تصویربرداری میکرو پت PET (Micro Positron Emission Tomography) یکی از پیشرفته‌ترین تکنیک‌های تصویربرداری مولکولی است که امکان بررسی دقیق عملکردهای بیولوژیکی را در مدل‌های حیوانی کوچک مانند موش و رت فراهم می‌کند. این فناوری با رزولوشن فضایی بالا و حساسیت فوق‌العاده، نقش مهمی در مطالعات سرطان، بیماری‌های قلبی-عروقی، نورولوژی و ایمونولوژی دارد.

در تحقیقات پیش‌بالینی، مدل‌های حیوانی مانند موش و رت به دلیل شباهت‌های ژنتیکی و فیزیولوژیکی با انسان، ابزار ارزشمندی برای مطالعه فرایندهای متابولیکی، پرفیوژن بافتی، آپوپتوز، التهاب و بیان ژن محسوب می‌شوند. تصویربرداری میکرو PET با امکان تصویربرداری غیرتهاجمی و طولی، بینشی دقیق در مورد تغییرات بیولوژیکی در سطح سلولی و درون‌سلولی ارائه می‌دهد.

با این حال، چالش‌هایی مانند تأثیر بیهوشی بر متابولیسم گلوکز، بهینه‌سازی پروتکل‌های تصویربرداری و استانداردسازی روش‌های آنالیز داده‌ها، از مهم‌ترین موضوعاتی هستند که برای افزایش دقت و کاربرد این روش در مطالعات پیش‌بالینی و پزشکی شخصی‌سازی‌شده باید مورد توجه قرار گیرند.

.

6 تا از ویژگی تصویربرداری میکرو پت

در این بخش می‌خواهیم شما را با 6 تا از ویژگی تصویربرداری میکرو پت (Micro pet) آشنا کنیم؛ از شما دعوت می‌کنیم این مطلب زیر را با دقت بیشتری مطالعه کنید.

.

ویژگی‌ها	مقدار
FOV محوری تک تخت	۵ سانتی‌متر
تعداد حلقه‌های آشکارساز	۲۴
FOV عرضی	۱۰۰ میلی‌متر
قطر دهانه	۱۲۰ میلی‌متر
اندازه کریستال LYSO	۲ میلی‌متر × ۲ میلی‌متر × ۱۰ میلی‌متر
تعداد کل کریستال‌ها	۵,۷۶۰
وضوح فضایی	۱.۸ میلی‌متر بدون بازیابی وضوح
وضوح انرژی	17%
رزولوشن فضایی	تا 1.5 mm

.

1. یکی از سیستم‌های تصویربرداری پزشکی هسته‌ای

تصویربرداری میکرو پت Micro pet یکی از انواع سیستم‌های تصویربرداری پزشکی هسته‌ای است. در این سیستم‌ها، از مواد رادیواکتیو به‌عنوان رادیودارو استفاده می‌شود که به بدن تزریق شده یا وارد می‌شود. این رادیوداروها در بدن ساطع‌کننده پوزیترون هستند و وقتی با الکترون‌های موجود در بافت‌های بدن برخورد می‌کنند، پوزیترون‌ها و الکترون‌ها انهدام می‌یابند و تابش‌های گاما آزاد می‌شود. این تابش‌ها توسط دستگاه PET شناسایی می‌شود و به‌طور دقیق تصویری از فعالیت‌های متابولیکی بدن ایجاد می‌کند. تصویربرداری میکرو PET در تحقیقات پیش‌بالینی و ارزیابی‌های درمانی برای بررسی رفتار رادیوداروها در بدن مدل‌های حیوانی کوچک استفاده می‌شود.

 

2. امکان تصویربرداری از حیوانات آزمایشگاهی (موش و رت)

تصویربرداری میکرو PET به‌طور خاص برای انجام آزمایش‌ها و تحقیقات پیش‌بالینی بر روی مدل‌های حیوانی کوچک مانند موش‌ها و رت‌ها طراحی شده است. این سیستم به‌ویژه برای بررسی مدل‌های بیماری مانند سرطان، بیماری‌های عصبی، بیماری‌های قلبی و التهابات مزمن استفاده می‌شود. تصویربرداری از حیوانات آزمایشگاهی به محققان این امکان را می‌دهد که بدون نیاز به انجام جراحی‌های پیچیده، فرآیندهای بیماری و اثربخشی داروها را به‌طور غیرتهاجمی مشاهده کنند. به‌ویژه، این روش در ارزیابی رفتار داروهای جدید، شبیه‌سازی سرطان و بررسی متاستاز تومور بسیار مفید است.

.

