כשמדובר בבחינת מושג ברור מה קורה בגופו של אדם, מעט מכשירים רפואיים מועילים לא פחות מסורק PET. PET מייצג טומוגרפיה של פליטת פוזיטרון, אך במילים פשוטות, זה כרוך בשימוש בפוזיטרונים רדיואקטיביים, או בחלקיקים טעונים חיוביים, כדי לגלות כיצד חלקי הגוף מתפקדים. אזור של פעילות מטבולית או כימית מוגברת - כמו חלוקת תאים סרטניים - יופיע על תמונה צבעונית.
לרוב נקבעים סריקות PET על מנת לבדוק אם סרטן התפשט או אם גידול קטן, אך הם משמשים גם לאבחון מחלות לב ונוירולוגיות. למעשה, סוג זה של הדמיה יכול בדרך כלל לאתר שינויים בגוף מוקדם יותר מבדיקות כמו סריקות CT או MRIs. זו הסיבה שסביר כי סריקות PET יוכלו לאתר מצבים מוחיים, כמו מחלת אלצהיימר, בשלב מוקדם.
אבל הנה הסיבוך. כל מי שעבר סריקת PET יודע שלמרות שזה לא הליך פולשני, זו גם לא חוויה נעימה במיוחד. ברגע שגופך ממוקם בתוך חור גדול במכונה, תוך כדי ביצוע סריקה, אתה צריך לשכב שקט מאוד, לעיתים קרובות במשך כחצי שעה, לפעמים אפילו שעה, תלוי באיזה חלק בגופך נמצא סרק.
אילוץ להישאר ללא תנועה למשך זמן רב זה יכול להיות קשה במיוחד עבור אנשים מבוגרים. זה גם מודד את פעילות המוח במצב מלאכותי, כאשר אדם אינו עושה דבר, כולל אינטראקציה עם אנשים אחרים.
אבל מה אם היית יכול להפוך סורק PET לנייד? מה אם אדם יכול ללבוש את זה?
עזרה מהקסדה
זה מה שתהה סטן מג'בסקי. באותה תקופה הוא היה פיזיקאי שעבד במחלקת האנרגיה (DOE) בניופורט ניוז, וירג'יניה. הוא מתמחה בפיתוח מערכות הדמיה וגלאי, ולכן הסתקרן כששמע על מכשיר שהומצא על ידי כמה קולגות במשרד DOE באפטון, ניו יורק. הם קראו לזה RatCap, וזה היה סורק PET שנלבש על ראש חולדה.
מג'בסקי חשב שהוא יכול ליצור משהו דומה לבני אדם. זה יכול, לדעתו, להיות בעל פוטנציאל גדול לקידום מחקרים בהפרעות מוחיות, כמו אלצהיימר ומחלת פרקינסון. אז, הוא תכנן קסדה מוקפת טבעת של גלאי PET קטנים ומרובעים ואז הגיש בקשה לפטנט. הוא קיבל אחד בשנת 2011.
הוא החל לעבוד על אב-טיפוס, והפרויקט שלו תפס תאוצה לאחר שהפך לפרופסור לרדיולוגיה באוניברסיטת מערב וירג'יניה. פרופסור נוסף באוניברסיטה, ג'ולי ברפצ'ינסקי-לואיס, רופא מדעי המוח, ביקר במשרדו של מג'בסקי כשהבחינה ברישום של אישה על הליכון כשהיא חובשת קסדה למראה מוזר.
"מה זה?" היא שאלה אותו. כשמג'בסקי הסביר איך זה עובד ומה זה יכול לעשות, היא התחייבה לעזור בכך.
בכסף שהוענקה על ידי האוניברסיטה הם התקדמו עם אב הטיפוס. ואז, בשנת 2013, קיבלו מג'בסקי וברפצ'ינסקי-לואיס דחיפה גדולה מיוזמת ה- BRAIN שהודיע הנשיא אובמה על פיתוח טכנולוגיות חדשניות המסייעות להסביר את תפקוד המוח. יחד עם משתפי פעולה באוניברסיטת קליפורניה, דייויס ואוניברסיטת וושינגטון וצוות בג'נרל אלקטריק, הם קיבלו מענק של 1.5 מיליון דולר כדי לקבוע מה יידרש כדי להפוך את המודל של מג'בסקי לכלי טיפול יעיל.
PET סורק בתנועה
ברפצ'ינסקי-לואיס, שחקר את השפעת החמלה על המוח האנושי, נרגש ממה שניתן ללמוד באמצעות סריקות מוח של אנשים בתנועה. אפילו לאפשר למישהו לשבת במהלך ההליך יכול לעזור למתוח את טווח המחקר.
