Una X multiescala - Grupo Co., Ltd de las botellas plásticas de Hainan

Scientific Data volumen 9, Número de artículo: 264 (2022) Citar este artículo

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Detalles de métricas

Los avances tecnológicos en imágenes de rayos X que utilizan fuentes de sincrotrón brillantes y coherentes ahora permiten desacoplar el tamaño y la resolución de la muestra mientras mantienen una alta sensibilidad a las microestructuras de los tejidos blandos parcialmente deshidratados. Los desarrollos continuos en imágenes de rayos X multiescala dieron como resultado la tomografía de contraste de fase jerárquica, un enfoque integral para abordar el desafío de las imágenes de tejidos blandos a escala de órganos (hasta decenas de centímetros) con resolución y sensibilidad hasta el nivel celular. Con esta técnica, obtuvimos imágenes ex vivo de un pulmón izquierdo humano completo con un tamaño de vóxel isotrópico de 25,08 μm junto con zooms locales de 6,05–6,5 μm y 2,45–2,5 μm en tamaño de vóxel. El alto contraste tisular que ofrece la fuente de sincrotrón de cuarta generación en la Instalación Europea de Radiación Sincrotrón revela la compleja constitución anatómica multiescala del pulmón humano desde la escala macroscópica (centímetro) hasta la escala microscópica (micrómetro). El conjunto de datos proporciona información completa en 3D a escala de órganos de los lobulillos pulmonares secundarios y delinea la microestructura de los nódulos pulmonares con un detalle sin precedentes.

Mediciones)

pulmón izquierdo humano

Tipos de tecnología

Imágenes de contraste de fase de rayos X

El pulmón humano se encuentra entre los órganos sólidos más grandes del cuerpo humano. Tradicionalmente, los estudios de microanatomía pulmonar a escala de órganos requieren operaciones prolongadas de muestreo específico, preparación de tejidos, tinción histológica y cortes1,2. Hoy en día, las evaluaciones clínicas ex vivo de microestructuras pulmonares completas se llevan a cabo sin seccionamiento utilizando micro-CT de contraste de absorción con un tamaño de vóxel de alrededor de 100 μm. Luego, se puede seleccionar un área limitada del pulmón para obtener imágenes con una resolución más alta usando histología3,4,5. Las imágenes de contraste de fase de rayos X6,7 proporcionan mayor sensibilidad y contraste que la micro-CT8 de laboratorio. En comparación con la histología virtual óptica9, el contraste de fase de rayos X de la propagación en el espacio libre no requiere óptica de imagen y, al mismo tiempo, elimina la necesidad de una laboriosa limpieza del tejido y el etiquetado fluorescente que son esenciales para la imagen óptica10. La compatibilidad de las imágenes de contraste de fase de rayos X con las fuentes de rayos X existentes facilitará su adopción gradual y la transición de la investigación preclínica al diagnóstico clínico6,11,12. En las instalaciones de sincrotrón, las actualizaciones sistemáticas13,14 en la fuente de rayos X y las técnicas de imagen durante las últimas décadas brindan los medios para abordar cuestiones biológicas en escalas y resoluciones significativas11,15,16,17,18,19,20. Aunque las imágenes de rayos X basadas en sincrotrón pueden acceder a detalles anatómicos más finos que la micro-CT de laboratorio19,21,22,23, muchos escenarios de bioimagen requieren una mayor ampliación del rendimiento de imágenes y la acomodación de muestras de gran tamaño mientras se mantiene la resolución microscópica24,25.

