Google|谷歌地球、谷歌地圖和谷歌天空之后,也許有一天我們會有一個谷歌身體搜索的工具!

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(圖片來源:ESRF/HiP-CT:C L Walsh、P Tafforeau、W L Wagner等人)
這張人類肺部的3D圖像是使用歐洲同步加速器輻射設施的新極光源拍攝的 。

在這個信息時代 , 我們希望知識觸手可及 。 如果我們想了解某人的第一印象 , 我們中的許多人會直接進入他們的社交媒體頁面 。 如果我們想理解一個新主題 , 我們不用買教科書(大多數基礎知識都在維基百科上等著我們) 。 如果我們想探索一個新城市 , 我們可以通過在谷歌地球上四處走動來做很多事情 。 曾經昂貴或獨家的信息現在對所有人都是免費的 。
但是醫學圖像呢?假設你想探索真正的人類心臟是什么樣子的 , 從整個器官到最小的血管 。 目前 , 對我們大多數人來說 , 這是不可能的 。 誠然 , 心臟外科醫生可以獲得患者心臟的放射圖像 , 并訂購特定體積的活檢 。 但即便如此 , 醫生也很容易對單個成像方法的局限性感到沮喪 。
臨床計算機斷層掃描(CT)使用X射線逐片構建3D圖像 , 僅限于毫米分辨率 。 磁共振成像(MRI)也是如此 , 它使用磁場和無線電波在體內對等 。 與此同時 , 活檢的顯微鏡通常僅限于毫米大小的體積 。 無論你是否是專家 , 看到微米或近微米分辨率的器官或整個人體的夢想都是不可能的 。
在過去的兩年里 , 歐洲數十名科學家一直在忙于匯編有史以來最詳細的真實器官的3D視圖 。 就像谷歌地球一樣 , 該團隊的項目眾所周知 , 人體器官圖集既簡單又令人驚訝 。 其目標是創建一個可免費訪問的高度“縮放”人體器官的在線圖像庫 , 揭示從其最大特征(厘米和米的規模)到微觀結構的一切 。
該項目已經創建了肺部、大腦、心臟、腎臟、脾臟和肝臟的3D圖像(見human-organ-atlas.esrf.eu) 。 到2025年 , 人體器官圖集團隊希望成像整個人類軀干 , 在不遠的將來 , 成像整個人體 。 這項工作對科學家和非科學家來說都令人印象深刻 , 以至于該項目正在由英國、歐盟和美國的一些知名融資機構提供資金 。 甚至谷歌也產生了興趣 。
一位一直在該項目上合作的科學家是德國漢諾威醫學院的肺病理學家Danny Jonigk 。 他覺得他整個職業生涯都在燭光下做研究 , 只是為了有人“突然開燈” 。 然后是Daniyal Jafree , 他是英國倫敦大學學院(UCL)的醫科學生 , 他正在攻讀腎臟成像博士學位 。
人體器官地圖集項目的目標是創建一個可免費訪問的在線圖像庫 , 包括高度“縮放”的人體器官 , 直到微觀結構 。
為您服務的X光片
沒有物理學 , 人體器官圖集項目是不可能的 。 它始于法國格勒諾布爾的歐洲同步輻射設施(ESRF) , 該設施自30多年前開放以來一直是世界上最重要的X射線光源之一 。 與臨床CT掃描儀提供的X射線不同 , 同步加速器X射線具有高能量和高空間相干性 。 這意味著它們的波形在傳播時保持非常相位 , 使研究人員能夠利用X射線相位的微小變化來生成具有非常高細節和對比度的層析(逐節)3D圖像(見下面的方框) 。
多年來 , 這種相位對比X射線技術對生物標本進行了令人難以置信的重建 。 例如 , 2011年 , ESRF波束線科學家Paul Tafforeau幫助對早期人類祖先Australopithecus s sediba的頭骨內部進行了有史以來最詳細的掃描 。 最近 , 他制作了小型恐龍化石、古代人類牙齒甚至木乃伊鱷魚的掃描 。

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