Forskare vid Purdue University utvecklar ett nytt biomedicinsk bildsystem som kombinerar optisk och ultraljudsteknik för att förbättra diagnosen livshotande sjukdomar.

Fotoakustisk tomografi är en icke -invasiv teknik som fungerar genom att omvandla absorberad optisk energi till akustisk signal. Pulserat ljus skickas in i kroppsvävnad, skapa en liten temperaturökning som gör att vävnaden expanderar och skapar ett akustiskt svar som kan detekteras av en ultraljudsgivare. Ultraljudsdata används för att visualisera vävnaden.

"Det fina med fotoakustisk tomografi är kompositionsinformationen, "sa Craig Goergen, en biträdande professor i Purdues Weldon School of Biomedical Engineering. "Den ger information om var blod och lipid finns, tillsammans med annan viktig information. "

Det yttersta målet är att förbättra den kliniska vården av patienter.

Resultaten av en studie som beskriver en justerbar fotoakustisk sond med förbättrad ljusleverans och bildkvalitet publicerades tisdag (28 augusti) i tidningen Fotoakustik .

Systemet tillhandahåller kompositioninformation i realtid om kroppsvävnad utan behov av kontrastmedel och med bättre djuppenetration jämfört med konventionella optiska tekniker.

Fotoakustisk tomografi kan användas för att upptäcka eller övervaka en mängd sjukdomar, inklusive hjärt -kärlsjukdom, diabetes, och cancer. Det är sjukdomar som Centers for Disease Control and Prevention listar som bland de vanligaste, kostsam, och kan förebyggas av alla hälsoproblem. Hjärtsjukdomar och cancer står för var fjärde dödsfall per år i USA, och mer än 30 miljoner amerikaner, eller mer än 9 procent av befolkningen, har diabetes. Kostnaden för dessa tre sjukdomar om året i USA är mer än 718 miljarder dollar per år, Enligt CDC.

"Det betyder att det kommer att finnas ett stort behov av medicinsk bildbehandling. Att försöka diagnostisera dessa sjukdomar vid ett tidigare tillfälle kan leda till förbättrad patientvård, "Säger Goergen." Vi är i färd med att nu försöka använda den här förbättrade avbildningsmetoden för en mängd olika applikationer för att se vad den kan användas till. "

Bland andra potentiella användningsområden för fotoakustisk tomografi är kartläggning av lipidavsättning i en artärvägg som kan orsaka andra hälsoproblem, mätning av hjärtvävnadsskada och tumörbiopsier. Att använda fotoakustisk tomografi för intraoperativa tumörbiopsier kan hjälpa kirurger att se till att de tar bort all cancer från en patient, Sa Goergen.

En av utmaningarna med fotoakustisk tomografi är att förbättra penetrationsdjupet och signal-brusförhållandet tidigare optiska absorber. Forskarna tror att det kan vara en lösning att skapa optiska manipulationstekniker för att maximera fotontätheten. Som ett resultat, de har skapat en motoriserad fotoakustisk hållare som gör att användarna enkelt kan manövrera enhetens syfte och ställa in djupet där ljuset fokuseras, förbättra ljusgenomträngningsdjupet och signal-brusförhållandet.