3. قادر به تصویربرداری توموگرافیک

تصویربرداری میکرو PET قابلیت ایجاد تصاویر توموگرافیک دارد. توموگرافی به معنای تصویربرداری مقطعی است، یعنی ایجاد تصاویر برش‌هایی از بدن به‌طور عمقی و در لایه‌های مختلف. این تصاویر مقطعی می‌توانند اطلاعات دقیق‌تری در مورد توزیع رادیوداروها در بدن موش‌های آزمایشگاهی و فعالیت‌های متابولیکی موجود در بافت‌های مختلف به‌دست دهند. این روش مشابه تصویربرداری CT است، اما میکرو PET بر اساس اصول فیزیکی متفاوت (ساطع‌کننده پوزیترون) عمل می‌کند که این امر تصویربرداری دقیق‌تر از فرآیندهای متابولیکی را امکان‌پذیر می‌سازد.

.

.

4. استفاده از رادیوداروهای ساطع‌کننده پوزیترون در تصویربرداری میکرو PET

در تصویربرداری میکرو PET، از رادیوداروهای ساطع‌کننده پوزیترون مانند فلورین-18 (18F) استفاده می‌شود. این رادیوداروها در واقع مواد رادیواکتیو هستند که به‌طور خاص برای هدف‌گیری بافت‌ها و فرآیندهای بیولوژیکی خاص طراحی شده‌اند. برای مثال 18F در بسیاری از موارد برای شبیه‌سازی متابولیسم گلوکز در سلول‌ها استفاده می‌شود. بعد از ورود رادیودارو به بدن، بافت‌های مختلف آن را جذب کرده و ساطع‌کننده پوزیترون به‌وجود می‌آید. این تابش پوزیترونی با برخورد به الکترون‌ها منجر به آزاد شدن انرژی می‌شود که توسط اسکنر PET شناسایی شده و تصویری از توزیع رادیودارو در بدن ایجاد می‌شود.

.

5. ایجاد تصاویر عملکردی و فانکشنال از بافت‌های زنده

یکی از ویژگی‌های منحصر به‌فرد تصویربرداری Micro pet این است که علاوه بر ایجاد تصاویر ساختاری از بدن، قادر است تصاویر عملکردی (فانکشنال) از بافت‌های زنده نیز فراهم کند. این به این معناست که تصویربرداری میکرو PET فعالیت‌های متابولیکی و بیوشیمیایی سلول‌ها و بافت‌های زنده را تجزیه و تحلیل می‌کند. به‌طور خاص، این روش برای ارزیابی چگونگی عملکرد سلول‌ها، چگونگی مصرف انرژی (گلوکز، اکسیژن و غیره) و تغییرات متابولیکی در سلول‌های سرطانی یا آسیب‌دیده کاربرد دارد. برای مثال، تصویربرداری میکرو پت می‌تواند تغییرات متابولیک در مغز ناشی از بیماری‌هایی مانند آلزایمر یا پارکینسون را شناسایی کند.

.

6. امکان تصویربرداری با رزولوشن 1.8 میلیمتر

تصویربرداری میکرو پت قابلیت تصویربرداری با رزولوشن بالا را دارد، به‌طوری که می‌تواند تصاویری با وضوح 1.8 میلیمتر تولید کند. این رزولوشن بالا به محققان اجازه می‌دهد تا جزئیات بسیار دقیق‌تری از بافت‌ها و اندام‌ها در مقیاس میکروسکوپی مشاهده کنند. این ویژگی بسیار مهم است به‌ویژه در مطالعات پیش‌بالینی که در آن بررسی دقیق و حساس تومورها، متاستازها، آسیب‌های بافتی و تغییرات سلولی ضروری است. تصویربرداری با رزولوشن بالا این امکان را فراهم می‌آورد که حتی کوچک‌ترین تغییرات در بدن مدل‌های حیوانی مشاهده شود، که در نهایت به ارتقاء دقت تحقیقات پیش‌بالینی و ارزیابی داروهای جدید کمک می‌کند.

.

کاربرد تصویربرداری میکرو پت (Micro pet)

تصویربرداری میکرو پت Micro pet یک روش پیشرفته برای بررسی فرآیندهای زیستی در سطح مولکولی است که در تحقیقات پیش‌بالینی روی مدل‌های حیوانی کوچک، به‌ویژه موش‌ها، استفاده می‌شود. این روش امکان مشاهده دقیق تغییرات متابولیکی، رشد تومورها و پاسخ به درمان را فراهم می‌کند تا نتایج آن در تحقیقات پزشکی انسانی مورد استفاده قرار گیرد.

.

