Ultraljudsavbildningsbaserad mätning av intraossös vaskulär respons

Blodcirkulationen i benet tros ha en nyckelroll i bentillväxt, i frakturläkning och i utvecklingen av bensjukdomar som osteoporos. Nuvarande medicinska avbildningstekniker såsom konventionell ultraljud upptäcker inte blodcirkulationen i benet. Utredarna föreslår att utveckla en ny typ av ultraljud som kallas intraosseös funktionell ultraljud som kommer att möjliggöra upptäckt och karakterisering av blodcirkulationen i fast benvävnad, märg och mjuka vävnader som omger ben (till exempel muskler). Eftersom de flesta mjukdelar i huvudsak är gjorda av vatten är ljudhastigheten i mjukvävnad nära den i vatten och den varierar endast lite mellan olika typer av mjukdelar. Av denna anledning antar kliniska ultraljudsskannrar som används för ultraljud att ljudhastigheten i människokroppen är densamma för alla typer av mjukvävnader. Detta antagande är rimligt i mjuka vävnader, men det håller inte i ben eftersom fast benvävnad är mycket styvare än mjukvävnad. Seismologer har lång erfarenhet av att producera bilder av jordens struktur baserat på analys av elastiska vågor som följer samma fysiklagar som ultraljudsvågor. Jordens underyta innehåller lager av fasta material och vätskor, följaktligen är det mycket likt en region av människokroppen som innehåller ben och mjukvävnader. Därför kommer utredarna först att arbeta med anpassningen av tidsbeprövade seismiska avbildningsmetoder för att göra ultraljud av ben möjlig. När en korrekt bild av ben har erhållits kommer utredarna att använda en ultraljudsskanner avsedd för forskning för att upprepa denna bild hundratals gånger per sekund, ungefär som en slow motion-video. Eftersom blodet rör sig medan benet är stilla, ändras intensiteten i bilden något där blodet rör sig. Således gör analysen av dessa förändringar det möjligt att detektera och karakterisera blodflödet i benet. På så sätt förväntar sig utredarna att kunna upptäcka blod som flyter med en hastighet så låg som några millimeter per sekund. Slutligen kommer känsligheten hos tekniken för att upptäcka och karakterisera blodcirkulationen i benet att utvärderas hos patienter på sjukhuset och hos friska frivilliga. Framgången med detta arbete kommer att bidra till att få kunskap om blodcirkulationens roll i ben. På lång sikt kan det hjälpa till att diagnostisera bensjukdomar.