ഒരു പുതിയ സ്കാനിംഗ് സാങ്കേതികത മനുഷ്യ ശരീരഘടനയെക്കുറിച്ചുള്ള പഠനത്തിൽ വിപ്ലവം സൃഷ്ടിക്കാൻ കഴിയുന്ന മികച്ച വിശദാംശങ്ങളുള്ള ചിത്രങ്ങൾ നിർമ്മിക്കുന്നു.
COVID-19 ലൈറ്റ് ഇരകളുടെ ആദ്യ പരീക്ഷണ ചിത്രങ്ങൾ പോൾ ടാഫോറോ കണ്ടപ്പോൾ, താൻ പരാജയപ്പെട്ടുവെന്ന് അദ്ദേഹം കരുതി.പരിശീലനത്തിലൂടെ ഒരു പാലിയൻ്റോളജിസ്റ്റ്, ഫ്രഞ്ച് ആൽപ്‌സിലെ കണികാ ആക്സിലറേറ്ററുകൾ വിപ്ലവകരമായ മെഡിക്കൽ സ്കാനിംഗ് ടൂളുകളാക്കി മാറ്റാൻ യൂറോപ്പിലുടനീളമുള്ള ടീമുകളുമായി ചേർന്ന് മാസങ്ങളോളം തഫോറോ പ്രവർത്തിച്ചു.
ഇത് 2020 മെയ് അവസാനത്തിലായിരുന്നു, COVID-19 എങ്ങനെയാണ് മനുഷ്യാവയവങ്ങളെ നശിപ്പിക്കുന്നതെന്ന് നന്നായി മനസ്സിലാക്കാൻ ശാസ്ത്രജ്ഞർ ഉത്സുകരായി.ഫ്രാൻസിലെ ഗ്രെനോബിളിലെ യൂറോപ്യൻ സിൻക്രോട്രോൺ റേഡിയേഷൻ ഫെസിലിറ്റി (ഇഎസ്ആർഎഫ്) നിർമ്മിക്കുന്ന ഉയർന്ന പവർ എക്സ്-റേകൾ ഉപയോഗിക്കാൻ കഴിയുന്ന ഒരു രീതി വികസിപ്പിക്കാൻ ടാഫോറോയെ ചുമതലപ്പെടുത്തി.ഒരു ESRF ശാസ്ത്രജ്ഞനെന്ന നിലയിൽ, പാറ ഫോസിലുകളുടെയും ഉണങ്ങിയ മമ്മികളുടെയും ഉയർന്ന മിഴിവുള്ള എക്സ്-റേകളുടെ അതിരുകൾ അദ്ദേഹം തള്ളി.ഇപ്പോൾ അവൻ കടലാസ് തൂവാലകളുടെ മൃദുവായ, ഒട്ടിപ്പിടിക്കുന്ന പിണ്ഡം ഭയപ്പെട്ടു.
ശാസ്ത്രജ്ഞരും ഡോക്ടർമാരും മനുഷ്യാവയവങ്ങളെ എങ്ങനെ ദൃശ്യവൽക്കരിക്കുകയും മനസ്സിലാക്കുകയും ചെയ്യുന്നു എന്നതിലെ കഠിനമായ വിടവുകൾ മറികടക്കാൻ അവരെ അനുവദിച്ചുകൊണ്ട്, അവർ മുമ്പ് കണ്ടിട്ടുള്ള ഏതൊരു മെഡിക്കൽ സിടി സ്കാനിനെക്കാളും കൂടുതൽ വിശദാംശങ്ങൾ ചിത്രങ്ങൾ കാണിച്ചു."അനാട്ടമി പാഠപുസ്തകങ്ങളിൽ, നിങ്ങൾ അത് കാണുമ്പോൾ, അത് വലിയ തോതിലുള്ളതാണ്, ഇത് ചെറിയ തോതിലുള്ളതാണ്, കൂടാതെ അവ ഒരു കാരണത്താൽ മനോഹരമായ കൈകൊണ്ട് വരച്ച ചിത്രങ്ങളാണ്: ഞങ്ങൾക്ക് ചിത്രങ്ങളില്ലാത്തതിനാൽ അവ കലാപരമായ വ്യാഖ്യാനങ്ങളാണ്," യൂണിവേഴ്സിറ്റി കോളേജ് ലണ്ടൻ (UCL) ) പറഞ്ഞു..മുതിർന്ന ഗവേഷക ക്ലെയർ വാൽഷ് പറഞ്ഞു."ആദ്യമായി ഞങ്ങൾക്ക് യഥാർത്ഥ കാര്യം ചെയ്യാൻ കഴിയും."
ഹൈറാർക്കിക്കൽ ഫേസ് കോൺട്രാസ്റ്റ് ടോമോഗ്രഫി (HiP-CT) എന്ന പേരിൽ ശക്തമായ ഒരു പുതിയ എക്സ്-റേ സ്കാനിംഗ് ടെക്നിക് സൃഷ്ടിച്ച 30-ലധികം ഗവേഷകരുടെ ഒരു അന്താരാഷ്ട്ര ടീമിൻ്റെ ഭാഗമാണ് തഫോറോയും വാൽഷും.അതുപയോഗിച്ച്, ഒരു സമ്പൂർണ്ണ മനുഷ്യാവയവത്തിൽ നിന്ന് ശരീരത്തിലെ ഏറ്റവും ചെറിയ രക്തക്കുഴലുകളുടെ അല്ലെങ്കിൽ വ്യക്തിഗത കോശങ്ങളുടെ വിപുലീകൃത വീക്ഷണത്തിലേക്ക് അവർക്ക് ഒടുവിൽ പോകാനാകും.
