Photoakustische Bildgebung

Abb. 1: Photoakustische Detektion der sub¬kutanen Mikro¬vaskulatur mit Tumor ex vivo. Aus: Lihong Wang et al. Nature Biotech. 24, 848 (2006)

Photoakustische Bildgebung basiert auf der Detektion von Druckwellen, die aufgrund von thermoelastischer Expansion als Folge der Absorption gepulster Laserstrahlung von Absorbern emittiert werden. Die Photoakustik ermöglicht damit prinzipiell die Darstellung absorbierender Strukturen in weniger stark absorbierender Umgebung, z.B. von Blutgefäßen in der Haut. Zur Kon­trastierung von Gefäßen wählt man dazu eine stark von Hämoglobin und gering von der Dermis absorbierte Wel­len­länge. Die Drucktransienten werden üblicherweise mit piezoelektrischen Schallwandlern (Punktscan oder Linienarray) an der Haut­oberfläche detek­tiert und analog zur bekann­ten Ultra­schall­­bildgewinnung ausge­wertet (Abb. 1). Mit photoakustischer Tomographie wer­den demnach Bilder gene­riert, die nicht auf den meist geringen, akustischen Impedanzdifferenzen beruhen, sondern auf dem wesentlich spezifischeren optischen Kontrast.

Abb. 2. Photoakustische Bildgebung mittels optischer Detektion im non-Kontakt.

In unserer Photoakustik-Arbeitsgruppe soll das Potenzial der photoakustischen Bildgebung mittels optischer Detektion im non-contact Modus für die klinische Diagnostik evaluiert werden. Die Neuheit unseres Ansatzes besteht in der Aufnahme photoakustisch erzeugter Daten mit holographisch-optischer Methodik, die durch Parallelisierung der Datenaufnahme die Bildgebung extrem beschleunigt und so erstmals eine in vivo Anwendung in der klinischen Praxis ermöglicht (Abb.2).

Das Projekt wird vom BMBF und dem "Zukunftsprogramm Wirtschaft" des Landes-Schleswig-Holstein (EFRE) via TANDEM gefördert.