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中国科大附一CT成像取得重要进展

中新网合肥记者从中国科大附一院(安徽省立医院)获悉，该医院医学物理实验室杨益东教授团队近期连续在锥束CT和能谱CT成像研究方面取得重要进展：提出了一种稳定可靠、准确快速的锥束CT图像重建算法，解决了锥束CT图像伪影的难题，放疗放射剂量计算的准确度及肿瘤病灶和软组织器官的辨识度均大幅改善。

同时，首次提出了图像域双能图像信息矢量化分解的数学算法，将能谱CT图像中不同的组织成分精确地区分开来，并大幅提高了图像的质量。

以上成果相继发表在国际医学物理领域的顶级期刊Medical Physics上。

CT成像全称“x射线计算机断层成像”，广泛应用于疾病诊断和图像引导的治疗。

不同于传统诊断CT常用的扇形束扫描结构，锥形束CT采用大面积锥形x射线束扫描，扫描一圈即可获得需要扫描的患者部位的三维结构图。相较于传统的诊断CT，锥束CT具有开放性、小型化、可兼容和可灵活移动的优势，已经作为不可或缺的影像手段，广泛应用于临床肿瘤放射治疗中的患者摆位、介入治疗中的图像引导，以及骨科中的手术计划和术中引导。

据杨益东介绍，锥束CT单次旋转成像体积大，光子散射严重并造成图像伪影，极大制约了成像质量。为了解决这个难题，杨益东团队提出了一种稳定可靠、准确快速的锥束CT图像重建算法。该方法利用患者诊断CT中的先验信息，通过局域滤波，准确地计算、消除锥束CT投影中的散射信号，从而实现对锥束CT图像的伪影校正。

经过校正后的图像，CT像素值误差减少了百分之九十(从大于150HU降到15HU以内)，图像均匀度和对比度显著提升，放疗放射剂量计算的准确度及肿瘤病灶和软组织器官的辨识度均大幅改善。同时，该算法采用了GPU计算加速，整个锥束成像用时仅33秒，大幅提高了成像效率。

碳纳米管传感器快速检测新冠病毒

科技日报北京电美国麻省理工学院工程师使用专门的碳纳米管设计了一种新型传感器，可在没有任何抗体的情况下检测新冠病毒，并在几分钟内给出结果。新传感器基于可快速准确诊断的技术，不仅适用于新冠疫情，还适用于未来的流行病。

麻省理工学院化学工程教授、研究资深作者迈克尔·斯特拉诺说：“快速测试意味着可以在未来的大疫情中更早地开放旅行。可以对下飞机的人进行筛查，并确定他们是否应该隔离，也可对进入工作场所的人员进行筛查。”

在该项目开始后大约10天，研究人员就为新冠病毒的核衣壳和刺突蛋白确定了准确的传感器。在此期间，他们还能够将传感器集成到带有光纤尖端的原型设备中，该设备可实时检测生物流体样本的荧光变化。其消除了将样本送到实验室的需要，而这是原本新冠PCR诊断测试所必需的。

该设备在大约5分钟内产生结果，并且可检测低至每毫升样品2.4皮克病毒蛋白的浓度。在这篇论文提交后最新进行的实验中，研究人员实现了比现在商业上可用的快速测试更低的检测限值。

该设备还可检测溶解在唾液中的新冠病毒核衣壳蛋白（但不能检测到刺突蛋白）。检测唾液中的病毒蛋白通常很困难，因为唾液中含有黏性碳水化合物和消化酶分子，会干扰蛋白质检测，这就是为什么大多数新冠诊断需要鼻拭子的原因。

研究人员表示，即使没有任何抗体和受体设计，该传感器也显示出最高范围的检测限值、响应时间和唾液兼容性。这种分子识别方案的独特之处在于，可进行快速设计和测试，而不受传统抗体或酶受体的开发时间和供应链要求的阻碍。

斯特拉诺说，研究人员开发原型的速度表明，这种方法可证明对在未来疫情大流行期间更快地开发诊断方法是有用的。

智能贴片根据人体和环境给药

科技日报俄罗斯卫星通讯社电俄罗斯圣彼得堡国立电子技术大学研发出一种“智能贴片”，可基于人体监控和不良环境条件的数据，将药物通过皮肤微创注入人体。

随着医学的发展，未来人类有望不去医院就能获得医疗帮助，且不用打乱工作或休息的节奏。患有慢性疾病或在有毒害环境中工作的人需要这种帮助。圣彼得堡国立电子技术大学微电子与纳电子学系主任维克托·卢奇宁解释说：“我们提出了一种概念，将人体状态监控和调整系统固定在皮肤上。系统会根据用途配备必要的微型装置，而其中用于保存药物和确保透皮给药的微针阵列保持不变。”

制造这种人体监控系统基于现代微加工技术和柔性印刷电子技术。产品中，除了必要模块，还包括人体状态监控器、在紧急情况下（出现有毒物质时）控制设备的无线电通信模块，以及保证药物输入速度的微型泵。

维克托·卢奇宁称，目前的“智能贴片”旨在解决药理学问题，确保药物进入人体或提取组织液用于进一步生物标志物分析。接下来，还计划研究是否能将这种技术解决方案用于身体状态非药物矫正，比如电磁场能量的透皮转移。

可降解的骨骼支架

新华社讯马耳他大学日前发表声明说，该大学和马耳他国立圣母医院的团队联合研制出可降解、可定制的金属骨骼支架。

声明说，研究人员利用医学成像、3D打印和合金技术，成功研制出金属骨骼支架。这种支架植入患者体内后，随着时间的推移会逐渐被吸收和降解，最终可以让天然骨组织在支架的位置上再生。

治疗骨折、骨肿瘤等骨骼系统疾病的传统方法，一是骨移植，但需要从患者身体的其他部位截取骨组织，这对患者很痛苦；二是使用永久性金属植入物，但每次手术都会导致骨量减少。

马耳他研究人员首先对患者的骨骼和将要放置骨骼支架的区域进行CT扫描。数据输入计算机程序后，研究人员设计支架，再用聚合物材料3D打印出支架的模板。然后将特定配比的铁、锰和银等金属的粉末，通过烧结工艺覆盖在模板上，最终加工成可植入患者体内的骨骼支架。

声明称，研究人员已在猪骨上实验成功，正继续进行毒性和微生物测试，同时也在改进金属粉末配方，下一步将寻求开展临床试验。