Достаточно давно на вооружении медиков стоит метод ощупывания, который врач использует для изучения человеческого тела во время медицинского осмотра, чтобы поставить диагноз. Этот метод называется пальпацией. Однако есть органы, которые прощупать нельзя, ибо до них просто так не добраться. К примеру, сложно пальпировать сердце. Еще сложнее добраться до мозга. Тем не менее, современные ученые нашли выход.
Опираясь сейсмологию – науку, изучающую распространение ударных волн в земной коре, группа исследователей во главе с Стефаном Кателином из Отделения терапевтического применения ультразвука во французском Национальном институте здравоохранения и медицинских исследований (Inserm Unit 1032) недавно разработала неинвазивный метод визуализации мозга с использованием МРТ в качестве основы, который дает ту же информацию, что и физическая пальпация. В конечном счете, он может использоваться для ранней диагностики опухолей головного мозга или болезни Альцгеймера. Результаты работы опубликованы во влиятельном журнале PNAS.
Многие заболевания, связанные со структурными изменениями в тканях, отражаются в изменении их механического свойства, например, эластичности. Используя тактильную чувствительность своих рук и детальное знание тела, медик с помощью пальпации может оценить размер и жесткость опухоли, наличие воспаленных лимфатических узлов или, к примеру, размер и положение плода у беременной женщины. Эти методы в настоящее время дополнены или заменены современными методиками, которые дают врачу дополнительные данные об упругости биологической ткани. Например, ультразвук. Метод строится на основе воспроизведения ультразвуковых волн, распространяющихся по организму с разной скоростью в зависимости от жесткости органов (чем жестче ткань, тем медленнее распространение волны, и наоборот) и фиксации их отражения на специальный датчик. Однако УЗИ крайне ограниченно может быть применен к мозгу, поскольку этот орган находится под «двойной защитой» черепа и ликвора (спинномозговой жидкости), сквозь которые волны не проникают. Поэтому невозможно напрямую или косвенно прощупать мозг, что значительно затрудняет работу нейрохирургов.
С другой стороны, в мозгу постоянно присутствуют естественные вибрации. Их создает кровь, пульсирующая в артериях, циркуляция спинномозговой жидкости. Перед исследователями встал необычайно сложный вызов: как захватить целиком этот сложный комплекс естественных вторичных волн и визуализировать их на экране компьютера? Команда Кателина сумела решить эту задачу, используя МРТ с помощью вычислительных методов, которые позаимствовали из сейсмологии. Они известны как "корреляции шумов". И уже с их помощью удалось построить так называемое изображение эластичности мозга.
Если такой метод разработать для клинического использования, то это будет благом как для пациента, так и для врача. Конечно, он будет дополнять те, которые уже существуют
Болезнь Альцгеймера, эпилепсия, рассеянный склероз и гидроцефалия связаны с изменениями жесткости тканей мозга. Эта новая техника позволяет их обнаружить и таким образом избежать биопсии головного мозга. Метод «ощупывания» мозга может найти и другие области применения: анализ развития нейродегенеративных процессов, последствия поражения от травмы или опухоли и другие.
www.eurekalert.org/pub_releases/2015-10/ind-mdw100715.php