Et stabilt fantommateriale til optisk og akustisk billeddannelse

Etablering af vævsefterlignende biofotoniske fantommaterialer, der giver langsigtet stabilitet, er afgørende for at muliggøre sammenligning af biomedicinsk billeddannelsesudstyr på tværs af leverandører og institutioner, støtte udviklingen af internationalt anerkendte standarder og hjælpe med klinisk oversættelse af nye teknologier. Her præsenteres en fremstillingsproces, der resulterer i et stabilt, billigt, vævsefterlignende copolymer-i-olie-materiale til brug i fotoakustisk, optisk og ultralydstandardiseringsindsats.

Basismaterialet består af mineralolie og en copolymer med definerede CAS-numre (Chemical Abstract Service). Den protokol, der præsenteres her, giver et repræsentativt materiale med en lydhastighed c(f) = 1,481 ± 0,4 m·s-1 ved 5 MHz (svarer til lydens hastighed ved 20 °C), akustisk dæmpning α(f) = 6,1 ± 0,06 dB·cm-1 ved 5 MHz, optisk absorption μ_a(λ) = 0,05 ± 0,005 ^mm-1 ved 800 nm, og optisk spredning μ_s'(λ) = 1 ± 0,1 ^mm-1 ved 800 nm. Materialet tillader uafhængig indstilling af de akustiske og optiske egenskaber ved henholdsvis at variere polymerkoncentrationen eller lysspredningen (titandioxid) og absorberende midler (olieopløseligt farvestof). Fremstillingen af forskellige fantomdesign vises, og homogeniteten af de resulterende testobjekter bekræftes ved hjælp af fotoakustisk billeddannelse.

På grund af sin lette, gentagelige fremstillingsproces og holdbarhed samt dens biologisk relevante egenskaber har materialeopskriften et stort løfte i multimodale akustisk-optiske standardiseringsinitiativer.