Täze skaner usuly, adam anatomiýasyny öwrenmekde öwrülişik edip biljek ajaýyp jikme-jiklikler bilen şekilleri öndürýär.
Pol Taforo COVID-19 ýagtylygynyň pidalarynyň ilkinji synag synaglaryny görende, şowsuzlyga uçrady öýdüpdi.Paleontolog, Taforo birnäçe aýlap Fransiýanyň Alp daglarynda bölejik tizlendirijilerini rewolýusiýa lukmançylyk gözleg gurallaryna öwürmek üçin Europeewropadaky toparlar bilen birnäçe aýlap işledi.
2020-nji ýylyň maý aýynyň ahyrynda, alymlar COVID-19-nyň adam organlaryny nädip ýok edýändigine has gowy düşünmek islediler.Taforo, Fransiýanyň Grenobl şäherinde ýerleşýän Europeanewropa sinhrotron radiasiýa desgasy (ESRF) tarapyndan öndürilen ýokary güýçli rentgen şöhlelerini ulanyp boljak usuly işläp düzmek tabşyryldy.ESRF alymy hökmünde gaýa galyndylarynyň we guradylan mumiýalaryň ýokary çözgütli rentgen şöhleleriniň çäklerini öňe sürdi.Indi kagyz polotensalarynyň ýumşak, ýelmeşýän massasyndan gorkdy.
Suratlar, alymlaryň we lukmanlaryň adam organlaryny göz öňüne getirmegi we düşünmegi bilen baglanyşykly boşluklary ýeňip geçmäge mümkinçilik berýän lukmançylyk KT barlagyndan has jikme-jik görkezdi."Anatomiýa okuw kitaplarynda göreniňde uly göwrümli, kiçi göwrümli we bir sebäbe görä elde çekilen owadan suratlar: suratlarymyz ýoklugy sebäpli çeper düşündirişler" London Uniwersitet kolleji (UCL) ) aýtdy..Uly gözlegçi Kleýr Uolş aýtdy."Hakyky zady ilkinji gezek edip bileris".
Taforo we Walsh, iýerarhiki faza kontrast tomografiýasy (HiP-CT) atly güýçli täze rentgen gözlemek usulyny döreden 30-dan gowrak gözlegçiniň halkara toparynyň bir bölegidir.Onuň kömegi bilen ahyrsoňy doly adam organyndan bedeniň iň kiçijik gan damarlarynyň ýa-da aýry öýjükleriniň ulaldylan görnüşine geçip bilerler.
Bu usul, COVID-19-nyň öýkenindäki gan damarlaryna nädip zeper ýetirýändigi we täzelenýändigi barada täze düşünje berýär.Uzak möhletli geljegini kesgitlemek kyn bolsa-da, HiP-CT ýaly hiç zat ýokdy, potensialy bilen tolgunan gözlegçiler kesele düşünmegiň we adam anatomiýasyny has takyk topografiki karta bilen kartalaşdyrmagyň täze usullaryny höwes bilen göz öňüne getirýärler.
UCL kardiology Endrýu Kuk: “peopleüzlerçe ýyl bäri ýüregiň anatomiýasyny öwrenýändigimize köpler geň galyp biler, ýöne ýüregiň, esasanam ýüregiň kadaly gurluşy barada pikir ýok ... Muskul öýjükleri we onuň üýtgemegi ýürek urlanda. ”
"Men tutuş karýeramyma garaşdym" -diýdi.
HiP-CT usuly, iki nemes patology SARS-CoV-2 wirusynyň adam bedenine ýetirýän jeza täsirini yzarlamak üçin bäsleşende başlandy.
Gannower lukmançylyk mekdebiniň torak patology Danny Jonigk we Mainz uniwersitetiniň lukmançylyk merkeziniň patology Maksimilian Ackermann Hytaýda adaty bolmadyk pnewmoniýa keseli baradaky habaryň ýaýramagy bilen hüşgär boldular.Ikisiniňem öýken şertlerini bejermekde tejribesi bardy we COVID-19-yň adaty däldigini derrew bildiler.Coupler-aýal, COVID-19 näsaglaryny ukyda saklaýan, ýöne gandaky kislorod derejesiniň peselmegine sebäp bolýan “sessiz gipoksiýa” baradaky habarlary alada goýýardy.
