Helsingin yliopisto

 

Helsingin yliopiston verkkojulkaisut

University of Helsinki, Helsinki 2006

X-ray scattering and diffraction enhanced imaging studies of in vitro breast tissues

Manuel Fernández Martínez

Doctoral dissertation, June 2006.
University of Helsinki, Faculty of Science, Department of Physical Sciences, Division of X-Ray Physics and ID17 Medical Beamline, European Synchrotron Radiation Facility (ESRF), Grenoble, France..

Rintakudosnäytteiden tutkiminen röntgensironnan ja diffraktiotehosteisen kuvantamisen avulla

Tässä väitöskirjassa tarkastellaan rinnan kudosten ja kasvainten aiheuttamaa röntgensirontaa. Kliininen radiografia pohjautuu röntgensäteiden vaimenemiseen kehon läpäisemisen yhteydessä antaen tietoa kudosten tiheydestä. Vaimenemisen lisäksi röntgensäteiden etenemissuunta voi muuttua kudoksen läpi kulkiessaan sironnan tai taittumisen ansiosta. Sironta on radiografian, ja erityisesti mammografian, kannalta haitallista koska se huonontaa kuvien laatua. Sironneet röntgensäteet sisältävät kuitenkin erittäin käyttökelpoista tietoa kudosten rakenteesta supramolekulaarisella tasolla. Joihinkin sairauksiin, kuten esimerkiksi rintasyöpään, liittyy kudosten rakenteessa tapahtuvia muutoksia, jotka ovat erityisen hyvin nähtävissä kollageenia sisältävillä alueilla.

Toisaalta, röntgensäteiden suunnanmuutokset kudosten rajapinnoilla voidaan kartoittaa. Diffraktiotehosteinen kuvantaminen (engl. diffraction enhanced imaging, DEI) on menetelmä, jossa röngtensäteen suunnanmuutokset muutetaan täydellisen kiteen avulla intensiteetinmuutoksiksi, joista voidaan muodostaa kuva. Tämä menetelmä on erityisen kiinnostava sellaisissa tilanteissa, joissa tutkittavien kudosten tiheydet ovat hyvin lähellä toisiaan (kuten mammografiassa) ja vaimenemiseen pohjautuvat kuvat eivät täten tarjoa riittävä kontrastia. Tässä väitöskirjassa tutkitaan terveessä ja sairaassa rintakudoksessa olevan kollageenin rakenteellisia eroja pienille kulmille tapahtuvan röngensironnan (engl. small-angle x-ray scattering, SAXS) avulla ja verrataan näitä tuloksia DEI-kuvista saataviin morfologisiin piirteisiin ja mikroskoopilla histopatologisista tutkimuksista saatavaan tietoon.

Useita rintasyöpänäytteitä tutkittiin SAXS-menetelmällä yhteiseurooppalaisessa synkrotronisäteilylaitoksessa (European Synchrotron Radiation Facility, ESRF) Ranskan Grenoblessa. Rinnan eri kudostyyppien sirontakuviot mitattiin ja näitä verrattiin näytteistä tehtyihin histologisiin tutkimuksiin. Rasvakudoksesta, sidekudoksesta (kollageeni) ja kuolioituneesta kudoksesta tulevat sirontakuviot tunnistettiin. Terveestä ja syöpäkasvaimessa olevasta kollageenista tulevat sirontakuviot pystyttiin selvästi erottamaan toisistaan. Sirontakuvio kollageenista sisältää tunnuksenomaisina piirteinä useita sirontapiikkejä ja piirteitä, jotka kertovat kollageenisäikeiden koosta ja säikeiden välimatkasta. Syöpäkasvaimessa olevien kollageenisäikeiden havaittiin olevan ohuempia, ja niihin liittyvän säikeen suuntaisen jaksollisuuden havaittiin olevan 0.7% suurempi kuin terveessä kudoksessa. Rintakudoksesta tulevaa sirontasignaalia verrattiin histologisiin tutkimuksiin käyttämällä tutkittavasta näytteestä tehtyjä värikoodattuja karttoja. Näytteet kuvattiin myös DEI-tekniikalla. Sironnasta tehtyjen karttojen, kuvissa näkyvien morfologisten piirteiden ja histopatologisten tutkimusten välillä oli hyvä yhteensopivuus.

Tämä väitöskirja osoittaa, että röntgensirontaa voidaan käyttää kudosten karakterisoimiseen ja että sironta sisältää tärkeää tietoa rintakudoksen patologisesta tilasta, osoittaen näin että SAXS-menetelmän potentiaalin rintasyövän diagnostiikassa.

Julkaisun nimiösivu

This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.

© University of Helsinki 2006

Last updated 18.05.2006

Yhteystiedot, Contact information E-thesis Helsingin yliopisto, University of Helsinki