先进相位对比X射线成像揭示古木乃伊血管与神经微观结构
- 新型传播相位对比成像可微观级捕捉古代遗骸软组织细节。
- 生成3D高空间细胞及亚细胞分辨率。
- 技术助力深入理解古代生活方式、疾病与死亡原因。
X射线摄影和计算机断层扫描(CT)是动物和人类木乃伊无损分析最常用技术。这些X射线方法依赖吸收对比,在古病理学和考古学极其有用。
吸收对比检查骨骼等致密材料效果好,但软组织细节不足。因此瑞典KTH皇家理工学院研究者提出传播相位对比成像。
新方法可将木乃伊等古代遗骸软组织成像至微观级。研究首要目标:为用传统CT检查古代软组织提供有效替代方案。
研究中检查了来自地中海博物馆的埃及木乃伊人右手。属男性,距今约400 BCE。
输出图像分辨率
实验装置示意图 | 研究者提供
传统CT依赖样本X射线吸收,传播相位对比CT检测X射线诱导相位偏移。因软组织相位偉移近吸收能量3个数量级,输出卓越细节(细胞分辨率),让研究者更好区分组织类型。
参考:Radiology | doi:10.1148/radiol.2018180945 | RSNA
具体生成3D高空间细胞和亚细胞分辨率,增强软组织发现,更易区分健康与病理组织。
木乃伊手CT显示软组织(右) | 研究者提供
现有2D技术限制单方向观察,易遗漏特征。相位对比CT可任意区域搜索重建图像或总体渲染,利于提取样本做基因或生化检查。
最终图像分辨率6-9微米。研究者观测到神经残留、血管、脂肪细胞。成功检测甲床血管、区分多层皮肤结构。
未来展望
研究指出传统CT优于软组织古病理学旧技术(需苛刻组织提取和化学处理,损害脆弱古标本)。正如CT成古代遗骸研究标准,研究者相信传播相位对比成像将很快取代现有方法。
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新技术将帮助考古学家从软组织提取详细数据,更好理解古代生活方式、疾病和死亡。总体开启虚拟组织学新可能,进一步减少侵入性旧方法需求。最终将推动医学研究和古病理学实用发现。
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