В последнее время для неинвазивного лечения заболеваний головного мозга стали использовать технологию фокусированного ультразвука, при которой ультразвуковая энергия фокусируется на небольших областях мозга. Технология используется при лечении таких заболеваний головного мозга, как болезнь Альцгеймера и депрессия. При использовании метода происходит минимальное воздействие на окружающие здоровые ткани и исключены такие побочные эффекты, как инфекции.
Но использование метода имеет ограничения, так как сложно в режиме реального времени корректировать искажения ультразвуковых волн, обусловленные различием формы черепа у разных пациентов.
Группа ученых, под руководством доктора Ким Хёнмина из Корейского института науки и технологий (KIST), провела разработку технологии акустического моделирования в реальном времени на основе алгоритмов искусственного интеллекта, что позволило прогнозировать и корректировать искажения фокуса ультразвука, в зависимости от положения черепа во время фокусированной ультразвуковой терапии. Результаты исследования были опубликованы в журнале NeuroImage.
Существующие в настоящее время методы прогнозирования локализации акустического фокуса используют навигационные системы на основе медицинских изображений, которые были получены до лечения. Но они были ограничены искажениями волн, обусловленных черепом.
Ученые с помощью генеративно-состязательной нейронной сети создали технологию сфокусированного ультразвукового моделирования в реальном времени.
Технология позволила сократить время обновления информации трехмерного моделирования с 14 с до 0,1 с, добиться погрешности положения акустического давления менее 7% и погрешность положения фокуса менее 6 мм.
Также группой ученых была разработана навигационная система на основе медицинских изображений, которая позволила контролировать эффективность разработанной технологии и быстро внедрить ее в клиническую практику. Раньше ультразвуковой датчик приходилось устанавливать точно в заранее запланированной области. Созданная учеными навигационная система позволяет регулировать фокус ультразвука с помощью результатов моделирования, которые получают в режиме реального времени. Учёные считают, что технология позволит улучшить результативность лечения заболеваний головного мозга с помощью ультразвука.
