掃描更精準! 德國Nano-CT帶領斷層掃描進入奈米境界

斷層掃描技術(CT scanning)如今已在醫療上被廣泛應用,然而解析度卻還停留在大約500美元的4k電視等級。Technical University of Munich(TUM)團隊PNAS期刊上發表了能讓CT影像解析度達到100 nm的最新技術。目前實驗室等級的CT掃描設備只能看到500 nm以上的物體。

櫛蠶的一個附肢在TUM團隊研發的Nano-CT下的影像。【左】櫛蠶附肢表面【右】內部立體結構,各種肌肉纖維分別上色標示。
Image: Müller, Pfeiffer / TUM / reproduced with permission from PNAS
 

這套被命名為Nano-CT的系統不須仰賴傳統X光光學系統,取而代之的是新的X光光源,可以產生特別集中的光束,再加上幾乎不會收到雜訊的偵測器,產生了幾乎是電子顯微鏡等級的高解析影像。不僅如此,還能看到目標物內部的3D立體構造。

這個計畫源自於德國University of Kassel的小型動物解剖學研究,這些微小動物包括線蟲和蜘蛛。他們第一個觀察對象是Euperipatoides rowelli,有爪動物門(Onychophora)的代表,是對於了解動物演化很重要的生物。這種動物俗稱為櫛蠶(velvet worm),來自於他們絨狀幾丁質覆蓋、看起來絲絨般的外表;櫛蠶還有很多對不分節的肉質附肢類似腿的構造,這其中「一條腿」寬度大概是500 µm也就是0.5 mm(成蟲,可於光學顯微鏡下觀察)或150 µm(幼蟲);在Nano-CT下不但可以清楚觀察幼蟲的其中一個附肢,連內部的各種構造都清晰可見:

這套科技未來可望應用於人體內部細微構造,也有臨床價值,例如顯微鏡手術,來協助診斷及治療。

來源:TUM News

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