目前的研究通過對受影響的組織進行了三維成像和分析并首次在微觀層面上證實了心臟參與COVID-19的情況。該結果已發表在《eLife》上。
據了解，科學家們利用同步輻射--一種特別明亮的X射線輻射--對組織結構進行了高分辨率的成像，然后以三維方式顯示。為了做到這一點，他們使用了哥廷根大學在漢堡的德國電子同步加速器DESY建立和運行的特殊X射線顯微鏡。當他們檢查嚴重形式的COVID-19疾病的影響時，他們在心肌組織中的毛細血管(微小血管)層面觀察到了明顯的變化。
跟健康的心臟相比，受嚴重疾病影響的組織的X射線成像顯示了一個充滿分裂、分支和環形的網絡，這些網絡由于新血管的形成和分裂而被混亂地重塑了。這些變化是COVID-19中肺部損傷的主要驅動因素之一的第一個直接視覺證據：組織中一種特殊的“Intussusceptive angiogenes(意為新血管的形成)”。
為了讓毛細血管網絡可視化，首先必須使用機器學習方法識別三維體積中的血管。這最初需要研究人員煞費苦心地對圖像數據進行人工標注。、來自哥本哈根大學、這項研究的論文第一作者Marius Reichardt表示：“為了加快圖像處理，我們因此還自動將組織結構分解為其局部對稱的特征，然后進行比較。隨后從中獲得的參數與健康組織，甚至與嚴重流感或普通心肌炎等疾病相比，顯示出完全不同的質量。”
據悉，這項研究有一個非常特殊的特點：跟血管結構相比，所需的數據質量可以通過哥廷根大學實驗室的一個小型X射線源來實現。原則上，這意味著它也可以在任何診所進行從而為病理學家的常規診斷提供支持。在未來，研究人員希望進一步擴大將特征組織模式轉換為抽象的數學值的方法以便開發自動化的診斷工具，這也是通過進一步發展實驗室X射線成像和用同步輻射的數據進行驗證。而跟DESY的合作將在未來幾年進一步擴大。