COVID-19 ശ്വാസകോശത്തിലെ രക്തക്കുഴലുകൾക്ക് കേടുപാടുകൾ വരുത്തുകയും പുനർനിർമ്മിക്കുകയും ചെയ്യുന്നതെങ്ങനെ എന്നതിനെക്കുറിച്ച് ഈ രീതി ഇതിനകം തന്നെ പുതിയ ഉൾക്കാഴ്ച നൽകുന്നു.HiP-CT പോലെയുള്ള ഒന്നും മുമ്പ് നിലവിലില്ലാത്തതിനാൽ അതിൻ്റെ ദീർഘകാല സാധ്യതകൾ നിർണ്ണയിക്കാൻ പ്രയാസമാണെങ്കിലും, അതിൻ്റെ സാധ്യതയിൽ ആവേശഭരിതരായ ഗവേഷകർ, രോഗം മനസ്സിലാക്കുന്നതിനും കൂടുതൽ കൃത്യമായ ടോപ്പോഗ്രാഫിക് മാപ്പ് ഉപയോഗിച്ച് മനുഷ്യ ശരീരഘടനയെ മാപ്പ് ചെയ്യുന്നതിനുമുള്ള പുതിയ വഴികൾ ഉത്സാഹപൂർവ്വം വിഭാവനം ചെയ്യുന്നു.
UCL കാർഡിയോളജിസ്റ്റ് ആൻഡ്രൂ കുക്ക് പറഞ്ഞു: "നൂറുകണക്കിന് വർഷങ്ങളായി ഹൃദയത്തിൻ്റെ ശരീരഘടനയെക്കുറിച്ച് നമ്മൾ പഠിക്കുന്നതിൽ ഭൂരിഭാഗം ആളുകളും ആശ്ചര്യപ്പെട്ടേക്കാം, എന്നാൽ ഹൃദയത്തിൻ്റെ സാധാരണ ഘടനയെക്കുറിച്ച്, പ്രത്യേകിച്ച് ഹൃദയം ... പേശി കോശങ്ങളെക്കുറിച്ചും അത് എങ്ങനെ മാറുന്നു എന്നതിനെക്കുറിച്ചും സമവായമില്ല. ഹൃദയം മിടിക്കുമ്പോൾ."
"ഞാൻ എൻ്റെ കരിയർ മുഴുവൻ കാത്തിരിക്കുകയാണ്," അദ്ദേഹം പറഞ്ഞു.
മനുഷ്യശരീരത്തിൽ SARS-CoV-2 വൈറസിൻ്റെ ശിക്ഷാപരമായ ഫലങ്ങൾ ട്രാക്കുചെയ്യാൻ രണ്ട് ജർമ്മൻ പാത്തോളജിസ്റ്റുകൾ മത്സരിച്ചതോടെയാണ് HiP-CT സാങ്കേതികത ആരംഭിച്ചത്.
ഹാനോവർ മെഡിക്കൽ സ്കൂളിലെ തൊറാസിക് പാത്തോളജിസ്റ്റ് ഡാനി ജോനിക്കും യൂണിവേഴ്സിറ്റി മെഡിക്കൽ സെൻ്റർ മെയിൻസിലെ പാത്തോളജിസ്റ്റായ മാക്സിമിലിയൻ അക്കർമാനും ചൈനയിൽ അസാധാരണമായ ന്യൂമോണിയ കേസിൻ്റെ വാർത്തകൾ പ്രചരിക്കാൻ തുടങ്ങിയതോടെ അതീവ ജാഗ്രതയിലായിരുന്നു.രണ്ടുപേർക്കും ശ്വാസകോശ സംബന്ധമായ അസുഖങ്ങളെ ചികിത്സിച്ച് പരിചയമുണ്ടായിരുന്നു, കൂടാതെ COVID-19 അസാധാരണമാണെന്ന് അപ്പോൾ തന്നെ അറിയാമായിരുന്നു.COVID-19 രോഗികളെ ഉണർത്തുകയും എന്നാൽ അവരുടെ രക്തത്തിലെ ഓക്‌സിജൻ്റെ അളവ് കുത്തനെ കുറയുകയും ചെയ്യുന്ന “നിശബ്ദ ഹൈപ്പോക്സിയ” യുടെ റിപ്പോർട്ടുകളെക്കുറിച്ച് ദമ്പതികൾ പ്രത്യേകിച്ചും ആശങ്കാകുലരായിരുന്നു.
SARS-CoV-2 ശ്വാസകോശത്തിലെ രക്തക്കുഴലുകളെ എങ്ങനെയെങ്കിലും ആക്രമിക്കുമെന്ന് അക്കർമാനും ജോണിഗും സംശയിക്കുന്നു.2020 മാർച്ചിൽ രോഗം ജർമ്മനിയിലേക്ക് പടർന്നപ്പോൾ, ദമ്പതികൾ COVID-19 ഇരകളുടെ പോസ്റ്റ്‌മോർട്ടം ആരംഭിച്ചു.ടിഷ്യൂ സാമ്പിളുകളിലേക്ക് റെസിൻ കുത്തിവയ്ക്കുകയും തുടർന്ന് ടിഷ്യു ആസിഡിൽ ലയിപ്പിക്കുകയും ചെയ്തു, യഥാർത്ഥ വാസ്കുലേച്ചറിൻ്റെ കൃത്യമായ മാതൃക അവശേഷിപ്പിച്ചുകൊണ്ട് അവർ ഉടൻ തന്നെ അവരുടെ വാസ്കുലർ സിദ്ധാന്തം പരീക്ഷിച്ചു.
