SO2 в тканях крови изменяет поглощение испускаемого черенкова за счет того, что лишенная кислорода кровь поглощает больше в диапазоне длин волн от 600 до 750 нм. Изменение спектра может быть измерено, или, проще говоря, изменение широкополосной интенсивности может быть отслежено во время доставки излучения. ^{131 , 132}

Рис.6

Визуализация черенковского люминесценции кислорода опухоли. (а) Структура и свойство гашения кислорода зонда PtG4. ³⁴ (b) In vivo pO2 визуализация опухоли и нормальной ткани мыши после внутривенной инъекции PtG4. ³⁴ (c) Изображение проекционной люминесценции максимальной интенсивности, наложенное на рентгеновскую компьютерную томографию и томографическую люминесценцию PtG4. ⁸⁰

Еще одним типичным микроокружением опухоли является ацидоз, вызванный высокой скоростью метаболизма в плохо перфузируемых областях опухоли, в результате чего внеклеточный pH в опухолях ниже, чем в нормальной ткани, и может коррелировать с прогнозом и ответом на лечение. ^{133 , 134} Датчик pH, возбуждаемый рентгеновскими лучами, состоял из рентгеновской сцинтилляционной пленки (Gd2O2S: Tb ​​и Gd2O2S: Eu), покрытой бумагой, окрашенной в метиловый красный, используемой для определения pH с высоким разрешением в ткани. Значение pH было получено путем анализа оптического спектра через бумагу после сканирования узким рентгеновским лучом. ¹³⁵ Затем неинвазивное определение pH было использовано для мониторинга бактериальной инфекции и обработки имплантированных медицинских устройств через ткани после нанесения покрытия на имплантированные поверхности. ^{110 , 111} При использовании нанокапсулы с рН-триггером спектральные изменения были чувствительны к высвобождению доксорубицина, который можно использовать для отслеживания высвобождения лекарственного средства в кислой микросреде опухоли. ¹⁰⁹ Некоторые pH-зависимые долгоживущие эмиссионные люминесцентные зонды кажутся многообещающими для определения времени жизни на основе Черенкова. ^{136 — 138}

7.2.

Исследование иммунологии: биологическая визуализация и разработка комбинированной терапии

За последние несколько десятилетий инновации в области иммунотерапии произвели революцию в подходе к лечению запущенного рака с помощью иммуноклеточной терапии, стимулируя иммунную систему к разрушению злокачественных клеток. ^{139 — 141} В исследованиях использовалась флуоресцентная визуализация NK-клеток в ксенотрансплантатах рака простаты человека ¹⁴² и миграция Т-клеток в опухоли. ^{143 , 144} Этот метод флуоресцентного мечения иммунных клеток можно также использовать с рентгеновскими лучами для выполнения in vivo мониторинга терапевтических эффектов для терапии на основе иммунных клеток в реальном времени. Это актуально, потому что теперь показано, что комбинация лучевой терапии и иммунотерапии усиливает индуцированный системный противоопухолевый ответ и обеспечивает более высокий эффект контроля опухоли. ¹⁴⁵ Визуализация может контролировать иммунные сигналы во время фракционированной лучевой терапии для специфического восприятия пациентом синергизма между этими видами лечения и их времени.

7.3.

Тераностика: молекулярное зондирование с помощью фотодинамической терапии, индуцированной рентгеновскими лучами

Использование света в качестве механизма активации имеет долгую историю в терапии, возможно, наиболее распространенным из них является УФ-лечение псориаза ^{146 — 149} и фотодинамическая терапия (ФДТ). ^{150 — 152} PDT — это метод неинвазивного лечения рака, в котором используются фотосенсибилизаторы для генерации цитотоксических активных форм кислорода при активации светом с соответствующей длиной волны. ^{153 , 154} Основным преимуществом PDT является неглубокое проникновение света в ткани, и это широко используется в дерматологии для лечения поверхностных поражений кожи. ^{155 — 158} Однако лечение глубоких поражений было ограничено ослаблением света кровью. ^{159 — 161} Использование рентгеновских лучей в качестве источника облучения для PDT — способ решить эту проблему. Это широко изучалось в последние годы, и многие подходы используют наноцинтилляторы для преобразования рентгеновских лучей в УФ / видимый свет, который активирует фотосенсибилизатор глубоко в тканях, ^{162 , 163} , и возможны примеры с прямой черенковской активацией. .