Ackermann we Jonig SARS-CoV-2 öýkeniň gan damarlaryna nähilidir bir hüjüm edýär öýdýärler.Kesel 2020-nji ýylyň mart aýynda Germaniýa ýaýranda, är-aýal COVID-19 pidalaryna jeset kesip başlady.Tizara damar gipotezasyny dokuma nusgalaryna rezin sanjym edip, soňra dokumany kislotada eredip, asyl damar damarlarynyň takyk modelini galdyryp, synag etdiler.
Bu usuly ulanyp, Ackermann we Jonigk COVID-19-dan ölmedik adamlaryň dokumalaryny ölenler bilen deňeşdirdiler.COVID-19 pidalarynda öýkeniň iň kiçijik gan damarlarynyň bükülendigini we täzeden gurlandygyny derrew gördüler.2020-nji ýylyň maý aýynda onlaýn neşir edilen bu möhüm netijeler, COVID-19-yň diňe bir dem alyş keseli däldigini, eýsem bedeniň ähli agzalaryna täsir edip bilýän damar keselidigini görkezýär.
Germaniýanyň Wuppertal şäherinden patolog Ackermann: "Bedeniň içinden geçip, ähli gan damarlaryny deňleşdirseňiz, 60,000 bilen 70,000 mil aralygy geçersiňiz, bu ekwatoryň töwereginden iki esse uzakdyr" -diýdi..Bu gan damarlarynyň diňe 1 göterimine wirus hüjüm edilse, gan akmagy we kislorody siňdirmek ukybynyň howp astyna düşjekdigini, munuň bolsa tutuş organ üçin zyýanly netijelere sebäp bolup biljekdigini sözüniň üstüne goşdy.
Jonigk we Ackermann COVID-19-nyň gan damarlaryna edýän täsirine göz ýetirenlerinden soň, zyýana has gowy düşünmelidigine düşündiler.
KT skanerleri ýaly lukmançylyk rentgen şöhleleri tutuş organlary görüp biler, ýöne ýeterlik derejede ýokary däl.Biopsiýa alymlara mikroskop astynda dokuma nusgalaryny barlamaga mümkinçilik berýär, ýöne emele gelen suratlar tutuş organyň diňe az bölegini görkezýär we COVID-19-nyň öýkeninde nähili ösýändigini görkezip bilmeýär.Toparyň döreden rezin usuly, nusgany ýok edýän we has köp gözlegleri çäklendirýän dokumany eritmegi talap edýär.
"Günüň ahyrynda [öýkenler] kislorod alýar we kömürturşy gazy çykýar, ýöne munuň üçin müňlerçe kilometr gan damarlary we kapilýiller bar, gaty inçe ... bu gudrat diýen ýaly" -diýdi Jonigk. German öýken gözleg merkeziniň esasy derňewçisi."Onda, organlary ýok etmän, COVID-19 ýaly çylşyrymly bir zady nädip bahalandyryp bileris?"
Jonigk we Ackermann görlüp-eşidilmedik bir zada mätäçdi: gözlegçilere organyň böleklerini öýjük masştabyna çenli giňeltmäge mümkinçilik berýän şol bir organyň rentgen şöhleleri.2020-nji ýylyň mart aýynda nemes jübüti, uzak wagtlap işleýän kärdeşi, material alymy we UCL-de döreýän tehnologiýalaryň başlygy Piter Li bilen habarlaşdy.Li-iň hünäri güýçli rentgen şöhlelerini ulanmak bilen biologiki materiallary öwrenmekdir, şonuň üçin pikirleri derrew fransuz Alp daglaryna öwrüldi.
Synewropa sinhrotron radiasiýa merkezi, Grenoblyň demirgazyk-günbatar böleginde üç derýanyň birleşýän ýerinde üçburçluk ýerde ýerleşýär.Obýekt, ýagtylyk tizliginde ýarym mil uzynlygy tegelek orbitalara elektron iberýän bölejik tizlendiriji.Bu elektronlar tegeleklerde aýlanýarka, orbitadaky güýçli magnitler bölejikleriň akymyny güýçlendirýär we elektronlaryň dünýäniň iň ýagty rentgen şöhleleriniň çykmagyna sebäp bolýar.
