Выявлено заболевание костей в окаменевшей челюсти Тираннозавра рекс
Исследователи из Германии выявили заболевание костей в окаменевшей челюсти тираннозавра рекс с помощью метода визуализации на основе компьютерной томографии, говорится в исследовании, представленном сегодня на ежегодном собрании Радиологического общества Северной Америки (RSNA). По словам исследователей, этот метод визуализации может найти широкое применение в палеонтологии в качестве альтернативы методам оценки ископаемых, которые предполагают уничтожение образцов.
Знакомый нам по сегодняшней популярной культуре, T. rex был массивным, плотоядным динозавром, который миллионы лет назад бродил по территории нынешних западных Соединенных Штатов. В 2010 году коммерческий палеонтолог, работавший в округе Картер, штат Монтана, обнаружил один из самых полных скелетов T. rex из когда-либо найденных.
Окаменелый скелет относится к позднему меловому периоду, приблизительно 68 миллионов лет назад. Он был продан инвестиционному банкиру, который назвал его "Тристан Отто", а затем передал его во временное пользование Берлинскому музею натуркунде в Германии. Это один из двух оригинальных скелетов T. rex в Европе.
Чарли Хамм, доктор медицины, радиолог из университетской клиники Шарите в Берлине, и его коллеги недавно получили возможность исследовать часть нижней левой челюсти "Тристана Отто". В то время как предыдущие исследования окаменелостей в основном основывались на инвазивном отборе и анализе образцов, доктор Хамм и его коллеги использовали неинвазивный подход с помощью клинического компьютерного томографа и метода, называемого двухэнергетической компьютерной томографией (ДЭКТ).
DECT использует рентгеновские лучи на двух различных энергетических уровнях для получения информации о составе тканей и процессах заболевания, что невозможно при использовании одноэнергетической компьютерной томографии.
"Мы предположили, что DECT потенциально может позволить провести количественное неинвазивное разложение материала на основе элементов и тем самым помочь палеонтологам в определении характеристик уникальных окаменелостей", - сказал доктор Хамм.
Метод КТ позволил исследователям преодолеть трудности, связанные со сканированием большой части нижней челюсти Тристана Отто, называемой левым дентарием. Особенно сложной оказалась высокая плотность фрагмента, поскольку качество КТ-изображений, как известно, страдает от артефактов, или искажения структуры тканей, при рассмотрении очень плотных объектов.
"Нам пришлось регулировать ток и напряжение трубки томографа, чтобы минимизировать артефакты и улучшить качество изображения", - говорит доктор Хамм.
КТ-реконструкции зубодесневой части левого зубного ряда. (A) Реконструкция обычных КТ-снимков в боковой проекции, показывающая хорошо сохранившиеся анатомические структуры, такие как сменные зубы. Стрелка указывает на очаговое экзофитное образование - аномальный рост, выступающий над поверхностью ткани, на вентральной поверхности на уровне корней 3-5 зубов. (B) Карта кальциевого материала на основе DECT показывает однородное распределение минералов, в то время как (C) карта фторсодержащего материала показывает значительное накопление минералов в центре экзофитной массы и прилегающих корней зубов (наконечник стрелки). Кредит: RSNA и Чарли Хамм, доктор медицинских наук.
При визуальном осмотре и компьютерной томографии левый дентарий показал утолщение и массу на его поверхности, которая простиралась до корня одного из зубов. ДЭКТ выявила значительное накопление элемента фтора в этой массе, что ассоциируется с участками пониженной плотности костной ткани. Масса и накопление фтора подтвердили диагноз туморозного остеомиелита - инфекции кости.
"Хотя это исследование является доказательством концепции, неинвазивная ДЭКТ визуализация, которая предоставляет структурную и молекулярную информацию об уникальных ископаемых объектах, имеет потенциал для решения неудовлетворенной потребности в палеонтологии, позволяя избежать дефрагментации или разрушения", - сказал доктор Хамм.
"Подход DECT имеет перспективы в других палеонтологических приложениях, таких как определение возраста и дифференциация реальной кости от копий", - добавил Оливер Хампе, доктор философии, старший научный сотрудник и палеонтолог позвоночных из Музея естественных наук Берлина. "Экспериментальный дизайн, включая использование клинического компьютерного томографа, позволит широко применять результаты"
Доктор Хамм и его коллеги также сотрудничали с палеонтологами из Филд-музея в Чикаго и коллегами с кафедры биомедицинской инженерии имени Ричарда и Лоан Хилл в Иллинойском университете в Чикаго, чтобы провести КТ-анализ всемирно известного T. rex "Сью", который хранится в музее.