1. تصویربرداری کل بدن

تصویربرداری میکرو PET ابزاری پیشرفته است که به محققان امکان می‌دهد تا کل بدن موش‌های آزمایشگاهی را به‌طور همزمان اسکن کرده و تغییرات فیزیولوژیکی در ارگان‌های مختلف آن را بررسی کنند. این تکنیک قادر است اطلاعات دقیقی درباره عملکرد متابولیکی و بیوشیمیایی بافت‌های بدن، به‌ویژه در مدل‌های بیماری، فراهم کند. به‌عنوان مثال، در مطالعات سرطان، بیماری‌های عصبی و التهابات مزمن، محققان می‌توانند به‌طور دقیق بررسی کنند که چگونه این شرایط بر فعالیت‌های متابولیکی بدن تأثیر می‌گذارند.
علاوه بر این، تصویربرداری میکرو PET در تحقیقاتی که در آن داروها روی موش‌ها آزمایش می‌شوند، کاربرد بسیاری دارد. این فناوری به محققان کمک می‌کند تا نحوه جذب، توزیع و متابولیسم داروها را در بدن موش‌ها مشاهده کنند. این اطلاعات برای تعیین دوز بهینه دارویی، ارزیابی اثربخشی درمان‌ها و در نهایت توسعه داروهایی که می‌توانند در درمان انسان‌ها مؤثر باشند، بسیار حیاتی است.

.

2. مکان‌یابی و تشخیص اندازه دقیق تومور

تصویربرداری میکرو پت یک روش بسیار دقیق برای شناسایی تومورهای سرطانی است که حتی در مراحل اولیه رشد نیز می‌تواند تومورهایی را که ممکن است با روش‌های دیگر قابل تشخیص نباشند، شناسایی کند. این فناوری از ردیاب‌های رادیواکتیو برای بررسی میزان فعالیت متابولیکی سلول‌های سرطانی استفاده می‌کند و موقعیت دقیق و اندازه تومور را تعیین می‌کند. این قابلیت به محققان این امکان را می‌دهد که موقعیت و اندازه دقیق تومورها را بدانند.
این داده‌ها نه تنها در مطالعات پیش‌بالینی مفید هستند، بلکه می‌توانند به توسعه روش‌های تصویربرداری دقیق‌تر در پزشکی انسانی کمک کنند. علاوه بر این، اطلاعات به‌دست‌آمده از تصویربرداری Micro pet می‌توانند مبنای توسعه درمان‌های هدفمندتری برای سرطان باشند که با استفاده از این فناوری، شناسایی سریع‌تر تومورها و کنترل رشد آن‌ها امکان‌پذیر است.

.

3. بررسی متاستاز تومور

متاستاز یا گسترش سرطان به سایر بخش‌های بدن، یکی از بزرگ‌ترین چالش‌ها در درمان سرطان است. تصویربرداری میکرو پت این امکان را فراهم می‌کند که محققان بتوانند به‌طور مستقیم مسیرهای مهاجرت سلول‌های سرطانی را از محل اصلی تومور تا دیگر بخش‌های بدن پیگیری کنند. با استفاده از ردیاب‌های خاصی که به سلول‌های سرطانی متصل می‌شوند، می‌توان روند پراکندگی تومور به سایر اندام‌ها را بررسی کرد.
این اطلاعات به محققان کمک می‌کند تا درک بهتری از نحوه و دلایل گسترش سرطان به سایر بخش‌های بدن پیدا کنند. علاوه بر این، تصویربرداری Micro pet به ارزیابی تأثیر داروهای ضد متاستاز کمک می‌کند. به این ترتیب، محققان می‌توانند تأثیر درمان‌ها را بر جلوگیری از گسترش سرطان بررسی کنند و این امر به تعیین بهترین گزینه‌های درمانی برای بیماران انسانی کمک می‌کند.

.

.

4. پیگیری درمان و میزان اثربخشی داروها

تصویربرداری میکرو پت به محققان این امکان را می‌دهد که تأثیر داروهای جدید را به‌طور غیرمستقیم بر روی سلول‌های سرطانی و دیگر بافت‌های بدن مشاهده کنند. این روش به‌ویژه در پیگیری اثربخشی درمان‌های دارویی اهمیت دارد، زیرا به محققان کمک می‌کند تا به‌طور دقیق متوجه شوند که آیا دارو توانسته است تغییرات مطلوبی در فعالیت متابولیکی سلول‌ها ایجاد کند یا خیر.
در آزمایشات پیش‌بالینی، تصویربرداری Micro pet به محققان کمک می‌کند تا روند پیشرفت یا بهبود بیماری را از طریق تغییرات بیوشیمیایی و متابولیکی سلول‌ها در مدل‌های موش‌های آزمایشگاهی بررسی کنند. این اطلاعات پایه‌ای برای طراحی و بهینه‌سازی درمان‌های جدید و کاهش عوارض جانبی داروها در مراحل بعدی آزمایش‌های انسانی فراهم می‌کند.

