Технологию сейсмической визуализации протестировали для получения изображений мозга — Naked Science
06.03.2020
София Жаботинская

Технологию сейсмической визуализации протестировали для получения изображений мозга

5.3

Техника, которую раньше использовали для картирования коры планеты, дает возможность получать высокоточные изображения тканей головного мозга.

Новый метод поможет визуализировать мозг пациентов, для которых это было прежде затруднительно.
Новый метод поможет визуализировать мозг пациентов, для которых это было прежде затруднительно /© Imperial College London

Команда исследователей из нескольких лондонских университетов разработала методику, которая позволяет получать высококачественные изображения головного мозга для клинических целей. По своим возможностям этот способ может превзойти все существующие технологии визуализации. Статья о разработке опубликована в издании npj Digital Medicine.

Чтобы картировать «внутренности» нашей планеты, ученые используют сейсмические данные и технику инверсии с учетом формы импульса (FWI). Этот метод предполагает построение достоверной модели земной коры по целому ряду параметров, таких как плотность сейсмических волн, скорость их распространения и затухания. Использование FWI дает возможность прогнозировать землетрясения, а также искать залежи газа и нефти.

Английские ученые адаптировали такой подход к визуализации биологических тканей. Для этого они создали шлем, в который интегрирован массив акустических приемо-передаточных устройств.

а) Трехмерный массив преобразователей, используемых для генерации данных и последующей инверсии. Каждый преобразователь действует как источник и приемник.
b) Смоделированное изображение распространения волнового поля от преобразователя (отмечен желтым).
с) Схема шлема-прототипа, несущего 1024 преобразователя. Каркас настраивается для обеспечения точной подгонки в каждом конкретном случае.
г) Закрепление соединения датчиков в прототипе /© Imperial College London

Ультразвуковые волны от этих излучателей проходят через весь головной мозг, затем регистрируются датчиками и передаются на компьютер. Характер прохождения ультразвуковых волн интерпретируется при помощи FWI, что позволяет создать трехмерную карту органа.

а) 2D-модель скорости акустической волны в мозге (без учета костной ткани черепа). Красный эллипс показывает положения преобразователя.
б) Однородная модель, используемая для начала инверсии.
в) Результат ультразвуковой компьютерной томографии. Полученная модель является точной, но имеет плохое пространственное разрешение.
г) Результат ультразвуковой инверсии полной формы волны. Полученная модель теперь точна и достаточно информативна /© Imperial College London

Шлем уже протестировали на здоровом добровольце. Качество записанных при этом сигналов удовлетворяло требованиям для построения детального изображения. «Это первый случай, когда FWI применяется для визуализации содержимого человеческого черепа, — говорит один из авторов исследования Луис Гуаш. — Техника получения изображений, которая уже произвела революцию в одной области, сейсмологии, может начать революцию в другой — визуализации мозга».

В отличие от таких методов, как магнитно-резонансная, компьютерная и позитронно-эмиссионная томографии, новый способ может применяться для любых пациентов — в том числе тех, которые находятся на интенсивной терапии. По сравнению с той же МРТ методика с использованием FWI не требует столь громоздкой аппаратуры и позволяет работать с людьми, у которых есть металлические импланты.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Позавчера, 14:34
Илья Ведмеденко

Осведомленный источник ТАСС сообщил, что опытный образец перспективного стратегического бомбардировщика нового поколения соберут к 2023 году. Ранее стало известно, что в России изготовили первый образец двигателя для нового самолета.

9 часов назад
Илья Ведмеденко

Российские судостроители спустили на воду головное скоростное пассажирское судно на подводных крыльях «Метеор 120Р». Предполагается, что оно ни в чем не уступает зарубежным аналогам.

Позавчера, 09:40
Сергей Васильев

Ученые показали, что удлинение суток ведет к более продуктивному фотосинтезу и, возможно, некогда помогло цианобактериям совершить кислородную революцию на древней Земле.

1 августа
Мария Азарова

Исследование микробиома кишечника, проведенное японскими и американскими учеными, предоставляет один из потенциальных ключей к долголетию и лечению бактериальных инфекций.

29 июля
Сергей Васильев

В Канаде обнаружили окаменелости, поразительно похожие на скелет морских губок и при этом на миллионы лет старше Кембрийского взрыва, когда появились современные типы животных.

Позавчера, 14:34
Илья Ведмеденко

Осведомленный источник ТАСС сообщил, что опытный образец перспективного стратегического бомбардировщика нового поколения соберут к 2023 году. Ранее стало известно, что в России изготовили первый образец двигателя для нового самолета.

25 июля
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

13 июля
Ольга Иванова

Международная команда ученых идентифицировала ДНК из почвы в грузинской пещере. Благодаря этому исследователям удалось восстановить геном человека возрастом 25 тысяч лет, не имея никаких скелетных останков.

8 июля
Василий Парфенов

Подросток из бельгийского города Остенде стал вторым самым юным обладателем высшего образования в обозримой истории. Он с отличием окончил курс физики в Антверпенском университете и теперь собирается защитить магистерскую степень, а затем и докторскую диссертацию в этой области. Цель у него простая и понятная: увеличение продолжительности жизни человека вплоть до полного бессмертия за счет замены частей тела и органов механическими или искусственными.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: