Revolučný spôsob odhaľovania mozgových nádorov: Nový model sa inšpiruje prácou seizmológov
Vedci z technologickej univerzity ETH posúvajú ultrazvukové zariadenia na novú úroveň.
Vedci z technologickej univerzity ETH Zürich využívajú zvukové vlny na to aby zmapovali ľudský mozog podobným procesom, ako mapujú seizmológovia interiér našej planéty.
Či už v seizmológií alebo pri použití ultrazvuku, v oboch prípadoch sa meria propagácia vĺn cez určitú hmotu. Kvôli odlišným hustotám, tlaku, či teplotám sa vlny šíria odlišným spôsobom. Pred približne šiestimi rokmi vedci našli spôsob, ako pomocou ultrazvuku odhaliť rakovinu prsníku a veria v to, že pomocou rovnakého princípu dokážu odhaliť aj nádory na mozgu.
Na rozdiel od počítačovej tomografie alebo röntgenu má ultrazvuk jednu obrovskú výhodu, je takmer neškodný. Zároveň ide o oveľa lacnejšie vyšetrenie ako napríklad magnetická rezonancia a ultrazvukové prístroje sú prenosné, čiže ich možno využiť aj v odľahlejších regiónoch. Problém, s ktorým si doteraz nevedeli poradiť sú tvrdé štruktúry, ako je napríklad lebka. Kosti totiž odrážajú a utlmujú vlny ultrazvuku.
Vo svojej novej štúdii vedci z univerzity ETH pracujú na spôsobe ako toto obmedzenie prekonať. Vypracovali metódu, na základe ktorej by mohli snímať mozog pomocou ultrazvuku a to vo vysokom rozlíšení. Pomocou špeciálneho algoritmu simulujú propagáciu ultrazvukových vĺn naprieč mozgom. Zaujímavosťou je, že podobné simulácie umožňujú vedcom z iného odboru skúmať propagáciu seizmických vĺn interiérom Zeme alebo planéty Mars.
Bezpečná a prenosná metóda vyšetrenia mozgu
Softvér, ktorý vedci v rámci štúdie využívajú, sa nazýva Salvus a dokáže simulovať vlny s dĺžkou od niekoľkých milimetrov až po kilometre. Softvér je dokonale tvorený na to, aby dokázal simulovať správanie vlny prechádzajúcej cez dva materiály s vysokým kontrastom. V tomto prípade sa myslí tvrdá kosť lebky a mäkké mozgové tkanivo.
Neprehliadnite
„Naša metóda sa od konvenčného ultrazvuku líši. Pri ňom sa počíta len čas šírenia vĺn, no v našom procese pracujeme so všetkými informáciami, ktorá vlna ukrýva. Meriame jej tvar, frekvenciu, rýchlosť a amplitúdu naprieč každým bodom jej šírenia,“ vysvetľuje Patrick Marty, ktorý pracuje na novej metóde ultrazvuku.
Keď vytvárali model mozgu, spočiatku použili záznam z magnetickej rezonancie ako referenciu. Následne model upravovali, kým sa nezhodoval. Vedci používajú všetky informácie, ktoré im dokáže vlna šíriaca sa mozgom poskytnúť. To znamená, že dokážu správne zmapovať vlastnosti mozgu, rýchlosť akou sa vlny tkanivom šíria, ich utlmenie a hustotu mozgového tkaniva. Keďže získajú obraz o celom mozgu, na základe týchto vlastností dokážu rozlíšiť, či ide o normálne tkanivo alebo nádor, keďže dokážu pozorovať rozdiely v správaní vlny.
Vedci veria, že pomocou tejto metódy dokážu odhaliť zdravé tkanivo od toho odumretého. Zároveň ide o neinvazívnu a ekonomicky výhodnú metódu. Zariadenie by neskôr mohlo byť pripojené k špecializovanému počítaču, ktorý by vytvoril 3D obraz mozgu, no samotní autori dodávajú, že k tomu vedie ešte dlhá cesta.
Komentáre