.

5. مطالعه مغز و بیماری‌های عصبی 

تصویربرداری میکرو پت به‌عنوان ابزاری مؤثر در بررسی بیماری‌های عصبی، به‌ویژه بیماری‌های پیشرفته مانند پارکینسون و آلزایمر شناخته می‌شود. این روش با تجزیه و تحلیل تغییرات بیوشیمیایی و متابولیکی مغز، به پزشکان کمک می‌کند تا پیش از بروز علائم ظاهری بیماری، از وجود تغییرات پاتولوژیک آگاه شوند.
در مطالعات آلزایمر، میکرو PET قادر است تجمع پلاک‌های آمیلوئید (که یکی از علائم اصلی این بیماری است) را در مغز شناسایی کند. در پارکینسون نیز با این فناوری می‌توان به بررسی کاهش سلول‌های تولیدکننده دوپامین پرداخت که این کمک می‌کند تا درک بهتری از بیماری بدست آید و درمان‌های مؤثرتری ارائه شود.

.

6. مطالعه بیماری‌های قلبی مانند سکته قلبی

تصویربرداری میکرو پت در مطالعه بیماری‌های قلبی، به‌ویژه در شبیه‌سازی سکته قلبی و ارزیابی عملکرد عضله قلب، کاربرد بسیاری دارد. این روش می‌تواند اطلاعات دقیقی در مورد جریان خون، میزان اکسیژن‌رسانی به بافت‌های قلب و فعالیت متابولیکی عضله قلب فراهم کند. با این اطلاعات، می‌توان تشخیص داد که کدام نواحی از قلب تحت تأثیر قرار گرفته‌اند و کدام نواحی در معرض خطر هستند.
در تحقیقات مربوط به سکته قلبی، تصویربرداری Micro pet همچنین می‌تواند به بررسی تأثیر داروها و درمان‌های مختلف بر بازیابی عملکرد قلب کمک کند. این اطلاعات برای طراحی داروهای جدید و بهبود روش‌های درمانی برای بیماران قلبی بسیار مفید است، زیرا می‌تواند به جلوگیری از آسیب‌های بیشتر و پیشگیری از وقوع سکته‌های قلبی جدید کمک کند.

جهت مطالعه بیشتر به معاونت پژوهش و فناوری مراجعه کنید.

.

فضای مورد نیاز برای تصویربرداری میکروپت

برای استفاده از دستگاه میکروپت، باید فضایی با حداقل اندازه 10 متر مربع در اختیار داشته باشید. این فضا باید از برق تک فاز 220 وات برخوردار باشد تا دستگاه به‌درستی کار کند. ابعاد دستگاه میکروپت به طور دقیق 150 میلی‌متر طول، 150 میلی‌متر عرض و 180 میلی‌متر ارتفاع است که در مجموع فضای نسبتا کوچکی را اشغال می‌کند. با این حال، دستگاه وزنی معادل 250 کیلوگرم دارد که به معنای نیاز به یک سطح مستحکم و پایدار برای قرار دادن آن است. علاوه بر این، برای عملکرد بهینه دستگاه، شرایط دمایی محیط باید در محدوده 20 تا 25 درجه سانتیگراد قرار گیرد تا از داغ شدن یا خرابی احتمالی دستگاه جلوگیری شود.

.

سخن پایانی 

در این مقاله، ویژگی‌ها و کاربردهای تصویربرداری میکرو پت مورد بررسی قرار گرفت. ابتدا به شش ویژگی اصلی این سیستم تصویربرداری پرداخته شد که شامل ابعاد دستگاه، وضوح تصویری بالا و قابلیت تصویربرداری توموگرافیک بود. سپس به کاربردهای این فناوری در تحقیقات پیش‌بالینی، از جمله تصویربرداری از حیوانات آزمایشگاهی، شبیه‌سازی بیماری‌ها، تشخیص تومورها و پیگیری اثربخشی داروها اشاره گردید. همچنین نحوه عملکرد میکرو Micro pet در مطالعه بیماری‌های عصبی، قلبی و سرطان توضیح داده شد. در نهایت، شرایط و فضای مورد نیاز برای استفاده از دستگاه میکرو PET به‌طور کامل توضیح داده شد تا راهنمایی دقیق‌تری برای استفاده از این فناوری پیشرفته ارائه گردد.