Bu güýçli radiasiýa ESRF-e mikrometrdäki ýa-da nanometr şkalasyndaky zatlara içalyçylyk etmäge mümkinçilik berýär.Köplenç erginler we kompozitler ýaly materiallary öwrenmek, beloklaryň molekulýar gurluşyny öwrenmek, hatda gadymy galyndylary daşdan süňkden aýyrmazdan täzeden gurmak üçin ulanylýar.Ackermann, Jonigk we Li, adam organlarynyň dünýädäki iň jikme-jik rentgen şöhlelerini almak üçin ullakan guraldan peýdalanmak islediler.
ESRF-daky işi sinhrotron skaneriniň görüp biljek çäklerini öňe süren Taforo giriň.Onuň haýran galdyryjy hileleri öň alymlara dinozawr ýumurtgalarynyň içinden synlamaga we açyk mumiýalary kesmäge mümkinçilik berdi we Taforo sinhrotronlaryň öýken loblaryny teoretiki taýdan skanirläp biljekdigini derrew tassyklady.Emma aslynda adam agzalarynyň hemmesini barlamak gaty kyn mesele.
Bir tarapdan deňeşdirmek meselesi bar.Adaty rentgen şöhleleri dürli materiallaryň näçe radiasiýa siňdirilýändigine esaslanyp, has agyr elementlere garanyňda has agyr elementleri siňdirýär.Softumşak dokumalar esasan ýeňil elementlerden - uglerod, wodorod, kislorod we ş.m.-lerden durýar, şonuň üçin olar klassiki lukmançylyk rentgeninde aýdyň görünmeýär.
ESRF hakda ajaýyp zatlaryň biri, rentgen şöhlesiniň örän sazlaşykly bolmagydyr: ýagtylyk tolkunlarda gezýär we ESRF ýagdaýynda, rentgen şöhleleriniň hemmesi şol bir ýygylykda we deňleşmeden başlaýar, yz yzlary ýaly yzygiderli yrgyldamaly Reik tarapyndan zen bagyndan.Emma bu rentgen şöhleleri obýektiň içinden geçip barýarka, dykyzlygyndaky inçe tapawutlar her bir rentgeniň ýoldan azajyk sowulmagyna sebäp bolup biler we rentgen şöhleleriniň obýektden has daşlaşmagy bilen tapawudy ýüze çykarmak aňsatlaşar.Bu gyşarmalar, ýagtylyk elementlerinden ybarat bolsa-da, obýektiň içindäki inçe dykyzlyk tapawutlaryny ýüze çykaryp biler.
Emma durnuklylyk başga mesele.Giňeldilen rentgen şöhleleriniň bir toparyny almak üçin, bir millimetriň müňden gowragy egilmezligi ýa-da hereket etmezligi üçin organ tebigy görnüşinde bolmalydyr.Mundan başga-da, şol bir organyň yzygiderli rentgen şöhleleri biri-birine gabat gelmez.Bodyöne bedeniň çeýe bolup biljekdigini aýtmak hökman däl.
Li we UCL topary, sinhrotron rentgen şöhlelerine çydap bilýän konteýnerleri dizaýn etmegi maksat edinýärdi, şol bir wagtyň özünde mümkin boldugyça köp tolkun goýberýär.Li, şeýle hem, taslamanyň umumy guralyşyna, mysal üçin, Germaniýa bilen Fransiýanyň arasynda adam organlaryny daşamagyň jikme-jikliklerine gözegçilik etdi we skanerleri nädip seljermelidigini anyklamak üçin biomedikal uly maglumatlar boýunça hünärmen Walşy işe aldy.Fransiýada gaýdyp gelen Taforonyň işi skaner prosedurasyny gowulandyrmak we Li toparynyň gurýan konteýnerinde organy nädip saklamalydygyny anyklamakdy.
