Měření intraoseální vaskulární odezvy založené na ultrazvukovém zobrazování

Předpokládá se, že krevní oběh v kosti hraje klíčovou roli v růstu kostí, při hojení zlomenin a ve vývoji kostních onemocnění, jako je osteoporóza. Současné lékařské zobrazovací techniky, jako je konvenční ultrasonografie, nedokážou detekovat krevní oběh v kosti. Výzkumníci navrhují vyvinout nový typ ultrasonografie nazývaný intraoseální funkční ultrasonografie, která umožní detekci a charakterizaci krevního oběhu v pevné kostní tkáni, dřeni a měkkých tkáních obklopujících kost (například sval). Protože většina měkkých tkání je v podstatě tvořena vodou, je rychlost zvuku v měkkých tkáních blízká rychlosti ve vodě a mezi různými typy měkkých tkání se liší jen málo. Z tohoto důvodu klinické ultrazvukové skenery používané pro ultrasonografii předpokládají, že rychlost zvuku v lidském těle je stejná pro všechny typy měkkých tkání. Tento předpoklad je odůvodněný v měkkých tkáních, ale neplatí v kosti, protože pevná kostní tkáň je mnohem tužší než měkké tkáně. Seismologové mají rozsáhlé zkušenosti s vytvářením snímků struktury Země na základě analýzy elastických vln, které se řídí stejnými fyzikálními zákony jako ultrazvukové vlny. Podpovrch Země obsahuje vrstvy pevných materiálů a kapalin, proto je velmi podobný oblasti lidského těla obsahující kosti a měkké tkáně. Vyšetřovatelé proto nejprve zapracují na adaptaci osvědčených seismických zobrazovacích metod, aby bylo možné ultrasonografii kosti. Jakmile je získán správný obraz kosti, vyšetřovatelé použijí ultrazvukový skener určený pro výzkum k opakování tohoto obrazu stokrát za sekundu, velmi podobně jako zpomalené video. Protože se krev pohybuje, zatímco kost je nehybná, intenzita obrazu se v místě pohybu krve mírně mění. Analýza těchto změn tedy umožňuje detekovat a charakterizovat průtok krve v kosti. Tímto způsobem vyšetřovatelé očekávají, že budou schopni detekovat krev proudící rychlostí pouhých několika milimetrů za sekundu. Konečně bude vyhodnocena citlivost techniky k detekci a charakterizaci krevního oběhu v kosti u pacientů v nemocnici au zdravých dobrovolníků. Úspěch této práce pomůže získat znalosti o úloze krevního oběhu v kosti. Z dlouhodobého hlediska může pomoci při diagnostice onemocnění kostí.