先進位相差X線イメージング：古代ミイラの血管と神経を鮮明に可視化

X線撮影とCT（コンピュート断層撮影）は、動物および人類のミイラの非破壊分析に最も使用される技術です。これらのX線手法は吸収コントラストに依存し、古病理学と考古学分野で極めて有用でした。

吸収コントラストは骨やその他の高密度物質の検査に優れていますが、軟部組織に関しては十分な詳細を提供できません。そのため、スウェーデンのKTH王立工科大学の研究者たちは、伝播ベース位相差イメージングを提案しました。

この新手法は、ミイラやその他の古代遺骸の軟部組織を微視的レベルまで撮像可能です。研究の主目的は、古代軟部組織の検査において従来CTの効果的代替を提供することです。

この研究では、地中海博物館蔵のエジプトミイラ化した人間の右手を調査しました。この手は男性のもので、紀元前400年頃にさかのぼります。

出力画像の解像度

実験セットアップの概略図 | 研究者提供

従来CTがサンプル内のX線吸収に依存するのに対し、伝播ベース位相差CTはX線の誘導位相シフトを検査します。軟部組織での位相シフトはX線吸収エネルギーのほぼ3桁大きいため、細胞レベルの詳細で優れた品質を出力し、研究者が異なる組織タイプをより良く区別できるようにします。

参照：Radiology | doi:10.1148/radiol.2018180945 | RSNA

より具体的には、3D高空間細胞・亜細胞解像度を生成し、軟部組織の発見を強化し、健康組織と病理組織の区別を容易にします。

ミイラ化した手のCT（右：軟部組織） | 研究者提供

既存の2D技術は単一方向からの視認能力に制限され、特徴を見逃すリスクがあります。一方、位相差CTは、任意領域での再構成画像検索や全体積レンダリングを可能にします。これは遺伝学的・生化学的検査のためのサンプル抽出に非常に有用です。

最終画像の解像度は6～9マイクロメートルでした。したがって、研究者たちは神経、血管、脂肪細胞の残骸を観察できました。実際、爪床の血管を検出し、複数の皮膚層を区別することに成功しました。

この研究は、従来CTが軟部組織古病理学で使用されてきた古い技術（過酷な組織抽出と化学処理を必要とし、古代の脆弱な標本に有害）より優れていることを指摘しています。CTが古代遺骸調査の標準手法になったように、研究者たちは伝播ベース位相差イメージングが間もなく既存手法に取って代わると信じています。

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この新技術は、考古学者が軟部組織から詳細データを抽出し、古代の生活様式、疾患、死因をより良く理解するのを支援します。全体として、バーチャル組織学の新たな可能性を開き、古い侵襲的手法の必要性をさらに減らします。最終的に、これは医学研究と古病理学での有用な発見につながるでしょう。

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