Gracias al alto flujo de fotones de rayos X y la coherencia espacial que se logran en las modernas fuentes de sincrotrón de cuarta generación y al diseño cuidadoso de la preparación de muestras y el protocolo de obtención de imágenes, ahora es posible obtener imágenes de órganos humanos completos, grandes y parcialmente deshidratados en su totalidad a escala micrométrica. resolución mediante tomografía de contraste de fase jerárquica (HiP-CT)26. La técnica integra un flujo de trabajo de imágenes multiescala4,27,28,29,30 en una sola configuración, utilizando el contraste de fase de propagación obtenido de rayos X policromáticos de alta energía y configuraciones de detección ajustables. Por lo tanto, el escaneo de un órgano humano completo (con un tamaño de 5 a 30 cm en cada dimensión) en múltiples resoluciones se puede ejecutar sin diseccionar la muestra o requerir el transporte a diferentes ubicaciones o instalaciones del instrumento27,28,30. HiP-CT cuenta con una corrección de campo plano personalizada, un protocolo de escaneo de atenuación, junto con un muestreo tomográfico eficiente y un proceso de sutura para cubrir órganos grandes de tejido blando por completo, sin teñir27,31 ni aclarar10. El enfoque integrado de imágenes multiescala de modalidad única de HiP-CT26 garantiza un procedimiento de registro de imágenes simplificado gracias al contraste uniforme del tejido en todas las escalas de longitud. Su protocolo de imágenes se inspira en los enfoques multiescala existentes4,18,19,29, comenzando con una muestra tomográfica de dos pasos de todo el órgano (tomografía de campo completo), seguida de acercamientos progresivos a características seleccionadas de la microanatomía a través de tomografías locales. en varias resoluciones más finas compatibles con el contexto anatómico relevante. HiP-CT requiere que la muestra, como un órgano de tejido blando, se incruste en una solución de etanol al 70 % en agua y se inmovilice con bloques de agar durante la obtención de imágenes (ver Fig. 1a,b). La corrección de campo plano toma como referencia un recipiente separado (frasco de referencia) del mismo tamaño que el frasco de muestra para mejorar el contraste del tejido blando (ver Fig. 1c). Aquí proporcionamos el conjunto de datos de un pulmón izquierdo humano intacto fotografiado por HiP-CT con un tamaño de vóxel de 25,08 μm (órgano completo, véase la Fig. 1d) y con tamaños de vóxel de 6,05–6,5 μm y 2,45–2,5 μm para varios volúmenes locales de interés ( VOI) logrado mediante la optimización del espectro de rayos X incidente, la distancia de propagación, el espesor del centelleador y la óptica de acoplamiento antes del detector (ver Métodos). Los experimentos de imágenes de rayos X se llevaron a cabo en la línea de luz BM05 de la Instalación Europea de Radiación de Sincrotrón (ESRF) utilizando la fuente de rayos X extremadamente brillante de cuarta generación (ESRF-EBS) recientemente actualizada32,33.

(a) Un pulmón izquierdo humano en vista lateral (izquierda) y medial (derecha). (b) El pulmón entero fijado por instilación se monta en un frasco de PET cilíndrico de plástico, de tamaño compatible, sellado (140 mm de diámetro, 260 mm de altura) lleno de solución de etanol al 70 % y bloques de agar. ( c ) Esquema de la configuración de imágenes HiP-CT utilizando el contraste de fase de propagación de rayos X brillantes y coherentes en la línea de luz ESRF BM05. El frasco de referencia contiene el mismo medio de inclusión que el frasco de muestra. La energía de rayos X incidente se ajusta a 70–85 keV a través de filtros según el requisito de resolución. ( d ) Representación de volumen de todo el pulmón izquierdo con un tamaño de vóxel de 25,08 μm usando HiP-CT en vistas lateral (izquierda) y medial (derecha). Las principales características anatómicas etiquetadas en a, b, d son (1) lóbulo superior izquierdo, (2) fisura interlobar, (3) lóbulo inferior izquierdo, (4) bronquio principal izquierdo.

Todo el pulmón izquierdo (ver Fig. 1a) se extrajo de un donante de cuerpo, una mujer de 94 años que sucumbió por causas naturales, con el registro médico proporcionado en la Tabla 1. La donación de cuerpo se basó en el libre consentimiento del donante ante mórtem. . Los procedimientos médicos post mortem pertinentes se realizaron en el Laboratoire d'Anatomie des Alpes Françaises (LADAF) de acuerdo con las recomendaciones de la escala Quality Appraisal for Cadaveric Studies34. Todas las disecciones respetaron la memoria del difunto. Los protocolos de transporte e imagen fueron aprobados por la legislación francesa para la donación de cadáveres. El cuerpo del donante fallecido fue embalsamado y las preparaciones pulmonares se llevaron a cabo ~36 horas después de la muerte. El pulmón se instiló a través de la tráquea con una solución de formalina al 4% utilizando 30 cm de columna de agua a presión positiva. A continuación, se ligó la tráquea para mantener la configuración inflada con el fin de fijar los pulmones en un estado no colapsado. A continuación, el cuerpo se mantuvo a 4 °C durante 3 días antes de la disección. Una vez extraídos, los pulmones se sumergieron en solución de formalina al 4% durante 3 días más. Posteriormente, se sumergió sucesivamente en soluciones de etanol (bioetanol inodoro, Cheminol, Francia) con concentración creciente hasta el 70% (fracción volumétrica). El pulmón se mantuvo inflado durante la deshidratación con etanol empujando repetidamente la solución a través de su bronquio principal con una jeringa. La densidad significativamente más baja del etanol (789 kg/m3) en comparación con el agua (1000 kg/m3) proporciona un alto contraste de base para los tejidos blandos35,36.

