一种新的革命性成像技术，使用由新的粒子加速器获得的x射线，以高分辨率产生整个器官的3D图像，现在可以详细地获得。
来自英国伦敦大学学院和法国欧洲同步加速器研究设施的科学家们使用世界上最亮的x光机分级相位对比断层扫描(HiP-CT)扫描捐赠的人体器官，包括一名已故COVID-19患者的肺。
根据一份新闻稿，HiP-CT使研究人员能够通过对整个器官成像，然后缩小到细胞水平，在不同尺度上对扫描物体进行3D映射。
这项技术使用来自欧洲同步加速器的x射线，它现在拥有世界上最亮的x射线源，比医院的x射线亮1000亿倍，这要归功于它最近的极亮源升级(ESRF-EBS)。这种亮度使研究人员能够在完整的人类肺中看到直径为5微米的血管，大约是一缕头发直径的十分之一。
ESRF首席科学家Paul Tafforeau解释说:“开发这种新的HiP-CT技术的想法是在全球大流行开始之后，通过结合ESRF用于成像大型化石的几种技术，并使用ESRF的新极亮源ESRF- ebs的更高灵敏度。”“这使我们能够在3D中看到完整人体器官中令人难以置信的小血管，使我们能够在3D中区分血管与周围组织，甚至观察到一些特定的细胞。”
伦敦大学学院的研究人员现在正在使用HiP-CT来创建“人体器官地图集”，并于周四发布。它将显示COVID-19患者的大脑、肺、心脏、两个肾脏、一个脾脏和肺，以及肺活检和COVID-19肺活检。据该项目的负责人彼得·李(Peter Lee)介绍，人体器官图谱旨在填补我们对人体解剖学认识的重大空白。
外科医生、临床医生和普通公众都可以在线使用该地图集。
Lee说:“临床CT和MRI扫描可以精确到一毫米以下，而组织学(在显微镜下研究细胞/活组织切片)、电子显微镜(使用电子束生成图像)和其他类似技术可以精确到亚微米级的结构，但只能对器官组织的小型活组织检查。”“HiP-CT以3D方式连接这些鳞片，对整个器官进行成像，为我们的生物构成提供新的见解。”
因为血氧水平急剧下降是COVID-19恶化的主要迹象。在HiP-CT的帮助下，研究人员发现了严重的COVID-19感染是如何在两个独立的系统之间“分流”血液的:为血液提供氧气的毛细血管和为肺组织本身提供氧气的毛细血管。根据这项研究，交联会阻止患者的血液得到适当的氧合，这是以前的假设，但没有得到证实。
汉诺威医学院的研究员Danny Jonigk说:“通过将我们的分子方法与受COVID-19肺炎影响的肺部的HiP-CT多尺度成像相结合，我们对COVID-19损伤的肺中肺部两个血管系统中的血管之间的分流如何发生以及它对循环系统中氧气水平的影响有了新的认识。”
根据研究人员的说法，HiP-CT旨在为癌症和阿尔茨海默病等疾病提供见解。这一前所未见的结构数据显示了疾病如何在低至一微米的分辨率下影响解剖结构。
沃尔什说:“这种跨尺度观察器官的能力对医学成像来说真的是革命性的。”“当我们开始通过人工智能技术将我们的HiP-CT图像与临床图像连接起来时，我们将首次能够高度准确地验证临床图像中模糊的发现。”
这项研究发表在该杂志上自然的方法。
来源:伦敦大学学院
