Передовое фазно-контрастное рентгеновское изображение раскрывает сосуды и нервы в древних мумиях

• Новый распространенный фазно-контрастный образ может захватывать мягкие ткани древних останков в деталях.
• Он генерирует 3D высокопространственное клеточное и субклеточное разрешение.
• Технология может помочь лучше понять образ жизни, болезни и смерть древних времен.

Рентгеновская радиография и компьютерная томография (CT) — некоторые из самых используемых техник для неразрушающего анализа животных и человеческих мумий. Эти рентгеновские методологии зависят от абсорбционного контраста, и они были крайне полезны в таких областях, как палеопатология и археология.

Абсорбционный контраст отлично работает при исследовании костей и других плотных материалов, но не может предоставить достаточно деталей, когда речь идет о мягких тканях. Поэтому исследователи из Королевского технологического института (KTH) в Швеции вместо этого предложили распространенный фазно-контрастный образ.

Этот новый метод способен визуализировать мягкие ткани мумий и других древних останков до микроскопического уровня. Первичная цель исследования — предоставить эффективную альтернативу традиционной CT для исследования древних мягких тканей.

В этом исследовании исследователи изучили египетскую мумифицированную правую руку человека из Музея Средиземноморья. Рука принадлежала мужчине и датировалась примерно 400 г. до н.э.

Разрешение выходных изображений

Схема экспериментальной установки | По материалам исследователей

Пока традиционная CT зависит от рентгеновского абсорбции в образце, распространенная фазно-контрастная CT исследует индуцированный фазовый сдвиг рентгеновских лучей. Поскольку фазовый сдвиг в мягких тканях почти на 3 порядка больше энергий рентгеновского абсорбции, он выдает превосходное качество с деталями (на клеточном разрешении), позволяя исследователям лучше различать разные типы тканей.

Ссылка: Radiology | doi:10.1148/radiol.2018180945 | RSNA

Более конкретно, он генерирует 3D высокопространственное клеточное и субклеточное разрешение, которое улучшает открытие мягких тканей и делает легче дифференциацию между здоровой и патологической тканью.

CT мумифицированной руки, показывающая мягкие ткани (справа) | по материалам исследователей

Существующие 2D-техники ограничивают возможность просмотра единственным направлением, рискуя пропустить признаки. Фазно-контрастная CT, с другой стороны, предоставляет возможность поиска через реконструированные изображения в произвольных областях или отрендеренные как общий объем. Это может быть очень полезно для извлечения образцов для генетического или биохимического исследования.

Разрешения итоговых изображений были между 6 и 9 микрометрами. Таким образом, исследователи смогли наблюдать остатки нервов, кровеносных сосудов и адипоцитов. Фактически, они успешно обнаружили сосуды в ногтевом ложе и различили множественные слои кожи.

Что дальше?

Исследование указывает на преимущество традиционной CT над старыми техниками, используемыми в палеопатологии мягких тканей, требующими грубого извлечения тканей и химической обработки, которые вредны для древних хрупких образцов. Как CT стала стандартным методом для исследования древних останков, исследователи верят, что распространенная фазно-контрастная визуализация скоро заменит существующий метод.

Читайте также: Новый класс эндоскопического изображенияющего катетера для лучшей идентификации болезней

Эта новая технология поможет археологам извлекать детальные данные из мягких тканей и лучше понимать образ жизни, болезни и смерть древних времен. В целом, она открывает новые возможности виртуальной гистологии, дополнительно снижая требование старых инвазивных методов. В конечном счете, это приведет к полезным открытиям в медицинских исследованиях и палеопатологии.