Ультразвуковое измерение внутрикостной сосудистой реакции

Считается, что кровообращение в костях играет ключевую роль в росте костей, заживлении переломов и развитии заболеваний костей, таких как остеопороз. Современные методы медицинской визуализации, такие как обычное ультразвуковое исследование, не могут обнаружить кровообращение в костях. Исследователи предлагают разработать новый тип УЗИ, называемый внутрикостным функциональным УЗИ, который позволит обнаруживать и характеризовать кровообращение в твердой костной ткани, костном мозге и мягких тканях, окружающих кость (например, в мышцах). Поскольку большинство мягких тканей состоит в основном из воды, скорость звука в мягких тканях близка к скорости звука в воде и лишь незначительно различается между различными типами мягких тканей. По этой причине клинические ультразвуковые сканеры, используемые для УЗИ, предполагают, что скорость звука в организме человека одинакова для всех типов мягких тканей. Это допущение справедливо для мягких тканей, но не для кости, поскольку твердая костная ткань намного жестче, чем мягкая. Сейсмологи имеют большой опыт получения изображений структуры Земли на основе анализа упругих волн, которые подчиняются тем же законам физики, что и ультразвуковые волны. Недра Земли содержат слои твердых материалов и жидкостей, следовательно, они очень похожи на область человеческого тела, содержащую кости и мягкие ткани. Поэтому исследователи сначала будут работать над адаптацией проверенных временем методов сейсмической визуализации, чтобы сделать возможным ультразвуковое исследование костей. Как только будет получено правильное изображение кости, исследователи будут использовать ультразвуковой сканер, предназначенный для исследований, чтобы повторять это изображение сотни раз в секунду, очень похоже на замедленное видео. Поскольку кровь движется, а кость остается неподвижной, интенсивность изображения слегка меняется там, где движется кровь. Таким образом, анализ этих изменений позволяет обнаружить и охарактеризовать кровоток в кости. Таким образом исследователи рассчитывают обнаружить кровь, текущую со скоростью всего несколько миллиметров в секунду. Наконец, чувствительность метода для обнаружения и характеристики кровообращения в костях будет оцениваться у пациентов в больнице и у здоровых добровольцев. Успех этой работы поможет получить знания о роли кровообращения в костях. В долгосрочной перспективе это может помочь в диагностике заболеваний костей.