ഈ സാങ്കേതികവിദ്യ ഉപയോഗിച്ച്, അക്കർമാനും ജോണിക്കും COVID-19 ബാധിച്ച് മരിക്കാത്ത ആളുകളിൽ നിന്നുള്ള ടിഷ്യൂകളെ മരിച്ചവരിൽ നിന്നുള്ളവരുമായി താരതമ്യം ചെയ്തു.COVID-19 ൻ്റെ ഇരകളിൽ, ശ്വാസകോശത്തിലെ ഏറ്റവും ചെറിയ രക്തക്കുഴലുകൾ വളച്ചൊടിച്ച് പുനർനിർമ്മിച്ചതായി അവർ ഉടൻ കണ്ടു.2020 മെയ് മാസത്തിൽ ഓൺലൈനിൽ പ്രസിദ്ധീകരിച്ച ഈ നാഴികക്കല്ല് ഫലങ്ങൾ കാണിക്കുന്നത്, COVID-19 ഒരു ശ്വാസകോശ സംബന്ധമായ രോഗമല്ല, മറിച്ച് ശരീരത്തിലുടനീളമുള്ള അവയവങ്ങളെ ബാധിക്കുന്ന ഒരു രക്തക്കുഴൽ രോഗമാണെന്ന്.
“നിങ്ങൾ ശരീരത്തിലൂടെ പോയി എല്ലാ രക്തക്കുഴലുകളെയും വിന്യസിക്കുകയാണെങ്കിൽ, നിങ്ങൾക്ക് 60,000 മുതൽ 70,000 മൈൽ വരെ ലഭിക്കും, ഇത് ഭൂമധ്യരേഖയ്ക്ക് ചുറ്റുമുള്ള ദൂരത്തിൻ്റെ ഇരട്ടിയാണ്,” ജർമ്മനിയിലെ വുപ്പർട്ടലിൽ നിന്നുള്ള ഒരു രോഗശാസ്ത്രജ്ഞനായ അക്കർമാൻ പറഞ്ഞു..ഈ രക്തക്കുഴലുകളിൽ 1 ശതമാനം മാത്രമേ വൈറസ് ആക്രമിക്കപ്പെടുകയുള്ളൂവെങ്കിൽ, രക്തപ്രവാഹവും ഓക്സിജൻ ആഗിരണം ചെയ്യാനുള്ള കഴിവും വിട്ടുവീഴ്ച ചെയ്യുമെന്നും ഇത് മുഴുവൻ അവയവത്തിനും വിനാശകരമായ പ്രത്യാഘാതങ്ങൾക്ക് ഇടയാക്കുമെന്നും അദ്ദേഹം കൂട്ടിച്ചേർത്തു.
രക്തക്കുഴലുകളിൽ COVID-19 ൻ്റെ ആഘാതം ജോണിക്കും അക്കർമാനും തിരിച്ചറിഞ്ഞപ്പോൾ, കേടുപാടുകൾ നന്നായി മനസ്സിലാക്കേണ്ടതുണ്ടെന്ന് അവർ മനസ്സിലാക്കി.
സിടി സ്കാനുകൾ പോലെയുള്ള മെഡിക്കൽ എക്സ്-റേകൾക്ക് മുഴുവൻ അവയവങ്ങളുടെയും കാഴ്ചകൾ നൽകാൻ കഴിയും, എന്നാൽ അവയ്ക്ക് ഉയർന്ന റെസല്യൂഷൻ ഇല്ല.ഒരു മൈക്രോസ്കോപ്പിന് കീഴിൽ ടിഷ്യു സാമ്പിളുകൾ പരിശോധിക്കാൻ ഒരു ബയോപ്സി ശാസ്ത്രജ്ഞരെ അനുവദിക്കുന്നു, എന്നാൽ തത്ഫലമായുണ്ടാകുന്ന ചിത്രങ്ങൾ മുഴുവൻ അവയവത്തിൻ്റെ ഒരു ചെറിയ ഭാഗം മാത്രമേ പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നുള്ളൂ, മാത്രമല്ല ശ്വാസകോശത്തിൽ COVID-19 എങ്ങനെ വികസിക്കുന്നുവെന്ന് കാണിക്കാൻ കഴിയില്ല.ടീം വികസിപ്പിച്ചെടുത്ത റെസിൻ സാങ്കേതികതയ്ക്ക് ടിഷ്യു അലിയിക്കേണ്ടതുണ്ട്, ഇത് സാമ്പിളിനെ നശിപ്പിക്കുകയും കൂടുതൽ ഗവേഷണം പരിമിതപ്പെടുത്തുകയും ചെയ്യുന്നു.
“ദിവസാവസാനം, [ശ്വാസകോശത്തിന്] ഓക്സിജൻ ലഭിക്കുകയും കാർബൺ ഡൈ ഓക്സൈഡ് പുറത്തുപോകുകയും ചെയ്യുന്നു, എന്നാൽ അതിനായി ആയിരക്കണക്കിന് മൈൽ രക്തക്കുഴലുകളും കാപ്പിലറികളും വളരെ നേർത്ത അകലത്തിലുണ്ട്… ഇത് ഒരു അത്ഭുതമാണ്,” സ്ഥാപകനായ ജോണിക്ക് പറഞ്ഞു. ജർമ്മൻ ശ്വാസകോശ ഗവേഷണ കേന്ദ്രത്തിലെ പ്രധാന അന്വേഷകൻ.“അപ്പോൾ, അവയവങ്ങളെ നശിപ്പിക്കാതെ COVID-19 പോലെ സങ്കീർണ്ണമായ ഒന്നിനെ നമുക്ക് എങ്ങനെ വിലയിരുത്താനാകും?”
