地震成像技术可以为人脑提供精细的详细图像

帝国理工学院和伦敦大学学院的研究人员表示，他们的概念验证研究今天发表在NPJ数码医学，为开发人性大脑的高保真临床成像的发展方式，可以优于现有技术。

与现有的MRI、CT、PET扫描等脑成像方法不同，该技术可以应用于任何患者的成像，适用于高依赖性患者的连续监测。它可以通过一个相对较小的设备运送，这也可能使它可以通过救护车携带，并在到达医院之前进行快速调查。

研究人员相信这项技术将安全，因为声波已经用于超声波扫描，这项技术采用类似的声音强度。超声波不能通过骨骼渗透，而设计用于像头盔一样磨损的新器件能够克服这个屏障。

新方法对患者进行了特殊价值，对中风进行了调查 - 年龄最常见的死亡原因和成年神经残疾的最常见的原因 - 那里存在快速，普遍适用的高保真成像至关重要。

帝国理工大学地球科学与工程系的论文第一作者Lluís Guasch博士说:“我们的研究结果显示，我们的研究成果比我们的研究成果更有价值成像技术这已经彻底改变了一个领域地震成像- 现在有可能彻底改变另一个脑成像。“

布莱恩威廉姆斯教授NIHR UCL医院生物医学研究中心，部分资助了该研究，说：“这是脑成像的非凡和新颖的发展，具ob欧宝直播nba有在常规临床实践中提供无障碍脑成像的巨大潜力，以评估头部创伤中的大脑，中风和各种大脑疾病。

“如果这能实现它的承诺，这将是一个重大进步。它也是一个绝妙的例子，说明了工程师和临床医生之间的合作，使用来自另一个科学领域的方法，可以带来突破性的创新医疗保健。“

超越纪律

地球科学家使用地震数据和一个名为全波形反演（FWI）的计算技术来映射地球内部。地震检测器（地震仪）的地震数据插入了提取3-D的FWI算法中图片地壳的外壳可以用于预测地震和寻找石油和天然气的储层。

现在，帝国研究人员已经改编了这种方法对医学成像，开发了一种使用声波的方法，具有产生大脑的高分辨率图像的最终目的。

他们建造了一条带有一系列声学传感器的头盔，每个声波通过头骨发送声波。通过头部传播通过头部的超声能量并通过头盔进料到计算机中。然后，FWI用于分析整个头骨整个头骨的混响，构建内部的三维图像。

研究人员在一名健康的志愿者身上测试了他们的头盔，发现记录的信号的质量足以让算法生成详细的图像，他们相信来自大脑的散射能量可以被解释。

使用计算机建模，他们还发现他们可以获得具有声音频率的高分辨率图像，足以以安全的强度穿透头骨。

它们根据不同类型的人脑组织的性质创建了详细的计算机模拟，以确定这一点声波可以有效地合成高分辨率的大脑图像。

Guasch博士说：“这是第一次FWI已经应用于人类头骨内部成像的任务。FWI通常用于地球物理中，以映射地球的结构，但我们的协作，多学科的地球科学家，生物工程神经根学家正在使用它来创建一种生成人脑3d超声图像的安全，便宜和便携的方法。“

潜在的临床使用

磁共振成像（MRI）通常是获得大脑高分辨率图像的最佳方法，其使用目前对许多神经系统疾病的调查至关重要，包括中风，脑癌和脑损伤。

尽管如此，MRI需要大，复杂，昂贵，非便携式机器冷却至3度以上的绝对零，并且不能用于患者，其中金属植入物或异物的存在不能被严格排除出来。这使得患有可能改变意识的患者的紧急用途，例如涉嫌中风，困难或不可能的人。

研究人员称，如果它在人类试验中证明是成功的，他们的设备将克服这些障碍。

这项研究的合著者，伦敦大学学院的Parashkev Nachev教授说:“这是先进计算在医学上的非凡力量的生动例证。将算法创新与超级计算相结合，可以使我们检索高分辨率的图像脑从安全的，相对简单的，成熟的物理学:声波通过人体组织的传播。

“MRI的实用性将始终限制其适用性，特别是在急性环境中，其及时干预具有最大的影响。神经病学一直在等待新的，普遍适用的成像模型数十年：全波形反转很可能是答案。“

接下来，研究人员将建立一种新的原型，用于正常人体大脑的实时成像作为可以在临床环境中评估的装置的第一步。

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