Utilizamos un frasco de PET (tereftalato de polietileno) de tamaño comparable al del pulmón para la obtención de imágenes de rayos X debido a su disponibilidad comercial (frascos de barrido de 3600 ml con tapa, Medline Scientific, Reino Unido), alta tolerancia a la radiación37 y transparencia óptica para ayudar a la alineación de la muestra y evaluación del estado de la muestra durante la obtención de imágenes. Para asegurar el pulmón firmemente en su lugar y evitar que toque los bordes del recipiente por todos lados, preparamos bloques de agar (polvo de agar-agar, de algas rojas silvestres, Nat-Ali, Francia) en cubos de ~1 cm3 y los apilamos en el fondo del frasco y alrededor del órgano para incrustar firmemente el pulmón. El procedimiento para la preparación del agar se ha descrito detalladamente con anterioridad26. Los espacios entre los pequeños bloques de agar proporcionan las rutas de escape para la eliminación de gases residuales. El procedimiento de montaje de la muestra implica el llenado alternado de la mezcla de agar y etanol y la desgasificación suave al vacío para minimizar las microburbujas existentes del aire disuelto en el entorno de la solución y dentro del órgano, eliminando así su interferencia con la obtención de imágenes. El procedimiento de desgasificación utilizó una bomba de membrana para bombear directamente38 sobre el frasco de muestra de PET con la tapa abierta en un secador de vidrio al vacío sellado. Antes de la toma de imágenes, el frasco de PET que contenía el pulmón, la solución de etanol y la inclusión de agar se colocó en un portamuestras hecho a medida para conectarlo a la etapa de rotación en la línea de luz de sincrotrón26.

La implementación y las capacidades de HiP-CT se han descrito en detalle en una publicación separada26. Aquí, describimos la configuración utilizada para la proyección de imagen de pulmón. Todos los experimentos de imágenes de rayos X se llevaron a cabo en la línea de haz de imán de flexión ESRF BM0539. El haz de sincrotrón policromático producido en la línea de luz se pasó a través de un conjunto de filtros y luego se usó directamente para obtener imágenes sin óptica de rayos X adicional. El tamaño del vóxel se controla eficazmente mediante la óptica ajustable de imágenes de luz visible situada después del centelleador de rayos X LuAG:Ce (granate de lutecio y aluminio dopado con cerio) (fabricado a medida por Crytur, Chequia) y antes del sCMOS (metal complementario científico). semiconductor de óxido) sensor de luz (PCO edge 4.2 CLHS, PCO Imaging, Alemania). Específicamente, la óptica de imágenes incluye el dzoom ("zoom de reducción de aumento") y lentes de zoom, que cubren los rangos de 6,5 a 25,5 μm y 1,3 a 6,3 μm, respectivamente. Debido a que el tamaño del haz de sincrotrón (con un área utilizable de 50 mm × 4 mm en BM05) es considerablemente más pequeño que el tamaño del pulmón izquierdo humano (tamaño del contenedor de 260 mm de altura, hasta 140 mm de ancho como máximo), la imagen de todo el pulmón izquierdo con un tamaño de vóxel de 25,08 μm, se requería unir varios subescaneos. Utilizamos el método de media adquisición (o adquisición de medio objeto)40 desarrollado en ESRF para obtener imágenes de los VOI a 6,5 μm y 2,5 μm en tamaño de vóxel. Para todo el pulmón, desarrollamos un método de adquisición de un cuarto26 que incluye la adquisición de la mitad en combinación con una exploración anular para cubrir su extensión horizontal completa (ver Fig. 2).