ജോണിഗിനും അക്കർമാനും അഭൂതപൂർവമായ ചിലത് ആവശ്യമായിരുന്നു: ഒരേ അവയവത്തിൻ്റെ എക്സ്-റേകളുടെ ഒരു പരമ്പര ഗവേഷകർക്ക് അവയവത്തിൻ്റെ ഭാഗങ്ങൾ സെല്ലുലാർ സ്കെയിലിലേക്ക് വലുതാക്കാൻ അനുവദിക്കും.2020 മാർച്ചിൽ, ജർമ്മൻ ജോഡി തങ്ങളുടെ ദീർഘകാല സഹകാരിയായ, UCL-ലെ മെറ്റീരിയൽ സയൻ്റിസ്റ്റും ഉയർന്നുവരുന്ന സാങ്കേതികവിദ്യകളുടെ ചെയർമാനുമായ പീറ്റർ ലീയുമായി ബന്ധപ്പെട്ടു.ശക്തിയേറിയ എക്സ്-റേകൾ ഉപയോഗിച്ച് ജൈവവസ്തുക്കളെക്കുറിച്ചുള്ള പഠനമാണ് ലീയുടെ പ്രത്യേകത, അതിനാൽ അദ്ദേഹത്തിൻ്റെ ചിന്തകൾ ഉടൻ തന്നെ ഫ്രഞ്ച് ആൽപ്സിലേക്ക് തിരിഞ്ഞു.
രണ്ട് നദികൾ സംഗമിക്കുന്ന ഗ്രെനോബിളിൻ്റെ വടക്കുപടിഞ്ഞാറൻ ഭാഗത്ത് ഒരു ത്രികോണാകൃതിയിലുള്ള കരയിലാണ് യൂറോപ്യൻ സിൻക്രോട്രോൺ റേഡിയേഷൻ സെൻ്റർ സ്ഥിതി ചെയ്യുന്നത്.പ്രകാശത്തിൻ്റെ വേഗതയിൽ അര മൈൽ നീളമുള്ള വൃത്താകൃതിയിലുള്ള ഭ്രമണപഥത്തിൽ ഇലക്ട്രോണുകളെ അയയ്ക്കുന്ന ഒരു കണികാ ത്വരകമാണ് വസ്തു.ഈ ഇലക്ട്രോണുകൾ വൃത്താകൃതിയിൽ കറങ്ങുമ്പോൾ, ഭ്രമണപഥത്തിലെ ശക്തമായ കാന്തങ്ങൾ കണങ്ങളുടെ പ്രവാഹത്തെ വളച്ചൊടിക്കുന്നു, ഇത് ഇലക്ട്രോണുകൾ ലോകത്തിലെ ഏറ്റവും തിളക്കമുള്ള എക്സ്-കിരണങ്ങൾ പുറപ്പെടുവിക്കുന്നു.
ഈ ശക്തമായ വികിരണം, മൈക്രോമീറ്ററിലോ നാനോമീറ്റർ സ്കെയിലിലോ ഉള്ള വസ്തുക്കളിൽ ചാരപ്പണി നടത്താൻ ESRF-നെ അനുവദിക്കുന്നു.അലോയ്‌കളും സംയുക്തങ്ങളും പോലുള്ള വസ്തുക്കളെ പഠിക്കാനും പ്രോട്ടീനുകളുടെ തന്മാത്രാ ഘടന പഠിക്കാനും അസ്ഥിയിൽ നിന്ന് കല്ല് വേർതിരിക്കാതെ പുരാതന ഫോസിലുകൾ പുനർനിർമ്മിക്കാനും ഇത് പലപ്പോഴും ഉപയോഗിക്കുന്നു.മനുഷ്യാവയവങ്ങളുടെ ലോകത്തിലെ ഏറ്റവും വിശദമായ എക്സ്-റേ എടുക്കാൻ ഭീമൻ ഉപകരണം ഉപയോഗിക്കാൻ അക്കർമാനും ജോണിക്കും ലീയും ആഗ്രഹിച്ചു.
ESRF-ലെ ജോലി, സിൻക്രോട്രോൺ സ്കാനിംഗ് കാണാൻ കഴിയുന്നതിൻ്റെ അതിരുകൾ നീക്കിയ Taforo നൽകുക.അതിൻ്റെ ആകർഷണീയമായ തന്ത്രങ്ങൾ മുമ്പ് ശാസ്ത്രജ്ഞരെ ദിനോസർ മുട്ടകൾക്കുള്ളിലും മുറിച്ച മമ്മികൾക്കകത്തും എത്തിനോക്കാൻ അനുവദിച്ചിരുന്നു, കൂടാതെ സിൻക്രോട്രോണുകൾക്ക് മുഴുവൻ ശ്വാസകോശ ലോബുകളും സൈദ്ധാന്തികമായി നന്നായി സ്കാൻ ചെയ്യാൻ കഴിയുമെന്ന് തഫോറോ ഉടൻ തന്നെ സ്ഥിരീകരിച്ചു.എന്നാൽ വാസ്തവത്തിൽ, മുഴുവൻ മനുഷ്യ അവയവങ്ങളും സ്കാൻ ചെയ്യുന്നത് ഒരു വലിയ വെല്ലുവിളിയാണ്.
ഒരു വശത്ത്, താരതമ്യത്തിൻ്റെ പ്രശ്നമുണ്ട്.വ്യത്യസ്ത പദാർത്ഥങ്ങൾ എത്രമാത്രം വികിരണം ആഗിരണം ചെയ്യുന്നു എന്നതിനെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയാണ് സ്റ്റാൻഡേർഡ് എക്സ്-റേകൾ ചിത്രങ്ങൾ സൃഷ്ടിക്കുന്നത്, ഭാരം കൂടിയ മൂലകങ്ങൾ ഭാരം കുറഞ്ഞവയേക്കാൾ കൂടുതൽ ആഗിരണം ചെയ്യുന്നു.കാർബൺ, ഹൈഡ്രജൻ, ഓക്സിജൻ മുതലായവ പ്രകാശ മൂലകങ്ങളാൽ നിർമ്മിതമാണ് മൃദുവായ ടിഷ്യൂകൾ, അതിനാൽ അവ ഒരു ക്ലാസിക് മെഡിക്കൽ എക്സ്-റേയിൽ വ്യക്തമായി കാണിക്കില്ല.
