动态 PET 不是生成大脑的单个快照，而是捕获一系列快照，然后需要数学建模进行图像分析。

全球约有 5000 万人受到癫痫症的影响，使其成为最常见的神经系统疾病之一。但如果诊断和治疗得当，70% 的受影响者可以控制他们反复发作的癫痫发作。为了协助这项工作，大学的一个研究小组（由弗吉尼亚大学脑科研究所资助）创建了一种诊断癫痫的新方法，使用增强形式的正电子发射断层扫描，可以更好地识别出癫痫几率较高的大脑区域。

PET 是一种用于癫痫患者的诊断工具，可测量大脑中的葡萄糖使用情况。正常的 PET 扫描通过使用含有放射性示踪剂的染料静脉注射来显示受影响区域的活动，将使用糖分明显少于其他区域的大脑区域识别为严重的癫痫病斑。虽然 PET 在识别癫痫影响区域方面通常是成功的，但其准确性较低，并且不能总是很好地识别特定目标。

弗吉尼亚州 健康神经学家 Mark Quigg，放射学和医学影像助理Bijoy Kundu 教授和 2020 届校友 Vikram Seshadri 发起了一项小型试点研究，使用七名参与者来测试一种新技术，以改善诊断的方式。他们的目标是改进葡萄糖映射方法以获得更高的准确性和更好的分辨率。

“通常在 PET 扫描中，当我们拍摄大脑中葡萄糖的使用情况时，我们会使用放射性示踪剂，”奎格说。“Kundu发明的是一种动态 PET 的过程。”

在动态 PET 扫描中，当患者已经在扫描仪中时，将示踪剂注射到血流中。然后扫描仪像定格动画电影一样拍摄照片。结果是与大脑区域相关的葡萄糖摄取和葡萄糖使用的时间图。时间图用于识别在大脑中功能性位置或葡萄糖摄取最多的区域与大脑中非功能性位置或摄取最少的区域之间产生最大差异的时间点。

前一种成像方式与动态方法之间的主要区别在于拍摄图像的方式。动态 PET 不是生成大脑的单个快照，而是捕获一系列快照，然后需要数学建模进行图像分析。

“我们正在创建四维图像，”昆杜说。“典型图像是三维 x、y、z MR 图像。”

这些动态系列快照提供了比单一图像更多的信息，并让卫生专业人员在比较不同癫痫患者的脑部扫描时，可以看到功能性和非功能性大脑区域之间的明显差异。一些区域被归类为低代谢状态，在这种状态下，代谢率受到强烈抑制，正常活动暂停。

在扫描中，癫痫发作的位置由蓝色簇定义，表示低葡萄糖区域，蓝色簇通常在大脑内发现——大脑中与癫痫最相关的部分。

然而，为了改善 PET 扫描的结果，该小组还利用了 MRI——一种负责捕捉大脑不同部位大小的结构成像模式。PET 扫描和 MRI 技术的结合使用使研究人员能够在叠加层中对齐各个图像，该叠加层显示高活动和低活动的区域，并使研究人员能够轻松识别蓝色区域的具体位置，例如在颞叶或额区。

这种新技术具有巨大的优势，因为结果更加定量和严格，与以前的 PET 扫描方法相比，可以提供更清晰的数据和更少的主观性。

Quigg 认为，这项研究的结果对于新的治疗计划非常有希望。新的诊断方法是完全无创的，可以实现更准确的诊断。

“我们可以避免继续需要侵入性方法来确定坏点在哪里，这会吓跑一些人，”奎格说。“侵入性方法过早地将人排除在手术考虑之外，因为在某些患者中，我们必须将电极植入大脑深处。”

有了更有效的诊断工具，符合癫痫手术条件的候选人数量将会增加。更容易接受癫痫手术将为患者带来许多好处，例如免于癫痫发作、减少抗癫痫药物的使用以及消除他们的残疾。

现在，研究小组正致力于对更多的患者进行试验，以验证原始数据的发现。

“下一步是尝试为更大的赠款寻求外部资金，通常不仅仅是涉及弗吉尼亚大学。而是一群志同道合的调查员，”奎格说。