Ultraäänikuvaukseen perustuva luuston sisäisen vaskulaarisen vasteen mittaaminen

Verenkierrolla luun sisällä uskotaan olevan avainrooli luun kasvussa, murtumien paranemisessa ja luusairauksien, kuten osteoporoosin, kehittymisessä. Nykyiset lääketieteelliset kuvantamistekniikat, kuten perinteinen ultraääni, eivät pysty havaitsemaan verenkiertoa luun sisällä. Tutkijat ehdottavat uudentyyppistä ultraäänitutkimusta, nimeltään intraosseous funktionaalinen ultraääni, joka mahdollistaa verenkierron havaitsemisen ja karakterisoinnin kiinteässä luukudoksessa, luuytimessä ja luuta ympäröivissä pehmytkudoksissa (esimerkiksi lihaksissa). Koska useimmat pehmytkudokset ovat pääosin vettä, äänen nopeus pehmytkudoksissa on lähellä veden nopeutta ja vaihtelee vain vähän erityyppisten pehmytkudosten välillä. Tästä syystä ultraäänitutkimuksessa käytetyt kliiniset ultraääniskannerit olettavat, että äänen nopeus ihmiskehossa on sama kaikissa pehmytkudostyypeissä. Tämä oletus on perusteltu pehmytkudoksissa, mutta se ei päde luussa, koska kiinteä luukudos on paljon jäykempi kuin pehmytkudokset. Seismologeilla on laaja kokemus kuvien tuottamisesta Maan rakenteesta, joka perustuu elastisten aaltojen analyysiin, jotka noudattavat samoja fysiikan lakeja kuin ultraääniaallot. Maan pinnalla on kerroksia kiinteitä materiaaleja ja nesteitä, joten se on hyvin samanlainen kuin ihmiskehon alue, joka sisältää luuta ja pehmytkudoksia. Siksi tutkijat työskentelevät ensin aikatestattujen seismisen kuvantamismenetelmien mukauttamisessa mahdollistamaan luun ultraäänitutkimus. Kun luusta on saatu oikea kuva, tutkijat käyttävät tutkimukselle omistettua ultraääniskanneria toistamaan tämän kuvan satoja kertoja sekunnissa, aivan kuten hidastettua videota. Koska veri liikkuu luun ollessa paikallaan, kuvan intensiteetti muuttuu hieman siellä, missä veri liikkuu. Siten näiden muutosten analyysi mahdollistaa verenkierron havaitsemisen ja karakterisoimisen luun sisällä. Tällä tavalla tutkijat odottavat pystyvänsä havaitsemaan veren virtaavan vain muutaman millimetrin sekunnissa. Lopuksi tekniikan herkkyys luun verenkierron havaitsemiseksi ja karakterisoimiseksi arvioidaan potilailla sairaalassa ja terveillä vapaaehtoisilla. Tämän työn menestys auttaa saamaan tietoa verenkierron roolista luun sisällä. Pitkällä aikavälillä se voi auttaa luusairauksien diagnosoinnissa.