Purdue University-onderzoekers ontwikkelen een nieuw biomedisch beeldvormingssysteem dat optische en ultrasone technologie combineert om de diagnose van levensbedreigende ziekten te verbeteren.

Fotoakoestische tomografie is een niet-invasieve techniek die werkt door geabsorbeerde optische energie om te zetten in een akoestisch signaal. Gepulseerd licht wordt in het lichaamsweefsel gestuurd, het creëren van een kleine temperatuurstijging waardoor het weefsel uitzet en een akoestische respons creëert die kan worden gedetecteerd door een ultrasone transducer. De ultrasone gegevens worden gebruikt om het weefsel te visualiseren.

"Het leuke van fotoakoestische tomografie is de compositorische informatie, " zei Craig Görgen, een assistent-professor in Purdue's Weldon School of Biomedical Engineering. "Het geeft informatie over waar bloed en lipiden zich bevinden, samen met andere essentiële informatie."

Het uiteindelijke doel is om de klinische zorg voor patiënten te verbeteren.

De resultaten van een studie die een verstelbare foto-akoestische sonde beschrijft met verbeterde lichtafgifte en beeldkwaliteit werden dinsdag (28 augustus) gepubliceerd in het tijdschrift Fotoakoestiek .

Het systeem biedt real-time informatie over de samenstelling van lichaamsweefsel zonder de noodzaak van contrastmiddelen en met een betere dieptepenetratie in vergelijking met conventionele optische technieken.

Fotoakoestische tomografie kan worden gebruikt om een ​​groot aantal ziekten op te sporen of te volgen, waaronder hart- en vaatziekten, suikerziekte, en kanker. Dat zijn ziekten die door de Centers for Disease Control and Prevention worden genoemd als een van de meest voorkomende, duur, en te voorkomen van alle gezondheidsproblemen. Hartaandoeningen en kanker zijn elk verantwoordelijk voor één op de vier sterfgevallen per jaar in de Verenigde Staten, en meer dan 30 miljoen Amerikanen, of meer dan 9 procent van de bevolking, suikerziekte hebben. De kosten van die drie ziekten per jaar in de Verenigde Staten bedragen meer dan $ 718 miljard per jaar, Volgens het CDC.

"Dat betekent dat er een grote behoefte zal zijn aan medische beeldvorming. Door deze ziekten eerder te diagnosticeren, kan dit leiden tot betere patiëntenzorg, "Zei Goergen. "We zijn nu bezig met het proberen om deze verbeterde beeldvormingsbenadering te gebruiken voor een verscheidenheid aan verschillende toepassingen om te zien waarvoor het kan worden gebruikt."

Een van de andere mogelijke toepassingen van fotoakoestische tomografie is het in kaart brengen van lipideafzetting in een slagaderwand die andere gezondheidsproblemen kan veroorzaken, het meten van hartweefselschade en tumorbiopten. Het gebruik van fotoakoestische tomografie voor intra-operatieve tumorbiopten kan chirurgen helpen ervoor te zorgen dat ze alle kanker van een patiënt verwijderen, aldus Görgen.

Een van de uitdagingen van fotoakoestische tomografie is het verbeteren van de penetratiediepte en signaal-ruisverhouding voorbij optische absorbers. De onderzoekers denken dat het creëren van optische manipulatietechnieken om de fotondichtheid te maximaliseren een oplossing zou kunnen bieden. Als resultaat, ze hebben een gemotoriseerde foto-akoestische houder gemaakt waarmee gebruikers gemakkelijk het doel van het apparaat kunnen manoeuvreren en de diepte kunnen afstemmen waar het licht wordt gefocust, verbetering van de lichtpenetratiediepte en signaal-ruisverhouding.