Caltech and USC researchers demonstrate RUS-PAT hybrid imaging: 3D ultrasound and blood vessel scans of human head, breast, hand, and foot on lab screens.
Caltech and USC researchers demonstrate RUS-PAT hybrid imaging: 3D ultrasound and blood vessel scans of human head, breast, hand, and foot on lab screens.
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CaltechとUSCのチーム、人体向け高速3D超音波–光音響スキャンを報告

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カリフォルニア工科大学(Caltech)と南カリフォルニア大学の研究者らが、ハイブリッドイメージング手法——回転超音波・光音響断層撮影(RUS-PAT)——を報告し、ほぼ同時の3D構造超音波画像と3D血管画像を生成する。このシステムは、頭部、乳房、手、足を含む人体部位で実証され、Nature Biomedical Engineeringに掲載された研究によるとのこと。

カリフォルニア工科大学(Caltech)と南カリフォルニア大学(USC)の研究者らが、回転超音波・光音響断層撮影(RUS-PAT)と呼ばれるハイブリッドイメージングシステムを導入した。これは回転超音波断層撮影(RUST)光音響断層撮影(PAT)を統合し、3次元で補完的な情報を取得する。方法は、超音波の軟部組織構造描写能力と光音響イメージングの血管可視化能力を組み合わせるよう設計されている。(nature.com)nnこの研究を主導したのはLihong V. Wang教授(Caltech、講座持)で、Caltechの発表によると20年以上前に光音響断層撮影を開発した功績がある。PATでは、短いレーザーパルスが組織内の光吸収分子を加熱し、音響信号を発生させ、これを画像に再構築する。王教授は2つの手法の統合には慎重な最適化が必要だったと述べた:「しかし1+1のようなものではない…。2つの技術を最適に組み合わせる方法を見つけなければならなかった。」(sciencedaily.com)nn査読済み論文によると、システムの回転超音波断層撮影部は単一素子超音波トランスデューサによる超音波送信と回転する弧状アレイによる検出でパノラマ3D検出を実現する。音響源から光源に切り替えることで同じ領域の血管を光音響モードで画像化する。論文に記載されたデモンストレーションでは、人間の頭部、乳房、手、足直径10cmの視野サブミリメートル等方性解像度、各モードあたり約10秒で画像化した。(nature.com)nn機関発表とシンジケート要約では、完全なRUS-PATスキャンは1分未満で可能で、現構成では約4cmの深達度があり、内視鏡的照明でより深い組織への拡張が可能とされる。これらの記述は論文抄録にすべて詳述されていないが、ScienceDaily経由のCaltech関連記事に記載されている。(sciencedaily.com)nn論文タイトルは「Rotational ultrasound and photoacoustic tomography of the human body.」Yang Zhang、Shuai Na、Jonathan J. Russinを同等貢献著者、Charles Y. LiuLihong V. Wangを対応著者とし、ScienceDaily要約でもZhangらを共同リード著者と記述。(nature.com)nn臨床応用可能性として、組織形態と血管情報の統合による疾患診断・モニタリング向上が挙げられるが、研究者らは技術が初期翻訳段階にあると強調。謝辞にU.S. National Institutes of Healthからの資金(R01 CA282505、U01 EB029823、R35 CA220436)を記載。(nature.com

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