Алгоритмы для поиска землетрясений определяют инсульт в человеческом мозге

Алгоритмы для поиска землетрясений определяют инсульт в человеческом мозге. Новая технология для визуализации мозга применима для портативных устройств. Разработчики из Имперского колледжа Лондона и Калифорнийского университета уверены, что их идея поможет сделать получение высококачественных клинических изображений человеческого мозга быстрым и безопасным, что важно в случае тяжелых сосудистых заболеваний. Об этом пишут на сайте Имперского колледжа.

В отличие от существующих методов визуализации мозга — МРТ, КТ или ПЭТ — технология может применяться для визуализации любого пациента и пригодна для постоянного наблюдения, в том числе и в отделениях интенсивной терапии. Технология может быть представлена в портативном устройстве, которым можно оснастить кареты скорой помощи.

Исследователи уверены, что их технология будет безопасной, поскольку звуковые волны уже используются для ультразвукового сканирования, а принцип, предлагаемый ими, использует аналогичные частоты звука. Ультразвук не может легко проникнуть через кость, в то время как новое устройство, предназначенное для ношения в виде шлема, способно преодолеть этот барьер.

Новый подход представляет особую ценность для пациентов, обследуемых на предмет инсульта, являющегося второй по распространенности причиной смерти и самой распространенной причиной неврологической инвалидности у взрослых. Именно в случае инсульта необходима быстрая, универсально применимая и высококачественная визуализация. Особый интерес представляет тот факт, что эта же технология применяется в наблюдении за сейсмической активностью.

Доктор Луис Гуаш из Имперского департамента наук о Земле и инженерных наук рассказывает: «Техника визуализации, которая уже произвела революцию в одной области — сейсмической обработке, теперь может кардинально изменить другую — визуализацию мозга».

Профессор Брайан Уильямс, директор Центра биомедицинских исследований в Калифорнийском университете, добавляет: «Это необычайно важное достижение в области визуализации мозга, имеющее огромный потенциал для обеспечения доступного исследования в обычной клинической практике — для оценки повреждений при травме головы, инсульте и других заболевания головного мозга».

Ученые используют сейсмические данные и вычислительный алгоритм, называемый полной инверсией формы волны, чтобы отобразить внутреннюю часть Земли. Сейсмические данные от детекторов землетрясений (сейсмометров) включены в алгоритмы, которые извлекают трехмерные изображения земной коры. Их можно использовать для прогнозирования землетрясений и поиска резервуаров нефти и газа.

Этот подход адаптировали к медицинской визуализации, разработав метод, который использует звуковые волны с конечной целью — получение изображений мозга с высоким разрешением. Разработчики сконструировали шлем, оснащенный множеством акустических преобразователей, каждый из которых посылает звуковые волны через череп. Энергия ультразвука, которая распространяется через голову, регистрируется и подается через шлем в компьютер. Затем используются те же алгоритмы для анализа реверберации звука по всему черепу, создавая трехмерное изображение.

Исследователи проверили свой шлем на здоровом добровольце и обнаружили, что качество записанных сигналов было достаточным для алгоритма генерации детального изображения, и они уверены, что рассеянная энергия от мозга будет интерпретируемой. Используя компьютерное моделирование, они также обнаружили, что могут получать изображения высокого разрешения с достаточно низкими частотами звука, чтобы проникать в череп с безопасной интенсивностью.

Они также создали подробные компьютерные симуляции, основанные на свойствах различных типов ткани человеческого мозга, чтобы установить, что звуковые волны будут эффективны для составления изображений мозга с высоким разрешением.

Доктор Гуаш добавляет: «Это первый случай, когда геофизические алгоритмы применяются для визуализации человеческого черепа. Наша совместная многопрофильная команда ученых-геофизиков, биоинженеров и неврологов использует их для создания безопасного, дешевого и портативного метода генерации трехмерных ультразвуковых изображений человеческого мозга».

Подписывайтесь
на наши каналы в Telegram

«Хайтек»новостионлайн

«Хайтек»Dailyновости 3 раза в день

Первая полоса
«Уэбб» рассмотрел кольца из углерода в двойной звездной системе
Новости
Квантовые инженеры поместили кота Шредингера в компьютерный чип
Наука
Кофе может снизить риск смертности, но только в одном случае
Наука
Этот ядерный двигатель поможет быстрее долететь до Марса: как он работает
Космос
Запуск Falcon 9 завершился успехом: что было на борту миссии
Космос
Прототип Boom Supersonic XB-1 приблизился к звуковому барьеру
Новости
Ученые заглянули внутрь нейтронных звезд, используя квантовую физику
Космос
Квантовые симуляторы: объяснение от ученого
Мнения
Источник в СМИ назвал возможную причину сбоя рунета
Новости
Мошенники начали выдавать себя за начальников в рабочих чатах: как это работает
Новости
Холодные атомы этого металла могут создавать новые состояния материи
Наука
Древние артефакты в Украине раскрыли тайны навигации викингов
Наука
Послушайте, как звучат вспышки на Солнце: данные собрал Solar Orbiter  
Космос
Тяжелый беспилотник на водородных топливных ячейках впервые испытали в Китае
Новости
Ученые создали катализатор, который нарушает законы физики
Наука
Физики обнаружили необычные магнитные свойства в трехслойном графене
Наука
Биоинженеры создали ДНК-робота, который может менять форму искусственной клетки
Наука
«Горы» на нейтронных звездах могут вызывать рябь в пространстве-времени
Космос
На телах древних мумий из Перу нашли сложные узоры татуировок
Наука
У черной дыры прячется белый карлик, движущийся с половиной скорости света
Космос