Этот подход к фотодинамической терапии, активируемой рентгеновскими лучами (XPDT), позволяет интегрировать диагностику и терапию опухолей для тераностических приложений опухолей.Тераностическая мезопористая наночастица кремнезема, инкапсулирующая фотосенсибилизатор, 2,3-нафталоцианин и наносцинтиллятор на основе LiGa5O8: Cr, была разработана для эффективного опосредования XPDT глубоких тканей и направления облучения с помощью люминесцентной визуализации с возбуждением рентгеновскими лучами. ¹⁶⁴ Эта наночастица все еще производит O21 в результате длительного и интенсивного послесвечения LiGa5O8: Cr после облучения рентгеновскими лучами. После конъюгации с цетуксимабом (т.е. антителом к ​​рецептору EGF) наночастицы были способны избирательно накапливаться в ортотопических опухолях легких, экспрессирующих EGFR, как для EGFR-опосредованного молекулярного зондирования с помощью рентгеновских лучей, так и для XPDT.Другой пример сконструировал возбуждаемую рентгеновским излучением тераностическую сцинтилляторную наночастицу ядро-оболочку-оболочку на основе NaLuF4, легированного лантаноидами, который мог излучать видимый свет, и был использован с фотосенсибилизатором из розовой бенгалии для ФДТ и визуализации. ¹⁰⁰ В альтернативных подходах к высвобождению лекарств использовались полимерные наночастицы сополимера лактида и гликолида, включающие фотосенсибилизатор (вертепорфин), который может запускаться рентгеновскими лучами с энергией 6 МэВ для образования O21. Кроме того, нацеливание наночастиц с фолиевой кислотой делает возможным специфическое нацеливание на опухоли, которые сверхэкспрессируют рецепторы фолиевой кислоты.Было показано, что включение активированных излучением наночастиц TiO2 оказывает терапевтический эффект, постулируемый как опосредованный черенковским светом, вызывающим фотокаталитический эффект, приводящий к образованию радикальных частиц. ¹⁶⁵

Химиотерапевтические препараты, депонированные с помощью рентгеновского излучения, были исследованы на нескольких составляющих доставки. Доставка посредством поглощения витамина B12 через рецептор транскобаламина была показана для доставки агентов и фотореактивации через каркас алкилкобаламина, который является светочувствительным. ¹⁶⁶ Активация рентгеновскими лучами, как было показано, высвобождает доксорубицин, связанный в мицеллах, путем разрушения о-нитробензильного линкера, тем самым разрушая открытые мицеллы и приводя к доставке доксорубицина в ядро. ¹⁶⁷

Хотя в этом последнем разделе основное внимание уделяется терапевтическим эффектам рентгеновских лучей, опосредованным оптическими сигналами, существует связь с диагностическим сканированием, которая может быть очень важной как с научной, так и с практической точки зрения. По мере продвижения этих терапевтических исследований кажется неизбежным, что диагностический потенциал их использования также станет более очевидным.

8.

Выводы

Оптическое определение молекул на основе возбуждения рентгеновскими лучами описывает ряд технологий и исследований, в которых падающий пучок рентгеновских лучей используется для измерения глубоких тканей.Общая идея состоит в том, что посредством возбуждения рентгеновскими лучами и активного сканирования или активной доставки молекулярных зондов можно получить принципиально новую биологическую информацию из ткани, находящейся глубже, чем раньше, и с более высоким пространственным разрешением. Эта область включает пересечение (i) молекулярных зондов, которые имеют высокий потенциал радиолюминесценции или взаимодействия с радиолюминесценцией, (ii) рентгеновских технологий, которые обеспечивают определенную энергию, боковой или осевой контроль и сканирование, и (iii) биомедицинские потребности там, где есть уже не является хорошим потенциалом для диагностической информации.Сильные стороны заключаются в широком применении и принятии рентгеновских лучей в качестве диагностического инструмента, а также в разнообразии систем, энергий и средств контроля, которые хорошо изучены и разработаны. Проблемы остаются в понимании и совершенствовании молекулярных зондов, которые получают энергию возбуждения от источников рентгеновского излучения и максимизируют выход оптических сигналов таким образом, чтобы сохранить значимую молекулярную информацию по местоположению, интенсивности или времени жизни. Хотя эта область не определена как единое целое, исследования неизбежно будут продолжать определять, что возможно, и что будут приняты нишевые применения, такие как определение кислорода, определение pH, поглощение наноматериалов рецепторами или приложения X-PDT. .

