• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
06.03.2020
София Жаботинская
18 635

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.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
Позавчера, 16:56
Василий Парфенов

В конце июля многие СМИ опубликовали новости с заголовками вида «Земля стала вращаться быстрее — и ученые не знают почему». К концу первой недели августа тема добралась и до русскоязычного сегмента Сети. На поверку этот инфоповод пусть и без негативных последствий, но демонстрирует основные пороки современной (не только научно-популярной) журналистики. Рассказываем, как в действительности изменяется скорость вращения нашей планеты, насколько хорошо известны причины таких осцилляций, а также почему ученые никогда ничего не знают наверняка (и это нормально).

Позавчера, 15:48
Ольга Иванова

Исследование американских нейробиологов на грызунах показало, что повышенный уровень тестостерона способствует не только агрессивному, но и просоциальному поведению.

Позавчера, 10:57
Сергей Васильев

Напряженная мыслительная деятельность приводит к накоплению нейромедиаторов в синапсах префронтальной коры. Это усложняет их работу и может повреждать нейроны, заставляя мозг сигнализировать об опасности.

Позавчера, 16:56
Василий Парфенов

В конце июля многие СМИ опубликовали новости с заголовками вида «Земля стала вращаться быстрее — и ученые не знают почему». К концу первой недели августа тема добралась и до русскоязычного сегмента Сети. На поверку этот инфоповод пусть и без негативных последствий, но демонстрирует основные пороки современной (не только научно-популярной) журналистики. Рассказываем, как в действительности изменяется скорость вращения нашей планеты, насколько хорошо известны причины таких осцилляций, а также почему ученые никогда ничего не знают наверняка (и это нормально).

Позавчера, 15:48
Ольга Иванова

Исследование американских нейробиологов на грызунах показало, что повышенный уровень тестостерона способствует не только агрессивному, но и просоциальному поведению.

Позавчера, 10:57
Сергей Васильев

Напряженная мыслительная деятельность приводит к накоплению нейромедиаторов в синапсах префронтальной коры. Это усложняет их работу и может повреждать нейроны, заставляя мозг сигнализировать об опасности.

2 августа
Александр Березин

Если западным странам удастся «лишить Кремль нефтяных доходов», то мир ждет геополитическое землетрясение. Только не обязательно в ту сторону, о которой вы сейчас подумали. На фоне того, что последует за «лишением», шок 1973 года может показаться детской игрой. Naked Science попробует оценить размах «потолочного катаклизма» заранее.

31 июля
Александр Березин

Саудовский принц одобрил строительство гигантского «лежачего небоскреба», который должен стать крупнейшим зданием в истории. Причем еще и самым экологичным в мире. Пресса и соцсети полны возмущенных оценок: «это антиутопия!», «проект сырой!» и тому подобным. Однако чисто технически это не так: «Зеркальную линию» на пять миллионов жителей вполне можно построить. И такое здание в самом деле будет энергоэффективным (и формально безуглеродным). Но у проекта есть другие слабые места, лежащие скорее в сфере науки, нежели техники. Naked Science попробовал разобраться в деталях.

27 июля
Алиса Гаджиева

Новое исследование показало, что появившаяся у человека способность переваривать молочный сахар никак не сказалась на распространенности потребления продуктов молочного животноводства.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: