Новое исследование показывает, что процесс визуализации, который сегодня используется в основном в исследовательских лабораториях, потенциально может выявлять заболевания легких на ранней стадии, если будет разработан для использования в больницах и поликлиниках.
Исследователи из Королевского технологического института KTH в Стокгольме протестировали, как процесс, называемый фазово-контрастной рентгеновской визуализацией, может быть использован на легких человека, используя модель, разработанную в Университете Дьюка для имитации грудной клетки человека.
Они сообщили, что фазово-контрастная рентгенография грудной клетки позволяет визуализировать мельчайшие дыхательные пути — размером менее 2 мм — и их обструкции, связанные с болезнью. Ведущие авторы исследования, Илиан Хагмарк и Киан Шейкер, исследователи из Королевского технологического института Кентукки, говорят, что это детали, которые не видны при обычной рентгенографии.
Исследователи сообщили о своих выводах в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) Соединенных Штатов Америки.
Фазово-контрастная визуализация используется в исследовательских лабораториях с оборудованием, которое сегодня используется только для визуализации образцов мягких тканей сантиметрового масштаба. Но, по словам Хегмарка, исследование ясно показывает, что с помощью фазово-контрастной рентгенографии можно добиться большего, если удастся спроектировать технические требования для клинического применения.
Рентгенография грудной клетки, которую сегодня используют клиники и госпитали, играет важную роль в выявлении респираторных заболеваний, но она принципиально ограничена способом получения изображений, говорит Хагмарк.
Он говорит, что многообещающий метод фазового контраста, использованный в исследовании, может показать тонкие патологические изменения, которые в противном случае невидимы при обычной рентгенографии, что важно при скрининге на такие заболевания, как астма или хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ).
Фазово-контрастная рентгеновская визуализация позволяет извлекать больше информации с более высоким разрешением, используя ту же дозу облучения, что и при обычной рентгенографии.»
Илиан Хеггмарк, научный сотрудник KTH Королевского технологического института
При обычной рентгенографии рентгеновский луч проходит через тело, где по пути он поглощается в разных тканях в разных количествах. С другой стороны, детектор измеряет интенсивность луча — или того, что от него осталось — после того, как он был отфильтрован через тело. Этот процесс известен как ослабление, и это основной механизм обеспечения контраста, который делает рентгеновские изображения полезными.
Метод фазового контраста — это способ получить больше информации из каждого рентгеновского луча. Это потому, что можно измерить различия в форме волны рентгеновских лучей, проходящих через образец. Рентгеновские лучи сталкиваются с атомами и другими структурами, которые могут изменять положение волны в любой момент времени — фазу — по отношению к опорной волне. Эта информация о фазе используется для создания изображения, которое усиливает структуры в образце, которые в грудной клетке человека выделяют границы стенок бронхов и мелких дыхательных путей с более высокой контрастностью и лучшим разрешением.
Хагмарк говорит, что одним из ключевых моментов этого метода является перемещение детектора дальше от пациента.