200 jaar geleden, een arts uit Frankrijk gebruikte voor het eerst een stethoscoop. Sindsdien zijn er talloze pogingen gedaan om het menselijk lichaam te observeren. Tot nu toe, de beste tool die anatomische, functioneel, en moleculaire informatie over mens en dier is de fotoakoestische microscoop. Super-resolutie lokalisatie fotoakoestische microscopie, wat 500 keer sneller is dan conventionele fotoakoestische microscopie, is ontwikkeld door een onderzoeksteam van POSTECH in Korea.

Professor Chulhong Kim van Creative IT Engineering van POSTECH met Jinyoung Kim, een onderzoeksprofessor, en Jongbeom Kim, een doctoraat student, presenteerde een snel fotoakoestisch microscopiesysteem met een op maat gemaakte scanspiegel in het internationale tijdschrift gepubliceerd door Nature, Licht:wetenschap en toepassingen . Deze nieuw ontwikkelde microscopietechniek maakt gebruik van een stabiele en commerciële galvanometerscanner met een op maat gemaakte scanspiegel en kan geblokkeerde of gebarsten bloedvaten vinden door de stroom van rode bloedcellen te bewaken zonder een contrastabsorbeerder te gebruiken.

Fotoakoestische microscopie beelden cellen, aderen, en weefsels door trillingen te induceren wanneer de optische energie wordt omgezet in warmte nadat een object licht van de laserstraal heeft geabsorbeerd. Conventionele fotoakoestische microscopiesystemen die gebruikmaken van een galvanometerscanner hebben een smal gezichtsveld omdat ze geen fotoakoestische golven scannen, maar alleen de optische bundel. Deze systemen die een lineair gemotoriseerd platform gebruiken, hebben ook een tijdelijke beperking bij het maken van afbeeldingen.

Het onderzoeksteam ontwikkelde een nieuw fotoakoestisch microscopiesysteem met verbeterde prestaties. Het kan zowel foto-akoestische golven als optische stralen tegelijkertijd scannen, terwijl de onderzoekers een op maat gemaakte scanspiegel implementeerden in een bestaand fotoakoestisch microscopiesysteem. Het kan ook zeer kleine bloedvaten bewaken met behulp van intrinsieke rode bloedcellen zonder contrastabsorbeerder, wat een belangrijke prestatieverbetering is. Verder, het nieuwe systeem is 500 keer sneller dan conventionele systemen. Met de verbetering, het kan beeldvorming met superresolutie demonstreren door fotoakoestische signalen te lokaliseren met een ruimtelijke resolutie die 2,5 keer is verbeterd.

Hun onderzoeksprestaties zijn in veel opzichten zinvol. Dit systeem zal naar verwachting veelbelovend zijn voor de diagnose en behandeling van beroerte en hart- en vaatziekten. Omdat het bloedvaten met de bloedstroom in realtime kan bewaken en in beeld kan brengen, het kan ook worden gebruikt voor vaatziekten die een dringende diagnose en behandeling vereisen. Bovendien, het maakt directe monitoring van de hemodynamiek in de microvaten mogelijk. Verwacht wordt dat het op verschillende gebieden zal worden toegepast, waaronder hemodynamische respons, contrastmiddeldynamiek in bloedvaten, en voorbijgaande afwijkingen in de microcirculatie.

Professor Chulhong Kim zei:"We hebben met succes microvaten in de oren in beeld gebracht, ogen, en hersenen van muizen, en een menselijke vingertop met dit nieuwe fotoakoestische microscopiesysteem. Wat we hebben ontwikkeld, kan een complementair hulpmiddel zijn voor het conventionele beeldvormingssysteem voor de hersenen en het kan ook een veelbelovend hulpmiddel zijn voor toekomstige preklinische en klinische studies."