27.10.2016 16:15 Прорывное добавление нового цвета для ультразвука

Вдохновленный набором математических функций 19-го века, исследователь Кевин Паркер из Рочестерского университета разработал способ включения новых цветовых идентификаций в ультразвуковые медицинские изображения, что облегчает в нем различие мелких деталей, которые в настоящее время появляются как неразличимые объекты в оттенках серого.

Новый формат изображения будет особенно ценным, помогая врачам интерпретировать ультразвуковые изображения мягких тканей, в том числе мышц, желез и органов, таких как печень.

"Это была большая цель" ультразвукового исследования профессора инженерии Уильяма Ф. Мэй с 1970 года, сказал Паркер,. Технология, описанная в работе в журнале Physics in Medicine & Biology, обеспечивает более детальные изображения мягких тканей, чем другие способы, на основе количественной обратнорассеянной визуализации, сказал Паркер.

Ультразвук использует импульсы высокочастотных звуковых волн, которые отражаются назад как эхо-сигналы, когда они проникают в клетки или артерии. Эти сигналы также известны как рассеянные волны. Возврат назад позволяет использовать ультразвук для создания изображения. За редкими исключениями - такими как улучшенная ультразвуковая визуализации кровотока в Допплерографии - эти функции состоят из различных оттенков черного, белого и серого цвета, соответствующих различной плотности.

"Если вы посмотрите на ультразвуковое изображение печени, увидите там так много вещей - вены, артерии, желчные протоки, клетки печени, возможно, некоторые рубцовые ткани - и все они просто отображаются в виде черно-белых пятен ", сказал Паркер. "Если есть большая артерия, то легко увидеть стенки и кровь внутри. Но для более тонких уровней детализации часто бывает невозможно сказать, смотрите ли вы на меньшую артерию или 10 маленьких клеток ".

Набор математических функций - разработанный в 1890 году великим математиком Чарльзом Эрмитом из Франции и в редких случаях используемый в машиностроении - подсказали Паркеру путь, как подойти к этой проблеме. Он наткнулся на функции в то время как просматривал справочник преобразований и приложений, и сразу понял, что функции Эрмита сильно близки ультразвуковым импульсам.

"Я понял, если бы мы их использовали, это сделало бы более легким наш анализ рассеивания ультразвука", - сказал Паркер. "Так что теперь вместо ультразвуковых изображений, показывающих все эти структуры тканей в виде черно-белых объектов, мы теперь можем классифицировать математически (по их размеру) и назначать уникальные цвета для уникальных типов рассеивателей."

Работа с UR Ventures, офиса трансфера университетских технологий, обеспечила Паркеру предварительный патент на технологию, которая называется H-сканированием.

"Он может быть реализован на ультразвуковых сканерах, так что я надеюсь, что компании будут лицензировать его и использовать в клинических испытаниях", - сказал Паркер.

"Появившаяся возможность видеть вещи, которые мы не можем видеть сейчас, может стать очень важной для отдельных пациентов."

Работая в своей лаборатории с докторантом Ювенал Ормачеа, Паркер продолжает исследовать параметры ультразвука и то, как другие процессы могут способствовать дальнейшему укреплению технологии в качестве диагностического инструмента.

С начала 1960-х годов, исследователи из университета Рочестер, такие как Раймон Грамиак, Роберт Вааг, Эдвин Карстенсен и Паркер получили новаторские клинические и технологические результаты в области диагностической ультразвуковой визуализации. В работе Центр медико-биологических ультразвука университета, Рочестер (Rochester Center for Biomedical Ultrasound), образованного в 1986 году, принимают участие около 100 научных сотрудников, в том числе приглашенных ученых со всей страны.

Источник: University of Rochester