فناوری تصویربرداری پیشرفته ممکن است بتواند بیماری ریه را در مراحل اولیه تشخیص دهد

یک مطالعه تحقیقاتی جدید نشان می‌دهد که فرآیند تصویربرداری که امروزه عمدتاً در آزمایشگاه‌های تحقیقاتی استفاده می‌شود، اگر برای استفاده در بیمارستان‌ها و کلینیک‌ها توسعه یابد، می‌تواند به طور بالقوه بیماری ریه را در مراحل اولیه تشخیص دهد.

محققان موسسه فناوری سلطنتی KTH در استکهلم با استفاده از مدلی که در دانشگاه دوک برای شبیه‌سازی قفسه سینه انسان ساخته شده است، چگونگی استفاده از فرآیندی به نام تصویربرداری با اشعه ایکس با کنتراست فاز را روی ریه‌های انسان آزمایش کردند.

آنها گزارش دادند که رادیوگرافی قفسه سینه با فاز کنتراست می تواند کوچکترین راه های هوایی – با اندازه کمتر از 2 میلی متر – و انسدادهای مرتبط با بیماری آنها را تجسم کند. نویسندگان اصلی این مطالعه، ایلیان هاگمارک و کیان شاکر، محققین موسسه فناوری سلطنتی KTH، می‌گویند که اینها جزئیاتی هستند که در رادیوگرافی معمولی نشان داده نمی‌شوند.

محققان یافته های خود را در مجموعه مقالات آکادمی ملی علوم.

تصویربرداری با کنتراست فاز در آزمایشگاه‌های تحقیقاتی با تجهیزاتی استفاده می‌شود که امروزه استفاده از آنها به نمونه‌های بافت نرم در مقیاس سانتی‌متری محدود شده است. اما، هاگمارک می‌گوید، این مطالعه به وضوح نشان می‌دهد که اگر بتوان نیازهای فنی برای استفاده بالینی را مهندسی کرد، می‌توان با تصویربرداری اشعه ایکس با کنتراست فاز، کارهای بیشتری انجام داد.

هاگمارک می‌گوید رادیوگرافی قفسه سینه که امروزه کلینیک‌ها و بیمارستان‌ها استفاده می‌کنند، نقش مهمی در تشخیص بیماری‌های تنفسی ایفا می‌کند، اما اساساً با روشی که در آن تصاویر تولید می‌کند، محدود شده است.

او می‌گوید که تکنیک کنتراست فاز امیدوارکننده مورد استفاده در این مطالعه می‌تواند تغییرات پاتولوژیک ظریفی را نشان دهد که در غیر این صورت با تصویربرداری با اشعه ایکس معمولی قابل مشاهده نیستند، که در غربالگری بیماری‌هایی مانند آسم یا بیماری انسدادی مزمن ریه (COPD) مهم است.

هاگمارک می‌گوید: «تصویربرداری با اشعه ایکس با کنتراست فاز می‌تواند اطلاعات بیشتری را با وضوح بالاتر با استفاده از همان مقدار دوز تشعشع در رادیوگرافی معمولی استخراج کند.

در رادیوگرافی معمولی، پرتو اشعه ایکس از بدن عبور می کند، جایی که در طول مسیر در بافت های مختلف با مقادیر متفاوت جذب می شود. از طرف دیگر، یک آشکارساز شدت پرتو – یا آنچه از آن باقی مانده است – پس از فیلتر شدن در بدن اندازه گیری می کند. این فرآیند به عنوان تضعیف شناخته می شود، و این مکانیسم اساسی برای ایجاد کنتراست است که تصاویر اشعه ایکس را مفید می کند.

تکنیک کنتراست فاز راهی برای دریافت اطلاعات بیشتر از هر پرتو اشعه ایکس است. این به این دلیل است که اندازه گیری تفاوت در شکل موج اشعه ایکس که از یک نمونه می گذرد امکان پذیر است. پرتوهای پرتو ایکس با اتم‌ها و ساختارهای دیگری مواجه می‌شوند که می‌توانند موقعیت موج را در هر نقطه از زمان – فاز – در رابطه با یک موج مرجع تغییر دهند.

این اطلاعات فاز برای تولید تصویری استفاده می‌شود که ساختارهای نمونه را بهبود می‌بخشد، که در قفسه سینه انسان، مرزهای دیواره‌های برونش و راه‌های هوایی کوچک را با کنتراست بالاتر و وضوح بهتر برجسته می‌کند.

هاگمارک می گوید که یکی از کلیدهای این روش این است که آشکارساز را از بیمار دورتر کنید.

او می گوید که توسعه تجهیزات برای تصویربرداری از نمونه های بزرگتر زمان می برد. او می گوید: «شما به یک منبع اشعه ایکس با قدرت بالا و نقطه انتشار کوچک نیاز دارید. اساساً شما به منابع اشعه ایکس روشن نیاز دارید.

او می‌گوید که پیشرفت‌های امیدوارکننده‌ای در حال انجام است، اما برای رسیدن به آزمایش برای استفاده انسانی زمان می‌برد.»

در حال حاضر، شبیه‌سازی‌ها و آزمایش‌های بالینی مجازی ابزاری عالی برای کشف آنچه می‌توانیم در زمانی که فناوری منبع آماده است انجام دهیم، هستند.»