Исследование пациента демонстрирует преимущества рентгеновской технологии темного поля

Профессор Доктор Франц Пфайффер (сзади, слева), профессор биомедицинской физики, и его команда разработали прототип клинического компьютерного томографа, который сочетает в себе темное поле и обычную рентгеновскую технологию (назад справа: доктор Томас Кёлер, спереди слева: Клеменс Шмид, спереди справа: Мануэль Вирметц).

Исследовательская группа Технического университета Мюнхена (TUM) впервые создала темные рентгеновские снимки пациентов, инфицированных коронавирусом. В отличие от обычных рентгеновских изображений, изображения темного поля визуализируют микроструктуру легочной ткани, тем самым предоставляя дополнительную информацию. Этот подход может стать альтернативой компьютерной томографии (КТ), которая требует значительно более высокой дозы облучения.
Легкие пациентов с Covid-19 обычно визуализируются с помощью компьютерной томографии (КТ). Технология КТ использует несколько рентгеновских изображений с разных ракурсов для вычисления трехмерного изображения. Это обеспечивает более точные результаты, чем двумерная визуализация с использованием обычной рентгеновской технологии. Недостатком, однако, является более высокая доза облучения из-за большого количества необходимых рентгеновских изображений.
Рентген грудной клетки темного поля – это новая рентгеновская технология, разработанная профессором Франц Пфайффер. Это прокладывает путь к новым возможностям в радиационной диагностике: “Во время рентгеновского исследования мы делаем обычные рентгеновские снимки и изображения темного поля одновременно. Это дает нам дополнительную информацию о пораженной ткани легких быстро и легко”, – говорит Франц Пфайффер, профессор биомедицинской физики и директор Мюнхенского института биомедицинской инженерии в TUM.
“В результате доза облучения в пятьдесят раз меньше по сравнению с компьютерными аппаратами. Следовательно, этот метод является перспективным для сценариев применения, которые требуют повторных исследований в течение длительных периодов времени – например, при исследовании прогрессирования длительного COVID. Этот подход может служить альтернативой компьютерной томографии для визуализации легочной ткани в течение длительных периодов наблюдения”, – объясняет Франц Пфайффер.

Дополнительная информация о микроструктуре легочной ткани

В новом исследовании радиологи сравнили изображения пациентов с заболеваниями легких COVID-19 с изображениями здоровых людей. Они обнаружили, что различать больных и здоровых людей легче использовать изображения темного поля, чем обычные рентгеновские снимки. Рентгенологи смогли наиболее легко различать больную и здоровую легочную ткань, когда были доступны оба вида изображений – обычные и темные.
В то время как обычная рентгеновская технология опирается на затухание рентгеновских лучей, рентгеновская технология темного поля использует так называемое малоугловое рентгеновское рассеяние. Это открывает дверь для получения дополнительной информации о природе микроструктуры легочной ткани. Таким образом, изображения темных полей могут обеспечить дополнительную ценность при исследовании различных заболеваний легких.

Количественная оценка

Исследовательская группа оптимизировала прототип рентгеновского аппарата, чтобы они могли количественно оценивать изображения. Здоровое легкое с большим количеством неповрежденных альвеол производит сильный сигнал темного поля и ярко появляется на изображении. Напротив, воспаленная легочная ткань со встроенной жидкостью производит более слабый сигнал и кажется темнее на изображении. “Мы нормализуем сигнал темного поля в отношении объема легких, чтобы учесть изменения объема легких между людьми”, – объясняет Мануэла Франк, ведущий автор статьи.
“Следующая, мы надеемся осмотреть дальнейших пациентов. Как только у нас будет достаточное количество рентгеновских данных темного поля, мы намерены использовать искусственный интеллект для поддержки процесса оценки. Для обычных изображений мы уже осуществили пилотный проект по оценке наших рентгеновских изображений ИИ”, – говорит Даниэла Пфайффер, профессор радиологии и медицинский директор исследования в университетской больнице TUM Klinikum rechts der Isar.

Дополнительная информация о новой рентгеновской технологии темного поля

Рентген темного поля – это новый метод медицинского обследования. Профессор Франц Пфайффер и его команда разработали метод с нуля и постоянно продвигают его в течение более десяти лет, делая его доступным для первого использования в мире у пациентов.
В тесном сотрудничестве с рентгенологами университетской больницы TUM Klinikum rechts der Isar исследователи разработали прототип рентгеновского излучения темного поля, который был одобрен для первоначальных клинических исследований. Прототип в настоящее время используется в нескольких исследованиях с пациентами, страдающими различными заболеваниями легких. После первоначального исследования хронической обструктивной болезни легких (ХОБЛ) и Covid-19 технология также может быть применена в будущем для других патологий легких, таких как рак легких, фиброз или пневмоторакс.

Источник