Teknîkîyek nû ya şopandinê wêneyên bi hûrgulî çêdike ku dikare di lêkolîna anatomiya mirovan de şoreşê bike.
Dema ku Paul Taforo yekem wêneyên xwe yên ceribandinê yên qurbaniyên ronahiyê yên COVID-19 dît, wî difikirî ku ew têk çûye.Paleontologek ji hêla perwerdehiyê ve, Taforo bi mehan bi tîmên li seranserê Ewrûpayê re xebitî da ku bilezkerên perçeyên li Alpên Frensî veguherînin amûrên şopandina bijîjkî yên şoreşger.
Ew di dawiya Gulana 2020-an de bû, û zanyar dilxwaz bûn ku çêtir fam bikin ka COVID-19 çawa organên mirovan hilweşîne.Taforo ji bo pêşxistina rêbazek ku bikaribe tîrêjên X-tîrêjên bilind ên ku ji hêla Saziya Radyasyona Synchrotron a Ewropî (ESRF) li Grenoble, Fransa ve têne hilberandin, bikar bîne hate wezîfedar kirin.Wekî zanyarek ESRF, wî sînorên tîrêjên x-tîrêjên bilind ên fosîlên kevir û mûmyayên hişk derbas kiriye.Niha ew ji girseya nerm û asê ya destmalên kaxiz ditirsiya.
Wêneyan ji her CT-ya bijîjkî ya ku wan berê nedîtibûn hûrgulî nîşanî wan da, û hişt ku wan valahiyên serhişk ên di awayê ku zanyar û bijîjk organên mirovî çawa dibînin û fam dikin derbas bikin."Di pirtûkên dersa anatomiyê de, gava ku hûn wê dibînin, ew pîvanek mezin e, ew pîvanek piçûk e, û ew wêneyên bi destan hatine xêz kirin ji ber yek sedemê ne: ew şîroveyên hunerî ne ji ber ku wêneyên me tune ne," University College London (UCL). ) gotin..Lêkolînerê payebilind Claire Walsh got."Ji bo yekem car em dikarin tiştê rastîn bikin."
Taforo û Walsh beşek in ji tîmek navneteweyî ya ji zêdetirî 30 lêkolîneran pêk tê ku teknîkek nû ya şopandina tîrêjê ya bi hêz a bi navê Tomografiya Berevajî ya Qonaxa Hiyerarşîk (HiP-CT) afirandine.Bi wê re, ew di dawiyê de dikarin ji organek mirovî ya bêkêmasî berbi dîmenek mezin a damarên xwînê yên laş an hetta hucreyên ferdî ve biçin.
Ev rêbaz jixwe têgihiştinek nû peyda dike ka çawa COVID-19 zirarê dide û damarên xwînê yên di pişikê de ji nû ve çêdike.Her çend perspektîvên wê yên demdirêj diyar kirin dijwar e ji ber ku tiştek mîna HiP-CT-ê berê tunebû, lêkolînerên ku ji potansiyela wê heyecan in bi coş û kelecan rêyên nû ji bo têgihiştina nexweşiyê û nexşeya anatomiya mirovî bi nexşeyek topografîk a rasttir dihesibînin.
Kardiologê UCL Andrew Cooke got: "Dibe ku pir kes şaş bimînin ku em bi sed salan li ser anatomiya dil dixwînin, lê li ser avahiya normal ya dil, nemaze dil, lihevhatinek tune… Hucreyên masûlkeyan û ew çawa diguhere. dema dil lêdixe.”
"Ez li benda tevahiya kariyera xwe bûm," wî got.
Teknolojiya HiP-CT dest pê kir dema ku du pathologên Alman ji bo şopandina bandorên cezakirinê yên vîrusa SARS-CoV-2 li ser laşê mirovan pêşbaz kirin.
Danny Jonigk, pathologê tîrêjê li Dibistana Bijîjkî ya Hannover, û Maximilian Ackermann, pathologist li Navenda Bijîjkî ya Zanîngeha Mainz, di hişyariya bilind de bûn ji ber ku nûçeyên bûyera neasayî ya pneumoniyayê li Chinaînê dest pê kir.Her du jî xwedî ezmûna dermankirina şert û mercên pişikê bûn û tavilê dizanibûn ku COVID-19 ne asayî ye.Zewac bi taybetî ji raporên "hîpoksiya bêdeng" ku nexweşên COVID-19 hişyar dihêlin lê dihêlin ku asta oksîjena xwîna wan biqede.