ESRF-ൻ്റെ ഒരു വലിയ കാര്യം, അതിൻ്റെ എക്സ്-റേ ബീം വളരെ യോജിച്ചതാണ്: പ്രകാശം തരംഗങ്ങളിലൂടെ സഞ്ചരിക്കുന്നു, ESRF-ൻ്റെ കാര്യത്തിൽ, അതിൻ്റെ എല്ലാ എക്സ്-റേകളും ഒരേ ആവൃത്തിയിലും വിന്യാസത്തിലും ആരംഭിക്കുന്നു, കാൽപ്പാടുകൾ പോലെ നിരന്തരം ആന്ദോളനം ചെയ്യുന്നു. ഒരു സെൻ ഗാർഡനിലൂടെ റെയ്ക്കിലൂടെ.എന്നാൽ ഈ എക്സ്-റേകൾ വസ്തുവിലൂടെ കടന്നുപോകുമ്പോൾ, സാന്ദ്രതയിലെ സൂക്ഷ്മമായ വ്യത്യാസങ്ങൾ ഓരോ എക്സ്-റേയും പാതയിൽ നിന്ന് ചെറുതായി വ്യതിചലിക്കുന്നതിന് കാരണമാകും, എക്സ്-റേകൾ വസ്തുവിൽ നിന്ന് കൂടുതൽ അകന്നുപോകുമ്പോൾ വ്യത്യാസം കണ്ടെത്തുന്നത് എളുപ്പമാകും.ഈ വ്യതിയാനങ്ങൾ ഒരു വസ്തുവിനുള്ളിലെ സൂക്ഷ്മമായ സാന്ദ്രത വ്യത്യാസങ്ങൾ വെളിപ്പെടുത്തും, അത് പ്രകാശ മൂലകങ്ങളാൽ നിർമ്മിതമാണെങ്കിലും.
എന്നാൽ സ്ഥിരത മറ്റൊരു പ്രശ്നമാണ്.വലുതാക്കിയ എക്സ്-റേകളുടെ ഒരു പരമ്പര എടുക്കുന്നതിന്, അവയവം അതിൻ്റെ സ്വാഭാവിക രൂപത്തിൽ ഉറപ്പിച്ചിരിക്കണം, അങ്ങനെ അത് ഒരു മില്ലിമീറ്ററിൻ്റെ ആയിരത്തിലൊന്ന് വളയുകയോ ചലിക്കുകയോ ചെയ്യില്ല.മാത്രമല്ല, ഒരേ അവയവത്തിൻ്റെ തുടർച്ചയായ എക്സ്-റേകൾ പരസ്പരം പൊരുത്തപ്പെടുന്നില്ല.എന്നിരുന്നാലും ശരീരം വളരെ അയവുള്ളതായിരിക്കുമെന്ന് പറയേണ്ടതില്ലല്ലോ.
യുസിഎല്ലിലെ ലീയും സംഘവും സിൻക്രോട്രോൺ എക്സ്-റേകളെ നേരിടാൻ കഴിയുന്ന കണ്ടെയ്‌നറുകൾ രൂപകൽപ്പന ചെയ്യാൻ ലക്ഷ്യമിട്ടു, അതേസമയം കഴിയുന്നത്ര തരംഗങ്ങളെ കടത്തിവിടുന്നു.പ്രോജക്റ്റിൻ്റെ മൊത്തത്തിലുള്ള ഓർഗനൈസേഷനും ലീ കൈകാര്യം ചെയ്തു-ഉദാഹരണത്തിന്, ജർമ്മനിക്കും ഫ്രാൻസിനുമിടയിൽ മനുഷ്യാവയവങ്ങൾ കൊണ്ടുപോകുന്നതിൻ്റെ വിശദാംശങ്ങൾ- കൂടാതെ സ്കാനുകൾ എങ്ങനെ വിശകലനം ചെയ്യാമെന്ന് മനസിലാക്കാൻ സഹായിക്കുന്നതിന് ബയോമെഡിക്കൽ ബിഗ് ഡാറ്റയിൽ വൈദഗ്ദ്ധ്യം നേടിയ വാൽഷിനെ നിയമിച്ചു.ഫ്രാൻസിൽ തിരിച്ചെത്തിയ ടാഫോറോയുടെ ജോലിയിൽ സ്‌കാനിംഗ് നടപടിക്രമങ്ങൾ മെച്ചപ്പെടുത്തുകയും ലീയുടെ ടീം നിർമ്മിക്കുന്ന കണ്ടെയ്‌നറിൽ അവയവം എങ്ങനെ സംഭരിക്കാമെന്ന് കണ്ടെത്തുകയും ചെയ്തു.
അവയവങ്ങൾ അഴുകാതിരിക്കാനും ചിത്രങ്ങൾ കഴിയുന്നത്ര വ്യക്തമാകാനും, അവ ജലീയ എത്തനോളിൻ്റെ നിരവധി ഭാഗങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ച് പ്രോസസ്സ് ചെയ്യണമെന്ന് ടഫോറോയ്ക്ക് അറിയാമായിരുന്നു.അവയവത്തിൻ്റെ സാന്ദ്രതയുമായി കൃത്യമായി പൊരുത്തപ്പെടുന്ന ഒന്നിൽ അവയവത്തെ സ്ഥിരപ്പെടുത്തേണ്ടതുണ്ടെന്നും അവനറിയാമായിരുന്നു.കടലിൽ നിന്ന് വേർതിരിച്ചെടുത്ത ജെല്ലി പോലുള്ള പദാർത്ഥമായ എത്തനോൾ അടങ്ങിയ അഗറിൽ എങ്ങനെയെങ്കിലും അവയവങ്ങൾ സ്ഥാപിക്കാനായിരുന്നു അദ്ദേഹത്തിൻ്റെ പദ്ധതി.
