Photon-upconversion nanoparticles (UCNP) have already been established as labels for affinity assays in analog and digital formats. Here, advanced, or smart, systems based on UCNPs coated with active shells, fluorescent dyes, and metal and semiconductor nanoparticles participating in energy transfer reactions are reviewed. In addition, switching elements can be embedded in such assemblies and provide temporal and spatial control of action, which is important for intracellular imaging and monitoring activities. Demonstration and critical comments on representative approaches demonstrating the progress in the use of such UCNPs in bioanalytical assays, imaging, and monitoring of target molecules in cells are reported, including particular examples in the field of cancer theranostics.
- MeSH
- fotony terapeutické užití MeSH
- hodnocení rizik statistika a číselné údaje MeSH
- kvalita života MeSH
- lidé MeSH
- nádory hlavy a krku * diagnóza radioterapie MeSH
- náklady na zdravotní péči statistika a číselné údaje MeSH
- protonová terapie * metody statistika a číselné údaje MeSH
- výsledek terapie MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- Publikační typ
- přehledy MeSH
CT s photon-counting detektory je nová technologie, která umožňuje překonat některé nevýhody spojené s konvenčně využívanými energy-integrating detektory. Photon-counting detektory umožnují odlišit jednotlivé rtg fotony, proto je možné minimalizovat elektronický šum. Mimo to umožňují získat ultra vysoké rozlišení bez nutnosti vyšší dávky. A v neposlední řadě tyto detektory poskytují spektrální data, proto je možné odlišit různé materiály v CT obrazech, a rekonstruovat tak virtuální obrazy různých energií a také nativní obrazy.
CT with photon-counting detectors is an emerging technology that overcomes some drawbacks of the conventional CT with energyintegrating detectors. It can differentiate individual X-ray photons, so acquired data does not suffer from electronic noise. Moreover, photon-counting detectors provide ultra high resolution without increased dose. And finally, detectors provide spectral data which enables differentiation of different materials in CT data, therefore virtual monoenergetic and non-contrast images can be reconstructed.
- MeSH
- fotony * MeSH
- lidé MeSH
- počítačová rentgenová tomografie * metody MeSH
- počítačové zpracování obrazu MeSH
- scintilace - počítání MeSH
- spektrální analýza MeSH
- statistika jako téma MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- Publikační typ
- přehledy MeSH
We present a computational case study of X-ray single-particle imaging of hydrated proteins on an example of 2-Nitrogenase-Iron protein covered with water layers of various thickness, using a start-to-end simulation platform and experimental parameters of the SPB/SFX instrument at the European X-ray Free-Electron Laser facility. The simulations identify an optimal thickness of the water layer at which the effective resolution for imaging the hydrated sample becomes significantly higher than for the non-hydrated sample. This effect is lost when the water layer becomes too thick. Even though the detailed results presented pertain to the specific sample studied, the trends which we identify should also hold in a general case. We expect these findings will guide future single-particle imaging experiments using hydrated proteins.
- MeSH
- difrakce rentgenového záření přístrojové vybavení metody MeSH
- elektrony MeSH
- fotony MeSH
- lasery * MeSH
- molekulární zobrazování metody MeSH
- oxidoreduktasy chemie účinky záření MeSH
- rentgenové záření škodlivé účinky MeSH
- simulace molekulární dynamiky * MeSH
- voda chemie MeSH
- Publikační typ
- časopisecké články MeSH
- práce podpořená grantem MeSH
Sensitive immunoassays are required for troponin, a low-abundance cardiac biomarker in blood. In contrast to conventional (analog) assays that measure the integrated signal of thousands of molecules, digital assays are based on counting individual biomarker molecules. Photon-upconversion nanoparticles (UCNP) are an excellent nanomaterial for labeling and detecting single biomarker molecules because their unique anti-Stokes emission avoids optical interference, and single nanoparticles can be reliably distinguished from the background signal. Here, the effect of the surface architecture and size of UCNP labels on the performance of upconversion-linked immunosorbent assays (ULISA) is critically assessed. The size, brightness, and surface architecture of UCNP labels are more important for measuring low troponin concentrations in human plasma than changing from an analog to a digital detection mode. Both detection modes result approximately in the same assay sensitivity, reaching a limit of detection (LOD) of 10 pg mL-1 in plasma, which is in the range of troponin concentrations found in the blood of healthy individuals.
