Projektbeschreibung
Superauflösende Ultraschallbildgebung von Erythrozyten
Das EU-finanzierte Projekt SURE strebt an, ein Verfahren für die superauflösende 3D-Ultraschallbildgebung zu entwickeln und zu erforschen, mit dem sich die Kapillarströmung im menschlichen Körper darstellen lässt. Bei diesem Ansatz werden die Bewegungen der einzelnen Erythrozyten verfolgt, um eine komplette Darstellung von Anatomie, Strömung und Perfusion zu ermöglichen. Die superauflösende 3D-Bildgebung wird ohne Kontrastmittel auskommen und 2 600 Mal schneller sein als derzeitige Methoden. Sie wird in alle Richtungen eine isotropische Auflösung von 50 Mikrometern ermöglichen und eine volumetrische Auflösung bieten, die 100-400 Mal höher ist als bei derzeitigen 3D-Ultraschallbildgebungsverfahren auf dem höchsten Stand der heutigen Technik. Zum Abschluss dieser Forschungsarbeit werden klinische Studien an Nagetieren und menschlichen Probanden durchgeführt, um die Perfusionsänderungen bei Diabetes und Krebs zu untersuchen.
Ziel
"The SURE project: ""Super resolution Ultrasound Real time imaging of Erythrocytes"" will develop and research a new super resolution ultrasound imaging method capable of resolving capillary flow in the human body. The approach tracks the motion of the individual red blood cells (erythrocytes) in a three-dimensional volume for a full visualization of anatomy, flow, and perfusion in a volume down to 13 cm at 20 volumes per second. The super resolution imaging is performed without using contrast agents and is thereby 2600 times faster than current methods. The method has an isotropic resolution of 50 micrometer in all directions, and the volumetric resolution is thereby 100-400 times better than current state-of-the-art 3-D ultrasound imaging. These highly ambitious goals are attained in a synergistic research effort combing four research groups. The scientific project includes breakthroughs in silicon row-column probes with 1 million elements, advanced synthetic aperture ultrafast coded imaging, deep learning for detecting and tracking of cells, pressure gradient estimation, and visualization and quantification of several hundreds of Gbytes volumetric data. The research finally leads to clinical trials conducted on rodents and humans for studying the changes in perfusion for diabetes and cancer. The SURE imaging approach can yield a paradigm shift in the scientific study, diagnoses, and treatment of cancer, diabetes, and vascular disease at the capillary level, as it enables the possibility of volumetric visualizing capillary perfusion in real-time at frame rates above 20 Hz without injection of contrast agents. Imaging is performed using ultrasound at normal diagnostic levels with no known adverse effects and can, thus, be used on a wide range of the population from newborns to the elderly for both diagnosis and repeated screening."
Wissenschaftliches Gebiet
- medical and health sciencesbasic medicineanatomy and morphology
- medical and health sciencesclinical medicineangiologyvascular diseases
- medical and health sciencesclinical medicineendocrinologydiabetes
- medical and health sciencesclinical medicineoncology
- natural sciencesphysical sciencesacousticsultrasound
Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
Thema/Themen
Finanzierungsplan
ERC-SyG - Synergy grantGastgebende Einrichtung
2800 Kongens Lyngby
Dänemark