Технологию сейсмической визуализации протестировали для получения изображений мозга — Naked Science
6 минут
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.
Сегодня, 06:49
7 минут
Александр Речкин

12 апреля исполняется 60 лет со дня первого полета человека в космос. В 1961 году советский космонавт Юрий Гагарин на космическом корабле стартовал с космодрома Байконур и впервые в мире совершил орбитальный облет Земли. Полет в околоземном космическом пространстве продлился один час и 48 минут, после чего Гагарин успешно приземлился.

8 апреля
13 минут
Мария Азарова

Когда знаменитый епископ Лунда Педер Винструп умер, его похоронили в семейном склепе в Лундском соборе вместе с женой. После реставрации собора в XIX веке гробы перенесли в общее хранилище, а в 2012 году ученые решили исследовать мумифицированные останки. Неожиданно в ногах Винструпа обнаружили небольшой кулек — завернутое в ткань тело недоношенного ребенка. Это открытие вызвало резонный вопрос: как эмбрион попал в гроб к епископу и имели ли они родственную связь?

Позавчера, 19:42
51 минута
Александр Березин

9 апреля 1940 года Германия внезапно напала на Данию и Норвегию — выполнив тем самым планы британского командования, пытавшегося спровоцировать Берлин на такое нападение. Но дальше все пошло не по плану: Германия победила, союзники проиграли. Тем не менее в этой битве выиграли не только немцы. Парадоксальным образом она помешала и англо-французским планам нападения на СССР в 1940 году, что радикально изменило ход и исход всей мировой войны. Попробуем разобраться в деталях.

Сегодня, 06:49
7 минут
Александр Речкин

12 апреля исполняется 60 лет со дня первого полета человека в космос. В 1961 году советский космонавт Юрий Гагарин на космическом корабле стартовал с космодрома Байконур и впервые в мире совершил орбитальный облет Земли. Полет в околоземном космическом пространстве продлился один час и 48 минут, после чего Гагарин успешно приземлился.

8 апреля
13 минут
Мария Азарова

Когда знаменитый епископ Лунда Педер Винструп умер, его похоронили в семейном склепе в Лундском соборе вместе с женой. После реставрации собора в XIX веке гробы перенесли в общее хранилище, а в 2012 году ученые решили исследовать мумифицированные останки. Неожиданно в ногах Винструпа обнаружили небольшой кулек — завернутое в ткань тело недоношенного ребенка. Это открытие вызвало резонный вопрос: как эмбрион попал в гроб к епископу и имели ли они родственную связь?

Позавчера, 19:42
51 минута
Александр Березин

9 апреля 1940 года Германия внезапно напала на Данию и Норвегию — выполнив тем самым планы британского командования, пытавшегося спровоцировать Берлин на такое нападение. Но дальше все пошло не по плану: Германия победила, союзники проиграли. Тем не менее в этой битве выиграли не только немцы. Парадоксальным образом она помешала и англо-французским планам нападения на СССР в 1940 году, что радикально изменило ход и исход всей мировой войны. Попробуем разобраться в деталях.

17 марта
12 минут
Василий Парфенов

Продолжавшееся более пяти лет уголовное дело подошло к завершению: серийного сетевого сексуального маньяка осудили на 75 лет тюремного заключения. Чтобы поймать человека, растлившего 375 несовершеннолетних девушек, потребовалось пойти на беспрецедентные и этически спорные меры: создать вредоносное ПО и подсунуть злоумышленнику видеоловушку со встроенным вирусом.

25 марта
36 минут
Александр Березин

Улыбающийся мультимиллиардер планирует понять, насколько эффективно мел в стратосфере защищает планету от солнечного света, и если результат хорош, распылить его там в гигантских количествах. Потенциально это результативная задумка: ученые давно показали, что так можно добиться полного покрытия Земли устойчивыми льдами — вплоть до экватора. Увы, идея Гейтса — плагиат, причем не лучший. Советский исследователь предложил похожее полвека назад с более эффективной серой. Интереснее другое: подобные мероприятия один раз едва не уничтожили человечество. Разбираемся в деталях, а также в том, грозит ли нам повторение.

31 марта
51 минута
Александр Березин

Самый зловещий оружейный проект всех времен и народов — термоядерная торпеда, предназначенная для радиационного поражения огромных площадей и создания искусственного цунами. Никогда до этого ни одна страна даже не заявляла о намерении сделать нечто настолько опасное для живых существ. Поэтому российский проект «Посейдон», обещающий именно это, вызывает бурю эмоций. Однако тщательный технический анализ показывает: в реальности он будет совсем не таким, как об этом пишут в СМИ. Даже если он предназначен для радиационного поражения обширных площадей, оно не будет долгим. А уже через год «омытые» им районы будут абсолютно безопасны. Тем не менее новая система действительно изменит стратегический баланс на планете — но не так, как все думают. Попробуем разобраться в ситуации подробнее.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

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: