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Articles by Tobias Funk in JoVE
JoVE Clinical and Translational Medicine
Fluoroscopic 영상에 적응 노출을 통해 X - 선 선량 감소
우리는 스캐닝 빔 디지털 X - 레이 시스템을 사용하여 동적 적응 노출 기법을 개발하고 있습니다. 오히려 균일하게 개체를 노출보다 노출이 객체의 불투명도에 따라 조정됩니다. 여기는 30 %의 선량 절감으로 이어지는 의인화된 팬텀에 실험을 보여줍니다.
Other articles by Tobias Funk on PubMed
가장 가까운 이웃 구성 (GaIn)(NAs) X-선 흡수 분광학에 의해 조사
Ga(1-x)In(x)N(y)As(1-y) 저렴 한 "마지막 마일" 광전자 부품의 제조를 위한 유망한 소재 시스템 이다. 그러나, 그것의 원자 배열과 관찰된 광학 속성을 관계의 세부 사항은 완벽 하 게 알려져 있지 않다. 특히, 방출 파장의 blueshift은 어 닐 링 후에 관찰 된다. 이 작품은, 어 닐 링 전후 자료에는 N 원자 주위 화학 환경 연구 x-선 흡수 미세 구조를 사용 합니다. 우리가 찾을 수 postannealed 소재 분리 보여줍니다 하는 동안 분자 빔 성장으로 피 물질 원자의 거의 임의의 분포의 구성의 북 아 일 Ab 론 적으로 시뮬레이션 보여줍니다이 단거리 순서 thermodynamically 더 안정 된 합금을 만듭니다 blueshifting 방출에 대 한 책임은.
틸 Decarbonylase/synthase Methanosarcina Thermophila에서 복잡 한의 소 단위 베타 A 클러스터에서 화학적으로 뚜렷한 Ni 사이트: Ni L 지 흡수 및 X-선 자석 원형 黄 분석
5 소 단위 포함 된 틸 decarbonylase/synthase (ACDS) 복잡 한 methanogenic catalyzing 아세테이트 C C 본드 분열 틸 ACDS 베타 소 단위 활성 사이트에 반응 하는 아 세 틸 기증자 기판으로 사용 하는 중앙 반응 하 여 메탄, 아세테이트를 변환 하는 고세균에에서 중요 한 역할을 한다. Methanosarcina thermophila에서 ACDS 베타 소 단위에 액티브 사이트 A 클러스터에서에서 Ni의 속성 조사 했다. 재조합, C-말기 베타 소 단위 잘린된 형태의 고용 했다 ACDS 복잡 한에서 이전에 격리 된 네이티브 소 단위를 모방한 binuclear Ni Ni 사이트로 다리 [Fe(4)S(4)] 센터의 구성 A 클러스터를 포함 하는. 이러한 두 개의 Ni의 전자 구조는 L 지 흡수 및 x-선 자석 원형 양색성 (XMCD) 분광학을 사용 하 여 공부 했다. L 지 흡수 데이터 격리로 효소, 하나 낮은 스핀 Ni(II) 및 높은 스핀 ni(ii)에 다른 두 가지 Ni 종족에 대 한 증거를 제공. XMCD 분광학 확인 높은 회전 신호를 생산 하는 종 기존 했다. Ti(3+) 시트르산, 치료 시 추가 Ni 종 등장는 ni(i)에 할당 했다. 대조적으로, 감소 된 효소의 공동 치료 낮은 스핀 ni(ii)로 거의 모든 샘플에서 Ni 변환. 결과 연루 낮은 스핀 Ni(II) 상태로 변환 효소 공동 adduct 양식 CO와 높은 스핀 사면체 Ni 사이트의 반응. 이러한 결과 C C 본드 활성화 메커니즘에 관하여 설명, 베타 소 단위 모델 관련 A 클러스터 개발 동반자 Ni 및 Fe K 가장자리, XANES, EXAFS에서 연구.
X-선 녹 농 균 Nickel(II) Azurin의 자기 순환 黄
우리는 x 선 자석 원형 양색성 (XMCD) 산화 상태 및 기타 전자 구조 기능 단백질에서 니켈 활성 사이트의 프로브를 사용할 수 있습니다 보여줍니다. 보정 표준으로 녹 농 균 azurin (NiAz)의 nickel(II) 파생 상품에 대해 XMCD 및 x-선 흡수 (XAS) 스펙트럼 측정 했습니다. 이러한 스펙트럼의 분석 확인 Niaz의 전자 접지 상태는 높은 스핀 (S = 1); 우리는 또한 L (3)-중심 에너지는 853.1(1) 발견 eV, 분기 비는 0.722(4), 그리고 자기 모멘트는 1.9(4) mu(B). 밀도 범함수 이론 (DFT) 계산 구조 확립 orbitals 3d(x2-y2)와 3d(z2)는 높은 스핀 Ni(II) 바닥 상태에 있는 두 개의 원자가 구멍을 실험적으로 결정된 궤도 자기 모멘트에 따라, DFT 결과 또한 입증 3d(x2-y2) 훨씬 큰 리간드 문자 데로 매우 두 구멍 delocalized는 NiAz 모델.
방사선 복용량 견적 SPECT 및 애완 동물 작은 동물
방사선 복용량의 계산은 SPECT와 애완 동물 등 의료 이미징 기술에 전리 방사선의 의료 및 생물 영향 평가에 중요 한 대조적으로, 작은 동물의 SPECT와 PET 영상의 방사선 복용량 견적 잘 설립 되지 않습니다. 그 이유를 들어 우리가 쥐 및 쥐 18F, 99mTc, 201Tl, (111)에서 123I, 125I 등 작은 동물 영상에 일반적으로 사용 되는 동위 원소에 대 한 전신 방사선 복용량을 견적 했다. 우리가 균일 한 연 조직에 해당 타원을 마우스와 쥐 시체 근사 했습니다. 마우스와 쥐 크기의 타원 각각 30g와 300 g의 질량을 했다 및 1: 1의 주요 축의 비율: 4, 0.7:1:4. 다양 한 광자 에너지의 흡수 분수 MCNP 몬테카를로 소프트웨어 패키지를 사용 하 여 계산 되었습니다. 우리 다음 동물 신체에서 활동의 분포 모델 두 기 하 도형에 대 한 MIRD S 값을 계산한 다음이 값을 사용 하 여: (1) 중앙 소스 및 homogeneously 분산된 소스 (b)를 가리키고 우리의 결과 확인 하기 위해 MIRD 팜플렛 8에서 표로 작은 타원에 대 한 S 값 계산에 대 한 이러한 값을 비교 합니다. 마지막으로 우리 계산 방사선 복용량을 관리 하는 활동의 양과 방사성의 생물학적 반감기를 고려 합니다. 우리의 계산 10(-13) Gy/Bq s x 1.06 SPECT 에이전트에 대 한 10(-13) Gy/Bq s x 2.77 및 균일 한 소스 배포와 마우스 크기의 타원을 가정 하는 애완 동물 에이전트 18F, 10(-13) Gy/Bq s x 15.0 사이 S 값에 생산. 타원 면에 중앙 지점 원본에 대 한 S 값은 약 10% 균일 한 소스 배포판에 대 한 얻은 값 보다 더 높은. 또한, 마우스 크기의 타원의 S 값은 질량의 차이 반영 하는 쥐 크기의 타원에 대 한 보다 10 배 높은 약. 우리 관리 방사능과 작은 동물 영상에 대 한 거주 시간 게시 된 데이터를 검토 한 결과. 우리의 계산된 S 값과이 값에서 우리 몸 전체 및 약 1 Cgy와 쥐를 위해 27 cGy 6 Cgy와 쥐에 대 한 90 cGy 사이의 작은 동물 범위에 복용량으로 추정. 작은 동물 영상에 전신 복용량 쥐 (LD50/30 약 7 Gy) 치 사 량에 비해 매우 높은 수 있습니다. 이 작은 동물 영상에 복용량을 신중 하 게 모니터링 해야 하는 이유와 관리 활동을 최소로 유지 되어야 합니다. 이러한 결과 또한 검색 효율성을 향상 하 고 작은 동물 영상 방사선 복용량을 감소 하는 계측의 추가 개발 필요 밑줄.
