Бесплатный подбор врача по Москве и Московской области. Телефон Call центра +7 (499) 519-32-44
Рентгеновская гистотомография - дальнейшее развитие КТ диагностики

Рентгеновская гистотомография — дальнейшее развитие КТ диагностики

Просмотров: 76

Для диагностики и лечения таких заболеваний, как рак, ученые и врачи должны понимать, как клетки реагируют на различные медицинские условия и методы лечения. Исследователи разработали новый способ изучения болезни на клеточном уровне.

Д-р Кит Ченг, выдающийся профессор патологии, фармакологии, биохимии и молекулярной биологии в Медицинском колледже штата Пенсильвания, и команда физиков рентгеновской визуализации из Чикагского университета разработали новый метод 3D-визуализации тканей, называемый рентгеновской гистотомографией (X-ray histotomography). Метод позволяет исследователям изучить детали клеток в образце ткани не разрезая его на части. А это может привести к улучшению диагностики и лечения различных заболеваний, включая рак.




«Количественные и объективные измерения, сделанные с помощью гистотомографии, потенциально могут позволить нам различать подтипы рака и другие заболевания, которые в настоящее время выглядят одинаково при использовании традиционной гистологии, чтобы для их лечения выбирать наиболее эффективную терапию», — сказал Ченг.

Традиционная гистология включает в себя взятие тонких срезов тканей у пациентов, окрашивание их и изучение их под микроскопом на наличие аномальных особенностей. Физическое секционирование образца приводит к потере и искажению ткани, что приводит к неполной выборке и несовершенной визуализации. По словам исследователей, рентгеновская гистотомография позволяет избежать этих проблем и позволяет точно измерять трехмерные особенности клеток, такие как форма и объем.

Более 10 лет, Ченг и его команда занимались разработкой методики путем совмещения принципов Компьютерной Томографии (КТ) у людей и гистологии для того, чтобы визуализировать малые организмы и ткани в большом разрешении и в 3D.

«Рентгеновская гистотомография использует те же принципы, что и компьютерная томография человека», — сказал Ченг. «КТ включает в себя серийную съемку объекта исследования с помощью рентгеновских лучей, при которой каждый снимок делается под немного другим углом. Затем компьютерная программа, используя набор специальных алгоритмов и полученные снимки создает 3D изображения.»

Вам может быть интересно:  Новый взгляд на микроглиальные клетки
Рентгеновская гистотомография
Рентгеновская гистотомография рыбки данио-рерио

Лаборатория Ченга ранее использовала микро-КТ, мелкомасштабную версию традиционной Компьютерной Томографии, для того чтобы визуализировать небольшие организмы и ткани. Патрик Ла Ривьер (Patrick La Rivière) из Чикагского университета, доцент радиологии, познакомил Ченга с использованием мощного источника рентгеновского излучения — синхротрона, что позволило исследовательской группе улучшить микро-КТ сканирование с повышенным разрешением и более быстрым временем визуализации. Микро-КТ на основе синхротрона может помочь патологам когда-нибудь ответить на такие вопросы, как: Каковы индивидуальные особенности заболевания пациента? Сколько больных клеток? Каковы индивидуальные варианты лечения, основанные на том, что мы видим?

Бесплатная онлайн консультация врачей

Технология, необходимая для ответа на подобные вопросы, не была доступна в коммерческих целях, сказал Ченг, поэтому он и команда инженеров, физиков, специалистов по обработке данных и биологов приступили к разработке новой техники самостоятельно.

После десятилетия оптимизации, проб, ошибок, подготовки и визуализации, команда создала 3D реконструкции молодых рыбок Данио-рерио (Зебрафиш), которые могут быть исследованы от уровня всего организма до отдельных клеток. Данио-рерио были выбраны для разработки этой технологии, потому что их размер от личинок до взрослых почти такой же, как образцы, используемые врачами для оценки раковых опухолей.

По словам Ченга, исследователи и клиницисты теперь могут изучать такие функции, как 3D-форма, объем, расположение и количество клеток, которые ранее не могли быть изучены с помощью традиционной гистологии. Методика позволит патологоанатомам изучить полный образец ткани после того, как он был окрашен и подготовлен. Больше нет необходимости во взятии образцов ткани из органов.

Ученые-клиницисты могут оценить микроскопические и трехмерные особенности клеток благодаря повышенной четкости и разрешающей способности изображений.

«Красота и сложность ткани, которую я видел, были умопомрачительными», — рассказал Ченг по поводу изображений, опубликованных в журнале eLife.

Вычислительные мощности в сочетании с визуализацией позволяют вычислять и каталогизировать размер, форму, объем и плотность клеток. Эта способность позволяет изучать характеристики патологии заболевания новым способом, который может улучшить клиническую помощь и облегчить разработку лекарств.

Вам может быть интересно:  Почистите зубы - отложите болезнь Альцгеймера

Достижения в области компьютерных технологий позволяют обрабатывать и просматривать большие файлы изображений рыбок зебрафиш по 100 гигабайт каждый. Исследователи могут рассмотреть черты заболевания на системе органа, ткани или клетчатом уровне одновременно, кусочек за кусочком или в контексте 3D. Они могут даже видеть и взаимодействовать с клеточной структурой организмов, используя ту же технологию, что и геймеры в виртуальной реальности.

Источник: Penn State

Восстановление зубов с помощью лазера
Ученые научились с помощью лазера восстанавливать зубы