Раскрытие информации

Брайан Пог и Петр Бруза ​​сообщают о финансовой причастности к компании DoseOptics LLC, производителю камер и систем для черенковской визуализации.

Благодарности

Эта работа спонсируется Национальными институтами здравоохранения (исследовательский грант R01EB024498) и через общие службы Центра рака Норриса Коттона (грант P30CA023108).

Доступность кода, данных и материалов

Эта работа представляла собой обзор опубликованных материалов и поэтому не была дополнена каким-либо кодом, данными или материалами.

Ссылки

2.

6.

8.

13.

14.

21.

23.

32.

36.

39.

41.

42.

43.

44.

48.

59.

62.

64.

67.

68.

70.

72.

78.

79.

80.

82.

85.

87.

88.

95.

100.

102.

106.

108.

109.

112.

113.

115.

116.

123.

124.

130.

132.

133.

138.

143.

148.

155.

157.

160.

165.

167.

Биография

Брайан Пог — профессор инженерных наук Маклина в Дартмуте и адъюнкт-профессор Медицинской школы Гейзеля в Дартмуте.Он занимается оптикой в ​​медицине и аспектами работы с трансляционной визуализацией в хирургии и радиационной онкологии.

Rongxiao Zhang — доцент медицины в отделении радиационной онкологии в Дартмуте. Его исследовательская деятельность сосредоточена на новых инструментах и ​​методах проведения лучевой терапии, планирования лечения и проверки.

Сюй Цао — доцент инженерной школы Тайера Дартмутского колледжа. Он получил докторскую степень в области биомедицинской инженерии в Университете Цинхуа, Китай.Его исследования посвящены оптике в медицине, в частности, получению изображений с помощью черенковской люминесценции.

Джереми Менгю Цзя — научный сотрудник Стэнфордского университета, работавший в Дартмутском колледже. Его работа направлена ​​на оптимизацию восстановления изображений и реконструкцию новейших методов визуализации.

Артур Петюссо — докторант инженерной школы Тайера в Дартмуте. Его исследовательские интересы сосредоточены на молекулярной визуализации во временной области с использованием технологий быстродействующих камер.В частности, его работа сосредоточена на возбуждаемых рентгеновскими лучами органических флуорофорах и механизмах их возбуждения. Кроме того, он работает над in-vivo внутриклеточным датчиком кислорода с использованием замедленной флуоресценции, а также с измерением глубины во время полета с помощью сверхбыстрой камеры SPAD.

Петр Бруза ​​ — доцент кафедры инженерии в Дартмуте, специализирующийся на радиационной визуализации и измерениях, а также фотофизике и методах быстрого обнаружения с таймером.

Виноградов Сергей Александрович — профессор биофизики и биохимии Пенсильванского университета. Его лаборатория специализируется на основах химии и синтезе молекулярных зондов для определения метаболически важных свойств тканей, таких как кислород.

Q / A: Могу ли я выставить счет за обзор рентгеновских снимков? — Кодирование хиропрактики и выставление счетов

Провайдер медицинских услуг нередко просматривает рентгеновские снимки, сделанные и профессионально прочитанные другим лицом.Возникают вопросы относительно того, как выставить счет за этот второй обзор. Важно помнить, что глобальная (полная) услуга по рентгенографии состоит как из профессионального, так и из технического компонентов. Профессиональный компонент включает в себя чтение рентгеновского снимка и создание письменного отчета, а технический компонент сообщается владельцем оборудования для визуализации, который также делает снимок (рентгеновский снимок).

В условиях больницы (учреждения) обычно нанимают группу радиологов для чтения изображения и составления письменного отчета, добавляя модификатор 26 к коду CPT для услуги, в то время как учреждение, которому принадлежит более крупное оборудование (например, МРТ, КТ) ), который создает изображение, сообщит код службы с модификатором TC.

Группы врачей обычно владеют более дешевым оборудованием для визуализации (например, рентгеновским ультразвуком), чем учреждение, и производят как изображения, так и отчеты, что позволяет им выставлять глобальные счета за услуги без каких-либо модификаторов.

