I ricercatori della Purdue University stanno sviluppando un nuovo sistema di imaging biomedico che combina la tecnologia ottica e quella a ultrasuoni per migliorare la diagnosi di malattie potenzialmente letali.

La tomografia fotoacustica è una tecnica non invasiva che funziona convertendo l'energia ottica assorbita in segnale acustico. La luce pulsata viene inviata nei tessuti del corpo, creando un piccolo aumento di temperatura che provoca l'espansione del tessuto e crea una risposta acustica che può essere rilevata da un trasduttore ad ultrasuoni. I dati degli ultrasuoni vengono utilizzati per visualizzare il tessuto.

"La cosa bella della tomografia fotoacustica è l'informazione compositiva, " ha detto Craig Goergen, un assistente professore presso la Weldon School of Biomedical Engineering di Purdue. "Fornisce informazioni su dove si trovano sangue e lipidi, insieme ad altre informazioni essenziali."

L'obiettivo finale è quello di migliorare la cura clinica dei pazienti.

I risultati di uno studio che descrive una sonda fotoacustica regolabile con una migliore emissione di luce e qualità dell'immagine sono stati pubblicati martedì (28 agosto) sulla rivista Fotoacustica .

Il sistema fornisce informazioni sulla composizione in tempo reale del tessuto corporeo senza la necessità di mezzi di contrasto e con una migliore penetrazione in profondità rispetto alle tecniche ottiche convenzionali.

La tomografia fotoacustica può essere utilizzata per rilevare o monitorare una miriade di malattie, comprese le malattie cardiovascolari, diabete, e cancro. Sono malattie che i Centri per il controllo e la prevenzione delle malattie elencano tra le più comuni, costoso, e prevenibile di tutti i problemi di salute. Le malattie cardiache e il cancro rappresentano ciascuno una morte su quattro all'anno negli Stati Uniti, e più di 30 milioni di americani, o più del 9% della popolazione, avere il diabete. Il costo di queste tre malattie all'anno negli Stati Uniti supera i 718 miliardi di dollari l'anno, Secondo il centro per la prevenzione e il controllo delle malattie.

"Ciò significa che ci sarà un grande bisogno di imaging medico. Cercare di diagnosticare queste malattie in un momento precedente può portare a una migliore cura del paziente, " Ha detto Goergen. "Ora stiamo cercando di utilizzare questo approccio di imaging avanzato per una varietà di applicazioni diverse per vedere per cosa può essere utilizzato".

Tra gli altri potenziali usi per la tomografia fotoacustica c'è la mappatura della deposizione di lipidi all'interno di una parete arteriosa che può causare altri problemi di salute, misurazione del danno tissutale cardiaco e delle biopsie tumorali. L'uso della tomografia fotoacustica per le biopsie tumorali intraoperatorie potrebbe aiutare i chirurghi ad assicurarsi di rimuovere tutto il cancro da un paziente, ha detto Goergen.

Una delle sfide della tomografia fotoacustica è migliorare la profondità di penetrazione e il rapporto segnale-rumore rispetto agli assorbitori ottici. I ricercatori ritengono che la creazione di tecniche di manipolazione ottica per massimizzare la densità dei fotoni potrebbe fornire una soluzione. Di conseguenza, hanno creato un supporto fotoacustico motorizzato che consente agli utenti di manovrare facilmente la mira del dispositivo e regolare la profondità in cui la luce è focalizzata, migliorando la profondità di penetrazione della luce e il rapporto segnale-rumore.