Microworks的工程師Thomas Beckenbach正在檢測一個40cmx8cm的X射線光柵

偏轉(zhuǎn)的X射線會暴露出肺泡受損的區(qū)域

生物醫(yī)學(xué)物理學(xué)教授、慕尼黑大學(xué)生物工程學(xué)院院長弗蘭茲·法伊弗(Franz Pfeiffer)與慕尼黑大學(xué)醫(yī)院的同事們一起，計(jì)劃測試新的暗場x射線成像技術(shù)，用于新冠肺炎的診斷。

傳統(tǒng)的x射線成像顯示的是x射線在穿過組織時(shí)的衰減，而暗場成像聚集的是被散射的一小部分x光，即偏離了直線路徑，傳統(tǒng)的x射線成像忽略了這種散射的x光。

這種新方法利用了散射的物理現(xiàn)象，其方式類似于長期以來利用可見光的暗場顯微鏡技術(shù)。它使我們能夠清楚地看到大部分透明的物體，并且能在暗場顯微鏡中、在黑暗的背景前以清晰的結(jié)構(gòu)出現(xiàn)，這就是暗場顯微鏡的名字。

“例如在空氣和組織之間的界面，散射就特別強(qiáng)烈，”Pfeiffer說。因此，肺暗場圖像可以清楚地區(qū)分肺泡完整的區(qū)域(即充滿空氣的區(qū)域)和肺泡塌陷或著說是充滿液體的區(qū)域。

在新冠病毒引起的肺炎類型中，肺部形成的結(jié)構(gòu)最初類似棉絮或蜘蛛網(wǎng)，然后擴(kuò)散到整個肺部并充滿液體。結(jié)合其他典型癥狀來看，這些結(jié)構(gòu)是新冠病毒感染的明確指示。肺的變化與肺泡的損害有關(guān)，在暗場圖像中可以清楚地看到。

創(chuàng)新的方法

x射線暗場成像是一種完全創(chuàng)新的醫(yī)學(xué)檢查方法。Pfeiffer和他的團(tuán)隊(duì)從一開始就開發(fā)出了這種方法，Pfeiffer教授在2008年提出了基本的方法，讓在常規(guī)的x光管中使用這種方法成為可能。

在此之前，這種方法需要的更高質(zhì)量的x射線只能從同步輻射光源處獲得，而同步輻射光源是復(fù)雜的大型研究設(shè)備。在最初的實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)之后，Pfeiffer和他的工作人員與醫(yī)生密切合作，進(jìn)一步發(fā)展這種方法，現(xiàn)在有了一種適合檢查病人的設(shè)備。

低輻射劑量

使用暗場技術(shù)進(jìn)行的檢查所產(chǎn)生的輻射要比現(xiàn)在使用的CT法低得多。這是因?yàn)樾录夹g(shù)只需要每個病人一張圖像，而CT則需要從不同角度拍攝大量獨(dú)立圖像。新冠病毒引起的變化無法在常規(guī)的二維x射線圖像中明確識別。