یک تکنیک تصویربرداری پزشکی جدید، با استفاده از اشعه ایکس تولید شده توسط یک شتاب دهنده ذرات پیشرفته، تصاویر سه بعدی از کل اندام‌ها را با جزئیات بی‌سابقه‌ای ارائه می‌دهد.
محققان با این فناوری از ریه یک بیمار فوت شده کووید-19 تصویربرداری کردند و بینش جدیدی را در مورد چگونگی اختلال این بیماری در اکسیژن رسانی خون آشکار کردند.
این فناوری جدید، توموگرافی فاز کنتراست سلسله مراتبی (HiP-CT) نامیده می‌شود و یک تکنیک اشعه ایکس است. این فناوری اجازه می‌دهد از کل اندام‌ها با وضوح 1 میکرون یا 100 برابر وضوح سی تی اسکن معمولی تصویربرداری شود.
فناوری Hip-CT
پیشرفت تصویربرداری پزشکی ناشی از ارتقای فناوری در مرکز تحقیقات سنکروترون اروپا (ESRF) است. این شتاب دهنده ذرات پیشرفته اخیراً با آنچه ارتقاء منبع فوق العاده درخشان (EBS) نامیده می‌شود، بهبود یافته است.
EBS اولین سینکروترون نسل چهارم جهان را ایجاد کرد و آن را به درخشان ترین منبع اشعه ایکس در جهان تبدیل کرد.
کوچکترین دستگاه تصویربرداری دنیا که می‌تواند در اسکن رگ‌ها کمک کند
این عملکرد اشعه ایکس را از نظر “درخشندگی و انسجام” به میزان 100 برابر افزایش داد. اشعه ایکس تولید شده توسط این دستگاه 100 میلیارد برابر روشن تر از آن چیزی است که در اشعه ایکس بیمارستانی معمولی یافت می‌شود.
ایده توسعه این تکنیک جدید HiP-CT پس از آغاز همه‌گیری جهانی، با ترکیب چندین تکنیک که در ESRF برای تصویربرداری از فسیل‌های بزرگ مورد استفاده قرار گرفت.
دانشمند ارشد، پل تافرو گفت: این به ما امکان می‌دهد رگ‌های فوق‌العاده کوچک درون یک اندام کامل انسان را به صورت سه بعدی ببینیم.
با استفاده از فناوری جدید، تیمی به رهبری محققان دانشگاه کالج لندن پروژه‌ای به نام اطلس اندام انسان را راه اندازی کردند. پیتر لی، که این پروژه را رهبری می‌کند، گفت که هدف اطلس اندام انسان پر کردن شکاف در درک ما از آناتومی انسان است.
اسکن‌های CT و MRI بالینی می‌توانند تا زیر یک میلی‌متر برطرف شوند. در حالی که بافت‌شناسی و میکروسکوپ الکترونی و سایر تکنیک‌های مشابه ساختارها را با زیر میکرون حل می‌کنند.
لی می‌گوید: دقت، اما فقط در نمونه‌برداری‌های کوچک از بافت یک عضو. HiP-CT این مقیاس‌ها را به صورت سه بعدی و از کل اندام‌ها تصویربرداری می‌کند تا بینش جدیدی از آرایش بیولوژیکی ما ارائه دهد.
اطلس اندام انسان یک منبع آنلاین رایگان خواهد بود و با نمایش چندین اندام کلیدی انسان از جمله مغز، کلیه ها، قلب و طحال راه اندازی می‌شود.
بینش های جدید درباره کووید-19
این پروژه همچنین تصویربرداری را برای مقایسه ریه سالم با ریه یک بیمار فوت شده کووید-19 ارائه می‌دهد.
یکی از نشانه‌های پاتولوژیک اساسی وخامت کووید-19، افت شدید سطح اکسیژن خون است و تصویربرداری HiP-CT بینش‌هایی را در مورد چگونگی این اتفاق از طریق فرآیندی به نام شانتینگ نشان داده است.
قبلاً فرض شده بود که کووید-۱۹ با افزایش سطوح شانت در ریه‌ها، نرخ اکسیژن خون را کاهش می‌دهد، اما این اولین شواهد مستقیم از این فرآیند است.
با ترکیب روش‌های مولکولی خود با تصویربرداری چند مقیاسی HiP-CT در ریه‌های مبتلا به ذات‌الریه کویید-19، ما به درک جدیدی اینکه چگونه شنت بین رگ‌های خونی در دو سیستم عروقی ریه در ریه‌های مجروح COVID-19 رخ می‌دهد، به دست آوردیم.
تصویربرداری جدید آسیب پنهان کرونا بر ریه را در بیماران آشکار می‌کند
دنی جونیگ، محققی که بر روی این پروژه کار می‌کند، می‌گوید: تأثیری که بر سطح اکسیژن در سیستم گردش خون ما می‌گذارد.
HiP-CT برای ارائه کتابخانه‌ای از تصاویر به پزشکان طراحی شده است که نحوه تأثیر بیماری‌های مختلف بر اندام‌های مختلف را مستند می‌کند.
این داده‌های ساختاری که قبلاً دیده نشده بود، نشان می‌دهد که چگونه بیماری می‌تواند بر معماری بافت تا وضوح یک میکرون تأثیر بگذارد.
کلر والش، مهندس مکانیک از دانشگاه کالج لندن که روی این پروژه کار می‌کند، می‌گوید که تصاویر دقیق در کنار تکنیک‌های یادگیری ماشینی برای بهبود بینش‌های به دست آمده از تصویربرداری بالینی مانند ام آر آی و سی تی اسکن استفاده خواهد شد.
والش همچنین پیشنهاد می‌کند که داده‌های HiP-CT علاوه بر کمک به کالیبراسیون و بهبود فناوری‌های فعلی، به محققان کمک می‌کند تا سیستم‌های هوش مصنوعی را توسعه دهند تا تصویربرداری MRI و CT را روشن کنند.
والش می‌گوید: توانایی دیدن اندام‌ها در مقیاس‌هایی مانند این واقعاً برای تصویربرداری پزشکی انقلابی خواهد بود.
همانطور که ما شروع به پیوند تصاویر HiP-CT خود به تصاویر بالینی از طریق تکنیک‌های هوش مصنوعی می‌کنیم، برای اولین بار برای تایید دقیق یافته های مبهم در تصاویر بالینی قادر خواهیم بود.
منبع: newatlas
بامد مرجع تخصصی تجهیزات پزشکی و ملزومات مصرفی