Multipinhole SPECT 심근 관류 영상에 대 한 새로운 접근 방식
심근 관류 SPECT와 이미징 남아 진단, 평가, 그리고 평가 하는 관상 동맥 질환의 치료에 대 한 비판적으로 중요 하다. 그러나, 기존의 회전 SPECT 상대적으로 낮은 검출 효율 때문에 장기간된 연구 회에서 겪고 있다. 우리는 따라서 병렬 홀 collimation를 사용 하 여 표준 회전 SPECT 기법에 비해 이미지 품질을 제공 하면서 5, 배 심장 SPECT의 검색 효율성을 향상 시킬 수 있는 multipinhole collimator를 조사 했습니다.
Multipinhole 작은 동물 SPECT 시스템 Submillimeter 공간 해상도 함께
단일 광자 방출 단층 촬영 (SPECT)는 작은 동물의 분자 이미징 연구를 위한 중요 한 기술 계산. 이 분야에서 향상 된 공간 해상도 탐지 효율을 제공 하는 고성능 영상 시스템에 대 한 증가 하는 수요가 이다. 우리는 multipinhole 작은 동물 영상 기반 시스템 위치 민감한 눈사태 포토 다이오드 (PSAPD) 검출기 submillimeter 공간 해상도 높은 검출 효율 동물 방사선 복용량을 최소화 하 고 영상 연구에 필요한 시간을 줄일 수 있도록의 목표와 디자인. 우리의 디자인 8 x 24 mm2 PSAPD 검출기 모듈 140에서 0.5 m m의 내장 공간 해상도 얻을 수 있습니다 나 실수로 세 슘 요오드 화 [CsI(Tl)] scintillators 결합을 사용할 것 이다 케빈. 이 검출기는 각; 24 모듈의 고리에 배치 됩니다. 동물 원통형 텅스텐 multipinhole collimator 가진 동물에서 투영 데이터를 캡처하는 9 고정 검출기 링의 중앙에 배치 됩니다. 동물 개체의 각도 샘플링을 높이기 위해 중앙 축을 누 볐 어 수 있는 침대에서 지원 됩니다. 기존의 SPECT pinhole 시스템 달리 우리의 디자인에 각 pinhole 개체의 일부만 조회. 그러나, multipinhole 감지기의 투영 데이터의 앙상블 단층의 데이터 개체를 다시 구성 하기에 충분 한 각도 샘플링을 제공 합니다. 이 multipinhole PSAPD 이미징 시스템은 적절 한 모델링 하는 광선 추적 프로그램을 사용 하 여 시뮬레이션의 성능 확산 기능 가리키고 듀얼 향하고 pinhole SPECT 시스템의 성능을 비교 했다. 두 시스템의 검색 효율을 시뮬레이션 하 고 팬텀 핫 로드의 투영 데이터 생성 되었고 공간 해상도 평가 하기 위해 재구성. 적절 한 푸아송 잡음 15 분의 수집 시간과 18.5 MBq 팬텀에 분산의 활동 시뮬레이션 데이터에 추가 되었습니다. 데이터 집합이 모두 ML EM 재구성 알고리즘으로 재구성 했다. 또한, 두 시스템의 이미징 성능 균일성 팬텀 하 고 현실적인 디지털 마우스 팬텀으로 평가 받았다. 시뮬레이션 우리의 제안된 시스템 생성 0.8 m m의 공간 해상도 630 cps/Mbq의 평균 검출 효율을 보여줍니다. 반면, 듀얼 향하고 pinhole SPECT 시스템의 시뮬레이션을 1.1 m m의 공간 해상도 53 cps/Mbq의 평균 검출 효율 생산. 이러한 결과 우리의 새로운 디자인 높은 공간 해상도 달성 하 고 듀얼 향하고 pinhole SPECT 시스템에 비해 크기 순서 보다 더 많은 검색 효율성을 향상 시킬 것입니다 좋습니다. 우리가 기대 하는이 시스템 submillimeter 공간 해상도, 높은 처리량과 낮은 방사선 복용량 작은 동물의 in vivo 영상에 적합 한 SPECT를 수행할 수 있습니다.
