Сила света и ультразвука: новый метод 3D-визуализации
Исследовательская группа Медицинской школы Кека при Университете Южной Калифорнии и Калифорнийского технологического института разработала диагностическую платформу, которая сочетает ультразвук с фотоакустической визуализацией для быстрого получения объемных изображений тканей и кровеносных сосудов.
Экспериментальное исследование, результаты которого опубликованы в журнале Nature Biomedical Engineering, предполагало, что новая методика поможет преодолеть ключевые ограничения МРТ, КТ и традиционного ультразвука.
Система, получившая название RUS-PAT, объединяет ротационную ультразвуковую томографию и фотоакустическую томографию. RUS-PAT использует круговую матрицу детекторов для реконструкции трехмерных изображений и регистрации сигналов, генерируемых молекулами гемоглобина под воздействием лазерного света. Комбинированный подход позволяет получать изображения широкого поля без ионизирующего излучения или сильных магнитных полей.
Исследователи продемонстрировали универсальность технологии, получив изображения головного мозга, груди, кисти и стопы. Визуализация головного мозга проводилась у пациентов, перенесших операцию по поводу черепно-мозговой травмы, при которой части черепа были временно удалены. Система генерировала изображения шириной до 10 сантиметров примерно за 10 секунд.
«Нельзя недооценивать важность медицинской визуализации для клинической практики. Наша команда выявила ключевые ограничения существующих методов и разработала новый подход для их устранения», — сказал доктор Чарльз Лю, профессор клинической нейрохирургии и один из ведущих авторов исследования.
Команда Калифорнийского технологического института работает над устранением оставшихся технических препятствий, включая искажение изображения, вызываемое костями черепа. Изучаются модификации частоты ультразвука для улучшения визуализации головного мозга без хирургического вмешательства.
«Мы разработали новый метод, который меняет принцип совместной работы ультразвуковых и фотоакустических систем визуализации, что позволяет нам получать гораздо более полные изображения на значительной глубине», — отметил доктор Лихонг Ван, один из ведущих авторов и профессор медицинской и электротехнической инженерии в Калифорнийском технологическом институте.
Хотя разработка находится на ранней стадии, исследователи видят ее широкий клинический потенциал в области неврологической, онкологической и сосудистой визуализации. Работа финансировалась Национальными институтами здравоохранения, включая гранты от инициативы BRAIN.
