Een nieuwe methode om licht te gebruiken om het menselijk lichaam te scannen, ontwikkeld door onderzoekers van de Universiteit van St. Andrews, zou kunnen leiden tot een minder ingrijpende en effectievere diagnose voor patiënten. Het werk is het resultaat van een samenwerking tussen onderzoekers van de Schools of Physics and Astronomy, Biologie, Geneeskunde en het Scottish Oceans Institute aan de universiteit.

Met de nieuwe techniek kan het licht zo worden gevormd dat het grotere diepten in biologisch weefsel kan bereiken, waardoor driedimensionale (3D) beelden van hoge kwaliteit kunnen worden verkregen. Het maakt het ook mogelijk om gedetailleerde 3D-beelden van biologische specimens te maken zonder dissectie of om specimens te roteren en meerdere beelden te maken die vervolgens samengesmolten worden.

Gepubliceerd in het tijdschrift wetenschappelijke vooruitgang , het onderzoek toont aan dat de nieuwe methode waarde toevoegt aan twee bestaande beeldvormingstechnieken:op Bessel-bundel gebaseerde lichtplaatmicroscopie en Airy-bundelgebaseerde lichtplaatmicroscopie.

Dr. Jonathan Nylk van de School of Physics and Astronomy zei:"We hebben onlangs bepaalde bundelvormen ontdekt die hun vorm behouden wanneer ze door biologisch weefsel reizen. Deze bundels, genaamd Airy beams en Bessel beams zijn bestand tegen de effecten van verstrooiing, maar ze worden nog steeds zwakker naarmate ze dieper reizen, dus het blijft een uitdaging om voldoende signaal terug door het weefsel te verzamelen om een ​​beeld te vormen.

"Nu laten we zien dat deze balken verder kunnen worden verbeterd om ons meer controle te geven over hun vorm, zodat ze daadwerkelijk helderder worden als ze reizen (propageren). Wanneer de toename van de helderheid (intensiteit) overeenkomt met de afname van de helderheid (intensiteit) wanneer u door weefsel reist, een sterk signaal en een duidelijk beeld kan nog steeds diep in het monster worden verkregen."

Dit laatste onderzoek bouwt voort op eerdere vorderingen in "light-sheet imaging", waarbij een dunne laag licht over het monster snijdt als een scheermesje om het monster in stukken te snijden - maar zonder het daadwerkelijk te snijden of te beschadigen. Het gebruik van gebogen Airy light-sheets bleek scherpe beelden te geven over een volume dat tien keer groter was dan voorheen mogelijk was.

De nieuwe technieken zullen naar verwachting nuttig zijn, niet alleen voor lichtplaatmicroscopie, maar ook voor het verleggen van de grenzen van een hele reeks andere optische beeldvormingstechnieken.

Gehoopt wordt dat de ontwikkeling zal leiden tot een beter begrip van biologische ontwikkeling, kanker, en ziekten zoals Alzheimer, Parkinson, en Huntington die het menselijk brein aantasten.