Нова рентгенівська технологія дозволяє отримувати зображення цілих органів з роздільною здатністю до одного мікрона. Новаторський метод візуалізації використовує рентгенівські промені, що генеруються ультрасучасним прискорювачем часток. Вихідне зображення буде не лише надзвичайно детальним, а й пропонує 3D-зображення цілого органа.
Нова технологія називається ієрархічною фазово-контрастною томографією (HIP-CT). Вона являє рентгенівський метод, який дозволяє візуалізувати цілі органи з роздільною здатністю 1 мікрон. Це в 100 разів перевищує роздільну здатність звичайної комп’ютерної томографії.
Прогрес в області візуалізації став результатом технологічного оновлення Європейського центру синхротронних досліджень (ESRF). Цей ультрасучасний прискорювач часток був нещодавно вдосконалений за допомогою так званого надзвичайно блискучого оновлення джерела (ESRF-EBS).
Це оновлення EBS створило перший в світі синхротрон четвертого покоління, зробивши його найяскравішим джерелом рентгенівського випромінювання в світі. Це збільшило продуктивність рентгенівського випромінювання в 100 разів з точки зору яскравості та когерентності. Рентгенівські промені, що генеруються цим пристроєм, в 100 мільярдів разів яскравіші, ніж те, що можна побачити на звичайному рентгенівському знімку в лікарні.
“Ідея розробки цієї нової методики виникла після початку глобальної пандемії, поєднуючи кілька методів, – пояснює провідний науковий співробітник ESRF Пол Таффоро. – Це дозволяє нам бачити в 3D неймовірно маленькі судини всередині цілого людського органу, дозволяючи нам відрізняти в 3D кровоносну судину від навколишньої тканини і навіть спостерігати деякі специфічні клітини”.
Використовуючи нову технологію, команда, очолювана дослідниками з Університетського коледжу Лондона, запускає проект під назвою “Атлас органів людини”. Пітер Лі, який очолює проект, каже, що мета атласу органів людини-заповнити прогалину в нашому розумінні анатомії людини.
“Клінічні КТ та МРТ мають роздільну здатність трохи нижче міліметра, тоді як гістологія (вивчення клітин/біопсій під мікроскопом), електронна мікроскопія (яка використовує електронний промінь для створення зображень) та інші подібні методи розрізняють структури з субмікронною точністю, але тільки на невеликих біопсіях тканини з органу, – говорить Лі. HiP-CT з’єднує ці масштаби в 3D, візуалізуючи цілі органи, щоб дати нове уявлення про нашу біологічну конструкцію”.
Атлас органів людини стане безкоштовним онлайн-ресурсом, і він буде запущений з відображенням декількох ключових органів людини, включаючи мозок, нирки, серце і селезінку. Проект також пропонує візуалізацію, яка порівнює здорові легені з легкими померлого пацієнта з COVID-19.
Комп’ютерна томографія HiP-CT призначена для надання лікарям бібліотеки зображень, що документують, як різні захворювання впливають на різні органи. Ці небачені раніше структурні дані ілюструють, як хвороба може впливати на архітектуру тканин з роздільною здатністю до одного мікрона.
Клер Уолш, інженер-механік з Університетського коледжу Лондона, який працює над проектом, говорить, що детальні зображення будуть використовуватися в поєднанні з методами машинного навчання для поліпшення розуміння, отриманого при клінічній візуалізації з допомогою МРТ і КТ.
«Здатність бачити органи в таких масштабах дійсно стане революційною для медичної візуалізації», – говорить Уолш.