Tomografía de contraste de fase jerárquica basada en sincrotrón (HiP-CT) en múltiples escalas de longitud y sus canales asociados de adquisición de datos y reconstrucción de imágenes. Los datos de tomografía de campo completo con un tamaño de vóxel de 25,08 μm se procesan con la canalización (a). Los datos de tomografía local para volúmenes de interés (VOI) con un tamaño de vóxel de 6,05 a 6,5 μm (nivel 1) y de 2,45 a 2,5 μm (nivel 2) se procesan con la canalización (b). ( c ) Un esquema que ilustra las relaciones de los diversos volúmenes cilíndricos representados con HiP-CT. Las flechas triples en la canalización antes de fusionar los subescaneos indican que se lleva a cabo el mismo procedimiento en cada subescaneo.

El procesamiento de datos de las proyecciones de rayos X medidas consta de tres etapas, pre-reconstrucción, reconstrucción y post-reconstrucción, que se ilustran en filas separadas en la Fig. 2. Los artefactos de anillo de los detectores se corrigen en dos pasos: (1) Antes reconstrucción, la media de las proyecciones se resta de las proyecciones para eliminar los anillos con anillos de intensidad constante; (2) Después de la reconstrucción, los anillos de intensidad no homogéneos residuales se eliminaron utilizando la transformada polar combinada con el filtro de desenfoque de movimiento lineal41. La reconstrucción tomográfica emplea las estimaciones de fase y amplitud obtenidas del método42 de Paganin, seguidas de una máscara de desenfoque 2D de los mapas de fase recuperados como entrada para el algoritmo de retroproyección filtrada. Estos pasos de reconstrucción se implementan en PyHST243. Eventualmente, los volúmenes procesados se convierten a un formato de 16 bits y se agrupan más para producir los conjuntos de datos descritos en las Tablas 2–3. Los pasos de reconstrucción y posprocesamiento se ilustran para los tres tipos de volúmenes de muestra con imágenes, respectivamente, en la Fig. 2. A continuación, resumimos los protocolos de imágenes y reconstrucción para el pulmón humano en cada resolución de imagen, incluidos los parámetros clave.

Tomografía de campo completo (todo el órgano con un tamaño de vóxel de 25,08 μm, consulte la Fig. 2a, c): la energía de rayos X detectada promedió ~93 keV después de los filtros y la muestra, la distancia de propagación fue de 3475 mm, el espesor del centelleador fue de 2 milímetro En total, se midieron dos conjuntos de 9990 proyecciones mediante el método de adquisición de un cuarto26 con un desplazamiento de 800 píxeles para la adquisición de la mitad. Se utilizó un tamaño de paso de 2,2 mm en la dirección vertical (z) para cubrir la altura del frasco de muestra con un total de 98 subescaneos de adquisición de un cuarto. Primero se realizó sutura radiográfica para recuperar una semiadquisición40 antes de la reconstrucción.

Tomografía local de VOI de nivel 1 (tamaño de vóxel de 6,5 μm y 6,05 μm, consulte la Fig. 2b, c): la energía de rayos X detectada promedió ~ 88 keV (~ 89 keV) después de los filtros y la muestra, la distancia de propagación fue de 3500 mm (3475 mm), el espesor del centelleador fue de 1 mm (2 mm) para los VOI con un tamaño de vóxel de 6,5 μm (6,05 μm). En total, se midieron 6000 proyecciones por el método de adquisición media con un desplazamiento de 900 píxeles. Se utilizó un tamaño de paso de 2,2 mm en la dirección vertical para cubrir la altura de los VOI.

Tomografía local de VOI de nivel 2 (tamaño de vóxel de 2,5 μm y 2,45 μm, consulte la Fig. 2b, c): la energía de rayos X detectada promedió ~77 keV (~79 keV) después de los filtros y la muestra, la distancia de propagación fue de 1440 mm (1500 mm), el espesor del centelleador fue de 0,25 mm (0,2 mm) para los VOI con un tamaño de vóxel de 2,5 μm (2,45 μm). En total, se midieron 6000 proyecciones por el método de adquisición media con un desplazamiento de 900 píxeles. Se utilizó un tamaño de paso de 1,5 mm en la dirección vertical para cubrir la altura de los VOI.