എന്നിരുന്നാലും, പിശാച് വിശദാംശങ്ങളിലാണ് - യൂറോപ്പിലെ മിക്ക പ്രദേശങ്ങളിലെയും പോലെ, തഫോറോ വീട്ടിൽ കുടുങ്ങി പൂട്ടിയിരിക്കുന്നു.അതിനാൽ തഫോറോ തൻ്റെ ഗവേഷണം ഒരു ഹോം ലാബിലേക്ക് മാറ്റി: 3D പ്രിൻ്ററുകൾ, അടിസ്ഥാന രസതന്ത്ര ഉപകരണങ്ങൾ, ശരീരഘടനാ ഗവേഷണത്തിനായി മൃഗങ്ങളുടെ അസ്ഥികൾ തയ്യാറാക്കാൻ ഉപയോഗിക്കുന്ന ഉപകരണങ്ങൾ എന്നിവ ഉപയോഗിച്ച് മുൻ ഇടത്തരം അടുക്കള അലങ്കരിക്കാൻ അദ്ദേഹം വർഷങ്ങളോളം ചെലവഴിച്ചു.
അഗർ ഉണ്ടാക്കുന്നത് എങ്ങനെയെന്ന് കണ്ടുപിടിക്കാൻ ടഫോറോ പ്രാദേശിക പലചരക്ക് കടയിൽ നിന്നുള്ള ഉൽപ്പന്നങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ചു.ലാബ്-ഗ്രേഡ് അഗർ ഫോർമുലകളിലെ ഒരു സാധാരണ ഘടകമായ ഡീമിനറലൈസ്ഡ് വാട്ടർ നിർമ്മിക്കുന്നതിനായി അദ്ദേഹം അടുത്തിടെ വൃത്തിയാക്കിയ മേൽക്കൂരയിൽ നിന്ന് മഴവെള്ളം ശേഖരിക്കുന്നു.അഗറിൽ അവയവങ്ങൾ പാക്ക് ചെയ്യുന്നത് പരിശീലിക്കുന്നതിനായി അദ്ദേഹം ഒരു പ്രാദേശിക അറവുശാലയിൽ നിന്ന് പന്നിയുടെ കുടൽ എടുത്തു.
പന്നികളുടെ ആദ്യ ശ്വാസകോശ സ്കാനിംഗിനായി മെയ് പകുതിയോടെ ESRF-ലേക്ക് മടങ്ങാൻ തഫോറോയ്ക്ക് അനുമതി ലഭിച്ചു.മെയ് മുതൽ ജൂൺ വരെ, COVID-19 ബാധിച്ച് മരിച്ച 54 വയസ്സുള്ള ഒരാളുടെ ഇടത് ശ്വാസകോശഭാഗം അദ്ദേഹം തയ്യാറാക്കി സ്കാൻ ചെയ്തു, അത് അക്കർമാനും ജോണിഗും ജർമ്മനിയിൽ നിന്ന് ഗ്രെനോബിളിലേക്ക് കൊണ്ടുപോയി.
“ഞാൻ ആദ്യ ചിത്രം കണ്ടപ്പോൾ, പ്രോജക്‌റ്റിൽ ഉൾപ്പെട്ട എല്ലാവർക്കും എൻ്റെ ഇമെയിലിൽ ഒരു ക്ഷമാപണ കത്ത് ഉണ്ടായിരുന്നു: ഞങ്ങൾ പരാജയപ്പെട്ടു, എനിക്ക് ഉയർന്ന നിലവാരമുള്ള സ്കാൻ നേടാൻ കഴിഞ്ഞില്ല,” അദ്ദേഹം പറഞ്ഞു."എനിക്ക് ഭയങ്കരവും എന്നാൽ അവർക്ക് മികച്ചതുമായ രണ്ട് ചിത്രങ്ങൾ ഞാൻ അവർക്ക് അയച്ചു."
ലോസ് ഏഞ്ചൽസിലെ കാലിഫോർണിയ സർവകലാശാലയിലെ ലീയെ സംബന്ധിച്ചിടത്തോളം ചിത്രങ്ങൾ അതിശയകരമാണ്: മുഴുവൻ അവയവ ചിത്രങ്ങളും സാധാരണ മെഡിക്കൽ സിടി സ്കാനുകൾക്ക് സമാനമാണ്, എന്നാൽ "ഒരു ദശലക്ഷം മടങ്ങ് കൂടുതൽ വിവരദായകമാണ്."പര്യവേക്ഷകൻ തൻ്റെ ജീവിതകാലം മുഴുവൻ വനത്തെക്കുറിച്ച് പഠിക്കുന്നതുപോലെയാണ്, ഒന്നുകിൽ ഒരു ഭീമൻ ജെറ്റ് വിമാനത്തിൽ വനത്തിന് മുകളിലൂടെ പറക്കുക, അല്ലെങ്കിൽ പാതയിലൂടെ യാത്ര ചെയ്യുക.ഇപ്പോൾ അവർ ചിറകിലെ പക്ഷികളെപ്പോലെ മേലാപ്പിന് മുകളിൽ പറക്കുന്നു.
സംഘം 2021 നവംബറിൽ HiP-CT സമീപനത്തെക്കുറിച്ചുള്ള അവരുടെ ആദ്യത്തെ പൂർണ്ണ വിവരണം പ്രസിദ്ധീകരിച്ചു, കൂടാതെ COVID-19 ശ്വാസകോശത്തിലെ ചില തരം രക്തചംക്രമണത്തെ എങ്ങനെ ബാധിക്കുന്നു എന്നതിനെക്കുറിച്ചുള്ള വിശദാംശങ്ങളും ഗവേഷകർ പുറത്തുവിട്ടു.
