Новая рентгеновская технология улучшает диагностику легочных заболеваний

Ученые из Мюнхенского технического университета (МТУ) впервые успешно использовали новый рентгеновский метод для диагностики дыхательных путей у пациентов. Рентгеновское излучение в темном поле визуализирует ранние изменения в альвеолярной структуре, вызванные хронической обструктивной болезнью легких (ХОБЛ), и требует лишь одной пятидесятой части дозы облучения, обычно применяемой при рентгеновской компьютерной томографии. Это дает возможность широкого медицинского применения в раннем выявлении и последующем лечении респираторных заболеваний.

Тонкие различия между здоровыми и больными тканями едва заметны на обычных рентгеновских снимках грудной клетки. Подробную диагностическую информацию можно получить только с помощью трехмерной компьютерной томографии, при которой компьютер собирает множество отдельных изображений. До сих пор не существовало быстрого и экономически эффективного варианта раннего выявления и последующих обследований с низкой радиационной нагрузкой, как при обычной рентгенографии грудной клетки.

Процедура, разработанная в МТУ, теперь может заполнить этот пробел - это рентгенография грудной клетки в темном поле (dark-field chest X-rays). Исследовательская группа представила результаты первого клинического исследования пациентов, в котором новая рентгеновская технология использовалась для диагностики ХОБЛ, в статье, опубликованной в журнале Lancet Digital Health.

Обычная рентгеновская визуализация основана на ослаблении рентгеновского излучения на пути через ткань. Технология темного поля, с другой стороны, использует волновую природу рентгеновского света, которая отбрасывается при обычной рентгеновской визуализации.

Таким образом, новый метод использует физическое явление рассеяния подобно давно известному принципу темнопольной микроскопии с видимым светом. Это позволяет визуализировать структуру объектов, которые по большей части прозрачны. Эти структуры появляются в микроскопе как яркие изображения на темном фоне, что и дало название методу.

По словам специалистов из МТУ,

Рентгеновский сигнал темного поля особенно силен для границ раздела между воздухом и тканью. Благодаря этому на рентгеновском снимке легких в темном поле можно четко различить неповрежденные альвеолы, то есть заполненные воздухом, и области, в которых таких альвеол меньше.

Кроме того, обследование с использованием технологии темнопольной рентгенографии грудной клетки требует значительно меньшей дозы облучения, чем при применяемой в настоящем времени компьютерной томографии. Это связано с тем, что рентгеновские снимки грудной клетки в темном поле требуют только одного сеанса облучения на пациента, в отличие от большого количества отдельных снимков, сделанных с разных направлений, которые необходимы при компьютерной томографии.

Темнопольная рентгенография грудной клетки в настоящее время предоставляет возможность значительно улучшить раннюю диагностику заболеваний легких и одновременно внедрить ее на более широкой основе, чем раньше. Поскольку эта методика не ограничивается ХОБЛ, ученые планируют провести дальнейшие трансляционные исследования с другими легочными патологиями, такими как легочный фиброз, пневмоторакс, рак легких и пневмония, включая COVID-19.