Además de la tomografía de campo completo de todo el pulmón, se seleccionaron VOI posteriores más pequeños con características representativas y se tomaron imágenes con tomografía local a mayor resolución, incluidos 6,5 μm (5 ubicaciones) y 6,05 μm (3 ubicaciones) para el nivel 1 y 2,5 μm (5 ubicaciones). ubicaciones) y 2,45 μm (3 ubicaciones) para VOI de nivel 2, respectivamente. Todos los VOI tienen un campo de visión cilíndrico alrededor del eje de rotación después de eliminar los artefactos de contorno de la reconstrucción tomográfica local. Para obtener los desplazamientos y rotaciones, los VOI se registran espacialmente a los datos de todo el pulmón a mano en VGStudio Max (versión 3.4) y el procedimiento para aplicarlos se describe en Notas de uso. Los tamaños de los VOI, sus desplazamientos y rotaciones con respecto al centro de los datos de todo el pulmón se enumeran en la Tabla 2 y se ilustran en la Fig. 3a-d. Además, proporcionamos breves referencias anatómicas a las ubicaciones espaciales de VOI en la Tabla 2 con respecto a los datos de todo el pulmón a 25,08 μm. Para conservar la procedencia rastreable de los datos, mantenemos las mismas etiquetas alfanuméricas de los VOI que se usaron en los experimentos originales. La figura 3e visualiza dos VOI seleccionados en el lóbulo inferior del pulmón.

Exploración del conjunto de datos HiP-CT de un pulmón izquierdo humano. ( a – d ) Correspondencias espaciales de los VOI cilíndricos medidos a diferentes resoluciones dentro de todo el pulmón izquierdo. Para cada conjunto de VOI, se muestran las vistas medial (izquierda) y sagital (derecha). La etiqueta VOI corresponde a la asignación en la Tabla 2. (e) Representaciones de dos VOI con imágenes con tamaños de vóxel de 6,5 μm y 2,5 μm, respectivamente. (f) A partir de los datos de tomografía local y de pulmón completo, visualizamos el detalle anatómico de un nódulo pulmonar espiculado parcialmente calcificado en la región apical del pulmón en múltiples escalas de longitud. Se representan los tabiques interlobulillares y la vasculatura perilobulillar de los lobulillos pulmonares secundarios (SPL).

Proporcionamos los datos volumétricos después de la reconstrucción y el posprocesamiento como cortes de imagen 2D en escala de grises (16 bits) en formato JPEG2000 almacenados en carpetas comprimidas. El nivel de compresión de JPEG2000 se elige cuidadosamente para garantizar una diferencia mínima con los datos originales en formato TIFF cuando se utilizan para la cuantificación de características o la segmentación de imágenes. Enumeramos los detalles de los datos depositados en la Tabla 3. Todos los datos se han depositado en un repositorio de datos ESRF (https://human-organ-atlas.esrf.eu/explore/LADAF-2020-27/left%20lung) con identificadores de objetos digitales (DOI) asignados a cada volumen escaneado, como se indica en la Tabla 4. Cada DOI hace referencia a un volumen en resolución completa y sus versiones agrupadas. Para todos los VOI medidos por tomografía local, incluidos aquellos con tamaños de vóxel de 6,5 μm44,45,46,47,–48, 6,05 μm49,50,–51, 2,5 μm52,53,54,55,–56 y 2,45 μm57, 58,–59, se proporcionan los datos de resolución completa (Binning = 1) y la versión 2 × binned (Binning = 2), mientras que para los datos de pulmón completo60, también se proporciona la versión 4 × binned (Binning = 4). La información de los metadatos de la Tabla 2 también se proporciona en el archivo de texto correspondiente contenido en cada depósito de datos. La página de inicio asociada con cada DOI contiene información ampliada sobre los parámetros de la línea de luz de rayos X para la tomografía de contraste de fase, el protocolo de exploración experimental y los procedimientos de procesamiento de datos.