Как правило, плательщики платят только за техническую и профессиональную составляющие рентгеновского снимка только один раз. Когда провайдер, который не выполнял или не просматривал исходный рентгеновский снимок, просматривает изображение и записывает его интерпретацию, это называется повторным считыванием. При рассмотрении вопроса о правильном кодировании повторного считывания рентгеновских снимков важно различать типы рентгеновских обзоров, которые могут иметь место.Каждая из следующих ситуаций будет закодирована по-разному:

• Часть визита для оценки и руководства
• Консультация по поводу рентгена в другом месте
• Обширный обзор записи

Оценка и менеджмент

Компонент принятия медицинских решений (MDM) услуги E / M включает в себя заказ и / или анализ данных, из которых включает обзор и интерпретацию медицинских записей и отчетов (например, ).г., рентген, лаборатория и др.). Даже если изображения сделаны в другом учреждении, работа, связанная с просмотром самого рентгеновского снимка вместе с любыми отчетами, считается объединенной в часть MDM службы E / M и оплачивается отдельно в размере , а не . Таким образом, плата за повторное считывание составляет , включая в оплату соответствующего уровня E / M сервиса и не подлежит отдельной оплате.

Если вы решите выставить счет за E / M-услугу, помните, что медицинская необходимость является определяющим фактором для плательщика, наряду с компонентами E / M-услуги.Спросите себя:

• Действительно ли нужна эта услуга?
• Отвечает ли он требованиям плательщика по медицинской необходимости?
• Отвечает ли он официальным требованиям CPT для выбора кода E / M?

Если пациент возвращается для просмотра изображений (которые были выполнены и прочитаны в другом месте) и для определения плана лечения на основе этих результатов, то услуга E / M может быть наиболее подходящим форматом для получения оплаты. перечитать.Всегда соблюдайте официальные правила и нормы при выставлении счетов за услуги E / M. Необходима надлежащая документация.

Консультация

Существует несколько различных вариантов кодирования консультации, но для сообщения ЛЮБОЙ из них запрашивающая сущность не может быть пациентом . Запрос на консультацию ДОЛЖЕН быть инициирован другим врачом или соответствующим источником, как определено руководящими принципами CPT (например, медицинским агентством, адвокатом, страховой компанией, другим поставщиком медицинских услуг).

Одним из вариантов консультации может быть код 76140. Следующие инструкции из CPT Assistant 1997 содержат рекомендации по его использованию:

Использование кода 76140 Консультация по рентгеновскому обследованию в другом месте, письменный отчет

Вы можете использовать этот код, когда мнение врача или совет относительно определенного фильма запрашивается другим врачом, и после изучения фильма врач-консультант предоставляет свою консультацию (то есть, свое мнение или совет) запрашивающему. врач в виде письменного заключения.

Если пациент приходит в офис для нового посещения пациента и приносит врачу свои медицинские записи, включая рентгеновские снимки, вы не должны сообщать код 76140. Хотя рентгеновские снимки могли быть сделаны в другом месте, врач это делает. не проводить консультацию, как это предусмотрено кодом 76140. Скорее, просмотр или повторное считывание рентгеновских снимков будет считаться частью личной Э / М услуги, предоставляемой пациенту. Опять же, коды E / M включают работу, выполненную до, во время или после посещения E / M.Просмотр рентгеновских снимков является частью услуги E / M. Помните, что 76140 представляет собой консультацию, на которой врач только дает мнение или дает совет относительно фильма в форме письменного отчета. Как правило, сообщая о 76140, врач одновременно не предоставляет пациенту личную медицинскую услугу.

Другая ситуация с консультацией — это коды амбулаторных консультаций E / M (99241-99245) и некоторые новые коды консультаций для межпрофессиональных консультаций по телефону / Интернету / электронным медицинским картам (99446-99452), которые могут использовать , если другой врач или QHP запросит консультация и опыт другого провайдера.Однако эти коды не могут использоваться, когда единственное общение заключается в организации передачи медицинского обслуживания или других личных услуг. Чтобы сообщить эти коды, должны быть соблюдены отдельные компоненты и критерии.

Обширный обзор записей

Код 99358 описывает продленные услуги Э / М до и / или после оказания непосредственной помощи пациенту; первый час, с конкретными критериями документации. Работа, связанная с одним только повторным считыванием рентгеновского снимка, будет иметь вид крайне редко и, следовательно, не будет соответствовать требованиям для сообщения этого кода. CPT Assistant, август 2012 г., сообщает об этом коде следующее:

Эти услуги могут включать, помимо прочего, длительные консультации с другими специалистами в области здравоохранения, связанные с постоянным ведением пациента, услуги по оценке и лечению, выполненные ранее для пациента, или продолжительный анализ обширных медицинских карт и диагностических тестов, касающихся пациент.

