Molecubes 模塊化臺(tái)式小動(dòng)物成像CT
結(jié)構(gòu)緊湊、運(yùn)輸安裝方便的臺(tái)面式CT
采用先進(jìn)的小動(dòng)物活體成像技術(shù)和核醫(yī)光電技術(shù)及光學(xué)材料
低放射劑量即可成像，輻射安全性符合FDA標(biāo)準(zhǔn)
高通量，可做整只大/小鼠全身成像
詳情
產(chǎn)品原理
電子計(jì)算機(jī)斷層掃描（Computed Tomography，CT）
小動(dòng)物CT是用X射線(xiàn)束對(duì)生物體某部位一定厚度的層面進(jìn)行掃描，根據(jù)不同組織對(duì)X線(xiàn)的吸收與透過(guò)率的不同，由探測(cè)器接收透過(guò)該層面的X射線(xiàn)，轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢?jiàn)光后，由光電轉(zhuǎn)換變?yōu)殡娦盘?hào)，再經(jīng)模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)為數(shù)字，輸入計(jì)算機(jī)處理。計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后，就可攝下生物體被檢查部位的斷面或立體的圖像，尤其適合于對(duì)骨骼等部位進(jìn)行成像。
產(chǎn)品概況
比利時(shí)Molecubes采用先進(jìn)的小動(dòng)物活體成像技術(shù)/核醫(yī)光電技術(shù)及光學(xué)材料，將原本體積巨大、笨重的PET/SPECT/CT儀器設(shè)計(jì)成結(jié)構(gòu)緊湊、運(yùn)輸安裝方便的臺(tái)面式儀器，同時(shí)提供業(yè)界領(lǐng)先的高分辨率和高靈敏度，并只需較低的放射劑量和較短的成像時(shí)間，是市面上罕見(jiàn)的可做整只大/小鼠全身成像的臺(tái)面式PET/SPECT/CT。
Molecubes為模塊化設(shè)計(jì)，PET、SPECT、CT為獨(dú)立的儀器，可組成不同的模態(tài)：如單模態(tài)：?jiǎn)为?dú)的PET、SPECT、CT；雙模態(tài)：PET-CT、SPECT-CT；或三模態(tài)：PET-CT-CT，等。
軟件設(shè)計(jì)友好，操作步驟在10步以?xún)?nèi)，簡(jiǎn)單易學(xué)。2017年投產(chǎn)以來(lái)已在全球安裝使用100+臺(tái)，得到廣泛認(rèn)可。
和整合多種功能為一體的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手相比，模塊化設(shè)計(jì)有很多益處：
1、速度快，通量高；如可同時(shí)開(kāi)展PET和CT實(shí)驗(yàn)，交互使用，無(wú)需等待PET掃描結(jié)束后再開(kāi)始CT掃描，可優(yōu)化實(shí)驗(yàn)流程；
2、各模塊具有優(yōu)秀功能表現(xiàn)，無(wú)需相互妥協(xié)；
3、節(jié)約時(shí)間也意味著一次核素注射，可以完成更多只小動(dòng)物的成像，較大程度提高了效率并降低成本；
4、通用的小動(dòng)物床，可組合生成不同模態(tài)的圖像數(shù)據(jù)，并能自動(dòng)互相配準(zhǔn)；如PET-CT、SPECT-CT、PET-SPECT-CT等圖像，小動(dòng)物床和Bruker MRI、SII LagoX 兼容，可生成PET-MRI、Optical-CT等圖像；
5、如某一模塊維修不影響其他模塊功能及使用，其他模塊不停機(jī)；
6、未來(lái)可依需求任意升級(jí)組合模塊，靈活多變；
7、占地小、安裝易、運(yùn)輸方便；
8、體積小巧，無(wú)需改造實(shí)驗(yàn)室，可放入生物安全柜，適合用于P3實(shí)驗(yàn)室的病毒研究。
產(chǎn)品特點(diǎn)
低放射劑量的CT
1、采用滑環(huán)360度設(shè)計(jì)，使CT成像時(shí)可進(jìn)行連續(xù)性旋轉(zhuǎn)掃描，避免影像重建時(shí)不同F(xiàn)OV影像拼接誤差，與臨床CT發(fā)展趨勢(shì)一致。
2、分辨率高達(dá)50μm。