Aunque la dosis de radiación en las exploraciones HiP-CT está muy por debajo del umbral de daño tisular26, debido a la formación de burbujas inducida por la radiación, que solo apareció después de múltiples exploraciones de tomografía local de alta resolución, la muestra pasó por una nueva desgasificación antes de que se completaran las mediciones restantes. hecho. Las burbujas provienen en gran parte de la vaporización de solventes61 pero no causan daño por radiación visible como lo muestra la histología26. Sin embargo, una consecuencia de la re-desgasificación es que no todos los VOI han sido fotografiados consecutivamente durante el mismo tiempo de haz. En el curso de la re-desgasificación, la muestra se mantuvo en el contenedor para mantener su posición original. Luego, el frasco de muestra se colocó en la línea de luz de rayos X de sincrotrón para obtener más imágenes. Durante el proceso, se tuvo cuidado de que los VOI escaneados antes y después de la re-desgasificación puedan registrarse en todo el volumen sin grandes deformaciones.

En los volúmenes de imágenes, el contraste se produce por las diferencias de densidad local entre los constituyentes del tejido pulmonar y los espacios vacíos de las vías respiratorias, los alvéolos y los vasos sanguíneos llenos de solución de etanol (ver Fig. 3e,f). Dentro de los datos de todo el pulmón con un tamaño de vóxel de 25,08 μm, los tabiques interlobulillares, los límites de los lobulillos pulmonares secundarios62,63 y la vasculatura perilobulillar son claramente visibles (ver Fig. 3f). A una resolución espacial alta, la diferencia de densidad local se convierte cada vez más en el principal factor que contribuye al contraste de la imagen en las VOI26. El contraste constante entre escalas de longitud proporciona información detallada para el estudio de la morfología pulmonar para el individuo sano o como control.

Con respecto a la capacidad pulmonar total del individuo, la estimación post mortem se ve gravemente obstaculizada por (1) la incapacidad de medir directamente el espacio muerto anatómico y (2) las complejas interacciones funcionales entre el tórax esquelético, la configuración del diafragma o el tono y el espacio pleural, que no son reconstruibles post mortem . Sin embargo, dado que el pulmón se infló con una presión casi normal en la fijación, nuestra mejor suposición para una inflación casi normal en la inspiración es la inflación controlada por presión. Además, a pesar de los grandes esfuerzos por mantener la integridad del órgano durante la preparación y exploración, en algunas áreas subpleurales del pulmón, hemos notado una ligera compresión. Atribuimos las causas potenciales de estas características a lo siguiente: (1) La formalina utilizada en la fijación puede tener dificultades para llegar a las áreas pulmonares más periféricas. (2) El ajuste apretado de los bloques de agar alrededor del pulmón. (3) Un signo de enfisema parabronquial y/o subpleural mínimo debido al envejecimiento5.

Los datos multiescala de pulmones humanos sanos presentados aquí se han utilizado como datos de control clínico en estudios que comparan el daño dentro de la microestructura pulmonar debido a la infección por Covid-1926. Los VOI individuales se depositan como cortes de imagen 2D perpendiculares al eje de rotación (z en la Fig. 1) en la geometría de tomografía. Estas imágenes se pueden cargar directamente en cualquier software de procesamiento de imágenes típico para su visualización o cuantificación adicional. Para alinear los VOI con los datos de todo el pulmón, se debe aplicar la siguiente transformación al VOI,

Aquí, I' e I son datos volumétricos con valores de intensidad, T es el operador de traducción 3D y Rz el operador de rotación 3D alrededor del eje z (ver Fig. 1b, c). El vector de desplazamiento (dx, dy, dz) y el ángulo de rotación z θz para cada VOI se enumeran en la Tabla 2. Los rangos de escala de grises predeterminados de las imágenes se establecen con un margen de intensidad para evitar la saturación. Ver directamente a simple vista puede requerir un ajuste de umbral.

El código utilizado para el preprocesamiento, la reconstrucción tomográfica y el posprocesamiento está disponible en GitHub (https://github.com/HiPCTProject/Tomo_Recon).

