Un matériau fantôme stable pour l’imagerie optique et acoustique

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04:54 min

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June 16th, 2023

DOI :

10.3791/65475-v

June 16th, 2023

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Lina Hacker¹^,², Aoife M. Ivory³, James Joseph⁴^,⁵, Janek Gröhl¹^,², Bajram Zeqiri³, Srinath Rajagopal³, Sarah E. Bohndiek¹^,²

¹Department of Physics, University of Cambridge, ²Cancer Research UK Cambridge Institute, University of Cambridge, ³Ultrasound and Underwater Acoustics Group, Department of Medical, Marine and Nuclear Physics, National Physical Laboratory, ⁴School of Science and Engineering, University of Dundee, ⁵Centre for Medical Engineering and Technology, University of Dundee

Transcription

Notre recherche est axée sur le développement de nouvelles modalités d’imagerie pour la détection précoce du cancer. Dans cette étude en particulier, nous nous sommes concentrés sur le développement d’un objet de test stable, également appelé fantôme, pour valider les modalités d’imagerie basées sur la lumière et / ou le son. Différentes ressources ont été proposées pour développer des matériaux imitant les tissus dans le régime optique acoustique.

Par exemple, PVA, hydrogels, polyuréthane ou PVCP. Cette étude se concentre sur un nouveau type de matériau prometteur basé sur la composition de l’huile polyman de base, qui surmonte de nombreux défis d’accordabilité et de stabilité. Le domaine de l’optique biomédicale couvre un large éventail de modalités d’imagerie qui peuvent être appliquées à certains des principaux défis auxquels la médecine est confrontée aujourd’hui.

La plupart des modalités d’imagerie optique sont relativement limitées en profondeur, mais nous pouvons également coupler la lumière avec le son grâce à l’effet photoacoustique pour tirer parti de certains des avantages de pénétration de profondeur des ultrasons. L’imagerie photoacoustique s’est révélée prometteuse dans un large éventail d’essais cliniques, de l’imagerie de l’inflammation au diagnostic du cancer. Cependant, l’évaluation quantitative du rendement demeure difficile en raison d’un manque de matériaux fantômes disponibles capables d’imiter avec précision les propriétés optiques et acoustiques des tissus et de rester stables dans le temps.

De nombreux nouveaux systèmes d’imagerie optique et photoacoustique sont en cours de développement, mais nous manquons d’un fantôme de référence normalisé pour valider ces systèmes et comparer leurs performances. Notre matériel est un candidat prometteur pour combler cette lacune et soutenir le développement et la traduction de ces nouvelles techniques passionnantes en clinique. À l’avenir, nous aimerions nous concentrer sur la création de conceptions et d’architectures fantômes plus anatomiquement réalistes qui conviennent à l’évaluation des performances de différentes configurations de systèmes.

Par exemple, les systèmes microscopiques, mésoscopiques et macroscopiques, qui ont des géométries et des résolutions spatiales différentes.

Résumé

Ce protocole décrit la fabrication d’un matériau fantôme stable et biologiquement pertinent pour les applications d’imagerie biomédicale optique et acoustique, présentant des propriétés acoustiques et optiques accordables indépendamment.

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M decine

num ro 196

Chapitres dans cette vidéo

2:01

Preparation and Heating of the Phantom Material Mixture

3:21

Vacuuming and Pouring of the Phantom Material Samples into the Mold

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