സ്കാനിന് ഒരു അപ്രതീക്ഷിത നേട്ടവും ഉണ്ടായിരുന്നു: വാക്സിനേഷൻ എടുക്കാൻ സുഹൃത്തുക്കളെയും കുടുംബാംഗങ്ങളെയും ബോധ്യപ്പെടുത്താൻ ഇത് ഗവേഷകരെ സഹായിച്ചു.COVID-19 ൻ്റെ കഠിനമായ കേസുകളിൽ, ശ്വാസകോശത്തിലെ പല രക്തക്കുഴലുകളും വിടർന്ന് വീർത്തതായി കാണപ്പെടുന്നു, ഒരു പരിധിവരെ, ചെറിയ രക്തക്കുഴലുകളുടെ അസാധാരണമായ കെട്ടുകൾ രൂപപ്പെട്ടേക്കാം.
“കോവിഡ് ബാധിച്ച് മരിച്ച ഒരാളുടെ ശ്വാസകോശത്തിൻ്റെ ഘടന നിങ്ങൾ നോക്കുമ്പോൾ, അത് ഒരു ശ്വാസകോശമായി തോന്നുന്നില്ല - ഇത് ഒരു കുഴപ്പമാണ്,” ടഫോലോ പറഞ്ഞു.
ആരോഗ്യമുള്ള അവയവങ്ങളിൽ പോലും, സ്കാനിംഗിൽ ഒരിക്കലും രേഖപ്പെടുത്തിയിട്ടില്ലാത്ത സൂക്ഷ്മമായ ശരീരഘടന സവിശേഷതകൾ വെളിപ്പെടുത്തിയതായി അദ്ദേഹം കൂട്ടിച്ചേർത്തു, കാരണം ഒരു മനുഷ്യ അവയവവും ഇത്രയും വിശദമായി പരിശോധിച്ചിട്ടില്ല.ചാൻ സക്കർബർഗ് ഇനിഷ്യേറ്റീവിൻ്റെ (ഫേസ്ബുക്ക് സിഇഒ മാർക്ക് സക്കർബർഗും സക്കർബർഗിൻ്റെ ഭാര്യയും ഫിസിഷ്യൻ പ്രിസില്ല ചാനും ചേർന്ന് സ്ഥാപിച്ച ലാഭേച്ഛയില്ലാതെ പ്രവർത്തിക്കുന്ന സ്ഥാപനം) ഒരു മില്യണിലധികം ഡോളർ ധനസഹായത്തോടെ, HiP-CT ടീം നിലവിൽ മനുഷ്യാവയവങ്ങളുടെ അറ്റ്ലസ് എന്ന് വിളിക്കുന്നത് സൃഷ്ടിക്കുന്നു.
ജർമ്മനിയിലെ COVID-19 പോസ്റ്റ്‌മോർട്ടം സമയത്ത് അക്കർമാനും ജോണിക്കും ദാനം ചെയ്ത അവയവങ്ങളെയും ആരോഗ്യ “നിയന്ത്രണ” അവയവമായ LADAF-നെയും അടിസ്ഥാനമാക്കി, ഹൃദയം, മസ്തിഷ്കം, വൃക്കകൾ, ശ്വാസകോശം, പ്ലീഹ എന്നിവയുടെ അഞ്ച് അവയവങ്ങളുടെ സ്കാനുകൾ ഇതുവരെ ടീം പുറത്തുവിട്ടിട്ടുണ്ട്.ഗ്രെനോബിളിൻ്റെ അനാട്ടമിക്കൽ ലബോറട്ടറി.ഇൻറർനെറ്റിൽ സൗജന്യമായി ലഭ്യമായ ഡാറ്റയെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയാണ് ടീം ഡാറ്റയും ഫ്ലൈറ്റ് ഫിലിമുകളും നിർമ്മിച്ചത്.മനുഷ്യ അവയവങ്ങളുടെ അറ്റ്ലസ് അതിവേഗം വികസിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുന്നു: മറ്റൊരു 30 അവയവങ്ങൾ സ്കാൻ ചെയ്തു, മറ്റൊരു 80 എണ്ണം തയ്യാറെടുപ്പിൻ്റെ വിവിധ ഘട്ടങ്ങളിലാണ്.സമീപനത്തെക്കുറിച്ച് കൂടുതലറിയാൻ 40 ഓളം വ്യത്യസ്ത ഗവേഷണ ഗ്രൂപ്പുകൾ ടീമുമായി ബന്ധപ്പെട്ടു, ലി പറഞ്ഞു.
UCL കാർഡിയോളജിസ്റ്റ് കുക്ക് അടിസ്ഥാന അനാട്ടമി മനസ്സിലാക്കാൻ HiP-CT ഉപയോഗിക്കുന്നതിൽ വലിയ സാധ്യത കാണുന്നു.ശ്വാസകോശ രോഗങ്ങളിൽ വിദഗ്ധനായ യുസിഎൽ റേഡിയോളജിസ്റ്റ് ജോ ജേക്കബ് പറഞ്ഞു, ഹൈപി-സിടി “രോഗം മനസ്സിലാക്കാൻ വിലമതിക്കാനാവാത്തതാണ്”, പ്രത്യേകിച്ച് രക്തക്കുഴലുകൾ പോലുള്ള ത്രിമാന ഘടനകളിൽ.
