Molecubes 模塊化臺式小動物成像CT
結(jié)構(gòu)緊湊、運輸安裝方便的臺面式CT
采用先進的小動物活體成像技術(shù)和核醫(yī)光電技術(shù)及光學材料
低放射劑量即可成像，輻射安全性符合FDA標準
高通量，可做整只大/小鼠全身成像
詳情
產(chǎn)品原理
電子計算機斷層掃描（Computed Tomography，CT）
小動物CT是用X射線束對生物體某部位一定厚度的層面進行掃描，根據(jù)不同組織對X線的吸收與透過率的不同，由探測器接收透過該層面的X射線，轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢姽夂?，由光電轉(zhuǎn)換變?yōu)殡娦盘?，再?jīng)模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)為數(shù)字，輸入計算機處理。計算機對數(shù)據(jù)進行處理后，就可攝下生物體被檢查部位的斷面或立體的圖像，尤其適合于對骨骼等部位進行成像。
產(chǎn)品概況
比利時Molecubes采用先進的小動物活體成像技術(shù)/核醫(yī)光電技術(shù)及光學材料，將原本體積巨大、笨重的PET/SPECT/CT儀器設(shè)計成結(jié)構(gòu)緊湊、運輸安裝方便的臺面式儀器，同時提供業(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間，是市面上罕見的可做整只大/小鼠全身成像的臺面式PET/SPECT/CT。
Molecubes為模塊化設(shè)計，PET、SPECT、CT為獨立的儀器，可組成不同的模態(tài)：如單模態(tài)：單獨的PET、SPECT、CT；雙模態(tài)：PET-CT、SPECT-CT；或三模態(tài)：PET-CT-CT，等。
軟件設(shè)計友好，操作步驟在10步以內(nèi)，簡單易學。2017年投產(chǎn)以來已在全球安裝使用100+臺，得到廣泛認可。
和整合多種功能為一體的競爭對手相比，模塊化設(shè)計有很多益處：
1、速度快，通量高；如可同時開展PET和CT實驗，交互使用，無需等待PET掃描結(jié)束后再開始CT掃描，可優(yōu)化實驗流程；
2、各模塊具有優(yōu)秀功能表現(xiàn)，無需相互妥協(xié)；
3、節(jié)約時間也意味著一次核素注射，可以完成更多只小動物的成像，較大程度提高了效率并降低成本；
4、通用的小動物床，可組合生成不同模態(tài)的圖像數(shù)據(jù)，并能自動互相配準；如PET-CT、SPECT-CT、PET-SPECT-CT等圖像，小動物床和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；
6、未來可依需求任意升級組合模塊，靈活多變；
7、占地小、安裝易、運輸方便；
8、體積小巧，無需改造實驗室，可放入生物安全柜，適合用于P3實驗室的病毒研究。
產(chǎn)品特點
低放射劑量的CT
1、采用滑環(huán)360度設(shè)計，使CT成像時可進行連續(xù)性旋轉(zhuǎn)掃描，避免影像重建時不同F(xiàn)OV影像拼接誤差，與臨床CT發(fā)展趨勢一致。
2、分辨率高達50μm。
3、具有獨特降噪技術(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，對小動物傷害最小。
6、具有高精度呼吸門控和心跳門控。
7、有特殊自主屏蔽防護功能，機器外部任何距離<1μSv，符合FDA、CE標準。
8、可以放置于生物安全柜內(nèi)運行，適合P3實驗室。
9、PET/SPECT/CT通用的動物床，具備生理監(jiān)控功能，可同時做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）：
對比增強CT：
廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域
Molecubes CT的應(yīng)用對象：
（1）活體（in vivo）：研究對象為活體小鼠和大鼠，可以實現(xiàn)生理代謝功能的縱向研究。和臨床CT相似，活體小動物CT也能夠進行呼吸/心跳門控和顯影劑增強掃描；
（2）離體（in vitro）：研究對象是離體標本（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物，對心血管系統(tǒng)、泌尿系統(tǒng)或消化系統(tǒng)進行精細成像。
Molecubes CT的主要應(yīng)用：
1、骨骼：由于骨骼與其它身體組織在X射線衰減性能方面有相對明顯差別，因此骨骼研究是臨床前CT最主要的應(yīng)用之一?？蛇M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)和力學特性的變化等情況進行研究。
3、生物材料：分析體外制備仿生材料的孔隙率、強度等參數(shù)；掃描需要置換的組織樣品，獲取三維圖像；對醫(yī)療器械材料，如心臟支架、腦血管支架等進行成像分析；種植體兼容性分析；等。
4、疾病檢測與研究：
（1）腫瘤學研究: 可研究肺腫瘤、腦瘤、非腸道腫瘤的發(fā)生、治療評價等；CT能夠檢測腫瘤的性質(zhì)，如腫瘤的生長形式、浸潤性的生長程度，以及周圍邊界是否清晰，有沒有完整的包膜等。
（2）骨骼研究：研究不同基因或信號通路對骨骼的數(shù)量或質(zhì)量的影響、疾病狀態(tài)對骨骼發(fā)育/修復的影響、細胞因子對骨折后組織修復時血管生長的影響，等。
（3）腦部研究: 主要用來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，對于急性或是慢性的變化都有很高的診斷價值，例如肺炎或是腫瘤。而一些間質(zhì)組織的變化（肺實質(zhì)，肺纖維等等），可以用薄切面的高解析設(shè)定來重建。
（5）心血管造影: 將顯影劑通過心導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。范圍從動脈到心臟、肺、腎、肝臟等?？商峁┮粋€更好的軟組織對比度達到更清晰的成像。
（6）心臟研究: 心臟斷層影像的數(shù)據(jù)可搭配門控觀察心臟的跳動，減少高速心跳造成的移動假影，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（評價高脂血癥對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，特別是納米粒子運輸機制，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)運過程和分布特征。
5、新藥開發(fā)：研究新的骨質(zhì)疏松藥物及療效評價，等。
6、輔助定位：與臨床前PET、SPECT合用，或與小動物活體光學成像合用，可以進行結(jié)構(gòu)性成像，輔助定位。
7、其他：其他有機物或無機材料的結(jié)構(gòu)檢測，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動態(tài)PET/CT圖像，藥物對肝臟有毒性，不能殘留在肝臟里，動態(tài)成像最后肝臟不亮，說明沒有藥物殘留。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，采集時間60min。
3、和光學成像組合的CT成像
CT圖像可以和小動物活體光學圖像融合，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。
鼠的尾椎骨活體測量：高清晰度環(huán)形獲取，獲取時間：2min3s，ISRA重建，50μm voxel size。
鼠的脊椎骨活體測量：高清晰度環(huán)形獲取，獲取時間：4min，F(xiàn)DK重建，50和20μm voxel size。
用PMOD軟件進行骨骼數(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)）進行分割，分別提取到不同組織區(qū)域，從而對它們的各種形態(tài)學特性進行研究和分析。
5、心跳/呼吸門控CT成像
心跳門控：活體小鼠注射顯影增強劑Exitron 12000，超高時間分辨率（10ms），成像時間：2min40s。
呼吸門控：超高時間分辨率（10ms），4min，390mGy。左圖：整體整合的圖。中圖：呼氣結(jié)束時的圖，右圖：吸氣結(jié)束時的圖，兩者顯示肺的容積相差34%。
6、對比增強腫瘤CT成像
腫瘤研究：對比增強CT檢查活體小鼠肝腫瘤：注射顯影增強劑Exitron 12000，F(xiàn)DK重建，成像時間：4min，100μm voxel size。
7、新冠肺炎CT成像
檢測活體敘利亞倉鼠的肺部CT影像：定性分析方法：根據(jù)CT影像進行病變程度評分；定量分析方法：通過分析像素密度在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：黃色箭頭表示肺實變，藍色箭頭表示支氣管擴張。
Video
Molecubes 介紹-1