3、具有獨(dú)特降噪技術(shù)、迭代重建算法，影像質(zhì)量更好。
4、基于GPU的圖像迭代重建算法可以很容易地重建達(dá)到15μm大小的等體積三維像素（isometrix voxel），從而獲得很高的圖像質(zhì)量。
5、低放射劑量，小鼠放射劑量可低至<2mGy，對(duì)小動(dòng)物傷害最小。
6、具有高精度呼吸門(mén)控和心跳門(mén)控。
7、有特殊自主屏蔽防護(hù)功能，機(jī)器外部任何距離<1μSv，符合FDA、CE標(biāo)準(zhǔn)。
8、可以放置于生物安全柜內(nèi)運(yùn)行，適合P3實(shí)驗(yàn)室。
9、PET/SPECT/CT通用的動(dòng)物床，具備生理監(jiān)控功能，可同時(shí)做4只小鼠或1只大鼠。
低放射劑量成像（降噪技術(shù)和迭代重建算法）：
對(duì)比增強(qiáng)CT：
廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域
Molecubes CT的應(yīng)用對(duì)象：
（1）活體（in vivo）：研究對(duì)象為活體小鼠和大鼠，可以實(shí)現(xiàn)生理代謝功能的縱向研究。和臨床CT相似，活體小動(dòng)物CT也能夠進(jìn)行呼吸/心跳門(mén)控和顯影劑增強(qiáng)掃描；
（2）離體（in vitro）：研究對(duì)象是離體標(biāo)本（如骨骼、牙齒）或各種材質(zhì)的樣品。也可以使用凝固型造影劑灌注活體動(dòng)物，對(duì)心血管系統(tǒng)、泌尿系統(tǒng)或消化系統(tǒng)進(jìn)行精細(xì)成像。
Molecubes CT的主要應(yīng)用：
1、骨骼：由于骨骼與其它身體組織在X射線(xiàn)衰減性能方面有相對(duì)明顯差別，因此骨骼研究是臨床前CT最主要的應(yīng)用之一。可進(jìn)行皮質(zhì)骨與骨小梁分析，其變化與骨質(zhì)疏松、骨折、骨關(guān)節(jié)炎、局部缺血和遺傳疾病等病癥有關(guān)，也可以研究骨骼腫瘤。
2、牙齒及牙周組織：能從3D整體結(jié)構(gòu)出發(fā)，對(duì)根管形態(tài)改變、齲齒破壞、牙組織密度變化、牙槽骨結(jié)構(gòu)和力學(xué)特性的變化等情況進(jìn)行研究。
3、生物材料：分析體外制備仿生材料的孔隙率、強(qiáng)度等參數(shù)；掃描需要置換的組織樣品，獲取三維圖像；對(duì)醫(yī)療器械材料，如心臟支架、腦血管支架等進(jìn)行成像分析；種植體兼容性分析；等。
4、疾病檢測(cè)與研究：
（1）腫瘤學(xué)研究: 可研究肺腫瘤、腦瘤、非腸道腫瘤的發(fā)生、治療評(píng)價(jià)等；CT能夠檢測(cè)腫瘤的性質(zhì)，如腫瘤的生長(zhǎng)形式、浸潤(rùn)性的生長(zhǎng)程度，以及周?chē)吔缡欠袂逦?，有沒(méi)有完整的包膜等。
（2）骨骼研究：研究不同基因或信號(hào)通路對(duì)骨骼的數(shù)量或質(zhì)量的影響、疾病狀態(tài)對(duì)骨骼發(fā)育/修復(fù)的影響、細(xì)胞因子對(duì)骨折后組織修復(fù)時(shí)血管生長(zhǎng)的影響，等。
（3）腦部研究: 主要用來(lái)診斷腦部血管病變以及顱內(nèi)出血，檢查不一定要用到顯影劑。在有急性中風(fēng)的情形下，可以排除出血的可能性。此外，在診斷有外傷的顱骨及顏面骨的骨折也有很大的用處。
（4）肺部研究: 在肺部組織的診斷上，對(duì)于急性或是慢性的變化都有很高的診斷價(jià)值，例如肺炎或是腫瘤。而一些間質(zhì)組織的變化（肺實(shí)質(zhì)，肺纖維等等），可以用薄切面的高解析設(shè)定來(lái)重建。
（5）心血管造影: 將顯影劑通過(guò)心導(dǎo)管快速注入心腔或血管，使心臟和血管腔在CT照射下顯影。利用造影劑CT，可顯示血管系統(tǒng)及富有血液的組織器官。范圍從動(dòng)脈到心臟、肺、腎、肝臟等?？商峁┮粋€(gè)更好的軟組織對(duì)比度達(dá)到更清晰的成像。
（6）心臟研究: 心臟斷層影像的數(shù)據(jù)可搭配門(mén)控觀察心臟的跳動(dòng)，減少高速心跳造成的移動(dòng)假影，另外也可以初步檢查心肌的健康狀態(tài)。