Ackermann û Jonig guman dikin ku SARS-CoV-2 bi rengekî êrîşî damarên xwînê yên di pişikê de dike.Dema ku nexweşî di Adara 2020-an de li Elmanyayê belav bû, zewacê dest bi otopsiya qurbaniyên COVID-19 kir.Wan di demek kurt de hîpoteza xweya damarî ceriband bi derzîlêdana rezîn di nimûneyên tevnvîsê de û dûv re tevnvîsê di asîdê de hilweşand, modelek rastîn a vaskulasyona orjînal hiştin.
Bi karanîna vê teknîkê, Ackermann û Jonigk destmalên mirovên ku ji COVID-19 nemirin bi yên mirovên ku mirine dan ber hev.Wan tavilê dît ku di mexdûrên COVID-19 de, damarên xwînê yên herî piçûk ên di pişikê de hatine çikandin û ji nû ve hatine çêkirin.Van encamên berbiçav, ku di Gulana 2020-an de serhêl hatine weşandin, destnîşan dikin ku COVID-19 ne bi hişkî nexweşiyek tansiyonê ye, lê belê nexweşiyek damarî ye ku dikare bandorê li organan li seranserê laş bike.
"Heke hûn di laş re derbas bibin û hemî damarên xwînê li hev bikin, hûn 60,000 heta 70,000 mîl digihîjin, ku du caran dûrahiya dora ekvatorê ye," Ackermann, pathologek ji Wuppertal, Almanya, got..Wî zêde kir ku heke tenê ji sedî 1 ji van damarên xwînê ji hêla vîrusê ve were êrîş kirin, dê herikîna xwînê û şiyana girtina oksîjenê têk biçe, ku dikare bibe sedema encamên wêranker ji bo tevahiya organê.
Gava ku Jonigk û Ackermann bandora COVID-19 li ser damarên xwînê fêm kirin, wan fêm kir ku ew hewce ne ku zirarê baştir fam bikin.
X-tîrêjên bijîjkî, yên wekî CT-ê, dikarin dîmenên tevahiya organan peyda bikin, lê ew ne bi têra xwe zelal in.Biopsî rê dide zanyaran ku nimûneyên tevnvîsê di bin mîkroskopê de bikolin, lê wêneyên encam tenê beşek piçûk a tevahiya organê temsîl dikin û nikarin nîşan bidin ka COVID-19 çawa di pişikan de pêş dikeve.Û teknîka resinê ya ku tîmê pêşxistiye pêdivî bi helandina tevneyê heye, ku nimûneyê wêran dike û lêkolîna bêtir sînordar dike.
"Di dawiya rojê de, [pişik] oksîjenê distîne û karbondîoksît derdikeve, lê ji bo wê, bi hezaran mîl damarên xwînê û kapilaran hene, pir hûrik... ew hema bêje mûcîze ye," Jonigk, damezrîner, got. lêkolînerê sereke li Navenda Lêkolîna Pişikê ya Alman."Ji ber vê yekê em çawa dikarin bi rastî tiştek wekî COVID-19 tevlihev binirxînin bêyî hilweşandina organan?"
Jonigk û Ackermann hewceyê tiştek nedîtî bûn: rêzek tîrêjên x-ê yên heman organê ku dê rê bide lêkolîneran ku perçeyên organê bi pîvana hucreyî mezin bikin.Di Adara 2020-an de, duo Alman bi hevkarê xwe yê demdirêj Peter Lee, zanyarê materyal û serokê teknolojiyên nûjen ên li UCL re têkilî danî.Taybetmendiya Lee lêkolîna materyalên biyolojîkî ye ku bi karanîna tîrêjên X-ya hêzdar tê bikar anîn, ji ber vê yekê ramanên wî tavilê berê xwe dan Alpên Frensî.