- MeSH
- fotony MeSH
- imunoanalýza MeSH
- lidé MeSH
- nanočástice * MeSH
- troponin MeSH
- velikost částic MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- Publikační typ
- časopisecké články MeSH
- práce podpořená grantem MeSH
OBJECTIVES: to assess the feasibility of CT with an integrated photon-counting-detector system (PC-CT) in the body imaging of clinical patients. METHODS: 120 examinations using photon counting detector CT were evaluated in six groups: 1/ a standard-dose lung, 2/ low-dose lung, 3/ ultra-high resolution (UHR) lung, 4/ standard-dose abdominal, 5/ lower-dose abdominal, 6/ UHR abdominal CTA. All CT examinations were performed on a single-source prototype device equipped with a photon counting detector covering a 50 cm scan field of view. Standard dose examinations were performed with the use of detector element size of 0.4 mm, ultra-high-resolution examinations with the detector element size of 0.2 mm, respectively. The stability of the system during imaging was tested. The diagnostic quality of the acquired images was assessed based on the imaging of key structures and the noise level in five-point scale, the effective dose equivalent, dose length product and noise level, and also relation to body mass index and body surface area were compared with three similar groups of CT images made with energy integrating high end scanner. The parameters were evaluated using Wilcoxon test for independent samples, the independence was tested using Kruskal-Wallis test. RESULTS: When PC-CT images radiation dose is compared with the similar imaging using energy integrating CT, the PC-CT shows lower dose in ultra-high resolution mode, the dose is significantly lower (p < 0.0001), the standard dose examinations were performed with the comparable radiation doses. PC-CT exhibited the significantly higher ratio between parenchyma signal and background noise both in lung and in abdominal imaging (p < 0.0001). CONCLUSIONS: PC-CT showed imaging stability and excellent diagnostic quality at dose values that are comparable or better to the quality of energy integrating CT, the better signal and improved resolution is most important advantage of photon counting detector CT over energy integrating detector CT.
- MeSH
- fantomy radiodiagnostické MeSH
- fotony * MeSH
- lidé MeSH
- plíce MeSH
- počítačová rentgenová tomografie * MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- Publikační typ
- časopisecké články MeSH
Photon-counting detectors are a promising new technology for computed tomography (CT) systems. They provide energy-resolved CT data at very high spatial resolution without electronic noise and with improved tissue contrasts. This review article gives an overview of the principles of photon-counting detector CT, of potential clinical benefits and limitations, and of the experience gained so far in pre-clinical installations.
- MeSH
- fotony * MeSH
- počítačová rentgenová tomografie * MeSH
- Publikační typ
- časopisecké články MeSH
- přehledy MeSH
Adjuvantní radioterapie je velmi častou součástí léčby non-metastatického nádoru prsu. Přestože je tato léčba velmi účinná, je zatížena nežádoucími účinky, které u části pacientek mohou vést zejména k neakceptovatelnému zvýšení kardiovaskulárního rizika, ale také k rostoucímu riziku rozvoje sekundární malignity. Protonová radioterapie díky svým dozimetrickým výhodám přináší možnost snížení integrální dávky, dávky na rizikové orgány a současně umožňuje zachovat optimální pokrytí cílového objemu. Tato výhoda stoupá s rostoucí komplexností cílového objemu (např. při indikaci k ozáření vnitřních mamárních uzlin) a u mladších pacientek s levostranným karcinomem prsu. Dostupná klinická data prokazují její proveditelnost i absenci neočekávaných nežádoucích účinků. Probíhající klinické studie a sběr dat v rámci follow-up potom nabídnou možnost upřesnění kritérií, na základě kterých by měly být pacientky k protonové radioterapii referovány.
