19.02.2016
Прибегнув к новому методу компьютерной томографии (КТ), основанному на рассеивании рентгеновских лучей, международная группа исследователей впервые сумела визуализировать наноструктуру объектов размером всего в несколько миллиметров. Чтобы продемонстрировать возможности этого метода, ученые сделали точную объемную реконструкцию расположения коллагановых волокон фрагмента человеческого зуба.
Новый метод, разработанный группой исследователей из Мюнхенского технического университета (TUM), больницы «Шарите» в Берлине, Университета Лунда (Швеция) и Института Пауля Шеррера в Швейцарии, основан не на поглощении рентгеновских лучей, а на их рассеивании.
Обычные методы КТ позволяют точно рассчитать для каждой точки трехмерного изображения только одну величину, которая называется вокселем. Преимущество нового метода заключается в том, что каждому вокселю присваивается несколько значений, поскольку рассеянный свет поступает с разных сторон.
«Благодаря этой дополнительной информации мы можем узнать о наноструктуре объекта гораздо больше, нежели с помощью обычной КТ. Измерение рассеянного рентгеновского излучения позволяет визуализировать даже такие структуры, размер которых делает их практически «невидимыми» для аппаратуры прямого пространственного разрешения», пояснил профессор Franz Pfeiffer, руководитель Института биомедицинской физики при TUM.
Совместив объемную информацию, полученную с помощью рассеянных рентгеновских лучей и КТ, исследователи смогли четко увидеть направление коллагеновых волокон внутри фрагмента зуба, размер которого составил всего 3 мм. Для этого им потребовалось получить 1,4 миллиона изображений; затем их обработали с помощью специально созданного алгоритма, позволяющего осуществить полную реконструкцию.
«КТ по-прежнему остается более подходящим методом исследования крупных объектов. Однако наш новый метод впервые позволил с такой точностью визуализировать неноструктуру крайне мелких предметов», сказал Florian Schaff, аспирант Института биомедицинской физики при TUM и автор исследования.
Ученые полагают, что новый метод получения изображений может представлять интерес в контексте изучения не только биологических материалов, например, кости и зубов, но и материалов функциональных, таких, как топливные элементы и компоненты аккумуляторов.
Результаты исследования были опубликованы 19 ноября в онлайновом выпуске журнала Nature в статье «Six-dimensional real and reciprocal space small-angle X-ray scattering tomography» («Шестимерная прямая и обратная рентгеновская компьютерная томография с малым углом излучения»).
Мюнхен, Германия.
Источник: http://www.dental-tribune.com/
.png)