（7）體脂肪分布分析：研究脂肪組織分布規(guī)律、某些病理狀態(tài)下的再分布（如Cushing綜合征等）、肥胖與代謝-內(nèi)分泌紊亂及心血管系統(tǒng)并發(fā)癥間的聯(lián)系。
（8）炎癥、鈣化（評(píng)價(jià)高脂血癥對(duì)心臟瓣膜鈣化的影響）、結(jié)石。
（9）納米示蹤劑：在泌尿、甲狀腺、腫瘤領(lǐng)域研究與新型納米示蹤劑有關(guān)的應(yīng)用，特別是納米粒子運(yùn)輸機(jī)制，如經(jīng)腎代謝的金納米顆粒在正常以及損傷腎臟中的不同轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程和分布特征。
5、新藥開(kāi)發(fā)：研究新的骨質(zhì)疏松藥物及療效評(píng)價(jià)，等。
6、輔助定位：與臨床前PET、SPECT合用，或與小動(dòng)物活體光學(xué)成像合用，可以進(jìn)行結(jié)構(gòu)性成像，輔助定位。
7、其他：其他有機(jī)物或無(wú)機(jī)材料的結(jié)構(gòu)檢測(cè)，微型器件的質(zhì)檢和探傷，化石結(jié)構(gòu)分析，等。
應(yīng)用展示
1、和PET組合的CT成像
PET/CT組合圖像：藥物代謝研究：20min動(dòng)態(tài)PET/CT圖像，藥物對(duì)肝臟有毒性，不能殘留在肝臟里，動(dòng)態(tài)成像最后肝臟不亮，說(shuō)明沒(méi)有藥物殘留。Dynamic 20 minute PET acquisition， 4.44 MBq (120 μCi) @ start acquisition。
2、和SPECT組合的CT成像
SPECT/CT組合圖像，小鼠的骨骼成像：99mTc-HDP，94.35MBq (2.55mCi) @ start acquisition，采集時(shí)間60min。
3、和光學(xué)成像組合的CT成像
CT圖像可以和小動(dòng)物活體光學(xué)圖像融合，用于結(jié)構(gòu)性成像，輔助定位。
4、骨骼CT成像
骨骼腫瘤研究：大鼠活體CT顯示腫瘤引起腦轉(zhuǎn)移和骨轉(zhuǎn)移，骨骼中產(chǎn)生大量空洞，F(xiàn)DK重建，50μm voxel size。
鼠的尾椎骨活體測(cè)量：高清晰度環(huán)形獲取，獲取時(shí)間：2min3s，ISRA重建，50μm voxel size。
鼠的脊椎骨活體測(cè)量：高清晰度環(huán)形獲取，獲取時(shí)間：4min，F(xiàn)DK重建，50和20μm voxel size。
用PMOD軟件進(jìn)行骨骼數(shù)據(jù)處理：在CT的掃描成像圖上選擇感興趣區(qū)域（region of interest，ROI）做閾值分割等操作，可以將皮質(zhì)骨（骨密質(zhì)）和骨小梁（骨松質(zhì)）進(jìn)行分割，分別提取到不同組織區(qū)域，從而對(duì)它們的各種形態(tài)學(xué)特性進(jìn)行研究和分析。
5、心跳/呼吸門(mén)控CT成像
心跳門(mén)控：活體小鼠注射顯影增強(qiáng)劑Exitron 12000，超高時(shí)間分辨率（10ms），成像時(shí)間：2min40s。
呼吸門(mén)控：超高時(shí)間分辨率（10ms），4min，390mGy。左圖：整體整合的圖。中圖：呼氣結(jié)束時(shí)的圖，右圖：吸氣結(jié)束時(shí)的圖，兩者顯示肺的容積相差34%。
6、對(duì)比增強(qiáng)腫瘤CT成像
腫瘤研究：對(duì)比增強(qiáng)CT檢查活體小鼠肝腫瘤：注射顯影增強(qiáng)劑Exitron 12000，F(xiàn)DK重建，成像時(shí)間：4min，100μm voxel size。
7、新冠肺炎CT成像
檢測(cè)活體敘利亞倉(cāng)鼠的肺部CT影像：定性分析方法：根據(jù)CT影像進(jìn)行病變程度評(píng)分；定量分析方法：通過(guò)分析像素密度在56-255范圍內(nèi)的圖像部分，定量分析CT影像上的不含氣肺體積（肺組織體積）（non-aerated lung volume）；通過(guò)分析像素密度在0-55范圍內(nèi)的圖像部分，定量分析氣管（airways）和含氣肺體積（aerated lung volume）。影像表明：黃色箭頭表示肺實(shí)變，藍(lán)色箭頭表示支氣管擴(kuò)張。
Video
Molecubes 介紹-1
