高度な位相コントラスト X 線イメージングにより、古代ミイラの血管と神経が明らかに

• 新しい伝播ベースの位相コントラスト イメージングにより、古代遺跡の軟組織を詳細に捉えることができます。 
• 3D の高空間セルラーおよびサブセルラー解像度を生成します。 
• このテクノロジーは、古代のライフスタイル、病気、死をより深く理解するのに役立ちます。 

X 線ラジオグラフィーとコンピューター断層撮影 (CT) は、動物や人間のミイラの非破壊分析に最もよく使用される技術の一部です。これらの X 線手法は吸収コントラストに依存しており、古病理学や考古学などの分野で非常に役立ちます。

吸収コントラストは、骨やその他の密度の高い物質を検査する場合には効果的ですが、軟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、代わりに伝播ベースの位相コントラスト イメージングを提案しました。

この新しい方法は、ミイラやその他の古代遺跡の軟組織を顕微鏡レベルまで画像化することができます。この研究の主な目的は、古代の軟組織を検査するための従来の CT に代わる効果的な方法を提供することです。

この研究では、研究者らは地中海博物館から所蔵されているエジプトの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、その年代は紀元前 400 年頃まで遡ります。

出力画像の解像度

実験装置の概略図 |研究者提供

従来の CT はサンプル内の X 線吸収に依存しますが、伝播ベースの位相コントラスト CT は X 線の誘発された位相シフトを検査します。軟組織の位相シフトは X 線の吸収エネルギーよりも 3 桁近く大きいため、(細胞解像度で) 詳細に優れた品質が出力され、研究者は異なる種類の組織をより適切に区別できるようになります。

参照:放射線学 |土井:10.1148/radiol.2018180945 | RSNA

より具体的には、3D の高空間細胞および細胞内解像度を生成し、軟組織の発見を強化し、健康な組織と病的な組織の区別を容易にします。

軟部組織を示すミイラ化した手の CT (右) |研究者の厚意による

既存の 2D 技術では、表示機能が単一方向に制限されているため、機能が見逃される危険があります。一方、位相コントラスト CT では、任意の領域の再構成画像または全体ボリュームとしてレンダリングされた画像を検索するオプションが提供されます。これは、遺伝子検査または生化学検査用のサンプルを抽出する場合に非常に役立ちます。

最終的な写真の解像度は 6 ～ 9 マイクロメートルでした。このようにして、研究者は神経、血管、脂肪細胞の残骸を観察することができました。実際、彼らは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。

次は何ですか?

この研究では、過酷な組織抽出と化学処理を必要とする軟部組織の古病理学で使用され、古代の脆弱な標本にとって有害な古い技術に比べて、従来の CT の利点が指摘されています。 CT が古代遺跡を調査するための標準的な方法になったのと同様に、研究者らは、伝播ベースの位相コントラスト イメージングが間もなく既存の方法に取って代わると考えています。

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この新しいテクノロジーは、考古学者が軟組織から詳細なデータを抽出し、古代のライフスタイル、病気、死をより深く理解するのに役立ちます。全体として、仮想組織学の新たな可能性が開かれ、古い侵襲的な方法の要件がさらに減少します。最終的には、これは医学研究や古病理学における有用な発見につながるでしょう。