Мумии и компьютерная томография

28 декабря 2018
407

Современные технологии компьютерной томографии расширяют возможности изучения древних мумий

Шведские исследователи используют компьютерную визуализацию основанную на распространении излучения для повышения рентгенконтрастных снимков.

 

 

Исследователи в Швеции используя компьютерную томографию (КТ) успешно получили высококонтрастные снимки мягких тканей руки древнеегипетской мумии до микроскопического уровня.

Изучение сохранившихся останков древних людей и мумий животных с помощью рентгеновских лучей и компьютерной томографии стало большим шагом в развитии для таких наук как археология и палеопатология, а также в области изучения болезней людей живших задолго да нас. Визуальные исследования способствовали лучшему представлению о жизни и смерти в древние времена и имеют потенциал, чтобы улучшить наше понимание о современных болезнях.

 

 

 

Как рентгеновская, так и обычная КТ основываются на том факте, что материалы поглощают различные количества рентгеновских лучей. Это явление, известное как абсорбционный контраст, создает различные степени контраста и в изображении.

«Для изучения костей и других твердых, плотных материалов контраст абсорбции работает хорошо, но для мягких тканей контраст абсорбции слишком слаб, чтобы предоставить детальную информацию», - сказала Дженни Ромелл, доктор наук, Королевского технологического института при университете Альбанова в Стокгольме, Швеция. «Вот почему мы вместо этого предлагаем основанные на распространении фазово-контрастные изображения».

Визуализация изображения на основе распространения излучения повышает контрастность рентгеновских изображений, обнаруживая как поглощение, так и сдвиг фазы, возникающий при прохождении рентгеновских лучей через образец. Фазовый эффект с помощью рентгеновских лучей аналогичен тому, как луч света меняет направление, проходя через линзу. Захват и поглощение и фазового сдвига обеспечивает более высокий контраст для мягких тканей.

«Существует риск пропуска следов заболеваний, сохраняющихся только в мягких тканях, если используется только контрастно-абсорбционная визуализация», - сказала доктор Ромелл. «Однако с помощью фазово-контрастной визуализации структуры мягких тканей можно визуализировать ткани вплоть до клеточного уровня, что открывает возможность для детального анализа мягких тканей».

 

 

 

Ромелл и его коллеги оценили фазово-контрастную КТ, сканировав мумифицированную правую руку человека из древнего Египта. Рука, находящаяся сегодня в собрании Музея Средиземноморья и Ближнего Востока, была привезена в Швецию в конце 19-го века вместе с другими мумифицированными частями тела и фрагментом картонажа из мумии (папье-маше). Картонаж принадлежал египтянину и датируется примерно 400 г. до н.э. (до нашей эры). Они сканировали всю руку, а затем провели детальное сканирование кончика среднего пальца.

Предполагаемое разрешение конечных изображений составляло от 6 до 9 микрометров, или чуть больше ширины эритроцита человека. Исследователи смогли увидеть остатки жировых клеток, кровеносных сосудов и нервов; они даже смогли обнаружить кровеносные сосуды в ногтевом ложе и различить различные слои кожи.

«С помощью фазово-контрастной КТ древние мягкие ткани можно визуализировать так, как мы никогда раньше не видели», - сказал Ромелл.

Полученные данные указывают на роль фазово-контрастной КТ в качестве дополнения или альтернативы инвазивным методам, используемым в палеопатологии мягких тканей, которые требуют экстракции и химической обработки ткани. Из-за своей потенциально разрушительной природы эти методы нежелательны или неприемлемы для анализа многих старых и хрупких образцов.

«Подобно тому, как обычная КТ стала стандартной процедурой при исследовании мумий и других древних останков, мы видим фазово-контрастную КТ как естественное дополнение к существующим методам», - сказал Ромелл. «Мы надеемся, что фазово-контрастная КТ найдет свой путь для медицинских исследователей и археологов, которые долго боролись за извлечение информации из мягких тканей, и что широкое использование фазово-контрастного метода приведет к новым открытиям в области палеопатологии.