Proces obrazowania, który obecnie stosowany jest głównie w laboratoriach badawczych, mógłby potencjalnie umożliwić wykrycie chorób płuc we wczesnym stadium, gdyby został opracowany do użytku w szpitalach i klinikach, jak pokazuje nowe badanie naukowe.
Badacze z Królewskiego Instytutu Technologicznego (KTH) w Sztokholmie przetestowali, jak proces zwany fazowym obrazowaniem rentgenowskim może być stosowany w badaniu ludzkich płuc, wykorzystując model opracowany na Uniwersytecie Duke do symulacji klatki piersiowej człowieka.
Zgłosili oni, że fazowa radiografia klatki piersiowej może wizualizować najmniejsze oskrzeliki, mierzące mniej niż 2 mm, oraz ich chorobowe przeszkody. Ilian Häggmark i Kian Shaker, autorzy prowadzący badanie, badacze z KTH, twierdzą, że są to szczegóły, które nie są widoczne w konwencjonalnej radiografii.
Badacze opisali swoje wyniki w czasopiśmie Proceedings of the National Academy of Sciences.
Obrazowanie fazowe jest stosowane w laboratoriach badawczych z wykorzystaniem sprzętu, który obecnie jest ograniczony do obrazowania próbek tkanek miękkich o skali jedynie centymetrów. Jednak Häggmark twierdzi, że badanie wyraźnie pokazuje, że jest możliwe uzyskanie więcej z fazowego obrazowania rentgenowskiego, jeśli zostaną spełnione wymagania techniczne do użytku klinicznego.
“Radiografia klatki piersiowej, którą dzisiaj stosują kliniki i szpitale, odgrywa ważną rolę w wykrywaniu chorób układu oddechowego, ale jej podstawowe ograniczenie wynika z sposobu generowania obrazów” – mówi Häggmark.
Stwierdza, że technika fazowego kontrastu, używana w badaniu, może pokazywać subtelne zmiany patologiczne, które są niewidoczne w konwencjonalnym obrazowaniu rentgenowskim, co jest ważne podczas przesiewowych badań chorób takich jak astma lub przewlekła obturacyjna choroba płuc (POChP).
“Fazowe obrazowanie rentgenowskie może pozwolić na uzyskanie większej liczby informacji o wyższej rozdzielczości przy użyciu tej samej dawki promieniowania co w przypadku konwencjonalnej radiografii” – mówi Häggmark.
Technika fazowego kontrastu rentgenowskiego to sposób na uzyskania większej ilości informacji z każdej wiązki rentgenowskiej. Dzieje się tak dlatego, że można zmierzyć różnice w kształcie fal rentgenowskich, które przechodzą przez próbkę. Wiązki rentgenowskie natrafiają na atomy i inne struktury, które mogą zmieniać położenie fali w dowolnym punkcie czasu – fazę – w stosunku do fali referencyjnej.
Te informacje fazowe są wykorzystywane do generowania obrazu, który uwypukla struktury w próbce, co w przypadku zdjęcia klatki piersiowej człowieka pozwala dostrzec granice ścian oskrzeli i drobne oskrzeliki z większym kontrastem i lepszą rozdzielczością.
Obraz porównuje wyniki symulacji obrazowania klatki piersiowej człowieka za pomocą radiografii zwykłej (po lewej) i radiografii z fazowym kontrastem. “Z” odpowiada odległości między detektorem a pacjentem. (Obraz dzięki uprzejmości Ilian’a Häggmark’a).
Źródło: Phase-contrast virtual chest radiography, PNAS, DOI: 10.1073/pnas.2210214120 / KTH Royal Institute of Technology
