Dvě studie od francouzské vědecké instituce Physics for Medicine Paris v rámci EPSCI Paris (École supérieure de physique et de chimie industrielles de la Ville de Paris) ukazují možnosti, které přináší pokroky v lékařské ultrasonografii.

Neinvazivní pokročilý 3D ultrazvuk má lékařům umožnit pozor krevní oběh ke dvěma klíčovým orgánům těla: Mozku a srdci v dosud nevídané kvalitě.

Mozek a srdce jsou pomyslným středem sofistikovaného ekosystému, kterým lidské tělo je. Schopnost přibližně zobrazit kardiovaskulární systém pomocí ultrasonografie máme už delší dobu; 3D ultrazvukový systém vyvinutý EPSCI má ale umožnit sledování průtoku krve v nebývalé kvalitě a rozlišení, kdy budou dobře pozovatelné i jednotlivé cévy, velké jen několik mikrometrů.

Technologické překážky

Lékářská ultrasonografie hojně využívá Dopplerova jevu, který samotné pozorování skrze sondu umožňuje.

3D ultrazvuk označuje pokročilou, trojrozměrnou rekonstrukci 2D snímků. Nejčastější využití je v porodnictví, kde lékaři mohou budoucí mamince ukázat obraz plodu v děloze. Někdy je možné setkat se s pojmem 4D sonografie – jde však pouze o velmi rychlé, v podstatě „real-time 3D“, neboli velmi rychlé snímání konkrétní oblasti těla, k čemuž je potřeba výkonný hardware.

A právě o velmi rychlé 3D ultrasonografii využívající Dopplerova jevu se jedná v tomto případě. Vědcům se podařilo ve velmi vysokém rozlišení zaznamenat pohyb cév do mozku a srdce laboratorního potkana.

Působivý experiment slibuje příležitost pro doktory získat mnohem detailnější informace o zdraví kardiovaskulárního systému pacienta a přidružených orgánů – a kupříkladu efektivitu dříve stanovené léčby.

Upozorňujeme však, že jako vždy u podobných studií jde o ranou fázi výzkumu, z něhož ještě nějakou dobu nepoplynou praktické důsledky, pokud kdy vůbec.

Experiment vědců narazil na celou řadu technologických a, řekněme, organických překážek. U srdce museli nalézt vhodný okamžik k pozorování, kdy bylo možné kompenzovat za dýchání a tlukot srdce, a u mozku zase bylo nutné implementovat post-processing algoritmy kvůli zkreslení signálu způsobovaného lebkou.

Zásobování mozku kyslíkem prouděním krevních cév. Zdroj: Physics for Medicine Paris (Inserm, ESPCI Paris-PSL, CNRS)

Potřeba byl také neobvykle výkonný stroj, neboť ultrarychlý převod dat z 2D do 3D vyžaduje vskutku herkulovskou rychlost přenosu dat: Za jednu minutu přibližně terabajt dat. Takové nároky jsou masivní, a nelze očekávat, že by se technologie v budoucnu používala jinde než v několika málo silně specializovaných zařízeních.

Předtím, než bude možné technologii přenést do praxe, budou muset vědci zapracovat na snímačích, elektronice a zpracování dat; potenciálu „své“ 3D ultrasonografie ale věří.

Zdroj: EPSCI