Tafforo, organlaryň çüýremezligi we şekilleriň mümkin boldugyça düşnükli bolmagy üçin suwly etanolyň birnäçe bölegi bilen gaýtadan işlenmelidigini bilýärdi.Şeýle hem, organyň dykyzlygyna gabat gelýän bir zadyň üstünde durnuklaşdyrmalydygyny bilýärdi.Onuň meýilnamasy, organlary deňiz ösümliklerinden alnan jele meňzeş madda bolan etana baý agarda ýerleşdirmekdi.
Şeýle-de bolsa, iblis jikme-jiklikde - Europeewropanyň köpüsinde bolşy ýaly, Taforo hem öýünde saklanýar we gulplanýar.Şeýlelik bilen Taforo gözlegini öý laboratoriýasyna geçirdi: Birnäçe ýyl ozalky orta ölçegli aşhanany 3D printerler, esasy himiýa enjamlary we haýwan süňklerini anatomiki gözleg üçin taýýarlamak üçin ulanylýan gurallar bilen bezedi.
Taforo agar ýasamagy bilmek üçin ýerli azyk dükanyndaky önümleri ulandy.Hatda, laboratoriýa derejeli agar formulalarynyň adaty düzümi bolan demineralizasiýa edilen suw ýasamak üçin ýakynda arassalanan üçeginden tupan suwlaryny ýygnaýar.Agarlary gaplamak bilen meşgullanmak üçin ýerli gyrgyçdan doňuz içegelerini aldy.
Doňuzlary öýkeniň ilkinji barlagy üçin Taforo maý aýynyň ortalarynda ESRF-e gaýdyp geldi.Maý aýyndan iýun aýyna çenli Ackermann we Jonig Germaniýadan Grenoble alyp giden COVID-19-dan ölen 54 ýaşly adamyň çep öýken lobuny taýýarlady we gözden geçirdi.
"Ilkinji suraty görenimde, e-poçta hatymda taslama gatnaşanlaryň hemmesine ötünç haty geldi: şowsuz bolduk we ýokary hilli skaner alyp bilmedim" -diýdi."Diňe olara meniň üçin gorkunç, ýöne olar üçin gaty gowy iki surat iberdim".
Los An Angeleselesdäki Kaliforniýa uniwersitetiniň Li üçin suratlar haýran galdyrýar: tutuş organ şekilleri adaty lukmançylyk KT barlaglaryna meňzeýär, ýöne “million esse köp maglumat berýär”.Gözlegçi ömrüniň dowamynda tokaýy öwrenýän ýaly, ýa-da ullakan uçar bilen tokaýyň üstünden uçup ýa-da ýolda gezýän ýaly.Indi ganatdaky guşlar ýaly örtükden ýokary çykýarlar.
Topar HiP-CT çemeleşmesiniň ilkinji doly düşündirişini 2021-nji ýylyň noýabr aýynda neşir etdi we gözlegçiler COVID-19-nyň öýkeniň käbir aýlanyş görnüşlerine nähili täsir edýändigi barada jikme-jiklikleri hem ýaýratdylar.
Gözlegiň garaşylmadyk peýdasy hem boldy: gözlegçiler dostlaryny we maşgalasyny sanjym etmäge ynandyrdy.COVID-19 agyr ýagdaýlarynda öýkeniň köp gan damarlary çişip, çişip görünýär we az derejede kiçijik gan damarlarynyň adaty bolmadyk bukjalary emele gelip biler.
Tafolo: "COVID-den ölen adamdan öýkeniň gurluşyna seretseň, öýken ýaly däl - bu bulaşyklyk" -diýdi.
Gözlegleriň, hatda sagdyn organlarda-da hiç bir adamyň organlarynyň beýle jikme-jik gözden geçirilmändigi sebäpli hiç haçan ýazylmaýan inçe anatomiki aýratynlyklary ýüze çykarandygyny sözüniň üstüne goşdy.“Chan Zuckerberg Initiative” (“Facebook” -yň baş direktory Mark Zukerberg we Zukerbergiň aýaly, lukman Priskilla Çan tarapyndan döredilen telekeçilik däl gurama) tarapyndan 1 million dollardan gowrak serişde bilen HiP-CT topary häzirki wagtda adam organlarynyň atlasy diýilýän zady döredýär.
