歷時13年，來自慕尼黑工業(yè)大學(xué)(TUM)的Franz Pfeiffer教授及其科研團(tuán)隊成員完成了史詩般的研究挑戰(zhàn)

從2008年在X射線暗場成像的初步發(fā)現(xiàn)

到2021年將此項技術(shù)應(yīng)用于臨床研究，成功對患者進(jìn)行呼吸道疾病診斷

暗場 X 射線成像可揭示由慢性阻塞性肺疾病(COPD) 引起的早期肺泡病變，輻射劑量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于常規(guī) X 射線CT法，大約只占其五十分之一。因此可以廣泛應(yīng)用于呼吸系統(tǒng)疾病的早期檢查和后續(xù)治療。

在數(shù)以百萬計的病例中，嚴(yán)重的呼吸系統(tǒng)疾病大大影響了患者的生活質(zhì)量。每年全球有超過四百萬人死于呼吸道疾病。其中，肺泡破裂和肺氣腫是危及生命的慢性阻塞性肺疾病(COPD)的兩大典型癥狀。然而，傳統(tǒng)的胸透檢查幾乎無法辨別健康組織和病變組織之間的微小差異，更詳細(xì)的信息只能使用CT來檢測，那不僅耗時長價格貴，輻射劑量還大。此前，針對肺部疾病的早期檢查和后續(xù)治療，還沒有什么兩全其美的辦法。

慕尼黑工業(yè)大學(xué)開發(fā)的一種技術(shù)現(xiàn)在可以填補(bǔ)這一空白: dark-field chest X-rays。在最新一期的《柳葉刀-數(shù)字醫(yī)療》中，由生物醫(yī)學(xué)物理學(xué)教授兼慕尼黑生物醫(yī)學(xué)工程研究所所長Franz Pfeiffer教授領(lǐng)導(dǎo)的研究小組發(fā)表了初步臨床研究的結(jié)果，該研究使用了用于慢性阻塞性肺疾病(COPD)診斷的 X 射線技術(shù)。

Franz Pfeiffer 教授和他的團(tuán)隊在臨床研究中測試了X 射線暗場技術(shù)。

圖片：A. Heddergott / TUM

傳統(tǒng)的 X 射線成像是基于X射線在穿透物質(zhì)過程中的衰減特性。暗場技術(shù)則是基于X光的波動特性，利用非直射光（例如散射光、衍射光、折射光和熒光等）對物質(zhì)進(jìn)行成像。

新技術(shù)使用了類似于可見光暗場顯微技術(shù)中的散射原理，可以看到大部分呈透明狀的物體結(jié)構(gòu)。這些結(jié)構(gòu)往往在顯微鏡中呈現(xiàn)為黑色背景上的明亮部分，因此該方法得名-暗場X射線技術(shù)。

Pfeiffer 指出: “在細(xì)胞組織和空氣之間，X 射線暗場信號會明顯增強(qiáng)，這使得肺部的暗場像可以清楚地區(qū)分充滿氣體的完整肺泡，以及存在破裂的肺泡?！?/p>

Andreas Sauter博士 正在評估 X射線圖像。

圖片：A. Heddergott / TUM

另外，使用暗視X 射線技術(shù)進(jìn)行胸部檢查所受到的輻射劑量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于目前廣泛使用的CT技術(shù)。原因顯而易見，不同于CT法需要大量地在X光下曝光拍攝各個角度的圖像，暗場新技術(shù)只需要對每位患者進(jìn)行一次曝光，預(yù)計輻射暴露量將減少至50分之一。此外，第一個臨床結(jié)果已經(jīng)證實(shí)，暗場 X 射線圖能夠提供有關(guān)肺底層微觀結(jié)構(gòu)的額外信息。鑒于肺泡結(jié)構(gòu)的好壞與肺功能狀況息息相關(guān)，這種功能對肺部醫(yī)學(xué)的研究具有重要意義。暗場X射線新技術(shù)將在未來大大改善COPD及其他呼吸道疾病的早期檢查。

為疾病的早期檢查提供更好的設(shè)備

Franz Pfeiffer 教授希望這些對患者的初步臨床結(jié)果將推動更深入的臨床研究并加速基于暗場X射線成像新技術(shù)的醫(yī)療設(shè)備的研發(fā)和商業(yè)化。

由于暗場成像的應(yīng)用范圍并不僅僅局限于慢性阻塞性肺疾病(COPD)，它對其他如肺纖維化、氣胸、肺癌和肺炎（包括 COVID-19）等肺部疾病的進(jìn)一步研究也具有重大意義。

參考信息：

Pfeiffer, Franz, et al. "Hard-X-ray dark-field imaging using a grating interferometer." Nature materials 7.2 (2008): 134-137.

Willer, Konstantin, et al. "X-ray dark-field chest imaging for detection and quantification of emphysema in patients with chronic obstructive pulmonary disease: a diagnostic accuracy study." The Lancet Digital Health 3.11 (2021): e733-e744.

免責(zé)申明

此篇文章內(nèi)容（含圖片）均來源于網(wǎng)絡(luò)。文章版權(quán)及觀點(diǎn)歸原作者所有，北京眾星聯(lián)恒科技有限公司發(fā)布及轉(zhuǎn)載目的在于傳遞更多行業(yè)資訊與網(wǎng)絡(luò)分享。

若您認(rèn)為本文存在侵權(quán)之處，請聯(lián)系我們，我們會在第一時間處理。如有任何疑問，歡迎您隨時與我們聯(lián)系。