Ultralydsbilleddannelsesbaseret måling af intraossøs vaskulær respons

Blodcirkulationen i knoglerne menes at have en nøglerolle i knoglevækst, i frakturheling og i udviklingen af ​​knoglesygdomme som osteoporose. Nuværende medicinske billeddannelsesteknikker, såsom konventionel ultralyd, kan ikke detektere blodcirkulationen i knoglerne. Efterforskerne foreslår at udvikle en ny type ultralyd, kaldet intraossøs funktionel ultralyd, som vil muliggøre påvisning og karakterisering af blodcirkulationen i fast knoglevæv, marv og blødt væv omkring knogler (f.eks. muskler). Fordi de fleste bløde væv i det væsentlige er lavet af vand, er lydhastigheden i blødt væv tæt på den i vand, og den varierer kun lidt mellem forskellige typer blødt væv. Af denne grund antager kliniske ultralydsscannere, der bruges til ultralyd, at lydens hastighed i den menneskelige krop er den samme for alle typer blødt væv. Denne antagelse er rimelig i blødt væv, men det holder ikke i knogler, fordi fast knoglevæv er meget stivere end blødt væv. Seismologer har stor erfaring med at fremstille billeder af Jordens struktur baseret på analyse af elastiske bølger, som følger de samme fysiklove som ultralydsbølger. Jordens undergrund indeholder lag af faste materialer og væsker, og derfor minder den meget om et område af menneskekroppen, der indeholder knogler og blødt væv. Derfor vil efterforskerne først arbejde på tilpasningen af ​​tidstestede seismiske billeddannelsesmetoder for at gøre ultralyd af knogler mulig. Når et korrekt billede af knogle er opnået, vil efterforskerne bruge en ultralydsscanner dedikeret til forskning til at gentage dette billede hundredvis af gange i sekundet, meget ligesom en slowmotion-video. Fordi blod bevæger sig, mens knoglen er stille, ændres intensiteten i billedet lidt, hvor blodet bevæger sig. Analysen af ​​disse ændringer gør det således muligt at detektere og karakterisere blodgennemstrømningen i knoglerne. På denne måde forventer efterforskerne at kunne detektere blod, der flyder med en hastighed helt ned til et par millimeter i sekundet. Endelig vil følsomheden af ​​teknikken til at detektere og karakterisere blodcirkulationen i knoglerne blive evalueret hos patienter på hospitalet og hos raske frivillige. Succesen med dette arbejde vil hjælpe med at opnå viden om blodcirkulationens rolle i knogler. På lang sigt kan det hjælpe med diagnosticering af knoglesygdomme.