一种全新的革命性成像技术，利用一种新的粒子加速器获得的x射线，以高分辨率生成整个器官的3D图像。
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使用了世界上最明亮的x光机——分层相位对比断层扫描(hi- ct)，扫描捐赠的人体器官，包括一名COVID-19死亡患者的肺。
据一份报告称，HiP-CT使研究人员能够通过对整个器官的成像，然后缩小到细胞水平，在不同比例下使用被扫描物体的3D映射。
这项技术使用了来自欧洲同步加速器的x射线，该加速器现在拥有世界上最亮的x射线源，比医院的x射线还要亮1000亿倍，这要归功于其最近的极亮源升级(ESRF-EBS)。这种亮度使研究人员能够在一个完整的人类肺中看到直径5微米的血管——大约是一根头发直径的十分之一。
ESRF的首席科学家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后产生的，通过结合ESRF用于成像大型化石的几种技术，并利用ESRF新极亮源ESRF- ebs的灵敏度提高。”“这使我们能够在3D中看到完整人体器官中非常小的血管，使我们能够在3D中区分血管和周围组织，甚至观察一些特定的细胞。”
伦敦大学学院的研究人员现在正在使用HiP-CT创建“人体器官图谱”，该图谱于周四发布。它将展示新冠肺炎患者的大脑、肺、心脏、两个肾脏、一个脾脏和肺，以及肺活检和新冠肺炎肺活检。据该项目的负责人彼得·李(Peter Lee)说，人体器官图谱的目的是填补我们对人体解剖学认识的一个重大空白。
外科医生、临床医生和公众都可以在网上获得该地图集。
“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的结构，但只能对器官组织的小活组织进行扫描，”Lee说。“HiP-CT在3D上连接了这些尺度，对整个器官进行成像，为我们的生物构成提供了新的见解。”
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营养的毛细血管。根据这项研究，交联会阻止患者的血液得到适当的氧合，这是之前的假设，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损伤的肺部的两个血管系统的血管之间的分流如何发生以及它对我们循环系统中的氧气水平的影响有了新的认识。”
根据研究人员的说法，HiP-CT的目的是为癌症和阿尔茨海默症等疾病提供洞察。这些以前从未见过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将是革命性的。”“当我们开始通过AI技术将我们的HiP-CT图像与临床图像连接起来时，我们将第一次能够高度准确地验证临床图像中的模糊发现。”
这项研究发表在杂志上自然的方法。
来源:伦敦大学学院