Navenda Radyasyonê ya Synchrotron a Ewropî li ser perçeyek sêgoşe ya axa li bakurê rojavayê Grenoble ye, ku du çem li hev dicivin.Tiştek lezkerek parçikan e ku elektronan bi leza ronahiyê di orbitên dorhêl ên nîv mîl dirêj de dişîne.Gava ku ev elektron di dorê de dizivirin, magnetên hêzdar ên di orbitê de herika pirçan diqelişînin, û dibe sedem ku elektron hin ji tîrêjên X-ya herî geş ên cîhanê derxînin.
Ev radyasyona bi hêz dihêle ku ESRF li tiştên li ser pîvana mîkrometre an jî nanometreyê sîxuriyê bike.Ew pir caran ji bo lêkolîna materyalên wekî alloy û pêkhateyan, ji bo lêkolîna strukturên molekulî yên proteînan, û tewra ji nû ve avakirina fosîlên kevnar bêyî veqetandina kevir ji hestî tê bikar anîn.Ackermann, Jonigk û Lee xwestin ku amûra mezin bikar bînin da ku rontgenên herî berfireh ên organên mirovan ên cîhanê bigirin.
Têkeve Taforo, ku xebata wî li ESRF sînorên ku şopandina synchrotron dikare bibîne derbas kiriye.Rêzeya hîleyên wê yên balkêş berê hiştibû ku zanyar li hundurê hêkên dînozoran binerin û hema hema mûmyayên vekirî bibirrin, û hema hema yekser Taforo piştrast kir ku synchrotron bi teorîkî dikarin tevahî lobên pişikê baş bişopînin.Lê di rastiyê de, şopandina tevahiya organên mirovan dijwariyek mezin e.
Ji aliyekî ve pirsgirêka berhevdanê heye.Tîrêjên x-ya standard li ser bingeha çiqas tîrêjê ku materyalên cihêreng hildigirin, bi hêmanên girantir ji yên sivik zêdetir wêneyan diafirînin.Tiştên nerm bi piranî ji hêmanên sivik-karbon, hîdrojen, oksîjen, hwd.- pêk tên- ji ber vê yekê ew li ser x-radyoya bijîjkî ya klasîk bi zelalî xuya nakin.
Yek ji tiştên girîng ên di derbarê ESRF de ev e ku tîrêjên wê yên X-tîrêjê pir hevgirtî ye: Ronahî di pêlan de digere, û di rewşa ESRF de, hemî tîrêjên wê yên rontgen bi heman frekans û lihevkirinê dest pê dikin, bi domdarî dihejînin, mîna şopên lingan. ji hêla Reik ve di nav baxçeyek zen de.Lê gava ku ev tîrêjên X-ê di nav cewherê re derbas dibin, cûdahiyên nazik di tîrêjê de dikare bibe sedem ku her tîrêjek rontgen hinekî ji rê dûr bikeve, û dema ku tîrêjên X-tîrêjê ji objeyê dûrtir dibin, tespîtkirina cûdahî hêsantir dibe.Van veqetandî dikarin cûdahiyên hûrgelê yên di hundurê tiştek de diyar bikin, her çend ew ji hêmanên sivik pêk were.
Lê aramî mijareke din e.Ji bo ku meriv rêzek tîrêjên x-ê yên mezin werin girtin, divê organ di şeklê xwe yê xwezayî de were sax kirin da ku ji hezarî milîmetreyê zêdetir neqelişe û nelive.Wekî din, tîrêjên x-ê yên li dû hev ên heman organê dê hevûdu negirin.Ne hewce ye ku were gotin, lêbelê, laş dikare pir maqûl be.
Lee û ekîba wî ya li UCL armanc kir ku konteynir sêwirînin ku karibin li ber tîrêjên X-ya synchrotron bisekinin di heman demê de ku hîn jî bi qasî ku gengaz rê bidin pêlan.Lee di heman demê de organîzasyona giştî ya projeyê jî hilgirt -mînakî, hûrguliyên veguhestina organên mirovan di navbera Almanya û Fransa de - û Walsh, yê ku di daneyên mezin ên bijîjkî de pispor e, kir da ku arîkariya zanibe ka meriv çawa şaneyan analîz dike.Vegere li Fransa, xebata Taforo di nav xwe de başkirina prosedûra şopandinê û fêhmkirina ka meriv organê di konteynera ku tîmê Lee ava dikir de çawa hilîne.