А как насчет модификатора 77?

Предыдущие издания ChiroCode DeskBook указали, что было бы целесообразно выставлять счет за повторное считывание рентгеновского снимка с модификаторами 26 (профессиональный компонент) и 77 (повторение процедуры другим врачом) вместе с применимым кодом процедуры до тех пор, пока поскольку был включен дополнительный отчет, чтобы указать, почему была необходима услуга (медицинская необходимость), а также дополнительные данные, которые должны были дополнить первый отчет.

При просмотре точной формулировки описания этого модификатора ключевыми фразами являются «базовая процедура» и «необходимо повторить». Считает ли плательщик просмотр рентгеновского снимка «базовой процедурой» И сочтет ли он перечитывание чем-то, что «необходимо повторить»? Может быть трудно убедить плательщика в том, что вам «пришлось» перечитывать данные отдельно от любых других услуг, предоставляемых вами. Многие плательщики просто не узнают модификатор 77 для этого типа услуги и сразу же откажутся от претензии.Если, однако, они оплатят требование, а затем оно подвергнется тщательной проверке в ходе аудита, это, скорее всего, провалит аудит, и штрафы и пени могут быть катастрофическими.

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.

Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно.Ниже приведены наиболее частые причины:

• В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
• Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, используйте кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
• Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
• Дата на вашем компьютере в прошлом.Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
• Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу.Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.

Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файлах cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта.Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

Статья о производстве рентгеновских лучей

Определение / Введение

Рентгеновские лучи — это форма электромагнитного излучения с длинами волн от 0,01 до 10 нанометров. В диагностической радиологии рентгеновские лучи уже давно используются для визуализации тканей тела и помогают в диагностике заболеваний.Проще говоря, генерация рентгеновских лучей происходит, когда электроны ускоряются под действием разности потенциалов и превращаются в электромагнитное излучение. [1] Рентгеновская трубка с соответствующими компонентами, помещенными в вакуум, и генератор составляют основные компоненты производства рентгеновских лучей. Основные компоненты рентгеновской трубки включают катод и анод, разделенные на небольшом расстоянии друг от друга, вакуумный кожух и высоковольтные кабели, образующие генератор рентгеновского излучения, прикрепленные к компонентам катода и анода.[2] При генерации рентгеновских лучей катодная нить накала, обработанная в катодной чашке, активируется, вызывая интенсивный нагрев катодной нити. [3] Нагрев нити накала приводит к высвобождению электронов в процессе, называемом термоэлектронной эмиссией. [4] Освободившиеся электроны образуют электронное облако на поверхности нити, и силы отталкивания предотвращают выброс электронов из этого отрицательно заряженного облака. [2] При подаче высокого напряжения генератором рентгеновских лучей на катод, а также на анод, происходит ускорение электронов, выбрасываемых на электрически положительный анод.15 электронов / с. Кинетическая энергия электронов (измеряется в кэВ) связана с приложенным напряжением. Напряжение трубки, ток трубки и продолжительность экспозиции (измеряется в секундах) регулируются пользователем.

Как только электроны с высокой кинетической энергией наконец достигают анодной мишени, это инициирует процесс производства рентгеновских лучей. Вольфрам часто является обычной анодной мишенью, хотя используются и другие материальные мишени. Электроны подходят очень близко к ядру цели, вызывая замедление и изменение направления, преобразовывая кинетическую энергию в электромагнитное излучение в процессе, известном как «разрушающее излучение» или тормозное излучение.[5] На выходе получается спектр энергии рентгеновского излучения. Падающие электроны также могут привести к ионизации, в результате чего приближающийся электрон может удалить второй электрон, принадлежащий атому анодной мишени, теряя свою энергию из-за ионизации или возбуждения. Этот процесс приводит к испусканию фотона, поскольку вакансия на электронной орбите заполняется электроном орбитальной оболочки из другой внешней оболочки. Учитывая, что орбитальные энергии и их различия уникальны для атомов, это приводит к «характерному рентгеновскому излучению» с энергиями, которые могут служить уникальным отпечатком пальца для каждой анодной мишени.Однако тормозное излучение составляет большую часть рентгеновского излучения, производимого в этом процессе.

