Исследователи из Лондонского университетского колледжа совместно с коллегами из Европейского центра синхротронного излучения разработали интерактивный онлайн-атлас человеческого тела. Уникальная система предоставляет возможность детально исследовать анатомические структуры. Можно посмотреть как на орган в целом, так и на микроскопические мышечные волокна. Важно отметить, что платформа доступна всем желающим через обычный веб-браузер, не требуя дополнительного оборудования или платной подписки.
Масштабная база включает почти 300 трехмерных моделей десяти ключевых органов, полученных от двух десятков доноров разных возрастных групп. Специалистам удалось собрать подробные данные о строении мозга, пищеварительной, сердечно-сосудистой и репродуктивной систем. Некоторые наборы информации оказались настолько детальными, что их размер достигает терабайта.
Для создания высокоточных изображений применялся масштабный ускоритель частиц и инновационная технология трехмерной рентгеновской томографии HiP-CT, которая с помощью мощного синхротронного излучения позволяет сканировать целые органы и увеличивать изображение до почти клеточного уровня без их разрезания. Это позволило достичь беспрецедентного разрешения — до 20 мкм при сканировании целых органов и до 0,65 мкм при исследовании отдельных участков. Процедура сканирования варьируется по длительности в зависимости от размера исследуемого объекта.
Примечательно, что технология HiP-CT изначально появилась не в медицинской лаборатории, а в палеонтологии. Ученый Поль Тафоро использовал синхротрон для изучения динозавровых яиц и сканирования египетских мумий — и именно этот опыт лег в основу нового метода, когда в 2020 году потребовалось срочно понять, как COVID-19 вредит легким. Когда коллеги Тафоро увидели первые снимки легочной ткани, сделанные с помощью синхротрона, их реакцией был откровенный восторг.
Масштаб возможностей установки трудно представить, если не знать, что синхротрон в Гренобле генерирует излучение в 100 млрд раз ярче, чем обычный больничный томограф. С ним можно разглядеть в целом, нетронутом органе структуры толщиной примерно в 50 раз тоньше человеческого волоса. Для сравнения МРТ работает с разрешением в миллиметрах, т. е. уступает устройству примерно в тысячу раз.
Новая разработка уже активно применяется среди студентов медицинских колледжей и вузов и для обучения ИИ-систем. Благодаря технологии 3D Gaussian splatting будущие врачи могут изучать реальные патологии на обычных компьютерах. Особую ценность представляют образцы органов, на которых видны последствия COVID-19, гипертонии и различных онкологических заболеваний. Проект получил поддержку крупнейших научных фондов, включая Chan Zuckerberg Initiative и Wellcome Trust. Подробное описание исследования появилось в последнем выпуске Science Advances.
В этой области также работают специалисты из компании Anatomage, создавшие цифровой анатомический стол Table 8, и команда BioDigital Human Platform, разработавшая облачную платформу для 3D-визуализации человеческого тела. Обе системы уже внедрены в образовательные программы ведущих медицинских вузов.
Ранее мы писали о том, как картирование генов помогает контролировать воспаления и рак.
