暗场x射线技术提高了肺部疾病的诊断

慕尼黑工业大学(TUM)的研究人员首次成功地使用了一种新的x射线方法对患者进行呼吸诊断。暗场x射线可以看到由肺病COPD引起的肺泡结构的早期变化，并且只需要x射线计算机断层扫描通常应用的辐射剂量的50分之一。这为呼吸道疾病的早期发现和治疗随访提供了广泛的医学应用。

有数百万例严重的呼吸系统疾病限制了生活质量。每年全世界有400多万人死于严重的呼吸系统疾病。肺泡部分破坏和肺过度膨胀(肺气肿)是危及生命的慢性阻塞性肺病(COPD)的典型症状。

然而，在传统的胸部x光片中，健康组织和病变组织之间的细微区别几乎看不出来。详细的诊断信息只能使用三维计算机断层扫描方法，其中计算机将许多单独的图像组合在一起。到目前为止，还没有一种像普通胸部x光片那样的低辐射早期发现和后续检查的快速和经济有效的选择。

慕尼黑工业大学开发的一种程序现在可以填补这一空白:暗场胸部x光。在当前的问题《柳叶刀》数字健康，由德国工业大学生物医学物理学教授兼慕尼黑生物医学工程研究所所长Franz Pfeiffer领导的研究小组，目前正在介绍一项初步临床患者研究的结果，该研究使用了新的x射线技术来诊断多发性骨癌肺疾病慢性阻塞性肺病。

关键是x射线的波动特性

传统的x射线成像是基于x射线在穿过组织时的衰减。另一方面，暗场技术利用了x射线光的波动特性，这在传统的x射线成像中被抛弃了。

因此，新方法以一种类似于长期已知的可见光暗场显微镜原理的方式使用散射的物理现象。这使得大部分透明对象的结构可视化成为可能。这些结构在显微镜下呈现为黑暗背景上的明亮图像，因此该方法得名。

Pfeiffer指出:“x射线暗场信号在空气和组织之间的界面上特别强。”“这使得肺的暗场x射线图像能够清楚地区分完整的肺泡(即充满空气的肺泡)和不完整的肺泡存在的区域。”

较低辐射剂量

此外，使用暗场胸部x线技术进行检查所涉及的死亡率显著降低辐射剂量比目前使用的计算机断层扫描。这是因为，与计算机断层扫描所需要的从不同方向拍摄的大量单独图像相比，每个患者只需要一次曝光。

弗朗茨·法伊弗(Franz Pfeiffer)说:“我们预计辐射暴露将减少50倍。”此外，第一个临床结果已经证实，暗场x射线提供了肺底层微观结构的额外图像信息。

“鉴于肺泡结构与肺功能状况之间的密切联系，这种能力对肺医学具有重要意义，”慕尼黑工业大学附属医院Klinikum rechts der Isar诊断和介入放射科的高级医生Alexander Fingerle博士解释说。“在未来，暗场x射线可以帮助改善COPD和其他呼吸道疾病的早期检测。”

更好的x光设备，便于将来及早发现

Franz Pfeiffer希望这些在患者身上的初步临床结果将加速进一步临床研究的执行和使用暗场方法的可销售设备的开发。

Pfeiffer指出:“胸部暗场x光片目前给我们提供了一个机会，可以显著提高肺部疾病的早期检测，同时在比以前更广泛的基础上实施它。”

由于暗场成像并不局限于COPD，因此对其他肺部疾病(如肺纤维化、气胸、肺癌和肺炎，包括COVID-19)的进一步转化研究非常有兴趣。

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