കലാകാരന്മാർ പോലും സമരരംഗത്തിറങ്ങി.ഇമ്മേഴ്‌സീവ് വെർച്വൽ റിയാലിറ്റിയിൽ HiP-CT ഡാറ്റ എങ്ങനെ പര്യവേക്ഷണം ചെയ്യാം എന്ന് താൻ സജീവമായി അന്വേഷിക്കുകയാണെന്ന് ലണ്ടൻ ആസ്ഥാനമായുള്ള എക്‌സ്പീരിയൻഷ്യൽ ആർട്ട് കളക്റ്റീവ് മാർഷ്‌മാലോ ലേസർ ഫെസ്റ്റിലെ ബാർണി സ്റ്റീൽ പറയുന്നു.“അടിസ്ഥാനപരമായി, ഞങ്ങൾ മനുഷ്യശരീരത്തിലൂടെ ഒരു യാത്ര സൃഷ്ടിക്കുകയാണ്,” അദ്ദേഹം പറഞ്ഞു.
എന്നാൽ HiP-CT യുടെ എല്ലാ വാഗ്ദാനങ്ങളും ഉണ്ടായിരുന്നിട്ടും, ഗുരുതരമായ പ്രശ്നങ്ങൾ ഉണ്ട്.ഒന്നാമതായി, വാൽഷ് പറയുന്നു, ഒരു HiP-CT സ്കാൻ ഒരു "അമ്പരപ്പിക്കുന്ന ഡാറ്റ" സൃഷ്ടിക്കുന്നു, ഒരു അവയവത്തിന് ഒരു ടെറാബൈറ്റ്.യഥാർത്ഥ ലോകത്ത് ഈ സ്കാനുകൾ ഉപയോഗിക്കാൻ ക്ലിനിക്കുകളെ അനുവദിക്കുന്നതിന്, മനുഷ്യശരീരത്തിനായുള്ള ഗൂഗിൾ മാപ്‌സ് പോലുള്ള ക്ലൗഡ് അധിഷ്‌ഠിത ഇൻ്റർഫേസ് വികസിപ്പിക്കാൻ ഗവേഷകർ പ്രതീക്ഷിക്കുന്നു.
സ്കാനുകൾ പ്രവർത്തനക്ഷമമായ 3D മോഡലുകളാക്കി മാറ്റുന്നത് എളുപ്പമാക്കേണ്ടതും അവർക്ക് ആവശ്യമാണ്.എല്ലാ CT സ്കാൻ രീതികളെയും പോലെ, തന്നിരിക്കുന്ന ഒബ്‌ജക്റ്റിൻ്റെ നിരവധി 2D സ്ലൈസുകൾ എടുത്ത് അവയെ ഒരുമിച്ച് അടുക്കിവെച്ചാണ് HiP-CT പ്രവർത്തിക്കുന്നത്.ഇന്നും, ഈ പ്രക്രിയയിൽ ഭൂരിഭാഗവും സ്വമേധയാ ചെയ്യപ്പെടുന്നു, പ്രത്യേകിച്ച് അസാധാരണമോ രോഗബാധിതമോ ആയ ടിഷ്യു സ്കാൻ ചെയ്യുമ്പോൾ.ഈ ജോലി എളുപ്പമാക്കാൻ കഴിയുന്ന മെഷീൻ ലേണിംഗ് രീതികൾ വികസിപ്പിക്കുന്നതിനാണ് HiP-CT ടീമിൻ്റെ മുൻഗണനയെന്ന് ലീയും വാൽഷും പറയുന്നു.
മനുഷ്യാവയവങ്ങളുടെ അറ്റ്ലസ് വികസിക്കുകയും ഗവേഷകർ കൂടുതൽ അഭിലാഷകരാകുകയും ചെയ്യുന്നതോടെ ഈ വെല്ലുവിളികൾ വികസിക്കും.പ്രോജക്റ്റിൻ്റെ അവയവങ്ങൾ സ്‌കാൻ ചെയ്യുന്നത് തുടരാൻ, HiP-CT ടീം BM18 എന്ന് പേരിട്ടിരിക്കുന്ന ഏറ്റവും പുതിയ ESRF ബീം ഉപകരണം ഉപയോഗിക്കുന്നു.BM18 ഒരു വലിയ എക്സ്-റേ ബീം നിർമ്മിക്കുന്നു, അതായത് സ്കാനിംഗിന് കുറച്ച് സമയമെടുക്കും, കൂടാതെ BM18 എക്സ്-റേ ഡിറ്റക്ടർ സ്കാൻ ചെയ്യുന്ന ഒബ്ജക്റ്റിൽ നിന്ന് 125 അടി (38 മീറ്റർ) വരെ വയ്ക്കാം, ഇത് സ്കാൻ കൂടുതൽ വ്യക്തമാക്കുന്നു.BM18 ഫലങ്ങൾ ഇതിനകം തന്നെ വളരെ മികച്ചതാണ്, പുതിയ സിസ്റ്റത്തിൽ ചില യഥാർത്ഥ ഹ്യൂമൻ ഓർഗൻ അറ്റ്‌ലസ് സാമ്പിളുകൾ വീണ്ടും സ്‌കാൻ ചെയ്‌ത തഫോറോ പറയുന്നു.
BM18 ന് വളരെ വലിയ വസ്തുക്കളും സ്കാൻ ചെയ്യാൻ കഴിയും.പുതിയ സൗകര്യത്തോടെ, 2023 അവസാനത്തോടെ മനുഷ്യശരീരത്തിൻ്റെ മുഴുവൻ ശരീരവും ഒറ്റയടിക്ക് സ്കാൻ ചെയ്യാനാണ് ടീം പദ്ധതിയിടുന്നത്.
സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ അപാരമായ സാധ്യതകൾ പര്യവേക്ഷണം ചെയ്തുകൊണ്ട് ടാഫോറോ പറഞ്ഞു, "ഞങ്ങൾ യഥാർത്ഥത്തിൽ തുടക്കത്തിലാണ്."
© 2015-2022 നാഷണൽ ജിയോഗ്രാഫിക് പാർട്ണർമാർ, LLC.എല്ലാ അവകാശങ്ങളും നിക്ഷിപ്തം.