Ett stabilt fantommaterial för optisk och akustisk avbildning

Att etablera vävnadsliknande biofotoniska fantommaterial som ger långsiktig stabilitet är absolut nödvändigt för att möjliggöra jämförelse av biomedicinska bildenheter mellan leverantörer och institutioner, stödja utvecklingen av internationellt erkända standarder och hjälpa till med klinisk översättning av ny teknik. Här presenteras en tillverkningsprocess som resulterar i ett stabilt, billigt, vävnadsliknande sampolymer-i-oljematerial för användning i fotoakustiska, optiska och ultraljudsstandardiseringsinsatser.

Basmaterialet består av mineralolja och en sampolymer med definierade CAS-nummer (Chemical Abstract Service). Det protokoll som presenteras här ger ett representativt material med en ljudhastighet c(f) = 1,481 ± 0,4 m·s-1 vid 5 MHz (motsvarar ljudets hastighet vid 20 °C), akustisk dämpning α(f) = 6,1 ± 0,06 dB·cm-1 vid 5 MHz, optisk absorption μ_a(λ) = 0,05 ± 0,005 ^mm-1 vid 800 nm, och optisk spridning μ_s'(λ) = 1 ± 0,1 ^mm-1 vid 800 nm. Materialet möjliggör oberoende inställning av de akustiska och optiska egenskaperna genom att variera polymerkoncentrationen respektive ljusspridningen (titandioxid) respektive absorberingsmedlen (oljelösligt färgämne). Tillverkningen av olika fantomdesigner visas och homogeniteten hos de resulterande testobjekten bekräftas med fotoakustisk avbildning.

På grund av dess underlätta, repeterbara tillverkningsprocess och hållbarhet, liksom dess biologiskt relevanta egenskaper, har materialreceptet högt löfte i multimodala akustisk-optiska standardiseringsinitiativ.