Tafforo dizanibû ku ji bo ku organ hilweşe nebin, û wêne bi qasî ku gengaz zelal bin, divê ew bi çend beşan etanolê avî werin hilanîn.Wî her weha dizanibû ku wî hewce dike ku organê li ser tiştek ku tam bi dendika organê re hevaheng dike aram bike.Plana wî ew bû ku bi rengekî organan di agarek dewlemend-êtanolê de bi cih bike, maddeyek mîna jelê ku ji gewhera deryayê tê derxistin.
Lêbelê, şeytan di hûrguliyan de ye - wekî ku li piraniya Ewropayê, Taforo li malê asê maye û girtî ye.Ji ber vê yekê Taforo lêkolîna xwe bar kir laboratûvarek malê: Wî bi salan xemilandina metbexaneyek berê ya navîn bi çaperên 3D, alavên bingehîn ên kîmyayê û amûrên ku ji bo amadekirina hestiyên heywanan ji bo lêkolîna anatomîkî têne bikar anîn xemilandin.
Taforo hilberên ji firotgeha xweya herêmî bikar anî da ku fêr bibe ka meriv çawa agar çêdike.Ew tewra ava bahozê ji baniyek ku wî vê dawiyê paqij kiriye berhev dike da ku ava demineralîzekirî çêbike, ku hêmanek standard di formulên agar-pola laboratîfê de ye.Ji bo ku organên pakkirinê yên di agar de bixebite, wî rovîyên beraz ji serjêxaneyek herêmî girt.
Taforo hate paqij kirin ku di nîvê Gulanê de vegere ESRF ji bo ceribandina yekem a pişikê ya berazan.Ji Gulan heta Hezîranê, wî loba pişika çepê ya zilamek 54-salî ku ji COVID-19 mir, ku Ackermann û Jonig ji Almanya birin Grenoble, mir, amade kir û şopand.
"Dema ku min wêneya yekem dît, di e-nameya min de nameyek lêborînê ji her kesê ku di projeyê de beşdar bû re hebû: em têk çûn û min nekarî skanek bi kalîte bistînim," wî got."Min tenê ji wan re du wêneyên ku ji bo min tirsnak lê ji bo wan mezin bûn ji wan re şand."
Ji bo Lee of University of California, Los Angeles, wêne matmayî ne: Wêneyên tev-organ dişibin CT-ya bijîjkî ya standard, lê "bi mîlyon carî agahdartir in."Mîna ku gerok di tevahiya jiyana xwe de li ser daristanê lêkolîn kiriye, an bi balafirek jet a mezin di ser daristanê re difire, an jî di rê de digere.Niha ew wek çûkên li ser baskan li ser kaniyê bilind dibin.
Tîmê yekem danasîna xweya tevahî ya nêzîkatiya HiP-CT di Mijdara 2021-an de weşand, û lêkolîneran her weha hûrgulî li ser ka çawa COVID-19 bandor li hin cûreyên gerîdeya di pişikan de dike belav kirin.
Scan di heman demê de feydeyek nediyar jî hebû: wê alîkariya lêkolîneran kir ku heval û malbata xwe razî bikin ku vakslêdanê bibin.Di rewşên giran ên COVID-19 de, gelek damarên xwînê yên di pişikan de berbelav û werimî xuya dikin, û bi rêjeyek hindiktir, dibe ku girêkên nenormal ên damarên xwînê yên piçûk çêbibin.
"Gava ku hûn li avahiya pişikê ya kesek ku ji COVID mir dinêrin, ew ne mîna pişikek xuya dike - ew tevlihev e," Tafolo got.
Wî zêde kir ku tewra di organên saxlem de jî, şopandin taybetmendiyên anatomîkî yên nazik ên ku qet nehatine tomar kirin ji ber ku ti organek mirovî bi hûrgulî nehatiye lêkolîn kirin.Bi zêdeyî 1 mîlyon dolar diravî ji Înîsiyatîfa Chan Zuckerberg (rêxistinek ne-qezenc ku ji hêla CEO Facebook Mark Zuckerberg û jina Zuckerberg, bijîjk Priscilla Chan ve hatî damezrandin), tîmê HiP-CT niha tiştê ku jê re tê gotin atlasek organên mirovan diafirîne.