Topar şu wagta çenli Ackermann we Jonigk tarapyndan Germaniýada geçirilen COVID-19 jesedi we LADAF saglyk “gözegçilik” organy tarapyndan berlen organlara esaslanyp, bäş agzanyň - ýürek, beýni, böwrek, öýken we dalak barlagyny ýaýratdy.Grenoblyň anatomiki barlaghanasy.Topar internetde erkin elýeterli bolan maglumatlara esaslanyp, uçuş filmleri ýaly maglumatlary öndürdi.Adam organlary atlasy çaltlyk bilen giňelýär: ýene 30 organ skanirlendi, ýene 80 organ dürli taýýarlyk döwründe.Bu çemeleşme barada has giňişleýin maglumat almak üçin 40-a golaý dürli gözleg topary topara ýüz tutandygyny aýtdy.
UCL kardiolog Kuk, esasy anatomiýa düşünmek üçin HiP-CT ulanmakda uly mümkinçilikleri görýär.Öýken keseli bilen meşgullanýan UCL radiology Jo Jacobakob, HiP-CT-iň, esasanam gan damarlary ýaly üç ölçegli gurluşlarda “kesele düşünmek üçin bahasyna ýetip bolmajakdygyny” aýtdy.
Hatda hudo .nikler hem kynçylyk çekdiler.Düýbi Londonda ýerleşýän tejribeli sungat kolleji Marşmallow lazer baýramynda Barney Stil HiP-CT maglumatlarynyň çuňňur wirtual hakykatda nädip öwrenilip bilinjekdigini işjeň derňeýändigini aýtdy."Aslynda, adam bedeninden syýahat edýäris".
Emma HiP-CT-iň ähli wadalaryna garamazdan çynlakaý meseleler bar.Ilki bilen, HiP-CT skaneri, her bir organa aňsatlyk bilen terabaýt “geň galdyryjy maglumat” döredýär diýýär.Kliniki lukmanlara bu skanerleri hakyky dünýäde ulanmaga rugsat bermek üçin gözlegçiler, adam bedeni üçin Google Kartalar ýaly bulut esasly interfeýsi döretmegi umyt edýärler.
Şeýle hem, skanerleri işleýän 3D modellerine öwürmegi aňsatlaşdyrmalydy.KT gözlemek usullarynyň hemmesi ýaly, HiP-CT berlen obýektiň 2D dilimini alyp, olary bir ýere jemläp işleýär.Häzirki wagtda hem bu prosesiň köpüsi el bilen amala aşyrylýar, esasanam adaty bolmadyk ýa-da näsag dokumalary skanirlän mahaly.Li we Uolş, HiP-CT toparynyň ileri tutýan zady, bu meseläni aňsatlaşdyryp bilýän maşyn öwrenmek usullaryny ösdürmekdigini aýdýarlar.
Adam organlarynyň atlasy giňelip, gözlegçiler has hyjuwly bolansoň bu kynçylyklar giňelder.HiP-CT topary, taslamanyň organlaryny gözden geçirmegi dowam etdirmek üçin BM18 atly iň täze ESRF şöhle enjamyny ulanýar.BM18 has uly rentgen şöhlesini öndürýär, bu bolsa skanirlemegiň az wagt alýandygyny aňladýar we BM18 rentgen detektory skanirlenýän obýektden 125 fut (38 metr) uzaklykda ýerleşdirilip, skanerden has düşnükli bolar.BM18 netijeleri eýýäm gaty gowy diýýär, täze ulgamdaky Adam Organ Atlas nusgalarynyň käbirini ýatyran Taforo.
BM18 gaty uly zatlary hem skanirläp biler.Topar täze desga bilen 2023-nji ýylyň ahyryna çenli adam bedeniniň ähli göwresini bir gezek gözden geçirmegi meýilleşdirýär.
Tehnologiýanyň ägirt uly mümkinçiliklerini öwrenen Taforo: "Biz hakykatdanam başynda".
© 2015-2022 National Geographic Partners, LLC.Rightshli hukuklar goralandyr.