Misurazione basata sull'imaging a ultrasuoni della risposta vascolare intraossea

Si ritiene che la circolazione del sangue all'interno dell'osso abbia un ruolo chiave nella crescita ossea, nella guarigione delle fratture e nello sviluppo di malattie ossee come l'osteoporosi. Le attuali tecniche di imaging medico come l'ecografia convenzionale non riescono a rilevare la circolazione del sangue all'interno dell'osso. I ricercatori propongono di sviluppare un nuovo tipo di ecografia chiamata ultrasonografia funzionale intraossea che consentirà il rilevamento e la caratterizzazione della circolazione sanguigna nel tessuto osseo solido, nel midollo e nei tessuti molli che circondano l'osso (ad esempio il muscolo). Poiché la maggior parte dei tessuti molli è essenzialmente costituita da acqua, la velocità del suono nei tessuti molli è vicina a quella dell'acqua e varia solo leggermente tra i diversi tipi di tessuti molli. Per questo motivo, gli ecografi clinici utilizzati per l'ecografia presuppongono che la velocità del suono nel corpo umano sia la stessa per tutti i tipi di tessuti molli. Questa ipotesi è ragionevole nei tessuti molli, ma non vale per l'osso perché il tessuto osseo solido è molto più rigido dei tessuti molli. I sismologi hanno una vasta esperienza nella produzione di immagini della struttura della Terra basate sull'analisi delle onde elastiche che seguono le stesse leggi della fisica delle onde ultrasoniche. Il sottosuolo della Terra contiene strati di materiali solidi e liquidi, di conseguenza è molto simile a una regione del corpo umano contenente ossa e tessuti molli. Pertanto, gli investigatori lavoreranno prima sull'adattamento di metodi di imaging sismico testati nel tempo per rendere possibile l'ecografia dell'osso. Una volta ottenuta un'immagine corretta dell'osso, gli investigatori utilizzeranno uno scanner a ultrasuoni dedicato alla ricerca per ripetere questa immagine centinaia di volte al secondo, proprio come un video al rallentatore. Poiché il sangue si muove mentre l'osso è fermo, l'intensità dell'immagine viene leggermente modificata nel punto in cui il sangue si muove. Pertanto, l'analisi di questi cambiamenti rende possibile rilevare e caratterizzare il flusso sanguigno all'interno dell'osso. In questo modo gli investigatori si aspettano di poter rilevare il sangue che scorre con una velocità di pochi millimetri al secondo. Infine la sensibilità della tecnica per rilevare e caratterizzare la circolazione del sangue nelle ossa sarà valutata in pazienti in ospedale e in volontari sani. Il successo di questo lavoro aiuterà ad acquisire conoscenze sul ruolo della circolazione sanguigna all'interno delle ossa. A lungo termine, può aiutare nella diagnosi delle malattie ossee.