Фотограф снимает высокое здание, но вместо одного кадра делает серию снимков, двигая камеру по спирали сверху вниз. Такой подход захватывает больше деталей за меньшее время, но снимки могут получиться смазанными. Похожая проблема стоит перед аппаратами МРТ, когда нужно быстро получить изображение мозга.
Учёные предложили новую траекторию движения сканера — она называется LOTUS. Вместо прямых линий сканер движется по трёхмерной спирали, которая слегка покачивается в стороны. Это похоже на то, как пчела облетает цветок, постепенно приближаясь к центру. Такое движение позволяет одновременно захватывать несколько «слоёв» мозга — как будто фотограф снимает не один этаж здания, а сразу несколько.
Быстрое сканирование важно для диффузионной МРТ — она показывает, как вода движется вдоль нервных волокон. Это как карта дорог в мозге: по ней видно, где пути повреждены. Но если делать снимки слишком быстро, картинка получается шумной, как фотография в темноте. Новая спиральная траектория помогает уменьшить этот шум, не теряя скорость.
Исследователи проверили метод на компьютерной модели и на двух добровольцах. Оказалось, что LOTUS снижает искажения на 20–31% по сравнению с другими способами, особенно когда мозг сканируют с большим ускорением. Чем больше слоёв захватывается одновременно, тем заметнее преимущество. Это значит, что в будущем диффузионную МРТ можно будет делать быстрее и точнее, помогая врачам лучше видеть структуру мозга.
Диффузионная МРТ измеряет, как молекулы воды перемещаются в мозге. Вдоль нервных волокон вода движется свободно, как по трубе, а поперёк — медленно, как через губку.
В фильме «Вспомнить всё» герою сканируют мозг, чтобы записать воспоминания. Быстрая и точная МРТ, подобная LOTUS, приближает фантастику к реальности.