В новом исследовании, опубликованном в журнале npj Digital Medicine, ученые из Имперского колледжа Лондона (Imperial College London) обнаружили, что технология сейсмической визуализации позволяет получать детализированные изображения человеческого мозга.
В отличие от существующих методов визуализации мозга, таких как МРТ, КТ и ПЭТ-сканирование, технология сейсмической визуализации может применяться для любого пациента и быть пригодна для непрерывного мониторинга. Технология сейсмической визуализации доступна в относительно небольшом устройстве, которое можно перевозить в машине скорой помощи. Исследователи утверждают, что технология безопасна, поскольку звуковые волны уже используются при ультразвуковом исследовании, и эта технология использует звуковые волны аналогичной интенсивности. Ультразвук не может легко проникнуть через кость, тогда как новое устройство, которое предназначено для ношения наподобие шлема, способно преодолеть этот барьер. Новый метод представляет особую ценность для пациентов, исследуемых на предмет инсульта.
Исследователи используют сейсмические данные и вычислительную технику, называемую полной инверсией формы волны (FWI), чтобы составить карту внутренней поверхности Земли. Сейсмические данные от сейсмоприемников (сейсмометров) подключаются к алгоритмам FWI, которые извлекают трехмерные изображения земной коры, которые могут быть использованы для прогнозирования землетрясений и поиска резервуаров нефти и газа. Теперь исследователи адаптировали этот подход для медицинской визуализации, разработав метод, который использует звуковые волны с конечной целью получения изображений мозга с высоким разрешением.
Ученые сконструировали шлем, снабженный множеством акустических преобразователей, каждый из которых посылает звуковые волны через череп. Энергия ультразвука, которая распространяется по всей голове, записывается и подается через шлем в компьютер. Затем FWI используется для анализа ревербераций звука по всему черепу, создавая трехмерное изображение внутреннего содержимого черепной коробки. Исследователи протестировали свой шлем на здоровом добровольце и обнаружили, что качество записанных сигналов было достаточным для алгоритма, чтобы генерировать детальное изображение. Используя компьютерное моделирование, ученые также обнаружили, что могут получать изображения высокого разрешения со звуковыми частотами достаточно низкими, чтобы проникать в череп с безопасной интенсивностью. Ученые создали детальное компьютерное моделирование, основанное на свойствах различных типов мозговой ткани человека, чтобы установить, что звуковые волны будут эффективны для создания изображений мозга с высоким разрешением.
Авторы другого исследования заявили, что искусственный интеллект поможет спрогнозировать долгосрочные риски сердечного приступа.