Adjuvant iradiation is frequently used for treatment of non-metastatic breast cancer patients. Althought photon irradiation improved local control and overal survival, its use could lead to unacceptable increas of cardiovascular toxicity or secondary cancer risk. Proton therapy due to its dosimetric advanatages compared to photon radioterapy decreases the integral dose, dose to organs at risk and at the same time allows optimal coverage of the treatment volume. This advantage is more evident in more complex volumes, like in cases where internal mammary nodes have to be irradiated, and in younger patients with left-sided breast cancer. Available early clinical data confirms that proton irradiation is feasbile and not connected with unacceptable or unexpected risk of complications. Ongoing clinical trials and data collection during the follow-up will lead to identification of prognostic factors, which could help in identifying of patients, who will most benefit from proton radioterapy use.
- MeSH
- dávka záření MeSH
- fotony terapeutické užití MeSH
- karcinom radioterapie MeSH
- kůže účinky záření MeSH
- lidé MeSH
- nádory prsu * radioterapie MeSH
- protonová terapie * ošetřování škodlivé účinky MeSH
- radioterapie metody ošetřování škodlivé účinky MeSH
- riziko MeSH
- rizikové faktory kardiovaskulárních chorob MeSH
- srdce účinky záření MeSH
- výběr pacientů MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- ženské pohlaví MeSH
The ICRU proposed new operational quantities, which are defined in close relation to effective dose and absorbed dose. Most of the current personal dosemeters were designed to measure personal dose equivalents. Because of differences between the new and old quantities, the existing dosemeters may not be ideal for measurements of the new quantities, personal dose, Hp, and absorbed dose in local skin, Dp local skin. For photon radiation sources, we investigated relative responses of the current personal dosemeters with respect to the measurement of the new quantities. Introduction of the new quantities into practice will require some changes in practical radiation protection. A recalibration of the current dosemeters will be essential for Hp measurements in higher photon energy region (>50 keV). For lower photon energies, a redesign of specific evaluation algorithms will be necessary. For purposes of Dp local skin measurements the dosemeters do not require any fundamental changes.
- MeSH
- algoritmy MeSH
- dávka záření MeSH
- fotony MeSH
- monitorování radiace * MeSH
- radiační ochrana * MeSH
- Publikační typ
- časopisecké články MeSH
Germinální nádory CNS (centrální nervový systém) jsou vzácně se vyskytující malignity dětského věku, adolescentů a mladých dospělých. V úvodu je uvedena charakteristika těchto nádorů, jejich histologické typy, principy léčby a prognóza. Kazuistika popisuje klinický nález, diagnostický a léčebný postup, poléčebný průběh a terapii pozdní recidivy germinálního nádoru CNS. Kazuistika potvrdila vysokou radio i chemosenzitivitu této malignity.
Intracranial germ cell tumours are rare malignancies of childhood, adolescence and young adults. The tumour characteristics, histology types, principles of treatment and their prognosis are described in the introduction. The case describes clinical finding, diagnostic and therapeutic procedure, result of treatment and late recurrence of the malignancy and its treatment in a young woman. The case confirmed a high radio- and chemosensitivity of intracranial germ cell tumours.
- MeSH
- dávka záření MeSH
- dospělí MeSH
- fotony terapeutické užití MeSH
- germinální a embryonální nádory * chirurgie diagnostické zobrazování farmakoterapie radioterapie terapie MeSH
- karboplatina aplikace a dávkování MeSH
- lidé MeSH
- magnetická rezonanční tomografie MeSH
- mozek chirurgie diagnostické zobrazování MeSH
- nádory centrálního nervového systému * chirurgie diagnostické zobrazování farmakoterapie radioterapie terapie MeSH
- protonová terapie MeSH
- radioterapie metody MeSH
- recidiva MeSH
- výsledek terapie MeSH
- Check Tag
- dospělí MeSH
- lidé MeSH
- ženské pohlaví MeSH
- Publikační typ
- kazuistiky MeSH