"אם אדם יושב, אתה יכול לדמיין שהוא מסוגל לסבול את הסריקות הארוכות מאוד הדרושות למחקר על מצבים כמו אלצהיימר או הפרעות נוירולוגיות אחרות, " היא אומרת, "רק בשבוע שעבר עבדנו עם אישה בשנות ה -80 לחייה., ואין סיכוי שהיא הייתה יכולה להישאר בשקט במשך 90 דקות, אבל היא הצליחה לשבת בכיסא ולהזיז את ראשה ולדבר איתנו ולהיות די נוחה. "
יכולת זו להעסיק מטופל במהלך סריקה עשויה לחולל שינוי גדול באבחון מצבי מוח, על פי Brefczynski-Lewis. "לפעמים, בשלב מוקדם באלצהיימר אתה לא רואה שום הבדל, אתה לא רואה סימפטומים", היא מסבירה. "אבל יש שלב שבו אם אתה ממס אותם עם עומסי זיכרון גבוהים, אתה יכול לראות את המערכת מגיבה אחרת אצל אלצהיימר לעומת מישהו שלא ממשיך לפתח אלצהיימר."
מג'בסקי וברפצ'ינסקי-לואיס אומרים שסורק PET נייד יכול גם לאפשר לחוקרים לפקח על פעילות המוח בזמן שאדם צוחק, מתעמל, חווה לחץ, או אפילו כאשר המטופל שקוע בסביבת מציאות מדומה. זה יכול, למשל, לעזור להם להבין טוב יותר את המתרחש במוחו של אדם אוטיסט במצב חברתי או של חולה שבץ שעושה תרגילי גמילה.
יכולה להיות גם הזדמנות ללמוד מדוע יש אנשים שיש להם יכולות יוצאות דופן, בין אם מדובר באתלט ברמה עולמית ובין שהיא חוסן מוזיקלי. המכשיר אומר, ברפצ'ינסקי-לואיס, יכול לספק תובנות לאילו חלקים במוח הם ניגשים בזמן שהם מבצעים.
יתרון נוסף של הקסדה הניידת הוא שרמת החשיפה לקרינה נמוכה בהרבה, בערך עשירית מהרמה של סורק PET קונבנציונאלי, מכיוון שהגלאים כל כך קרובים לראשו של אדם. זו הסיבה שמג'בסקי וברפצ'ינסקי-לואיס כינו את המכשיר שלהם ל- AM-PET - ה- "A" מיועד לאמבטיה, ה- "M" למיקרו-מינון.
זמן לעדן
אבל עדיין יש מכשולים לפינוי. הקסדה יכולה להיות כבדה - במהלך הבדיקה המוקדמת הוצמד חבל באנג'י מהתקרה למכשיר כדי להקל על המשקל על החולה הלובש אותו. האתגר הוא להפוך אותו לקל יותר מבלי להפחית את הרגישות של הגלאים.
החוקרים בודקים גם דרכים למנוע מתנועת הקסדה להשפיע על רזולוציית התמונות שהיא מספקת. זה כולל שילוב של היבטים של רובוטיקה, כמו היכולת לשמור על מצלמה על רובוט מתייצב לא משנה כמה הוא זז.
"הרעיון הוא להיות מסוגל לנצל את זה בקסדת PET כך שהוא לוקח בחשבון את תנועת הגוף של האדם", אומר ברפצ'ינסקי-לואיס. "אתה רוצה לפצות על תנועה כך שהקסדה נעה עם הראש, אבל אתה מפחית התנגדות וזה מפחית את המשקל על האדם."
מוקד נוסף, היא מציינת, הוא להמשיך ולהקטין את רמות הקרינה. זה יאפשר לבצע סריקות נוספות אצל אדם, ואולי לאפשר לרופאים להשתמש בו בילדים צעירים עם הפרעות נוירולוגיות.
אם לוקחים בחשבון את כל הכוונון הנכון והבדיקות הקליניות, מעריך Brefczynski-Lewis כי יתכן שיעברו עוד ארבע או חמש שנים לפני שניתן יהיה להשתמש ב- AM-PET לטיפול בחולים. לעת עתה הם מבקשים מענקים שיכולים לאפשר להם לפתח כמה גרסאות שונות של הסורק שלהם. אחת שתחקור אלצהיימר תצטרך כנראה להיות שונה מזו שמשמשת לניתוח המוח במהלך התנהגות מורכבת יותר, היא אומרת.
אפילו דנו במודל שניתן ללבוש מחוץ למעבדה. "אנו למעשה מאמינים שניתן להרכיב גרסה של הקסדה לתיק גב", אומר מג'בסקי. "התרמיל נשא את המשקל.
"אנו קוראים לזה גרסת 'ההליכה בפארק'."
