Революційний новий метод візуалізації, що використовує рентгенівські промені, що генеруються ультрасучасним прискорювачем частинок, пропонує тривимірні зображення цілих органів з безпрецедентною деталізацією. Демонстрація технології дослідники зобразили легке померлого пацієнта з covid-19, відкривши нове розуміння того, як хвороба порушує оксигенацію крові.
Нова технологія називається ієрархічною фазово-контрастною томографією (hip-ct) і являє собою рентгенівський метод, що дозволяє візуалізувати цілі органи з роздільною здатністю до 1 мікрона, що в 100 разів перевищує дозвіл звичайного комп’ютерного томографа.
Прогрес у галузі візуалізації став результатом технологічної модернізації європейського центру синхротронних досліджень (esrf). Цей ультрасучасний прискорювач частинок нещодавно був вдосконалений завдяки тому, що називається оновленням extremely brilliant source (esrf-ebs).
Ця модернізація ebs дозволила створити перший в світі синхротрон четвертого покоління, що зробило його найяскравішим джерелом рентгенівського випромінювання в світі. Це підвищило якість рентгенівського випромінювання в 100 разів з точки зору “яскравості і узгодженості“. І рентгенівські промені, створені цим пристроєм, в 100 мільярдів разів яскравіші, ніж те, що можна знайти в звичайному лікарняному рентгенівському знімку.
» ідея розробити цю нову техніку hip-ct виникла після початку глобальної пандемії шляхом об’єднання декількох методів, які використовувалися в esrf для зображення великих скам’янілостей, і використання підвищеної чутливості нового extremely brilliant source в esrf, esrf-ebs“, — пояснює провідний вчений esrf пол таффоро. «це дозволяє нам бачити в 3d неймовірно маленькі судини в цілісному людському органі, що дозволяє нам відрізняти в 3d кровоносну судину від навколишньої тканини і навіть спостерігати деякі з них. Конкретні клітини»“
Використовуючи нову технологію, група дослідників з університетського коледжу лондона запускає проект під назвою “атлас людських органів». Пітер лі, який очолює проект, каже, що мета атласу людських органів-заповнити прогалину в нашому розумінні анатомії людини.
“клінічні кт — та мрт-сканування можуть бути дозволені до трохи менше міліметра, тоді як гістологія (вивчення клітин / біопсійних зрізів під мікроскопом), електронна мікроскопія (яка використовує електронний промінь для створення зображень) та інші подібні методи дозволяють структури з субмікронною точністю, але тільки на невеликих біопсіях тканини органу“, — говорить лі. «hip-ct об’єднує ці лусочки в 3d, візуалізуючи цілі органи, щоб по-новому поглянути на нашу біологічну структуру».
Атлас людських органів буде безкоштовним онлайн-ресурсом, і він запускається з відображенням декількох ключових органів людини, включаючи мозок, нирки, серце і селезінку. Проект також пропонує візуалізацію, яка порівнює здорову легені з легким померлого пацієнта з covid-19.
Hip-ct розроблений, щоб запропонувати лікарям бібліотеку зображень, що показують, як різні захворювання впливають на різні органи. Ці небачені раніше структурні дані показують, як хвороба може впливати на архітектуру тканини аж до дозволу всього в один мікрон.
Клер уолш, інженер-механік з університетського коледжу лондона, який працює над проектом, стверджує, що детальні зображення будуть використовуватися разом із методами машинного навчання, щоб покращити розуміння, отримане за допомогою клінічних зображень, таких як мрт та кт. Уолш не тільки допомагає краще калібрувати та вдосконалювати існуючі технології, але й припускає, що дані hip-ct допоможуть дослідникам розробляти системи штучного інтелекту, які допоможуть прояснити мрт та кт.