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Descargar referencias

Agradecemos a S. Bayat (INSERM), P. Masson (LADAF) por extraer el pulmón del cuerpo del donante, H. Reichert (ESRF) y R. Torii (UCL) por el apoyo general al proyecto, y C. Muzelle, R Homs, C. Jarnias, F. Cianciosi, P. Vieux, P. Cook, L. Capasso y A. Mirone por su ayuda en los desarrollos y mejoras de la configuración de imágenes de rayos X. Agradecemos a A. de Maria, A. Bocciarelli, M. Bodin, J.-F. Perrin y A. Goetz en ESRF por su apoyo en la base de datos Human Organ Atlas. Los autores también agradecen a C. Werlein, R. Engelhardt, AM Brechlin, C. Petzold y N. Kroenke. Este proyecto ha sido posible en parte gracias a las subvenciones número 2020-225394 de Chan Zuckerberg Initiative DAF, un fondo asesorado de Silicon Valley Community Foundation, The ESRF - propuesta de financiación md1252, la Royal Academy of Engineering (PDL - CiET1819/10) y el MRC (MR/R025673/1). MA reconoce subvenciones de los Institutos Nacionales de Salud (HL94567 y HL134229). DDJ reconoce la subvención europea de consolidación, XHale (ref. no. 771883). JJ reconoce la beca de desarrollo de carrera de investigación clínica Wellcome Trust 209553/Z/17/Z y el Instituto Nacional de Investigación en Salud University College London Hospital Biomedical Research Centre. Esta investigación fue financiada en su totalidad o en parte por Wellcome Trust [209553/Z/17/Z]. Para fines de acceso abierto, el autor ha aplicado una licencia pública de derechos de autor de CC-BY a cualquier versión del manuscrito aceptado por el autor que surja de este envío.

Estos autores contribuyeron igualmente: R. Patrick Xian, Paul Tafforeau.

Departamento de Ingeniería Mecánica, University College London, Londres, Reino Unido

R. Patrick Xian, Claire L. Walsh, Sebastian Marussi y Peter D. Lee

Centro de Investigación, Anatomía y Capacitación Quirúrgica de Amberes (ASTARC), Universidad de Amberes, Wilrijk, Bélgica

Stijn E. Pasado

Departamento de Radiología Diagnóstica e Intervencionista, Hospital Universitario de Heidelberg, Heidelberg, Alemania

Willi L. Wagner

Centro de Investigación Traslacional del Pulmón de Heidelberg (TLRC), Centro Alemán de Investigación del Pulmón (DZL), Heidelberg, Alemania

Willi L. Wagner

Laboratorio de Anatomía de los Alpes Franceses (LADAF), Universidad de Grenoble Alpes, Grenoble, Francia

Alejandro Bellier

Instituto de Patología y Patología Molecular, Clínica Universitaria Helios Wuppertal, Universidad de Witten/Herdecke, Wuppertal, Alemania

Maximiliano Ackermann

Instituto de Anatomía Clínica y Funcional, Centro Médico Universitario de la Universidad Johannes Gutenberg de Mainz, Mainz, Alemania

Maximiliano Ackermann

Instituto de Patología, Facultad de Medicina de Hannover, Hannover, Alemania

Danny D. Jonigk

Investigación biomédica en enfermedad pulmonar obstructiva y en etapa terminal Hannover (BREATH), Centro Alemán de Investigación Pulmonar (DZL), Hannover, Alemania

Danny D. Jonigk

Centro de Computación de Imágenes Médicas, University College London, Londres, Reino Unido

José Jacob

Departamento de Radiología, University College London Hospitals NHS Foundation Trust, Londres, Reino Unido

José Jacob

Instalación europea de radiación de sincrotrón, Grenoble, Francia

Pablo Tafforeau

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PDL y PT concibieron el experimento. PDL, CLW y PT coordinaron la colaboración. AB extrajo el pulmón del cuerpo del donante y preparó el pulmón para obtener imágenes junto con PT. SM diseñó el portamuestras para imágenes de órganos. PT realizó el experimento de imágenes en la línea de luz ESRF BM05 y reconstruyó los datos volumétricos. RPX analizó los datos con ayuda e instrucciones de PT, SV, WLW, JJ, MA y DDJ. RPX escribió la primera versión del manuscrito. Todos los autores revisaron y discutieron el manuscrito para llevarlo a la forma final.

Correspondencia a R. Patrick Xian, Peter D. Lee o Paul Tafforeau.

Los autores declaran no tener conflictos de intereses.

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Xian, RP, Walsh, CL, Verleden, SE y col. Un conjunto de datos de tomografía de contraste de fase de rayos X multiescala de un pulmón izquierdo humano completo. Datos científicos 9, 264 (2022). https://doi.org/10.1038/s41597-022-01353-y

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Recibido: 01 Diciembre 2021

Aceptado: 03 mayo 2022

Publicado: 02 junio 2022

DOI: https://doi.org/10.1038/s41597-022-01353-y

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