Heya nuha, tîmê skanên pênc organan - dil, mêjî, gurçik, pişik, û zirav - li ser bingeha organên ku ji hêla Ackermann û Jonigk ve di dema otopsiya COVID-19 de li Almanya û organa "kontrola" ya tenduristiyê LADAF hatine bexşandin, berdan.Laboratoriya anatomîkî ya Grenoble.Tîmê daneyan, û her weha fîlimên firînê, li ser bingeha daneyên ku bi serbestî li ser Înternetê peyda dibin, hilberandin.Atlasa Organên Mirovan bi lez berfireh dibe: 30 organên din hatine pişkinîn, û 80 yên din jî di qonaxên cuda yên amadekariyê de ne.Nêzîkî 40 komên lêkolînê yên cihêreng bi tîmê re têkilî danî ku di derheqê nêzîkbûnê de bêtir fêr bibin, Li got.
Cardiologê UCL Cook di karanîna HiP-CT de ji bo têgihîştina anatomiya bingehîn potansiyelek mezin dibîne.Radyologê UCL Joe Jacob, ku di nexweşiya pişikê de pispor e, got HiP-CT dê "ji bo têgihîştina nexweşiyê bêqîmet be", nemaze di strukturên sê-alî yên wekî damarên xwînê de.
Hunermend jî ketin nava têkoşînê.Barney Steele ya kolektîfa hunerî ya ezmûnî ya London-ê Marshmallow Laser Feast dibêje ku ew bi rengek çalak lêkolîn dike ka daneyên HiP-CT çawa dikarin di rastiya virtual ya berbiçav de werin vekolandin."Di bingeh de, em rêwîtiyek di laşê mirovan de diafirînin," wî got.
Lê tevî hemû sozên HiP-CT, pirsgirêkên cidî hene.Pêşîn, Walsh dibêje, skanek HiP-CT "hejmarek berbiçav a daneyê," bi hêsanî her organek terabyte çêdike.Ji bo ku bijîjk bihêlin ku van şaneyan di cîhana rastîn de bikar bînin, lêkolîner hêvî dikin ku ji bo navîgasyona wan navgînek ewr-based pêşve bibin, wek mînak Google Maps ji bo laşê mirov.
Di heman demê de hewce bû ku wan hêsantir bikin ku veguheztina skaniyan li modelên 3D-ya bikêrhatî bikin.Mîna hemî rêbazên CT-ê, HiP-CT bi girtina gelek perçeyên 2D yên tiştek diyarkirî û berhevkirina wan bi hev re dixebite.Heya îro jî, pir ji vê pêvajoyê bi destan tê kirin, nemaze dema ku tevna nenormal an nexweş dişoxilînin.Lee û Walsh dibêjin pêşîniya tîmê HiP-CT pêşvebirina rêbazên fêrbûna makîneyê ye ku dikare vî karî hêsantir bike.
Her ku atlasa organên mirovî berfireh bibe û lêkolîner jî azwertir bibin dê ev dijwarî berfireh bibin.Tîma HiP-CT amûra tîrêjê ya herî dawî ya ESRF, bi navê BM18, bikar tîne da ku şopandina organên projeyê bidomîne.BM18 tîrêjek tîrêjê ya X-ê mezintir hildiberîne, ku tê vê wateyê ku şopandin kêmtir wext digire, û detektora tîrêjê ya BM18 dikare 125 ling (38 metre) dûrî tiştê ku tê şopandin were danîn, û ev yek zelaltir dike.Encamên BM18 jixwe pir baş in, dibêje Taforo, ku li ser pergala nû hin nimûneyên orîjînal ên Atlasa Organa Mirovan ji nû ve skan kirine.
BM18 dikare tiştên pir mezin jî bişopîne.Bi tesîsa nû re, tîmê plan dike ku heya dawiya sala 2023-an tevahiya torsoya laşê mirov bi yek gavê bişopîne.
Taforo li ser potansiyela mezin a teknolojiyê lêkolîn kir, "Em bi rastî di destpêkê de ne."
© 2015-2022 National Geographic Partners, LLC.Hemû maf parastî ne.