눈사태 포토 다이오드 기반 소형 감마 카메라의 몬테 카를로 시뮬레이션
포토 다이오드 눈사태 (Apd) 및 특히 위치에 민감한 눈사태 포토 다이오드 (PSAPDs)는 PET와 SPECT에 대 한 scintillators을 읽기 위한 도쿄 관 (Pmt)에 매력적인 대안 이다. 이 고체 소자 높은 이득 및 양자 효율을 제공 하 고 잠재적으로 이어질 더 콤팩트 하 고 강력한 이미징 시스템을 향상 수 공간 및 에너지 해상도. 이러한 성능 향상을 평가 하기 위해 우리 눈사태 포토 다이오드 기반 감마 카메라의 몬테 카를로 시뮬레이션을 실시 했습니다. 특히, 우리 간단한 연속 크리스탈 감마 카메라에 이산의 상대적 가치와 Psapds를 조사. 시뮬레이션된 카메라 4 x 4 mm2 이산 Apd의 4 채널 8 mm2 PSAPDs 8x 또는 8 x 8 배열의 어느 4 x 4 배열으로 구성 되었다. 각, 64 채널 판독을 요구 하는 이러한 구성 전체 3.6 x 3.6 cm2 포토 다이오드 어레이 덮고 6mm 두께 연속 CsI:Tl 크리스탈에서 빛 섬광을 읽는 데 사용 했습니다. GEANT4, 실시 하는 시뮬레이션 자료의 광 속성, Psapds에서 비선형 충전과 된 광다이오드의 잡음 특성에 대 한 차지 했다. 공간 해상도 에너지 해상도와 99mtc에서 공간적 균일성 시뮬레이션된 카메라의 성능 평가 (140 keV)와 125I (약 30 keV) 에너지. 1.0과 0.9 m m의 내장 공간 해상도 99mTc, 1.2 및 1.3 mm FWHM 125i의 해당 값에 대해 각각 APD 및 PSAPD 기반의 카메라에 대 한 획득 했다. 시뮬레이션은 각각 7%, 125I, 99mtc를 23%의 최대 에너지 해상도 나왔고. PSAPDs 공부 간단한 시스템에서 Apd 보다 더 나은 공간 균일도 제공. 이 결과 Apd 구성 매력적인 기술 특히 적합 한 소형, 작은 보기 필드의 감마 카메라 전용, 예를 들어, 작은 동물 또는 기관 이미지를 구축 하는 것이 좋습니다.
검색 및 작은 기능 근처 대형 금속 임 플 란 트의 정량에 대 한 단층 금속 유물 감소 계산: 출판된 방법의 비교
조직 둘러싼 금속 임 플 란 트의 계산 된 단층 이미징 종종 금속 유물에 의해 제한 됩니다. 이 종이 비교 3 기존 금속 유물 감소 기법을 네이티브 이미지에서 금속 영향을 받는 영역의 세분화를 기반으로 하는 금속 trace(s)의 제거 원래 라 돈 우주로 세그먼트 영역의 다시 투영 순이 하 고 재건 갱신: 검출기 행 단위 선형 보간, 2 차원 보간 및 행 단위 조합 선형 보간 및 적응 필터링. 각 방법에 대 한 CT 번호 정확도 및 신호-잡음의 개선 뿐만 아니라 대비 잡음 비율 근처에 족 하 고 값을 이미지 주변에 발견에 대 한 네이티브 이미지는 팬텀에 평가 된 크롬 코발트 엉덩이 족 줄기 주위 밀도 다양 한 크기의 시뮬레이션 osteolytic 뼈 병 변 실험. 진단 유용성 개선 detectability 병 변으로 크기를 기준으로 평가 받았다. 양적 및 질적 결과 선형 보간 및 조합 방법을 제거 아티팩트 가장 효율적으로 보여주었다. 관심의 다른 지역에 평균 정확도 오류 배치 금속 직접 근처에 개체의 주변에서 선형 보간을 사용 하 여 10 배 감소. 이러한 방법을 대비 잡음 비율 최소 밀도 병 변의에 측정 된 유물 없는 이미지 그의 68%까지 증가. 질적으로, 선형 보간 및 조합 방법 병 변 detectability를 개선 하 고 다른 병 변 밀도의 차별화를 사용. 그러나, 줄기에 근접, 일부 아티팩트는 모든 방법에 대 한 남아 있었다. 우리 금속 유물 감소에 대 한 게시 된 알고리즘 실질적으로 금속 개체의 CT 영상에 대 한 이미지 품질을 개선 하 고 금속 개체의 직접 주변을 제외한 정량적 측정에 대 한 적절 한 있을 수 있습니다 결론 지었다.
