För 200 år sedan, en läkare från Frankrike använde ett stetoskop för första gången. Otaliga ansträngningar för att observera människokroppen har gjorts sedan dess. Tills nu, det bästa verktyget som ger anatomiska, funktionell, och molekylär information om människor och djur är det fotoakustiska mikroskopet. Superupplösning lokalisering fotoakustisk mikroskopi, vilket är 500 gånger snabbare än konventionell fotoakustisk mikroskopi, har utvecklats av ett forskarteam från POSTECH i Korea.

Professor Chulhong Kim i Creative IT Engineering från POSTECH med Jinyoung Kim, en forskningsprofessor, och Jongbeom Kim, en Ph.D. studerande, presenterade ett snabbt fotoakustiskt mikroskopisystem med en skräddarsydd skanningsspegel i den internationella tidskriften publicerad av Nature, Ljus:Vetenskap och tillämpningar . Denna nyutvecklade mikroskopiteknik använder en stabil och kommersiell galvanometerskanner med en skräddarsydd skanningsspegel och kan hitta blockerade eller sprängda blodkärl genom att övervaka flödet av röda blodkroppar utan att använda kontrastabsorbent.

Fotoakustisk mikroskopi avbildar celler, blodkärl, och vävnader genom att inducera vibrationer när den optiska energin omvandlas till värme efter att ett föremål absorberar ljus från laserstrålen. Konventionella fotoakustiska mikroskopisystem som använder en galvanometerskanner har ett smalt synfält eftersom de inte avsöker fotoakustiska vågor utan bara den optiska strålen. Dessa system som använder en linjär motoriserad scen har också en tidsmässig begränsning när det gäller att göra bilder.

Forskargruppen utvecklade ett nytt fotoakustiskt mikroskopisystem med förbättrad prestanda. Den kan skanna både fotoakustiska vågor och optiska strålar samtidigt, eftersom forskarna implementerade en skräddarsydd skanningsspegel i ett befintligt fotoakustiskt mikroskopisystem. Den kan också övervaka mycket små kärl med inbyggda röda blodkroppar utan kontrastabsorbent, vilket är en stor prestandaförbättring. Vidare, det nya systemet är 500 gånger snabbare än konventionella system. Med förbättringen, den kan demonstrera superupplösningsavbildning genom att lokalisera fotoakustiska signaler med rumslig upplösning förbättrad 2,5 gånger.

Deras forskningsresultat är meningsfullt på många sätt. Detta system förväntas vara mycket lovande vid diagnos och behandling av stroke och hjärt-kärlsjukdom. Eftersom den kan övervaka och avbilda blodkärl med flödet av blodkroppar i realtid, den kan också användas för kärlsjukdomar som kräver akut diagnos och behandling. Dessutom, det möjliggör direkt övervakning av hemodynamiken i mikrokärlen. Det förväntas användas inom olika områden inklusive hemodynamisk respons, kontrastmedelsdynamik i blodkärl, och övergående mikrocirkulationsavvikelser.

Professor Chulhong Kim sa, "Vi avbildade framgångsrikt mikrokärl i öronen, ögon, och hjärnor från möss, och en mänsklig fingertopp med detta nya fotoakustiska mikroskopisystem. Det vi har utvecklat kan vara ett komplement till det konventionella hjärnavbildningssystemet och det kan också vara ett lovande verktyg för framtida prekliniska och kliniska studier."