Прежде чем понять окончательное получение рентгеновского изображения, важно понять взаимодействие рентгеновских лучей с людьми, подвергающимися воздействию рентгеновских лучей. Есть три важных типа взаимодействия, которые происходят между рентгеновскими лучами и тканями нашего тела. «Классическое» или «когерентное» взаимодействие происходит, когда рентгеновское излучение попадает в орбитальный электрон, а затем отскакивает и меняет направление.[6] Эти рентгеновские лучи имеют низкую энергию и не вызывают ионизацию и дают пациенту лишь небольшую дозу. При «комптоновском» рассеянии рентгеновские лучи более высокой энергии ударяют по электрону внешней оболочки и обладают достаточной силой, чтобы удалить его из оболочки, вызывая ионизацию атома [7]. Это явление способствует увеличению дозы, а также способствует разбросу. Фотоэлектрические взаимодействия происходят, когда входящий рентгеновский луч попадает на электрон внутренней оболочки, удаляя его из оболочки и вызывая нисходящий каскад электронов внешней оболочки, заполняющих внутренние вакансии орбиты, дополнительно высвобождая вторичное рентгеновское излучение.Этот тип взаимодействия способствует контрастности изображения. Наконец, дифференциальное поглощение рентгеновских лучей тканями тела впоследствии способствует созданию окончательного изображения. Ослабление рентгеновских лучей в конечном итоге зависит от эффективного атомного номера в ткани, энергии рентгеновского луча и плотности ткани. [8]

Детекторы изображений бывают в виде цифровых и аналоговых пленочных детекторов. [9] Одним из ограничений аналоговых систем является ограниченный диапазон интенсивности воздействия, который они могут точно определять; это позволяет получить несколько изображений, полученных для адекватного и интерпретируемого исследования, и, следовательно, приводит к увеличению радиационного облучения пациента.Цифровые системы позволяют пользователю регулировать контрастность и яркость и предоставляют больше возможностей для последующей обработки изображений. [9]

Проблемы, вызывающие озабоченность

Эффективная доза означает количество излучения, полученного всем телом, и измеряется в миллизивертах (мЗв). Вообще говоря, различные процедуры влекут за собой разные эффективные дозы облучения в зависимости от места и использования контраста. Например, рентгенограмма позвоночника дает приблизительную эффективную дозу около 1 мЗв.[10] Рентгенограмма конечности находится в пределах нормы от 0,17 до 2,7 мкЗв. [10] Чтобы лучше рассмотреть эти дозы в контексте, мы можем сравнить эти облучения с естественной радиацией, которую мы получаем от нашего окружения, которая обычно составляет около 3 мЗв в год. [11] Таким образом, рентген позвоночника сопоставим с естественным радиационным облучением в течение шести месяцев. Рентгенограмма конечностей сравнивается с 3-часовым естественным радиационным облучением. Денситометрия костей и маммография дают приблизительную эффективную дозу около 0.001 мЗв и 0,4 мЗв, соответственно, что сравнимо с 3 часами и шестью неделями радиационного фона соответственно [12]. Таким образом, рентгенография в условиях кумулятивного воздействия сопряжена с риском для пациентов, которым требуются частые визуальные исследования. Рентгенолог играет важную роль в получении интерпретируемых и высококачественных рентгеновских изображений. Рабочие и постоянные отношения между радиологом и техником-рентгенологом важны для устранения неполадок и получения изображений для соответствующего диагноза пациента.Рентгенологи также играют решающую роль в предотвращении артефактов, ведении кратких историй болезни, обеспечении соответствующей латеральности, правильном позиционировании, а также настройке и обслуживании различного оборудования, участвующего в получении рентгеновских лучей.

Клиническая значимость

Хотя адекватный охват всего диапазона использования обычных рентгенограмм не выходит за рамки данной статьи, использование рентгенографии часто играет решающую роль в оценке различных костных структур тела.Также возможна оценка легких, а использование контраста также может помочь исследовать мягкие ткани органов тела, включая желудочно-кишечный тракт и матку, например, при гистеросальпингографии. Рентгенография полезна при выполнении различных процедур, включая катетерную ангиографию, стереотаксическую биопсию груди, а также внутрисуставную инъекцию стероидов.