Vaskulit i små kärl - inflammation i de små blodkärlen - verkar som en fläck av små, röda prickar som täcker huden som, beroende på svårighetsgraden, kan utvecklas till smärtsamma pustler eller sår. Hos vissa patienter, det kan till och med återspegla inflammation i inre organ.

Diagnos kräver vanligtvis hudbiopsi, vilket innebär att man skär en liten bit hud. Detta kan vanligtvis göras som en enkel sängprocedur, även om vissa webbplatser, t.ex. områden runt naglarna och fingertopparna eller vissa patienter kan vara mer benägna att dålig sårläkning och komplikationer från proceduren.

Adela Rambi G. Cardones, MD, HS'06-'09, docent i dermatologi, ville skapa en enhet som kunde fånga en bild av minst en centimeter hudyta genom en snabb, icke-invasiv process. Hon ville upptäcka hastigheten, Färg, och mängden blod som flödar genom de små blodkärlen för att göra en fasta, smärtfri, korrekt diagnos.

Junjie Yao, Ph.D., biträdande professor i biomedicinsk teknik, utvecklar fotoakustisk avbildning:omvandling av ljus som strålas genom vävnad till ultraljudsvågor som sedan analyseras för att skapa högupplösta bilder. Fotoakustisk avbildning kan avslöja en vävnads anatomiska, funktionell, och metaboliska egenskaper, med specificitet på molekylär och neuronal nivå.

Cardones och Yao samarbetade för att skapa en handhållen enhet som kan ge högupplöst avbildning av de små blodkärlen i huden för att diagnostisera vaskulit. En av de viktigaste designinspirationerna kom från, av alla ställen, mataffären.

"Vi inspirerades av de handhållna enheterna som skannar streckkoder i livsmedelsbutiker, "säger Yao." Enheterna använder en polygonspegel och en laserdiod för att snabbt "läsa" produktinformationen, och vi anpassade detta koncept för att bygga en prototyp handhållen fotoakustisk enhet för att 'läsa' huden. Vi skrev ut en 3D-polygonspegel, lagt till en laser och en ultraljudsgivare, och lägg sedan allt i en vattentät ram för att detektera de avgivande ultraljudssignalerna. "

Den lätta, handhållen prototyp är ungefär lika stor som en ficklampa. Med sin fotoakustiska bildenhet, Cardones och Yao kan tillhandahålla funktionell provtagning av huden - en fotoakustisk biopsi - som tydligt identifierar organisationen och syresättningen av små blodkärl i vävnaden.

Med funktionell avbildning upp till 13 mm över och 5 mm djup, det finns många andra potentiella applikationer för deras enhet, såsom studier av hudtumörer, hjärnstörningar, och ögonsjukdomar.

Cardones och Yao hoppas kunna vinna IRB -godkännande och påbörja klinisk testning av deras enhet. Bortom det, de ser potential för kommersialisering och kommer att samarbeta med MEDx och FDA för att navigera i processen med säkerhetstestning och få enheten till marknaden.